JPH07297100A - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

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JPH07297100A
JPH07297100A JP8436694A JP8436694A JPH07297100A JP H07297100 A JPH07297100 A JP H07297100A JP 8436694 A JP8436694 A JP 8436694A JP 8436694 A JP8436694 A JP 8436694A JP H07297100 A JPH07297100 A JP H07297100A
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JP
Japan
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pattern
oxygen plasma
resist
substrate
hexamethyldisilazane
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JP8436694A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Yoshimura
俊之 吉村
Hiroshi Shiraishi
洋 白石
Jiro Yamamoto
治朗 山本
Shinji Okazaki
信次 岡崎
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a pattern inexpensively with a high dimension controllability when machining a semiconductor. CONSTITUTION:Hexamethyldisilazane 13 is sucked on the surface of cresolnovolac 12 which is a result formed on silicon substrate 11. Electron beams 14 which are energy beams are selectively applied to eliminate the hexamethyldisilazane 13. Then, by performing oxygen plasma treatment, the remaining hexamethyldisilazane 13 becomes SiO2 15 and the cresolnovolac 12 at the eliminated part is etched, thus forming a pattern with a high dimension precision at a low cost since anisotropic development is performed by oxygen plasma after directly machining a mask.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体の微細加工におい
て用いられるパターン形成方法に係り、特に、高い寸法
制御性を有するパターン形成に好適なパターン形成方法
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method used in fine processing of semiconductors, and more particularly to a pattern forming method suitable for pattern formation having high dimensional controllability.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体形成において、パターンを形成す
る技術を一般にリソグラフィと呼ぶ。このリソグラフィ
技術による微細パターン形成方法において、現在主に用
いられている一般的な方法は図3に示す手順に従ってい
る。まず、加工すべき半導体の基板31に、レジストと
呼ばれる炭素を主成分とする主に有機高分子からなる薄
膜の基板31への接着性を高めるための疎水化処理を施
す。次にレジスト32の溶液を基板31上に滴下して、
回転塗布等の方法で図3(a)に示すようにレジスト3
2を基板31に被着させる。そしてレジスト溶液中の溶
媒を飛散させるため、加熱処理(ベーク)を行う。この
ベークは一定の温度に設定されたホットプレート上で基
板を一定時間静置することにより行われる。そして図3
(b)に示すように、所望のパターンに従い紫外線や電
子線等のエネルギ線33を選択的に照射し、パターンの
潜像34を形成する。上記エネルギ線33の照射によ
り、レジスト32内に、パターン照射部である潜像34
部とパターン未照射部とで、現像液への溶解速度に差が
生じる化学変化が発生する。この基板31を現像液中に
浸漬すると、所望のパターンを形成することができる。
2. Description of the Related Art In semiconductor formation, a technique for forming a pattern is generally called lithography. In this fine pattern forming method by the lithography technique, a general method mainly used at present is according to the procedure shown in FIG. First, a semiconductor substrate 31 to be processed is subjected to a hydrophobizing treatment for enhancing the adhesiveness of a thin film mainly composed of an organic polymer called carbon called a resist to the substrate 31. Next, the solution of the resist 32 is dropped on the substrate 31,
As shown in FIG. 3A, the resist 3 is applied by a method such as spin coating.
2 is attached to the substrate 31. Then, heat treatment (baking) is performed in order to scatter the solvent in the resist solution. This baking is performed by allowing the substrate to stand for a certain period of time on a hot plate set to a constant temperature. And Figure 3
As shown in (b), an energy beam 33 such as an ultraviolet ray or an electron beam is selectively irradiated in accordance with a desired pattern to form a latent image 34 of the pattern. By irradiating the energy beam 33, a latent image 34, which is a pattern irradiation portion, is formed in the resist 32.
A chemical change occurs that causes a difference in the dissolution rate in the developer between the area and the area not irradiated with the pattern. A desired pattern can be formed by immersing the substrate 31 in a developing solution.

【0003】上記化学変化において、潜像34部の溶解
速度が大きくなってこの部分が溶解する場合、図3
(c)に示すようにポジ型のレジストパターンが得られ
る。一方、潜像34部の溶解速度が小さくなってこの部
分が残存する場合、図3(d)に示すようにネガ型のレ
ジストパターンが得られる。このようにしてレジストパ
ターンを形成した後に、ドライエッチングによる基板3
1の加工や、イオン打ち込みによる不純物領域の基板へ
の選択的な導入が行われてきた。
In the above chemical change, when the dissolution rate of the latent image 34 portion is increased and this portion is dissolved, FIG.
As shown in (c), a positive resist pattern is obtained. On the other hand, when the dissolution speed of the latent image 34 is reduced and this portion remains, a negative resist pattern is obtained as shown in FIG. After the resist pattern is formed in this way, the substrate 3 is formed by dry etching.
The process of No. 1 and the selective introduction of the impurity region into the substrate by ion implantation have been performed.

【0004】このようにパターン形成の際に、現像液と
いう液体を用いる方法を湿式現像(ウェット現像)と呼
ぶ。これまでの半導体形成においては、簡便さという点
からリソグラフィ工程ではウェット現像が一般に用いら
れてきた。しかし最近では、その方法の見直しが進んで
いる。即ち、パターン寸法の微細化と共にウェット現像
では寸法制御性が十分得られない場合があること,エネ
ルギ線として光を用いた場合に微細化のため波長を短く
するにつれてレジスト表面吸収が大きくなるためパター
ン形状が劣化すること、そして環境への影響を低減する
ためウェット現像で大量に用いる溶液を減少させる必要
があること等から、現像の際に液体を用いない乾式現像
(ドライ現像)の検討が進められている。例えば、寸法
制御性の問題点としては、ウェット現像を用いた場合に
は設計パターンから10nm以内に加工後のパターン寸
法を制御することは困難であった。更に形成後のパター
ンの断面が丸くなってしまい、次工程のエッチング時に
寸法変動が生じる場合もあった。
A method of using a liquid called a developing solution for forming a pattern in this way is called wet development. In the conventional semiconductor formation, wet development has been generally used in the lithography process from the viewpoint of simplicity. However, recently, the method is being reviewed. That is, with the miniaturization of the pattern size, the dimensional controllability may not be sufficiently obtained by wet development, and when light is used as the energy ray, the resist surface absorption increases as the wavelength is shortened due to the miniaturization. Since the shape deteriorates and it is necessary to reduce the amount of solution used in wet development in a large amount to reduce the impact on the environment, dry development (dry development) that does not use liquid during development is being considered. Has been. For example, as a problem of dimensional controllability, when wet development is used, it is difficult to control the pattern size after processing within 10 nm from the design pattern. Further, the cross section of the pattern after formation may be rounded, and dimensional variation may occur during etching in the next step.

【0005】一方、ドライ現像方法は一般的に図4及び
図5に示す手順に従っている。例えば、ジャーナル オ
ブ バキューム サイエンス アンド テクノロジ B
第11巻 第681頁から第687頁(1993年)
(J. Vac. Sci. Technol. B11,681−687 (1993).)に開
示されているような方法があげられる。
On the other hand, the dry developing method generally follows the procedure shown in FIGS. For example, Journal of Vacuum Science and Technology B
Volume 11, Pages 681 to 687 (1993)
(J. Vac. Sci. Technol. B11 , 681-687 (1993).).

【0006】まず、レジスト42溶液を基板41上に滴
下して、回転塗布法で図4(a)に示すようにレジスト
42を基板41に被着させる。そしてレジスト溶液中の
溶媒を飛散させるため、ベーク処理を行う。そして図4
(b)に示すように紫外線等のエネルギ線43を所望の
パターンに従い選択的に照射して架橋領域44を形成す
る。ここではエネルギ線43のエネルギを吸収すること
で、レジスト42の構成高分子に架橋(高分子同志が橋
渡しされ更に高分子化する)反応が進行する。ここでエ
ネルギ線43としてレジスト内での吸収が大きな波長1
93nmの遠紫外線等の短波長の光が用いられているた
め、エネルギ吸収はレジスト表面部に限られる。
First, the resist 42 solution is dropped on the substrate 41, and the resist 42 is applied to the substrate 41 by the spin coating method as shown in FIG. Then, a baking treatment is performed to scatter the solvent in the resist solution. And Figure 4
As shown in (b), energy rays 43 such as ultraviolet rays are selectively irradiated in accordance with a desired pattern to form a bridge region 44. Here, by absorbing the energy of the energy rays 43, a cross-linking reaction (polymers are bridged to be further polymerized) to the constituent polymer of the resist 42 proceeds. Here, as the energy ray 43, a wavelength 1 which has a large absorption in the resist
Since short-wavelength light such as 93 nm deep ultraviolet rays is used, energy absorption is limited to the resist surface portion.

【0007】次いで基板41及びレジスト42をシリル
化剤と呼ばれる物質の気体または液体に曝すことによ
り、シリル化剤の拡散によりレジスト42にシリル化領
域45を形成する。シリル化剤とは、一般に構成要素に
Siを含む材料を指す。ここでシリル化剤は高分子化し
た架橋領域44には拡散しにくいことを利用して、エネ
ルギ線43の非照射部分にシリル化領域45が選択的に
導入される。そして、基板41及びレジスト42の酸素
プラズマ処理を行う。この酸素プラズマ処理中で、シリ
ル化領域45の表面部分は酸素と反応して酸化ケイ素
(SiOx 、ここでXは一般に2以下の数)を形成す
る。以下では簡単のためにSiO2 46とする。一旦、
SiO2 46が形成されると最早酸素プラズマとの反応
は進行しない。このため酸素プラズマにエッチングされ
にくく(エッチング耐性を有し)、シリル化領域45が
マスクとなって、その下のレジスト42の領域を保護す
ることになる。一方、架橋領域44は炭素を主成分とす
るため、酸素プラズマとの反応が進行して除去(エッチ
ング)される。このためエネルギ線43非照射部分が残
存することになり、図4(c)に示すようにポジ型のレ
ジストパターンが得られることになる。一方、シリル化
剤やレジスト材料によっては、シリル化剤が架橋領域に
選択的に拡散する場合がある。この際にはエネルギ線4
3照射部分が残存することになり、図4(d)に示すよ
うにネガ型のレジストパターンが得られる。
Next, the substrate 41 and the resist 42 are exposed to a gas or liquid of a substance called a silylating agent, so that the silylated region 45 is formed in the resist 42 by diffusion of the silylating agent. The silylating agent generally refers to a material containing Si as a constituent element. Here, the silylating agent is difficult to diffuse into the polymerized cross-linking region 44, so that the silylating region 45 is selectively introduced into the non-irradiated portion of the energy ray 43. Then, the oxygen plasma treatment of the substrate 41 and the resist 42 is performed. During this oxygen plasma treatment, the surface portion of the silylated region 45 reacts with oxygen to form silicon oxide (SiOx, where X is generally a number of 2 or less). In the following, SiO 2 46 is used for simplicity. Once
Once SiO 2 46 is formed, the reaction with oxygen plasma no longer proceeds. Therefore, it is difficult to be etched by oxygen plasma (has etching resistance), and the silylated region 45 serves as a mask to protect the region of the resist 42 thereunder. On the other hand, since the cross-linked region 44 contains carbon as a main component, it is removed (etched) due to the progress of the reaction with oxygen plasma. Therefore, the non-irradiated portion of the energy beam 43 remains, and a positive resist pattern is obtained as shown in FIG. On the other hand, depending on the silylating agent and the resist material, the silylating agent may selectively diffuse into the crosslinked region. In this case, the energy ray 4
The three irradiated portions remain, and a negative resist pattern is obtained as shown in FIG.

【0008】上記の方法はエッチング時のマスク領域を
エネルギ線照射後に導入する方式である。一方、マスク
領域をエネルギ線照射前に導入するアプローチとして、
例えばジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド
フィズィックス 第31巻第4327頁から第4331
頁(1992年)(Jpn. J. Appl. Phys. 31, 4327−4331
(1992).)あるいはアプライド フィズィックス レタ
ーズ 第62巻 第372頁から第374頁(1993
年)(Appl. Phys. Lett. 62,372−374(1993).)に開示
された方法があげられる。
The above method is a method of introducing a mask region at the time of etching after irradiation with energy rays. On the other hand, as an approach to introduce the mask area before the energy beam irradiation,
For example, Japanese Journal of Applied
Physics Vol. 31, pages 4327 to 4331
Page (1992) (Jpn. J. Appl. Phys. 31 , 4327-4331)
(1992).) Or Applied Physics Letters, Vol. 62, pages 372-374 (1993).
Year) (Appl. Phys. Lett. 62 , 372-374 (1993).).

【0009】その方法は図5に示す手順に従っている。
まず、第一のレジスト52溶液を基板51上に滴下し
て、主に回転塗布等の方法で図5(a)に示すように第
一のレジスト52を基板51に被着させる。そしてレジ
スト溶液中の溶媒を飛散させるため、ベーク処理を行
う。そして図5(b)に示すように、第二のレジスト5
3層を形成する。第二のレジスト53は大気中でのエネ
ルギ線の照射により、酸化反応が進行してSiO2 が形
成されるようなSi含有材料である。第二のレジスト5
3層は薄膜でよく、その形成方法としては回転塗布法や
化学的気相成長法等が用いられる。図5(c)に示すよう
に紫外線等のエネルギ線54を所望のパターンに従い選
択的に照射した時、上述のように大気中で酸化反応が進
行してSiO255が形成される。そして主にハロゲンガ
スのプラズマ処理を行うことにより、図5(d)に示す
ようにエネルギ線非照射領域の第二のレジスト53が除
去される。ここで、SiO2 55はハロゲンガスプラズ
マに対する耐性を有する。その後、酸素プラズマ処理を
行う。ここではSiO2 55となった第二のレジスト5
3はマスクとして機能し、SiO2 55が被わない第一
のレジスト52部分が除去される。その結果、エネルギ
線54照射部分が残存することになり、図5(e)に示
すようにネガ型のレジストパターンが得られる。
The method follows the procedure shown in FIG.
First, the first resist 52 solution is dropped on the substrate 51, and the first resist 52 is applied to the substrate 51 as shown in FIG. 5A mainly by a method such as spin coating. Then, a baking treatment is performed to scatter the solvent in the resist solution. Then, as shown in FIG. 5B, the second resist 5
Form three layers. The second resist 53 is a Si-containing material that undergoes an oxidation reaction to form SiO 2 when irradiated with energy rays in the atmosphere. Second resist 5
The three layers may be thin films, and a spin coating method, a chemical vapor deposition method, or the like is used as the forming method. As shown in FIG. 5C, when the energy rays 54 such as ultraviolet rays are selectively irradiated according to a desired pattern, the oxidation reaction proceeds in the atmosphere as described above to form SiO 2 55. Then, the plasma treatment of the halogen gas is mainly performed to remove the second resist 53 in the energy ray non-irradiated region as shown in FIG. 5D. Here, SiO 2 55 has resistance to halogen gas plasma. After that, oxygen plasma treatment is performed. Here, the second resist 5 that became SiO 2 55
3 functions as a mask, and the portion of the first resist 52 not covered with SiO 2 55 is removed. As a result, the portion irradiated with the energy ray 54 remains, and a negative resist pattern is obtained as shown in FIG.

【0010】上記の第一のレジスト52の形成方法とし
ては回転塗布法を用いているが、その他に例えばアイ
イー イー イー エレクトロン デバイス レターズ
第11巻 第391頁から第393頁(1990年)(I
EEE Electron Devices Lett.11, 391−393 (1990).)に
開示された化学的気相成長法を用いることもできる。
Although the spin coating method is used as the method for forming the first resist 52, other methods such as eye coating are also used.
EE Electron Device Letters Vol. 11, pp. 391-393 (1990) (I
The chemical vapor deposition method disclosed in EEE Electron Devices Lett. 11 , 391-393 (1990).) Can also be used.

【0011】そして、レジスト材料をエネルギ線照射に
より直接除去する方法として、アプライド フィズィッ
クス レターズ 第40巻 第374頁から第375頁
(1982年)(Appl. Phys. Lett. 40,374−375(198
2).)に開示されたアブレーションを用いることができ
る。アブレーションとは、エネルギ密度が高いエネルギ
線の照射によって高分子化合物の結合の開裂が急激に起
こり、分解した部分がプラズマ状態となって発光を伴い
ながら高速に飛散していく現象のことを指す。
As a method of directly removing the resist material by irradiation with energy rays, Applied Physics Letters, Vol. 40 , pages 374 to 375 (1982) (Appl. Phys. Lett. 40 , 374-375 (198).
The ablation disclosed in 2).) Can be used. Ablation refers to a phenomenon in which a bond of a polymer compound is rapidly cleaved by irradiation with an energy beam having a high energy density, and the decomposed portion becomes a plasma state and scatters at high speed with light emission.

【0012】あるいはアプライド フィズィックス レ
ターズ 第64巻 第563頁から第565頁(199
4年)(Appl. Phys. Lett. 64,563−565(1994).)に開
示されたレーザ誘起反応を用いることもできる。ここで
はアブレーションが生じない低密度のエネルギ線(ここ
ではエキシマレーザ)照射によっても、高分子がレーザ
誘起反応により自己組織的にラインアンドスペースパタ
ーンを形成する。従って、ここで形成された第一のレジ
ストパターンを用いて第二のレジストにパターンを転写
することができる。第一のレジストにおいて、第一のレ
ジストパターンの除去部分(スペース部分)の除去が完
全でない場合でも、追加のエッチングを行うことでスペ
ース部分の除去を行うことができる。
Alternatively, Applied Physics Letters, Vol. 64, pages 563 to 565 (199
4 years) (Appl. Phys. Lett. 64 , 563-565 (1994).) It is also possible to use the laser-induced reaction. Here, the polymer forms a line-and-space pattern in a self-organized manner by a laser-induced reaction even by irradiation with a low-density energy beam (here, an excimer laser) that does not cause ablation. Therefore, the pattern can be transferred to the second resist by using the first resist pattern formed here. In the first resist, even if the removed portion (space portion) of the first resist pattern is not completely removed, the space portion can be removed by performing additional etching.

【0013】また、第二のレジストを回転塗布法で形成
した後に直接除去する方法として、例えばポリマ エン
ジニアリング アンド サイエンス 第14巻 第52
5頁から第528頁(1974年)(Polymer Eng. Sci.
14,525−528(1974).)に開示された「蒸発現像法」(V
apor Development)や、特開昭60−43824 号公報に記載
された「光酸化エッチング法」等があげられる。
Further, as a method of directly removing the second resist after forming it by the spin coating method, for example, Polymer Engineering and Science Vol. 14, Vol. 52,
Pages 5 to 528 (1974) (Polymer Eng. Sci.
14 , 525-528 (1974).) "Evaporative development method" (V
apor Development) and the "photooxidation etching method" described in JP-A-60-43824.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のマス
ク領域をエネルギ線照射後に導入する方式では、シリル
化剤の導入が拡散に基づき行われるため、原理的には拡
散の方向に選択性は低い。そこでパターン寸法の制御
性、あるいはウェハ内の均一性について劣化が生じてし
まう。このため、プロセス条件の高精度な制御を必要と
し、実用上は問題が多いことがわかった。
By the way, in the method of introducing the above-mentioned mask region after irradiation of energy rays, since the introduction of the silylating agent is carried out based on diffusion, in principle, the selectivity in the direction of diffusion is low. . Therefore, the controllability of the pattern size or the uniformity within the wafer is deteriorated. Therefore, it is necessary to control the process conditions with high accuracy, and it was found that there are many problems in practical use.

【0015】また、マスク領域をエネルギ線照射前に導
入する方式では、上述のマスク材料の拡散による導入が
ないために、パターン寸法の制御性、あるいはウェハ内
の均一性について問題が小さい。しかし、この方法では
第二のレジストの除去に当たりハロゲンガスのプラズマ
処理を行うことを必要としており、工程が複雑でプロセ
スコストを上昇させるという問題点がある。そこで本技
術の実用化にあたっては、低コスト化の方法を導入する
ことが必要であった。
Further, in the method of introducing the mask region before the energy ray irradiation, since there is no introduction by diffusion of the mask material as described above, there is little problem in controllability of the pattern dimension or uniformity in the wafer. However, this method requires the plasma treatment of the halogen gas for removing the second resist, which has a problem that the process is complicated and the process cost is increased. Therefore, in order to put this technology into practical use, it was necessary to introduce a method for cost reduction.

【0016】そして、レジストの直接加工法について行
われた公知例では、レジストを回転塗布法で形成してお
り、基板あるいは第一のレジストに素子形成に伴う凹凸
(段差)がある場合、回転塗布法に伴う膜厚の変動が発
生する。このため、形成したパターン寸法は膜厚の変化
に伴い、変動してしまうという問題があった。
In a known example of a direct resist processing method, a resist is formed by a spin coating method, and when the substrate or the first resist has irregularities (steps) due to element formation, spin coating is performed. The film thickness varies with the method. Therefore, there has been a problem that the dimension of the formed pattern varies with the change of the film thickness.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めには基板上にパターンを形成するパターン形成方法
で、基板上に第一の材料を形成する工程,第一の材料表
面部分に第二の材料を形成する工程,第二の材料に選択
的にエネルギ線を照射して第二の材料を直接加工する工
程,直接加工の結果出現した第二の材料が被わない第一
の材料部分を除去する工程からなるパターン形成方法に
おいて、第一の材料表面部分に第二の材料を形成する工
程が、少なくとも表面吸着、または第一の材料表面部分
への第二の材料の拡散の何れかによるパターン形成方法
を用いればよい。
In order to solve the above-mentioned problems, a pattern forming method for forming a pattern on a substrate comprises a step of forming a first material on the substrate, and a step of forming a first material on the surface of the first material. A step of forming the second material, a step of directly irradiating the second material with an energy ray to directly process the second material, and a first material that is not covered by the second material that appears as a result of the direct processing In the pattern forming method including the step of removing a portion, the step of forming the second material on the surface portion of the first material is at least surface adsorption or diffusion of the second material to the surface portion of the first material. A pattern forming method depending on the above may be used.

【0018】[0018]

【作用】本発明者等の研究の結果、次のことが明らかに
なった。
[Function] As a result of the research conducted by the present inventors, the following has been revealed.

【0019】まず図6(a)に示すように、第一の材料
62を基板61上に被着させる。第一の材料62の主成
分は炭素(C)である。その方法としては、回転塗布法
や化学的気相成長法等の方法を用いる。そして図6
(b)に示すように、第二の材料63層を表面吸着によ
り形成する。この表面吸着は分子間力に基づく物理吸着
や、化学結合に基づく化学吸着の何れでもよい。
First, as shown in FIG. 6A, the first material 62 is deposited on the substrate 61. The main component of the first material 62 is carbon (C). As the method, a spin coating method, a chemical vapor deposition method, or the like is used. And FIG.
As shown in (b), the second material 63 layer is formed by surface adsorption. This surface adsorption may be either physical adsorption based on intermolecular force or chemical adsorption based on chemical bond.

【0020】その後に紫外線,電子線等のエネルギ線6
4を所望のパターンに従い選択的に照射する。ここで第
二の材料63の第一の材料62表面への吸着エネルギは
低いため、図6(c)に示すようにエネルギ線64照射
部の第二の材料63は脱離して除去される。
After that, energy rays 6 such as ultraviolet rays and electron rays
4 is selectively irradiated according to a desired pattern. Here, since the adsorption energy of the second material 63 on the surface of the first material 62 is low, the second material 63 of the energy ray 64 irradiation portion is desorbed and removed as shown in FIG. 6C.

【0021】これに引き続き基板61全体を酸素プラズ
マ処理する。第二の材料63は酸素プラズマ中で酸素と
反応して、SiO265を形成する。一旦SiO265が
形成されると最早酸素プラズマとは反応しない。このた
め残存した第二の材料63領域が変化したSiO2 65
がマスクとなって、その下の第一の材料62を保護する
ことになる。一方、SiO2 65が被わない第一の材料
62はCを主成分とするため、酸素プラズマとの反応が
進行してエッチングされる。このためエネルギ線64非
照射部分が残存することになり、図6(d)に示すよう
にポジ型のレジストパターンが得られることになる。
Subsequent to this, the entire substrate 61 is subjected to oxygen plasma treatment. The second material 63 reacts with oxygen in the oxygen plasma to form SiO 2 65. Once SiO 2 65 is formed, it no longer reacts with oxygen plasma. For this reason, the remaining second material 63 area changed SiO 2 65
Serves as a mask and protects the first material 62 thereunder. On the other hand, since the first material 62, which is not covered with the SiO 2 65, contains C as a main component, it reacts with oxygen plasma and is etched. For this reason, the non-irradiated portion of the energy beam 64 remains, and a positive resist pattern is obtained as shown in FIG.

【0022】この酸素プラズマ処理の際、酸素イオンの
入射方向は高周波電界のため基板に対して垂直方向にな
る。そのため異方性のエッチングが実現され、形成後の
パターン形状が良好となる。この第一の材料62の異方
性エッチングの際に、若干横方向へのエッチングが進行
する場合がある。これはパターン寸法変動の要因となる
が、エッチング条件の調整により低減可能である。
During this oxygen plasma treatment, the incident direction of oxygen ions is vertical to the substrate due to the high frequency electric field. Therefore, anisotropic etching is realized, and the pattern shape after formation becomes good. During the anisotropic etching of the first material 62, the etching in the lateral direction may slightly progress. This causes a pattern dimension variation, but can be reduced by adjusting the etching conditions.

【0023】本方法の利点は、次の点があげられる。一
般に微細パターンを形成する場合、パターン形成材料の
膜厚を薄くすることが解像性の向上にとって必要であ
る。表面吸着層の膜厚は基本的に単分子あるいは数分子
相当であるため、膜厚は高々数nmと極薄である。この
ためこの極薄膜を用いての微細加工では非常に高い解像
性が期待できる。そして、短波長の紫外線を用いた場合
の表面吸収の問題も、極薄膜を用いているために回避で
きる。
The advantages of this method are as follows. Generally, when forming a fine pattern, it is necessary to reduce the film thickness of the pattern forming material in order to improve the resolution. Since the film thickness of the surface adsorption layer is basically equivalent to a single molecule or several molecules, the film thickness is as thin as several nm at most. Therefore, very high resolution can be expected in microfabrication using this ultrathin film. Also, the problem of surface absorption when using ultraviolet rays of short wavelength can be avoided because the ultrathin film is used.

【0024】この他、第二の材料の形成にあたり、第二
の材料を第一の材料中に拡散によって導入する方法を取
ってもよい。そして、第二の材料の除去方法は、脱離の
他にアブレーションやレーザ誘起反応を用いることもで
きる。
In addition to this, in forming the second material, a method of introducing the second material into the first material by diffusion may be adopted. Then, as the method for removing the second material, ablation or laser-induced reaction can be used in addition to desorption.

【0025】本発明ではパターン形成すべき第二の材料
の導入が従来の回転塗布法を用いていないため、例え基
板や第一の材料に凹凸があっても表面形状に忠実に第二
の材料が形成され、膜厚が一定(コンフォーマル)に形
成できる。従って、膜厚の変動に伴うパターン寸法の変
動が抑制される。
In the present invention, since the conventional spin coating method is not used for introducing the second material to be patterned, even if the substrate or the first material has irregularities, the second material is faithfully adhered to the surface shape. Is formed, and the film thickness can be constant (conformal). Therefore, the variation of the pattern dimension due to the variation of the film thickness is suppressed.

【0026】このように、本発明はエネルギ線照射によ
る直接加工であるため、公知例のようなハロゲンガスに
よるエッチングの工程が不要であり、解像性も高く、工
程簡略化が可能であるため低コスト化にとって相応しい
ものである。
As described above, since the present invention is the direct processing by the energy ray irradiation, the step of etching with the halogen gas as in the known example is unnecessary, the resolution is high, and the step can be simplified. It is suitable for cost reduction.

【0027】[0027]

【実施例】【Example】

(実施例1)まず図1(a)に示すように、第一の材料
として主成分としてCを含む高分子樹脂のクレゾールノ
ボラック12のシクロヘキサノン溶液を、例えば直径4
インチのシリコン基板11上に回転塗布する。ここでは
毎分2,000 回転、1分間処理して、その後に溶媒を
飛散させるために100℃、2分間の熱処理を行い、例
えば、300nmの厚さにクレゾールノボラック12の
薄膜を形成する。このクレゾールノボラック12は、例
えば、公知の重量平均分子量6,000 、公知の多分散
度1.5 のものを用いた。ここで加工寸法と膜厚は同程
度であればよく、パターンの中に幅又は長さの目標とす
る加工寸法が300nm以下の部分が含まれる場合、膜
厚は300nm以下がよい。
Example 1 First, as shown in FIG. 1A, a cyclohexanone solution of cresol novolac 12, which is a polymer resin containing C as a main component as a first material, was prepared, for example, with a diameter of 4
Spin coating on an inch silicon substrate 11. Here, the treatment is performed at 2,000 rpm for 1 minute, and then heat treatment is performed at 100 ° C. for 2 minutes in order to scatter the solvent to form a thin film of cresol novolac 12 to a thickness of 300 nm, for example. As the cresol novolac 12, for example, a known weight average molecular weight of 6,000 and a known polydispersity of 1.5 were used. Here, the processing dimension and the film thickness may be approximately the same, and when the pattern includes a portion whose target processing dimension of width or length is 300 nm or less, the film thickness is preferably 300 nm or less.

【0028】そして、図1(b)に示すように、第二の
材料としてヘキサメチルジシラザン13層をクレゾール
ノボラック12上に表面吸着により形成する。基板温度
を例えば50℃として、シリコン基板11全体を真空ポ
ンプにより、例えば、10の−1乗Pa(パスカル)に
達した雰囲気中に設置する。これにヘキサメチルジシラ
ザン13気体を例えば30ml/分の流量で1分間流す
ことにより、クレゾールノボラック12の表面に一層分
表面吸着させる。ここでは、クレゾールノボラック12
や、クレゾールノボラック12の表面吸着水に含まれる
水酸基にヘキサメチルジシラザン13が化学的に結合す
る化学吸着により、表面吸着が実現される。
Then, as shown in FIG. 1 (b), a hexamethyldisilazane 13 layer as a second material is formed on the cresol novolac 12 by surface adsorption. The substrate temperature is set to, for example, 50 ° C., and the entire silicon substrate 11 is set by a vacuum pump in an atmosphere reaching 10 −1 Pa (Pascal). Hexamethyldisilazane 13 gas is allowed to flow at a flow rate of, for example, 30 ml / min for 1 minute, so that the surface of cresol novolac 12 is adsorbed by one layer. Here, cresol novolac 12
Alternatively, surface adsorption is realized by chemisorption in which hexamethyldisilazane 13 is chemically bonded to the hydroxyl group contained in the surface-adsorbed water of cresol novolac 12.

【0029】そして、エネルギ線として電子線14を用
いた場合、公知の電子線描画装置に上記のシリコン基板
11を設置し、所望のパターンに従い選択的に電子線1
4を照射する。電子線の加速電圧は、例えば、20kV
で、照射量は例えば10μC/cm2 とする。ここでヘキ
サメチルジシラザン13のクレゾールノボラック12表
面への吸着エネルギは約2meVと低いため、図1
(c)に示すように電子線14照射部のヘキサメチルジ
シラザン13は、加速された電子線のエネルギにより脱
離して除去される。加速電圧は20kVに限られること
はなく、一般に加速電圧が低い方が低照射量で脱離反応
が進行し、即ち、高感度な反応となる。
When the electron beam 14 is used as the energy beam, the above-mentioned silicon substrate 11 is installed in a known electron beam drawing apparatus, and the electron beam 1 is selectively selected according to a desired pattern.
Irradiate 4. The acceleration voltage of the electron beam is, for example, 20 kV
The dose is, for example, 10 μC / cm 2 . Since the adsorption energy of hexamethyldisilazane 13 on the surface of cresol novolac 12 is as low as about 2 meV,
As shown in (c), the hexamethyldisilazane 13 in the irradiated portion of the electron beam 14 is desorbed and removed by the energy of the accelerated electron beam. The accelerating voltage is not limited to 20 kV, and generally, the lower the accelerating voltage is, the more the desorption reaction proceeds at a low irradiation amount, that is, the highly sensitive reaction.

【0030】これに引き続きシリコン基板11全体を公
知の平行平板型の電極を有する真空容器内に入れ、酸素
プラズマ処理を行う。真空ポンプで減圧した後に酸素ガ
スを圧力100Paの圧力にまで導入し、例えば13.
56MHz の周波数で50Wのパワーを高周波電源に
より供給する。ここで上部電極は接地され、下部電極に
高周波電力が印加されている。ここでは、例えば15分
間の放電を行う。ヘキサメチルジシラザン13は酸素プ
ラズマ中で酸素と反応してSiO2 15を形成する。一
旦、SiO2 15が形成されると最早酸素プラズマとは
反応しない。このため残存したヘキサメチルジシラザン
13領域がマスクとなって、その下のクレゾールノボラ
ック12を保護することになる。一方、ヘキサメチルジ
シラザン13が被わないクレゾールノボラック12はC
を主成分とするため、酸素プラズマとの酸化反応が進行
してエッチングされることになる。高周波電界のために
酸素プラズマは入射方向が垂直方向となる。従って、電
子線14非照射部分が残存した状態で異方性エッチング
が進行することになり、図1(d)に示すようにポジ型
のレジストパターンが得られることになる。300nm
のパターンを形成したところ、設計寸法からの変動が合
計10nm以内の高精度な加工を実現することができ
た。
Subsequently, the entire silicon substrate 11 is placed in a vacuum container having a well-known parallel plate type electrode, and oxygen plasma treatment is performed. After decompressing with a vacuum pump, oxygen gas was introduced to a pressure of 100 Pa, for example, 13.
Power of 50 W at a frequency of 56 MHz is supplied by a high frequency power source. Here, the upper electrode is grounded and high frequency power is applied to the lower electrode. Here, for example, discharging is performed for 15 minutes. Hexamethyldisilazane 13 reacts with oxygen in oxygen plasma to form SiO 2 15. Once SiO 2 15 is formed, it no longer reacts with oxygen plasma. Therefore, the remaining hexamethyldisilazane 13 region serves as a mask to protect the cresol novolac 12 thereunder. On the other hand, the cresol novolac 12 not covered by the hexamethyldisilazane 13 is C
Since the main component is, the oxidation reaction with oxygen plasma proceeds and etching is performed. Due to the high frequency electric field, the incident direction of oxygen plasma is vertical. Therefore, anisotropic etching proceeds with the portion not irradiated with the electron beam 14 remaining, and a positive resist pattern is obtained as shown in FIG. 300 nm
When the pattern No. was formed, it was possible to realize highly accurate processing in which the variation from the design dimension was within 10 nm in total.

【0031】酸素プラズマによりエッチングされる第一
の材料はクレゾールノボラックに限定されず、プロピル
フェノールノボラック,ポリビニルフェノール等のフェ
ノール樹脂,ポリメチルメタクリレート等のビニル重合
樹脂や、ポリイミド等のCを主成分とする高分子樹脂、
又はその2種類以上の混合系であってもよい。
The first material to be etched by oxygen plasma is not limited to cresol novolac, but is mainly composed of phenol resin such as propylphenol novolac and polyvinylphenol, vinyl polymer resin such as polymethylmethacrylate, and C such as polyimide. Polymer resin,
Alternatively, a mixed system of two or more thereof may be used.

【0032】実施例ではエネルギ線として電子線の場合
について説明したが、その他にイオン線等の粒子線や、
紫外線,X線,ガンマ線等の電磁波を用いても同様の効
果が得られる。
In the embodiment, an electron beam was used as the energy beam, but other than that, a particle beam such as an ion beam,
Similar effects can be obtained by using electromagnetic waves such as ultraviolet rays, X-rays and gamma rays.

【0033】又、上記の実施例では第二の材料としてヘ
キサメチルジシラザンを用いる場合について述べたが、
その他にメチルトリメトキシシラン,メチルトリエトキ
シシラン,ビニルトリアセトキシシラン等一般にシラン
カップリング剤と総称されるシリコン含有化合物を用い
ても同様の効果を得ることができる。
In the above embodiment, the case where hexamethyldisilazane is used as the second material has been described.
In addition, the same effect can be obtained by using a silicon-containing compound generally called a silane coupling agent such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and vinyltriacetoxysilane.

【0034】(実施例2)実施例1では第二の材料を脱
離により除去する場合について説明したが、ここではア
ブレーション及びレーザ誘起反応により除去する場合に
ついて説明する。
(Embodiment 2) In Embodiment 1, the case of removing the second material by desorption was explained, but here, the case of removing it by ablation and laser-induced reaction will be explained.

【0035】図2(a)に示すように、第一の材料とし
て主成分としてCを含む高分子樹脂のポリメチルメタク
リレート22の酢酸−2−エトキシエチル溶液を、例え
ば、直径4インチのシリコン基板21上に回転塗布す
る。ここでは毎分1,000 回転、1分間処理して、そ
の後に溶媒を飛散させるために170℃、20分間の熱
処理を行い、例えば、200nmの厚さにポリメチルメ
タクリレート22薄膜を形成する。このポリメチルメタ
クリレート22は、例えば公知の重量平均分子量30
0,000、公知の多分散度2.4のものを用いた。
As shown in FIG. 2A, a solution of polymethylmethacrylate 22 which is a polymer resin containing C as a main component as a first material in a solution of 2-ethoxyethyl acetate is used, for example, on a silicon substrate having a diameter of 4 inches. 21 is spin coated. Here, the treatment is performed at 1,000 rpm for 1 minute, and thereafter, heat treatment is performed at 170 ° C. for 20 minutes in order to scatter the solvent, and for example, a polymethylmethacrylate 22 thin film is formed to a thickness of 200 nm. This polymethylmethacrylate 22 has, for example, a known weight average molecular weight of 30.
A known polydispersity index of 2.4 was used.

【0036】そして、図2(b)に示すように、第二の
材料としてヘキサメチルジシラザン含有層23をポリメ
チルメタクリレート22の表面部分に拡散により形成す
る。基板温度を、例えば、180℃として、シリコン基
板21全体を真空ポンプにより例えば10の−2乗Pa
(パスカル)に達した雰囲気中に設置する。これにヘキ
サメチルジシラザン気体を例えば20ml/分の流量で
5分間流し、ポリメチルメタクリレート22の表面部分
に拡散によって、厚さ約20nmのヘキサメチルジシラ
ザン含有層23を形成する。その含有層の厚さは条件に
より制御することができ、一般に基板温度が高い程、そ
してガス導入時間が長い程、含有層は厚くなる。ここで
はヘキサメチルジシラザンの沸点である126℃以上
で、ポリメチルメタクリレートのガラス転位点以上の温
度を用いているため、表面吸着ではなくポリメチルメタ
クリレート内への拡散が生じる。
Then, as shown in FIG. 2B, a hexamethyldisilazane-containing layer 23 is formed as a second material on the surface portion of the polymethylmethacrylate 22 by diffusion. The substrate temperature is set to, for example, 180 ° C., and the entire silicon substrate 21 is set to 10 −2 Pa by a vacuum pump.
Install in an atmosphere that has reached (Pascal). Hexamethyldisilazane-containing layer 23 having a thickness of about 20 nm is formed on the surface of polymethylmethacrylate 22 by diffusing hexamethyldisilazane gas at a flow rate of 20 ml / min for 5 minutes. The thickness of the contained layer can be controlled by the conditions. Generally, the higher the substrate temperature and the longer the gas introduction time, the thicker the contained layer. Here, since the boiling point of hexamethyldisilazane is 126 ° C. or higher and the temperature is higher than the glass transition point of polymethylmethacrylate, diffusion into polymethylmethacrylate occurs instead of surface adsorption.

【0037】そして、エネルギ線として、例えば、波長
248nnの遠紫外光を用いる。この遠紫外光はクリプ
トン(Kr)とフッ素(F2)の励起子(ヘテロエキシ
マ)KrFからの誘導放出により発生するエキシマレー
ザである。ここでエキシマレーザのエネルギ密度が高い
場合、アブレーションが発生する。例えば、1パルス当
たりのエネルギ(フルエンス)として300mJ/cm2
のKrFエキシマレーザを用いる。この時、1パルス当
たり10nmのヘキサメチルジシラザン含有層23がエ
ッチングされた。そこで2パルス入射で、ヘキサメチル
ジシラザン含有層23がアブレーションにより除去され
る。ここでは必要とするパターンが作り込まれたマスク
を介してエキシマレーザ24の4パルス入射を行い、図
2(c)に示すように選択的にヘキサメチルジシラザン
含有層23を完全に除去した。この際、ここに示すよう
にポリメチルメタクリレート22がアブレーションによ
り一部分除去されてもよい。
Then, for example, far-ultraviolet light having a wavelength of 248 nn is used as the energy ray. This far ultraviolet light is an excimer laser generated by stimulated emission from excitons (heteroexcimer) KrF of krypton (Kr) and fluorine (F 2 ). Here, when the energy density of the excimer laser is high, ablation occurs. For example, the energy (fluence) per pulse is 300 mJ / cm 2
The KrF excimer laser of. At this time, 10 nm of hexamethyldisilazane-containing layer 23 was etched per pulse. Therefore, the hexamethyldisilazane-containing layer 23 is removed by ablation with two pulse incidence. Here, four pulses of the excimer laser 24 were incident through a mask in which a required pattern was formed, and as shown in FIG. 2C, the hexamethyldisilazane-containing layer 23 was selectively removed completely. At this time, as shown here, the polymethyl methacrylate 22 may be partially removed by ablation.

【0038】これに引き続きシリコン基板21全体を公
知の平行平板型の電極を有する真空容器内に入れ、酸素
プラズマ処理を行う。真空ポンプで減圧した後に酸素ガ
スを圧力100Paの圧力にまで導入し、例えば、1
3.56MHz の周波数で50Wのパワーを高周波電源
により供給する。ここで上部電極は接地され、下部電極
に高周波電力が印加されている。例えば、10分間の放
電を行う。ヘキサメチルジシラザン含有層23表面のヘ
キサメチルジシラザンは酸素プラズマ中で酸素と反応し
てSiO2 25を形成する。一旦、SiO2 25が形成
されると最早酸素プラズマとは反応しない。このため残
存したヘキサメチルジシラザン含有層23領域がマスク
となって、その下のポリメチルメタクリレート22を保
護することになる。一方、ヘキサメチルジシラザン含有
層23が被わないポリメチルメタクリレート22は、酸
素プラズマとの酸化反応が進行してエッチングされるこ
とになる。高周波電位のために酸素プラズマは入射方向
が垂直方向となる。従って、エキシマレーザ24非照射
部分が残存した状態で異方性エッチングが進行すること
になり、図2(d)に示すようにポジ型のレジストパタ
ーンが得られることになる。200nmのパターンを形
成したところ、設計寸法からの変動が合計10nm以内
の高精度な加工を実現することができた。
Subsequently, the entire silicon substrate 21 is put into a vacuum container having a well-known parallel plate type electrode, and oxygen plasma treatment is performed. After decompressing with a vacuum pump, oxygen gas is introduced up to a pressure of 100 Pa.
Power of 50W at a frequency of 3.56MHz is supplied from a high frequency power supply. Here, the upper electrode is grounded and high frequency power is applied to the lower electrode. For example, discharging is performed for 10 minutes. Hexamethyldisilazane on the surface of the hexamethyldisilazane-containing layer 23 reacts with oxygen in oxygen plasma to form SiO 2 25. Once SiO 2 25 is formed, it no longer reacts with oxygen plasma. Therefore, the remaining region of the hexamethyldisilazane-containing layer 23 serves as a mask to protect the polymethyl methacrylate 22 thereunder. On the other hand, the polymethylmethacrylate 22 which is not covered with the hexamethyldisilazane-containing layer 23 is etched due to the progress of oxidation reaction with oxygen plasma. Due to the high-frequency potential, the incident direction of oxygen plasma is vertical. Therefore, anisotropic etching proceeds with the non-irradiated portion of the excimer laser 24 remaining, and a positive resist pattern is obtained as shown in FIG. 2D. When a 200 nm pattern was formed, it was possible to realize highly accurate processing in which the variation from the design dimension was within 10 nm in total.

【0039】酸素プラズマによりエッチングされる第一
の材料はポリメチルメタクリレートに限定されず、クレ
ゾールノボラック,プロピルフェノールノボラック等の
フェノール樹脂,ポリスチレン等のビニル重合樹脂や、
ポリイミド等のCを主成分とする高分子樹脂、又はその
2種類以上の混合系であってもよい。
The first material which can be etched by oxygen plasma is not limited to polymethylmethacrylate, and phenol resins such as cresol novolac and propylphenol novolac, vinyl polymer resins such as polystyrene,
It may be a polymer resin containing C as a main component such as polyimide, or a mixed system of two or more thereof.

【0040】実施例ではエネルギ線として遠紫外線であ
るエキシマレーザの場合について説明したが、その他に
イオン線等の粒子線や、X線,ガンマ線等の電磁波を用
いても同様の効果が得られる。尚、エネルギ線として電
磁波を用いる場合に必要なマスクには、位相情報を用い
ることで解像性を向上させる公知の「位相シフトマス
ク」を用いてもよい。
In the embodiment, the case of the excimer laser which is far ultraviolet rays as the energy ray has been described, but the same effect can be obtained by using a particle beam such as an ion beam or an electromagnetic wave such as an X ray or a gamma ray. A known "phase shift mask" that improves resolution by using phase information may be used as a mask required when electromagnetic waves are used as energy rays.

【0041】又、実施例では第二の材料としてヘキサメ
チルジシラザンを用いる場合について述べたが、これに
限られない。その他にメチルトリメトキシシラン,メチ
ルトリエトキシシラン,ビニルトリアセトキシシラン等
一般にシランカップリング剤と総称されるシリコン含有
化合物を用いても同様の効果を得ることができる。
Further, in the embodiment, the case where hexamethyldisilazane is used as the second material has been described, but the present invention is not limited to this. In addition, the same effect can be obtained by using a silicon-containing compound generally called a silane coupling agent such as methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, and vinyltriacetoxysilane.

【0042】又、実施例では第二の材料の加工方法とし
てアブレーションを用いる場合について述べたが、低エ
ネルギ密度(低フルエンス)のレーザによるレーザ誘起
反応によりパターンを形成してもよい。
In the embodiment, the case where ablation is used as the method for processing the second material has been described, but the pattern may be formed by laser-induced reaction with a laser having a low energy density (low fluence).

【0043】(実施例3)上記の実施例では第一の材料
を公知の湿式である回転塗布法により形成することにつ
いて述べたが、本発明の実施はこれに限られることはな
い。
Example 3 In the above example, the first material was formed by a known wet spin coating method, but the present invention is not limited to this.

【0044】例えば、シリコン基板を公知の平行平板型
のプラズマ発生装置内に設置する。真空ポンプで減圧し
た後、例えば、室温でキシレンガスを50Paの圧力と
なるように導入する。そして、例えば、13.56MH
z の周波数で0.5W/cm2のパワーを高周波電源によ
り供給する。ここで上部電極は接地され、基板が接地さ
れた下部電極は−4Vの直流電位が印加されている。こ
れによってキシレンのプラズマが発生してキシレンは分
解し、アモルファス(無定形)炭素(C)膜がシリコン
基板上に成長する。5分間の放電で、300nmの膜厚
のアモルファスC膜が得られた。ここではシリコン基板
に段差が含まれる場合にも、ほぼ平坦な膜を得ることが
できた。
For example, a silicon substrate is installed in a well-known parallel plate type plasma generator. After reducing the pressure with a vacuum pump, for example, xylene gas is introduced at a room temperature so as to have a pressure of 50 Pa. And, for example, 13.56 MH
A power of 0.5 W / cm 2 at a frequency of z is supplied by a high frequency power source. Here, the upper electrode is grounded, and the lower electrode, whose substrate is grounded, is applied with a DC potential of -4V. As a result, xylene plasma is generated and xylene is decomposed, and an amorphous (amorphous) carbon (C) film grows on the silicon substrate. After discharging for 5 minutes, an amorphous C film having a film thickness of 300 nm was obtained. Here, a substantially flat film could be obtained even when the silicon substrate includes a step.

【0045】そして、実施例1又は2記載の第二の材料
膜の形成,エネルギ照射,酸素プラズマ処理を行うこと
により、ここで形成したアモルファスC膜のポジ型パタ
ーンを実現することができる。
Then, the positive type pattern of the amorphous C film formed here can be realized by performing the formation of the second material film, the energy irradiation, and the oxygen plasma treatment described in the first or second embodiment.

【0046】回転塗布法では基板段差の形状により、形
成される膜の形状が大きく影響を受ける。それに対し
て、本乾式方法は条件により基板段差にかかわらず平坦
な膜を形成すること、あるいは基板段差に忠実に従った
形状の膜を形成することが可能である。従って、第一の
膜形状の制御が必要な場合には乾式の膜形成方法が望ま
しい。
In the spin coating method, the shape of the formed film is greatly affected by the shape of the substrate step. On the other hand, according to the present dry method, it is possible to form a flat film regardless of the substrate step, or to form a film having a shape faithfully following the substrate step, depending on the conditions. Therefore, when it is necessary to control the first film shape, a dry film forming method is desirable.

【0047】実施例では供給ガスとしてキシレンの場合
について述べたが、その他にヘキサメチルジシラザン,
ベンゼン,スチレン,トルエン,ブタジエン等主成分に
Cを含むガスを用いても同様の効果を得ることができ
る。
In the examples, xylene was used as the supply gas, but hexamethyldisilazane,
The same effect can be obtained by using a gas containing C as a main component such as benzene, styrene, toluene and butadiene.

【0048】[0048]

【発明の効果】本発明によれば酸素プラズマを用いたド
ライ現像を用いるため、異方性のエッチングを実現し、
高い寸法制御性を有したパターン形成を行うのに大きな
効果があり、かつ膜厚一定に形成したドライ現像のマス
クを直接加工により形成するためプロセス低コスト化に
大きな効果がある。
According to the present invention, since dry development using oxygen plasma is used, anisotropic etching is realized,
This has a great effect in forming a pattern having high dimensional controllability, and has a great effect in reducing the process cost because the dry development mask formed to have a constant film thickness is formed by direct processing.

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

【図1】表面吸着を用いた本発明の実施例の説明図。FIG. 1 is an explanatory view of an embodiment of the present invention using surface adsorption.

【図2】アブレーションを用いた本発明の実施例の説明
図。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an embodiment of the present invention using ablation.

【図3】従来のウェット現像法の説明図。FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional wet development method.

【図4】従来のドライ現像法の説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram of a conventional dry development method.

【図5】従来のドライ現像法の説明図。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional dry development method.

【図6】本発明の原理の説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram of the principle of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…シリコン基板、12…クレゾールノボラック、1
3…ヘキサメチルジシラザン、14…電子線、15…S
iO2
11 ... Silicon substrate, 12 ... Cresol novolac, 1
3 ... Hexamethyldisilazane, 14 ... Electron beam, 15 ... S
iO 2 .

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3065 21/31 H01L 21/30 573 21/302 H 21/31 C (72)発明者 岡崎 信次 東京都国分寺市東恋ケ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 21/3065 21/31 H01L 21/30 573 21/302 H 21/31 C (72) Inventor Shinji Okazaki 1-280, Higashi Koigokubo, Kokubunji City, Tokyo Central Research Laboratory, Hitachi, Ltd.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上にパターンを形成するパターン形成
方法で、前記基板上に第一の材料を形成する工程,前記
第一の材料表面部分に第二の材料を形成する工程,前記
第二の材料に選択的にエネルギ線を照射して前記第二の
材料を直接加工する工程,直接加工の結果出現した前記
第二の材料が被わない前記第一の材料部分を除去する工
程からなるパターン形成方法において、前記第一の材料
表面部分に前記第二の材料を形成する工程が、少なくと
も表面吸着、または前記第一の材料表面部分への前記第
二の材料の拡散の何れかによることを特徴とするパター
ン形成方法。
1. A pattern forming method for forming a pattern on a substrate, the step of forming a first material on the substrate, the step of forming a second material on the surface of the first material, the second Of the second material by directly irradiating the second material with energy rays, and removing the first material portion which is not covered by the second material, which appears as a result of the direct processing. In the pattern forming method, the step of forming the second material on the surface portion of the first material is at least surface adsorption or diffusion of the second material to the surface portion of the first material. And a pattern forming method.
【請求項2】請求項1において、前記第二の材料を直接
加工する工程が、少なくとも脱離,アブレーション,レ
ーザ誘起反応の何れかによるパターン形成方法。
2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the step of directly processing the second material is at least one of desorption, ablation, and laser-induced reaction.
【請求項3】請求項1において、前記エネルギ線が少な
くとも電子線,イオン線等の粒子線,紫外線,X線,ガ
ンマ線等の電磁波の何れかであるパターン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the energy beam is at least one of a particle beam such as an electron beam and an ion beam, and an electromagnetic wave such as an ultraviolet ray, an X-ray and a gamma ray.
【請求項4】請求項1において、前記基板上で前記第二
の材料が被わない前記第一の材料部分を除去する工程
が、酸素プラズマ処理によるエッチングであるパターン
形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 1, wherein the step of removing the first material portion which is not covered with the second material on the substrate is etching by oxygen plasma treatment.
【請求項5】請求項4において、前記酸素プラズマ処理
中で、前記第二の材料が前記酸素プラズマと反応して前
記酸素プラズマに対してエッチング耐性を有する材料に
変化するパターン形成方法。
5. The pattern forming method according to claim 4, wherein during the oxygen plasma treatment, the second material reacts with the oxygen plasma to change into a material having etching resistance to the oxygen plasma.
【請求項6】請求項5において、前記第二の材料がシラ
ンカップリング材料であるパターン形成方法。
6. The pattern forming method according to claim 5, wherein the second material is a silane coupling material.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2002341551A (en) * 2001-05-17 2002-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd Optical recording system and recording material
US7470803B2 (en) 2003-01-31 2008-12-30 Nippon Soda Co., Ltd. Compounds for forming photoconvertible organic thin film and organic thin film formed body

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JP4526732B2 (en) * 2001-05-17 2010-08-18 富士フイルム株式会社 Optical recording system
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