JP4075024B2

JP4075024B2 - Pattern formation method

Info

Publication number: JP4075024B2
Application number: JP27059598A
Authority: JP
Inventors: 博一川平
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-09-08
Filing date: 1998-09-08
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2018-09-08
Also published as: JP2000089472A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願の発明は、半導体装置等を製造するためにシリコン窒化膜上で化学増幅型レジストをリソグラフィによってパターニングするパターンの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
微細な半導体装置やチャネル型導波路等を製造するためにはリソグラフィで微細なパターンを形成する必要があり、リソグラフィで微細なパターンを形成するためには露光装置の解像度を向上させる必要がある。そして、露光装置の解像度を向上させつつ焦点深度の劣化を少なくするためには波長の短い光を使用することが有効であるので、ｇ線やｉ線に代わってエキシマレーザ光、特に、ＫｒＦエキシマレーザ光が露光装置で使用されている。
【０００３】
また、従来のレジストではベース樹脂中に含まれているベンゼン環がドライエッチング耐性を高めているが、ＫｒＦエキシマレーザ光はベンゼン環に強く吸収されるので、従来のレジストに対してＫｒＦエキシマレーザ光を使用すると、露光断面がテーパ状になると共に感度が低下する。そこで、これらを改善するために、光の照射によって酸を発生する感光剤を含んでおり露光後ベーキングを施されると露光領域に化学反応が生じてその後の現像処理でパターンが形成される化学増幅型レジストが、エキシマレーザリソグラフィでは使用されている。
【０００４】
一方、図１（ｂ）（ｃ）に示す様に、シリコン基板１１上にシリコン窒化膜１２を堆積させ、シリコン窒化膜１２上で化学増幅型レジスト１３をパターニングすると、シリコン窒化膜１２の厚さによって、化学増幅型レジスト１３の底部の寸法Ｌから頂部の寸法Ｗを減じた値（Ｌ−Ｗ）であるフッティング長（Footing Length）が、図１（ｂ）に示す様に正になって化学増幅型レジスト１３に裾引きが生じたり、図１（ｃ）に示す様に負になって化学増幅型レジスト１３にアンダカットが生じたりする。
【０００５】
図１（ａ）は、化学増幅型レジスト１３としてＳＥＰＲ３４０４Ｔ（信越化学工業株式会社の製品名）を０．７１４μｍの厚さに塗布し、露光前ベーキングを施し、ＮＡ＝０．５５、σ＝０．５５のエキシマレーザ縮小投影露光装置であるＮＳＲ２２０５ＥＸ１２Ｂ（株式会社ニコンの製品名）で０．２５μｍのラインアンドスペースのパターンに最良フォーカス状態で露光させ、露光後ベーキング及び現像を施した場合の、シリコン窒化膜１２の厚さとフッティング長との関係を示している。
【０００６】
図１（ａ）に示した関係は常に略一定であり、この関係は化学増幅型レジスト１３における定在波効果の発生状態の変動によって生じる。即ち、シリコン窒化膜１２は光透過膜であるので、シリコン窒化膜１２とシリコン基板１１との界面で反射した光とシリコン窒化膜１２の表面で反射した光との干渉によって化学増幅型レジスト１３に定在波効果が発生するが、シリコン窒化膜１２とシリコン基板１１との界面で反射した光の光路長がシリコン窒化膜１２の厚さによって変動するので、定在波効果の発生状態も変動するためである。
【０００７】
シリコン窒化膜１２は一般にプラズマＣＶＤ法で堆積され、プラズマＣＶＤ法はバッチ処理で実行されるので、ロット間でシリコン窒化膜１２の厚さがばらつく。しかも、エキシマレーザ光の様に波長の短い光では、定在波の振幅の周期が短く、図１（ａ）に示したフッティング長の変動の周期も短い。このため、シリコン窒化膜１２の厚さのばらつきに伴って、パターニングされた化学増幅型レジスト１３に、図１（ｂ）に示した裾引きのみならず、図１（ｃ）に示したアンダカットが生じる。
【０００８】
ところが、パターニングのための現像中に化学増幅型レジスト１３にアンダカットが生じると、シリコン窒化膜１２に対する化学増幅型レジスト１３の密着性が低下して、化学増幅型レジスト１３が現像中に倒壊し易く、これでは、化学増幅型レジスト１３で正常なパターンを形成することができない。
【０００９】
そこで、有機材料（例えば、D.Dunn, J.A.Bruce and M.S.Hibbs, Proc.SPIE1463(1991)8 ）やシリコン酸化窒化膜等の無機材料（例えば、T.Ogawa, U.S.Patent5472829(1995)）から成る反射防止膜をレジストの下に形成することによって、定在波の発生自体を抑制する方法や、酸素プラズマ等でシリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜等を形成することによって、定在波が発生しても裾引きやアンダカットがレジストに生じることを抑制する方法が採用されていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、レジストの下に反射防止膜を形成する方法では、パターンを形成するための従来の工程に反射防止膜の形成、エッチング及び剥離の工程が追加されるので、パターンを短時間で形成することができなくて、半導体装置等の製造時間及び製造コストが増加していた。また、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜等を形成する方法でも、パターンを形成するための従来の工程にシリコン酸化膜等の形成工程が追加されるので、やはり、パターンを短時間で形成することができなくて、半導体装置等の製造時間及び製造コストが増加していた。
【００１１】
従って、本願の発明は、密着性の優れたパターンを化学増幅型レジストでシリコン窒化膜上に短時間で形成することができるパターンの形成方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係るパターンの形成方法では、シリコン窒化膜の厚さが、フッティング長が負になる場合つまりリソグラフィによるパターニングによってシリコン窒化膜上の化学増幅型レジストにアンダカットが生じる厚さである場合に、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成し、これらのシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜上に化学増幅型レジストを塗布する。このため、パターニング後の化学増幅型レジストにおけるアンダカットが抑制される。
【００１３】
しかも、シリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するのは、シリコン窒化膜の厚さが、パターニング後の化学増幅型レジストにアンダカットが生じる厚さである場合のみであり、シリコン窒化膜の厚さがばらついていてアンダカットが生じない厚さである場合は、シリコン酸化膜もシリコン酸化窒化膜も形成しない。このため、シリコン窒化膜の厚さに拘らずシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成する場合に比べて、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するための時間が短い。
【００１４】
請求項２に係るパターンの形成方法では、フッティング長の負の値つまり化学増幅型レジストに生じるアンダカットの幅に応じて、このアンダカットを抑制する厚さのシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するので、アンダカットの幅が狭ければ、シリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜の厚さも薄くてよい。このため、常に一定の厚さのシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成する場合に比べて、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するための時間が更に短い。
【００１５】
請求項３〜６に係るパターンの形成方法では、酸素プラズマもしくはオゾンによるシリコン窒化膜の酸化またはシリコン窒化膜上への堆積によって、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成し、また、酸素プラズマによる酸化に際して、酸化の時間または酸素プラズマを発生させる際の印加電力若しくは真空度を調節することによってシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜の厚さを調節するので、パターン形成工程の選択範囲が広い。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本願の発明の一実施形態を、図１、２を参照しながら説明する。本実施形態では、各々のロットが２５枚のシリコン基板１１から成っている第１〜第９ロットを用意し、下記の表１に示す様に、各々のロット毎にプラズマＣＶＤ法でシリコン基板１１上にシリコン窒化膜１２を堆積させ、各々のロットにおけるシリコン窒化膜１２の厚さを測定する。なお、シリコン窒化膜１２の厚さの測定は従来から行っている。
【００１７】
【表１】

【００１８】
シリコン窒化膜１２の厚さは既述の様にロット毎にばらついているが、図１（ａ）に示した関係を参照することによって、シリコン窒化膜１２に特に処置を施すことなく後に化学増幅型レジスト１３をパターニングした場合におけるこの化学増幅型レジスト１３のフッティング長を、シリコン窒化膜１２の厚さから予め知ることができる。
【００１９】
本実施形態では、フッティング長が負になる場合つまりパターニングによって化学増幅型レジスト１３にアンダカットが生じる場合にのみ、フッティング長の値つまりアンダカットの幅に応じて、アンダカットを抑制する条件で、酸素プラズマによるシリコン窒化膜１２の酸化を枚葉式で行って、シリコン窒化膜１２の表面にシリコン酸化膜（図示せず）またはシリコン酸化窒化膜（図示せず）を形成する。
【００２０】
図２は、酸素プラズマによる酸化を行わなければ化学増幅型レジスト１３のフッティング長が−６０ｎｍになるシリコン窒化膜１２に、１２０Ｗ及び３０Ｗの印加電力で発生させた酸素プラズマによる酸化を行った場合の、酸化時間とフッティング長との関係を示している。
【００２１】
例えば第１ロットでは、シリコン窒化膜１２の厚さが２００ｎｍであり、図１（ａ）からフッティング長が正であるので、シリコン窒化膜１２に対して酸素プラズマによる酸化を行わない。また、第２ロットでは、シリコン窒化膜１２の厚さが２１５ｎｍであり、図１（ａ）からフッティング長が−６０ｎｍであるので、このフッティング長を＋１０ｎｍにするために、１２０Ｗの印加電力で発生させた酸素プラズマによる３０秒間の酸化をシリコン窒化膜１２に対して行う。
【００２２】
上述の様にシリコン窒化膜１２の酸化は枚葉式で行い、各々のシリコン基板１１について酸化そのものの３０秒の他に真空排気、雰囲気置換及び搬送等のために３０秒を要するので、２５枚のロットでは、酸化のために合計で２５分を要する。同様にして、第３〜第７ロットには酸化を行わず、第８及び第９ロットには夫々合計で２１分及び２５分の酸化を行って、第１〜第９ロットの総計で７１分の酸化を行う。
【００２３】
その後、図１（ａ）の関係を求めたときと同じリソグラフィ条件で、シリコン窒化膜１２上に化学増幅型レジスト１３を塗布し、最小線幅が０．２５μｍである６４００万個のＤＲＡＭメモリセルのフィールド絶縁膜のパターンを化学増幅型レジスト１３に転写する。各々のロットの２枚ずつのシリコン基板１１について、上述の様にして形成された化学増幅型レジスト１３のパターンをパターン欠陥検査装置で検査したが、倒壊したパターンは皆無であった。
【００２４】
一方、酸素プラズマ等でシリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜等を形成する従来例では、表１に示した第１〜第９ロットの総てに対して１２０Ｗ３０秒の酸化を行っていたので、第１〜第９ロットの総計で２２５分の酸化を行っていた。従って、本実施形態では、この従来例に比べて、酸化の総計時間が１／３に短縮されており、１枚のロット当たり１７分が削減されている。
【００２５】
なお、上述の実施形態では表１にも示した様に酸素プラズマによる酸化時間のみを調節しているが、酸素プラズマを発生させる際の印加電力または真空度を調節してもよい。また、上述の実施形態では酸素プラズマによってシリコン窒化膜１２を酸化しているが、オゾンによってシリコン窒化膜１２を酸化してもよく、シリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜をシリコン窒化膜１２上に堆積させてもよい。
【００２６】
また、上述の実施形態では酸素プラズマによる酸化を行ったシリコン窒化膜１２上に化学増幅型レジスト１３を直接に塗布しているが、酸素プラズマによる酸化を行ったシリコン窒化膜１２上に、ヘキサメチルジシラザン等の様にシリコン窒化膜１２の表面に付着しているＯＨ基と反応してこの表面を疎水性にすることができる接着促進剤を塗布し、この接着促進剤上に化学増幅型レジスト１３を塗布すれば、シリコン窒化膜１２に対する化学増幅型レジスト１３の密着性が更に向上する。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に係るパターンの形成方法では、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するための時間が短いにも拘らず、パターニング後の化学増幅型レジストにおけるアンダカットが抑制されるので、密着性の優れたパターンを化学増幅型レジストでシリコン窒化膜上に短時間で形成することができる。
【００２８】
請求項２に係るパターンの形成方法では、シリコン窒化膜の表面にシリコン酸化膜またはシリコン酸化窒化膜を形成するための時間が更に短いので、密着性の優れたパターンを化学増幅型レジストでシリコン窒化膜上に更に短時間で形成することができる。
【００２９】
請求項３〜６に係るパターンの形成方法では、パターン形成工程の選択範囲が広いので、前後の工程との整合性が優れたパターン形成工程を選択することができて、半導体装置等を短時間で製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）はシリコン窒化膜の厚さと化学増幅型レジストのフッティング長との関係を示すグラフであり、（ｂ）（ｃ）はフッティング長が夫々正及び負である化学増幅型レジスト等の側断面図である。
【図２】特に処置を施さなければ化学増幅型レジストのフッティング長が−６０ｎｍになるシリコン窒化膜に対する酸素プラズマによる酸化時間とこの酸化後のフッティング長との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１２…シリコン窒化膜、１３…化学増幅型レジスト[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pattern forming method for patterning a chemically amplified resist by lithography on a silicon nitride film in order to manufacture a semiconductor device or the like.
[0002]
[Prior art]
In order to manufacture a fine semiconductor device, a channel-type waveguide, or the like, it is necessary to form a fine pattern by lithography, and in order to form a fine pattern by lithography, it is necessary to improve the resolution of the exposure apparatus. In order to reduce the deterioration of the depth of focus while improving the resolution of the exposure apparatus, it is effective to use light having a short wavelength. Therefore, excimer laser light, particularly KrF excimer, is used instead of g-line or i-line. Laser light is used in the exposure apparatus.
[0003]
In the conventional resist, the benzene ring contained in the base resin has improved dry etching resistance. However, since the KrF excimer laser beam is strongly absorbed by the benzene ring, the KrF excimer laser beam is stronger than the conventional resist. Is used, the exposure cross section becomes tapered and the sensitivity decreases. Therefore, in order to improve these, a chemistry that contains a photosensitizer that generates an acid upon irradiation with light, and when post-exposure baking is performed, a chemical reaction occurs in the exposed area, and a pattern is formed by subsequent development processing. Amplified resist is used in excimer laser lithography.
[0004]
On the other hand, as shown in FIGS. 1B and 1C, when a silicon nitride film 12 is deposited on the silicon substrate 11 and the chemically amplified resist 13 is patterned on the silicon nitride film 12, the thickness of the silicon nitride film 12 is increased. As a result, the footing length (L-W) obtained by subtracting the top dimension W from the bottom dimension L of the chemically amplified resist 13 becomes positive as shown in FIG. As shown in FIG. 1C, the chemical amplification type resist 13 is skirted or becomes negative, and the chemical amplification type resist 13 is undercut.
[0005]
In FIG. 1A, SEPR3404T (product name of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) is applied as a chemically amplified resist 13 to a thickness of 0.714 μm, pre-exposure baking is performed, NA = 0.55, σ = 0. Silicon when NSR2205EX12B (product name of Nikon Co., Ltd.), an excimer laser reduction projection exposure apparatus of .55, is exposed to a 0.25 μm line and space pattern in the best focus state, and is subjected to post exposure baking and development. The relationship between the thickness of the nitride film 12 and the footing length is shown.
[0006]
The relationship shown in FIG. 1A is always substantially constant, and this relationship is caused by fluctuations in the state of occurrence of the standing wave effect in the chemically amplified resist 13. That is, since the silicon nitride film 12 is a light transmission film, the chemically amplified resist 13 is affected by the interference between the light reflected at the interface between the silicon nitride film 12 and the silicon substrate 11 and the light reflected at the surface of the silicon nitride film 12. Although the standing wave effect is generated, the optical path length of the light reflected at the interface between the silicon nitride film 12 and the silicon substrate 11 varies depending on the thickness of the silicon nitride film 12, so that the generation state of the standing wave effect also varies. Because.
[0007]
Since the silicon nitride film 12 is generally deposited by a plasma CVD method, and the plasma CVD method is executed by batch processing, the thickness of the silicon nitride film 12 varies from lot to lot. In addition, in light having a short wavelength such as excimer laser light, the period of the amplitude of the standing wave is short, and the period of fluctuation of the footing length shown in FIG. For this reason, as the thickness of the silicon nitride film 12 varies, not only the tailing shown in FIG. 1B but also the undercut shown in FIG. Occurs.
[0008]
However, if undercut occurs in the chemically amplified resist 13 during development for patterning, the adhesion of the chemically amplified resist 13 to the silicon nitride film 12 is reduced, and the chemically amplified resist 13 collapses during development. This makes it easy to form a normal pattern with the chemically amplified resist 13.
[0009]
Therefore, an antireflection film made of an organic material (for example, D. Dunn, JABruce and MS Hibbs, Proc. SPIE1463 (1991) 8) or an inorganic material such as a silicon oxynitride film (for example, T. Ogawa, US Patent5472829 (1995)) is provided. Even if a standing wave is generated by forming a silicon oxide film or the like on the surface of the silicon nitride film by a method of suppressing the generation of the standing wave itself by forming it under the resist or by forming a silicon oxide film or the like on the surface of the silicon nitride film with oxygen plasma or the like A method for suppressing the occurrence of pulling and undercutting in the resist has been adopted.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the method of forming the antireflection film under the resist, since the steps of forming the antireflection film, etching and peeling are added to the conventional process for forming the pattern, the pattern can be formed in a short time. The manufacturing time and manufacturing cost of semiconductor devices and the like have increased. Also, in the method of forming a silicon oxide film or the like on the surface of the silicon nitride film, a process for forming a silicon oxide film or the like is added to the conventional process for forming a pattern. As a result, the manufacturing time and manufacturing cost of semiconductor devices and the like have increased.
[0011]
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of forming a pattern with excellent adhesion on a silicon nitride film with a chemically amplified resist in a short time.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In the pattern forming method according to claim 1, the thickness of the silicon nitride film is a thickness at which undercutting occurs in the chemically amplified resist on the silicon nitride film when the footing length becomes negative, that is, by patterning by lithography. In some cases, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed on the surface of the silicon nitride film, and a chemically amplified resist is applied on the silicon oxide film or the silicon oxynitride film. For this reason, undercut in the chemically amplified resist after patterning is suppressed.
[0013]
In addition, the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is formed only when the thickness of the silicon nitride film is such that undercut occurs in the chemically amplified resist after patterning. If the thickness is uneven and the thickness does not cause an undercut, neither a silicon oxide film nor a silicon oxynitride film is formed. For this reason, the time for forming the silicon oxide film or the silicon oxynitride film on the surface of the silicon nitride film is shorter than when forming the silicon oxide film or the silicon oxynitride film regardless of the thickness of the silicon nitride film. .
[0014]
3. The pattern forming method according to claim 2, wherein the silicon oxide film or silicon oxynitride film has a thickness that suppresses the undercut according to the negative value of the footing length , that is, the width of the undercut generated in the chemically amplified resist. Therefore, if the undercut width is narrow, the silicon oxide film or silicon oxynitride film may be thin. For this reason, the time for forming the silicon oxide film or the silicon oxynitride film on the surface of the silicon nitride film is further shorter than the case where the silicon oxide film or the silicon oxynitride film having a constant thickness is always formed.
[0015]
In the pattern forming method according to claims 3 to 6, a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is formed on the surface of the silicon nitride film by oxidation of the silicon nitride film by oxygen plasma or ozone or deposition on the silicon nitride film. In addition, during the oxidation with oxygen plasma, the thickness of the silicon oxide film or silicon oxynitride film is adjusted by adjusting the oxidation time or the applied power or the degree of vacuum when generating the oxygen plasma. Wide selection range.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, first to ninth lots each having 25 silicon substrates 11 are prepared. As shown in Table 1 below, the silicon substrates 11 are formed by plasma CVD for each lot. A silicon nitride film 12 is deposited thereon, and the thickness of the silicon nitride film 12 in each lot is measured. Note that the thickness of the silicon nitride film 12 has been conventionally measured.
[0017]
[Table 1]

[0018]
As described above, the thickness of the silicon nitride film 12 varies from lot to lot. By referring to the relationship shown in FIG. 1A, the silicon nitride film 12 is chemically amplified later without any particular treatment. When the mold resist 13 is patterned, the footing length of the chemically amplified resist 13 can be known in advance from the thickness of the silicon nitride film 12.
[0019]
In the present embodiment, the condition for suppressing undercut according to the value of the footing length, that is, the width of the undercut, only when the footing length becomes negative, that is, when undercut occurs in the chemically amplified resist 13 by patterning. Thus, the silicon nitride film 12 is oxidized by oxygen plasma in a single-wafer method, and a silicon oxide film (not shown) or a silicon oxynitride film (not shown) is formed on the surface of the silicon nitride film 12.
[0020]
FIG. 2 shows the case where the silicon nitride film 12 in which the footing length of the chemically amplified resist 13 is −60 nm without being oxidized by oxygen plasma is oxidized by oxygen plasma generated at an applied power of 120 W and 30 W. This shows the relationship between the oxidation time and the footing length.
[0021]
For example, in the first lot, since the thickness of the silicon nitride film 12 is 200 nm and the footing length is positive from FIG. 1A, the silicon nitride film 12 is not oxidized by oxygen plasma. In the second lot, since the thickness of the silicon nitride film 12 is 215 nm and the footing length is −60 nm from FIG. 1A, the applied power of 120 W is used to make this footing length +10 nm. The silicon nitride film 12 is oxidized for 30 seconds by the oxygen plasma generated in step (1).
[0022]
As described above, the oxidation of the silicon nitride film 12 is performed in a single-wafer type, and each silicon substrate 11 requires 30 seconds for evacuation, atmosphere replacement, transport, etc. in addition to 30 seconds for the oxidation itself. This lot requires a total of 25 minutes for oxidation. Similarly, the third to seventh lots are not oxidized, the eighth and ninth lots are oxidized for a total of 21 minutes and 25 minutes, respectively, and the first to ninth lots total 71 minutes. Oxidize.
[0023]
Thereafter, 64 million DRAM memory cells having a minimum line width of 0.25 μm and a chemically amplified resist 13 coated on the silicon nitride film 12 under the same lithography conditions as when the relationship of FIG. The pattern of the field insulating film is transferred to the chemically amplified resist 13. With respect to two silicon substrates 11 in each lot, the pattern of the chemically amplified resist 13 formed as described above was inspected with a pattern defect inspection apparatus, but there was no collapsed pattern.
[0024]
On the other hand, in the conventional example in which a silicon oxide film or the like is formed on the surface of the silicon nitride film by oxygen plasma or the like, since all of the first to ninth lots shown in Table 1 were oxidized at 120 W for 30 seconds, The total of the 1st to 9th lots was oxidized for 225 minutes. Therefore, in this embodiment, compared with this conventional example, the total oxidation time is shortened to 1/3, and 17 minutes per lot is reduced.
[0025]
In the above embodiment, only the oxidation time by oxygen plasma is adjusted as shown in Table 1, but the applied power or the degree of vacuum at the time of generating oxygen plasma may be adjusted. In the above embodiment, the silicon nitride film 12 is oxidized by oxygen plasma. However, the silicon nitride film 12 may be oxidized by ozone, and a silicon oxide film or a silicon oxynitride film is deposited on the silicon nitride film 12. You may let them.
[0026]
In the above-described embodiment, the chemically amplified resist 13 is directly applied on the silicon nitride film 12 that has been oxidized by oxygen plasma. However, hexamethyl methyl is applied on the silicon nitride film 12 that has been oxidized by oxygen plasma. An adhesion promoter that can react with OH groups attached to the surface of the silicon nitride film 12, such as disilazane, can be rendered hydrophobic, and a chemically amplified resist is applied on the adhesion promoter. If 13 is applied, the adhesion of the chemically amplified resist 13 to the silicon nitride film 12 is further improved.
[0027]
【The invention's effect】
In the pattern forming method according to claim 1, although the time for forming the silicon oxide film or the silicon oxynitride film on the surface of the silicon nitride film is short, the undercut in the chemically amplified resist after patterning is suppressed. Therefore, a pattern with excellent adhesion can be formed on the silicon nitride film with a chemically amplified resist in a short time.
[0028]
In the pattern forming method according to claim 2, since the time for forming the silicon oxide film or the silicon oxynitride film on the surface of the silicon nitride film is further shortened, a pattern having excellent adhesion is silicon nitrided with a chemically amplified resist. It can be formed on the film in a shorter time.
[0029]
In the pattern forming method according to claims 3 to 6, since the selection range of the pattern forming process is wide, it is possible to select the pattern forming process having excellent consistency with the preceding and succeeding processes, and to shorten the semiconductor device and the like in a short time. Can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
1A is a graph showing the relationship between the thickness of a silicon nitride film and the footing length of a chemically amplified resist, and FIGS. 1B and 1C are chemical amplifications in which the footing length is positive and negative, respectively. It is side sectional drawing, such as a type resist.
FIG. 2 is a graph showing a relationship between an oxidation time by oxygen plasma and a post-oxidation footing length for a silicon nitride film in which a chemically amplified resist has a footing length of −60 nm unless otherwise treated.
[Explanation of symbols]
12 ... Silicon nitride film, 13 ... Chemically amplified resist

Claims

In a method of forming a pattern in which a chemically amplified resist is patterned by lithography on a silicon nitride film,
Obtaining in advance a relationship between the thickness of the silicon nitride film and the footing length in the chemically amplified resist after the patterning;
Measuring the thickness of the silicon nitride film ;
With reference to the relationship, a step of forming a silicon oxide film or a silicon oxynitride film on the surface of the silicon nitride film only when the footing length in the chemically amplified resist is the thickness that is negative; and
When the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is not formed, on the silicon nitride film, when the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is formed, on the silicon oxide film or the silicon oxynitride film, Applying the chemically amplified resist; and
And a step of patterning the chemically amplified resist under the same lithography conditions as when the relationship was obtained.

2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the silicon oxide film or the silicon oxynitride film having a thickness that suppresses the negative value is formed according to a negative value of the footing length .

2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is formed by oxidizing the silicon nitride film with oxygen plasma.

4. The pattern according to claim 3, wherein the thickness of the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is adjusted by adjusting the oxidation time or the applied power or the degree of vacuum when the oxygen plasma is generated. Forming method.

2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is formed by oxidizing the silicon nitride film with ozone.

2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the silicon oxide film or the silicon oxynitride film is formed by deposition on the silicon nitride film.