KR19990007371A - 패턴 형성방법 - Google Patents
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Abstract
레지스트막의 표면에 형성되는 시릴화층의 패턴폭 및 두께를 크게 하여 레지스트 패턴의 패턴 형상의 열화를 방지한다.
반도체 기판(11) 위에 레지스트를 도포하여 레지스트막(12)을 형성한 후, 이 레지스트막(12)에 대하여 마스크(13)를 이용하여 ArF 엑시머 레이저(14)를 조사하여 패턴 노광을 행한다. 패턴 노광된 레지스트막(12)의 표면에 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온으로 이루어지는 시릴화제(15)를 공급하여 레지스트막(12)에서의 미노광부(12b)에 시릴화층(16)을 형성한다. 시릴화층(16)을 마스크로 하여 레지스트막(12)에 대하여 에칭을 행함으로써 레지스트막(16)에서의 노광부(12a)를 제거하여 레지스트막(12)으로 구성되는 레지스트 패턴(17)을 형성한다.
Description
본 발명은 반도체장치의 제조공정에 있어서 반도체기판 위에 레지스트 패턴을 형성하는 패턴 형성방법에 관한 것이다.
반도체 집적회로 소자의 대집적화가 진행함에 따라 반도체 집적회로의 미세화가 더욱 요구되고, 리소그라피 기술에 있어서는 더욱 더 짧은 파장을 갖는 노광광이 요망되고 있다. 즉 0.15㎛ 이하의 패턴선폭을 갖는 레지스트 패턴을 형성하기 위해서는, 패턴 노광의 노광광으로서는 파장이 짧기 때문에 높은 해상도를 얻을 수 있는 ArF 엑시머 레이저가 이용된다.
그런데 ArF 엑시머 레이저는 파장이 짧기 때문에 초점 심도가 얕은 문제점이 있다.
그래서 리소그라피 기술에 의한 패턴 형성방법으로서 레지스트막의 표면부에 형성된 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대해 에칭을 행하여 레지스트 패턴을 형성하는 시릴화 프로세스가 제안되어 있다.
이하 시릴화 프로세스를 이용하는 종래의 패턴 형성방법에 대하여 도 7의 (a)∼(d)를 참조하여 설명하기로 한다.
우선, 도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(1)의 위에 레지스트(예를 들면 시프레파이스트사제 : SAL-601)를 도포하여 막두께간 0.7㎛인 레지스트막(2)을 형성한 후, 도 7의 (b)에 도시된 바와 같이 레지스트막(2)에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크(3)를 통해 ArF 엑시머 레이저(4)를 조사하여 패턴 노광을 행한다.
레지스트막(2)에 있어서의 노광부(2a)에서는 노광에 의해 레지스트 재료에 가교반응이 일어난다. 다음의 반응식 1은 레지스트 재료에 가교제가 포함되어 있지 않은 경우의 가교 반응예를 나타내며, 반응식 2는 레지스트 재료에 가교제가 포함되어 있는 경우의 가교 반응예를 나타내고 있다.
한편 상기의 시프레파이스트사제 : SAL-601은 가교제가 포함되어 있는 레지스트 재료이다.
다음으로 반도체 기판(1)을 110℃ 정도로 가열하는 것과 함께 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이, 레지스트막(2)의 표면에 버블링에 의해 기체 형상으로 된 시릴화제로서 디메틸시릴디메틸아민(DMSDMA)(5)을 약 90초간 공급하는 베이퍼 처리를 행한다. 이와 같이 하면 레지스트막(2)의 미노광부(2b)에서는 다음의 반응식 3으로 나타낸 바와 같이, 레지스트막(2)의 수지중의 OH기와 DMSDMA(5)의 시릴기의 시릴화 반응이 일어나게 되어 표면부에 시릴화층(6)이 형성되는 한편, 레지스트막(2)의 노광부(2a)에서는 가교반응에 의해 레지스트 수지의 분자량이 증대하여 OH기와 시릴기의 시릴화 반응이 일어나기 어렵게 되므로 시릴화층(6)이 형성되지 않는다. 이 경우 시릴화 반응에 의해 생성된 부생성물은 증발된다. 한편 다음의 반응식 3에서 R은 레지스트중의 수지를 나타낸다.
다음으로 시릴화층(6)을 마스크로 하여 레지스트막(2)에 대하여 드라이 에칭을 행함으로써, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 레지스트막(2)의 노광부(2a)를 제거하고 레지스트막(2)의 미노광부(2b)에 레지스트 패턴(7)을 형성한다.
이 시릴화 프로세스를 이용하는 패턴 형성방법은 레지스트막의 표면부에 형성된 시릴화층을 마스크로 하여 드라이 에칭을 행하기 때문에 반도체 기판으로부터의 반사광의 영향을 받지 않으므로 높은 애스펙트비(aspect ratio)를 갖는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
그런데 도 7의 (c)에 도시된 바와 같이 시릴화층(6)의 패턴폭이 레지스트막(2)의 미노광부(2b)의 폭보다도 작게된다. 또한 시릴화층(6)의 두께가 충분하지 않은 것과 함께 시릴화층(6)의 두께는 패턴의 측부를 향함에 따라 더욱 더 얇아진다. 이 때문에 시릴화층(6)을 마스크로 하여 레지스트막(2)에 대하여 에칭을 행하면, 도 7의 (d)에 도시된 바와 같이 시릴화층(6)의 패턴의 측부가 에칭에 의해 손상되므로 레지스트 패턴(7)의 패턴폭이 레지스트막(2)의 미노광부(2b)의 폭에 비해 한층 더 작아지는 문제점이 있다.
상기의 문제점은 패턴 노광이 행해진 레지스트막의 표면에 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부 표면부에 시릴화층을 형성한 후, 이 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 에칭을 행하는 것에 의해 레지스트막에서의 미노광부를 제거하여 레지스트 패턴을 형성하는 경우에도 마찬가지로 발생한다.
상기한 바와 같이 시릴화층의 패턴폭이 작고 두께가 얇기 때문에 시릴화층이 마스크로서의 기능을 충분히 발휘할 수 없으며, 얻어지는 레지스트 패턴의 패턴 형상이 열화되면 후속 공정에서 반도체 소자의 불량이 발생하여 반도체 소자의 수율이 저하되는 문제점이 있다.
상기한 사항을 감안하여, 본 발명의 목적은 레지스트막의 표면에 형성되는 시릴화층의 패턴폭을 노광부 또는 미노광부의 폭과 거의 일치시키는 것과 함께 시릴화층의 두께를 크게 하여 레지스트 패턴의 패턴 형상의 열화를 방지하기 위한 것이다.
도 1의 (a)∼(d)는 본 발명의 제 1 실시예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 2의 (a)∼(d)는 본 발명의 제 1 실시예의 변형예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 3의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 4의 (a), (b)는 본 발명의 제 2 실시예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 5의 (a)∼(c)는 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 6의 (a), (b)는 본 발명의 제 2 실시예의 변형예에 관한 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
도 7은 종래의 패턴 형성방법의 각 공정을 도시한 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1, 11, 21 : 반도체기판 2, 12, 22 : 레지스트막
2a, 12a, 22a : 노광부 2b, 12b, 22b : 미노광부
3, 13, 23 : 마스크 4, 14 : ArF 엑시머 레이저
5 : 종래의 시릴화제 7, 17, 28 : 레지스트 패턴
15, 26 : 시릴화제 16, 27 : 시릴화층
18, 29 : 전자선 24 : KrF 엑시머 레이저
25 : 베이킹
본건 발명자들은 여러 가지를 검토한 결과, 레지스트 패턴의 패턴 형상의 열화는 시릴화제를 공급하였을 때 레지스트막의 표면에서 일어나는 레지스트막중의 OH기(약산성기)와 시릴화제의 시릴기의 시릴화 반응이 시릴화제로부터 발생되는 알칼리 성분에 의해 저해되는 것에 원인이 있는 것을 발견하였다.
다음의 반응식 4는 DMSDMA의 N(CH3)2기(알칼리 성분)와 레지스트막중의 OH기의 반응을 나타내고 있고, 다음의 반응식 4로 나타내는 반응이 상기 반응식 3으로 나타낸 시릴화 반응과 병행하여(경합하여) 일어나기 때문에 시릴화 반응에 기여하는 OH기의 수가 감소하므로 시릴화 반응이 저해된다. 한편 다음의 반응식 4에서 R은 레지스트중의 수지를 나타낸다.
또한 다음의 반응식 5는 상기 반응식 3으로 나타낸 시릴화 반응에 의해 생성된 알칼리성 부생성물과 레지스트막중의 OH의 반응을 나타내고 있고, 다음의 반응식 5로 나타낸 반응이 일어나기 때문에, 역시 시릴화 반응에 기여하는 OH기의 수가 감소하므로 시릴화 반응이 저해된다. 한편 다음의 반응식 5에서 R은 레지스트중의 수지를 나타낸다.
본 발명은 시릴화제에 포함되는 알칼리 성분이 OH기와 반응하여 시릴화 반응에 기여하는 OH기의 수를 감소시키기 때문에 시릴화 반응이 충분히 일어나지 않고, 이에 따라 시릴화층의 폭 및 두께가 작아진다고 하는 인식에 따라 행해진 것이며, 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 알칼리 성분을 발생시키지 않는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 가교하지 않은 영역에 시릴화층을 형성하는 것이다.
본 발명에 관한 제 1의 패턴 형성방법은 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과, 레지스트막에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크를 이용하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과, 패턴 노광된 레지스트막 표면에 다음의 화학식 1로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여, 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과, 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부를 제거하여 레지스트막으로 이루어지는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하고 있다.
단, R1, R2및 R3은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이고,
R4, R5및 R6은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
OR7(R7은 수소원자, 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기, 탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임)
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
제 1의 패턴 형성방법에 의하면, 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 상기 화학식 1로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하기 때문에, 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화 반응에 있어서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니므로 레지스트막의 미노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여한다.
본 발명에 관한 제 2의 패턴 형성방법은 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과, 레지스트막에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크를 이용하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과, 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과, 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부를 제거하여 레지스트막으로 이루어지는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하고 있다.
단, 일반식 R1 4-nSi(OR)n에서,
n은 1∼3의 정수(整數)이고,
R은 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 1∼6의 치환 알킬 카르보닐기 혹은 비치환 알킬 카르보닐기이고,
R1은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
제 2의 패턴 형성방법에 의하면 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 상기 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하기 때문에, 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화반응에서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니므로 레지스트막의 미노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여한다.
본 발명에 관한 제 3의 패턴 형성방법은 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과, 레지스트막에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크를 이용하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과, 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 다음의 화학식 2로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과, 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부를 제거하여 레지스트막으로 구성되는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하고 있다.
단, R1, R2및 R3은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이고,
R4, R5및 R6은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
OR7(R7은 수소원자, 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기, 탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기),
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
제 3의 패턴 형성방법에 의하면 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 상기 화학식 2로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하기 때문에, 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화 반응에서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니므로 레지스트막의 노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여한다.
본 발명에 관한 제 4의 패턴 형성방법은 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과, 레지스트막에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크를 이용하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과, 패턴 노광된 레지스트막의 표면에 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과, 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부를 제거하여 레지스트막으로 구성되는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하고 있다.
단, 일반식 R1 4-nSi(OR)n에서,
n은 1∼3의 정수(整數)이고,
R은 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 1∼6의 치환 알킬 카르보닐기 혹은 비치환 알킬 카르보닐기이고,
R1은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
제 4의 패턴 형성방법에 의하면 패턴 노광된 레지스트막 표면에 상기 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하기 때문에, 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화 반응에서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니므로 레지스트막의 노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여한다.
제 1 또는 제 2의 패턴 형성방법에 있어서, 제 1 공정에서의 레지스트로서 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용할 수 있다.
제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 있어서, 제 1 공정에서의 레지스트로서 산발생제와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용할 수 있다.
제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 있어서, 제 1 공정에서의 레지스트로서 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용할 수 있다.
제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 있어서, 제 1 공정에서의 레지스트로서 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락 수지를 함유하는 통상의 레지스트를 이용할 수 있다.
상술한 목적 및 기타의 목적과 본 발명의 특징 및 이점은 첨부도면과 관련한 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다.
( 실시예 )
( 제 1 실시예 )
이하 본 발명의 제 1 실시예에 관한 패턴 형성방법에 대하여 도 1의 (a)∼(d)를 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(11) 위에 레지스트(예를 들면 시프레파이스트사제 : SAL-601)를 도포하여 막두께가 0.7㎛인 레지스트막(12)을 형성한 후, 도 1의 (b)에 도시된 바와 같이 레지스트막(12)에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크(13)를 통해 ArF 엑시머 노광장치(NA : 0.55)로 ArF 엑시머 레이저(14)를 조사하여 패턴 노광을 행한다.
레지스트막(12)에서의 패턴 노광된 노광부(12a)에서는 가교반응이 일어난다. 가교반응은 상기의 반응식 2로 나타낸 바와 같다.
다음으로 반도체 기판(11)을 100℃ 정도로 가열하는 것과 함께 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 질소가스에 의해 버블링되어 기체 상태로 된 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온으로 이루어지는 시릴화제(15)를 레지스트막(12) 표면에 약 90초간 공급한다.
이와 같이 하면 레지스트막(12)의 미노광부(12b)에서는 다음의 반응식 6으로 나타낸 바와 같이, 레지스트막(12)중의 OH기와 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온의 디메틸시릴기의 시릴화 반응이 일어나 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(16)이 형성되는 한편, 레지스트막(12)의 노광부(12a)에서는 가교반응에 의해 레지스트중의 수지의 분자량이 증대하고 있기 때문에, OH기와 시릴기의 시릴화 반응이 쉽게 일어나지 않으므로 시릴화층(16)이 형성되지 않는다. 한편 다음의 반응식 6에서 R은 레지스트중의 수지를 나타낸다.
상기의 반응식 6으로 나타낸 바와 같이 레지스트막(12)의 미노광부(12b)의 OH기의 H가 Si(CH3)2(디메틸시릴기)로 치환되어, 부생성물인 CH3COCH2COCH3(아세틸 아세톤)이 생성된다.
다음으로 시릴화층(16)을 마스크로 하여 드라이 현상장치(예를 들면 LAM 리서치사제 : TCP9400)를 이용하여 레지스트막(12)에 대해 드라이 에칭을 행함으로써, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 레지스트막(12)의 노광부(12a)를 제거하여 레지스트막(12)의 미노광부(12b)에 포지티브형 레지스트 패턴(17)을 형성한다.
제 1 실시예에 의하면 시릴화제로서 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온을 이용하였으므로 시릴화 반응에 의해 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 부생성물도 알칼리성이 아니므로, 레지스트막(12)의 가교하지 않은 미노광부(12b)에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여하므로, 도 1의 (c)에 도시된 바와 같이 미노광부(12b)에 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(16)이 형성된다. 이 때문에 시릴화층(16)을 마스크로 하여 레지스트막(12)에 대하여 드라이 에칭을 행하면, 도 1의 (d)에 도시된 바와 같이 패턴형상이 열화되어 있지 않고 원하는 패턴폭(0.20㎛)을 갖는 장방형의 단면 레지스트 패턴(17)을 얻을 수 있다.
제 1 실시예에서는 패턴 노광된 노광부에 가교반응이 일어나는 레지스트를 널리 이용할 수 있다. 한편 ArF 엑시머 레이저를 조사하면 가교제가 포함되어 있는 레지스트 재료 및 가교제가 포함되어 있지 않은 레지스트 재료중 어느 것에 있어서도 노광부에서 가교반응이 일어난다. 이것에 대하여 KrF 엑시머 레이저를 조사하면 가교제가 포함되어 있는 레지스트 재료의 경우에는 가교반응이 일어나지만, 가교제가 포함되어 있지 않은 레지스트 재료의 경우에는 가교반응이 일어나지 않는 경우가 있다. 상기의 시프레파이스트사제 : SAL-601은 가교제가 포함되어 있는 레지스트 재료이다.
( 제 1 실시예의 변형예 )
제 1 실시예에서는 레지스트막(12)에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크(13)를 통해 ArF 엑시머 레이저(14)를 조사하여 패턴 노광을 행하였지만, 이 대신 레지스트막(12)에 대하여 마스크(13)를 이용하지 않고 패턴 노광해도 된다. 이하 이 방법에 대해 도 2의 (a)∼(d)를 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(11)의 위에 제 1 실시예와 같은 레지스트를 도포하여 레지스트막(12)을 형성한 후, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이 진공중(1×10-7Torr)에서 레지스트막(12)에 대하여 전자선(18)을 원하는 패턴을 형성하도록 패턴 노광한다. 또 전자선(18)을 이용하여 패턴 노광하는 대신 진공중(예를 들면 1×1O-6∼1×1O-8Torr)에서 극자외선(파장이 13nm대의 광 또는 파장이 5nm 대의 광) 또는 이온 빔 등을 이용하여 패턴 노광해도 된다. 이와 같이 하면 레지스트막(12)에서의 패턴 노광된 노광부(12a)에서는 가교반응이 일어난다.
다음으로 반도체 기판(11)을 100℃ 정도로 가열하는 것과 함께 도 2의 (c)에 도시된 바와 같이 레지스트막(12) 표면에 기체 상태의 시릴화제(15)를 공급한다. 이와 같이 하면 레지스트막(12)의 미노광부(12b)에서는 시릴화 반응이 일어나 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(16)이 형성되는 한편, 레지스트막(12)의 노광부(12a)에서는 시릴화 반응이 쉽게 일어나지 않으므로 시릴화층(16)이 형성되지 않는다.
다음으로 시릴화층(16)을 마스크로 하여 레지스트막(12)에 대하여 드라이 에칭을 행함으로써 도 2의 (d)에 도시된 바와 같이 레지스트막(12)의 노광부(12a)를 제거하여 레지스트막(12)의 미노광부(12b)에 포지티브형 레지스트 패턴(17)을 형성한다.
( 제 2 실시예 )
이하 본 발명의 제 2 실시예에 관한 패턴 형성방법에 대하여 도 3의 (a)∼(c) 및 도 4의 (a), (b)를 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(21)의 위에 레지스트(예를 들면 UCB사제 : PLASMASK305U)를 도포하여 막두께가 0.7㎛인 레지스트막(22)을 형성한 후, 도 3의 (b)에 도시된 바와 같이 레지스트막(22)에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크(23)를 통해 KrF 엑시머 노광장치(NA : 0.55)로 KrF 엑시머 레이저(24)를 조사하여 패턴 노광을 행한다.
다음으로 도 3의 (c)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(21)에 대하여 175℃의 온도하에서 120초간 베이킹(25)을 행한다.
이와 같이 하면 레지스트막(22)에서의 미노광부(22b)에서는 열에 의해 가교반응이 일어나는 한편, 레지스트막(22)의 노광부(22a)에서는 레지스트중의 나프토퀴논 디아지드 화합물이 분해하여 카르복실산이 생성되기 때문에 열에 의한 가교반응이 일어나기 어렵다.
다음으로 반도체 기판(21)을 100℃ 정도로 가열하는 것과 함께, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 레지스트막(22) 표면에 질소가스에 의해 버블링되어 기체 상태로 된 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온으로 이루어지는 시릴화제(26)를 약 90초간 공급한다.
이와 같이 하면 레지스트막(22)의 노광부(22a)에서는 상기의 반응식 6으로 나타낸 바와 같이 레지스트막(22)중의 OH기와 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온의 디메틸시릴기의 시릴화 반응이 일어나 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(27)이 형성되는 한편, 레지스트막(22)의 미노광부(22b)에서는 가교반응에 의해 레지스트중의 수지의 분자량이 증대하고 있기 때문에 OH기와 시릴기의 시릴화 반응이 일어나기 어렵기 때문에 시릴화층(27)이 형성되지 않는다.
다음으로 시릴화층(27)을 마스크로 하여 드라이 현상장치(예를 들면 LAM 리서치사제 : TCP9400)를 이용하여 레지스트막(22)에 대하여 드라이 에칭을 행함으로써, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 레지스트막(22)의 미노광부(12b)를 제거하여 레지스트막(22)의 노광부(22a)에 네거티브형 레지스트 패턴(28)을 형성한다.
제 2 실시예에 의하면 시릴화제로서 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온을 이용하였으므로, 시릴화 반응에 의해 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 부생성물도 알칼리성이 아니므로 레지스트막(22)의 가교가 적은 노광부(22a)에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여하므로, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 노광부(22a)에 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(27)이 형성된다. 이 때문에 시릴화층(27)을 마스크로 하여 레지스트막(22)에 대하여 드라이 에칭을 행하면, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 패턴 형상이 열화되어 있지 않고 원하는 패턴폭(0.20㎛)을 갖는 장방형의 단면 레지스트 패턴(28)을 얻을 수 있다.
제 2 실시예에서는 패턴 노광되지 않고 가열되면 가교반응이 일어나는 레지스트, 예를 들면 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락 수지로 이루어지는 레지스트를 이용할 수 있다. 이러한 레지스트를 이용하면 노광부에서는 나프토퀴논 디아지드 화합물이 분해되어 카르복실산이 생성되고, 이 나프토퀴논 디아지드 화합물의 분해에 따라 노보락 수지중의 OH기의 시릴화 반응의 반응성이 향상되는 것으로 생각된다.
( 제 2 실시예의 변형예 )
제 2 실시예에서는 레지스트막(22)에 대하여 원하는 패턴 형상을 갖는 마스크(23)를 통해 ArF 엑시머 레이저(24)를 조사하여 패턴 노광을 행하였지만, 이 대신에 레지스트막(22)에 대하여 마스크(23)를 이용하지 않고 패턴 노광해도 된다. 이하 이 방법에 대하여 도 5의 (a)∼(c) 및 도 6의 (a), (b)를 참조하여 설명하기로 한다.
우선 도 5의 (a)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(21)의 위에 제 2 실시예와 같은 레지스트를 도포하여 레지스트막(22)을 형성한 후, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이 진공중(1×10-7Torr)에서 레지스트막(22)에 대하여 전자선(29)을 원하는 패턴을 형성하도록 패턴 노광한다. 한편 전자선(29)을 이용하여 패턴 노광하는 대신 진공중(예를 들면 1×1O-6∼1×1O-8Torr)에서 극자외선(파장이 13nm대인 광 또는 파장이 5nm대인 광) 또는 이온 빔 등을 이용하여 패턴 노광해도 된다.
다음으로 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이 반도체 기판(21)에 대하여 175℃의 온도하에서 120초간 베이킹(25)을 행한다. 이와 같이 하면 레지스트막(22)에서의 미노광부(22b)에서는 열에 의해 가교반응이 일어나는 한편, 레지스트막(22)에서의 노광부(22a)에서는 열에 의한 가교반응이 일어나기 어렵다.
다음에 반도체 기판(21)을 100℃ 정도로 가열하는 것과 함께 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 레지스트막(22) 표면에 기체 상태의 시릴화제(26)를 공급한다. 이와 같이 하면 레지스트막(22)의 노광부(22a)에서는 시릴화 반응이 일어나 큰 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층(27)이 형성되는 한편, 레지스트막(22)의 미노광부(22b)에서는 시릴화 반응이 쉽게 일어나지 않으므로 시릴화층(27)이 형성되지 않는다.
다음으로 시릴화층(27)을 마스크로 하여 레지스트막(22)에 대하여 드라이 에칭을 행함으로써, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 레지스트막(22)의 미노광부(12b)를 제거하여 레지스트막(22)의 노광부(22a)에 네거티브형 레지스트 패턴(28)을 형성한다.
한편 제 1 및 제 2 실시예에서는 시릴화제로서 4-디메틸시록시-3-펜텐-2-온을 이용하였지만 시릴화제로서는 이에 한정되지 않는다. 즉 다음의 화학식 3으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 이용할 수 있다.
단, R1, R2및 R3은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이고,
R4, R5및 R6은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
OR7(R7은 수소원자, 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기, 탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임),
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
상기의 화학식 3으로 나타낸 실란 화합물의 제 1 예로서는 다음의 화학식 4, 화학식 5 및 화학식 6 등을 들 수 있다.
상기의 화학식 4, 화학식 5 및 화학식 6에 있어서, (a)는 3-메틸비닐시록시 트리플루오로메틸-2-프로펜-1-트리플루오로메틸-1-온, (b)는 3-디에틸시록시 트리플루오로메틸-2-프로펜-1-트리플루오로메틸-1-온, (c)는 3-메틸(3', 4', (d)는 3-메틸(2'-시아노에틸)시록시트리클로로메틸-2-프로펜-1-트리클로로메틸-1-온, (e)는 4-메틸시클로헥실시록시-3-펜텐-2-온, (f)는 2-디메틸시록시-1-메톡시카르보닐-1-프로펜, (g)는 4-디메틸시록시-3, 5-헥사디엔-2-온, (h)는 4-디메틸시록시-4-시클로헥실-3-부텐-2-온, (i)는 4-디메틸시록시-3-메틸-3-펜텐-2-온, (j)는 4-t-부틸메틸시록시-3-펜텐-2-온, (k)는 2-이소프로필메틸시록시-1-메톡시카르보닐-1-프로펜이다.
상기의 화학식 1로 나타낸 실란 화합물의 제 2 예로서는 화학식 7, 화학식 8 및 화학식 9 등을 들 수 있다.
상기의 화학식 7, 화학식 8 및 화학식 9에 있어서, (l)은 3-디메틸비닐시록시 트리플루오로메틸-2-프로펜-1-트리플루오로메틸-1-온, (m)은 3-트리에틸시록시트리플루오로메틸-2-프로펜-1-트리플루오로메틸-1-온, (n)은 3-디메틸(3', 4', (o)는 3-디메틸(2'-시아노에틸)시록시트리클로로메틸-2-프로펜-1-트리클로로메틸-1-온, (p)는 4-디메틸시클로헥실시록시-3-펜텐-2-온, (q)는 2-트리메틸시록시-1-메톡시카르보닐-1-프로펜, (r)은 4-트리메틸시록시-3, 5-헥사디엔-2-온, (s)는 4-트리메틸시록시-4-시클로헥실-3-부텐-2-온, (t)는 4-트리메틸시록시-3-메틸-3-펜텐-2-온, (u)는 4-t-부틸디메틸시록시-3-펜텐-2-온, (v)는 2-이소프로필디메틸시록시-1-메톡시카르보닐-1-프로펜이다.
또한 제 1 및 제 2 실시예에서의 시릴화제로서는 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 널리 이용할 수 있다.
단, 일반식 R1 4-nSi(OR)n에서,
n은 1∼3의 정수이고,
R은 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 1∼6의 치환 알킬 카르보닐기 혹은 비치환 알킬 카르보닐기이고,
R1은 동종 또는 이종으로서,
수소원자,
탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,
탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,
또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이다.
상기 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물의 구체예로서는 다음의 화학식 10∼화학식 20로 나타낸 화합물을 들 수 있다.
한편 제 1 실시예에서 이용할 수 있는 레지스트 재료로서는, 산발생제와 알칼리 가용성 수지와 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 혹은 수지를 함유하는 3성분계의 제 1 타입의 화학증폭형 레지스트를 널리 이용할 수 있다.
또한 제 2 실시예에서 이용할 수 있는 레지스트 재료로서는, 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락 수지를 포함하는 통상의 레지스트, 산발생제와 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지를 함유하는 2성분계의 화학증폭형 레지스트, 산발생제와 알칼리 가용성 수지와 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 화합물 혹은 수지를 함유하는 3성분계의 제 2 타입의 화학증폭형 레지스트를 널리 이용할 수 있다.
2성분계의 화학증폭형 레지스트의 시판품으로서는, 예를 들면 동경 응화사(應化社)제, TDUR-DP007을 들 수 있고, 3성분계의 제 1 타입의 화학 증폭형 레지스트의 시판품으로서는, 예를 들면 시프레이사제, XP-8843, SAL-601 등을 들 수 있고, 3성분계의 제 2 타입의 화학증폭형 레지스트의 시판품으로서는, 예를 들면 크라이언트저팬사제, DX561, DX981을 들 수 있다.
이하, 상기의 화학증폭형 레지스트의 구성성분에 대하여 일례를 들지만 구성성분이 이하의 것으로 한정되는 것은 아니다.
2성분계의 화학증폭형 레지스트
○ 산의 작용에 의해 알칼리 가용으로 되는 수지 ……
폴리(t-부톡시카르보닐옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
폴리(t-부톡시카르보닐메틸옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
폴리(테트라히드로피라닐옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
폴리(2-메틸-2-아다만틸메타크릴레이트-co-3-옥소시크로헥실메타크릴레이트
○ 산 발생제 …… 오늄염, 니트로벤질술폰산 에스테르 화합물
3성분계의 제 1 타입 화학증폭형 레지스트
○ 알칼리 가용성 수지 …… 폴리비닐페놀, 폴리메타크릴산
○ 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 또는 수지 …… 멜라민 화합물, 멜라민 수지
○ 산 발생제 …… 오늄염, 니트로벤질술폰산 에스테르 화합물
3성분계의 제 2 타입 화학증폭형 레지스트
○ 알칼리 가용성 수지 …… 폴리비닐페놀, 폴리메타크릴산
○ 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지 또는 화합물 ……
폴리(t-부톡시카르보닐옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
폴리(t-부톡시카르보닐메틸옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
폴리(테트라히드로피라닐옥시스틸렌-co-히드록시스틸렌)
○ 산 발생제 …… 오늄염, 니트로벤질술폰산 에스테르 화합물
상술한 바와 같이 본 발명에 관한 제 1 또는 제 2의 패턴 형성방법에 의하면 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화 반응에 있어서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니기 때문에, 레지스트막의 미노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여하므로, 레지스트막의 미노광부에 패턴 노광의 미노광부의 폭과 거의 같은 크기의 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층이 형성된다. 이 때문에, 얻어진 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 드라이 에칭을 행하면 패턴 형상이 열화되지 않으면서 원하는 패턴폭을 갖는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명에 관한 제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 의하면 시릴화층을 형성하기 위한 시릴화 반응에 있어서 알칼리 성분이 발생하지 않는 것과 함께 시릴화 반응의 부생성물도 알칼리성이 아니기 때문에, 레지스트막의 노광부에 존재하는 대부분의 OH기가 시릴화 반응에 기여하므로 레지스트막의 노광부에 패턴 노광의 노광부의 폭과 거의 같은 크기의 폭 및 큰 두께를 갖는 시릴화층이 형성된다. 이 때문에, 얻어진 시릴화층을 마스크로 하여 레지스트막에 대하여 드라이 에칭을 행하면 패턴 형상이 열화되지 않으면서 원하는 패턴폭을 갖는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
제 1 또는 제 2의 패턴 형성방법에 있어서, 레지스트로서 산발생제, 알칼리 가용성 수지 및 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용하면, 이 화학증폭형 레지스트로 구성되며 패턴 형상이 열화되지 않는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 있어서, 레지스트로서 산발생제와 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용하면, 이 화학증폭형 레지스트로 이루어지며 패턴 형상이 열화되지 않는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
제 3 또는 제 4의 패턴 형성방법에 있어서, 레지스트로서 산발생제, 알칼리 가용성 수지 및 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트를 이용하면, 이 화학증폭형 레지스트로 이루어지며 패턴 형상이 열화되지 않는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
제 3 또는 제 4 패턴 형성방법에 있어서, 레지스트로서 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락수지를 함유하는 보통의 레지스트를 이용하면, 이 보통의 레지스트로 이루어지며 패턴 형상이 열화되지 않는 레지스트 패턴을 얻을 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예들은 예시의 목적을 위해 개시된 것이며, 당업자라면 첨부된 특허청구범위에 개시된 본 발명의 사상과 범위를 통해 각종 수정, 변경, 대체 및 부가가 가능할 것이다.
Claims (12)
- 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과,상기 레지스트막에 대하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과,패턴 노광된 상기 레지스트막의 표면에 다음의 화학식으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여, 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과,상기 시릴화층을 마스크로 하여 상기 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부를 제거하여 상기 레지스트막으로 이루어지는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.(단, R1, R2및 R3은 동종 또는 이종으로서,수소원자,탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이고,R4, R5및 R6은 동종 또는 이종으로서,수소원자,OR7(R7은 수소원자, 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기, 탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임),탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임.)
- 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과,상기 레지스트막에 대하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과,패턴 노광된 상기 레지스트막의 표면에 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여, 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과,상기 시릴화층을 마스크로 하여 상기 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부를 제거하여, 상기 레지스트막으로 이루어지는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.(단, 일반식 R1 4-nSi(OR)n에서,n은 1∼3의 정수(整數)이고,R은 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 1∼6의 치환 알킬 카르보닐기 혹은 비치환 알킬 카르보닐기이고,R1은 동종 또는 이종으로서,수소원자,탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임.)
- 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과,상기 레지스트막에 대하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과,패턴 노광된 상기 레지스트막의 표면에 다음의 화학식으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과,상기 시릴화층을 마스크로 하여 상기 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부를 제거하고, 상기 레지스트막으로 구성되는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.(단, R1, R2및 R3은 동종 또는 이종으로서,수소원자,탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기이고,R4, R5및 R6은 동종 또는 이종으로서,수소원자,OR7(R7은 수소원자, 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기, 탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기, 또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임),탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임.)
- 반도체 기판상에 레지스트를 도포하여 레지스트막을 형성하는 제 1 공정과,상기 레지스트막에 대하여 패턴 노광을 행하는 제 2 공정과,패턴 노광된 상기 레지스트막의 표면에 일반식 R1 4-nSi(OR)n으로 나타낸 실란 화합물을 포함하는 시릴화제를 공급하여 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 노광부에 시릴화층을 형성하는 제 3 공정과,상기 시릴화층을 마스크로 하여 상기 레지스트막에 대하여 에칭을 행함으로써 상기 레지스트막에서의 패턴 노광의 미노광부를 제거하고, 상기 레지스트막으로 구성되는 레지스트 패턴을 형성하는 제 4 공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.(단, 일반식 R1 4-nSi(OR)n에서,n은 1∼3의 정수(整數)이고,R은 탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수 1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 1∼6의 치환 알킬 카르보닐기 혹은 비치환 알킬 카르보닐기이고,R1은 동종 또는 이종으로서,수소원자,탄소수 1∼6의 치환 포화 탄화수소기 혹은 비치환 포화 탄화수소기,탄소수1∼6의 치환 불포화 탄화수소기 혹은 비치환 불포화 탄화수소기,또는 탄소수 3∼6의 지환식 포화 탄화수소기임.)
- 제 1항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 2항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 가교반응을 일으키는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 3항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 3항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 산발생제와, 알칼리 가용성 수지와, 산의 작용에 의해 알칼리 가용성으로 되는 화합물 또는 수지를 함유하는 화학증폭형 레지스트인 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 3항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
- 제 4항에 있어서,상기 제 1 공정에서의 레지스트는 나프토퀴논 디아지드 화합물과 노보락 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 패턴 형성방법.
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