JP3175276B2 - Reaction processing equipment - Google Patents

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、ＩＣ，ＬＳＩなどの半
導体素子の製造工程におけるレジストパターンを乾式現
像によって形成するための反応処理装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reaction processing apparatus for forming a resist pattern by dry development in a process of manufacturing a semiconductor device such as an IC or LSI.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来、ＩＣ，ＬＳＩなどの半導体素子の
製造工程においては、その加工されるべき基板上にポリ
イソプレン環化物にビスアジドを混合したネガ型ホトレ
ジストやノボラック樹脂にキノンジアジド化合物を混合
したポジ型ホトレジストを塗布し、パターンマスクを介
して水銀灯のｇ線（波長４３６ｎｍ）やｉ線（波長３６
５ｎｍ）を用いて露光し、現像液にて現像することによ
りレジストパターンを形成するホトリソグラフィ法が採
用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, in the process of manufacturing semiconductor devices such as ICs and LSIs, a negative type photoresist in which bisazide is mixed with a polyisoprene cyclized product or a quinonediazide compound is mixed in a novolak resin on a substrate to be processed. G photoresist (wavelength 436 nm) and i-ray (wavelength 36 nm) of a mercury lamp through a pattern mask.
(5 nm), and a photolithography method of forming a resist pattern by developing with a developer.

【０００３】しかし、近年では半導体素子がさらに小型
化し、基板上に形成されるべきレジストパターンの最小
寸法が１μｍ以下、さらに０．５μｍ付近の領域に入り
つつある。このような寸法領域では、現像液を現像に用
いる従来のホトリソグラフィ法を使用しても、特に段差
構造を有する基板が使用される場合には、露光時の光の
反射の影響や露光系における焦点深度の浅さなどの問題
に起因して、レジストパターンの十分な解像度が得られ
ないという問題が発生する。However, in recent years, semiconductor devices have been further miniaturized, and the minimum size of a resist pattern to be formed on a substrate is less than 1 μm, and moreover, is entering a region around 0.5 μm. In such a dimension region, even if a conventional photolithography method using a developing solution for development is used, particularly when a substrate having a step structure is used, the influence of light reflection at the time of exposure and the exposure system Due to a problem such as a small depth of focus, a problem arises in that a sufficient resolution of the resist pattern cannot be obtained.

【０００４】このような問題を解決するために、基板と
感放射線性樹脂との密着性を向上させるべく、感放射線
性樹脂を塗布する前の工程で、ヘキサメチルジシラザン
（以下、ＨＭＤＳという）などのケイ素を含む反応性化
合物によって基板に表面処理を施すための、反応性化合
物を基板に対し単一の口ないし孔より導入する反応処理
装置が提案されている。[0004] In order to solve such a problem, hexamethyldisilazane (hereinafter referred to as HMDS) is used in a step before applying the radiation-sensitive resin in order to improve the adhesion between the substrate and the radiation-sensitive resin. In order to subject a substrate to a surface treatment with a reactive compound containing silicon such as silicon, a reaction processing apparatus has been proposed in which the reactive compound is introduced into the substrate from a single port or hole.

【０００５】特開昭６１−１０７３４６号公報において
は、光活性化合物とポリマーを含むホトレジストをパタ
ーンマスクを介して水銀灯のｉ線またはｇ線あるいは遠
紫外光で露光し、その露光部分に例えばＨＭＤＳなどの
ケイ素化合物を選択的に作用させてシリル化した後、酸
素プラズマを発生させる反応性イオンエッチング装置を
用いてシリル化しなかった部分をエッチングすることに
より現像を行い、レジストパターンを形成する乾式現像
プロセスにおけるシリル化の工程において用いられる、
反応性ケイ素化合物を基板上に導くための複数の孔、お
よび基板の上下に位置し基板の温度を高温に保持する上
部加熱用板と下部加熱用板とを内部に設けた、密閉可能
な反応器を有する反応処理装置が開示されている。In JP-A-61-107346, a photoresist containing a photoactive compound and a polymer is exposed to i-line or g-line of a mercury lamp or far-ultraviolet light through a pattern mask, and the exposed portion is, for example, HMDS or the like. A dry development process in which the silicon compound is selectively acted on to perform silylation, and then the unsilylated portion is etched by using a reactive ion etching apparatus that generates oxygen plasma to thereby develop a resist pattern. Used in the step of silylation in
A plurality of holes for guiding the reactive silicon compound onto the substrate, and an upper heating plate and a lower heating plate which are located above and below the substrate and maintain the temperature of the substrate at a high temperature, a sealable reaction provided inside. A reaction processing device having a vessel is disclosed.

【０００６】ケイ素化合物の代わりに、ゲルマニウム化
合物によって処理を行い選択的にゲルミル化することも
行われている。[0006] Instead of a silicon compound, a treatment with a germanium compound is performed to selectively perform gel milling.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、反応性化合物を基板上に均一に導きかつ均
一に接触させることができなかったため基板に処理むら
が生じ、生産性が悪かった。However, in the above prior art, the reactive compound could not be uniformly guided on the substrate and could not be brought into uniform contact with the substrate, resulting in uneven processing of the substrate and poor productivity.

【０００８】本発明は従来の問題を解消し、基板の全面
にわたって均一な反応処理が可能で、それによって微細
なパターン加工を高い生産性を維持しながら高い精度で
実施し得る反応処理装置を提供することを目的とする。The present invention solves the conventional problems and provides a reaction processing apparatus capable of performing uniform reaction processing over the entire surface of a substrate and thereby performing fine pattern processing with high accuracy while maintaining high productivity. The purpose is to do.

【０００９】[0009]

【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明の感放射線性樹脂層を形成した被処理基板を
放射線処理した後、ドライ現像処理する前に、ケイ素化
合物またはゲルマニウム化合物からなる反応性化合物に
よる処理を行う反応処理装置においては、反応性化合物
導入口を有し減圧可能な反応器と、該反応器内に設けら
れ前記基板を載置しかつ前記基板の温度を制御するため
の温度制御可能板と、前記反応性化合物導入口と前記温
度制御可能板との間に設けられ、前記反応性化合物を前
記温度制御可能板上に載置された前記基板上に導く構造
を有する部位および前記基板に対して前記反応性化合物
が直接には導入されないように遮蔽する部位を有する板
状部材とを具えたことを特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, after subjecting a substrate on which a radiation-sensitive resin layer according to the present invention is formed to a radiation treatment, and before a dry development treatment, a silicon compound or a germanium compound is used. In a reaction processing apparatus for performing a process with a reactive compound, a reactor having a reactive compound inlet and capable of reducing pressure, a substrate provided in the reactor, the substrate is placed, and the temperature of the substrate is controlled. A structure that is provided between the reactive compound introduction port and the temperature controllable plate, and guides the reactive compound onto the substrate placed on the temperature controllable plate. And a plate-shaped member having a portion for shielding the reactive compound from being directly introduced into the substrate.

【００１０】この板状部材の構成は以下のようであるこ
とが望ましい。すなわち、反応処理器内にて基板の中心
と反応性化合物導入口の中心を結ぶ直線上で、反応性化
合物を通過させない板、好ましくは薄平円盤を、基板の
最大径よりも大きい最小径をもつ一様なメッシュ状の板
に対し、反応性化合物導入口側、あるいは基板側、好ま
しくは反応性化合物導入口側で完全にそのメッシュ状の
板に密着させしめ、かつその中心が上記直線上に位置す
るよう配置する。そのときの反応性化合物導入口の周上
の任意の点から視たその反応性化合物を通過させない板
の立体角Ω₁ が Ω₁ ＞０．４２×２π ｓｒ（ステラジアン） であり、かつ反応性化合物導入口の周上の任意の点から
視た反応室底面の立体角Ω₂ 以下となるようにすること
が望ましい。It is desirable that the configuration of the plate member is as follows. That is, on a straight line connecting the center of the substrate and the center of the reactive compound introduction port in the reaction processor, a plate that does not allow the passage of the reactive compound, preferably a thin disk, has a minimum diameter larger than the maximum diameter of the substrate. With respect to the uniform mesh-shaped plate, the reactive compound introduction port side or the substrate side, preferably the reactive compound introduction port side, is brought into close contact with the mesh-shaped plate, and the center is on the straight line. To be located at The solid angle Ω _{1 of the} plate that does not allow passage of the reactive compound viewed from an arbitrary point on the circumference of the reactive compound inlet at that time is Ω ₁ > 0.42 × 2π sr (steradian), and the reactivity is It is desirable that the solid angle at the bottom of the reaction chamber as seen from an arbitrary point on the circumference of the compound introduction port be Ω ₂ or less.

【００１１】本発明においては、基板と反応性化合物導
入口との間に設ける前述のように構成される板状部材
（以下、「ブロッキングプレート」という）、ならびに
基板を載置し基板の温度を制御する温度制御可能板を形
成する材料としては、例えばアルミニウム、ステンレス
鋼などを挙げることができるが、反応性化合物に侵され
ないものであれば特に制限はない。In the present invention, the plate-like member (hereinafter, referred to as a "blocking plate") provided between the substrate and the reactive compound introduction port as described above, and the substrate are placed and the temperature of the substrate is reduced. Materials for forming the temperature-controllable plate to be controlled include, for example, aluminum and stainless steel, but are not particularly limited as long as they are not affected by the reactive compound.

【００１２】基板の温度を制御するにあたっては、複数
の温度制御可能板、例えば上述した基板を載置するため
の温度制御可能板の他に上部温度制御可能板を使用する
こともできる。In controlling the temperature of the substrate, a plurality of temperature controllable plates, for example, an upper temperature controllable plate can be used in addition to the above-mentioned temperature controllable plate for mounting the substrate.

【００１３】反応器に反応性化合物を導入するにあたっ
ては通常ガス状で導入するが、この場合は反応性化合物
のガスを窒素、ヘリウムなどの不活性キャリアガスとと
もに導入する。もしくは真空にした反応器に液体とし
て、例えば霧状で直接導入し、反応器内でガス化するこ
ともできる。反応性化合物をガス状で反応器（約６００
ｃｃ）に導入する際のガスの流速は、通常０．０１〜１
０ｌ／ｍｉｎ、好ましくは０．１ｌ／ｍｉｎ〜３．５ｌ
／ｍｉｎであり、反応性ガスを基板に接触させる時間は
通常５秒〜７分間、好ましくは１０秒〜５分間である。
さらに、反応器内の全圧力は通常５０〜９００ｍｍＨ
ｇ、好ましくは１００〜７６０ｍｍＨｇである。When the reactive compound is introduced into the reactor, it is usually introduced in a gaseous state. In this case, the reactive compound gas is introduced together with an inert carrier gas such as nitrogen or helium. Alternatively, it can be directly introduced as a liquid, for example, in the form of a mist, into a evacuated reactor, and gasified in the reactor. The reactive compound is supplied in a gaseous state to a reactor (about 600
The flow rate of the gas when introduced into cc) is usually 0.01 to 1
0 l / min, preferably 0.1 l / min to 3.5 l
/ Min, and the time for contacting the reactive gas with the substrate is usually 5 seconds to 7 minutes, preferably 10 seconds to 5 minutes.
Further, the total pressure in the reactor is typically 50-900 mmH
g, preferably 100 to 760 mmHg.

【００１４】上述の本発明の装置での処理が適用される
基板としては、シリコン、ガリウム−ヒ素などの半導体
基板、ガラス基板、ダイヤモンド基板、および感放射線
性樹脂層を有するシリコン、ガリウム−ヒ素などの半導
体基板、ガラス基板、ダイヤモンド基板などを挙げるこ
とができる。ここで感放射線性樹脂としては、ノボラッ
ク樹脂やポリヒドロキシスチレンなどのアルカリ可溶性
樹脂とキノンジアジド化合物やビスアジド化合物などか
らなる感放射線性樹脂を挙げることができ、それら樹脂
層に接触させる反応性化合物としては、ＨＭＤＳ、テト
ラメチルジシラザンなどのケイ素化合物や、ビス−（ト
リメチルゲルミル）アミン、ビス−（ジメチルゲルミ
ル）アミンなどのゲルマニウム化合物を挙げることがで
きる。また、基板と基板に塗布する感放射線性樹脂との
密着性を高める目的で基板を処理する場合の処理用反応
性化合物としては、ＨＭＤＳなどのケイ素化合物を挙げ
ることができる。The substrate to which the above-described processing in the apparatus of the present invention is applied is a semiconductor substrate such as silicon or gallium-arsenic, a glass substrate, a diamond substrate, or a silicon or gallium-arsenic having a radiation-sensitive resin layer. Semiconductor substrate, glass substrate, diamond substrate and the like. Here, examples of the radiation-sensitive resin include a radiation-sensitive resin composed of an alkali-soluble resin such as a novolak resin or polyhydroxystyrene and a quinonediazide compound or a bisazide compound.Examples of the reactive compound to be brought into contact with the resin layer include: , HMDS and tetramethyldisilazane, and germanium compounds such as bis- (trimethylgermyl) amine and bis- (dimethylgermyl) amine. In addition, as the reactive compound for processing when the substrate is processed for the purpose of increasing the adhesion between the substrate and the radiation-sensitive resin applied to the substrate, a silicon compound such as HMDS can be used.

【００１５】[0015]

【作用】本発明においては、反応性化合物を遮蔽する中
央部分と反応性化合物を通過させる周辺部分とを有する
板状部材を、反応性化合物導入口と基板との間に設ける
ことによって、反応性化合物による処理が基板全面にわ
たり均一に行えるため、ドライ現像処理との組合わせに
よって微細なパターン加工を高い生産性を維持しながら
高い精度で実施することが可能である。According to the present invention, a plate-shaped member having a central portion for shielding the reactive compound and a peripheral portion for allowing the reactive compound to pass therethrough is provided between the reactive compound introduction port and the substrate to thereby increase the reactivity. Since the treatment with the compound can be performed uniformly over the entire surface of the substrate, fine pattern processing can be performed with high accuracy while maintaining high productivity by combining with the dry development treatment.

【００１６】[0016]

【実施例】以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳
細かつ具体的に説明する。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【００１７】図１は本発明による反応処理装置の一実施
態様であって、特開昭６１−１０７３４６号公報で示さ
れているホトリソグラフィ法のシリル化工程に使用され
る場合を示す。FIG. 1 shows an embodiment of the reaction processing apparatus according to the present invention, which is used in a silylation step of a photolithography method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-107346.

【００１８】ここで、１Ａおよび１Ｂは各々上下に分離
可能な反応器１の上部部材および下部部材であり、下部
部材１Ｂを上方に移動させることにより反応器１を密閉
状態、さらには減圧状態に保つことができる。但し、こ
こでは上部部材が固定されているが、下部部材が固定さ
れていてもよい。Here, reference numerals 1A and 1B denote an upper member and a lower member of the reactor 1 which are separable up and down, respectively. Can be kept. Here, the upper member is fixed here, but the lower member may be fixed.

【００１９】２は上部温度制御可能板、３はヒータが内
蔵されている下部温度制御可能板、４は反応器下部部材
１Ｂの側に設けられて下部温度制御可能板３と接続され
ることにより温度制御可能なシール部材であり、上部部
材１Ａにより反応器１を密閉状態としたときに上部温度
制御可能板２との間の空間を気密に保持することができ
る。なお、上部温度制御可能板は必ずしも温度制御可能
である必要はなく、反応器内の温度分布を著しく不均一
にするようなものでなければなんでもよいし、設けなく
ともよい。Reference numeral 2 denotes an upper temperature controllable plate, 3 denotes a lower temperature controllable plate having a built-in heater, and 4 denotes a plate provided on the side of the reactor lower member 1B and is connected to the lower temperature controllable plate 3. A temperature-controllable seal member, which can keep the space between the upper temperature-controllable plate 2 and the upper temperature-controllable plate 2 airtight when the reactor 1 is closed by the upper member 1A. The upper temperature controllable plate is not necessarily required to be temperature controllable, and may be anything or may not be provided as long as the temperature distribution in the reactor is not significantly uneven.

【００２０】５は下部温度制御可能板３上に載置され、
制御された温度にて反応処理を受ける基板であり、減圧
ポンプ６による真空チャッキングにより下部温度制御可
能板３に固定することができる。但し、基板５は下部温
度制御可能板３に密着して固定されなくてもよく、複数
のピンにより下部温度制御可能板３より浮かして保持さ
れたりしてもよい。5 is mounted on the lower temperature controllable plate 3,
It is a substrate that undergoes a reaction process at a controlled temperature, and can be fixed to the lower temperature-controllable plate 3 by vacuum chucking with a vacuum pump 6. However, the substrate 5 does not have to be fixed to the lower temperature controllable plate 3 in close contact with the lower temperature controllable plate 3, and may be floated and held from the lower temperature controllable plate 3 by a plurality of pins.

【００２１】基板５上には放射線照射処理が施された感
放射線性樹脂層を有し、反応器１を密閉状態に保ったと
きに基板５と上部温度制御可能板２との間には適切な隙
間が保たれるようにする。ここにいう制御された温度と
は、反応処理を通じて一定の温度であってもよいし、変
化させてもよい。The substrate 5 has a radiation-sensitive resin layer that has been subjected to a radiation irradiation treatment. When the reactor 1 is kept in a sealed state, an appropriate space is provided between the substrate 5 and the upper temperature controllable plate 2. Make sure that a proper gap is maintained. Here, the controlled temperature may be a constant temperature throughout the reaction process or may be changed.

【００２２】上部温度制御可能板２には、反応室内へ反
応性化合物を導くための反応性化合部導入口７が設けら
れなければならない。そして、上部温度制御可能板２は
基板５との間の隙間にブロッキングプレート８を有す
る。ブロッキングプレート８については後に詳しく説明
する。The upper temperature controllable plate 2 must be provided with a reactive compound inlet 7 for introducing a reactive compound into the reaction chamber. The upper temperature controllable plate 2 has a blocking plate 8 in a gap between the upper temperature controllable plate 2 and the substrate 5. The blocking plate 8 will be described later in detail.

【００２３】バブラー９に貯留されているケイ素化合物
からなる反応性化合物１０は、必要に応じて上述の反応
性化合物導入口よりブロッキングプレートを介し、基板
５上へ均一に導かれる。また、バブラー９には循環水供
給系が設けられており、その循環水によりバブラー９の
温度を制御し、ケイ素化合物の温度を調整することがで
きる。このことにより、反応器１内に不活性キャリアガ
スと共に送られる反応性化合物の濃度を調整でき、同時
に不図示のマスフローコントローラなどの流量制御装置
により、反応性化合物の供給量を適切に制御することが
できる。また、１１は反応性化合物の凝縮をさけるため
の加温装置である。The reactive compound 10 composed of a silicon compound stored in the bubbler 9 is uniformly guided to the substrate 5 from the above-described reactive compound inlet through a blocking plate as required. The bubbler 9 is provided with a circulating water supply system, and the temperature of the bubbler 9 can be controlled by the circulating water to adjust the temperature of the silicon compound. Thereby, the concentration of the reactive compound sent together with the inert carrier gas into the reactor 1 can be adjusted, and at the same time, the supply amount of the reactive compound can be appropriately controlled by a flow control device such as a mass flow controller (not shown). Can be. Reference numeral 11 denotes a heating device for avoiding condensation of the reactive compound.

【００２４】反応中あるいは反応前後の処理中には、反
応器を減圧ポンプ１２によって適当な減圧度に保つこと
ができる。ここにいう反応前後の処理というのは、例え
ば加温、冷却、あるいは不活性ガスによって反応器をブ
ローし雰囲気を入れ替えたりすること等である。１３は
凝縮器、１４は反応性ガス用トラップであって、反応性
化合物や処理中に発注したガスはポンプ１２により必要
に応じて凝縮器１３での冷却を経て、トラップ１４に導
くことが可能である。During the reaction or before and after the reaction, the pressure in the reactor can be maintained at an appropriate level by the vacuum pump 12. The treatments before and after the reaction referred to herein include, for example, heating, cooling, or blowing the reactor with an inert gas to replace the atmosphere. Reference numeral 13 denotes a condenser, and reference numeral 14 denotes a reactive gas trap. Reactive compounds and gases ordered during the process can be guided to the trap 14 by the pump 12 after being cooled by the condenser 13 as necessary. It is.

【００２５】図２にブロッキングプレートの一例を示
す。このブロッキングプレートは、反応性化合物を通過
させない中心部の板８Ａと、反応性化合物を通過させる
メッシュ状の部位８Ｂとからなる。ブロッキングプレー
トの反応性化合物を基板に導くメッシュ状の部位８Ｂは
そのパスサイズが１〜２００μｍであって、ブロッキン
グプレートの中心を通り、ブロッキングプレートに垂直
な中心軸を対称中心として一様であることが望ましい。
図３はブロッキングプレートの他の例を示す。図３
（Ａ）は反応性化合物を通過させない板８Ｃで薄い円環
部８Ｄ、中央の円盤部８Ｅおよびその両者を結ぶ腕８Ｆ
とからなっている。図３（Ｂ）は一様なメッシュ状の板
８Ｇで、図３（Ｃ）の側面図に示すように板８Ｃと８Ｇ
とを密着し、一体化する。この時、板８Ｃが反応性化合
物導入口の側にあることがより望ましい。FIG. 2 shows an example of the blocking plate. The blocking plate includes a central plate 8A through which the reactive compound does not pass, and a mesh-like portion 8B through which the reactive compound passes. The mesh-shaped portion 8B for guiding the reactive compound of the blocking plate to the substrate has a path size of 1 to 200 μm, passes through the center of the blocking plate, and is uniform with the center axis perpendicular to the blocking plate as the center of symmetry. Is desirable.
FIG. 3 shows another example of the blocking plate. FIG.
(A) is a plate 8C that does not allow a reactive compound to pass through, a thin annular portion 8D, a central disk portion 8E, and an arm 8F connecting both of them.
It consists of FIG. 3B shows a uniform mesh plate 8G. As shown in the side view of FIG.
And tightly integrated. At this time, it is more desirable that the plate 8C is on the side of the reactive compound introduction port.

【００２６】一様なメッシュ状の部位８Ｂまたはメッシ
ュ状の板８Ｇは複数の孔の空いた板であってもかまわな
い。但しこの場合は、孔の個数密度と孔の直径のどちら
かか、あるいはそれらの積をブロッキングプレートの中
心からの距離に比例して変化させることが望ましい。The uniform mesh portion 8B or the mesh plate 8G may be a plate having a plurality of holes. However, in this case, it is desirable to change either the number density of the holes or the diameter of the holes or their product in proportion to the distance from the center of the blocking plate.

【００２７】このように構成した反応処理装置において
は、放射線照射処理により回路パターンの潜像を形成し
た後の基板５を反応器１の下部温度制御可能板３上に載
置し、反応器下部部材１Ｂを上昇させることにより反応
器１を密閉状態とする。なおこの場合、上部温度制御可
能板２および下部温度制御可能板３は５０℃〜２５０℃
に保たれており、また、基板５の周囲はシール部材４と
上部温度制御可能板２との間で気密に保たれている。In the reaction processing apparatus configured as described above, the substrate 5 after forming the latent image of the circuit pattern by the radiation irradiation processing is mounted on the lower temperature controllable plate 3 of the reactor 1 and The reactor 1 is closed by raising the member 1B. In this case, the upper temperature controllable plate 2 and the lower temperature controllable plate 3 are 50 ° C. to 250 ° C.
Further, the periphery of the substrate 5 is kept airtight between the sealing member 4 and the upper temperature controllable plate 2.

【００２８】そこで、減圧ポンプ１２により基板５の周
囲を真空度１０〜５００ｍｍＨｇ程度まで減圧し、次に
バブラー９から窒素を不活性キャリアガスとして使用し
て反応性化合物ガスを上部温度制御可能板２の反応性化
合物導入口７からブロッキングプレート８を介して基板
５上に均一に放出する。なお、このときの反応性化合物
ガスの供給量は、上述した方法により制御されるもの
で、かくして、基板５は反応性化合物ガスの雰囲気中に
通常５秒〜７分間、好ましくは１０秒〜５分間放置され
る。Then, the pressure around the substrate 5 is reduced to a degree of vacuum of about 10 to 500 mmHg by the vacuum pump 12, and then the reactive compound gas is supplied from the bubbler 9 using nitrogen as an inert carrier gas to the upper temperature-controllable plate 2. Is uniformly released onto the substrate 5 from the reactive compound inlet 7 through the blocking plate 8. At this time, the supply amount of the reactive compound gas is controlled by the above-described method. Thus, the substrate 5 is placed in the reactive compound gas atmosphere for usually 5 seconds to 7 minutes, preferably 10 seconds to 5 minutes. Leave for a minute.

【００２９】またこの場合、基板５の周辺は常時または
間欠的に反応性化合物ガスを流すようにしてもよい。そ
して反応が完了した段階で、ポンプ１２により反応性化
合物ガスを凝縮器１３に導き、冷却した後トラップ１４
に回収する。In this case, the reactive compound gas may be constantly or intermittently flowed around the substrate 5. Then, at the stage when the reaction is completed, the reactive compound gas is led to the condenser 13 by the pump 12,
To be collected.

【００３０】なお、本実施例態様では反応器１内に温度
制御可能板２および３を配置したが、生産性をさらに高
めるために、基板５を反応器１に持込む以前に温度制御
が行われるよう、減圧あるいは常圧の雰囲気中で温度制
御する手段を設けるようにしてもよい。Although the temperature controllable plates 2 and 3 are arranged in the reactor 1 in this embodiment, the temperature is controlled before the substrate 5 is brought into the reactor 1 in order to further increase the productivity. As described above, a means for controlling the temperature in a reduced pressure or normal pressure atmosphere may be provided.

【００３１】実施例１ ６インチシリコンウエハ上に、６−ジアゾ−５，６−ジ
ヒドロ−５−オキソ−１−ナフタレンスルホン酸クロリ
ドとノボラック樹脂との部分的エステル化合物と６−ジ
アゾ−５，６−ジヒドロ−５−オキソ−１−ナフタレン
スルホン酸を混合し、プロピレングリコールモノメチル
アセテートに溶解させたものを、スピンコートにより膜
厚１．５μｍになるよう塗布し、開口係数が０．５０の
ｉ線ステッパーを用いてウエハ全面にわたって等間隔ラ
イン・アンド・スペースパターンを露光した。 Example 1 On a 6-inch silicon wafer, a partial ester compound of 6-diazo-5,6-dihydro-5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid chloride and a novolak resin and 6-diazo-5,6 A mixture of -dihydro-5-oxo-1-naphthalenesulfonic acid, dissolved in propylene glycol monomethyl acetate, was applied by spin coating to a thickness of 1.5 µm, and an i-line having an aperture coefficient of 0.50 was applied. Using a stepper, a uniform line and space pattern was exposed over the entire surface of the wafer.

【００３２】次に、反応性化合物導入口と基板の間に設
けるブロッキングプレートの構成を、ＳＵＳ３１６製
の、図３（Ｂ）のような一様なメッシュ状の半径８５ｍ
ｍの薄平円盤に、同じくＳＵＳ３１６製の、幅５ｍｍの
薄輪の中心に半径２５ｍｍの円盤を２ｍｍの腕で８方向
から保持する構造をもつ図３（Ａ）のような薄板を、反
応性化合物導入口側から図３（Ｃ）のごとく密着して重
ね一体となしたものとし、これをネジ止めしたステンレ
ス製上部温度制御可能板と、ステンレス製下部温度制御
可能板を有する反応器に、上記露光後のシリコンウエハ
収容した。そして、１６０℃、３分間の処理前ベークを
圧力１５０ｍｍＨｇで行った後、ＨＭＤＳ（バブラー温
度５０℃、Ｎ₂ 流量１．０ｌ／ｍｉｎ）を反応器（６０
０ｃｃ）に導入し、全圧力７６０ｍｍＨｇ，ＨＭＤＳ濃
度０．５容量％，１６０℃で４分間シリル化処理を施し
た。Next, the configuration of the blocking plate provided between the reactive compound introduction port and the substrate is a uniform mesh-like radius of 85 m made of SUS316 as shown in FIG.
A thin plate as shown in FIG. 3A having a structure of holding a 25 mm-radius disk at the center of a 5 mm-wide thin ring from 8 directions with a 2 mm arm on a thin flat disk of SUS316 As shown in FIG. 3 (C), the reactor was brought into close contact with the compound introduction port to form an integral unit. The reactor was fitted with a stainless steel upper temperature controllable plate and a stainless steel lower temperature controllable plate. The exposed silicon wafer was housed. After baking at 160 ° C. for 3 minutes before treatment at a pressure of 150 mmHg, HMDS (bubbler temperature of 50 ° C., N ₂ flow rate of 1.0 l / min) was fed into the reactor (60).
0 cc), and subjected to a silylation treatment at 160 ° C. for 4 minutes at a total pressure of 760 mmHg, HMDS concentration of 0.5% by volume.

【００３３】このとき、反応性化合物導入口とブロッキ
ングプレートおよびブロッキングプレートと基板との距
離は、それぞれ１０ｍｍであり、上記半径２５ｍｍの円
盤および反応器底面の立体角Ω₁ およびΩ₂ は、反応性
化合物導入口周上の任意の点から視て、各々 Ω₁ ＝３．９５ ステラジアン および Ω₂ ＝５．２４ ステラジアン であった。At this time, the distances between the reactive compound inlet and the blocking plate and between the blocking plate and the substrate were 10 mm, respectively, and the solid angles Ω ₁ and Ω ₂ of the disk having a radius of 25 mm and the bottom of the reactor were determined by the reactivity. Ω ₁ = 3.95 steradians and Ω ₂ = 5.24 steradians, respectively, as viewed from any point on the periphery of the compound introduction port.

【００３４】このウエハをマテリアルズリサーチコーポ
レーション社製マグネトロン反応性イオンエッチング装
置Ａｒｉｅｓ−Ｃを用いて、パワー１ｋＷ、ガス流量７
０ＳＣＣＭ、圧力４ｍＴｏｒｒで酸素エッチングしたと
ころ、０．４〜１．０μｍの等間隔ライン・アンド・ス
ペースパターンが設計寸法どうりに形成された。さら
に、０．６μｍの等間隔ライン・アンド・スペースパタ
ーンに対し、走査型電子顕微鏡の画面にて付属の測長機
構により３０，０００倍の倍率でウエハ全面にわたって
７１点のライン幅を測長し、ライン幅の均一性の信頼性
のある指標として母集団の標準偏差の平均値に対する割
合を求めたところ１．４％という高均一性を示す値が得
られた。The wafer was subjected to a power of 1 kW and a gas flow rate of 7 using a magnetron reactive ion etching apparatus Aries-C manufactured by Materials Research Corporation.
When oxygen etching was performed at 0 SCCM and a pressure of 4 mTorr, line-and-space patterns of 0.4 to 1.0 μm were formed at regular intervals according to the design dimensions. Further, the line width of 71 points was measured for the 0.6 μm equally-spaced line and space pattern over the entire surface of the wafer at a magnification of 30,000 times by the attached length measuring mechanism on the screen of the scanning electron microscope. When the ratio of the standard deviation of the population to the average value was determined as a reliable index of the uniformity of the line width, a value indicating a high uniformity of 1.4% was obtained.

【００３５】実施例２ ブロッキングプレートの板８Ｃの中央部の円盤８Ｅの半
径を８ｍｍ，１６ｍｍおよび３５ｍｍと変化させ、実施
例１と同様にして基板上でのパターン寸法の均一性（標
準偏差３σ）を求めた。結果を図４に示す。円盤の半径
が１６ｍｍ以下および３５ｍｍを越える範囲では均一性
が劣化し、その中間で高い均一性が得られる。円盤の半
径１６ｍｍは反応性化合物導入口の周上の任意の点から
視た円盤の立体角０．４２ステラジアンに相当し、半径
３５ｍｍは、同じく反応性化合物導入口の周上の任意の
点から視た基板の立体角に等しい。 Example 2 The radius of the disk 8E in the center of the plate 8C of the blocking plate was changed to 8 mm, 16 mm and 35 mm, and the pattern size uniformity on the substrate (standard deviation 3σ) was changed in the same manner as in Example 1. I asked. FIG. 4 shows the results. If the radius of the disk is 16 mm or less and exceeds 35 mm, the uniformity deteriorates, and high uniformity is obtained in the middle. A radius of 16 mm of the disk corresponds to a solid angle of 0.42 steradians of the disk viewed from any point on the circumference of the reactive compound inlet, and a radius of 35 mm is also from any point on the circumference of the reactive compound inlet. Equal to the solid angle of the substrate seen.

【００３６】比較例１ 実施例１において、反応性化合物導入口と基板との間に
板上部材を設けず、反応性化合物導入口から基板に対し
て直接反応性化合物を導入した。 Comparative Example 1 In Example 1, the reactive compound was introduced directly into the substrate from the reactive compound introduction port without providing an on-plate member between the reactive compound introduction port and the substrate.

【００３７】実施例１とまったく同様に、０．６μｍの
等間隔ライン・アンド・スペースパターンに対して標準
偏差の平均値に対する割合を求めたところ、５．０％と
いう値が得られた。The ratio of the standard deviation to the average value of the 0.6 μm equally-spaced line-and-space pattern was calculated in the same manner as in Example 1. As a result, a value of 5.0% was obtained.

【００３８】比較例２ 実施例１において、反応性化合物導入口と基板との間に
設ける板状部材をＳＵＳ３１６の一様なメッシュ状の薄
平円盤とし、反応性化合物が基板に対して直接導入され
ないよう遮蔽する部位を設けなかったところ、０．６μ
ｍの等間隔ライン・アンド・スペースパターンに関する
標準偏差の平均値に対する割合は２．５％であった。COMPARATIVE EXAMPLE 2 In Example 1, the plate member provided between the reactive compound inlet and the substrate was a SUS316 uniform mesh-shaped thin disk, and the reactive compound was directly introduced into the substrate. 0.6μ
The ratio of the standard deviation to the average value of the m equally-spaced line-and-space pattern was 2.5%.

【００３９】本比較例の場合、反応性化合物導入口が、
被処理基板の中心の真上にあるため、基板中央のパター
ン寸法が他の部分のパターン寸法に比較して極端に細く
なる。この原因は、例えば１６０℃に温度制御された温
度制御可能板上にある被処理基板に対してそれと異なる
温度（例えば５０℃）の反応性化合物が導入されたた
め、被処理基板上で温度のむらが生じ、それが処理むら
につながるものと考えられる。つまり、たとえ基板上で
反応性化合物が均一に分布していても、基板上で反応性
化合物の流れがあるとその流れによって被処理基板上で
温度分布が不均一になり、反応のむらが生じる。それに
対し、本発明にかかるブロッキングプレートはこのよう
な基板上の温度の不均一さの原因となる基板上での反応
性化合物の流れを低減させる働きがあり、それによっ
て、基板上で均一な処理が行われる。In the case of this comparative example, the reactive compound inlet was
Since the pattern size is right above the center of the substrate to be processed, the pattern size at the center of the substrate is extremely thin compared to the pattern size of other portions. This is because, for example, a reactive compound having a different temperature (for example, 50 ° C.) is introduced into the substrate to be processed on the temperature controllable plate whose temperature is controlled to 160 ° C., so that the temperature unevenness on the substrate to be processed is caused. And it is considered that this leads to uneven processing. That is, even if the reactive compound is uniformly distributed on the substrate, the flow of the reactive compound on the substrate causes the temperature distribution to be non-uniform on the substrate to be processed due to the flow, resulting in an uneven reaction. On the other hand, the blocking plate according to the present invention has a function of reducing the flow of the reactive compound on the substrate, which causes the temperature non-uniformity on the substrate, whereby the uniform processing on the substrate is achieved. Is performed.

【００４０】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
放射線照射処理した感放射線性樹脂層形成した基板を、
密閉された反応器の一定の温度に保たれた下部温度制御
可能板上に載置し、反応性化合物を基板へ導く一様なメ
ッシュ状の部位と、反応性化合物が基板に対して導入口
から直接には導かれないよう遮蔽する部位とから構成さ
れる板状部材を介して基板上に反応性化合物を供給する
ことにより、ケイ素化合物からなる反応性化合物による
処理が基板全面にわたり均一に行えたため、ドライ現像
処理との組合わせによって０．４μｍ〜１．０μｍの微
細なパターン加工を高い生産性を維持しながら高い精度
で実施することが可能となった。As described above, according to the present invention,
The substrate on which the radiation-sensitive resin layer that has been irradiated
A uniform mesh-shaped part that guides the reactive compound to the substrate by placing it on a lower temperature controllable plate kept at a constant temperature in a closed reactor and an inlet for the reactive compound to the substrate By supplying the reactive compound onto the substrate via a plate-shaped member consisting of a part that shields from being directly guided from the substrate, processing with the reactive compound composed of a silicon compound can be performed uniformly over the entire surface of the substrate Therefore, in combination with the dry development processing, fine pattern processing of 0.4 μm to 1.0 μm can be performed with high accuracy while maintaining high productivity.

【００４１】同様に、ゲルマニウム化合物による処理に
おいても処理の均一性を上げることによって高い生産性
を得ることができる。Similarly, in the treatment with a germanium compound, high productivity can be obtained by increasing the uniformity of the treatment.

【００４２】この他、基板と感放射線性樹脂との密着性
を高めるための処理においても処理むらが低減されるた
め著しく生産性を向上させることが可能である。In addition, even in the processing for improving the adhesion between the substrate and the radiation-sensitive resin, the processing unevenness is reduced, so that the productivity can be remarkably improved.

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

【図１】本発明の反応処理装置の一実施例を示す模式的
断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view showing one embodiment of a reaction processing apparatus of the present invention.

【図２】ブロッキングプレートの一例を示す上面図であ
る。FIG. 2 is a top view illustrating an example of a blocking plate.

【図３】（Ａ），（Ｂ），および（Ｃ）は、ブロッキン
グプレートを２枚の板で構成する場合の一例を示す上面
図および側面図である。FIGS. 3 (A), (B) and (C) are a top view and a side view showing an example of a case where a blocking plate is constituted by two plates.

【図４】ブロッキングプレートの円盤半径とパターン寸
法の標準偏差との関係を示す特性図である。FIG. 4 is a characteristic diagram showing a relationship between a disc radius of a blocking plate and a standard deviation of a pattern dimension.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 反応器 １Ａ 上部部材 １Ｂ 下部部材 ２ 上部温度制御可能板 ３ 下部温度制御可能板 ４ シール部材 ５ 基板 ６ 減圧ポンプ ７ 反応性化合物導入口 ８ ブロッキングプレート ９ バブラー １０ 反応性化合物 １１ 加温装置 １２ 減圧ポンプ １３ 凝縮器 １４ トラップ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reactor 1A Upper member 1B Lower member 2 Upper temperature controllable plate 3 Lower temperature controllable plate 4 Sealing member 5 Substrate 6 Decompression pump 7 Reactive compound inlet 8 Blocking plate 9 Bubbler 10 Reactive compound 11 Heating device 12 Decompression Pump 13 condenser 14 trap

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳原 健児 東京都中央区築地二丁目11番24号 日本 合成ゴム株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−236425（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−287047（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−95559（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151865（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/027 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Kenji Yanagihara 2--11-24 Tsukiji, Chuo-ku, Tokyo Japan Synthetic Rubber Co., Ltd. (56) References JP-A-4-236425 (JP, A) JP-A Heisei 4-287047 (JP, A) JP-A-3-95559 (JP, A) JP-A-2-151865 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) H01L 21/027

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項１】 感放射線性樹脂層を形成した被処理基板
を放射線処理した後、ドライ現像処理する前に、ケイ素
化合物またはゲルマニウム化合物からなる反応性化合物
による処理を行う反応処理装置であって、 反応性化合物導入口を有し減圧可能な反応器と、該反応
器内に設けられ前記基板を載置しかつ前記基板の温度を
制御するための温度制御可能板と、前記反応性化合物導
入口と前記温度制御可能板との間に設けられ、前記反応
性化合物を前記温度制御可能板上に載置された前記基板
上に導く構造を有する部位および前記基板に対して前記
反応性化合物が直接には導入されないように遮蔽する部
位を有する板状部材とを具えたことを特徴とする反応処
理装置。1. A reaction processing apparatus for performing a treatment with a reactive compound comprising a silicon compound or a germanium compound after subjecting a substrate on which a radiation-sensitive resin layer is formed to radiation treatment and before performing dry development treatment, A reactor having a reactive compound inlet, capable of being depressurized, a temperature controllable plate provided in the reactor for mounting the substrate and controlling the temperature of the substrate, and the reactive compound inlet And a portion having a structure provided between the substrate and the temperature controllable plate, the structure having a structure for guiding the reactive compound onto the substrate placed on the temperature controllable plate, and the reactive compound is directly applied to the substrate. And a plate-like member having a portion for shielding so as not to be introduced into the reaction device. 【請求項２】 前記反応性化合物導入口の周上の任意の
点から視た前記反応性化合物を遮蔽する部位の立体角Ω
₁ がΩ₁ ＞０．４２×２π ｓｒであり、かつ前記反応
性化合物導入口の周上の任意の点から視た前記反応室の
底面の立体角Ω₂ 以下であることを特徴とする請求項１
に記載の反応処理装置。2. A solid angle Ω of a site for shielding the reactive compound viewed from an arbitrary point on the periphery of the reactive compound introduction port.
₁ is Ω ₁ > 0.42 × 2π sr, and is not more than a solid angle Ω ₂ of the bottom surface of the reaction chamber as viewed from an arbitrary point on the circumference of the reactive compound introduction port. Item 1
The reaction processing apparatus according to item 1.