JPH07140675A - Pattern forming method - Google Patents
Pattern forming methodInfo
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- JPH07140675A JPH07140675A JP26700093A JP26700093A JPH07140675A JP H07140675 A JPH07140675 A JP H07140675A JP 26700093 A JP26700093 A JP 26700093A JP 26700093 A JP26700093 A JP 26700093A JP H07140675 A JPH07140675 A JP H07140675A
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は半導体製造工程において
微細なパターンを形成するためのパターン形成方法に関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method for forming a fine pattern in a semiconductor manufacturing process.
【０００２】[0002]
【従来の技術】レジストパターンの形成方法としては、
現像液により露光部又は未露光部を除去する方法が一般
的であるが、より微細なパターンを形状良く形成するた
めには、レジストの表面部のみの反応を利用する方法が
望ましい。2. Description of the Related Art As a method for forming a resist pattern,
A method of removing the exposed or unexposed portion with a developing solution is generally used, but in order to form a finer pattern with a good shape, a method of utilizing the reaction of only the surface portion of the resist is desirable.
【０００３】このような微細なパターンを形成する方法
としては、例えば、F.Coopmans etal., Proc. of SPIE,
vol.631, p.34 (1986)に示されるように、レジストの
表面部における所定部分をシリル化し、シリル化されて
いない部分をドライエッチングにより除去することによ
り、高解像パターンを形成する方法が提唱されている。As a method for forming such a fine pattern, for example, F. Coopmans et al., Proc. Of SPIE,
vol.631, p.34 (1986), a method of forming a high resolution pattern by silylating a predetermined portion of the resist surface and removing the unsilylated portion by dry etching. Has been proposed.
【０００４】以下、図面に基づき、前記従来のパターン
形成方法について説明する。The conventional pattern forming method will be described below with reference to the drawings.
【０００５】図６は従来のパターン形成方法の各工程を
示す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing each step of a conventional pattern forming method.
【０００６】まず、図６（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、レジスト（例えば、日本合成ゴム社製：ＰＬ
ＡＳＭＡＳＫ３０１−Ｕ）を１．５μｍの膜厚に塗布し
てレジスト膜２を形成した後に、図６（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜２に対してマスク３を介してＫｒＦエキ
シマレーザステッパ（ＮＡ：０．４２）によりＫｒＦエ
キシマレーザ光４を照射することにより露光する。First, as shown in FIG. 6A, a resist (for example, PL manufactured by Japan Synthetic Rubber Co., Ltd .: PL) is formed on the semiconductor substrate 1.
ASMASK301-U) is applied to a film thickness of 1.5 μm to form a resist film 2, and then a KrF excimer laser stepper (NA) is applied to the resist film 2 through a mask 3 as shown in FIG. 6B. : 0.42) to irradiate the KrF excimer laser beam 4 for exposure.
【０００７】次に、図６（ｃ）に示すように、１８０℃
の温度下における６０秒間の加熱５を行なうことによ
り、レジスト膜２におけるＫｒＦエキシマレーザ光４が
照射されなかった部分に架橋を起こさせる。Next, as shown in FIG. 6 (c), 180 ° C.
By performing heating 5 at 60 ° C. for 60 seconds, the resist film 2 is cross-linked at the portion not irradiated with the KrF excimer laser light 4.
【０００８】次に、図６（ｄ）に示すように、１８０℃
の温度下で９０秒間、レジスト膜２の表面部にヘキサメ
チルジシラザンを供給することにより、レジスト膜２の
表面部における露光された部分をシリル化する。Next, as shown in FIG. 6 (d), 180 ° C.
By supplying hexamethyldisilazane to the surface portion of the resist film 2 for 90 seconds under the temperature of 1, the exposed portion of the surface portion of the resist film 2 is silylated.
【０００９】次に、図６（ｅ）に示すように、Ｏ2 ガス
を用いるＲＩＥ１４により、レジスト膜２の表面部にお
ける露光されなかった部分２Ｉを除去することによって
レジストパターン２Ｈを形成する。Next, as shown in FIG. 6E, a resist pattern 2H is formed by removing the unexposed portion 2I of the surface portion of the resist film 2 by RIE 14 using O 2 gas.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記のパタ
ーン形成方法によると、図６（ｆ）に示すように、レジ
ストパターン２Ｈが中細り状態になると共に、レジスト
膜における除去される部分であるパターンスペース部に
残渣物１５が存在するという問題がある。However, according to the above-mentioned pattern forming method, as shown in FIG. 6 (f), the resist pattern 2H becomes a thin state and the pattern which is a portion to be removed in the resist film. There is a problem that the residue 15 exists in the space portion.
【００１１】このように、従来のパターン形成方法によ
ると、ドライエッチングによるパターン形状のコントロ
ールが非常に難しいと共に、ドライエッチングにより除
去されなかったレジストや反応生成物がパターンスペー
ス部に残存する。このため、従来のパターン形成方法に
よると、半導体装置の歩留りが低下するという問題があ
った。As described above, according to the conventional pattern forming method, it is very difficult to control the pattern shape by dry etching, and the resist and reaction products not removed by dry etching remain in the pattern space portion. Therefore, according to the conventional pattern forming method, there is a problem that the yield of semiconductor devices is reduced.
【００１２】前記に鑑み、本発明は、パターン形状のコ
ントロールが容易になると共にパターンスペース部に残
渣物が残らないようなパターン形成方法を提供すること
を目的とする。In view of the above, it is an object of the present invention to provide a pattern forming method in which control of the pattern shape is facilitated and no residue remains in the pattern space portion.
【００１３】[0013]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、本発明は、レジスト膜における表面部がシリル化さ
れていない部分又は表面部の上に金属膜が形成されてい
ない部分に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射す
ると、オゾンが放射線のアシストにより、レジスト膜に
おける表面部がシリル化されていない部分又は表面部の
上に金属膜が形成されていない部分のみを異方的に除去
するということを見出だし、該知見に基づいてなされた
ものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention is directed to a portion where the surface portion of the resist film is not silylated or a portion where a metal film is not formed on the surface portion. When the entire surface is irradiated with radiation in an ozone atmosphere, ozone assists the radiation to anisotropically remove only the part where the surface part of the resist film is not silylated or the part where the metal film is not formed on the surface part. It was made based on this finding.
【００１４】具体的に請求項１の発明が講じた解決手段
は、パターン形成方法を、半導体基板上にレジストを塗
布してレジスト膜を形成するレジスト塗布工程と、前記
レジスト膜に対して所定形状のマスクを用いてパターン
露光を行なう露光工程と、前記レジスト膜の表面部のう
ち露光された部分に対してシリル化処理を行なうシリル
化工程と、前記レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放
射線を全面照射して該レジスト膜における表面部がシリ
ル化されていない部分を選択的に除去することによって
レジストパターンを形成する放射線照射工程とを備えて
いる構成とするものである。Specifically, the means for solving the problems according to the invention of claim 1 is a pattern forming method, which comprises a resist coating step of coating a resist on a semiconductor substrate to form a resist film, and a predetermined shape for the resist film. Exposure step of performing pattern exposure using the mask of 1., a silylation step of performing silylation treatment on the exposed portion of the surface portion of the resist film, and exposing the resist film to radiation in an ozone atmosphere. A radiation irradiation step of forming a resist pattern by irradiating the entire surface and selectively removing a portion of the surface of the resist film that is not silylated is provided.
【００１５】請求項２の発明が講じた解決手段は、パタ
ーン形成方法を、半導体基板上にレジストを塗布してレ
ジスト膜を形成するレジスト塗布工程と、前記レジスト
膜に対して所定形状のマスクを用いてパターン露光を行
なう露光工程と、前記レジスト膜の表面部のうち露光さ
れなかった部分に対してシリル化処理を行なうシリル化
工程と、前記レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放射
線を全面照射して該レジスト膜における表面部がシリル
化されていない部分を選択的に除去することによってレ
ジストパターンを形成する放射線照射工程とを備えてい
る構成とするものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method comprising: a resist coating step of coating a resist on a semiconductor substrate to form a resist film; and a mask having a predetermined shape for the resist film. An exposure step of performing a pattern exposure using the same, a silylation step of performing a silylation treatment on an unexposed portion of the surface portion of the resist film, and a whole surface irradiation of the resist film with radiation in an ozone atmosphere Then, a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing a non-silylated portion of the surface of the resist film is performed.
【００１６】請求項３の発明が講じた解決手段は、パタ
ーン形成方法を、半導体基板上にレジストを塗布してレ
ジスト膜を形成するレジスト塗布工程と、前記レジスト
膜に対して所定形状のマスクを用いてパターン露光を行
なう露光工程と、前記レジスト膜の表面に無電解めっき
のための活性化処理剤を供給して該レジスト膜の表面に
対して活性化処理を行なう活性化工程と、前記レジスト
膜の表面部のうち露光された部分のみを現像して除去す
ることにより該露光された部分の上の活性化処理剤をリ
フトオフ除去する現像工程と、前記レジスト膜に対して
無電解めっきを施すことにより前記レジスト膜の表面部
のうち露光されなかった部分の上に金属膜を形成する無
電解めっき工程と、前記レジスト膜に対してオゾン雰囲
気中で放射線を全面照射して該レジスト膜における表面
部上に前記金属膜が形成されていない部分を選択的に除
去することによってレジストパターンを形成する放射線
照射工程とを備えている構成とするものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method comprising: a resist coating step of coating a resist on a semiconductor substrate to form a resist film; and a mask having a predetermined shape for the resist film. An exposure step of performing pattern exposure using the resist, an activation step of supplying an activation treatment agent for electroless plating to the surface of the resist film to perform an activation treatment on the surface of the resist film, and the resist A development step of developing and removing only the exposed portion of the surface portion of the film to lift off the activation treatment agent on the exposed portion, and subjecting the resist film to electroless plating By this, an electroless plating step of forming a metal film on a portion of the surface of the resist film which has not been exposed to light, and a total of radiation to the resist film in an ozone atmosphere. Irradiating the one in which a configuration that includes a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing the portions not the metal film is formed on a surface portion of the resist film.
【００１７】請求項４の発明が講じた解決手段は、パタ
ーン形成方法を、半導体基板上にレジストを塗布してレ
ジスト膜を形成するレジスト塗布工程と、前記レジスト
膜に対して所定形状のマスクを用いてパターン露光を行
なう露光工程と、前記レジスト膜の表面に無電解めっき
のための活性化処理剤を供給して該レジスト膜の表面に
対して活性化処理を行なう活性化工程と、前記レジスト
膜の表面部のうち露光されなかった部分のみを現像して
除去することにより該露光されなかった部分の上の活性
化処理剤をリフトオフ除去する現像工程と、前記レジス
ト膜に対して無電解めっきを施すことにより前記レジス
ト膜の表面部のうち露光された部分の上に金属膜を形成
する無電解めっき工程と、前記レジスト膜に対してオゾ
ン雰囲気中で放射線を全面照射して該レジスト膜におけ
る表面部上に前記金属膜が形成されていない部分を選択
的に除去することによってレジストパターンを形成する
放射線照射工程とを備えている構成とするものである。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method comprising: a resist coating step of coating a resist on a semiconductor substrate to form a resist film; and a mask having a predetermined shape for the resist film. An exposure step of performing pattern exposure using the resist, an activation step of supplying an activation treatment agent for electroless plating to the surface of the resist film to perform an activation treatment on the surface of the resist film, and the resist A developing step of developing and removing only an unexposed portion of the surface portion of the film to remove the activation treatment agent on the unexposed portion by lift-off, and electroless plating on the resist film. And an electroless plating step of forming a metal film on the exposed portion of the surface of the resist film by performing The was entirely irradiated it is an arrangement and a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing the portions not the metal film is formed on a surface portion of the resist film.
【００１８】前記レジスト塗布工程におけるレジストに
ついては、Ｓｉと結合状態ができるもの又は無電解めっ
きによる金属膜を形成できるものであればいかなるもの
でもよく、例えば、ノボラック樹脂とナフトキノンジ
アジドよりなるポジ型レジスト（例えば、日本合成ゴム
製：ＰＬＡＳＭＡＳＫ３０１−Ｕ、東京応化製：ｉｐ−
２０００など）、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶
部の少なくとも一部が保護基により置換されてなる樹脂
と光酸発生剤とからなり、露光された光酸発生剤から発
生する酸により前記樹脂の保護基が脱離することによっ
てアルカル可溶となるタイプの化学増幅ポジ型レジスト
（例えば、和光純薬製：ＷＫＲ−Ｐ３、ヘキスト製：Ｒ
Ｓ１７９８，オーリンハント製：ＣＡＭＰ−６など）、
アルカリ可溶性樹脂と架橋剤と光酸発生剤とからな
り、露光された光酸発生剤から発生する酸により前記ア
ルカリ可溶性樹脂と前記架橋剤とが反応して架橋が起き
ることによってアルカル不溶となるタイプの化学増幅ネ
ガ型レジスト（例えば、シップレー製：ＳＮＲ２４８，
ＳＡＬ−６０１）などを用いることができる。The resist in the resist coating step may be any one as long as it can be bonded to Si or can form a metal film by electroless plating. For example, a positive resist made of novolac resin and naphthoquinone diazide. (For example, manufactured by Japan Synthetic Rubber: PLASMASK301-U, manufactured by Tokyo Ohka: ip-
2000, etc.), which comprises a resin in which at least a part of the alkali-soluble portion of the alkali-soluble resin is substituted with a protecting group and a photo-acid generator, and the resin is protected by the acid generated from the exposed photo-acid generator. Chemically amplified positive resist of the type that becomes alcal soluble when the group is eliminated (eg, WKR-P3 manufactured by Wako Pure Chemical, R manufactured by Hoechst)
S1798, manufactured by Ohrin Hunt: CAMP-6 etc.),
A type that is composed of an alkali-soluble resin, a cross-linking agent and a photo-acid generator, and becomes an alcal-insoluble by reacting the alkali-soluble resin and the cross-linking agent with the acid generated from the exposed photo-acid generator to cause cross-linking. Chemically amplified negative resist (for example, manufactured by Shipley: SNR248,
SAL-601) or the like can be used.
【００１９】前記シリル化工程におけるシリル化される
部分については、通常の場合、請求項１のように、所定
形状のパターン露光によってＯＨリッチになった露光部
であるが、ＡｒＦエキシマレーザ光、電子線又はＸ線等
の高エネルギー線によりパターン露光を行なった場合に
は、レジスト膜における露光部が架橋してシリル化され
難いので、請求項２のように、レジスト膜における表面
部が露光されていない部分をシリル化することが好まし
い。Regarding the portion to be silylated in the silylation step, in the usual case, as in claim 1, the exposed portion is OH-rich due to pattern exposure of a predetermined shape, but the ArF excimer laser light, electron When pattern exposure is performed with high-energy rays such as X-rays or X-rays, the exposed portion of the resist film is less likely to be crosslinked and silylated, so that the surface portion of the resist film is exposed as in claim 2. It is preferable to silylate the non-existing portion.
【００２０】また、前記シリル化工程におけるシリル化
処理は、気相状態又は液相状態のＳｉ化合物をレジスト
膜の表面部に供給することにより行なうことができる。The silylation treatment in the silylation step can be performed by supplying a Si compound in a vapor phase state or a liquid phase state to the surface portion of the resist film.
【００２１】前記のＳｉ化合物としては、シラン化合物
（例えば、ジメチルシリルジメチルアミン、N,N-ジメチ
ルアミノトリメチルシランなど）、ジシラザン化合物
（例えば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチルジシラ
ザン、テトラメチルジシラザンなど）、トリシラザン化
合物（例えば、1,1,3,3,5,5-ヘキサメチルシクロトリシ
ラザンなど）又はテトラシラザン化合物（例えば、1,1,
3,3,5,5,7,7-オクタメチルシクロテトラシラザンなど）
などを用いることができるが、これらの限りではない。Examples of the Si compound include silane compounds (eg, dimethylsilyldimethylamine, N, N-dimethylaminotrimethylsilane, etc.), disilazane compounds (eg, hexamethyldisilazane, trimethyldisilazane, tetramethyldisilazane, etc.). ), A trisilazane compound (for example, 1,1,3,3,5,5-hexamethylcyclotrisilazane, etc.) or a tetrasilazane compound (for example, 1,1,
3,3,5,5,7,7-octamethylcyclotetrasilazane etc.)
Can be used, but not limited to these.
【００２２】前記活性化工程における活性化処理は、塩
化第一すず又は塩化パラジウムなどの活性化処理剤をレ
ジスト膜の表面に供給することにより、レジスト膜の表
面にすず又はパラジウムを析出させる処理であり、これ
らの物質は後に行なわれる無電解めっきにおける酸化・
還元反応の核として作用する。活性化処理剤としては、
塩化第一すず及び塩化パラジウムのうちの少なくとも１
つを含んでいるものを用いることができるが、無電解め
っきにおける反応の核になる物質を析出するものであれ
ば、これらに限られない。The activation treatment in the activation step is a treatment for depositing tin or palladium on the surface of the resist film by supplying an activation treatment agent such as stannous chloride or palladium chloride to the surface of the resist film. Yes, these substances can cause oxidation and
Acts as the nucleus of the reduction reaction. As the activation treatment agent,
At least one of stannous chloride and palladium chloride
However, it is not limited to these as long as it deposits a substance that becomes a nucleus of a reaction in electroless plating.
【００２３】前記現像工程において、レジスト膜の表面
部のうち露光された部分のみ又は露光されなかった部分
のみを現像して除去すると、除去されるレジスト膜の表
面部上の活性化処理剤はリフトオフ除去されるが、露光
された部分を除去する場合（ポジ型のレジストを使用す
る場合）には、パターン露光の光の回折による解像性の
劣化を避けるために、パターン露光のエネルギーは、レ
ジスト膜における露光部の表層部のみを現像除去できる
最小エネルギーが好ましい。また、現像時にレジスト膜
における未露光部の上の活性化処理剤が除去されてしま
わないように、現像液の濃度及び現像時間としては、レ
ジスト膜の膜減りを殆ど起こさない程度のものを選ぶこ
とが好ましい。一方、露光されなかった部分を除去する
場合（ネガ型のレジストを使用する場合）には、レジス
ト膜における露光されなかった部分の表層部のみを現像
して除去できる程度の最低限の現像液濃度及び最小限の
現像時間を選ぶことが望ましい。In the developing step, when only the exposed portion or the unexposed portion of the surface portion of the resist film is developed and removed, the activation treatment agent on the removed surface portion of the resist film is lifted off. When the exposed portion is removed (when a positive resist is used), the energy of the pattern exposure is set to the resist in order to avoid deterioration of resolution due to diffraction of light in the pattern exposure. The minimum energy that can develop and remove only the surface layer portion of the exposed portion of the film is preferable. Further, in order to prevent the activation treatment agent on the unexposed portion of the resist film from being removed at the time of development, the concentration of the developing solution and the developing time should be selected so as to cause almost no reduction of the resist film. It is preferable. On the other hand, when removing the unexposed area (when using a negative type resist), the minimum developer concentration is such that only the surface layer of the unexposed area of the resist film can be developed and removed. And it is desirable to choose a minimum development time.
【００２４】前記無電解めっき工程により形成される金
属膜を構成する金属としては、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐ
ｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｄ又はＺｎなど
を用いることができる。また、無電解めっきに用いるめ
っき浴の組成としては、形成すべき金属膜の金属イオ
ン、該金属イオンの還元剤、ＰＨ調節剤、該金属イオン
の錯化剤などが上げられるが、これらに限るものではな
い。As the metal forming the metal film formed by the electroless plating process, for example, Ni, Co, P
d, Mo, Ti, Ag, Cu, Au, Rd, Zn or the like can be used. The composition of the plating bath used for electroless plating includes, but is not limited to, metal ions of the metal film to be formed, a reducing agent for the metal ions, a pH adjusting agent, and a complexing agent for the metal ions. Not a thing.
【００２５】前記放射線照射工程におけるオゾンの供給
源としては、オゾナイザーが一般的であるが、これに限
らない。放射線のエネルギーの大きさによっては、大気
中の酸素をオゾン化できるので、特別なオゾン供給の必
要性がない場合もある。Although an ozonizer is generally used as a supply source of ozone in the radiation irradiation step, it is not limited to this. Depending on the amount of radiation energy, oxygen in the atmosphere can be ozonized, so there is no need for special ozone supply.
【００２６】前記放射線照射工程における放射線として
は、オゾンを協奏的にレジストと反応させるものであれ
ばいかなるものでもよく、例えば、エキシマレーザ光
（例えば、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキシマレ
ーザ光など）、電子線又はＸ線などが挙げられるが、こ
れらに限らない。The radiation in the radiation irradiation step may be any radiation as long as it reacts ozone with the resist in a concerted manner. For example, excimer laser light (eg, KrF excimer laser light, ArF excimer laser light, etc.), Examples include electron beams and X-rays, but not limited to these.
【００２７】また、前記放射線照射工程における放射線
のエネルギー量としては、レジストの種類にもよるが、
例えば、１００ｍＪ／ｃｍ2 程度以上であることが好ま
しい。もっとも、放射線のエネルギー量は前記のものに
限定されるものではない。The amount of radiation energy in the radiation irradiation step depends on the type of resist,
For example, it is preferably about 100 mJ / cm 2 or more. However, the amount of energy of radiation is not limited to the above.
【００２８】請求項１の発明は、前記露光工程が完了し
たレジスト膜を加熱することにより該レジスト膜におけ
る露光されなかった部分を架橋させる熱処理工程をさら
に備えていてもよい。The invention of claim 1 may further comprise a heat treatment step of heating the resist film which has undergone the exposure step to crosslink the unexposed portion of the resist film.
【００２９】請求項２の発明における露光工程におい
て、パターン露光された部分に架橋を起こさせていても
よい。In the exposure step of the second aspect of the invention, the pattern-exposed portion may be crosslinked.
【００３０】[0030]
【作用】請求項１の構成により、レジスト膜の表面部の
うち露光された部分に対してシリル化処理を行なった
後、該レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全
面照射すると、オゾンはレジスト膜における表面部がシ
リル化されていない部分つまり表面部が露光されなかっ
た部分の有機化合物のみと反応する。According to the structure of claim 1, when the exposed portion of the surface of the resist film is subjected to the silylation treatment and then the entire surface of the resist film is irradiated with radiation in an ozone atmosphere, ozone is removed. The resist film reacts only with the non-silylated part of the surface, that is, the part of the surface not exposed.
【００３１】請求項２の構成により、レジスト膜の表面
部のうち露光されなかった部分に対してシリル化処理を
行なった後、該レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放
射線を全面照射すると、オゾンはレジスト膜における表
面部がシリル化されていない部分つまり表面部が露光さ
れた部分の有機化合物のみと反応する。According to the structure of claim 2, when the unexposed portion of the surface portion of the resist film is subjected to silylation treatment and then the resist film is entirely irradiated with radiation in an ozone atmosphere, the ozone is Reacts only with the organic compound in the non-silylated portion of the surface of the resist film, that is, the exposed portion of the surface.
【００３２】請求項３の構成により、レジスト膜の表面
に活性化処理を行なった後、レジスト膜の表面部のうち
露光された部分のみを現像して除去すると、露光された
部分の上の活性化処理剤のみがリフトオフ除去され、活
性化処理剤は露光されなかった部分の上にのみ付着して
いる。このため、露光された部分においては無電解めっ
き反応が全く起こらない。次に、該レジスト膜に対して
オゾン雰囲気中で放射線を全面照射すると、オゾンはレ
ジスト膜における表面に金属膜が形成されていない部分
つまり表面部が露光された部分の有機化合物のみと反応
する。According to the structure of claim 3, when the surface of the resist film is activated and then only the exposed portion of the surface portion of the resist film is developed and removed, the activity on the exposed portion is increased. Only the activating agent is lifted off and the activating agent adheres only on the unexposed areas. Therefore, no electroless plating reaction occurs in the exposed portion. Next, when the resist film is entirely irradiated with radiation in an ozone atmosphere, the ozone reacts only with the organic compound in the portion where the metal film is not formed on the surface of the resist film, that is, the exposed portion of the surface portion.
【００３３】請求項４の構成により、レジスト膜の表面
に活性化処理を行なった後、レジスト膜の表面部のうち
露光されなかった部分のみを現像して除去すると、露光
されなかった部分の上の活性化処理剤のみがリフトオフ
除去され、活性化処理剤は露光された部分の上にのみ付
着している。このため、露光されなかった部分において
は無電解めっき反応が全く起こらない。次に、該レジス
ト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射する
と、オゾンはレジスト膜における表面に金属膜が形成さ
れていない部分つまり表面部が露光されなかった部分の
有機化合物のみと反応する。According to the structure of claim 4, after the surface of the resist film is activated, only the unexposed part of the surface part of the resist film is developed and removed. The lift-off treatment is performed only on the activation treatment agent of (4), and the activation treatment agent adheres only on the exposed portion. Therefore, no electroless plating reaction occurs in the unexposed portion. Next, when the resist film is entirely irradiated with radiation in an ozone atmosphere, the ozone reacts only with the organic compound in the portion where the metal film is not formed on the surface of the resist film, that is, the portion where the surface portion is not exposed. .
【００３４】前記の放射線照射工程において、照射する
放射線を或る程度以上の高エネルギーにすると、放射線
のアシスト効果によりオゾンとレジストの有機化合物と
の反応が異方的に促進される。レジスト膜におけるパタ
ーンスペース部の壁面には放射線が照射されない一方、
レジスト膜におけるパターンスペース部の底面には放射
線が照射されるため、レジスト膜におけるパターンスペ
ース部の底部においてのみオゾンとレジストの有機化合
物との反応が進むので、垂直で微細なパターンが形成で
きるものと考えられる。In the above radiation irradiation step, when the radiation to be irradiated has a high energy of a certain level or more, the reaction between ozone and the organic compound of the resist is anisotropically promoted by the assist effect of the radiation. The wall surface of the pattern space in the resist film is not irradiated with radiation,
Since the bottom surface of the pattern space portion of the resist film is irradiated with radiation, the reaction between ozone and the organic compound of the resist proceeds only at the bottom of the pattern space portion of the resist film, so that a vertical fine pattern can be formed. Conceivable.
【００３５】図１は、オゾンによるレジスト膜の縦方向
と横方向とのエッチングレートを、放射線の照射を行な
った場合と行なわなかった場合とで比較したものであ
る。放射線の照射を行なわずにオゾンを供給した場合に
は、レジスト膜の縦方向と横方向とのエッチングレート
に差が見られず、レジスト膜の灰化（アッシング）のみ
が起こっていることが分かる。FIG. 1 is a comparison of the etching rates of ozone in the resist film in the vertical direction and in the horizontal direction with and without the irradiation of radiation. It can be seen that when ozone is supplied without irradiation of radiation, there is no difference in the etching rate between the vertical direction and the horizontal direction of the resist film, and only ashing (ashing) of the resist film occurs. .
【００３６】これに対して、請求項１〜４の発明のよう
に、放射線の照射を伴なってオゾンを供給すると、オゾ
ンによるレジスト膜の縦方向と横方向とのエッチングレ
ートの差は著しくなる。これにより、レジスト膜に対す
る異方的エッチングが可能になることが理解できる。On the other hand, when ozone is supplied with irradiation of radiation as in the inventions of claims 1 to 4, the difference in etching rate between the vertical direction and the horizontal direction of the resist film due to ozone becomes remarkable. . It can be understood that this enables anisotropic etching of the resist film.
【００３７】[0037]
【実施例】以下、本発明の一実施例に係るパターン形成
方法について、図面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A pattern forming method according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００３８】（第１実施例）図２（ａ）〜（ｆ）は本発
明の第１実施例に係るパターン形成方法の各工程を示す
断面図である。(First Embodiment) FIGS. 2A to 2F are sectional views showing respective steps of the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
【００３９】まず、図２（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、レジスト（例えば、日本合成ゴム製：ＰＬＡ
ＳＭＡＳＫ３０１−Ｕ）を１．５μｍの膜厚に塗布して
レジスト膜２を形成した後に、図２（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜２に対してマスク３Ａを介してＫｒＦエ
キシマレーザステッパ（ＮＡ：０．４２）によりＫｒＦ
エキシマレーザ光４を照射することにより露光する。First, as shown in FIG. 2A, a resist (for example, PLA manufactured by Japan Synthetic Rubber: PLA) is formed on the semiconductor substrate 1.
SMASK301-U) is applied to a film thickness of 1.5 μm to form a resist film 2, and then a KrF excimer laser stepper (NA) is applied to the resist film 2 through a mask 3A as shown in FIG. 2B. : 0.42) according to KrF
Exposure is performed by irradiating the excimer laser light 4.
【００４０】次に、図２（ｃ）に示すように、１８０℃
の温度下における６０秒間の加熱５を行なうことによ
り、レジスト膜２におけるＫｒＦエキシマレーザ４が照
射されなかった部分に架橋を起こさせる。この未露光部
の架橋により表面のＯＨ基成分がより減少するので、露
光部へのＳｉの導入つまりシリル化の選択性がより向上
することになる。Next, as shown in FIG. 2C, 180 ° C.
By performing heating 5 at 60 ° C. for 60 seconds, the portion of the resist film 2 not irradiated with the KrF excimer laser 4 is crosslinked. Since the OH group component on the surface is further reduced by the crosslinking of the unexposed portion, the selectivity of introducing Si into the exposed portion, that is, silylation is further improved.
【００４１】次に、図２（ｄ）に示すように、レジスト
膜２の表面部に１８０℃の温度下で９０秒間、ヘキサメ
チルジシラザン６を供給することにより、レジスト膜２
の表面部における露光された部分をシリル化する。Next, as shown in FIG. 2D, by supplying hexamethyldisilazane 6 to the surface portion of the resist film 2 at a temperature of 180 ° C. for 90 seconds, the resist film 2 is formed.
Silylate the exposed portion of the surface of the.
【００４２】次に、図２（ｅ）に示すように、レジスト
膜２に対してオゾン雰囲気中７でＫｒＦエキシマレーザ
光８を全面照射してシリル化されていない未露光部のレ
ジスト膜２Ｂを除去することにより、図２（ｆ）に示す
ようなレジストパターン２Ａを形成する。このようなオ
ゾンとＫｒＦエキシマレーザ光による異方性ドライエッ
チングにより、垂直な形状の０．２５μｍ幅の微細パタ
ーンを得ることができる。また、オゾンとＫｒＦエキシ
マレーザ光によってシリル化されていない未露光部のレ
ジスト膜２Ｂは完全に分解除去され、残渣物によるパタ
ーン欠陥は全く観察されない。Next, as shown in FIG. 2 (e), the resist film 2 is entirely irradiated with KrF excimer laser light 8 in an ozone atmosphere 7 to form an unexposed resist film 2B which is not silylated. By removing, a resist pattern 2A as shown in FIG. 2 (f) is formed. By such anisotropic dry etching using ozone and KrF excimer laser light, a vertical fine pattern having a width of 0.25 μm can be obtained. Further, the unexposed portion of the resist film 2B that has not been silylated by ozone and KrF excimer laser light is completely decomposed and removed, and no pattern defect due to the residue is observed.
【００４３】（第２実施例）図３（ａ）〜（ｅ）は本発
明の第２実施例に係るパターン形成方法の各工程をを示
す断面図である。(Second Embodiment) FIGS. 3A to 3E are sectional views showing each step of the pattern forming method according to the second embodiment of the present invention.
【００４４】まず、図３（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、レジスト（例えば、和光純薬製：ＷＫＲ−Ｐ
３）を１．２μｍの膜厚に塗布してレジスト膜９を形成
した後に、図３（ｂ）に示すように、レジスト膜９に対
してマスク３Ａを介してＫｒＦエキシマレーザステッパ
（ＮＡ：０．４２）によりＫｒＦエキシマレーザ光４を
照射することにより露光する。First, as shown in FIG. 3A, a resist (for example, WKR-P manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is formed on the semiconductor substrate 1.
3) is applied to a film thickness of 1.2 μm to form a resist film 9, and then a KrF excimer laser stepper (NA: 0) is applied to the resist film 9 through a mask 3A as shown in FIG. 3B. .42) to irradiate the KrF excimer laser beam 4 for exposure.
【００４５】この第２実施例に係るレジスト膜９はポジ
型の化学増幅レジストであり、もともと未露光部のレジ
スト膜９の表面にはＯＨ基成分が少ないために、第１実
施例において行なった架橋のための加熱処理は必要な
い。The resist film 9 according to the second embodiment is a positive type chemically amplified resist, and since the surface of the resist film 9 in the unexposed portion originally has a small amount of OH group component, the resist film 9 was formed in the first embodiment. No heat treatment for crosslinking is required.
【００４６】次に、図３（ｃ）に示すように、レジスト
膜９の表面部に１２０℃の温度下で９０秒間、テトラメ
チルジシラザン１０を供給することにより、レジスト膜
９における露光された部分をシリル化する。Next, as shown in FIG. 3C, the resist film 9 is exposed by supplying tetramethyldisilazane 10 to the surface of the resist film 9 at a temperature of 120 ° C. for 90 seconds. Silylation of parts.
【００４７】次に、図３（ｄ）に示すように、レジスト
膜９に対してオゾン雰囲気中７でＫｒＦエキシマレーザ
光８を全面照射してシリル化されていない未露光部９Ｂ
を除去することにより、図３（ｅ）に示すようなレジス
トパターン９Ａを形成する。このようなオゾンとＫｒＦ
エキシマレーザ光による異方性ドライエッチングによ
り、垂直な形状の０．２５μｍ幅の微細パターンを得る
ことができる。また、オゾンとＫｒＦエキシマレーザ光
によってシリル化されていない未露光部のレジスト膜９
Ｂは完全に分解除去され、残渣物によるパターン欠陥は
全く観察されない。Next, as shown in FIG. 3 (d), the resist film 9 is entirely irradiated with KrF excimer laser light 8 in an ozone atmosphere 7 and the unexposed portion 9B which is not silylated.
Is removed to form a resist pattern 9A as shown in FIG. Such ozone and KrF
By anisotropic dry etching with excimer laser light, a vertical fine pattern with a width of 0.25 μm can be obtained. Further, the resist film 9 in the unexposed portion which is not silylated by ozone and KrF excimer laser light.
B was completely decomposed and removed, and no pattern defect due to the residue was observed.
【００４８】（第３実施例）図４（ａ）〜（ｅ）は本発
明の第３実施例に係るパターン形成方法の各工程を示す
断面図である。(Third Embodiment) FIGS. 4A to 4E are sectional views showing respective steps of a pattern forming method according to a third embodiment of the present invention.
【００４９】まず、図４（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、レジスト（例えば、日本合成ゴム製：ＰＬＡ
ＳＭＡＳＫ３０１−Ｕ）２を１．５μｍの膜厚に塗布し
てレジスト膜２を形成した後に、図４（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜２に対してマスク３Ｂを介してＡｒＦエ
キシマレーザステッパ（ＮＡ：０．４２）によりＡｒＦ
エキシマレーザ光１１を照射することにより露光を行な
うと共に、レジスト膜２における露光部を架橋させる。
このように、高エネルギーのＡｒＦエキシマレーザ露光
により露光部が架橋し、レジスト膜２の露光部の表面の
ＯＨ基成分が少なくなる結果、レジスト膜２の未露光部
の方にＳｉが入りやすくなる選択性が生じる。このよう
な架橋を引き起こすためのエネルギー量としては、レジ
ストの種類によっても異なるが、例えば１００ｍＪ／ｃ
ｍ2 程度以上である。もちろん、エネルギー量は前記の
値に限定されない。First, as shown in FIG. 4A, a resist (for example, PLA made by Japan Synthetic Rubber: PLA) is formed on the semiconductor substrate 1.
SMASK301-U) 2 is applied to a film thickness of 1.5 μm to form a resist film 2, and then, as shown in FIG. 4B, the resist film 2 is covered with an ArF excimer laser stepper (mask 3B) via a mask 3B. NA: 0.42) according to ArF
Exposure is performed by irradiating the excimer laser beam 11, and the exposed portion of the resist film 2 is crosslinked.
As described above, the exposed portion is cross-linked by the high-energy ArF excimer laser exposure, and the OH group component on the surface of the exposed portion of the resist film 2 is reduced. As a result, Si easily enters the unexposed portion of the resist film 2. Selectivity occurs. The amount of energy for causing such crosslinking varies depending on the type of resist, but is, for example, 100 mJ / c.
It is about m 2 or more. Of course, the amount of energy is not limited to the above value.
【００５０】次に、図４（ｃ）に示すように、レジスト
膜２の表面部に１８０℃の温度下で９０秒間、ヘキサメ
チルジシラザン６を供給することにより、レジスト膜２
における露光されなかった部分をシリル化する。Next, as shown in FIG. 4C, by supplying hexamethyldisilazane 6 to the surface portion of the resist film 2 at a temperature of 180 ° C. for 90 seconds, the resist film 2 is formed.
Silylate the unexposed portions of.
【００５１】次に、図４（ｄ）に示すように、レジスト
膜２に対してオゾン雰囲気中７でＫｒＦエキシマレーザ
光８を全面照射してシリル化されていない露光部２Ｄを
除去することにより、図４（ｅ）に示すようなレジスト
パターン２Ｃを形成する。このようなオゾンとＫｒＦエ
キシマレーザ光による異方性ドライエッチングにより、
垂直な形状の０．２０μｍ幅の微細パターンを得ること
ができる。また、オゾンとＫｒＦエキシマレーザ光によ
ってシリル化されていない露光部のレジスト膜２Ｄは完
全に分解除去され、残渣物によるパターン欠陥は全く観
察されない。Next, as shown in FIG. 4D, the resist film 2 is entirely irradiated with KrF excimer laser light 8 in an ozone atmosphere 7 to remove the unsilylated exposed portion 2D. , A resist pattern 2C as shown in FIG. 4 (e) is formed. By anisotropic dry etching using such ozone and KrF excimer laser light,
It is possible to obtain a 0.20 μm wide fine pattern having a vertical shape. Further, the resist film 2D in the exposed portion which is not silylated by ozone and KrF excimer laser light is completely decomposed and removed, and no pattern defect due to the residue is observed.
【００５２】（第４実施例）図５（ａ）〜（ｅ）は本発
明の第４実施例に係るパターン形成方法の各工程を示す
断面図である。(Fourth Embodiment) FIGS. 5A to 5E are sectional views showing the steps of a pattern forming method according to the fourth embodiment of the present invention.
【００５３】まず、図５（ａ）に示すように、半導体基
板１上に、レジスト（例えば、日本合成ゴム製：ＰＬＡ
ＳＭＡＳＫ３０１−Ｕ）を１．５μｍの膜厚に塗布して
レジスト膜２を形成した後に、図５（ｂ）に示すよう
に、レジスト膜２に対してマスク３Ｂを介してＫｒＦエ
キシマレーザステッパ（ＮＡ：０．４２）によりＫｒＦ
エキシマレーザ光４を照射することにより露光する。な
お、図５（ｂ）において、２Ｅはレジスト膜２における
表面部が露光された露光部を示し、２Ｆはレジスト膜２
における表面部が露光されていない未露光部を示す。First, as shown in FIG. 5A, a resist (for example, PLA made by Japan Synthetic Rubber: PLA) is formed on the semiconductor substrate 1.
SMASK301-U) is applied to a film thickness of 1.5 μm to form a resist film 2, and then a KrF excimer laser stepper (NA) is applied to the resist film 2 through a mask 3B as shown in FIG. 5B. : 0.42) according to KrF
Exposure is performed by irradiating the excimer laser light 4. In FIG. 5B, 2E indicates an exposed portion where the surface of the resist film 2 is exposed, and 2F indicates the resist film 2.
3 shows an unexposed portion where the surface portion of FIG.
【００５４】次に、図５（ｃ）に示すように、半導体基
板１を、無電解めっきのための活性化処理剤としての塩
化第一すず溶液又は塩化パラジウム溶液に２３℃の温度
下で６０秒間浸漬することによってレジスト膜２の表面
活性化処理を行ない、レジスト膜２の表面にすず又はパ
ラジウム１２を付着させる。Next, as shown in FIG. 5 (c), the semiconductor substrate 1 was immersed in a solution of stannous chloride or palladium chloride as an activation treatment agent for electroless plating at a temperature of 23 ° C. to 60 ° C. The surface of the resist film 2 is activated by immersing for 2 seconds, and tin or palladium 12 is attached to the surface of the resist film 2.
【００５５】次に、図５（ｄ）に示すように、２．３８
％のアルカリ現像液により７秒間の現像を行ない、レジ
スト膜２の露光部２Ｅの表面を現像して露光部２Ｅの表
面に付着していたすず又はパラジウム１２を除去する。Next, as shown in FIG. 5D, 2.38.
% Alkaline developer for 7 seconds to develop the surface of the exposed portion 2E of the resist film 2 to remove tin or palladium 12 adhering to the surface of the exposed portion 2E.
【００５６】次に、図５（ｅ）に示すように、半導体基
板１を以下の組成のＮｉのめっき浴に６５℃の温度下で
３０秒間浸漬することにより、レジスト膜２の未露光部
２Ｆの表面に膜厚３０ｎｍの金属膜としてのＮｉ膜１３
を形成する。Next, as shown in FIG. 5 (e), the semiconductor substrate 1 is immersed in a Ni plating bath having the following composition for 30 seconds at a temperature of 65 ° C. to expose the unexposed portion 2F of the resist film 2. Ni film 13 as a metal film having a film thickness of 30 nm on the surface of
To form.
【００５７】第４実施例で用いたＮｉのめっき浴 硫酸ニッケル ２６ｇ／ｌ 次亜リン酸ナトリウム １０ｇ／ｌ エチレンジアミン １２ｇ／ｌ 次に、図５（ｆ）に示すように、レジスト膜２に対して
オゾン雰囲気中７でＫｒＦエキシマレーザ光８を全面照
射してＮｉ膜１３が形成されていない露光部２Ｅを除去
することにより、図５（ｇ）に示すようなレジストパタ
ーン２Ｇを形成する。このようなオゾンとＫｒＦエキシ
マレーザ光による異方性ドライエッチングにより垂直な
形状の０．２５μｍ幅の微細パターンを得ることができ
る。また、オゾンとＫｒＦエキシマレーザ光によってよ
る効果によってシリル化されていない露光部２Ｅは完全
に分解除去されて、残さ物によるパターン欠陥は全く観
察されない。Ni plating bath used in the fourth embodiment Nickel sulfate 26 g / l Sodium hypophosphite 10 g / l Ethylenediamine 12 g / l Next, as shown in FIG. A KrF excimer laser beam 8 is entirely irradiated in an ozone atmosphere 7 to remove the exposed portion 2E where the Ni film 13 is not formed, thereby forming a resist pattern 2G as shown in FIG. By such anisotropic dry etching using ozone and KrF excimer laser light, a vertical fine pattern having a width of 0.25 μm can be obtained. Further, the exposed portion 2E that is not silylated is completely decomposed and removed by the effect of ozone and KrF excimer laser light, and no pattern defect due to the residue is observed.
【００５８】[0058]
【発明の効果】請求項１の発明に係るパターン形成方法
によると、レジスト膜の表面部のうち露光された部分の
みに対してシリル化処理を行なった後、該レジスト膜に
対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射するため、オ
ゾンはレジスト膜における表面部がシリル化されていな
い部分の有機化合物のみと反応し、レジスト膜における
表面部がシリル化されていない部分は完全に分解除去さ
れるので、パターン形状のコントロールが容易になると
共にパターンスペース部に残渣物が存在することは全く
ない。According to the pattern forming method of the first aspect of the present invention, after the silylation treatment is performed only on the exposed portion of the surface portion of the resist film, the resist film is exposed to the ozone atmosphere. Since the entire surface is irradiated with radiation, ozone reacts only with the organic compound in the unsilylated surface portion of the resist film, and the unsilylated surface portion of the resist film is completely decomposed and removed. In addition, the control of the pattern shape becomes easy and there is no residue in the pattern space.
【００５９】請求項２の発明に係るパターン形成方法に
よると、レジスト膜の表面部のうち露光されなかった部
分のみに対してシリル化処理を行なった後、該レジスト
膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射するた
め、オゾンはレジスト膜における表面部がシリル化され
ていない部分の有機化合物のみと反応し、レジスト膜に
おける表面部がシリル化されていない部分は完全に分解
除去されるので、パターン形状のコントロールが容易に
なると共にパターンスペース部に残渣物が存在すること
は全くない。According to the pattern forming method of the second aspect of the present invention, after performing the silylation treatment only on the unexposed portion of the surface portion of the resist film, the resist film is subjected to an ozone atmosphere. Since the entire surface is irradiated with radiation, ozone reacts only with the organic compound in the portion where the surface portion of the resist film is not silylated, and the portion where the surface portion of the resist film is not silylated is completely decomposed and removed. It is easy to control the pattern shape and there is no residue in the pattern space.
【００６０】請求項３の発明に係るパターン形成方法に
よると、レジスト膜の表面のうち露光されなかった部分
にのみ無電解めっきにより金属膜を形成した後、該レジ
スト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射する
ため、オゾンはレジスト膜における表面に金属膜が形成
されていない部分の有機化合物のみと反応し、レジスト
膜における表面に金属膜が形成されていない部分は完全
に分解除去されるので、パターン形状のコントロールが
容易になると共にパターンスペース部に残渣物が存在す
ることは全くない。According to the pattern forming method of the third aspect of the present invention, after the metal film is formed by electroless plating only on the unexposed portion of the surface of the resist film, the resist film is exposed to the ozone atmosphere. Since the whole surface is irradiated with radiation, ozone reacts only with the organic compound in the part where the metal film is not formed on the surface of the resist film, and the part of the resist film where the metal film is not formed is completely decomposed and removed. Therefore, it becomes easy to control the pattern shape and there is no residue in the pattern space.
【００６１】請求項４の発明に係るパターン形成方法に
よると、レジスト膜の表面のうち露光された部分にのみ
無電解めっきにより金属膜を形成した後、該レジスト膜
に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射するため、
オゾンはレジスト膜における表面に金属膜が形成されて
いない部分の有機化合物のみと反応し、レジスト膜にお
ける表面に金属膜が形成されていない部分は完全に分解
除去されるので、パターン形状のコントロールが容易に
なると共にパターンスペース部に残渣物が存在すること
は全くない。According to the pattern forming method of the fourth aspect of the present invention, after forming a metal film by electroless plating only on the exposed portion of the surface of the resist film, the resist film is exposed to radiation in an ozone atmosphere. To irradiate the entire surface,
Ozone reacts only with the organic compound in the area where the metal film is not formed on the surface of the resist film, and the area where the metal film is not formed on the surface of the resist film is completely decomposed and removed. It is easy and there is no residue in the pattern space.
【００６２】このように、請求項１〜４の発明による
と、オゾンと放射線とが協奏的にレジストと反応し、レ
ジスト膜における表面部がシリル化されていない部分が
異方的に分解除去されるので、欠陥のない形状の優れた
微細パターンを形成することができる。As described above, according to the first to fourth aspects of the present invention, the ozone and the radiation cooperatively react with the resist, and the non-silylated surface portion of the resist film is anisotropically decomposed and removed. Therefore, it is possible to form an excellent fine pattern having no defect.
【００６３】また、請求項１〜４の発明によると、特に
真空系で行なう必要がなく、すべての工程を大気中で完
了できるという生産性向上のメリットがある。Further, according to the inventions of claims 1 to 4, there is an advantage of improving productivity that it is not necessary to carry out particularly in a vacuum system and all the steps can be completed in the atmosphere.
【００６４】さらに、プラズマを用いていないために、
デバイスに対してダメージを与えることがない。Furthermore, since plasma is not used,
Does not damage the device.
【００６５】以上説明したように、請求項１〜４の発明
を用いることにより、微細パターンを生産性良く形成す
ることができ、半導体素子の歩留り向上につながるの
で、請求項１〜４の発明の工業的価値は極めて大きい。As described above, by using the inventions of claims 1 to 4, a fine pattern can be formed with high productivity, which leads to an improvement in the yield of semiconductor elements. The industrial value is extremely high.
【００６６】請求項５の発明に係るパターン形成方法に
よると、パターン形成工程におけるオゾン雰囲気を、酸
素雰囲気に放射線を照射することにより形成できるの
で、オゾンを予め準備する必要がない。According to the pattern forming method of the fifth aspect of the present invention, since the ozone atmosphere in the pattern forming step can be formed by irradiating the oxygen atmosphere with radiation, it is not necessary to prepare ozone in advance.
【００６７】請求項６の発明に係るパターン形成方法に
よると、レジスト膜を加熱することなく、該レジスト膜
の表面部のうち露光された部分に対してシリル化処理を
行なうことができるので、請求項１の発明を簡易に実現
できる。According to the pattern forming method of the sixth aspect of the present invention, the exposed portion of the surface of the resist film can be subjected to silylation treatment without heating the resist film. The invention of Item 1 can be easily realized.
【００６８】請求項７の発明に係るパターン形成方法に
よると、レジスト膜を加熱することなく、該レジスト膜
の表面部のうち露光されなかった部分に対してシリル化
処理を行なうことができるので、請求項２の発明を簡易
に実現できる。According to the pattern forming method of the seventh aspect of the present invention, since the unexposed portion of the surface portion of the resist film can be subjected to the silylation treatment without heating the resist film, The invention of claim 2 can be easily realized.
【００６９】請求項８の発明に係るパターン形成方法に
よると、気相状態又は液相状態のＳｉ化合物をレジスト
膜の表面部に供給するため、シリル化工程におけるシリ
ル化処理を確実に行なうことができる。According to the pattern forming method of the eighth aspect, since the Si compound in the vapor phase state or the liquid phase state is supplied to the surface portion of the resist film, the silylation treatment in the silylation step can be reliably performed. it can.
【００７０】請求項９の発明に係るパターン形成方法に
よると、Ｓｉ化合物としてジシラザン化合物又はトリシ
ラザン化合物を用いるため、請求項８の発明を確実に行
なうことができる。According to the pattern forming method of the ninth aspect of the invention, since the disilazane compound or the trisilazane compound is used as the Si compound, the invention of the eighth aspect can be carried out with certainty.
【００７１】請求項１０の発明に係るパターン形成方法
によると、活性化処理剤が塩化第一すず及び塩化パラジ
ウムのうちの少なくとも１つを含むので、活性化処理を
確実の行なうことができる。According to the pattern forming method of the tenth aspect of the present invention, since the activation treatment agent contains at least one of stannous chloride and palladium chloride, the activation treatment can be performed reliably.
【００７２】請求項１１の発明に係るパターン形成方法
によると、金属膜は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、
Ａｇ、Ｃｕ、Ａｕ、Ｒｄ又はＺｎからなるため、放射線
によるレジスト膜の選択的除去を確実に行なうことがで
きる。According to the pattern forming method of the eleventh aspect, the metal film is made of Ni, Co, Pd, Mo, Ti,
Since it is made of Ag, Cu, Au, Rd, or Zn, the resist film can be reliably removed selectively by radiation.
【００７３】請求項１２の発明に係るパターン形成方法
によると、パターン形成工程における放射線として、エ
キシマレーザ光、電子線又はＸ線を用いるので、レジス
ト膜における表面部がシリル化されていない部分の除去
工程を確実に行なうことができる。According to the pattern forming method of the twelfth aspect of the present invention, since excimer laser light, electron beam or X-ray is used as the radiation in the pattern forming step, the surface portion of the resist film which is not silylated is removed. The process can be reliably performed.
【００７４】請求項１３の発明に係るパターン形成方法
によると、露光工程が完了したレジスト膜を加熱するこ
とにより該レジスト膜における露光されなかった部分を
架橋させる熱処理工程を備えているため、レジスト膜に
おける露光されなかった部分の架橋が促進され、シリル
化処理の選択性が向上する。According to the pattern forming method of the thirteenth aspect of the invention, the resist film is provided with the heat treatment step of crosslinking the unexposed portion of the resist film by heating the resist film after the exposure step. The crosslinking of the non-exposed portion of the above is accelerated, and the selectivity of the silylation treatment is improved.
【００７５】請求項１４の発明に係るパターン形成方法
によると、レジスト膜を加熱することなく、該レジスト
膜の表面部のうち露光されなかった部分に対してシリル
化処理を行なうことができる。According to the pattern forming method of the fourteenth aspect, the silylation treatment can be performed on the unexposed portion of the surface portion of the resist film without heating the resist film.
【図１】オゾンによるレジスト膜の縦方向と横方向との
エッチングレートを、放射線の照射を行なった場合と行
なわなかった場合とで比較した図である。FIG. 1 is a diagram comparing etching rates of ozone in a vertical direction and a horizontal direction of a resist film with and without irradiation of radiation.
【図２】本発明の第１実施例に係るパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing each step of the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.
【図３】本発明の第２実施例に係るパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing each step of the pattern forming method according to the second embodiment of the present invention.
【図４】本発明の第３実施例に係るパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing each step of the pattern forming method according to the third embodiment of the present invention.
【図５】本発明の第４実施例に係るパターン形成方法の
各工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing each step of the pattern forming method according to the fourth embodiment of the present invention.
【図６】従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図
である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing each step of a conventional pattern forming method.
１ 半導体基板 ２ レジスト膜 ２Ａ，２Ｃ，２Ｇ，２Ｈ レジストパターン ３Ａ，３Ｂ マスク ４ ＫｒＦエキシマレーザ光 ５ 加熱 ６ ヘキサメチルジシラザンによるシリル化処理 ７ オゾン雰囲気 ８ ＫｒＦエキシマレーザ光 ９ レジスト膜 ９Ａ レジストパターン １０ テトラメチルジシラザンによるシリル化処理 １１ ＡｒＦエキシマレーザ光 １２ すず又はパラジウム １３ Ｎｉ膜 1 semiconductor substrate 2 resist film 2A, 2C, 2G, 2H resist pattern 3A, 3B mask 4 KrF excimer laser light 5 heating 6 silylation treatment with hexamethyldisilazane 7 ozone atmosphere 8 KrF excimer laser light 9 resist film 9A resist pattern 10 Silylation treatment with tetramethyldisilazane 11 ArF excimer laser light 12 Tin or palladium 13 Ni film
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 矢野 航作 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 笹子 勝 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kosaku Yano 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka Prefecture Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (72) Inventor, Masaru Sasago, 1006 Kadoma, Kadoma City, Osaka
Claims (14)
スト膜を形成するレジスト塗布工程と、 前記レジスト膜に対して所定形状のマスクを用いてパタ
ーン露光を行なう露光工程と、 前記レジスト膜の表面部のうち露光された部分に対して
シリル化処理を行なうシリル化工程と、 前記レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面
照射して該レジスト膜における表面部がシリル化されて
いない部分を選択的に除去することによってレジストパ
ターンを形成する放射線照射工程とを備えていることを
特徴とするパターン形成方法。1. A resist applying step of applying a resist on a semiconductor substrate to form a resist film, an exposing step of performing pattern exposure on the resist film using a mask having a predetermined shape, and a surface of the resist film. A silylation step of performing a silylation treatment on an exposed portion of the resist film, and irradiating the entire surface of the resist film with radiation in an ozone atmosphere to remove the unsilylated surface portion of the resist film. A radiation forming step of forming a resist pattern by selectively removing the resist pattern.
スト膜を形成するレジスト塗布工程と、 前記レジスト膜に対して所定形状のマスクを用いてパタ
ーン露光を行なう露光工程と、 前記レジスト膜の表面部のうち露光されなかった部分に
対してシリル化処理を行なうシリル化工程と、 前記レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面
照射して該レジスト膜における表面部がシリル化されて
いない部分を選択的に除去することによってレジストパ
ターンを形成する放射線照射工程とを備えていることを
特徴とするパターン形成方法。2. A resist applying step of applying a resist on a semiconductor substrate to form a resist film, an exposing step of performing pattern exposure on the resist film using a mask having a predetermined shape, and a surface of the resist film. Portion of the resist film which is not exposed, and a portion where the surface portion of the resist film is not silylated by irradiating the resist film with radiation in an ozone atmosphere And a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing the resist pattern.
スト膜を形成するレジスト塗布工程と、 前記レジスト膜に対して所定形状のマスクを用いてパタ
ーン露光を行なう露光工程と、 前記レジスト膜の表面に無電解めっきのための活性化処
理剤を供給して該レジスト膜の表面に対して活性化処理
を行なう活性化工程と、 前記レジスト膜の表面部のうち露光された部分のみを現
像して除去することにより該露光された部分の上の活性
化処理剤をリフトオフ除去する現像工程と、 前記レジスト膜に対して無電解めっきを施すことにより
前記レジスト膜の表面部のうち露光されなかった部分の
上に金属膜を形成する無電解めっき工程と、前記レジス
ト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面照射して該
レジスト膜における表面部上に前記金属膜が形成されて
いない部分を選択的に除去することによってレジストパ
ターンを形成する放射線照射工程とを備えていることを
特徴とするパターン形成方法。3. A resist applying step of applying a resist on a semiconductor substrate to form a resist film; an exposing step of performing pattern exposure on the resist film using a mask having a predetermined shape; and a surface of the resist film. An activation step of supplying an activation treatment agent for electroless plating to the surface of the resist film and developing only the exposed portion of the surface portion of the resist film. A developing step of removing the activation treatment agent on the exposed portion by lift-off removal, and an unexposed portion of the surface portion of the resist film by performing electroless plating on the resist film. An electroless plating step of forming a metal film on the resist film, and irradiating the entire surface of the resist film with radiation in an ozone atmosphere to form the metal film on the surface portion of the resist film. Pattern forming method characterized by comprising a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing the formed portions not.
スト膜を形成するレジスト塗布工程と、 前記レジスト膜に対して所定形状のマスクを用いてパタ
ーン露光を行なう露光工程と、 前記レジスト膜の表面に無電解めっきのための活性化処
理剤を供給して該レジスト膜の表面に対して活性化処理
を行なう活性化工程と、 前記レジスト膜の表面部のうち露光されなかった部分の
みを現像して除去することにより該露光されなかった部
分の上の活性化処理剤をリフトオフ除去する現像工程
と、 前記レジスト膜に対して無電解めっきを施すことにより
前記レジスト膜の表面部のうち露光された部分の上に金
属膜を形成する無電解めっき工程と、 前記レジスト膜に対してオゾン雰囲気中で放射線を全面
照射して該レジスト膜における表面部上に前記金属膜が
形成されていない部分を選択的に除去することによって
レジストパターンを形成する放射線照射工程とを備えて
いることを特徴とするパターン形成方法。4. A resist applying step of applying a resist on a semiconductor substrate to form a resist film, an exposing step of performing pattern exposure on the resist film using a mask having a predetermined shape, and a surface of the resist film. And an activation step of supplying an activation treatment agent for electroless plating to the surface of the resist film, and developing only the unexposed part of the surface part of the resist film. And a development step of removing the activation treatment agent on the unexposed portion by lift-off removal, and by performing electroless plating on the resist film, the exposed surface portion of the resist film is exposed. An electroless plating step of forming a metal film on the portion, and irradiating the entire surface of the resist film with radiation in an ozone atmosphere to form a metal film on the surface portion of the resist film. Pattern forming method characterized by comprising a radiation irradiation step of forming a resist pattern by selectively removing a portion genus film is not formed.
気は、酸素雰囲気に放射線を照射することにより形成さ
れることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記
載のパターン形成方法。5. The pattern forming method according to claim 1, wherein the ozone atmosphere in the radiation irradiation step is formed by irradiating an oxygen atmosphere with radiation.
は、アルカリ可溶性樹脂のアルカリ可溶部の少なくとも
一部が保護基により置換されてなる樹脂と光酸発生剤と
からなり、露光された光酸発生剤から発生する酸により
前記樹脂の保護基が脱離することによってアルカル可溶
となるタイプの化学増幅ポジ型レジストであることを特
徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。6. The resist in the resist coating step comprises a photoacid generator and a resin obtained by substituting at least a part of an alkali-soluble part of an alkali-soluble resin with a protective group, and the exposed photoacid generator. 2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the chemically amplified positive type resist is of a type that becomes soluble in an alcal by removing a protective group of the resin by an acid generated from the resist.
は、アルカリ可溶性樹脂と架橋剤と光酸発生剤とからな
り、露光された光酸発生剤から発生する酸により前記ア
ルカリ可溶性樹脂と前記架橋剤とが反応して架橋が起き
ることによってアルカル不溶となるタイプの化学増幅ネ
ガ型レジストであることを特徴とする請求項２に記載の
パターン形成方法。7. The resist in the resist coating step comprises an alkali-soluble resin, a cross-linking agent, and a photo-acid generator, and the acid generated from the exposed photo-acid generator separates the alkali-soluble resin and the cross-linking agent from each other. 3. The pattern forming method according to claim 2, wherein the chemically amplified negative resist is a type that becomes insoluble in an alcal when it reacts to cause crosslinking.
は、気相状態又は液相状態のＳｉ化合物を前記レジスト
膜の表面部に供給することにより行なわれることを特徴
とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。8. The silylation treatment in the silylation step is performed by supplying a Si compound in a vapor phase state or a liquid phase state to a surface portion of the resist film. The described pattern forming method.
ラザン化合物、トリシラザン化合物又はテトラシラザン
化合物であることを特徴とする請求項８に記載のパター
ン形成方法。9. The pattern forming method according to claim 8, wherein the Si compound is a silane compound, a disilazane compound, a trisilazane compound, or a tetrasilazane compound.
は、塩化第一すず及び塩化パラジウムのうちの少なくと
も１つを含むことを特徴とする請求項３又は４に記載の
パターン形成方法。10. The pattern forming method according to claim 3, wherein the activation treatment agent in the activation step contains at least one of stannous chloride and palladium chloride.
は、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｐｄ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａ
ｕ、Ｒｄ又はＺｎからなることを特徴とする請求項３又
は４に記載のパターン形成方法。11. The metal film in the electroless plating step is made of Ni, Co, Pd, Mo, Ti, Ag, Cu, A.
The pattern forming method according to claim 3 or 4, wherein the pattern forming method comprises u, Rd, or Zn.
は、エキシマレーザ光、電子線又はＸ線であることを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のパターン
形成方法。12. The pattern forming method according to claim 1, wherein the radiation in the radiation irradiation step is an excimer laser beam, an electron beam, or an X-ray.
加熱することにより該レジスト膜における露光されなか
った部分を架橋させる熱処理工程をさらに備えているこ
とを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。13. The pattern formation according to claim 1, further comprising a heat treatment step of crosslinking the unexposed portion of the resist film by heating the resist film after the exposure step. Method.
部分に架橋を起こさせていることを特徴とする請求項２
に記載のパターン形成方法。14. The method according to claim 2, wherein in the exposure step, crosslinking is caused in a pattern-exposed portion.
The method for forming a pattern according to.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26700093A JPH07140675A (en) | 1992-12-07 | 1993-10-26 | Pattern forming method |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32660092 | 1992-12-07 | ||
| JP9578593 | 1993-04-22 | ||
| JP5-95785 | 1993-04-22 | ||
| JP4-326600 | 1993-04-22 | ||
| JP26700093A JPH07140675A (en) | 1992-12-07 | 1993-10-26 | Pattern forming method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07140675A true JPH07140675A (en) | 1995-06-02 |
Family
ID=27307912
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26700093A Withdrawn JPH07140675A (en) | 1992-12-07 | 1993-10-26 | Pattern forming method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07140675A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100463237B1 (en) * | 2000-06-28 | 2004-12-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming photoresist pattern |
| KR100476378B1 (en) * | 1997-06-26 | 2005-07-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | How to remove resist pattern formed by top surface image process |
-
1993
- 1993-10-26 JP JP26700093A patent/JPH07140675A/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100476378B1 (en) * | 1997-06-26 | 2005-07-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | How to remove resist pattern formed by top surface image process |
| KR100463237B1 (en) * | 2000-06-28 | 2004-12-23 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming photoresist pattern |
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