JPH0594982A - Manufacture of resist film - Google Patents
Manufacture of resist filmInfo
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- JPH0594982A JPH0594982A JP3255236A JP25523691A JPH0594982A JP H0594982 A JPH0594982 A JP H0594982A JP 3255236 A JP3255236 A JP 3255236A JP 25523691 A JP25523691 A JP 25523691A JP H0594982 A JPH0594982 A JP H0594982A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はレジスト膜作製方法に関
し、より詳細には電子線リソグラフィ工程におけるレジ
スト膜作製方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a resist film, and more particularly to a method for producing a resist film in an electron beam lithography process.
【0002】[0002]
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来よ
り、電子線に対して感度を有するポジ型レジストとして
メタクリル酸をモノマーのひとつとした種々の共重合体
レジストが開発されており、微細線加工に用いられてい
る。一般的なカルボキシル基を側鎖にもつレジストであ
るメタクリル酸−メタクリル酸フェニル共重合体レジス
ト膜によって基板上にレジストパターンを形成する方法
について説明する。2. Description of the Related Art Conventionally, various copolymer resists using methacrylic acid as one of the monomers have been developed as positive resists having sensitivity to electron beams, and fine resists have been developed. It is used for processing. A method of forming a resist pattern on a substrate with a methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist film which is a general resist having a carboxyl group as a side chain will be described.
【0003】図2に示したように、まず、基板としてG
aAs基板(1)上に窒化珪素膜(2)を積層した後、
メタクリル酸−メタクリル酸フェニル共重合体レジスト
(3)をスピンコータにて1500Åの厚さに塗布し、
230℃で2時間、プレベークを行う。次いで、電子線
露光により1500Å線幅のパターンを描画した後、メ
チルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール(8
0:20)の混合液で現像を行い、所望のレジストパタ
ーンを形成する。As shown in FIG. 2, first, as a substrate, G
After laminating the silicon nitride film (2) on the aAs substrate (1),
A methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist (3) was applied with a spin coater to a thickness of 1500Å,
Pre-bake at 230 ° C. for 2 hours. Then, a pattern with a 1500 Å line width is drawn by electron beam exposure, and then methyl isobutyl ketone-ethylcyclohexanol (8
Development is performed with a mixed solution of 0:20) to form a desired resist pattern.
【0004】上記したレジストパターンの形成方法にお
いて、窒化珪素膜(2)にカルボキシル基を側鎖にもつ
レジスト(3)を塗布し、150℃以上のプレベークを
行った場合、露光及び現像後のレジスト(3)の開口部
底面に不溶化したレジスト膜(3b)が残ることがあ
る。従って、別途酸素プラズマ等によるエッチングによ
ってこの不溶化したレジスト膜(3b)を除去する必要
があるという課題があった。In the above resist pattern forming method, when the resist (3) having a carboxyl group as a side chain is applied to the silicon nitride film (2) and prebaked at 150 ° C. or higher, the resist after exposure and development is used. The insolubilized resist film (3b) may remain on the bottom surface of the opening of (3). Therefore, there is a problem that it is necessary to separately remove the insolubilized resist film (3b) by etching with oxygen plasma or the like.
【0005】また、酸素プラズマ等によるエッチングに
おいては数百Åレベルで再現性よく異方性の加工をする
のが困難であり、不溶化したレジスト膜(3b)を除去
すると同時に、レジスト(3)の開口部を横方向にエッ
チングしてしまい線幅が増加することとなる。例えば、
一般に上記した方法による不溶化したレジスト膜(3
b)を除去する場合、約250〜300Åのエッチング
が必要であるが、このエッチングによってレジスト
(3)の線幅が500〜600Å増加してしまい、レジ
ストパターンの精度を低下させる原因となるという課題
があった。Further, in etching by oxygen plasma or the like, it is difficult to perform anisotropic processing with good reproducibility at a level of several hundred liters, and at the same time as removing the insolubilized resist film (3b), the resist (3) The opening is laterally etched and the line width is increased. For example,
Generally, an insolubilized resist film (3
When removing b), etching of about 250 to 300 Å is required, but this etching increases the line width of the resist (3) by 500 to 600 Å, which causes a decrease in the accuracy of the resist pattern. was there.
【0006】さらに、反応性イオンエッチング(RI
E)によってレジスト(3)の異方性エッチングを行
い、レジスト(3)の開口部の横方向のエッチングを減
少させる方法も考えられているが、反応性イオンエッチ
ングでは半導体基板(1)にダメージを与える可能性が
あり、レジスト(3)の開口部直下に浅いチャネル層を
形成するような場合には不適であり、場合によってはダ
メージを回復するために熱処理工程を行わなければなら
ないという課題もあった。Furthermore, reactive ion etching (RI
Although a method of anisotropically etching the resist (3) with E) to reduce the lateral etching of the opening of the resist (3) has been considered, reactive ion etching damages the semiconductor substrate (1). And is not suitable for forming a shallow channel layer directly under the opening of the resist (3). In some cases, a heat treatment step must be performed to recover damage. there were.
【0007】本発明はこのような課題を鑑みなされたも
のであり、露光及び現像後のレジストの開口部底面での
不溶化したレジスト膜生成を低減して、レジストパター
ン精度を向上させることができるレジスト膜作製方法を
提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to reduce the generation of an insolubilized resist film on the bottom surface of the opening of the resist after exposure and development, and improve the resist pattern accuracy. It is an object to provide a film manufacturing method.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記記載の課題を解決す
るために本発明によれば、半導体基板上に形成された窒
化珪素膜をアシル化剤あるいはアルキル化剤を用いて表
面処理したのち、窒化珪素膜上に側鎖としてカルボキシ
ル基を有するレジストを塗布し、150℃以上の温度で
熱処理することを特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, according to the present invention, after a silicon nitride film formed on a semiconductor substrate is surface-treated with an acylating agent or an alkylating agent, It is characterized in that a resist having a carboxyl group as a side chain is coated on the silicon nitride film and heat-treated at a temperature of 150 ° C. or higher.
【0009】[0009]
【作用】一般に、半導体基板上に堆積した窒化珪素膜上
にカルボキシル基を側鎖にもつレジストを塗布し、15
0℃以上の温度で熱処理を行なった場合、窒化珪素膜と
レジストとの界面に、現像液に対して溶解性に劣るレジ
スト膜が形成される。これは、レジストのカルボキシル
基と窒化珪素膜表面のイミノ基、あるいはアミノ基との
間で脱水反応が起こり、窒化珪素膜とレジストとの一部
が結合して界面のレジストが不溶化するためと考えられ
る。In general, a resist having a carboxyl group as a side chain is coated on a silicon nitride film deposited on a semiconductor substrate,
When the heat treatment is performed at a temperature of 0 ° C. or higher, a resist film having poor solubility in a developing solution is formed at the interface between the silicon nitride film and the resist. It is considered that this is because a dehydration reaction occurs between the carboxyl group of the resist and the imino group or amino group on the surface of the silicon nitride film, and a part of the silicon nitride film and the resist bond to insolubilize the resist at the interface. Be done.
【0010】そこで、上記した方法によれば、半導体基
板上に形成された窒化珪素膜をアシル化剤あるいはアル
キル化剤を用いて表面処理したのち、窒化珪素膜上に側
鎖としてカルボキシル基を有するレジストを塗布し、1
50℃以上の温度で熱処理することにより、窒化珪素膜
表面のイミノ基、あるいはアミノ基がアシル化、あるい
はアルキル化により疎水化されて、レジストのカルボキ
シル基に対する反応性が低下し、窒化珪素膜とレジスト
との結合が減少することとなり、露光及び現像後のレジ
ストの開口部底面での不溶化したレジスト膜の生成が低
減する。Therefore, according to the above-mentioned method, after the silicon nitride film formed on the semiconductor substrate is surface-treated with an acylating agent or an alkylating agent, the silicon nitride film has a carboxyl group as a side chain. Apply resist and apply 1
By performing the heat treatment at a temperature of 50 ° C. or higher, the imino group or amino group on the surface of the silicon nitride film is hydrophobized by acylation or alkylation, and the reactivity of the resist with the carboxyl group is reduced, so that the silicon nitride film The bond with the resist is reduced, and the generation of an insolubilized resist film on the bottom surface of the opening of the resist after exposure and development is reduced.
【0011】[0011]
【実施例及び比較例】本発明に係るレジスト膜作製方法
の実施例を説明する。なお、従来例と同一機能を有する
構成部品には同一の符号を付すこととする。EXAMPLES AND COMPARATIVE EXAMPLES Examples of the method for producing a resist film according to the present invention will be described. It should be noted that components having the same functions as those of the conventional example are designated by the same reference numerals.
【0012】実施例1 図1に示したように、まず、基板としてGaAs基板
(1)上に窒化珪素膜(2)を積層した後、窒化珪素膜
(2)が積層されたGaAs基板(1)をアシル化剤と
して酢酸及び無水酢酸(1:1)の混合物中に室温で3
時間浸漬し、窒化珪素膜(2)の表面処理を行った後、
イソプロパノールで洗浄し、乾燥した。Example 1 As shown in FIG. 1, first, a silicon nitride film (2) was laminated on a GaAs substrate (1) as a substrate, and then a GaAs substrate (1) on which a silicon nitride film (2) was laminated. ) As an acylating agent in a mixture of acetic acid and acetic anhydride (1: 1) at room temperature.
After immersing for a time to perform surface treatment of the silicon nitride film (2),
It was washed with isopropanol and dried.
【0013】次いで、メタクリル酸−メタクリル酸フェ
ニル共重合体レジスト(メタクリル酸成分25.4モル
%、メタクリル酸フェニル成分74.6モル%の5重量
%メチルセロソルブアセテート溶液)(3)をスピンコ
ータで1500Åの厚さに塗布し、230℃で1時間プ
レベークを行った。そして、電子線露光装置を用いて、
レジスト(3)に3nC/cmの線パターンを描画し、
メチルイソブチルケトン−エチルシクロヘキサノール
(80:20)の混合液により現像した。Next, a methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist (5% by weight methyl cellosolve acetate solution containing 25.4 mol% of methacrylic acid component and 74.6 mol% of phenyl methacrylate component) (3) was applied by a spin coater at 1500Å. And a pre-bake at 230 ° C. for 1 hour. Then, using the electron beam exposure apparatus,
Draw a line pattern of 3 nC / cm on the resist (3),
It was developed with a mixed solution of methyl isobutyl ketone-ethyl cyclohexanol (80:20).
【0014】次に、酸素プラズマエッチング法により、
レジスト(3)の開口部底面の不溶化したレジスト膜
(3a)を90Åエッチングし、次いで、ふっ化水素水
溶液で窒化珪素膜(2)をエッチングし、さらにレジス
トパターンをマスクとしてGaAs基板(1)上にアル
ミニウムを2000Å蒸着した。この場合の作製された
アルミニウム金属電極は0.15μmの線画であった。Next, by the oxygen plasma etching method,
The insolubilized resist film (3a) on the bottom of the opening of the resist (3) is etched by 90Å, then the silicon nitride film (2) is etched with an aqueous solution of hydrogen fluoride, and the resist pattern is used as a mask on the GaAs substrate (1). Aluminum was vapor-deposited at 2000 liters. The produced aluminum metal electrode in this case had a line drawing of 0.15 μm.
【0015】また上述と同様にプレベークを行った後、
電子線露光を行わず、そのままレジスト(3)の良好な
溶媒であるアセトンで、レジスト(3)を溶解、剥離し
た場合、窒化珪素膜(2)の表面に約90Åの不溶化し
たレジスト膜(3a)を観察した。その結果をその他の
実施例及び比較例とともに表1に示す。After prebaking as described above,
When the resist (3) is dissolved and peeled off with acetone, which is a good solvent for the resist (3) without electron beam exposure, an insolubilized resist film (3a) of about 90 Å is formed on the surface of the silicon nitride film (2). ) Was observed. The results are shown in Table 1 together with other examples and comparative examples.
【0016】実施例2 実施例1と同様に窒化珪素膜(2)を積層させた基板
(1)をアシル化剤として臭化アセチル中に室温で3時
間浸漬し、窒化珪素膜(2)の表面処理を行った後、イ
ソプロパノールで洗浄し、乾燥した。次いで、メタクリ
ル酸−メタクリル酸フェニル共重合体レジスト(メタク
リル酸成分25.4モル%、メタクリル酸フェニル成分
74.6モル%の5重量%メチルセロソルブアセテート
溶液)(3)をスピンコータで1500Åの厚さに塗布
し、230℃で1時間プレベークを行い、そのままレジ
スト(3)の良好な溶媒であるアセトンでレジスト
(3)を溶解、剥離した。Example 2 As in Example 1, the substrate (1) on which the silicon nitride film (2) was laminated was immersed in acetyl bromide as an acylating agent at room temperature for 3 hours to form a silicon nitride film (2). After the surface treatment, it was washed with isopropanol and dried. Then, a methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist (5% by weight methyl cellosolve acetate solution containing 25.4 mol% of methacrylic acid component and 74.6 mol% of phenyl methacrylate component) (3) was applied with a spin coater to a thickness of 1500Å. Then, the resist (3) was pre-baked at 230 ° C. for 1 hour, and the resist (3) was dissolved and peeled off with acetone which was a good solvent for the resist (3).
【0017】実施例3 実施例1と同様に窒化珪素膜(2)を積層させた基板
(1)をアルキル化剤として臭化アリル中に室温で3時
間浸漬し、窒化珪素膜(2)の表面処理を行った後、イ
ソプロパノールで洗浄し、乾燥した。次いで、メタクリ
ル酸−メタクリル酸フェニル共重合体レジスト(メタク
リル酸成分25.4モル%、メタクリル酸フェニル成分
74.6モル%の5重量%メチルセロソルブアセテート
溶液)(3)をスピンコータで1500Åの厚さに塗布
し、230℃で1時間プレベークを行い、そのままレジ
スト(3)の良好な溶媒であるアセトンでレジスト
(3)を溶解、剥離した。Example 3 As in Example 1, the substrate (1) on which the silicon nitride film (2) was laminated was immersed in allyl bromide as an alkylating agent for 3 hours at room temperature to form a silicon nitride film (2). After the surface treatment, it was washed with isopropanol and dried. Then, a methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist (5% by weight methyl cellosolve acetate solution containing 25.4 mol% of methacrylic acid component and 74.6 mol% of phenyl methacrylate component) (3) was applied with a spin coater to a thickness of 1500Å. Then, the resist (3) was pre-baked at 230 ° C. for 1 hour, and the resist (3) was dissolved and peeled off with acetone which was a good solvent for the resist (3).
【0018】比較例1 実施例1と同様に窒化珪素膜(2)を積層させた基板
(1)にアシル化剤、あるいはアルキル化剤での表面処
理を行わず、実施例1と同様のレジスト(3)を塗布
し、230℃で1時間プレベークを行った。そして、電
子線露光装置を用いて、レジスト(3)に3nC/cm
の線パターンを描画し、メチルイソブチルケトン−エチ
ルシクロヘキサノール(80:20)の混合液により現
像した。次に、酸素プラズマエッチング法により、不溶
化したレジスト膜(3b)をエッチングした。この際、
不溶化したレジスト膜(3b)のエッチング膜厚が20
0Å以下では不溶化したレジスト膜(3b)を完全に除
去することができなかった。そして、さらにふっ化水素
水溶液で窒化珪素膜(2)をエッチングした場合、窒化
珪素膜(2)をエッチングすることができないか、ある
いは窒化珪素膜(2)にエッチングされない部分が生じ
た。また、不溶化したレジスト膜(3b)を200Åエ
ッチングした後、そのレジストパターンをマスクとして
GaAs基板(1)上にアルミニウムを2000Å蒸着
した。この場合の作製されたアルミニウム金属電極は
0.2μmの線画となった。Comparative Example 1 Similar to Example 1, the substrate (1) having the silicon nitride film (2) laminated thereon was not subjected to surface treatment with an acylating agent or an alkylating agent, and the same resist as in Example 1 was used. (3) was applied and prebaked at 230 ° C. for 1 hour. Then, using an electron beam exposure apparatus, the resist (3) is exposed to 3 nC / cm.
Was drawn and developed with a mixed solution of methylisobutylketone-ethylcyclohexanol (80:20). Next, the insolubilized resist film (3b) was etched by the oxygen plasma etching method. On this occasion,
The etching film thickness of the insolubilized resist film (3b) is 20
Below 0 Å, the insolubilized resist film (3b) could not be completely removed. Then, when the silicon nitride film (2) was further etched with an aqueous hydrogen fluoride solution, the silicon nitride film (2) could not be etched or a part of the silicon nitride film (2) that was not etched was produced. After the insolubilized resist film (3b) was etched by 200Å, aluminum was evaporated by 2000Å on the GaAs substrate (1) using the resist pattern as a mask. The aluminum metal electrode produced in this case had a line drawing of 0.2 μm.
【0019】[0019]
【表1】 表1より明らかなように、窒化珪素膜(2)の表面をア
シル化剤、あるいはアルキル化剤で処理した後、レジス
ト(3)を塗布した場合、露光およびレジスト(3)現
像後に不溶性のレジスト膜(3a)の生成を減少させる
ことがわかった。従って、微細な線幅のレジストパター
ンを描画することができた。[Table 1] As is clear from Table 1, when the resist (3) is applied after the surface of the silicon nitride film (2) is treated with an acylating agent or an alkylating agent, the resist is insoluble after exposure and development of the resist (3). It was found to reduce the formation of the membrane (3a). Therefore, a resist pattern with a fine line width could be drawn.
【0020】尚、本実施例においては、アシル化剤とし
て酢酸及び無水酢酸混合物、臭化アセチルを、アルキル
化剤として臭化アリルを用いた場合について説明してい
るが、本実施例によって特に限定されるものではなく、
その他のアシル化剤あるいはアルキル化剤でも同様の効
果が得られると考えられる。また、カルボキシル基を側
鎖に持つレジストとして、メタクリル酸−メタクリル酸
フェニル共重合体レジストを用いた場合について説明し
ているが、本実施例によって特に限定されるものではな
く、その他のカルボキシル基を側鎖に持つレジストを使
用することも可能である。In this Example, the case where acetic acid and acetic anhydride mixture and acetyl bromide were used as the acylating agent and allyl bromide was used as the alkylating agent was explained, but the present invention is not particularly limited. Not what is done,
It is considered that other acylating agents or alkylating agents can also obtain similar effects. Further, the case where a methacrylic acid-phenyl methacrylate copolymer resist is used as a resist having a carboxyl group as a side chain is described, but the present invention is not particularly limited to this, and other carboxyl groups may be used. It is also possible to use a resist having a side chain.
【0021】[0021]
【発明の効果】本発明に係わるレジスト膜作製形成方法
によれば、半導体基板上に形成された窒化珪素膜をアシ
ル化剤あるいはアルキル化剤を用いて表面処理したの
ち、窒化珪素膜上に側鎖としてカルボキシル基を有する
レジストを塗布し、150℃以上の温度で熱処理するこ
とにより、窒化珪素膜表面のイミノ基、あるいはアミノ
基をアシル化、あるいはアルキル化により疎水化して、
レジストのカルボキシル基に対する反応性を低下させ、
窒化珪素膜とレジストとの結合を減少させることができ
る。つまり、露光及び現像後のレジストの開口部底面で
の不溶化したレジスト膜の生成を減少させることができ
る。従って、レジストパターンの精度を向上させて微細
なレジストパターンを形成することが可能となる。According to the method of forming and forming a resist film according to the present invention, a silicon nitride film formed on a semiconductor substrate is surface-treated with an acylating agent or an alkylating agent and then exposed on the silicon nitride film. By coating a resist having a carboxyl group as a chain and heat-treating at a temperature of 150 ° C. or higher, the imino group or amino group on the surface of the silicon nitride film is hydrophobized by acylation or alkylation,
Decrease the reactivity of the resist to carboxyl groups,
Bonding between the silicon nitride film and the resist can be reduced. That is, it is possible to reduce the generation of an insolubilized resist film on the bottom surface of the opening of the resist after exposure and development. Therefore, it is possible to improve the accuracy of the resist pattern and form a fine resist pattern.
【図1】本発明に係わるレジスト膜作製方法により形成
されたレジストパターンを説明するための半導体基板の
概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor substrate for explaining a resist pattern formed by a method for producing a resist film according to the present invention.
【図2】従来のレジスト膜作製方法により形成されたレ
ジストパターンを説明するための半導体基板の概略断面
図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor substrate for explaining a resist pattern formed by a conventional resist film forming method.
1 基板 2 窒化珪素膜 3 レジスト 1 substrate 2 silicon nitride film 3 resist
Claims (1)
アシル化剤あるいはアルキル化剤を用いて表面処理した
のち、窒化珪素膜上に側鎖としてカルボキシル基を有す
るレジストを塗布し、150℃以上の温度で熱処理する
ことを特徴とするレジスト膜作製方法。1. A silicon nitride film formed on a semiconductor substrate is surface-treated with an acylating agent or an alkylating agent, and then a resist having a carboxyl group as a side chain is applied to the silicon nitride film, and the temperature is 150 ° C. A method for producing a resist film, which comprises performing heat treatment at the above temperature.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3255236A JP2746489B2 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Method for producing resist film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3255236A JP2746489B2 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Method for producing resist film |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0594982A true JPH0594982A (en) | 1993-04-16 |
JP2746489B2 JP2746489B2 (en) | 1998-05-06 |
Family
ID=17275926
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3255236A Expired - Fee Related JP2746489B2 (en) | 1991-10-02 | 1991-10-02 | Method for producing resist film |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2746489B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08306605A (en) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | Forming method of resist pattern |
-
1991
- 1991-10-02 JP JP3255236A patent/JP2746489B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH08306605A (en) * | 1995-04-27 | 1996-11-22 | Nec Corp | Forming method of resist pattern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JP2746489B2 (en) | 1998-05-06 |
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