JPH02132448A - Formation of pattern - Google Patents

Formation of pattern

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JPH02132448A
JPH02132448A JP25516888A JP25516888A JPH02132448A JP H02132448 A JPH02132448 A JP H02132448A JP 25516888 A JP25516888 A JP 25516888A JP 25516888 A JP25516888 A JP 25516888A JP H02132448 A JPH02132448 A JP H02132448A
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JP
Japan
Prior art keywords
resist
dye
pattern
forming method
pattern forming
Prior art date
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Application number
JP25516888A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Endo
政孝 遠藤
Masaru Sasako
勝 笹子
Atsushi Ueno
上野 厚
Noboru Nomura
登 野村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a reduction in the thickness of a resist pattern and a dimensional change and to increase the aspect ratio of the pattern by allowing a dyestuff to be adsorbed on the exposed part of a resist or to react with the exposed part to make the exposed part insoluble in a developing soln. CONSTITUTION:A substrate 1 is coated with a positive type resist and the resist is baked to form a resist film 2. This film 2 is exposed with g-rays 4 through a mask 3 to form an exposed region 20 and the substrate 1 is immersed in an aq. soln. of a dyestuff such as cyanine dye to form a dyestuff layer 5. The entire surface of the film 2 is then exposed with g-rays 4 to expose the resist 2 through the layer 5 as a mask and a pattern 2A is formed by development with an alkaline developing soln. The resist pattern formed on the substrate may be exposed and coated with a dyestuff layer by immersion in an aq. soln. of an alkaline dyestuff compd. contg. a metal to etch the substrate through the dyestuff layer as a mask.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、半導体製造工程等におけるパターン形成方法
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a pattern forming method in semiconductor manufacturing processes and the like.

従来の技術 半導体素子の微細化が進むにつれて、リソグラフィ技術
もサブミクロン領域のパターンを、形状良く形成するこ
とが要求されている。特に、現在のリングラフィ技術の
うちの、フォトリソグラフィ工程でのレジヌトハターン
形成も、その解像度と形状の向上が必要七されている。
2. Description of the Related Art As the miniaturization of semiconductor devices progresses, lithography techniques are also required to form patterns in the submicron region with good shape. In particular, among the current phosphorography techniques, there is a need to improve the resolution and shape of resin pattern formation in the photolithography process.

レジヌトハターンの解像度と形状は、主に、露光装置に
よるところが大きく、現在用いられてぃる、露光装置の
うちの縮小投影露光装置(ステッパ)によれば、1 .
0μm以下のパターンを形成することができる。
The resolution and shape of the resin pattern mainly depend on the exposure equipment.According to the reduction projection exposure equipment (stepper) among the exposure equipment currently used, 1.
A pattern of 0 μm or less can be formed.

ところが、たとえば、0.5μm付近のパターンを必要
とするデバイス(16メガビッドD}tAMなど)に対
しては、現在の装置では十分な対応ができない。
However, for example, current devices cannot adequately support devices (such as 16 megabit D}tAM) that require a pattern around 0.5 μm.

第1図を用いて、従来のパターン形成方法を説明する。A conventional pattern forming method will be explained with reference to FIG.

疎水性処理を行った半導体等の基板1上にポジレジヌト
(シプレイ社,lJi4MPs 1400−27)を塗
布し、9o℃2分のホットプレートプリベク後、1.2
μmのレジスト膜2を得た(第7図a)。
A positive resin (Shipley Co., Ltd., lJi4MPs 1400-27) was applied onto a substrate 1 such as a semiconductor that had been subjected to hydrophobic treatment, and after hot plate prebaking for 2 minutes at 9oC, 1.2
A resist film 2 of μm thickness was obtained (FIG. 7a).

次に、マスク(レチク)v)3および投影レンズ(図示
せず)を介して、q線(436nm)光4によ?)露光
を行った。このときのq線先出カの蕗光装置の開口数(
 NA )は0.42であった(第7図b)。最後に、
アルカリ現像液(シプレイ社製MF319)60秒現像
によりパターンを形成した(第7図C)。得られたレジ
ストバクー72Dは、0.6μmの解像性を有していた
ものの、未露6、−7 光部の膜ベリがh以上あり、又、その形状は、三角形に
近い不良形状であった。
Next, q-ray (436 nm) light 4 is transmitted through a mask (reticle) 3 and a projection lens (not shown). ) exposure was performed. At this time, the numerical aperture (
NA) was 0.42 (Figure 7b). lastly,
A pattern was formed by developing for 60 seconds with an alkaline developer (MF319 manufactured by Shipley) (FIG. 7C). Although the obtained resist Baku 72D had a resolution of 0.6 μm, it had film burrs in the unexposed 6 and -7 light areas of more than h, and its shape was a defective shape close to a triangle. there were.

この原因は、レジヌト2の膜厚tが1μm程度と厚く、
かつマスク3とレジスト2の距離dが大きいため、マス
クエッジ等から回り込む光μが、本来露光されてはなら
ない領域2aに入り込む。
The reason for this is that the film thickness t of Resinuto 2 is as thick as about 1 μm.
In addition, since the distance d between the mask 3 and the resist 2 is large, the light μ that wraps around from the mask edge etc. enters the region 2a that should not be exposed.

その結果現像されたレジストパターンは、第2図Cの破
線のように残るべきものがレジストパタン2Dのごとき
ものとなる。
As a result, the developed resist pattern should remain as a resist pattern 2D, as shown by the broken line in FIG. 2C.

このような、従来の方法による不良の0,5μmのパタ
ーンは、これを半導体製造に用いた場合には、歩留まり
の低下にっながシ、苦慮すべき問題であった。
Such defective patterns of 0.5 .mu.m formed by the conventional method have been a problem that has to be taken into account when used in semiconductor manufacturing, as it may lead to a decrease in yield.

又、フォトリングラフィは、その光の回折現像によシ解
像限界が0.5μm付近であシ、又、段差の多い複雑な
半導体基板上にパターンを精度・形状良く形成すること
は困難な場合が生じてくる。
In addition, photolithography has a resolution limit of around 0.5 μm due to the diffraction development of light, and it is difficult to form patterns with good precision and shape on complex semiconductor substrates with many steps. Cases will arise.

第8図を用いて、従来のパターン形成方法における段差
部で生じる問題について説明する。0.6μmの段差の
ある基板11上にポジレジスト147 、 (MPS1400;シプレイ社)を1.2μm厚となる
ように形成する。このとき、段差の影響でレジスト膜厚
が大小となる部分が発生する(第8図a)。この後、4
 3 6 nm光3をマスク4を介して選択的に露光し
た。露光はニコン社NSR1505G4C(NA0.4
2)によ9200ml/crlのエネルギーを与えた(
第8図b)。MF319アルカリ現像液(シプレイ社)
60秒現像によりレジストパターン14Aを形成した(
第8図C)。
Problems occurring at stepped portions in the conventional pattern forming method will be explained using FIG. 8. A positive resist 147 (MPS1400; Shipley Corporation) is formed to a thickness of 1.2 μm on the substrate 11 having a step of 0.6 μm. At this time, a portion where the resist film thickness becomes large or small occurs due to the influence of the step (FIG. 8a). After this, 4
36 nm light 3 was selectively exposed through a mask 4. Exposure was done using Nikon NSR1505G4C (NA 0.4
2) gave an energy of 9200 ml/crl (
Figure 8b). MF319 alkaline developer (Shipley)
A resist pattern 14A was formed by developing for 60 seconds (
Figure 8C).

パターン14Aは所望のパターン寸法である0.50μ
mから、その寸法が10チ以上変動し、又、パターン形
状も劣化したパターンであ9、後の工程に対して歩留シ
の低下となった。
Pattern 14A has the desired pattern size of 0.50μ
The dimensions of the pattern varied by more than 10 inches from m, and the pattern shape was also deteriorated9, resulting in a decrease in yield in subsequent steps.

このようなパターン不良の原因としては、前述した理由
に加え膜厚のむら、蕗光装置の解像限界が挙げられる。
Causes of such pattern defects include, in addition to the reasons mentioned above, unevenness in film thickness and the resolution limit of the photoluminescence device.

このような不良をなくするために、平坦化層を形成しこ
の上にエソチングマスクとしての耐性のすぐれたSi含
有レジストを形成する方法が考案されている。しかるに
この方法でも解決は因難であシ、このことを第3図に示
す。1.○μmの段差の形成されている半導体等の基板
1′上に平坦化用材料であるRG−3900B(日立化
成製)を塗布し、200℃,30分のオープンベークに
よシ2.0μmの平坦化層7として基板1′を平坦化し
た(第9図a)。この上層に従来のSi含有レジヌト1
7であるRG−8500P(日立化成製)を塗布し、8
0℃,20分のブリベークにより0.5μmのレジスト
膜17を得だ(第9図b)。q線ステノパ(NA0.4
2)によI) 6o o rn■/caの露光量によシ
マスク3を介してq線光4にて露光した(第9図C)。
In order to eliminate such defects, a method has been devised in which a planarization layer is formed and a highly resistant Si-containing resist is formed on the planarization layer as an etching mask. However, even with this method, there is a problem with the solution, and this is shown in Figure 3. 1. ○ Apply planarization material RG-3900B (manufactured by Hitachi Chemical) on a substrate 1' such as a semiconductor on which a step of 2.0 μm is formed, and open bake at 200° C. for 30 minutes. The substrate 1' was planarized as a planarization layer 7 (FIG. 9a). On this upper layer is a conventional Si-containing resinuate 1.
7, RG-8500P (manufactured by Hitachi Chemical) was applied, and 8
A resist film 17 of 0.5 μm was obtained by baking at 0° C. for 20 minutes (FIG. 9b). Q-line stenopa (NA0.4
2) The film was exposed to q-ray light 4 through a mask 3 at an exposure dose of 6 o rn/ca (FIG. 9C).

つぎに、NMD−3アルカリ現像液(東京応化)60秒
浸漬現像により、0.5μmライン・アンド・スペース
のレジヌトパターン17Aを得た(第9図d)。
Next, a resin pattern 17A with 0.5 μm line and space was obtained by immersion development in an NMD-3 alkaline developer (Tokyo Ohka) for 60 seconds (FIG. 9d).

ところが、第9図の方法で得たパターン17Aはその形
状がアスペクト比6o0 と悪く、又、膜ベシが2Q係
生じていた。
However, the pattern 17A obtained by the method shown in FIG. 9 had a poor shape with an aspect ratio of 6o0, and also had a film edge of 2Q.

このパターン17八をマスクとして02R I E(リ
アクティブ・イオン・エッチング)により下層7をエッ
チングしたが、層7のパターン7Bはは上層のパターン
17Aの不良がそのまま反映して、20%寸法変動の生
じた、又、パターン膜べりが25%生じたパターンとな
った(第3図e)。
Using this pattern 178 as a mask, the lower layer 7 was etched by 02R I E (reactive ion etching), but the pattern 7B of the layer 7 reflected the defect in the upper layer pattern 17A, resulting in a 20% dimensional variation. In addition, the resulting pattern had 25% pattern film loss (FIG. 3e).

このような不良パターンは、後工程での歩留まり低下と
原因となった。
Such defective patterns caused a decrease in yield in subsequent processes.

このように、この第9図のみならず、一般にSiを有し
たレジストは、通常のフォト・ポジレジストに比べて、
感度が悪いためにスループソトの低下につなが9、又、
パターン形状が悪いために素子の歩留まり低下につなが
る。このような事態は半導体製造において危惧すべき問
題であった。
In this way, not only this figure 9, but also resists containing Si in general, compared to ordinary photo-positive resists,
Poor sensitivity leads to a decrease in sloop soto9. Also,
The poor pattern shape leads to a decrease in device yield. Such a situation has been a worrying problem in semiconductor manufacturing.

発明が解決しようとする課題 本発明は、従来の方法では達成できない、形状の良い微
細レジヌトパターンを段差上にも形成することを目的と
する。
Problems to be Solved by the Invention An object of the present invention is to form a fine resin pattern with a good shape even on a step, which cannot be achieved by conventional methods.

さらに、本発明は、パターンの解像性がレジストの厚み
に左右されず、レジスト表面(0.1μm程度)の露光
で決まる方法を提供することを目的とする。
A further object of the present invention is to provide a method in which the resolution of a pattern is not affected by the thickness of the resist and is determined by exposure of the resist surface (approximately 0.1 μm).

10,, また、本発明は、マスクとレジスト間の距離が実質Oと
なるコンタクトマスクをレジスト上に形成する方法を提
供することを目的とする。
10,, Another object of the present invention is to provide a method for forming a contact mask on a resist so that the distance between the mask and the resist is substantially O.

そして、本発明は、ドライエッチングの際のエッチング
耐性のすぐれたレジストパターンを形成することを目的
とする。
Another object of the present invention is to form a resist pattern with excellent etching resistance during dry etching.

まだ、本発明は、マスクエソヂからレジストに入シ込む
余分な光が少なくできる方法を提供する。
Still, the present invention provides a method in which excess light entering the resist from the mask ethos can be reduced.

課題を解決するだめの手段 本発明は、ポジ型レジヌトにパターン露光を行った後、
色素をレジストの露光部に吸着又は反応させ、この吸着
又は反応させた部分を残すようにレジヌトを現像してレ
ジストパターンを形成することにより、形状の良い微細
パターンを形成する方法である。
Means for Solving the Problems The present invention provides that after pattern exposure is performed on a positive resin,
This is a method of forming a fine pattern with a good shape by adsorbing or reacting a dye to the exposed area of the resist and developing the resist so as to leave the adsorbed or reacted area to form a resist pattern.

また、本発明は、ポジ型レジストパターンを形成し、こ
のパターンを全面露光後、金属を含んだアルカリ性色素
化合物を形成する方法を提供するものである。
The present invention also provides a method of forming a positive resist pattern, exposing the entire surface of the pattern to light, and then forming an alkaline dye compound containing metal.

さらに、本発明は、ポジレジスト上に染料を含11 ,
、 7 む膜を形成し、パターン露光を行ってレジメ1−パター
ンを形成する方法を提供する。
Furthermore, the present invention includes dyes on the positive resist.
, 7 provides a method for forming a Regime 1 pattern by forming a film and performing pattern exposure.

なお、ポジレジストとしてオニウム塩を含むものを用い
てもよい。
Note that a positive resist containing an onium salt may be used.

作  用 本発明者らはまず次のことに着目した。For production The present inventors first focused on the following.

一般に、色素は、レジストの露光部に形成されるナフト
キノンジアジドの光反応生成物であるインデンカルボン
酸に選択的に反応又は吸着する。
Generally, the dye selectively reacts with or adsorbs to indenecarboxylic acid, which is a photoreaction product of naphthoquinonediazide that is formed in the exposed areas of the resist.

これは、色素がアルカリ性である場合には、酸・アルカ
リの中和反応、又、色素が中性・酸性の場合には、分子
同志の会合による一種の錯体を形成する吸着が起こって
いると考えられる。
This is because if the dye is alkaline, an acid/alkali neutralization reaction is occurring, or if the dye is neutral/acidic, adsorption that forms a type of complex due to the association of molecules. Conceivable.

又、特に、シアニン系色素は、紫外領域の光を吸収する
特性があシ、たとえば、0.1μmのシアニン色素の層
があれば、これは完全に下層に対するマスクとして働き
光を通さない。又、同時に、露光部のインデンカルボン
酸とシアニン色素の結合により、露光部が現像液に不溶
化する。
Further, in particular, cyanine dyes have the property of absorbing light in the ultraviolet region. For example, if there is a layer of cyanine dye of 0.1 μm, this completely acts as a mask for the underlying layer and does not allow light to pass through. At the same time, the exposed area becomes insoluble in the developer due to the bond between the indenecarboxylic acid and the cyanine dye in the exposed area.

以上のことから、特に、シアニン色素吸着後、全面露光
(紫外線)を行えば、シアニン色素が吸着していない当
初のパターン未蕗光部のみが光反応を生ずることになり
、現像液に溶解して、当初の蕗光部であるシアニン色素
の吸着したパターンが形成されることになる。
From the above, in particular, if the entire surface is exposed to light (ultraviolet light) after adsorption of cyanine dye, only the unexposed areas of the original pattern where cyanine dye has not been adsorbed will undergo a photoreaction, and will not be dissolved in the developer. As a result, a pattern is formed in which the cyanine dye, which is the original light-emitting area, is adsorbed.

もちろん、シアニン色素以外の一般の色素も大小の差は
あっても前mlのようなシアニン色素と同等の特徴を有
しており、同様の効呆を生じる。他の色素としての一例
は、メロシアニン色素,オキソノール色素,アクリジン
色素,クマリン色素,アゾ色素,キノリン色素,ニトロ
色索,ニトロソ色素,アジ色素,カルボニウム色素,キ
ノンイミン色素などが挙げられる。又、色素がシリコン
,スズなどの耐酸累プラズマ性を有する原子を有してい
る場合には、色素が反応又は、吸着後、ば紫プラズマに
よるドライエソチングを行うことにょシ、色素が未吸着
の未露光部がエソチング(ドライ現像)され、当初の露
光部である色素の吸着又は反応したパターンが形成され
ることになる。
Of course, general dyes other than cyanine dyes have the same characteristics as cyanine dyes such as ml, and produce similar effects, although there are differences in size. Examples of other dyes include merocyanine dyes, oxonol dyes, acridine dyes, coumarin dyes, azo dyes, quinoline dyes, nitro chromophores, nitroso dyes, azhi dyes, carbonium dyes, and quinone imine dyes. In addition, if the dye has atoms that are resistant to acidic plasma such as silicon or tin, it is necessary to perform dry ethoching with violet plasma after the dye has reacted or adsorbed. The unexposed areas are ethoched (dry development) to form a pattern in which the dye adsorbed or reacted with the originally exposed areas.

本発明の一つの方法は、以上の方法を提供する。One method of the present invention provides the above method.

13 ,、 , この方法では、レジストへのパターン露光の際、着色さ
れるレジスト表面のみが露光されればよいため、露光強
夏は弱くてよいとともにレジストの厚みは露光条件に影
響しない。すなわち、本発明の方法では0.1μm程度
のレジスト表面のみの露光でレジストハターンの解像性
が決まり、極めて薄イレシストへの露光と同様となって
パターンの解像性は向上する。そして、色着の層は、全
面露光の際レジヌト上に直接コンタクトしたマスクとし
て働き、レジストとマスクの距離が0となって光の回り
込み(光の回折)をなくすることができ、正確な露光が
可能となる。又、色素の層は02ドライエッチングの際
のエッチングマスクとなり、形状の良いレジストパター
ンが形成される。
13. In this method, only the surface of the resist to be colored needs to be exposed during pattern exposure of the resist, so the exposure intensity may be weak and the thickness of the resist does not affect the exposure conditions. That is, in the method of the present invention, the resolution of the resist pattern is determined by exposing only the resist surface of about 0.1 μm, and the resolution of the pattern is improved in the same way as when exposing an extremely thin resist. The colored layer acts as a mask that is in direct contact with the resist during full-surface exposure, and the distance between the resist and the mask becomes 0, eliminating light wraparound (light diffraction) and ensuring accurate exposure. becomes possible. Further, the dye layer serves as an etching mask during 02 dry etching, and a well-shaped resist pattern is formed.

本発明のうち、最初のパターン露光は、紫外光であるq
線(43enm)やi線(365nm)光以外に、エキ
シマレーザ光(248nmや193nm, 3 0 8
 nm )、イオン線,電子線,X線によっても良い。
In the present invention, the first pattern exposure is ultraviolet light q
In addition to line (43enm) and i-line (365nm) light, excimer laser light (248nm, 193nm, 308nm)
nm), ion beam, electron beam, or X-ray.

先にも述べたように、本発明のパターン解像性が最初の
パターン蕗光により決まるの14 ヘ−ノ で、短波長,高NAの光が有利であることは言うまでも
ない。なお、この最初のパターン露光はレジストの表面
のみを反応させれば良いが、パターンの解像性や色素層
の光マスク性を考慮して0.5μm以下のレジストへの
浸透性が望ましい。
As mentioned above, the pattern resolution of the present invention is determined by the initial pattern light, so it goes without saying that short wavelength, high NA light is advantageous. In this first pattern exposure, it is sufficient to react only the surface of the resist, but in consideration of the resolution of the pattern and the photomaskability of the dye layer, it is desirable that the dye penetrate into the resist to a thickness of 0.5 μm or less.

色素の蕗光部への反応又は吸着方法としては、水中に色
素を溶解させ、その溶液中に基板を浸漬する方法が最も
容易であるが、他に気体中からの色素を反応又は吸着さ
せる方法も考えられる。もちろんこれらの方法に限定さ
れるものではない。
The easiest method for reacting or adsorbing the dye to the light part is to dissolve the dye in water and immerse the substrate in the solution, but there are other methods in which the dye is reacted or adsorbed from a gas. can also be considered. Of course, the method is not limited to these methods.

全面露光については、色素が吸光性を示す紫外線であれ
ばいずれでも良く、q線やi,dであっても良い。又、
ドライ現像(o2 ドライエッチ)によるパターン形成
の場合には、色素層が02に対して耐エッチング性が要
求されるので、色素固形分中にSiやSn がその重量
比で約1%以上含まれていることが望ましい。
For full-surface exposure, any ultraviolet light that the dye exhibits light absorption may be used, and the UV light may be q-ray, i-ray, or d-ray. or,
In the case of pattern formation by dry development (O2 dry etching), the dye layer is required to have etching resistance compared to 02, so the solid content of the dye should contain approximately 1% or more of Si or Sn by weight. It is desirable that

実施例 (実施例1) 第4図を用いて、本発明のパターン形成方法の15 、 一実施例について説明する。Example (Example 1) 15 of the pattern forming method of the present invention using FIG. An example will be described.

疎水性処理を行った半導体等の基板1上にポジレジスト
(シプレイ社製MP1400−27 )を塗布し、90
℃,2分のホットプレートベーク後、1.2μmのレジ
スト膜2を得た(第1図a)。基板1表面には絶縁膜又
は導電ノ摸100が形成されていることが多い。次に、
マスク3を介して、q線(4senm)光4により半導
体集積回路パターンの露光を行った。20は露光された
領域である。このときq線光出力の蕗光装置のNAは0
.42であった。なお、露光エネルギーは従来の5の4
0mJ/crtlであった(第1図b)。露光したレジ
ストを形成している基板1を以下の組成から成るシアニ
ン色素水溶液に60秒間浸漬した。
A positive resist (MP1400-27 manufactured by Shipley Co., Ltd.) is applied on a substrate 1 such as a semiconductor that has been subjected to hydrophobic treatment.
After baking on a hot plate for 2 minutes at .degree. C., a resist film 2 of 1.2 .mu.m was obtained (FIG. 1a). An insulating film or conductive film 100 is often formed on the surface of the substrate 1. next,
A semiconductor integrated circuit pattern was exposed to q-ray (4senm) light 4 through a mask 3. 20 is an exposed area. At this time, the NA of the optical device for q-ray optical output is 0.
.. It was 42. In addition, the exposure energy is 5/4 of the conventional
It was 0 mJ/crtl (Fig. 1b). The substrate 1 on which the exposed resist was formed was immersed for 60 seconds in a cyanine dye aqueous solution having the following composition.

漬浸後、露光部にシアニン色素の層5が0.3μmの厚
さで吸着していた(第1図C)。次に、q線光4により
150m■/cAのエネルギーにて全面露光を行い層5
をマスクとしてレジスト2の露光を行った(第1図d)
。最後に、アルカリ水溶液(シプレイ社製MF319)
60秒現像により層5の形成されていないレジスト膜2
の部分を除去し、反転したレジストパターン2Aを形成
した(第1図e)。パターン2Aは、全く膜減りのない
、アスベクト比が88°の良好な0.5μm ハターン
であった。このパターン2Aをマスクトシてたとえば下
の膜100を選択エッチングして膜100のパターン1
0oAが形成される。
After immersion, a layer 5 of cyanine dye with a thickness of 0.3 μm was adsorbed on the exposed area (FIG. 1C). Next, the entire surface is exposed to q-ray light 4 at an energy of 150 m/cA to form the layer 5.
Using the mask as a mask, resist 2 was exposed (Fig. 1d)
. Finally, aqueous alkaline solution (MF319 manufactured by Shipley)
Resist film 2 without layer 5 formed by 60 seconds development
The portion 2A was removed to form an inverted resist pattern 2A (FIG. 1e). Pattern 2A was a good 0.5 μm pattern with an aspect ratio of 88° and no film loss. Using this pattern 2A as a mask, for example, the underlying film 100 is selectively etched to form pattern 1 of the film 100.
0oA is formed.

なお、シアニン色素は本実施例に限らず、又、その水溶
液濃度についても任意であり、数チ程度で十分マスクと
しての働きをする。シアニン色素として、同類のメロシ
アニン色素を用いても良く、同様の良好な結果が得られ
る。
Note that the cyanine dye is not limited to the one used in this embodiment, and the concentration of the aqueous solution thereof can be set arbitrarily, and a concentration of about a few centimeters is enough to function as a mask. Similar merocyanine dyes may be used as the cyanine dye, and similar good results can be obtained.

シアニン系色素の他の例として、たとえば以下の様な化
合物が挙げられる。
Other examples of cyanine dyes include the following compounds.

17 ,、 18.、−7 レジスト(シプレイ社製MP1400−27)を塗布し
、90℃2分のホットプレートベーク後、1.2μmの
レジスト膜2を形成した(第2図a)。
17,, 18. , -7 resist (MP1400-27 manufactured by Shipley) was applied, and after hot plate baking at 90° C. for 2 minutes, a 1.2 μm resist film 2 was formed (FIG. 2a).

次に、マスク3を介して、q線(436nm)光4よシ
露光を行って露光部20を形成した。このとき、q線光
出力の露光装置のNAは0.42であったなお、蕗光エ
ネルギーは従来の百の40mJ/ctrlであった(第
2図b)。この後、以下の如きシアニン系色素層6lを
水溶浸漬により露光部2oに形成した(第2図C)。
Next, exposure to q-line (436 nm) light 4 was performed through a mask 3 to form an exposed portion 20. At this time, the NA of the exposure apparatus for outputting q-ray light was 0.42, and the light energy was 40 mJ/ctrl, which is the conventional value (Fig. 2b). Thereafter, a cyanine dye layer 6l as shown below was formed in the exposed area 2o by dipping in water (FIG. 2C).

(実施例2) 第2図を用いて、本発明のパターン形成方法の一実施例
について説明する。なお、第2図において、膜100は
省略している。
(Example 2) An example of the pattern forming method of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 2, the film 100 is omitted.

疎水性処理を行った半導体等の基板1上にボジOCH2
CH2Sn(C2H5)3 19 、 これらのいずれの色素を用いても良い。もちろん、これ
らに限定されることはない。
Boji OCH2 is placed on a substrate 1 such as a semiconductor that has been subjected to hydrophobic treatment.
CH2Sn(C2H5)3 19 Any of these dyes may be used. Of course, it is not limited to these.

この後、この金属原子を含んだシアニン色素層dをマス
クとしてo2プラズマ6によりレジストをエッチングし
(第2図d)、形状の良い切り立ったパターン2 B 
( o.5μmライン書アンド●スペース)を得だ(第
2図e)。
Thereafter, using the cyanine dye layer d containing metal atoms as a mask, the resist is etched with O2 plasma 6 (Fig. 2 d) to form a sharp pattern 2B with a good shape.
(o.5 μm line and ● space) was obtained (Fig. 2e).

次に、平坦化材料と着色層を組み合わせだ実施例を述べ
る。この方法には、金属を有したアルカリ性色素化合物
を用いて、02系ガスによる耐エッチング性を向上し、
この化合物を用いたパタンをマスクとして下層をエソチ
ングする。
Next, an example will be described in which a flattening material and a colored layer are combined. This method uses an alkaline dye compound containing metal to improve etching resistance by 02 gas,
The lower layer is etched using a pattern using this compound as a mask.

本発明の方法に用いる金属を有したアルカリ性色素化合
物は、ポジレジストの嬉先により発生するインデンカル
ボン酸と選択的に酸,アルカリの中和結合,配位が生じ
、パターン上に色素化合物を形成することができる。形
成の方法としては、たとえば金属を有したアルカリ性色
素化合物を水溶液として、レジストと接触(塗布,浸漬
,スプレイ,メニスカスなと)により行われる。
The metal-containing alkaline dye compound used in the method of the present invention selectively forms neutralizing bonds and coordination with acids and alkalis with indene carboxylic acid generated by the edges of the positive resist, forming a dye compound on the pattern. can do. As a method of formation, for example, an aqueous solution of an alkaline dye compound containing a metal is brought into contact with a resist (coating, dipping, spraying, meniscus, etc.).

このように、本発明では色素化合物の形成により膜ベシ
がなく、エソチングマスクとして良好な形状を有するレ
ジストパターンを形成でき、したがってこれを用いて所
望の高精度なエッチングが可能となる。
As described above, in the present invention, by forming a dye compound, it is possible to form a resist pattern that has no film ridges and has a good shape as an etching mask, and thus enables desired highly accurate etching using this resist pattern.

なお、ここで本発明に係る色素化合物として、St原子
を含んだ染料溶液は、嬉光部のインデンカルボン酸やラ
ジカル,イオン等と選択的に吸着・反応することを、本
発明者らは見出した。これは、染料中の不飽和結合やイ
オン,不対電子などがレジストの露光部に生成した前記
酸やラジカル,イオン等と結合や錯体を生成したためで
あると考えられる。
The present inventors have discovered that the dye solution containing St atoms as the dye compound according to the present invention selectively adsorbs and reacts with indenecarboxylic acid, radicals, ions, etc. in the glaucoma. Ta. This is thought to be because unsaturated bonds, ions, unpaired electrons, etc. in the dye formed bonds or complexes with the acid, radicals, ions, etc. generated in the exposed areas of the resist.

このような現象は、特に染料中にSi原子が存在すると
きに顕著であシ、Siが染料分子中の電子やイオンを活
性化させるためと考えられる。
This phenomenon is particularly noticeable when Si atoms are present in the dye, and is thought to be because Si activates electrons and ions in the dye molecules.

このようにレジストの露光部に吸着・反応した本発明の
パターン形成材料は、そのSi原子の働きによシ、02
RIE耐性が向上することから、これを二層構造レジス
トのマスクとして用いることができ、o2R工Eによっ
て、従来では解決できない形状・精度の良いパターンを
形成することができる。
The pattern-forming material of the present invention adsorbed and reacted with the exposed areas of the resist in this way is oxidized by the action of its Si atoms.
Since the RIE resistance is improved, this can be used as a mask for a two-layer resist, and by o2R processing, it is possible to form a pattern with a good shape and precision that cannot be achieved with conventional methods.

なお本発明に係る染料中のSi原子の固型含有量は、0
2RIE耐性を考慮して、5慢以上であることが望まし
い。又、染料としては、たとえば、アゾ染料,カルボニ
ウム染料,キノンイミン染料,メチン染料,キノリン染
料,ニトロ染料,ニトロン染料,シアニン染料,クマリ
ン染料,アクリジン染料など又はこれらの混合体が挙げ
られるが、これらに限定されない。
The solid content of Si atoms in the dye according to the present invention is 0.
Considering the 2 RIE resistance, it is desirable that the resistance is 5 or higher. Examples of dyes include azo dyes, carbonium dyes, quinone imine dyes, methine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitrone dyes, cyanine dyes, coumarin dyes, acridine dyes, and mixtures thereof. Not limited.

どのSiを含んだ分子の形で染料と混合していてモ良い
。シロキサン,シラノール,シラン,シル22,、2 セスシロキサンなどの樹脂又はその誘導体樹脂として染
料と混合していても良い。
Any Si-containing molecular form may be mixed with the dye. It may be mixed with a dye as a resin such as siloxane, silanol, silane, siloxane, or a derivative resin thereof.

溶液中の溶媒は、水,エチノレセノレソノレプアセテー
ト,アセトン,ジエチレングリコールジメチルエーテル
などが挙げられ、染料を溶解させるものであれば特に限
定はない。
Examples of the solvent in the solution include water, ethinoresonolepacetate, acetone, diethylene glycol dimethyl ether, and are not particularly limited as long as they can dissolve the dye.

本発明に係る染料は、その吸着・反応させる方法として
、液中ヘの浸漬法,気化してから蒸着させる方法などが
考えられる。
Possible methods for adsorbing and reacting the dye according to the present invention include immersion in a liquid, vaporization, and then vapor deposition.

本発明における染料を含む膜は紫外光を吸収する性質を
有していることから、マスクエッヂからの光の散乱光を
吸収し、レジストに入射することを防ぎ、結局、蕗光強
度の強いマスク開口部を通過した光のみがレジヌトに入
射することになり、パターン形状は向上することになる
Since the dye-containing film in the present invention has the property of absorbing ultraviolet light, it absorbs the scattered light from the mask edge and prevents it from entering the resist, resulting in a mask with strong ultraviolet light intensity. Only the light that has passed through the opening will be incident on the resin, resulting in an improved pattern shape.

もちろん、マスク開口部からの光の一定割合分は膜に吸
収されるだめに、露光エネルギーは膜の透過率によって
ある割合だけ増大する。
Of course, since a certain percentage of the light from the mask opening is absorbed by the film, the exposure energy increases by a certain percentage depending on the transmittance of the film.

膜の透過率については○チより大であれば、原理的に有
効であるが、マスクエッヂ部の散乱光防止とマスク開口
部からの露光エネノレギー量を考慮すれば、8o%以下
であることが望寸しい。
Regarding the transmittance of the film, it is effective in principle if it is greater than ○, but if you take into consideration the prevention of scattered light at the mask edge and the amount of exposure energy from the mask opening, it is recommended that it be less than 80%. It's as expected.

膜の成分については、紫外域特に露光域での透過率を下
げる働きをする染料であれば何れでも良く、たとえばア
ゾ染料,カルボニウム染料,キノンイミン染料,メチン
染料,キノリン染料,ニトロ染料,ニトロソ染料,シア
ニン染料,メロシアニン染料,クマリン染料,アクリジ
ン染料,などの染料を含んでおれば良< 、rMにする
だめのバインダーとしては、ポリビニルピロリドン,ポ
リビニルアルコール,プルラン,ポリスチレンスルホン
酸などの水溶性樹脂、又は、ノボラック樹脂,ポリスチ
レン樹脂などの樹脂が挙げられる。もちろん、これらの
染料・樹脂はそれぞれを混合して用いても良い。溶媒と
しては、水,エチルセルソルプアセテート,ジエチレン
グリコールジメチルエーテルなどが挙げられる。
As for the components of the film, any dye that works to lower transmittance in the ultraviolet region, particularly in the exposure region, may be used, such as azo dyes, carbonium dyes, quinoneimine dyes, methine dyes, quinoline dyes, nitro dyes, nitroso dyes, It is sufficient if it contains dyes such as cyanine dyes, merocyanine dyes, coumarin dyes, acridine dyes, etc. As a binder for rM, water-soluble resins such as polyvinylpyrrolidone, polyvinyl alcohol, pullulan, polystyrene sulfonic acid, etc. , novolak resin, polystyrene resin, and the like. Of course, these dyes and resins may be used in combination. Examples of the solvent include water, ethyl cellulsol acetate, diethylene glycol dimethyl ether, and the like.

膜の透過率は、前記族を構成する染料,樹脂゜浴媒の割
合を変えることにより任意に制御できる。
The transmittance of the membrane can be arbitrarily controlled by changing the proportions of the dye, resin, and bath medium constituting the above group.

なお、本発明のパターン形成方法において、膜が非水溶
媒である場合には、場合に応じて、レジストと混合しな
いように、中間層として水溶性膜を形成しておいてもよ
い。
In addition, in the pattern forming method of the present invention, when the film is a non-aqueous solvent, a water-soluble film may be formed as an intermediate layer, depending on the case, so as not to mix with the resist.

(実施例3) この実施例はレジストパターン形成後、金属を有したア
ルカリ性色素化合物をレジストパターン上に形成し、下
地を02系ガスでエッチングする方法であり弟3図に示
す。
(Example 3) This example is a method in which after a resist pattern is formed, an alkaline dye compound containing a metal is formed on the resist pattern, and the underlying layer is etched with 02-based gas, as shown in Figure 3.

1.0μmの段差の半導体Si基板1′上に平坦化材料
であるRG−390oB(日立化成)を塗布し、200
℃,30分のオープンベークにより2.0μmの平坦化
層7として基板1′を平坦化した。
RG-390oB (Hitachi Chemical), which is a planarization material, is applied on the semiconductor Si substrate 1' with a step of 1.0 μm, and
The substrate 1' was planarized by open baking at .degree. C. for 30 minutes to form a planarization layer 7 of 2.0 .mu.m.

なお、基板1′上には第3図のごとく導電又は絶縁膜が
形成されている場合が多いが、第3図では省略している
(第3図a)。この上層に一般的なボジ型フォトレジス
トであるMP S−1 4 00−17(シプレイ)を
塗布し86℃,25分のプリベクによp o.sμmの
レジスト膜8を得た(第3図b)。この後、q線ステソ
パ(NA0.42)により、2 0 0 m J /c
rAの蕗光量によりマスク3を介して露光4した(第3
図C)。つぎに、MF−319アルカリ現像液(シプレ
イ)により60秒浸漬現像を行い、0.6μmライン・
アンド・スペースのパターン8Aを得た(第3図d)。
Note that although a conductive or insulating film is often formed on the substrate 1' as shown in FIG. 3, it is omitted in FIG. 3 (FIG. 3a). On this upper layer, MP S-1 400-17 (Shipley), which is a general positive type photoresist, was applied and subjected to PPO at 86°C for 25 minutes. A resist film 8 of s μm was obtained (FIG. 3b). After this, 200 mJ/c was applied using q-ray stesopa (NA0.42).
Exposure 4 was carried out through mask 3 with a light intensity of rA (3rd
Figure C). Next, immersion development was performed for 60 seconds using MF-319 alkaline developer (Shipley), and 0.6 μm line/
An and space pattern 8A was obtained (Fig. 3d).

このパターン8A上にX e −H gランプによる紫
外光9による全面露光( 1oornJ/cr!: a
t 4senm)を行った(第3図e)。
The entire surface of this pattern 8A is exposed to ultraviolet light 9 using an Xe-Hg lamp (1oornJ/cr!: a
t 4senm) was performed (Fig. 3e).

そして、以下の組成よシ成る本発明のパターン形成方法
に係る金属を有するアルカリ性色素化合物水溶液中に、
前記基板を10秒間浸漬し、0.3μmのアルカリ性色
素層1oをパターン8A上に形成した(第3図f)。こ
の色素層1Qを有したパターン8Aはその形状がアスベ
クト比89°と良好であり、膜減シは全く見られなかっ
た。このパターン8Aをマスクとして02RIEにより
下層7をエッチングし、得られたパターン了八は上層の
良好なパターン8Aがそのまま反映された寸法変動,膜
減りのない良好な0.5μmライン・アンド・スペース
であった(第3図q)。
In the aqueous solution of an alkaline dye compound having a metal according to the pattern forming method of the present invention having the following composition,
The substrate was immersed for 10 seconds to form a 0.3 μm alkaline dye layer 1o on the pattern 8A (FIG. 3f). Pattern 8A having this dye layer 1Q had a good shape with an aspect ratio of 89°, and no film thinning was observed at all. Using this pattern 8A as a mask, the lower layer 7 is etched by 02RIE, and the resulting pattern Ryohachi is a good 0.5 μm line and space pattern that reflects the good upper layer pattern 8A without any dimensional variation or film loss. There was (Fig. 3q).

本発明のパターン形成方法に係る金属を含む色26 ,
、 素化合物水溶液の組成 なお、本発明に係る色素化合物としてたとえば以下の如
き例を挙げられ、これらを用いた場合にも同様の良好な
結果が得られる。もちろん、これらに限定されるもので
はない。
Color 26 containing metal according to the pattern forming method of the present invention,
, Composition of aqueous solution of elementary compound The following examples can be given as the dye compound according to the present invention, and similar good results can be obtained when these are used. Of course, it is not limited to these.

S 1( CHs )s なお、6fジ型レジスト8への露光は、X線,などによ
って行われ、その後の全面露光も同様のものにより行わ
れる。
S 1 (CHs)s Note that the exposure to the 6f di-type resist 8 is performed by X-rays, etc., and the subsequent entire surface exposure is also performed by the same method.

(実施例4) この実施例も、金属を有したアルカリ性色素化合物を用
いたものであり、第4図とともに説明する。
(Example 4) This example also uses an alkaline dye compound containing a metal, and will be explained in conjunction with FIG. 4.

0.5μmの段差のある半導体等の基板」−11上に平
坦化材料であるRG−3900B(日立化成製)を塗布
し200℃,30分のオープンベークを行って2.0μ
mの膜7を得だ。1’tG−3900Bの膜7により基
板の段差部は完全に平坦化された(第4図a)。なお、
この基板11上にも絶縁又は導電膜等が形成されている
ことが多い。
RG-3900B (manufactured by Hitachi Chemical), which is a flattening material, was applied on a substrate such as a semiconductor with a step of 0.5 μm (manufactured by Hitachi Chemical), and an open bake was performed at 200° C. for 30 minutes to form a 2.0 μm layer.
A film 7 of m was obtained. The stepped portion of the substrate was completely flattened by the film 7 of 1'tG-3900B (FIG. 4a). In addition,
An insulating or conductive film or the like is often formed on this substrate 11 as well.

つぎに、ポジレジヌト8(MPS1400,シプレイ社
)を0.6μm厚となるように形成した(第4図b)。
Next, PosiResinut 8 (MPS1400, Shipley) was formed to a thickness of 0.6 μm (FIG. 4b).

この後、4 3 6 nm光4をマスク3を介して選択
的に露光して露光領域20を形成した。
Thereafter, 4 36 nm light 4 was selectively exposed through a mask 3 to form an exposed region 20 .

露光はニコン社NSR1505G4C(NA0.42)
により1 2 0 m J /crlのエネルギーを与
えた(第4図C)。この露光したレジヌト8を担持した
基板11を以下の組成の本発明のパターン形成材料中に
5分間浸漬し、露光部に、本発明のパターン形成材料の
層12を吸漸させた(第4図d)。o2RIEにより、
本発明のパターン形成材料の層12をマスクとして、下
層のRG−3900Bの層7を異方性エソチングした(
第4図e)。本発明のパターン形成材料の層12は、下
層7をエッチングするのに十分な02RIE耐性があり
、90°の切シ立った0.65μmのパターン7 A 
/が得られた。
Exposure is Nikon NSR1505G4C (NA0.42)
(Fig. 4C). The substrate 11 carrying the exposed resinite 8 was immersed in the pattern forming material of the present invention having the following composition for 5 minutes, and the layer 12 of the pattern forming material of the present invention was absorbed into the exposed area (Fig. 4). d). By o2RIE,
Using the layer 12 of the patterning material of the present invention as a mask, the underlying layer 7 of RG-3900B was anisotropically etched (
Figure 4e). The layer 12 of patterning material of the present invention is 02 RIE resistant enough to etch the underlying layer 7 and has a 0.65 μm pattern 7 A with 90° kerfs.
/was gotten.

30,\一) なお、本実施例以外にもたとえば、つぎのような本発明
のパターン形成材料中の染料の例が挙げられる。もちろ
ん、これらに限定されるものではない。
30,\1) In addition to this example, the following examples of dyes in the pattern forming material of the present invention may be mentioned. Of course, it is not limited to these.

N(CH3)2 b z ( C H3)s なお、これらの化合物中の金属原子をSt,Se,Ti
,Te,Snなどと任意に換えて用いても良い。
N(CH3)2 b z (C H3)s Note that the metal atoms in these compounds can be replaced by St, Se, Ti
, Te, Sn, etc. may be used instead.

本発明に用いる金属としては、下地基板をo2エノチン
グする際に耐性のあるものならば制限はなく、St,S
n,To,Se,Tiなどが挙げられ、耐エッチング性
を考慮して色素化合物中の重置比で5チ以上が望ましい
が、エノチングの条件などによればこの限シではない。
The metal used in the present invention is not limited as long as it is resistant to O2 etching of the underlying substrate, such as St, S
n, To, Se, Ti, etc., and in consideration of etching resistance, it is desirable that the overlapping ratio in the dye compound be 5 or more, but this is not limited depending on the etching conditions.

本発明に用いる色素化合物としては、たとえば、シアニ
ン色素,メロシアニン色紫,クマリン色素,アクリジン
色素,アゾ色素などが挙げられ、前記カルボン酸と反応
を艮く行うためにアルカリ性の働き等やその他の要因に
よ9アルカリ性になればよい。
Examples of the dye compounds used in the present invention include cyanine dyes, merocyanine purple, coumarin dyes, acridine dyes, and azo dyes. It should be 9 alkaline.

(実施例6) この例はレジスト上に染料を含む膜を形成し、しかるの
ち露光,レジストパターン形成を行う方法であり、第5
図とともに説明する。
(Example 6) This example is a method in which a film containing a dye is formed on a resist, and then exposed to light to form a resist pattern.
This will be explained with figures.

この方法によれば、適Kの透過率の染料を含む膜が、マ
スクエソヂからの回折光を吸収し、回折光によるレジス
トパターンの像ぼけを回避し、切り立った高アスベクト
比のパターンを形成することができる。
According to this method, a film containing a dye with an appropriate transmittance absorbs the diffracted light from the mask etching, avoids image blurring of the resist pattern due to the diffracted light, and forms a steep pattern with a high aspect ratio. Can be done.

半導体等の基板1上にポジレジスト2(シプレイ社MP
1400)を1.2μm厚となるように形成する(第6
図a)。つぎに、以下の組成から成る本発明に係る染料
を含む膜13を0.3μm厚となるように形成する(第
5図b)。
Positive resist 2 (Shipley MP
1400) to have a thickness of 1.2 μm (6th
Diagram a). Next, a film 13 containing the dye according to the present invention having the following composition is formed to have a thickness of 0.3 μm (FIG. 5b).

(]どが好ましいがこの限りではなく、色素中の塩の3
4 ,、 して、本実施例以外に以下の如き例が挙げられる。
(]Which is preferable, but not limited to, 3 of the salts in the dye
4. In addition to this embodiment, the following examples can be cited.

もちろん、これらに限定されるものではない。Of course, it is not limited to these.

この膜13の透過率は4 3 5 nmにおいて30チ
であった。この後、所望のマスク3を用い、ニコン社製
NSR1505G4C(NA0.42 )なる縮小投影
露光装置によF)q線(43enm)光4を露光する。
The transmittance of this film 13 was 30 cm at 435 nm. Thereafter, using a desired mask 3, exposure is performed with F) q-line (43 enm) light 4 using a reduction projection exposure apparatus NSR1505G4C (NA 0.42) manufactured by Nikon Corporation.

このときの露光エネルギーは300ml/crlであっ
た(第5図C)。最後に、アルカリ現像液(シプレイ社
MF319)により60秒の浸漬現像で前記膜13を除
去すると同時に、レジスト2を現像して膳光部を選択的
に除去しノくターン2Cを形成した(第5図d)。
The exposure energy at this time was 300 ml/crl (FIG. 5C). Finally, the film 13 was removed by immersion development for 60 seconds using an alkaline developer (Shipley Corporation MF319), and at the same time, the resist 2 was developed to selectively remove the exposed area to form a turn 2C (No. Figure 5 d).

得られたパターン2Cは、アスペクト比89°,膜ベリ
0%の良好な0.56μmのライン・アンド・スペース
であった。
The obtained pattern 2C had a good line and space of 0.56 μm with an aspect ratio of 89° and a film burr of 0%.

なお、本発明に係る染料を含む膜13の材石と次に、さ
らに別の芙施例を述べる。
Further, the material of the membrane 13 containing the dye according to the present invention and another example will be described next.

本発明において、オニウム塩を含むポジレジストを用い
ることもできる。蕗光峙に、オニウム塩とポジレジヌト
中の感光体であるジアゾナフトキノンエステルの両方か
ら酸が多量に発生する。ゆえに、露光部はよシ容易にア
ルカリ性の染料により染色されて紫外光をしゃ断するた
めに後の全面照射のマスクとなる。このアルカリ染色し
たマスクによ9全面照射後のアルカリ水溶液現像では、
結局、全面照射の際、光が照射されなかったアルカリ染
色部のパターンが残存するというネガ型のパターンが形
成されることになる。なお、もちろんこのようなオニウ
ム塩の作用による酸の発生がなくとも、通常のジアゾナ
フトキノン化合物を含むポジレジヌトからの酸の発生だ
けでもこのような良好なパターン形成は可能であり有用
である。
In the present invention, a positive resist containing an onium salt can also be used. When exposed to light, a large amount of acid is generated from both the onium salt and the diazonaphthoquinone ester, which is the photoreceptor in the positive resin. Therefore, the exposed area is easily dyed with alkaline dye and serves as a mask for subsequent full-surface irradiation to block ultraviolet light. In alkaline aqueous solution development after irradiating the entire surface with this alkali-dyed mask,
As a result, when the entire surface is irradiated, a negative pattern is formed in which the pattern of the alkali dyed area that was not irradiated with light remains. Note that, of course, even without the generation of acid due to the action of such an onium salt, such good pattern formation is possible and useful just by the generation of acid from a positive resin containing a normal diazonaphthoquinone compound.

このようなパターンは上部のアルカリ染料によりおおわ
れて現像液に不溶化していることから、膜ベリがなく、
又、コンタクトM光と同様の原理となるために、回折光
の影響をうけず高コントラストのパターンとなる。
This kind of pattern is covered with the alkaline dye on top and is insolubilized in the developer, so there is no film burr.
Furthermore, since the principle is similar to that of contact M light, a pattern with high contrast is obtained without being affected by diffracted light.

オニウム塩としては、 ( Xil−j:SbF6,AsF6ハロゲン原子など
)などが挙げられるが、これらに限定されることはない
。なお、これらのオニウム塩は光にょ19HXなる酸を
発生するが、この酸の発生を促進するために露光の前又
は後に加熱(10Q〜2o○℃程度)を行っても良い。
Examples of the onium salt include (Xil-j: SbF6, AsF6 halogen atom, etc.), but are not limited thereto. Incidentally, these onium salts generate an acid called 19HX when exposed to light, and in order to promote the generation of this acid, heating (about 10Q to 20°C) may be performed before or after exposure.

アルカリ性染料としては、一般にアゾ系,カルボニウム
染料,クマリン系,アクリジン系,キノンイミン染料,
メチン染料,シアニン系,メロシアニン系,キノリン系
,二トロ染料,ニトロン染料又はこれらの混合物などが
挙げられるが、このような全面照射光をさえぎる紫外光
や遠紫外光を吸収するような染料であれば特に限定はな
い。
Alkaline dyes generally include azo dyes, carbonium dyes, coumarin dyes, acridine dyes, quinone imine dyes,
Examples include methine dyes, cyanine-based, merocyanine-based, quinoline-based, nitro dyes, nitrone dyes, or mixtures thereof, but any dye that absorbs ultraviolet light or deep ultraviolet light that blocks such overall irradiation light may be used. There are no particular limitations.

アルカリ染料液処理の方法としては、液中にウエハをデ
ィノプしたり、液をパドル状にウェハ上にもり上げたり
スプレーしたりすることが考えられ。
Possible methods for alkaline dye solution treatment include dipping the wafer into the solution, lifting the solution in a paddle shape onto the wafer, or spraying the solution.

(実施例6) 第6図を用いて、本発明のパターン形成方法をCl’− ニウム塩を重量比で10%含有させたM P 1 40
0なるポジレジスト15を1.oμm厚形成した(第6
図a)。つぎに、マスク3を介してNA0.42のq線
ヌテッパにより100 m I /cIIの露光4を行
って露光領域20を形成した(第6図b)。つぎに、素
20%水溶液16をパドル状に液もリし、2分間静止し
た(第6図C)。染色された露光部16A′38 へ−
7 をマスクとして、紫外線による全面照射を行い(第6図
d)、アルカリ現像液MF319にょる6o秒パドル現
像にてパターン15Aを形成した(第6図e)。得られ
たパターン15Aは、膜減り、寸法変動のない、アスベ
クト比88°の0.6μmライン拳アンド●ヌベースパ
ターンであった。
(Example 6) Using FIG. 6, the pattern forming method of the present invention was applied to M P 140 containing 10% by weight of Cl'-nium salt.
0 positive resist 15 to 1. 0 μm thick (6th
Diagram a). Next, exposure 4 of 100 m I /cII was performed using a Q-line Nuteppar with NA of 0.42 through a mask 3 to form an exposed region 20 (FIG. 6b). Next, a 20% aqueous solution 16 of the raw material was poured in a paddle shape, and the mixture was left at rest for 2 minutes (FIG. 6C). To the dyed exposed area 16A'38-
Using No. 7 as a mask, the entire surface was irradiated with ultraviolet light (FIG. 6 d), and a pattern 15A was formed by paddle development for 60 seconds using an alkaline developer MF319 (FIG. 6 e). The obtained pattern 15A was a 0.6 μm line fist-and-● base pattern with an aspect ratio of 88° and no film loss or dimensional variation.

発明の効果 以上のように、本発明は、レジストへ着色部を形成し、
これを用いてレジストを選択露光する又はドライエッチ
ングマスクとする方法により、膜減り、寸法変動のない
、かつアスベクト比の高い微細なレジストパターンの形
成が可能となり、超高密度で微細パターンからなる半導
体集積回路の実現が可能となる。
Effects of the Invention As described above, the present invention forms a colored portion on a resist,
By using this to selectively expose the resist or use it as a dry etching mask, it is possible to form fine resist patterns with no film loss or dimensional variation, and a high aspect ratio. It becomes possible to realize integrated circuits.

本発明は、基板上にポジ型レジストを形成し、エネルギ
ー線により所望のパターンを縛光後、色素を露光部に吸
着又は反応させ、この吸着又は反応した部分を残すよう
に現像する方法である。又は色素を含んだ膜をレジヌト
上に形成しても良く、又は、ポジ型レジスト中にオニウ
ム塩を含んでぃ39 ・・ ても良い。
The present invention is a method in which a positive resist is formed on a substrate, a desired pattern is exposed to energy rays, a dye is adsorbed or reacted to the exposed area, and the adsorbed or reacted area is developed so as to remain. . Alternatively, a film containing a dye may be formed on the resist, or an onium salt may be included in the positive resist.

これらの方法によれば、段差基板上、又は、平坦基板上
にかかわらず形状の良いパターンが湿式又は乾式現像に
より得られる。なお、オニウム塩を含んだポジ型レジス
トは、その露光部がより色素を吸着、又は、反応しやす
く有効である。
According to these methods, a well-shaped pattern can be obtained by wet or dry development regardless of whether it is on a stepped substrate or a flat substrate. Note that a positive resist containing an onium salt is effective because its exposed areas tend to adsorb or react with dyes.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

のレジストパターン形成工程図である。 1・・・・・・基板、2・・・・・・レジスト、3・・
・・・マスク、4・・・・・・q線光、5・・・・・・
シアニン色素層、20・・・・・・露光部、2A・・・
・・・レジストパターン。 代理人の氏名 弁理士 粟 野 重 孝 ほか1名憬 特開乎 区 !か ぐ 憾 区 q〕 区 U〕 懺
FIG. 3 is a process diagram for forming a resist pattern. 1...Substrate, 2...Resist, 3...
...Mask, 4...Q-ray light, 5...
Cyanine dye layer, 20...exposed area, 2A...
...Resist pattern. Name of agent: Patent attorney Shigetaka Awano and 1 other person! Kagu regret ward q〕 ward U〕 懺

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板上にポジ型レジストを形成し、エネルギー線
により選択的に所望のパターンを前記レジストに露光後
、色素を前記レジストの露光部は吸着又は反応させ、前
記色素を吸着又は反応させた部分を残すように前記レジ
ストを現像し、前記レジストのパターンを形成すること
を特徴とするパターン形成方法。
(1) After forming a positive resist on a substrate and selectively exposing the resist to a desired pattern using energy rays, the exposed portion of the resist adsorbed or reacted with the dye, causing the dye to adsorb or react. A pattern forming method comprising developing the resist so as to leave a portion to form a pattern of the resist.
(2)基板上にポジ型レジストを形成し、選択的に所望
のパターンを露光し、現像によりレジストパターンを形
成し、前記レジストパターンを全面露光した後、金属を
含んだアルカリ性色素化合物を前記レジストパターン上
に形成し、酸素系ガスにより前記レジストパターンをマ
スクとして基板をエッチングすることを特徴とするパタ
ーン形成方法。
(2) Form a positive resist on a substrate, selectively expose a desired pattern to light, develop to form a resist pattern, fully expose the resist pattern, and then apply an alkaline dye compound containing metal to the resist. A pattern forming method comprising forming a pattern on a pattern, and etching a substrate using an oxygen-based gas using the resist pattern as a mask.
(3)基板上にレジストを形成する工程と、前記レジス
ト上に染料を含む膜を形成する工程と、選択的に所望の
パターンを前記膜およびレジストに露光する工程と、前
記膜を除去するとともに前記レジストを現像して前記露
光部のレジストを除去する工程を有してなるパターン形
成方法。
(3) forming a resist on a substrate; forming a film containing a dye on the resist; selectively exposing the film and the resist to a desired pattern; and removing the film. A pattern forming method comprising the steps of developing the resist and removing the resist in the exposed area.
(4)基板上にオニウム塩を含むポジレジストを形成し
、前記レジストを選択露光後、前記レジストにアルカリ
染料液処理を行い、前記レジストにエネルギー線の全面
照射を行った後、アルカリ水溶液にて前記レジストの現
像を行い前記レジストの露光部を除去することを特徴と
するパターン形成方法。
(4) A positive resist containing an onium salt is formed on a substrate, the resist is selectively exposed, the resist is treated with an alkaline dye solution, the entire surface of the resist is irradiated with energy rays, and then an aqueous alkaline solution is applied to the resist. A pattern forming method comprising developing the resist and removing exposed portions of the resist.
(5)色素を液中にて吸着又は反応させることを特徴と
する特許請求の範囲第1項記載のパターン形成方法。
(5) The pattern forming method according to claim 1, wherein the dye is adsorbed or reacted in a liquid.
(6)色素がシアニン系の色素であることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載のパターン形成方法。
(6) The pattern forming method according to claim 1, wherein the dye is a cyanine dye.
(7)シアニン系の色素が耐酸素プラズマ性の原子を含
有していることを特徴とする特許請求の範囲第6項記載
のパターン形成方法。
(7) The pattern forming method according to claim 6, wherein the cyanine dye contains an oxygen plasma-resistant atom.
(8)現像を、紫外線又は遠紫外線を全面露光した後ア
ルカリ現像液により行うことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載のパターン形成方法。
(8) The pattern forming method according to claim 1, wherein development is performed using an alkaline developer after the entire surface is exposed to ultraviolet rays or far ultraviolet rays.
(9)現像を、酸素によるエッチングにより行うことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載のパターン形成方
法。
(9) The pattern forming method according to claim 1, wherein the development is performed by etching with oxygen.
(10)耐プラズマ性の原子がシリコン又はスズである
ことを特徴とする特許請求の範囲第9項に記載のパター
ン形成方法。
(10) The pattern forming method according to claim 9, wherein the plasma-resistant atoms are silicon or tin.
(11)金属がSi、Sn、Se、Ti、Teのいずれ
か又はこれらの混合物であることを特徴とする特許請求
の範囲第2項に記載のパターン形成方法。
(11) The pattern forming method according to claim 2, wherein the metal is any one of Si, Sn, Se, Ti, Te, or a mixture thereof.
(12)金属を含んだアルカリ性色素化合物が、Si原
子を含んだ染料溶液より成ることを特徴とする特許請求
の範囲第2項記載のパターン形成方法。
(12) The pattern forming method according to claim 2, wherein the metal-containing alkaline dye compound is a dye solution containing Si atoms.
(13)選択露光の前又は後に加熱処理を行うことを特
徴とする特許請求の範囲第4項に記載のパターン形成方
法。
(13) The pattern forming method according to claim 4, wherein heat treatment is performed before or after selective exposure.
(14)色素又は色素化合物又は染料がアゾ染料、カル
ボニウム染料、キノンイミン染料、メチン染料、キノリ
ン染料、ニトロ染料、ニトロソ染料、シアニン染料、メ
ロシアニン染料、クマリン染料、アクリジン染料のいず
れか、又は、これらの混合であるものより選ばれること
を特徴とする特許請求の範囲第1項〜第4項のいずれか
に記載のパターン形成方法。
(14) The pigment or pigment compound or dye is an azo dye, carbonium dye, quinone imine dye, methine dye, quinoline dye, nitro dye, nitroso dye, cyanine dye, merocyanine dye, coumarin dye, acridine dye, or any of these dyes. 5. The pattern forming method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the pattern forming method is selected from mixtures.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007289361A (en) * 2006-04-24 2007-11-08 Cleanup Corp Drawer with auxiliary table and kitchen furniture having the same
US7875419B2 (en) 2002-10-29 2011-01-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for removing resist pattern and method for manufacturing semiconductor device
JP4702731B2 (en) * 1999-12-17 2011-06-15 株式会社林原生物化学研究所 Cyanine dye
US8080364B2 (en) 2003-05-09 2011-12-20 Panasonic Corporation Pattern formation method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4702731B2 (en) * 1999-12-17 2011-06-15 株式会社林原生物化学研究所 Cyanine dye
US7875419B2 (en) 2002-10-29 2011-01-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for removing resist pattern and method for manufacturing semiconductor device
US8080364B2 (en) 2003-05-09 2011-12-20 Panasonic Corporation Pattern formation method
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