JPH04243263A - Fine pattern forming method - Google Patents

Fine pattern forming method

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Publication number
JPH04243263A
JPH04243263A JP3004595A JP459591A JPH04243263A JP H04243263 A JPH04243263 A JP H04243263A JP 3004595 A JP3004595 A JP 3004595A JP 459591 A JP459591 A JP 459591A JP H04243263 A JPH04243263 A JP H04243263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
dry development
etching
sililated
dry
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3004595A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Fujino
毅 藤野
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP3004595A priority Critical patent/JPH04243263A/en
Publication of JPH04243263A publication Critical patent/JPH04243263A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To conduct the etching being strong in the selectivity by performing the oxidation treatment on the sililated portion of the resist for dry development use by using preliminary ultraviolet ray and ozone. CONSTITUTION:The resist 3 for dry development use is applied on a substrate 1 and the exposed portion 3a is sililated and subsequently is dry-developed. The sililated portion 5 of the resist 3 is preliminary carried out the oxidation treatment Namely while the resist 3 for dry development use is exposed to an ozone gas, the ozone gas is irradiated with light. Like this at the etching time with the reactive ions, when the oxygen ions having energy are irradiated, a stable oxidized film 30 against the oxygen ions has already been formed on the sililated portion 5. Then compared to the case that the oxygen ions are irradiated from the beginning, the etching of the sililated portion is hard to proceed.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、一般的に、微細パター
ン形成方法に関するものであり、より特定的には、DE
SIREプロセスによる微細パターンの形成方法の、改
良に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates generally to a method for forming fine patterns, and more specifically to DE.
This invention relates to improvements in a method for forming fine patterns using the SIRE process.

【0002】0002

【従来の技術】DESIRE(diffusion e
nhanced silylating resist
)プロセスは、1986年にCoopmansとRol
andによって発表された、ドライ現像レジストプロセ
スである。図3は、月刊Semiconductor 
World 1988年No.8に紹介されている、従
来のDESIREプロセスを断面図で表わしたものであ
る。
[Prior art] DESIRE (diffusion e)
enhanced silylating resist
) process was described by Coopmans and Rol in 1986.
This is a dry development resist process announced by and. Figure 3 is from Monthly Semiconductor
World 1988 No. 8 is a cross-sectional view of the conventional DESIRE process introduced in No. 8.

【0003】図3(a)を参照して、基板1の上に形成
された膜2の上に、DESIREプロセス用のドライ現
像用レジスト3を塗布する。ドライ現像用レジスト3は
、ノボラック樹脂を主成分とするもので、たとえば、P
LASMASK(日本合成ゴム株式会社の登録商標)で
ある。ドライ現像用レジスト3に、マスク4を用いて、
ステッパ等で、波長365〜436nmの光を、選択的
に照射する。これにより、図3(b)を参照して、ドラ
イ現像用レジスト3は、露光部3aと未露光部3bに区
分される。
Referring to FIG. 3(a), a dry development resist 3 for the DESIRE process is applied onto a film 2 formed on a substrate 1. The dry development resist 3 is mainly composed of novolac resin, for example, P.
LASMASK (registered trademark of Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.). Using the mask 4 on the dry development resist 3,
Light with a wavelength of 365 to 436 nm is selectively irradiated using a stepper or the like. Thereby, referring to FIG. 3(b), the dry development resist 3 is divided into an exposed area 3a and an unexposed area 3b.

【0004】図3(c)を参照して、露光部のドライ現
像用レジスト3のシリル化を行なう。シリル化処理は、
基板1を真空チャンバ内に導入し、基板1を昇温しつつ
、HMDS(ヘキサメチルジシラザン)ガス等のSi原
子を含むシランカップリング剤をレジスト表面に吹き付
けることにより行なわれる。HMDSは図4に示すよう
な化学構造を有しており、ドライ現像用レジスト3の露
光部3aのみに選択的に拡散し、シリル化を引起こす。 ドライ現像用レジスト3中において、HMDSガスと、
ドライ現像用レジスト3の主成分であるノボラック樹脂
は、図5に示すように反応し、結果的に露光部3aのみ
、Siを含む樹脂5が形成される。
Referring to FIG. 3(c), the dry development resist 3 in the exposed area is silylated. The silylation process is
This is carried out by introducing the substrate 1 into a vacuum chamber and spraying a silane coupling agent containing Si atoms, such as HMDS (hexamethyldisilazane) gas, onto the resist surface while raising the temperature of the substrate 1. HMDS has a chemical structure as shown in FIG. 4, and selectively diffuses only into the exposed areas 3a of the dry development resist 3, causing silylation. In the dry development resist 3, HMDS gas and
The novolak resin, which is the main component of the dry development resist 3, reacts as shown in FIG. 5, and as a result, the resin 5 containing Si is formed only in the exposed areas 3a.

【0005】図3(d)を参照して、基板1を反応性イ
オンエッチング装置内に導入し、O2 ガスで反応性イ
オンエッチングすると、まず、Si原子が導入された樹
脂5はO2 プラズマにさらされ、SiO2 層6に変
化する。
Referring to FIG. 3(d), when the substrate 1 is introduced into a reactive ion etching apparatus and subjected to reactive ion etching using O2 gas, the resin 5 into which Si atoms have been introduced is first exposed to O2 plasma. and changes into a SiO2 layer 6.

【0006】図3(e)を参照して、SiO2 層6の
下ではエッチングが進行しない、一方、未露光部3bで
はエッチングが進行する。その結果、ネガ型のレジスト
パターン40が基板1の上に形成される。このDESI
REプロセスは、高解像度、かつ下地からの反射の影響
を受けにくいという性質さらに高耐熱性という特徴を有
している。
Referring to FIG. 3(e), etching does not progress under the SiO2 layer 6, while etching progresses in the unexposed portion 3b. As a result, a negative resist pattern 40 is formed on the substrate 1. This DESI
The RE process has the characteristics of high resolution, low sensitivity to reflection from the substrate, and high heat resistance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、DESIR
Eプロセスにおいて、重要となるプロセスは、図3(d
)から(e)にかけてのドライエッチングの工程である
。図3(e)に示す工程において、基板1に対して垂直
なレジスト形状を得るためには、ある程度以上のエネル
ギを有し、かつ方向性を有するO2 イオンが、垂直に
基板1に向かって照射されることが必要である。
[Problem to be solved by the invention] By the way, DESIR
The important processes in the E process are shown in Figure 3 (d
) to (e) are dry etching steps. In the step shown in FIG. 3(e), in order to obtain a resist shape perpendicular to the substrate 1, O2 ions having a certain level of energy and directionality are irradiated vertically toward the substrate 1. It is necessary to do so.

【0008】しかしながら、図3(c)および(d)を
参照して、ある程度以上のエネルギをもったO2 イオ
ンが基板1に向かって照射されると、エッチング耐性の
あるSiO2 層6が形成される前に、Si原子を含む
樹脂5のエッチングが進行してしまい、十分なエッチン
グ選択性が得られないという問題点があった。
However, with reference to FIGS. 3(c) and 3(d), when O2 ions with energy above a certain level are irradiated toward the substrate 1, an etching-resistant SiO2 layer 6 is formed. Previously, there was a problem in that etching of the resin 5 containing Si atoms progressed and sufficient etching selectivity could not be obtained.

【0009】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになれたされたもので、十分なエッチング選択性を
得ることができるように改良された、DESIREプロ
セスによる微細パターンの形成方法を提供することを目
的とする。
The present invention was developed to solve the above-mentioned problems, and provides a method for forming fine patterns using the DESIRE process, which is improved so that sufficient etching selectivity can be obtained. The purpose is to

【0010】0010

【課題を解決するための手段】この発明は、基板の上に
ドライ現像用レジストを塗布する工程と、上記ドライ現
像用レジストを選択的に露光する工程と、上記ドライ現
像用レジストの露光部分をシリル化する工程と、上記シ
リル化後、上記ドライ現像用レジストをドライ現像する
工程と、を備えたDESIREプロセスによる微細パタ
ーンの形成方法に係るものである。上記問題点を解決す
るために、上記ドライ現像に先立ち、上記ドライ現像用
レジストの上記シリル化された部分を、予め酸化処理す
ることを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] The present invention includes a step of applying a dry development resist onto a substrate, a step of selectively exposing the dry development resist, and a step of exposing the exposed portion of the dry development resist to light. The present invention relates to a method for forming a fine pattern using the DESIRE process, which includes a step of silylation, and a step of dry developing the dry development resist after the silylation. In order to solve the above problem, the silylated portion of the resist for dry development is previously subjected to oxidation treatment prior to the dry development.

【0011】この発明の好ましい態様によれば、上記酸
化処理は、シリル化された上記ドライ現像用レジストを
オゾンガスにさらしながら、このオゾンガスに光を照射
することによって行なわれる。
According to a preferred embodiment of the present invention, the oxidation treatment is carried out by exposing the silylated dry developing resist to ozone gas and irradiating the ozone gas with light.

【0012】0012

【作用】この発明によれば、反応性イオンエッチング時
に、エネルギをもったO2 イオンが照射されたときに
は、シリル化された部分には、すでにO2 イオンに対
して安定な酸化膜が形成されている。それゆえ、初めか
らO2 イオンを照射するときに比べて、シリル化され
た部分のエッチングが進行しにくくなる。
[Operation] According to the present invention, when energetic O2 ions are irradiated during reactive ion etching, an oxide film that is stable against O2 ions is already formed on the silylated portion. . Therefore, compared to when irradiating with O2 ions from the beginning, etching of the silylated portion becomes more difficult to proceed.

【0013】[0013]

【実施例】図1は、この発明の一実施例に係る、微細パ
ターンの形成方法を断面図で示したものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is a sectional view showing a method for forming a fine pattern according to an embodiment of the present invention.

【0014】図1(a)〜(c)に係る工程は、図3(
a)〜(c)に係る工程と同じであり、相当する部分に
は同一の参照番号を付し、その説明を繰返さない。
The steps related to FIGS. 1(a) to 1(c) are shown in FIG.
This is the same as the steps related to a) to (c), and corresponding parts are given the same reference numerals and their explanations will not be repeated.

【0015】図1(c)および(d)を参照して、露光
部のシリル化を終えた後、シリル化された樹脂5を酸化
処理する。酸化処理は、紫外線とオゾンを用いて行なわ
れる。
Referring to FIGS. 1(c) and 1(d), after the silylation of the exposed area is completed, the silylated resin 5 is oxidized. Oxidation treatment is performed using ultraviolet light and ozone.

【0016】図2は、酸化処理装置の概略図である。図
2を参照して、酸化処理装置は、真空チャンバ11を備
えている。真空チャンバ11には、真空ポンプ12が接
続されている。真空チャンバ11には、チャンバ内にオ
ゾンガスを送込むためのオゾン発生器18が接続されて
いる。オゾン発生器18には、O2 ガスを導入するた
めの管路21が接続されており、管路21から導入され
たO2 ガスはオゾン発生器18によりO3 ガスに変
化する。生成したO3 ガスは、オゾンガス用管路22
を通って、真空チャンバ11内に送込まれるように構成
されている。真空チャンバ11には、石英ガラス製の窓
13が設けられており、水銀ランプ14から照射される
紫外線15が真空チャンバ11内に入射できるようにな
っている。真空チャンバ11内には、基板1を加熱する
ための加熱手段16が設けられている。
FIG. 2 is a schematic diagram of the oxidation treatment apparatus. Referring to FIG. 2, the oxidation processing apparatus includes a vacuum chamber 11. A vacuum pump 12 is connected to the vacuum chamber 11 . An ozone generator 18 is connected to the vacuum chamber 11 for feeding ozone gas into the chamber. A pipe line 21 for introducing O2 gas is connected to the ozone generator 18, and the O2 gas introduced from the pipe line 21 is changed into O3 gas by the ozone generator 18. The generated O3 gas is transferred to the ozone gas pipe 22.
It is configured to be sent into the vacuum chamber 11 through the. The vacuum chamber 11 is provided with a window 13 made of quartz glass so that ultraviolet rays 15 irradiated from a mercury lamp 14 can enter the vacuum chamber 11 . A heating means 16 for heating the substrate 1 is provided within the vacuum chamber 11 .

【0017】次に、酸化処理の動作について説明する。 図1(c)に示す、シリル化されたドライ現像用レジス
ト3を備える基板1を、真空チャンバ11内に設けられ
ている加熱手段16の上に置く。基板1を、加熱手段1
6(数十〜数百℃に加熱することができる。)により、
加熱する。真空チャンバ11内に、オゾン発生器18に
より作られたオゾンガスを導入する。一方で、真空ポン
プ12を駆動し、真空チャンバ11内を数〜数十mmT
orrまで排気する。水銀ランプ14を点灯し、紫外線
15を真空チャンバ11内に導入する。この操作により
、図1(e)を参照して、シリル化された樹脂5は酸化
され、表面に酸化膜30が形成される。
Next, the operation of the oxidation treatment will be explained. A substrate 1 provided with a silylated dry development resist 3 shown in FIG. 1(c) is placed on a heating means 16 provided in a vacuum chamber 11. The substrate 1 is heated by heating means 1
6 (can be heated to several tens to hundreds of degrees Celsius),
Heat. Ozone gas produced by an ozone generator 18 is introduced into the vacuum chamber 11 . On the other hand, the vacuum pump 12 is driven, and the inside of the vacuum chamber 11 is heated to several to several tens of mmT.
Exhaust to orr. The mercury lamp 14 is turned on and ultraviolet rays 15 are introduced into the vacuum chamber 11. By this operation, the silylated resin 5 is oxidized and an oxide film 30 is formed on the surface, as shown in FIG. 1(e).

【0018】図1(f)を参照して、酸化処理を行なっ
た基板1を反応性イオンエッチング装置内に導入し、反
応性イオンエッチングを行なう。実施例によれば、反応
性イオンエッチング時に、エネルギをもったO2 イオ
ンが照射されたときには、シリル化された部分に、すで
にO2 イオンに対して安定な酸化膜30が形成されて
いるので、初めからO2 イオンを照射するときに比べ
て、シリル化された部分のエッチングが進行しにくくな
り、その結果、選択性の強いエッチングが可能となる。
Referring to FIG. 1(f), the oxidized substrate 1 is introduced into a reactive ion etching apparatus and subjected to reactive ion etching. According to the embodiment, when energetic O2 ions are irradiated during reactive ion etching, the oxide film 30, which is stable against O2 ions, has already been formed on the silylated portion, so Etching of the silylated portion becomes more difficult than when irradiating with O2 ions, and as a result, highly selective etching becomes possible.

【0019】なお、上記実施例では、酸化処理を、オゾ
ンガスと紫外線を用いて行なう場合を例示したが、この
発明はこれに限られるものでなく、Si原子を含む樹脂
を酸化するものならば、いずれのものも使用し得る。
In the above embodiments, the oxidation treatment is performed using ozone gas and ultraviolet rays, but the present invention is not limited to this, and as long as the resin containing Si atoms is oxidized, Either can be used.

【0020】また、上記実施例では、シリル化剤として
、HMDSガスを用いる場合を例示したが、この発明は
これに限られるものでなく、図5を参照して、ノボラッ
ク樹脂の水酸基と反応する有機金属ガスは、いずれも使
用できる。
[0020] Further, in the above example, the case where HMDS gas is used as the silylating agent is illustrated, but the present invention is not limited thereto. Any organometallic gas can be used.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上説明したとおり、この発明によれば
、反応性イオンエッチング時に、エネルギをもったO2
 イオンが照射されたときには、シリル化された部分に
、すでにO2 イオンに対して安定な酸化膜が形成され
ているので、初めからO2 イオンを照射するときに比
べて、シリル化された部分のエッチングが進行しにくく
なり、その結果、選択性の強いエッチングが可能となる
。 その結果、解像度およびパターン形状のよいドライ現像
レジストパターンが得られるという効果を奏する。
Effects of the Invention As explained above, according to the present invention, during reactive ion etching, energetic O2
When ions are irradiated, an oxide film that is stable against O2 ions has already been formed on the silylated parts, so the etching of the silylated parts is faster than when irradiated with O2 ions from the beginning. As a result, highly selective etching becomes possible. As a result, a dry development resist pattern with good resolution and pattern shape can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施例に係る、微細パターンの形成
方法を示した断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a method for forming a fine pattern according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明において使用される酸化処理装置の概念
図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram of an oxidation treatment apparatus used in the present invention.

【図3】従来の、DESIREプロセスを示した断面図
である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a conventional DESIRE process.

【図4】DESIREプロセスに用いられるヘキサメチ
ルジシラザンの化学構造図である。
FIG. 4 is a diagram of the chemical structure of hexamethyldisilazane used in the DESIRE process.

【図5】DESIREプロセスにおける、シリル化反応
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a silylation reaction in the DESIRE process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  基板 2  膜 3  ドライ現像用レジスト 4  フォトマスク 3a  露光部 3b  未露光部 5  シリル化された樹脂 30  酸化膜 1 Board 2. Membrane 3 Resist for dry development 4 Photomask 3a Exposure section 3b Unexposed area 5 Silylated resin 30 Oxide film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  基板の上にドライ現像用レジストを塗
布する工程と、前記ドライ現像用レジストを選択的に露
光する工程と、前記ドライ現像用レジストの露光部分を
シリル化する工程と、前記シリル化後、前記ドライ現像
用レジストをドライ現像する工程と、を備えたDESI
REプロセスによる微細パターンの形成方法において、
前記ドライ現像に先立ち、前記ドライ現像用レジストの
前記シリル化された部分を、予め酸化処理することを特
徴とする、微細パターンの形成方法。
1. A step of applying a resist for dry development on a substrate, a step of selectively exposing the resist for dry development, a step of silylating the exposed portion of the resist for dry development, and a step of silylating the exposed portion of the resist for dry development; DESI comprising the step of dry developing the dry development resist after dry development.
In a method of forming a fine pattern by RE process,
A method for forming a fine pattern, characterized in that, prior to the dry development, the silylated portion of the dry development resist is previously oxidized.
JP3004595A 1991-01-18 1991-01-18 Fine pattern forming method Withdrawn JPH04243263A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529930A (en) * 2000-03-30 2003-10-07 東京エレクトロン株式会社 Dry silylation plasma etching method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003529930A (en) * 2000-03-30 2003-10-07 東京エレクトロン株式会社 Dry silylation plasma etching method

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