JP3387808B2 - パターン形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程において、半導体基板の上にレジストパターンを形
成するパターン形成方法に関するものである。
工程において、半導体基板の上にレジストパターンを形
成するパターン形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、半導体装置の高密度化及び高集積
化に伴い、微細加工技術の必要性がますます増大してい
る。
化に伴い、微細加工技術の必要性がますます増大してい
る。
【０００３】リソグラフィ工程において微細加工を可能
にするための方策として、露光光としてエキシマーレー
ザーを光源とするＤＵＶ光又はＥＢ若しくはＸ線等の短
波長光等を用いると共に、酸の発生を利用する化学増幅
型レジストよりなるレジストパターンを形成する技術が
開発されつつある（「色材」、Vol.６７ No. ７、p.p.
４４６−４５５（１９９４））。
にするための方策として、露光光としてエキシマーレー
ザーを光源とするＤＵＶ光又はＥＢ若しくはＸ線等の短
波長光等を用いると共に、酸の発生を利用する化学増幅
型レジストよりなるレジストパターンを形成する技術が
開発されつつある（「色材」、Vol.６７ No. ７、p.p.
４４６−４５５（１９９４））。
【０００４】以下、図８を参照しながら、従来のパター
ン形成方法について説明する。
ン形成方法について説明する。
【０００５】まず、図８（ａ）に示すように、シリコン
よりなる半導体基板１の表面に表面処理剤としてのヘキ
サメチルジシラザン（以下、ＨＭＤＳと略する。）を供
給して、半導体基板１の表面を疎水性にして、半導体基
板１の表面の密着性を向上させる。この表面処理は、液
体のＨＭＤＳを窒素ガスによりバブリングさせた後、６
０℃に加熱された半導体基板１の表面にＨＭＤＳを３０
秒間吹き付けることにより行なう。このようにすると、
図８（ｂ）に示すように、半導体基板１の表面のＯＨ基
のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）3 （トリメチルシリル基）に置換
され、半導体基板１の表面が疎水性になって、半導体基
板１の密着性が向上すると共に、ＮＨ３（アンモニア）
が生成される。
よりなる半導体基板１の表面に表面処理剤としてのヘキ
サメチルジシラザン（以下、ＨＭＤＳと略する。）を供
給して、半導体基板１の表面を疎水性にして、半導体基
板１の表面の密着性を向上させる。この表面処理は、液
体のＨＭＤＳを窒素ガスによりバブリングさせた後、６
０℃に加熱された半導体基板１の表面にＨＭＤＳを３０
秒間吹き付けることにより行なう。このようにすると、
図８（ｂ）に示すように、半導体基板１の表面のＯＨ基
のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）3 （トリメチルシリル基）に置換
され、半導体基板１の表面が疎水性になって、半導体基
板１の密着性が向上すると共に、ＮＨ３（アンモニア）
が生成される。
【０００６】次に、半導体基板１の表面に化学増幅型レ
ジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジスト
膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、ポス
トエクスポージャーベーク（以下、ＰＥＢと略する。）
及び現像を順次行なってレジストパターンを形成する。
ジストを塗布してレジスト膜を形成した後、該レジスト
膜に対して所望のマスクを用いて露光し、その後、ポス
トエクスポージャーベーク（以下、ＰＥＢと略する。）
及び現像を順次行なってレジストパターンを形成する。
【０００７】図９は、上記のようにして形成されたレジ
ストパターン５の概略断面形状を示しており、レジスト
パターン５の表面部には難溶化層６が形成されている。
このように、レジストパターン５の表面部に難溶化層６
が形成されると、レジストパターン５の寸法変動や後工
程でのエッチング不良を招き、半導体装置の歩留りの低
下の原因となる。
ストパターン５の概略断面形状を示しており、レジスト
パターン５の表面部には難溶化層６が形成されている。
このように、レジストパターン５の表面部に難溶化層６
が形成されると、レジストパターン５の寸法変動や後工
程でのエッチング不良を招き、半導体装置の歩留りの低
下の原因となる。
【０００８】上記のように、レジストパターン５の表面
部に難溶化層６が形成される要因としてはアルカリ成分
が挙げられる。すなわち、レジストパターン５の表面に
アルカリ成分が存在すると、露光により発生した酸が失
活して難溶化層６が生じ、レジストパターン５の表面部
がＴ−ｔｏｐ形状になるというものである。このこと
は、アルカリ成分が多い場合にはパターンが解像しない
場合もあると報告（S.A.MacDonald et al.、Proc.SPI
E、vol.1446、p.2(1991).)されていることからも理解で
きる。
部に難溶化層６が形成される要因としてはアルカリ成分
が挙げられる。すなわち、レジストパターン５の表面に
アルカリ成分が存在すると、露光により発生した酸が失
活して難溶化層６が生じ、レジストパターン５の表面部
がＴ−ｔｏｐ形状になるというものである。このこと
は、アルカリ成分が多い場合にはパターンが解像しない
場合もあると報告（S.A.MacDonald et al.、Proc.SPI
E、vol.1446、p.2(1991).)されていることからも理解で
きる。
【０００９】そこで、大気中のアルカリ成分を除去する
化学フィルターをクリーンルームやレジスト塗布装置等
の製造装置に設けて、大気中のアルカリ成分を低減させ
る方法が提案されている（A.Saiki et al.,J.Photopoly
mer Sci. Technol.,vol.8,p.599(1995)）。
化学フィルターをクリーンルームやレジスト塗布装置等
の製造装置に設けて、大気中のアルカリ成分を低減させ
る方法が提案されている（A.Saiki et al.,J.Photopoly
mer Sci. Technol.,vol.8,p.599(1995)）。
【００１０】図１０は、クリーンルーム内のパターン形
成ゾーンのレイアウトを示しており、パターン形成ゾー
ンには、半導体基板の表面処理を行なった後、レジスト
を塗布する塗布装置、レジスト膜に対して所望のマスク
を用いて露光する露光装置、及び露光されたレジスト膜
に対して現像を行なってレジストパターンを形成する現
像装置が順次配置されている。
成ゾーンのレイアウトを示しており、パターン形成ゾー
ンには、半導体基板の表面処理を行なった後、レジスト
を塗布する塗布装置、レジスト膜に対して所望のマスク
を用いて露光する露光装置、及び露光されたレジスト膜
に対して現像を行なってレジストパターンを形成する現
像装置が順次配置されている。
【００１１】図１１（ａ）は塗布装置の概略平面構成を
示しており、該塗布装置には、半導体基板に対して表面
処理を行なう表面処理部と、半導体基板の上にレジスト
を塗布するレジスト塗布部と、大気中のアンモニア等の
アルカリ成分を除去する化学フィルターと、大気中のパ
ーティクル等を除去するＨＥＰＡフィルター又はＵＬＰ
Ａフィルターとが設けられている。
示しており、該塗布装置には、半導体基板に対して表面
処理を行なう表面処理部と、半導体基板の上にレジスト
を塗布するレジスト塗布部と、大気中のアンモニア等の
アルカリ成分を除去する化学フィルターと、大気中のパ
ーティクル等を除去するＨＥＰＡフィルター又はＵＬＰ
Ａフィルターとが設けられている。
【００１２】また、図１１（ｂ）は露光装置の概略平面
構成を示しており、該露光装置には、レジスト膜に対し
て所望のマスクを用いて露光を行なう露光部と、大気中
のアンモニア等のアルカリ成分を除去する化学フィルタ
ーと、大気中のパーティクル等を除去するＨＥＰＡフィ
ルター又はＵＬＰＡフィルターとが設けられている。
構成を示しており、該露光装置には、レジスト膜に対し
て所望のマスクを用いて露光を行なう露光部と、大気中
のアンモニア等のアルカリ成分を除去する化学フィルタ
ーと、大気中のパーティクル等を除去するＨＥＰＡフィ
ルター又はＵＬＰＡフィルターとが設けられている。
【００１３】また、図１１（ｃ）は現像装置の概略平面
構造を示しており、該現像装置には、露光されたレジス
ト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なう現像部と、大
気中のアンモニア等のアルカリ成分を除去する化学フィ
ルターと、大気中のパーティクル等を除去するＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターとが設けられてい
る。
構造を示しており、該現像装置には、露光されたレジス
ト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なう現像部と、大
気中のアンモニア等のアルカリ成分を除去する化学フィ
ルターと、大気中のパーティクル等を除去するＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターとが設けられてい
る。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、化学フィル
ターをクリーンルームや製造装置等に配置する場合に
は、半導体製造工程のコストが上昇すると共に、フィル
ターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さが生じるという
問題がある。
ターをクリーンルームや製造装置等に配置する場合に
は、半導体製造工程のコストが上昇すると共に、フィル
ターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さが生じるという
問題がある。
【００１５】
【表１】
【００１６】［表１］は、化学フィルターとＨＥＰＡフ
ィルター又はＵＬＰＡフィルターとの対比を示してい
る。［表１］から明らかなように、化学フィルターはフ
ィルターのコストが高いと共に、ＨＥＰＡフィルター又
はＵＬＰＡフィルターに比べてフィルターの交換頻度が
高い。半導体装置の製造ラインにおいては、塗布装置及
び露光装置は合計で数十台が配置されるのが通常である
から、交換頻度が２〜３年であることを考慮すると、毎
年平均して１０００万円以上のフィルター交換費が必要
になる。
ィルター又はＵＬＰＡフィルターとの対比を示してい
る。［表１］から明らかなように、化学フィルターはフ
ィルターのコストが高いと共に、ＨＥＰＡフィルター又
はＵＬＰＡフィルターに比べてフィルターの交換頻度が
高い。半導体装置の製造ラインにおいては、塗布装置及
び露光装置は合計で数十台が配置されるのが通常である
から、交換頻度が２〜３年であることを考慮すると、毎
年平均して１０００万円以上のフィルター交換費が必要
になる。
【００１７】上記に鑑み、本発明は、半導体装置の製造
ラインに配置される化学フィルターの数を低減すること
を目的とする。
ラインに配置される化学フィルターの数を低減すること
を目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本件発明者らは、化学増
幅型レジストが悪影響を受けるアルカリ成分としてのア
ンモニア成分の発生原因について調べるため、クリーン
ルームにおいて環境中の不純物の分析を行なったとこ
ろ、図１２に示すように、ＨＭＤＳの分解物であるトリ
メチルシラノールの環境中の濃度とアンモニアの環境中
の濃度とは正の相関関係にあることが分かった。このこ
とから、化学増幅型レジストのパターンの形状に悪影響
を与えるアルカリ成分は、半導体基板の表面処理剤であ
るＨＭＤＳに原因があると推測される。
幅型レジストが悪影響を受けるアルカリ成分としてのア
ンモニア成分の発生原因について調べるため、クリーン
ルームにおいて環境中の不純物の分析を行なったとこ
ろ、図１２に示すように、ＨＭＤＳの分解物であるトリ
メチルシラノールの環境中の濃度とアンモニアの環境中
の濃度とは正の相関関係にあることが分かった。このこ
とから、化学増幅型レジストのパターンの形状に悪影響
を与えるアルカリ成分は、半導体基板の表面処理剤であ
るＨＭＤＳに原因があると推測される。
【００１９】本件発明は、上記の知見に基づいて成され
たものであり、従来のＨＭＤＳに代えて、下記一般式
（１）で示されるシラン化合物を含む表面処理剤を用い
ることにより、半導体基板の表面にアルカリ成分を発生
させないようにし、これにより、化学フィルターの低減
を図るものである。
たものであり、従来のＨＭＤＳに代えて、下記一般式
（１）で示されるシラン化合物を含む表面処理剤を用い
ることにより、半導体基板の表面にアルカリ成分を発生
させないようにし、これにより、化学フィルターの低減
を図るものである。
【００２０】本件発明に係る第１のパターン形成方法
は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィル
ターを有しないレジスト塗布装置内において、半導体基
板の表面を下記一般式（１）で示されるシラン化合物を
含む表面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理
された半導体基板の上にレジストを塗布してレジスト膜
を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜に対
して所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光する
露光工程と、露光されたレジスト膜に対して現像を行な
ってレジストパターンを形成する現像工程とを備えてい
る。
は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィル
ターを有しないレジスト塗布装置内において、半導体基
板の表面を下記一般式（１）で示されるシラン化合物を
含む表面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理
された半導体基板の上にレジストを塗布してレジスト膜
を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜に対
して所望のパターン形状を持つマスクを用いて露光する
露光工程と、露光されたレジスト膜に対して現像を行な
ってレジストパターンを形成する現像工程とを備えてい
る。
【００２１】Ｒ1 4-n Ｓｉ（ＯＲ）n ……（１）
（但し、式中ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜
６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式
飽和炭化水素基である。） 第１のパターン形成方法によると、半導体基板の表面を
上記一般式（１）で示されるシラン化合物を含む表面処
理剤により表面処理するため、表面処理後の半導体基板
の表面においてアルカリ成分が発生しない。
６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式
飽和炭化水素基である。） 第１のパターン形成方法によると、半導体基板の表面を
上記一般式（１）で示されるシラン化合物を含む表面処
理剤により表面処理するため、表面処理後の半導体基板
の表面においてアルカリ成分が発生しない。
【００２２】第１のパターン形成方法において、上記露
光工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない露光装置内において行なわれるこ
とが好ましい。
光工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない露光装置内において行なわれるこ
とが好ましい。
【００２３】また、第１のパターン形成方法において、
上記現像工程は、大気中のアルカリ成分を除去するため
の化学フィルターを有しない現像装置内において行なわ
れることが好ましい。
上記現像工程は、大気中のアルカリ成分を除去するため
の化学フィルターを有しない現像装置内において行なわ
れることが好ましい。
【００２４】本発明に係る第２のパターン形成方法は、
大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィルター
を有しない環境下において、半導体基板の表面を下記一
般式（１）で示されるシラン化合物を含む表面処理剤に
より表面処理を行なった後、表面処理された半導体基板
の上にレジストを塗布してレジスト膜を形成するレジス
ト膜形成工程と、上記レジスト膜に対して所望のパター
ン形状を持つマスクを用いて露光する露光工程と、露光
されたレジスト膜に対して現像を行なってレジストパタ
ーンを形成する現像工程とを備えている。
大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィルター
を有しない環境下において、半導体基板の表面を下記一
般式（１）で示されるシラン化合物を含む表面処理剤に
より表面処理を行なった後、表面処理された半導体基板
の上にレジストを塗布してレジスト膜を形成するレジス
ト膜形成工程と、上記レジスト膜に対して所望のパター
ン形状を持つマスクを用いて露光する露光工程と、露光
されたレジスト膜に対して現像を行なってレジストパタ
ーンを形成する現像工程とを備えている。
【００２５】Ｒ1 4-n Ｓｉ（ＯＲ）n ……（１）
（但し、式中ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜
６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式
飽和炭化水素基である。） 第２のパターン形成方法において、化学フィルターを有
しない環境下とは、塗布装置に化学フィルターが設けら
れていない共に、該塗布装置が配置されるクリーンルー
ムにも化学フィルターが設けられていないことを意味す
る。
６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素
基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置
換不飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキ
ルカルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基で
あり、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式
飽和炭化水素基である。） 第２のパターン形成方法において、化学フィルターを有
しない環境下とは、塗布装置に化学フィルターが設けら
れていない共に、該塗布装置が配置されるクリーンルー
ムにも化学フィルターが設けられていないことを意味す
る。
【００２６】第２のパターン形成方法によると、半導体
基板の表面を上記一般式（１）で示されるシラン化合物
を含む表面処理剤により表面処理するため、表面処理後
の半導体基板の表面においてアルカリ成分が発生しな
い。
基板の表面を上記一般式（１）で示されるシラン化合物
を含む表面処理剤により表面処理するため、表面処理後
の半導体基板の表面においてアルカリ成分が発生しな
い。
【００２７】第２のパターン形成方法において、上記露
光工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない環境下において行なわれることが
好ましい。この場合の化学フィルターを有しない環境下
とは、露光装置に化学フィルターが設けられていない共
に、該露光装置が配置されるクリーンルームにも化学フ
ィルターが設けられていないことを意味する。
光工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない環境下において行なわれることが
好ましい。この場合の化学フィルターを有しない環境下
とは、露光装置に化学フィルターが設けられていない共
に、該露光装置が配置されるクリーンルームにも化学フ
ィルターが設けられていないことを意味する。
【００２８】第２のパターン形成方法において、上記現
像工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない環境下において行なわれることが
好ましい。この場合の化学フィルターを有しない環境下
とは、現像装置に化学フィルターが設けられていない共
に、該現像装置が配置されるクリーンルームにも化学フ
ィルターが設けられていないことを意味する。
像工程は、大気中のアルカリ成分を除去するための化学
フィルターを有しない環境下において行なわれることが
好ましい。この場合の化学フィルターを有しない環境下
とは、現像装置に化学フィルターが設けられていない共
に、該現像装置が配置されるクリーンルームにも化学フ
ィルターが設けられていないことを意味する。
【００２９】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、上記レジスト膜形成工程におけるシラン化合物は下
記一般式（２）で示されることが好ましい。
て、上記レジスト膜形成工程におけるシラン化合物は下
記一般式（２）で示されることが好ましい。
【００３０】
【化２】
【００３１】（但し、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は、同種又は
異種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
り、Ｒ4 、Ｒ5 及びＲ6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基、又は、ＯＲ7（Ｒ7は、水素原
子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基である。）ある。）
異種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
り、Ｒ4 、Ｒ5 及びＲ6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基、又は、ＯＲ7（Ｒ7は、水素原
子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基である。）ある。）
【００３２】上記一般式（２）で示されるシラン化合物
は、求電子軌道のエネルギー準位が低くなるため、該シ
ラン化合物のトリメチルシリル基と基板上のＯＨ基との
反応性が高くなる。従って、上記のようにカルボニル基
を持つシラン化合物を構成するケイ素原子は、活性水素
原子を持つ化合物であるシラノール基と極めて速い反応
速度で反応する。
は、求電子軌道のエネルギー準位が低くなるため、該シ
ラン化合物のトリメチルシリル基と基板上のＯＨ基との
反応性が高くなる。従って、上記のようにカルボニル基
を持つシラン化合物を構成するケイ素原子は、活性水素
原子を持つ化合物であるシラノール基と極めて速い反応
速度で反応する。
【００３３】例えば、一般式（２）で示されるシラン化
合物として、４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−
２−オンを０．５当量のシクロヘキサノールと混合して
反応率を測定したところ、１時間で１００％という極め
て高い反応性を示した。ちなみに、従来の表面処理剤と
して知られるヘキサメチルジシラザンを用いて同様の測
定を行なったところ、２４時間で４３．９％という低い
反応性であった。
合物として、４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−
２−オンを０．５当量のシクロヘキサノールと混合して
反応率を測定したところ、１時間で１００％という極め
て高い反応性を示した。ちなみに、従来の表面処理剤と
して知られるヘキサメチルジシラザンを用いて同様の測
定を行なったところ、２４時間で４３．９％という低い
反応性であった。
【００３４】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを
含有することができる。
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを
含有することができる。
【００３５】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカ
リ可溶性となる化合物又は樹脂とを含有することができ
る。
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用によりアルカ
リ可溶性となる化合物又は樹脂とを含有することができ
る。
【００３６】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反
応を起こす化合物又は樹脂とを含有することができる。
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反
応を起こす化合物又は樹脂とを含有することができる。
【００３７】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、ナフ
トキノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有す
ることができる。
て、上記レジスト膜形成工程におけるレジストは、ナフ
トキノンジアジド化合物と、ノボラック樹脂とを含有す
ることができる。
【００３８】
【発明の実施の形態】（第１の参考形態）
まず、図１（ａ）に示すように、ＨＥＰＡフィルター又
はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィルターを有し
ない塗布装置の内部において、図２（ａ）に示すよう
に、シリコンよりなる半導体基板１の表面に、表面処理
剤としての４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−２
−オンを供給して（すなわち、４−トリメチルシロキシ
−３−ペンテン−２−オンを窒素ガスによりバブリング
させ、９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０秒間
吹き付けて）、半導体基板１の表面を疎水性にして、半
導体基板１の密着性を向上させる。
はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィルターを有し
ない塗布装置の内部において、図２（ａ）に示すよう
に、シリコンよりなる半導体基板１の表面に、表面処理
剤としての４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−２
−オンを供給して（すなわち、４−トリメチルシロキシ
−３−ペンテン−２−オンを窒素ガスによりバブリング
させ、９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０秒間
吹き付けて）、半導体基板１の表面を疎水性にして、半
導体基板１の密着性を向上させる。
【００３９】このようにすると、図２（ｂ）に示すよう
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3）3
（トリメチルシリル基）に置換され、ＣＨ3ＣＯＣＨ2Ｃ
ＯＣＨ3 （アセチルアセトン）が生成される。
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3）3
（トリメチルシリル基）に置換され、ＣＨ3ＣＯＣＨ2Ｃ
ＯＣＨ3 （アセチルアセトン）が生成される。
【００４０】その後、上記の塗布装置の内部において、
半導体基板１の表面に化学増幅型レジストを塗布して、
レジスト膜を形成する。
半導体基板１の表面に化学増幅型レジストを塗布して、
レジスト膜を形成する。
【００４１】次に、図１（ｂ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
【００４２】次に、図１（ｃ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
【００４３】上記のようにしてパターンを形成すると、
図３に示すように、レジストパターン２の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図３は、化学フィルタ
ーを有しない塗布装置内において、半導体基板１の表面
を４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンに
より表面処理した後、表面処理された半導体基板１の上
にポジ型の化学増幅型レジスト（日本合成ゴム社製、Ｋ
ＲＦ Ｋ２Ｇ）を０．７μｍの膜厚に塗布し、次に、化
学フィルターを有しない露光装置内において、ＮＡ：
０．５のＫｒＦエキシマレーザーステッパーにより露光
し、次に、化学フィルターを有しない現像装置内におい
て、１００℃の温度下において９０秒間のＰＥＢを行な
った後、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液を用いて現像を行なったときの
０．２５μｍライン・アンド・スペースのパターンの断
面形状を示している。
図３に示すように、レジストパターン２の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図３は、化学フィルタ
ーを有しない塗布装置内において、半導体基板１の表面
を４−トリメチルシロキシ−３−ペンテン−２−オンに
より表面処理した後、表面処理された半導体基板１の上
にポジ型の化学増幅型レジスト（日本合成ゴム社製、Ｋ
ＲＦ Ｋ２Ｇ）を０．７μｍの膜厚に塗布し、次に、化
学フィルターを有しない露光装置内において、ＮＡ：
０．５のＫｒＦエキシマレーザーステッパーにより露光
し、次に、化学フィルターを有しない現像装置内におい
て、１００℃の温度下において９０秒間のＰＥＢを行な
った後、２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイド水溶液を用いて現像を行なったときの
０．２５μｍライン・アンド・スペースのパターンの断
面形状を示している。
【００４４】以上のように、第１の参考形態によると、
表面処理剤として４−メチルシロキシ−３−ペンテン−
２−オンを用いて表面処理を行なうため、表面処理工程
においてアンモニア等のアルカリ成分が発生しないの
で、塗布装置に化学フィルターが設けられていなくて
も、半導体基板１の上に形成されるレジストパターン２
の表面部に難溶化層が形成されない。
表面処理剤として４−メチルシロキシ−３−ペンテン−
２−オンを用いて表面処理を行なうため、表面処理工程
においてアンモニア等のアルカリ成分が発生しないの
で、塗布装置に化学フィルターが設けられていなくて
も、半導体基板１の上に形成されるレジストパターン２
の表面部に難溶化層が形成されない。
【００４５】また、第１の参考形態においては、表面処
理剤として４−メチルシロキシ−３−ペンテン−２−オ
ンを用いて表面処理を行なうため、表面処理工程におい
てアンモニア等のアルカリ成分が発生しないので、半導
体基板１はその表面にアンモニア成分が付着していない
状態で露光装置内及び現像装置内に搬入される。このた
め、露光装置及び現像装置に化学フィルターが設けられ
ていなくても、露光装置及び現像装置の内部にはアンモ
ニア成分が存在しないので、半導体基板１の上に形成さ
れるレジストパターン２の表面部に難溶化層が形成され
ない。
理剤として４−メチルシロキシ−３−ペンテン−２−オ
ンを用いて表面処理を行なうため、表面処理工程におい
てアンモニア等のアルカリ成分が発生しないので、半導
体基板１はその表面にアンモニア成分が付着していない
状態で露光装置内及び現像装置内に搬入される。このた
め、露光装置及び現像装置に化学フィルターが設けられ
ていなくても、露光装置及び現像装置の内部にはアンモ
ニア成分が存在しないので、半導体基板１の上に形成さ
れるレジストパターン２の表面部に難溶化層が形成され
ない。
【００４６】従って、化学フィルターを塗布装置、露光
装置及び現像装置に設けることに伴う化学フィルターの
コスト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑
さを低減することができる。
装置及び現像装置に設けることに伴う化学フィルターの
コスト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑
さを低減することができる。
【００４７】（第２の実施形態）まず、図１（ａ）に示
すように、ＨＥＰＡフィルター又はＵＬＰＡフィルター
を有するが化学フィルターを有しない塗布装置の内部に
おいて、図４（ａ）に示すように、シリコンよりなる半
導体基板１の表面に、表面処理剤としての４−ジメチル
−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペンテン−２−オンを供給し
て（すなわち、４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−
ペンテン−２−オンを窒素ガスによりバブリングさせ、
９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０秒間吹き付
けて）、半導体基板１の表面を疎水性にして、半導体基
板１の密着性を向上させる。
すように、ＨＥＰＡフィルター又はＵＬＰＡフィルター
を有するが化学フィルターを有しない塗布装置の内部に
おいて、図４（ａ）に示すように、シリコンよりなる半
導体基板１の表面に、表面処理剤としての４−ジメチル
−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペンテン−２−オンを供給し
て（すなわち、４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−
ペンテン−２−オンを窒素ガスによりバブリングさせ、
９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０秒間吹き付
けて）、半導体基板１の表面を疎水性にして、半導体基
板１の密着性を向上させる。
【００４８】このようにすると、図４（ｂ）に示すよう
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）
2 （ＣＨ2 ）5 ＣＨ3 （ジメチル−ｎ−ヘキシルシリル
基）に置換され、ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 （アセチ
ルアセトン）が生成される。
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）
2 （ＣＨ2 ）5 ＣＨ3 （ジメチル−ｎ−ヘキシルシリル
基）に置換され、ＣＨ3 ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 （アセチ
ルアセトン）が生成される。
【００４９】その後、上記の塗布装置の内部において、
半導体基板１の表面に化学増幅型レジストを塗布して、
レジスト膜を形成する。
半導体基板１の表面に化学増幅型レジストを塗布して、
レジスト膜を形成する。
【００５０】次に、図１（ｂ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
【００５１】次に、図１（ｃ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
【００５２】上記のようにしてパターンを形成すると、
図５に示すように、レジストパターン３の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図５は、化学フィルタ
ーを有しない塗布装置内において、半導体基板１の表面
を４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペンテン−２
−オンにより表面処理した後、表面処理された半導体基
板１の上にポジ型の化学増幅型レジスト（日本合成ゴム
社製、ＫＲＦ Ｋ２Ｇ）を０．７μｍの膜厚に塗布して
レジスト膜を形成し、次に、化学フィルターを有しない
露光装置内において、ＮＡ：０．５のＫｒＦエキシマレ
ーザーステッパーにより露光し、次に、化学フィルター
を有しない現像装置内において、１００℃の温度下にお
いて９０秒間のＰＥＢを行なった後、２．３８ｗｔ％の
テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を
用いて現像を行なったときの０．２５μｍライン・アン
ド・スペースのパターンの断面形状を示している。
図５に示すように、レジストパターン３の表面部に難溶
化層が形成されない。すなわち、図５は、化学フィルタ
ーを有しない塗布装置内において、半導体基板１の表面
を４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペンテン−２
−オンにより表面処理した後、表面処理された半導体基
板１の上にポジ型の化学増幅型レジスト（日本合成ゴム
社製、ＫＲＦ Ｋ２Ｇ）を０．７μｍの膜厚に塗布して
レジスト膜を形成し、次に、化学フィルターを有しない
露光装置内において、ＮＡ：０．５のＫｒＦエキシマレ
ーザーステッパーにより露光し、次に、化学フィルター
を有しない現像装置内において、１００℃の温度下にお
いて９０秒間のＰＥＢを行なった後、２．３８ｗｔ％の
テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液を
用いて現像を行なったときの０．２５μｍライン・アン
ド・スペースのパターンの断面形状を示している。
【００５３】以上のように、第２の実施形態によると、
表面処理剤として４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ
−ペンテン−２−オンを用いて表面処理を行なうため、
表面処理工程においてアンモニア等のアルカリ成分が発
生しないので、塗布装置に化学フィルターが設けられて
いなくても、半導体基板１の上に形成されるレジストパ
ターン３の表面部に難溶化層が形成されない。
表面処理剤として４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ
−ペンテン−２−オンを用いて表面処理を行なうため、
表面処理工程においてアンモニア等のアルカリ成分が発
生しないので、塗布装置に化学フィルターが設けられて
いなくても、半導体基板１の上に形成されるレジストパ
ターン３の表面部に難溶化層が形成されない。
【００５４】また、第２の実施形態においては、表面処
理剤として４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペン
テン−２−オンを用いて表面処理を行なうため、表面処
理工程においてアンモニア等のアルカリ成分が発生しな
いので、半導体基板１はその表面にアンモニア成分が付
着していない状態で露光装置内及び現像装置内に搬入さ
れる。このため、露光装置及び現像装置に化学フィルタ
ーが設けられていなくても、露光装置及び現像装置の内
部にはアンモニア成分が存在しないので、半導体基板１
の上に形成されるレジストパターン３の表面部に難溶化
層が形成されない。
理剤として４−ジメチル−ｎ−ヘキシルシロキシ−ペン
テン−２−オンを用いて表面処理を行なうため、表面処
理工程においてアンモニア等のアルカリ成分が発生しな
いので、半導体基板１はその表面にアンモニア成分が付
着していない状態で露光装置内及び現像装置内に搬入さ
れる。このため、露光装置及び現像装置に化学フィルタ
ーが設けられていなくても、露光装置及び現像装置の内
部にはアンモニア成分が存在しないので、半導体基板１
の上に形成されるレジストパターン３の表面部に難溶化
層が形成されない。
【００５５】従って、化学フィルターを塗布装置、露光
装置及び現像装置に設けることに伴う化学フィルターの
コスト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑
さを低減することができる。
装置及び現像装置に設けることに伴う化学フィルターの
コスト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑
さを低減することができる。
【００５６】（第３の参考形態）
まず、図１（ａ）に示すように、ＨＥＰＡフィルター又
はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィルターを有し
ない塗布装置の内部において、図６（ａ）に示すよう
に、シリコンよりなる半導体基板１の表面に、表面処理
剤としてのイソプロペノキシトリメチルシラン（以下、
ＩＰＴＭＳと略する。）を供給して（すなわち、イソプ
ロペノキシトリメチルシランを窒素ガスにより、バブリ
ングさせ、９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０
秒間吹き付けて）、半導体基板１の表面を疎水性にし
て、半導体基板１の密着性を向上させる。
はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィルターを有し
ない塗布装置の内部において、図６（ａ）に示すよう
に、シリコンよりなる半導体基板１の表面に、表面処理
剤としてのイソプロペノキシトリメチルシラン（以下、
ＩＰＴＭＳと略する。）を供給して（すなわち、イソプ
ロペノキシトリメチルシランを窒素ガスにより、バブリ
ングさせ、９０℃に加熱された半導体基板の表面に３０
秒間吹き付けて）、半導体基板１の表面を疎水性にし
て、半導体基板１の密着性を向上させる。
【００５７】このようにすると、図６（ｂ）に示すよう
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）
3 （トリメチルシリル基）に置換され、（ＣＨ3 ）2 Ｃ
Ｏ（アセトン）が生成される。
に、半導体基板１の表面のＯＨ基のＨがＳｉ（ＣＨ3 ）
3 （トリメチルシリル基）に置換され、（ＣＨ3 ）2 Ｃ
Ｏ（アセトン）が生成される。
【００５８】その後、上記の塗布装置の内部において、
半導体基板１の表面に非化学増幅型のレジストを塗布し
て、レジスト膜を形成する。
半導体基板１の表面に非化学増幅型のレジストを塗布し
て、レジスト膜を形成する。
【００５９】次に、図１（ｂ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない露光装置の内部において、所望のマス
クを用いて露光する。
【００６０】次に、図１（ｃ）に示すように、ＨＥＰＡ
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
フィルター又はＵＬＰＡフィルターを有するが化学フィ
ルターを有しない現像装置の内部において、露光された
レジスト膜に対してＰＥＢ及び現像を順次行なってレジ
ストパターンを形成する。
【００６１】上記のようにしてパターンを形成すると、
図７に示すように、半導体基板１の上に、剥がれ部がな
い良好な形状のレジストパターン４が形成された。すな
わち、図７は、化学フィルターを有しない塗布装置内に
おいて、半導体基板１の表面をＩＰＴＭＳにより表面処
理した後、表面処理された半導体基板１の上に非化学増
幅型のポジ型レジスト（住友化学社製、ＰＦＩ−３８）
を１．０μｍの膜厚に塗布してレジスト膜を形成し、次
に、化学フィルターを有しない露光装置内において、Ｎ
Ａ：０．６のｉ線ステッパーにより露光し、次に、化学
フィルターを有しない現像装置内において、１００℃の
温度下において９０秒間のＰＥＢを行なった後、２．３
８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド水溶液を用いて現像を行なったときの０．３０μｍラ
イン・アンド・スペースのレジストパターン４の断面形
状を示している。
図７に示すように、半導体基板１の上に、剥がれ部がな
い良好な形状のレジストパターン４が形成された。すな
わち、図７は、化学フィルターを有しない塗布装置内に
おいて、半導体基板１の表面をＩＰＴＭＳにより表面処
理した後、表面処理された半導体基板１の上に非化学増
幅型のポジ型レジスト（住友化学社製、ＰＦＩ−３８）
を１．０μｍの膜厚に塗布してレジスト膜を形成し、次
に、化学フィルターを有しない露光装置内において、Ｎ
Ａ：０．６のｉ線ステッパーにより露光し、次に、化学
フィルターを有しない現像装置内において、１００℃の
温度下において９０秒間のＰＥＢを行なった後、２．３
８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド水溶液を用いて現像を行なったときの０．３０μｍラ
イン・アンド・スペースのレジストパターン４の断面形
状を示している。
【００６２】以上のように、第３の参考形態によると、
表面処理剤としてＩＰＴＭＳを用いて表面処理を行なう
ため、アンモニア等のアルカリ成分を発生させることな
く、半導体基板１とレジストパターン４との密着性を高
めることができ、剥がれ部のない良好なパターン形状を
持つレジストパターン４を得ることができる。
表面処理剤としてＩＰＴＭＳを用いて表面処理を行なう
ため、アンモニア等のアルカリ成分を発生させることな
く、半導体基板１とレジストパターン４との密着性を高
めることができ、剥がれ部のない良好なパターン形状を
持つレジストパターン４を得ることができる。
【００６３】尚、第１の参考形態、第２の実施形態及び
第３の参考形態に係るパターン形成方法においては、塗
布装置、露光装置及び現像装置のいずれにも化学フィル
ターが設けられていなかったが、塗布装置に化学フィル
ターが設けられていないことが本発明の第１の特徴であ
り、露光装置又は現像装置に化学フィルターが設けられ
ていないことは本発明の第２の特徴である。
第３の参考形態に係るパターン形成方法においては、塗
布装置、露光装置及び現像装置のいずれにも化学フィル
ターが設けられていなかったが、塗布装置に化学フィル
ターが設けられていないことが本発明の第１の特徴であ
り、露光装置又は現像装置に化学フィルターが設けられ
ていないことは本発明の第２の特徴である。
【００６４】また、第１の参考形態、第２の実施形態及
び第３の参考形態に係るパターン形成方法においては、
塗布装置、露光装置及び現像装置が配置されるクリーン
ルームに化学フィルターが設けられていてもよいし、設
けられていなくてもよい。クリーンルームに化学フィル
ターが設けられていなくても、半導体基板に対する表面
処理工程においてアルカリ成分が発生しないので、クリ
ーンルームの内部に存在するアンモニア成分は極く僅か
である。このため、化学フィルターを有しないクリーン
ルーム内に配置された塗布装置、露光装置及び現像装置
を用いて、化学増幅型レジストよりなるレジストパター
ンを形成しても、該レジストパターンの表面部に難溶化
層が形成されない。
び第３の参考形態に係るパターン形成方法においては、
塗布装置、露光装置及び現像装置が配置されるクリーン
ルームに化学フィルターが設けられていてもよいし、設
けられていなくてもよい。クリーンルームに化学フィル
ターが設けられていなくても、半導体基板に対する表面
処理工程においてアルカリ成分が発生しないので、クリ
ーンルームの内部に存在するアンモニア成分は極く僅か
である。このため、化学フィルターを有しないクリーン
ルーム内に配置された塗布装置、露光装置及び現像装置
を用いて、化学増幅型レジストよりなるレジストパター
ンを形成しても、該レジストパターンの表面部に難溶化
層が形成されない。
【００６５】従って、化学フィルターをクリーンルーム
に設けることに伴う化学フィルターのコスト及びフィル
ターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを低減すること
ができる。
に設けることに伴う化学フィルターのコスト及びフィル
ターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを低減すること
ができる。
【００６６】尚、第１の参考形態又は第２の実施形態に
おいては、アセチルアセトンよりなる反応分解物を生成
する表面処理剤を用い、第３の参考形態においては、ア
セトンよりなる反応分解物を生成する表面処理剤を用
い、第１又は第３の参考形態においては、半導体基板の
表面を疎水性にする物質としてトリメチルシリル基を生
成する表面処理剤を用い、第２の実施形態においては、
半導体基板の表面を疎水性にする物質としてジメチル−
ｎ−ヘキシルシリル基を生成する表面処理剤を用いた
が、表面処理剤はこれらに限られない。すなわち、下記
一般式（１）により示されるシラン化合物を含む表面処
理剤を広く用いることができる。
おいては、アセチルアセトンよりなる反応分解物を生成
する表面処理剤を用い、第３の参考形態においては、ア
セトンよりなる反応分解物を生成する表面処理剤を用
い、第１又は第３の参考形態においては、半導体基板の
表面を疎水性にする物質としてトリメチルシリル基を生
成する表面処理剤を用い、第２の実施形態においては、
半導体基板の表面を疎水性にする物質としてジメチル−
ｎ−ヘキシルシリル基を生成する表面処理剤を用いた
が、表面処理剤はこれらに限られない。すなわち、下記
一般式（１）により示されるシラン化合物を含む表面処
理剤を広く用いることができる。
【００６７】Ｒ1 4-n Ｓｉ（ＯＲ）n ……（１）
但し、式中ｎは１〜３の整数であり、Ｒは炭素数１〜６
の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、
炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキルカ
ルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基であ
り、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素数
１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽
和炭化水素基である。
の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、
炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、又は、炭素数１〜６の置換アルキルカ
ルボニル基若しくは非置換アルキルカルボニル基であ
り、Ｒ1 は、同種又は異種であって、水素原子、炭素数
１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非
置換不飽和炭化水素基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽
和炭化水素基である。
【００６８】上記一般式（１）で示されるシラン化合物
の第１の例としては、下記一般式（３）で示されるもの
が挙げられる。
の第１の例としては、下記一般式（３）で示されるもの
が挙げられる。
【００６９】Ｒ1 3ＳｉＯＲ……（３）
但し、Ｒ及びＲ1 の意味については、上記一般式（１）
と同じである。
と同じである。
【００７０】上記一般式（３）で示されるシラン化合物
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が１つの場合であって、
半導体基板上が単分子膜状に処理され、面内均一性の高
い膜が得られる。また、上記一般式（３）で示されるシ
ラン化合物は、Ｒ1 置換基の立体障害の影響を受けやす
く、この性質が反応速度（処理能力）に反映される。
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が１つの場合であって、
半導体基板上が単分子膜状に処理され、面内均一性の高
い膜が得られる。また、上記一般式（３）で示されるシ
ラン化合物は、Ｒ1 置換基の立体障害の影響を受けやす
く、この性質が反応速度（処理能力）に反映される。
【００７１】上記一般式（３）で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化３］及び［化４］に示す化合物が挙げられ
る。
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化３］及び［化４］に示す化合物が挙げられ
る。
【００７２】
【化３】
【００７３】
【化４】
【００７４】上記一般式（１）で示されるシラン化合物
の第２の例としては、下記一般式（４）で示されるもの
が挙げられる。
の第２の例としては、下記一般式（４）で示されるもの
が挙げられる。
【００７５】Ｒ1 2Ｓｉ（ＯＲ）2 ……（４）
但し、Ｒ及びＲ1 の意味については、上記一般式（１）
と同じである。
と同じである。
【００７６】上記一般式（４）で示されるシラン化合物
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が２つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力が高い。
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が２つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力が高い。
【００７７】上記一般式（４）で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化５］に示す化合物が挙げられる。
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化５］に示す化合物が挙げられる。
【００７８】
【化５】
【００７９】上記一般式（１）で示されるシラン化合物
の第３の例としては、下記一般式（５）で示されるもの
が挙げられる。
の第３の例としては、下記一般式（５）で示されるもの
が挙げられる。
【００８０】Ｒ1 Ｓｉ（ＯＲ）3 ……（５）
但し、Ｒ及びＲ1 の意味については、上記一般式（１）
と同じである。
と同じである。
【００８１】上記一般式（５）で示されるシラン化合物
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が３つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力は高い
が、未反応シラン化合物が空気中の水分により加水分解
を受けてゲルを生成する可能性があるため、処理方法に
よってはパーティクル汚染の原因になる。
は、Ｓｉ原子上の加水分解性基が３つの場合であって、
半導体基板上が積層膜状に処理され、処理能力は高い
が、未反応シラン化合物が空気中の水分により加水分解
を受けてゲルを生成する可能性があるため、処理方法に
よってはパーティクル汚染の原因になる。
【００８２】上記一般式（５）で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化６］に示す化合物が挙げられる。
のうち本発明で用いられるシラン化合物としては、具体
的には［化６］に示す化合物が挙げられる。
【００８３】
【化６】
【００８４】尚、上記一般式（３）で示されるシラン化
合物は特に材料的に安定性が高く、上記一般式（５）で
示されるシラン化合物は特に反応性が高いという特徴を
有している。
合物は特に材料的に安定性が高く、上記一般式（５）で
示されるシラン化合物は特に反応性が高いという特徴を
有している。
【００８５】また、表面処理剤としては、下記一般式
（２）で示されるシラン化合物を含むものを用いること
ができる。
（２）で示されるシラン化合物を含むものを用いること
ができる。
【００８６】
【化７】
【００８７】（但し、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は、同種又は
異種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
り、Ｒ4 、Ｒ5 及びＲ6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基、ＯＲ7（Ｒ7は、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽
和炭化水素基である。）である。）
異種であって、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
り、Ｒ4 、Ｒ5 及びＲ6 は、同種又は異種であって、水
素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非
置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基、炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基、ＯＲ7（Ｒ7は、水素原子、炭素
数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化
水素基、炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは
非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の脂環式飽
和炭化水素基である。）である。）
【００８８】上記一般式（２）で示されるシラン化合物
のうち本発明で用いられるシラン化合物の例としては、
［化８］、［化９］及び［化１０］に示す化合物等が挙
げられる。
のうち本発明で用いられるシラン化合物の例としては、
［化８］、［化９］及び［化１０］に示す化合物等が挙
げられる。
【００８９】
【化８】
【００９０】
【化９】
【００９１】
【化１０】
【００９２】［化８］、［化９］及び［化１０］におい
て、（ａ）は３−ジメチルビニルシロキシトリフルオロ
メチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１−
オンであり、（ｂ）は３−トリエチルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｃ）は３−ジメチル（３',４',４'
−トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフルオ
ロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１
−オンであり、（ｄ）は３−ジメチル（２' −シアノエ
チル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−１−
トリクロロメチル−１−オンであり、（ｅ）は４−ジメ
チルシクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
であり、（ｊ）は４−ｔ−ブチルジメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンであり、（ｋ）は２−イソプロピ
ルジメチルシロキシ−１−メトキシカルボニル−１−プ
ロペンである。
て、（ａ）は３−ジメチルビニルシロキシトリフルオロ
メチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１−
オンであり、（ｂ）は３−トリエチルシロキシトリフル
オロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−
１−オンであり、（ｃ）は３−ジメチル（３',４',４'
−トリフルオロ−３' −ブテニル）シロキシトリフルオ
ロメチル−２−プロペン−１−トリフルオロメチル−１
−オンであり、（ｄ）は３−ジメチル（２' −シアノエ
チル）シロキシトリクロロメチル−２−プロペン−１−
トリクロロメチル−１−オンであり、（ｅ）は４−ジメ
チルシクロヘキシルシロキシ−３−ペンテン−２−オン
であり、（ｊ）は４−ｔ−ブチルジメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンであり、（ｋ）は２−イソプロピ
ルジメチルシロキシ−１−メトキシカルボニル−１−プ
ロペンである。
【００９３】また、第１の参考形態及び第２の実施形態
においては、化学増幅型レジストとして、酸発生剤と、
酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含む２成
分系の化学増幅型ポジレジスト（ＫＲＦ Ｋ２Ｇ）を用
いたが、これに代えて、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹
脂と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は
樹脂とを含む３成分系の化学増幅型ポジレジストを用い
てもよい。尚、２成分系の化学増幅型ポジレジストとし
ては、例えば他に東京応化社製、ＴＤＵＲ−ＤＰ００７
が挙げられる。３成分系の化学増幅型ポジレジストとし
ては、例えば、ヘキスト社製、ＤＸ５６１、ＤＸ９８１
が挙げられる。
においては、化学増幅型レジストとして、酸発生剤と、
酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂とを含む２成
分系の化学増幅型ポジレジスト（ＫＲＦ Ｋ２Ｇ）を用
いたが、これに代えて、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹
脂と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は
樹脂とを含む３成分系の化学増幅型ポジレジストを用い
てもよい。尚、２成分系の化学増幅型ポジレジストとし
ては、例えば他に東京応化社製、ＴＤＵＲ−ＤＰ００７
が挙げられる。３成分系の化学増幅型ポジレジストとし
ては、例えば、ヘキスト社製、ＤＸ５６１、ＤＸ９８１
が挙げられる。
【００９４】さらに、化学増幅型レジストとして、酸発
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反
応を起こす化合物又は樹脂とを含む３成分系の化学増幅
型ネガレジストを用いてもよい。この３成分系の化学増
幅型ネガレジストとしては、例えば、シプレイ社製、Ｘ
Ｐ−８８４３、ＳＡＬ−６０１等が挙げられる。このよ
うな化学増幅型ネガレジストにおいても、表面処理時に
アルカリ成分が発生すると、酸の失活によりパターンの
膜減りが生じ、レジストパターンの形状劣化を招くが、
本発明の方法によれば、酸の失活を防止できるので、良
好なパターン形成が可能となる。
生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用により架橋反
応を起こす化合物又は樹脂とを含む３成分系の化学増幅
型ネガレジストを用いてもよい。この３成分系の化学増
幅型ネガレジストとしては、例えば、シプレイ社製、Ｘ
Ｐ−８８４３、ＳＡＬ−６０１等が挙げられる。このよ
うな化学増幅型ネガレジストにおいても、表面処理時に
アルカリ成分が発生すると、酸の失活によりパターンの
膜減りが生じ、レジストパターンの形状劣化を招くが、
本発明の方法によれば、酸の失活を防止できるので、良
好なパターン形成が可能となる。
【００９５】化学増幅型レジストは、その構成又は構成
成分に関係なく、アルカリ成分の影響を受けるので、第
１の参考形態及び第２の実施形態は、あらゆる化学増幅
型レジストに対して有効である。
成分に関係なく、アルカリ成分の影響を受けるので、第
１の参考形態及び第２の実施形態は、あらゆる化学増幅
型レジストに対して有効である。
【００９６】以下、上記の化学増幅型レジストの構成成
分について、一例を挙げるが、構成成分は以下のものに
限定されない。
分について、一例を挙げるが、構成成分は以下のものに
限定されない。
【００９７】＜２成分系の化学増幅型ポジレジスト＞
○酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂……
ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の化学増幅型ポジレジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂又は化合物
…… ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン）
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の化学増幅型ポジレジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用によりアルカリ可溶性となる樹脂又は化合物
…… ポリ（t-ブトキシカルボニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン） ポリ（t-ブトキシカルボニルメチルオキシスチレン-co-
ヒドロキシスチレン） ポリ（テトラヒドロピラニルオキシスチレン-co-ヒドロ
キシスチレン）
【００９８】
【化１１】
【００９９】
○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物 ＜３成分系の化学増幅型ネガレジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂……
メラミン化合物、メラミン樹脂 ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物
エステル化合物 ＜３成分系の化学増幅型ネガレジスト＞ ○アルカリ可溶性樹脂……ポリビニルフェノール、ポリ
メタクリル酸 ○酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂……
メラミン化合物、メラミン樹脂 ○酸発生剤……オニウム塩、ニトロベンジルスルホン酸
エステル化合物
【０１００】
【発明の効果】本発明に係る第１のパターン形成方法に
よると、半導体基板の表面を上記一般式（１）で示され
るシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理するた
め、表面処理後の半導体基板の表面においてアルカリ成
分が発生しないので、塗布装置に化学フィルターが設け
られていなくても、半導体基板の上に形成される化学増
幅型レジストよりなるレジストパターンの表面部に難溶
化層が形成されない。このため、化学フィルターを塗布
装置に設けることに伴う化学フィルターのコスト及びフ
ィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを低減する
ことができる。
よると、半導体基板の表面を上記一般式（１）で示され
るシラン化合物を含む表面処理剤により表面処理するた
め、表面処理後の半導体基板の表面においてアルカリ成
分が発生しないので、塗布装置に化学フィルターが設け
られていなくても、半導体基板の上に形成される化学増
幅型レジストよりなるレジストパターンの表面部に難溶
化層が形成されない。このため、化学フィルターを塗布
装置に設けることに伴う化学フィルターのコスト及びフ
ィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを低減する
ことができる。
【０１０１】第１のパターン形成方法において、露光工
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しない露光装置内において行なわれても、表
面処理工程においてアルカリ成分が発生せず、半導体基
板はその表面にアンモニア成分が付着していない状態で
露光装置内に搬入されるため、露光装置の内部にはアン
モニア成分が存在しないので、半導体基板の上に形成さ
れる化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの表
面部に難溶化層が形成されない。このため、化学フィル
ターを露光装置に設けることに伴う化学フィルターのコ
スト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さ
を低減することができる。
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しない露光装置内において行なわれても、表
面処理工程においてアルカリ成分が発生せず、半導体基
板はその表面にアンモニア成分が付着していない状態で
露光装置内に搬入されるため、露光装置の内部にはアン
モニア成分が存在しないので、半導体基板の上に形成さ
れる化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの表
面部に難溶化層が形成されない。このため、化学フィル
ターを露光装置に設けることに伴う化学フィルターのコ
スト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さ
を低減することができる。
【０１０２】第１のパターン形成方法において、現像工
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しない現像装置内において行なわれても、表
面処理工程においてアルカリ成分が発生せず、半導体基
板はその表面にアンモニア成分が付着していない状態で
現像装置内に搬入されるため、現像装置の内部にはアン
モニア成分が存在しないので、半導体基板の上に形成さ
れる化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの表
面部に難溶化層が形成されない。このため、化学フィル
ターを現像装置に設けることに伴う化学フィルターのコ
スト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さ
を低減することができる。
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しない現像装置内において行なわれても、表
面処理工程においてアルカリ成分が発生せず、半導体基
板はその表面にアンモニア成分が付着していない状態で
現像装置内に搬入されるため、現像装置の内部にはアン
モニア成分が存在しないので、半導体基板の上に形成さ
れる化学増幅型レジストよりなるレジストパターンの表
面部に難溶化層が形成されない。このため、化学フィル
ターを現像装置に設けることに伴う化学フィルターのコ
スト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さ
を低減することができる。
【０１０３】本発明に係る第２のパターン形成方法によ
ると、半導体基板の表面を上記一般式（１）で示される
シラン化合物を含む表面処理剤により表面処理するた
め、表面処理後の半導体基板の表面においてアルカリ成
分が発生しないので、塗布装置及び該塗布装置が配置さ
れるクリーンルームに化学フィルターが設けられていな
くても、半導体基板の上に形成される化学増幅型レジス
トよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形成
されない。このため、化学フィルターを塗布装置及びク
リーンルームに設けることに伴う化学フィルターのコス
ト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを
大きく低減することができる。
ると、半導体基板の表面を上記一般式（１）で示される
シラン化合物を含む表面処理剤により表面処理するた
め、表面処理後の半導体基板の表面においてアルカリ成
分が発生しないので、塗布装置及び該塗布装置が配置さ
れるクリーンルームに化学フィルターが設けられていな
くても、半導体基板の上に形成される化学増幅型レジス
トよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形成
されない。このため、化学フィルターを塗布装置及びク
リーンルームに設けることに伴う化学フィルターのコス
ト及びフィルターの定期的な交換に伴う作業の煩雑さを
大きく低減することができる。
【０１０４】第２のパターン形成方法において、露光工
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しないクリーンルーム内に配置された化学フ
ィルターを有しない露光装置内において行なわれても、
半導体基板はその表面にアンモニア成分が付着していな
い状態で露光装置内に搬入されるため、露光装置の内部
にはアンモニア成分が存在しないので、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形
成されない。このため、化学フィルターを露光装置及び
該露光装置が配置されるクリーンルームに設けることに
伴う化学フィルターのコスト及びフィルターの定期的な
交換に伴う作業の煩雑さを大きく低減することができ
る。
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しないクリーンルーム内に配置された化学フ
ィルターを有しない露光装置内において行なわれても、
半導体基板はその表面にアンモニア成分が付着していな
い状態で露光装置内に搬入されるため、露光装置の内部
にはアンモニア成分が存在しないので、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形
成されない。このため、化学フィルターを露光装置及び
該露光装置が配置されるクリーンルームに設けることに
伴う化学フィルターのコスト及びフィルターの定期的な
交換に伴う作業の煩雑さを大きく低減することができ
る。
【０１０５】第２のパターン形成方法において、現像工
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しないクリーンルーム内に配置された化学フ
ィルターを有しない現像装置内において行なわれても、
半導体基板はその表面にアンモニア成分が付着していな
い状態で現像装置内に搬入されるため、現像装置の内部
にはアンモニア成分が存在しないので、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形
成されない。このため、化学フィルターを現像装置及び
該現像装置が配置されるクリーンルームに設けることに
伴う化学フィルターのコスト及びフィルターの定期的な
交換に伴う作業の煩雑さを大きく低減することができ
る。
程が、大気中のアルカリ成分を除去するための化学フィ
ルターを有しないクリーンルーム内に配置された化学フ
ィルターを有しない現像装置内において行なわれても、
半導体基板はその表面にアンモニア成分が付着していな
い状態で現像装置内に搬入されるため、現像装置の内部
にはアンモニア成分が存在しないので、化学増幅型レジ
ストよりなるレジストパターンの表面部に難溶化層が形
成されない。このため、化学フィルターを現像装置及び
該現像装置が配置されるクリーンルームに設けることに
伴う化学フィルターのコスト及びフィルターの定期的な
交換に伴う作業の煩雑さを大きく低減することができ
る。
【０１０６】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、シラン化合物が上記一般式（２）で表わされるシラ
ン化合物であると、シラン化合物の求電子軌道のエネル
ギー準位が低いため、該シラン化合物のトリメチルシリ
ル基と半導体基板上のシラノール基との反応性が高い。
このため、シラン化合物の多数のシリル基が半導体基板
の表面に付着するので、半導体基板の表面が疎水性にな
って、半導体基板とレジストパターンとの密着性が大き
く向上し、膜はがれのない良好なレジストパターンが得
られる。
て、シラン化合物が上記一般式（２）で表わされるシラ
ン化合物であると、シラン化合物の求電子軌道のエネル
ギー準位が低いため、該シラン化合物のトリメチルシリ
ル基と半導体基板上のシラノール基との反応性が高い。
このため、シラン化合物の多数のシリル基が半導体基板
の表面に付着するので、半導体基板の表面が疎水性にな
って、半導体基板とレジストパターンとの密着性が大き
く向上し、膜はがれのない良好なレジストパターンが得
られる。
【０１０７】第１又は第２のパターン形成方法におい
て、レジストが、酸発生剤と、酸の作用によりアルカリ
可溶性となる樹脂とを有する化学増幅型レジストである
と、２成分系の化学増幅型ポジレジストを用いる場合の
酸の失活を阻止することができる。
て、レジストが、酸発生剤と、酸の作用によりアルカリ
可溶性となる樹脂とを有する化学増幅型レジストである
と、２成分系の化学増幅型ポジレジストを用いる場合の
酸の失活を阻止することができる。
【０１０８】また、第１又は第２のパターン形成方法に
おいて、レジストが、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は樹
脂を有する化学増幅型レジストであると、３成分系の化
学増幅型ポジレジストを用いる場合の酸の失活を阻止す
ることができる。
おいて、レジストが、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用によりアルカリ可溶性となる化合物又は樹
脂を有する化学増幅型レジストであると、３成分系の化
学増幅型ポジレジストを用いる場合の酸の失活を阻止す
ることができる。
【０１０９】また、第１又は第２のパターン形成方法に
おいて、レジストが、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂と
を有する化学増幅型レジストであると、３成分系の化学
増幅型ネガレジストを用いる場合の酸の失活を阻止する
ことができる。
おいて、レジストが、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂
と、酸の作用により架橋反応を起こす化合物又は樹脂と
を有する化学増幅型レジストであると、３成分系の化学
増幅型ネガレジストを用いる場合の酸の失活を阻止する
ことができる。
【０１１０】さらに、第１又は第２のパターン形成方法
において、レジストが、ナフトキノンジアジド化合物と
ノボラック樹脂とを有するものであると、ナフトキノン
ジアジド化合物とノボラック樹脂とを有するレジストを
用いる場合の半導体基板とレジストパターンとの密着性
が向上する。
において、レジストが、ナフトキノンジアジド化合物と
ノボラック樹脂とを有するものであると、ナフトキノン
ジアジド化合物とノボラック樹脂とを有するレジストを
用いる場合の半導体基板とレジストパターンとの密着性
が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）は、第１の参考形
態、第２の実施形態又は第３の参考形態に係るパターン
形成方法が行なわれる装置をそれぞれ示し、（ａ）は塗
布装置の概略平面図、（ｂ）は露光装置の概略平面図、
（ｃ）は現像装置の概略平面図である。
態、第２の実施形態又は第３の参考形態に係るパターン
形成方法が行なわれる装置をそれぞれ示し、（ａ）は塗
布装置の概略平面図、（ｂ）は露光装置の概略平面図、
（ｃ）は現像装置の概略平面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は上記第１の参考形態に係るパ
ターン形成方法において、４−トリメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンを供給したときの半導体基板の表
面状態を示す模式図である。
ターン形成方法において、４−トリメチルシロキシ−３
−ペンテン−２−オンを供給したときの半導体基板の表
面状態を示す模式図である。
【図３】上記第１の参考形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は上記第２の実施形態に係るパ
ターン形成方法において、４−ジメチル−ｎ−ヘキシル
シロキシ−ペンテン−２−オンを供給したときの半導体
基板の表面状態を示す模式図である。
ターン形成方法において、４−ジメチル−ｎ−ヘキシル
シロキシ−ペンテン−２−オンを供給したときの半導体
基板の表面状態を示す模式図である。
【図５】上記第２の実施形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
【図６】（ａ）、（ｂ）は上記第３の参考形態に係るパ
ターン形成方法において、イソプロペノキシトリメチル
シランを供給したときの半導体基板の表面状態を示す模
式図である。
ターン形成方法において、イソプロペノキシトリメチル
シランを供給したときの半導体基板の表面状態を示す模
式図である。
【図７】上記第３の参考形態に係るパターン形成方法に
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
より形成したレジストパターンの断面形状を示す模式図
である。
【図８】（ａ）、（ｂ）は従来のパターン形成方法にお
いて、ＨＭＤＳを供給したときの半導体基板の表面状態
を示す模式図である。
いて、ＨＭＤＳを供給したときの半導体基板の表面状態
を示す模式図である。
【図９】従来のパターン形成方法により形成したレジス
トパターンの断面形状を示す模式図である。
トパターンの断面形状を示す模式図である。
【図１０】クリーンルーム内のパターン形成ゾーンのレ
イアウトを示す概略平面図である。
イアウトを示す概略平面図である。
【図１１】（ａ）は従来の塗布装置の概略平面図であ
り、（ｂ）は従来の露光装置の概略平面図であり、
（ｃ）は従来の現像装置の概略平面図である。
り、（ｂ）は従来の露光装置の概略平面図であり、
（ｃ）は従来の現像装置の概略平面図である。
【図１２】ＨＭＤＳの分解物であるトリメチルシラノー
ルの環境中の濃度とアンモニアの環境中の濃度との相関
関係を示す図である。
ルの環境中の濃度とアンモニアの環境中の濃度との相関
関係を示す図である。
１ 半導体基板
２ レジストパターン
３ レジストパターン
４ レジストパターン
５ レジストパターン
６ 難溶化層
フロントページの続き
(72)発明者 大崎 浩美
新潟県中頚城郡頚城村大字西福島28番地
の１ 信越化学工業株式会社 合成技術
研究所内
(56)参考文献 特開 平７−335603（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−120919（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−218516（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−102458（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−270306（ＪＰ，Ａ)
特表 平11−511900（ＪＰ，Ａ)
国際公開96／15861（ＷＯ，Ａ１)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
G03F 7/00 - 7/42
Claims (11)
- 【請求項１】 大気中のアルカリ成分を除去するための
化学フィルターを有しないレジスト塗布装置内におい
て、半導体基板の表面を下記一般式（１）で示されるシ
ラン化合物を含む表面処理剤により表面処理を行なった
後、表面処理された半導体基板の上にレジストを塗布し
てレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、 上記レジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマス
クを用いて露光する露光工程と、 露光されたレジスト膜に対して現像を行なってレジスト
パターンを形成する現像工程とを備えていることを特徴
とするパターン形成方法。 Ｒ1 4-n Ｓｉ（ＯＲ）n ……（１） （但し、式中ｎは１〜３の整数であり、 Ｒは炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数１〜６の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 Ｒ1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、 ｎ＝１である場合には、Ｒ 1 のうちの少なくとも１つ
は、炭素数２〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、又は炭素数２〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 ｎ＝２であり且つＲがメチル基である場合には、Ｒ 1 の
うちの少なくとも１つは、炭素数２〜６の非置換飽和炭
化水素基、又は炭素数２〜６の置換不飽和炭化水素基若
しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 ｎ＝３である場合には、Ｒ 1 は、炭素数２〜６の非置換
飽和炭化水素基、炭素数２〜６の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数 ３〜６の
脂環式飽和炭化水素基である。 ） - 【請求項２】 上記露光工程は、大気中のアルカリ成分
を除去するための化学フィルターを有しない露光装置内
において行なわれることを特徴とする請求項１に記載の
パターン形成方法。 - 【請求項３】 上記現像工程は、大気中のアルカリ成分
を除去するための化学フィルターを有しない現像装置内
において行なわれることを特徴とする請求項１に記載の
パターン形成方法。 - 【請求項４】 大気中のアルカリ成分を除去するための
化学フィルターを有しない環境下において、半導体基板
の表面を下記一般式（１）で示されるシラン化合物を含
む表面処理剤により表面処理を行なった後、表面処理さ
れた半導体基板の上にレジストを塗布してレジスト膜を
形成するレジスト膜形成工程と、 上記レジスト膜に対して所望のパターン形状を持つマス
クを用いて露光する露光工程と、 露光されたレジスト膜に対して現像を行なってレジスト
パターンを形成する現像工程とを備えていることを特徴
とするパターン形成方法。 Ｒ1 4-n Ｓｉ（ＯＲ）n ……（１） （但し、式中ｎは１〜３の整数であり、 Ｒは炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数１〜６の置換アルキルカルボニル基若しく
は非置換アルキルカルボニル基であり、 Ｒ1 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、 ｎ＝１である場合には、Ｒ 1 のうちの少なくとも１つ
は、炭素数２〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換
飽和炭化水素基、又は炭素数２〜６の置換不飽和炭化水
素基若しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 ｎ＝２であり且つＲがメチル基である場合には、Ｒ 1 の
うちの少なくとも１つは、炭素数２〜６の非置換飽和炭
化水素基、又は炭素数２〜６の置換不飽和炭化水素基若
しくは非置換不飽和炭化水素基であり、 ｎ＝３である場合には、Ｒ 1 は、炭素数２〜６の非置換
飽和炭化水素基、炭素数２〜６の置換不飽和炭化水素基
若しくは非置換不飽和炭化水素基、又は炭素数３〜６の
脂環式飽和炭化水素基である。 ） - 【請求項５】 上記露光工程は、大気中のアルカリ成分
を除去するための化学フィルターを有しない環境下にお
いて行なわれることを特徴とする請求項４に記載のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項６】 上記現像工程は、大気中のアルカリ成分
を除去するための化学フィルターを有しない環境下にお
いて行なわれることを特徴とする請求項４に記載のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項７】 上記レジスト膜形成工程におけるシラン
化合物は下記一般式（２）で示されることを特徴とする
請求項１又は４に記載のパターン形成方法。 【化１】 （但し、Ｒ1 、Ｒ2 及びＲ3 は、同種又は異種であっ
て、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 又は、炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であり、Ｒ 1 、Ｒ 2 及びＲ 3 のうちの少なくとも１つは、炭素数
２〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和炭化水
素基、又は炭素数２〜６の置換不飽和炭化水素基若しく
は非置換不飽和炭化水素基であり、 Ｒ4 、Ｒ5 及びＲ6 は、同種又は異種であって、 水素原子、 炭素数１〜６の置換飽和炭化水素基若しくは非置換飽和
炭化水素基、 炭素数１〜６の置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不
飽和炭化水素基、 炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基、又は、 ＯＲ7（Ｒ7は、水素原子、炭素数１〜６の置換飽和炭化
水素基若しくは非置換飽和炭化水素基、炭素数１〜６の
置換不飽和炭化水素基若しくは非置換不飽和炭化水素
基、又は炭素数３〜６の脂環式飽和炭化水素基であ
る。）である。） - 【請求項８】 上記レジスト膜形成工程におけるレジス
トは、酸発生剤と、酸の作用によりアルカリ可溶性とな
る樹脂とを含有することを特徴とする請求項１又は４に
記載のパターン形成方法。 - 【請求項９】 上記レジスト膜形成工程におけるレジス
トは、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用に
よりアルカリ可溶性となる化合物又は樹脂とを含有する
ことを特徴とする請求項１又は４に記載のパターン形成
方法。 - 【請求項１０】 上記レジスト膜形成工程におけるレジ
ストは、酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂と、酸の作用
により架橋反応を起こす化合物又は樹脂とを含有するこ
とを特徴とする請求項１又は４に記載のパターン形成方
法。 - 【請求項１１】 上記レジスト膜形成工程におけるレジ
ストは、ナフトキノンジアジド化合物と、ノボラック樹
脂とを含有することを特徴とする請求項１又は４に記載
のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00313598A JP3387808B2 (ja) | 1997-01-23 | 1998-01-09 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-10012 | 1997-01-23 | ||
| JP1001297 | 1997-01-23 | ||
| JP00313598A JP3387808B2 (ja) | 1997-01-23 | 1998-01-09 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10270356A JPH10270356A (ja) | 1998-10-09 |
| JP3387808B2 true JP3387808B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=26336646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00313598A Expired - Fee Related JP3387808B2 (ja) | 1997-01-23 | 1998-01-09 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387808B2 (ja) |
-
1998
- 1998-01-09 JP JP00313598A patent/JP3387808B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10270356A (ja) | 1998-10-09 |
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