JP3775078B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体プロセスにおいて、レジストパターンを形成する際に、レジストパターンの膜厚を増加するための微細分離レジストパターン用材料、および、それを用いた微細分離パターンの形成方法、さらには、この微細分離パターンを用いた半導体装置の製造方法、ならびに、この製造方法によって製造された半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体デバイスの高集積化に伴い、製造プロセスに要求される配線および分離幅は、非常に微細化されてきている。一般的に、微細パターンの形成は、フォトリソグラフィ技術により、レジストパターンを形成し、その後に形成したレジストパターンをマスクとして、下地の各種基材をエッチングする方法により行われている。
【0003】
そのため、微細パターンの形成においては、フォトリソグラフィ技術が非常に重要になる。フォトリソグラフィ技術は、レジスト塗布、マスク合わせ、露光、現像で構成されており、微細化要求に対しては、露光波長の制約により限界が生じている。
【0004】
さらに、露光波長の短波長化に伴い、用いられるレジスト材料は、耐エッチング性の低下が進行すると共に、微細パターン形成の点からレジスト膜厚は薄膜化する傾向に有り、エッチング条件の制約からも限界が生じている。
【0005】
そのため、レジストの耐エッチング性を向上させる技術としてレジスト表面をシリル化するなどの処理を行い、レジスト表面を変質させる手法が検討されている(M.Sebald, et
al.,SPIE, Vol.1262,528(1990))。
【0006】
しかし、シリル化手法では、(1)エッチング後のレジスト除去が難しく、パーティクルが発生する、(2)パターン形状が悪くエッチング選択比が悪い、(3)下地が酸化膜の場合には、適用できない、といった問題が残っている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、従来の露光によるフォトリソグラフィ技術においては、微細パターン形成の制約からレジストパターンの厚膜化には限界が有るため、耐エッチング性の確保は困難であった。本発明は、分離パターン、ホールパターンの微細化に於て、耐エッチング性を向上するために、既に形成したレジストパターンの膜厚を増加させることを実現するものであり、膜厚を増加させるための材料および厚膜化手法を提供するものである。さらにはその微細分離レジストパターン形成技術を用いた半導体装置の製造方法を提供するものであり、またこの製造方法によって製造した半導体装置を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
この発明の微細パターン形成方法は、レジストパターンを形成した後に、レジストパターンの膜厚を増大することにより、レジストパターンの解像性を損なうことなく、厚膜化することにより、耐エッチング性を向上することを特徴とするものである。
【0009】
この発明の半導体装置の製造方法は、基材上に、酸を発生しうる、あるいは酸を含む第1のレジストで第1のレジストパターンを形成する工程と、前記第1のレジストパターンを溶解せず、酸による反応を生じない、非架橋性の第3のレジストを、前記第1のレジストパターンの分離スペースを埋めるように形成し、その後、前記第1のレジストパターン上に、水あるいは水溶液に可溶で、少なくともポリビニルアセタールまたはポリビニルアルコール6〜8wt%とメトキシメチロールメラミンまたは(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン2〜4wt%を含み、前記第1のレジストパターンからの酸の供給により架橋反応する第2のレジストを形成する工程と、前記第2のレジストの前記第1のレジストパターン上面に接する部分に架橋層を形成する工程と、前記第2のレジストの非架橋部分および前記第3のレジストを剥離して、第2のレジストパターンを形成する工程と、この第2のレジストパターンをマスクとして前記基材をエッチングする工程とを含むことを特徴とするものである。
【0010】
また、この発明の半導体装置の製造方法は、前記第3のレジストが、水あるいは水溶液に可溶であることを特徴とするものであり、さらに、これを用いることを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
参考の形態.
図1は、参考の形態で対象とする微細分離されたレジストパターンを形成するためのマスクパターンの例を示す。図1〜4は、参考の形態の微細分離レジストパターン形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。なお、ここではポジ型レジストを用いている。
【0012】
まず、図1及び図2を参照しながら、参考の形態の微細分離レジストパターン形成方法、ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。
【0013】
図3で示すように、半導体基板(半導体ウェハー)7に、適当な加熱処理により内部に酸を発生する機構をもつ第1のレジスト1を塗布する(例えば、厚さ0.5〜0.7μm程度)。
【0014】
この第1のレジストは、半導体基板7上にスピンコートなどにより塗布し、次にプリベーク(70〜110℃で1分程度の熱処理)を施して第1のレジスト1中の溶剤を蒸発させる。
【0015】
次に、第1のレジストパターンを形成するために、g線、i線、またはDeep−UV、KrFエキシマ、ArFエキシマ、EB(電子線)、X−rayなど、適用した第1のレジスト1の感度波長に対応した光源を用い、図1に示すようなパターンを含むマスクを用い投影露光する。
【0016】
ここで用いる第1のレジストの材料は、適当な加熱処理によりレジスト内部に酸性成分が発生する機構を用いたレジストであればよく、また、ポジ型、ネガ型レジストのどちらでもよい。
【0017】
例えば、第1のレジストとしては、ノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド系感光剤から構成されるポジ型レジストなどが挙げられる。
【0018】
さらに、第1のレジストとしては、酸を発生する機構を用いた化学増幅型レジストの適用も可能であり、加熱により酸を発生する反応系を利用したレジスト材料であれば、その他のものでもよい。化学増幅型レジストとしては、例えばポリヒドロキシスチレン樹脂とオニウム塩系の酸発生剤から構成されるポジ型レジストなどがあげられる。
【0019】
第1のレジスト1の露光を行った後、必要に応じてPEB(露光後加熱)を行い(例えば、PEB温度:50〜130℃)、レジスト1の解像度を向上させる。
【0020】
次に、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)などの約0.05〜3.0wt%のアルカリ水溶液を用いて現像する。図2は、ポジ型の化学増幅レジストを用いて形成された第1のレジストパターンを示す。
【0021】
現像処理を行った後、必要に応じてポストデベロッピングベークを行う場合もある(例えば、ベーク温度は60〜120℃、60秒程度)。この熱処理は、後のミキシング反応に影響する為、用いる第1のレジストあるいは第2のレジスト材料に併せて、適切な温度に設定することが望ましい。
【0022】
以上は、酸を発生する第1のレジスト1を用いるという点を別にすれば、プロセスとしては一般的なレジストプロセスによるレジストパターンの形成と同様である。
【0023】
次に、図3に示すように、半導体基板7上に、酸の存在により架橋する架橋性の材料を主成分とし、図2のレジストパターンを溶解しない溶剤に溶解された第2のレジスト2を塗布する。
【0024】
第2のレジスト2の塗布方法は、第1のレジストパターン1a上に均一に塗布可能であれば特に限定されるものではなく、スプレーによる塗布、回転塗布あるいは第2のレジスト溶液中に浸漬(ディッピング)することにより塗布することも可能である。
【0025】
次に、第2のレジスト2の塗布後、必要に応じてこれをプリベークし(例えば、85℃、60秒程度)、第2のレジスト層2を形成する。
【0026】
次に、図3に示すように、半導体基板7に形成された第1のレジストパターン1aと、この上に形成された第2のレジスト2とを加熱処理する。加熱温度は、例えば85℃〜140℃程度であり、レジストパターン1aが変形しない温度範囲とする。加熱処理により、第1のレジストパターン1aから酸の拡散を促進させ、第2のレジスト2中へ供給し、レジストパターン1aの上面に接する第2のレジスト2との界面において、架橋反応を発生させる。この場合の加熱処理温度/時間は、例えば85℃〜140℃/60〜120秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みにより、最適な条件に設定すれば良い。
【0027】
このミキシングベークにより架橋反応を起こした架橋層4が、第1のレジストパターン1aを被覆するように第2のレジスト2の中に形成される。
【0028】
次に、図3に示すように、水、あるいは、水溶性の有機溶剤の水溶液、あるいはTMAH等のアルカリ水溶液の現像液を用いて、架橋していない第2のレジスト2を現像剥離し、第2のレジストパターン2aを形成する。以上の処理により、ホール内径またはラインパターンの分離幅を縮小し、あるいは、孤立残しパターンの面積を拡大したレジストパターンを得ることが可能となる。
【0029】
以上、図3を参照して説明した微細レジストパターンの形成方法では、第1のレジストパターン1a上に第2のレジスト層2を形成する前、あるいは形成後に、適当な加熱処理により第1のレジストパターン1a中で酸を発生させ、第2のレジスト2へ拡散させる方法について説明した。
【0030】
つぎに、この加熱処理に代わって、あるいは加熱処理に先立って、露光により酸を発生させる方法について説明する。
【0031】
図4は、この場合の微細分離レジストパターンの形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。
【0032】
図4で示される第1のレジスト層1aを形成した後、図4に示すように、g線、i線あるいはKrFエキシマレーザで半導体基板を全面露光し、第1のレジストパターン1a中に酸を発生させ、これにより、第1のレジストパターン1aに接する第2のレジスト2の界面付近に架橋層4を形成する。
【0033】
また、図4で示される第2のレジスト層2を形成した後、g線、i線あるいはKrFエキシマレーザで半導体基板を全面露光し、第1のレジストパターン1a中に酸を発生させ、これにより、第1のレジストパターン1aに接する第2のレジスト2の界面付近に架橋層4を形成することも可能である。
【0034】
露光は、第2のレジスト形成前後のどちらでも良く、特に限定されるものではなく、必要に応じて選択すれば良い。
【0035】
この時の露光に用いる光源は、第1のレジスト1の感光波長に応じて、Hgランプ、KrFエキシマ、ArFエキシマなどを用いることも可能であり、露光により酸の発生が可能であれば特に限定されるものではなく、用いた第1のレジスト1の感光波長に応じた光源、露光量を用いて露光すれば良い。
【0036】
次に、必要に応じ、半導体基板7を熱処理(例えば60〜130℃、ミキシングベーク)する。これにより、第1のレジストパターン1aからの酸を拡散させ、第2のレジスト2中へ供給し、第2のレジスト2と第1のレジストパターン1aとの界面において、架橋反応を促進させる。この場合のミキシングベーク温度/時間は、60〜130℃/60〜120秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みにより、最適な条件に設定すれば良い。
【0037】
このミキシングベークにより、架橋反応を起こした架橋層4が、第1のレジストパターン1aを被覆するように第2のレジスト2の中に形成される。
【0038】
次に、図4(e)の工程は、図3(d)と同様である。以上の処理により、レジストパターンの解像性を低下させることなく、レジストパターンの膜厚を増加したレジストパターンを得ることが可能となる。
【0039】
ここで、第2のレジスト2に用いられる材料について説明する。
【0040】
第2のレジストとしては、架橋性の水溶性樹脂の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物を用いることができる。また、水溶性架橋剤の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物が用いられる。さらに、これら水溶性樹脂と水溶性架橋剤との混合物が用いられる。
【0041】
第2のレジストとして混合物を用いる場合には、それらの材料組成は、適用する第1のレジスト材料、あるいは設定した反応条件などにより、最適な組成を設定すれば良く、特に限定されるものではない。
【0042】
第2のレジストに用いられる水溶性樹脂組成物の具体例としては、以下に示すような、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂などが特に有効に適用可能であり、また、酸性成分存在下で架橋反応を生じる、あるいは、架橋反応を生じない場合には、水溶性の架橋剤と混合が可能であれば特に限定されない。水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂なども適用可能である。また、これらを単独で用いても、混合物として用いても有効である。
【0043】
【化1】
【0044】
これらの水溶性樹脂は、1種類あるいは2種類以上の混合物として用いてもよく、下地の第1のレジスト1との反応量、反応条件などにより、適宜調整することが可能である。
【0045】
また、これらの水溶性樹脂は、水への溶解性を向上させる目的で、塩酸塩などの塩にして用いても良い。
【0046】
次に、第2のレジストに用いることができる水溶性架橋剤としては、具体的には、以下に示すような尿素誘導体、アルコキシエチレン尿素、N−アルコキシエチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸などの尿素系架橋剤、メラミン、アルコキシメチレンメラミンなどのメラミン系架橋剤、ベンゾグアナミン、グリコールウリル等のアミノ系架橋剤などが適用可能である。しかし、アミノ系架橋剤に特に限定されるものではなく、酸によって架橋を生じる水溶性の架橋剤であれば特に限定されるものではない。
【0047】
【化2】
【0048】
さらに第2のレジストに用いられる具体的な水溶性レジスト材料としては、上述したような水溶性樹脂の単独あるいは混合物に、同じく上述したような水溶性架橋剤の単独又は混合物を、相互に混合して用いることも有効である。
【0049】
例えば、具体的には、第2のレジストとして、水溶性樹脂組成物としてはポリビニルアセタール樹脂を用い、水溶性架橋剤としてはメトキシメチロールメラミン、あるいはエチレン尿素などを混合して用いることなどが挙げられる。この場合、水溶性が高いため、混合溶液の保存安定性が優れている。
【0050】
なお、第2のレジストに適用される材料は、水溶性あるいは、第1のレジストパターンを溶解しない水溶性溶媒に可溶であり、かつ、酸成分の存在下で、架橋反応を生じる材料であれば特に限定されるものではない。
【0051】
次に、第1のレジスト1と第2のレジスト2との架橋反応を制御し、第1のレジストパターン1a上に形成される架橋層4の厚みを制御することが重要である。架橋反応の制御は、適用する第1のレジスト1と第2のレジスト2との反応性、第1のレジストパターン1aの形状、必要とする架橋反応層4の厚みなどに応じて、最適化することが望ましい。
【0052】
第1のレジストと第2のレジストとの架橋反応の制御は、プロセス条件の調整による手法と、第2のレジスト材料の組成を調整する手法がある。
【0053】
架橋反応のプロセス的な制御手法としては、(1)第1のレジストパターン1aへの露光量を調整する、(2)MB(ミキシングベーク)温度、処理時間を調整するなどの手法が有効である。特に、加熱して架橋する時間(MB時間)を調整することにより、架橋層の厚みを制御することが可能であり、非常に反応制御性の高い手法といえる。
【0054】
また、第2のレジストに用いる材料組成の面からは、(3)適当な2種類以上の水溶性樹脂を混合し、その混合比を調整することにより、第1のレジストとの反応量を制御する、(4)水溶性樹脂に、適当な水溶性架橋剤を混合し、その混合比を調整することにより、第1のレジストとの反応量を制御するなどの手法が有効である。
【0055】
しかしながら、これらの架橋反応の制御は、一元的に決定されるものではなく、(1)第2のレジスト材料と適用する第1のレジスト材料との反応性、(2)第1のレジストパターンの形状、膜厚、(3)必要とする架橋層の膜厚、(4)使用可能な露光条件あるいはMB条件、(5)塗布条件などのさまざまな条件を勘案して決定する必要がある。
【0056】
特に、第1のレジストと第2のレジストとの反応性は、第1のレジスト材料の組成により影響を受けることが分かっており、そのため、実際に適用する場合には、上述した要因を勘案し、第2のレジスト材料組成物を最適化することが望ましい。
【0057】
従って、第2のレジストに用いられる水溶性材料の種類とその組成比は、特に限定されるものではなく、用いる材料の種類、熱処理条件などに応じて最適化して用いる。
【0058】
次に、第2のレジストに用いられる溶媒について説明する。
【0059】
第2のレジストに用いる溶媒には、第1のレジストのパターンを溶解させないこと、さらに水溶性材料を十分に溶解させることが必要であるが、これを満たす溶媒であれば特に限定されるものではない。
【0060】
例えば、第2のレジストの溶媒としては、水(純水)、または水とIPA(イソプロピルアルコール)などのアルコール系溶媒、あるいはN−メチルピロリドンなどの水溶性有機溶媒の単独、あるいは混合溶液を用いればよい。
【0061】
水に混合する溶媒としては、水溶性であれば、特に限定されるものではなく、例を挙げるとエタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、γ−ブチロラクトン、アセトンなどを用いることが可能であり、第2のレジストに用いる材料の溶解性に合わせて、第1のレジストパターンを溶解しない範囲で混合すれば良い。
【0062】
実施の形態1.
図5は、この発明の実施の形態1の微細分離レジストパターン形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。図5を参照して、この実施の形態1の微細分離レジストパターンの形成方法ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。
【0063】
まず、図5に示すように、半導体基板7に第1のレジストパターン11aを形成する。形成方法は、参考の形態で説明したものが有効に用いられるため、詳細説明は重複を避けるため省略する。
【0064】
次に、レジスト11aのパターンを溶解せず、また、酸の存在などによる反応を生じない、つまり、レジストパターン11aと相互作用することのないレジスト3を形成する。
【0065】
レジスト3は、レジストパターン11aの分離スペース部分を埋めるように形成するものであり、レジストパターン11aの上面部分は被覆しないようにするか、あるいは、被覆してしまう場合には、レジストパターン11aから拡散する酸成分が、この後、形成するレジスト2に十分拡散する程度の膜厚にする。
【0066】
レジスト3の材料としては、水溶性材料としてPVA(ポリビニルアルコール)、あるいは、PVP(ポリビニルピロリドン)などが適用できる。材料は、これらに限定されるものではなく、レジスト11aと相互作用しない材料であれば、特に限定されない。
【0067】
次に、レジスト2を形成する。レジスト2の形成方法および材料に関しては、参考の形態で説明しているため、ここでは詳細は省略する。
【0068】
さらに、図5(e)に示すように、リンス処理により非架橋部分を洗浄、除去することにより、レジスト11aの解像性を低下させることなく、レジストパターンの膜厚を増加させることにより、耐エッチング性を向上させたレジストパターンを得ることができる。
【0069】
【実施例】
次に、前記の参考の形態および実施の形態1に関連した参考例と実施例を説明する。
【0070】
製造例1
第1のレジストとして、東京応化工業(株)製の化学増幅型エキシマレジストを用い、レジストパターンを形成した。
【0071】
まず、前記レジストをSiウェハー上に滴下し、回転塗布により成膜した。次に、90℃/90秒でプリベークを行い、レジスト中の溶媒を乾燥させた。続いて、KrFエキシマ縮小投影露光装置を用いて、図1に示すようなマスクを用いて、露光を行った。
【0072】
次に、100℃/90秒でPEB処理を行い、続いて、アルカリ現像液(東京応化工業(株)製、NMD−W)を用いて現像を行い、膜厚0.71μmの図7に示すようなレジストパターンを得た。
【0073】
製造例2
第2のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用い、積水化学工業(株)製のポリビニルアセタール樹脂エスレックKW3、KW1、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン、オキサゾリン含有水溶性樹脂((株)日本触媒製、エポクロスWS500)、スチレン−無水マレイン酸共重合体(ARCOchemical製、SMA1000、1440H)のそれぞれ10gに、純水90gを混合し、室温下で3時間撹拌混合することにより、それぞれの10wt%水溶液を得た。
【0074】
製造例3
第2のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用いて、メトキシメチロールメラミン(三井サイナミド(株)製、サイメル370)、(N−メトキシメチル)メトキシエチレン尿素、(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素、N−メトキシメチル尿素のそれぞれ10gと純水90gを室温にて6時間撹拌混合し、それぞれ10wt%の各水溶液を得た。
【0075】
製造例4
第2のレジスト材料として、製造例2で得たKW3の10wt%水溶液60g、70g、80gのそれぞれと、製造例3で得た(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素の10wt%の水溶液40g、30g、20gをそれぞれ混合することにより水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合溶液を得た。
【0076】
製造例5
第3のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用い、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドンのそれぞれ10gに、純水90gを混合し、室温下で3時間撹拌混合することにより、それぞれの10wt%水溶液を得た。
【0077】
製造例6
第2のレジスト材料として、製造例2で得たポリビニルアルコールの10wt%水溶液80gと製造例3で得たメトキシメチロールメラミンの10wt%水溶液20gを室温にて3時間撹拌混合し、水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合溶液を得た。
【0078】
参考例1〜4および比較例1.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、製造例4で得た第2のレジスト材料を滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
【0079】
次に、100℃、110℃、120℃/60秒のそれぞれの条件で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続く110℃/60秒でポストベークを行うことにより、第1のレジストパターン上に第2のレジスト架橋層を形成し、図8に示すように、第2のレジストパターンを形成した。図8において、第2のレジストパターンの膜厚を、水溶性樹脂の混合比を変えて架橋層形成後のレジストパターンサイズを測定した。この結果を表1に示す。
【0080】
【表1】
【0081】
この場合、水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合量を変えることにより、また、加熱処理温度を変えることにより、第1のレジスト上に形成される架橋層の厚みを制御することが可能であることがわかる。
【0082】
参考例5〜7.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、図9に示すように、KrFエキシマ露光装置を用いて、照射量0、2、5mJ/cm2でウェハー全面に露光を行った。次に、製造例4で得たKW3と(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素の10wt%混合溶液を第2のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
【0083】
さらに、120℃/60秒で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続いて110℃/60秒でポストベークを行うことにより、図9に示すように、第1のレジストパターン上面に第2のレジスト架橋層を形成した。さらに、架橋層形成後のレジストパターン膜厚を測定した。この結果を表2に示す。これにより、架橋層を形成する前の第1のレジスト膜厚0.71μmは、いずれも膜厚が増大しており、架橋層の膜厚は、露光量の増大とともに増加し、レジストパターン全体の膜厚が厚くなることがわかった。
【0084】
【表2】
【0085】
実施例1〜3.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、図10に示すように、製造例5で得たポリビニルアルコール水溶液を第3のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第3のレジスト膜を形成した。次に、製造例6で得たポリビニルアルコールとメトキシメチロールメラミンの20wt%混合溶液を第2のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
【0086】
さらに、110℃/60秒、115℃/60秒、120℃/60秒で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続いて110℃/60秒でベーク処理を行うことにより、図10に示すように、第1のレジストパターン上面に第2のレジスト架橋層を形成した。さらに、架橋層形成後のレジストパターン膜厚を測定した。この結果を表3に示す。
【0087】
【表3】
【0088】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、レジストパターンの微細化に於て、用いるレジスト膜厚の耐エッチング性の限界を越えるパターン形成を可能とする微細分離レジストパターン形成用材料と、それを用いた微細パターン形成方法が得られる。
【0089】
請求項1および2にかかわる発明によれば、微細レジストパターンの膜厚をレジストの解像性を低下させることなく、増大させることが可能であり、パターンの微細化に伴う、レジスト膜厚の薄膜化を耐エッチング性を犠牲にすることなく実現することが可能となる。また、このようにして形成した微細分離レジストパターンをマスクとして用いて、半導体基材上に微細分離されたスペースあるいはホールを形成することができる。
【0090】
請求項1および2にかかわる製造方法により、微細分離されたスペースあるいはホールを有する半導体装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するためのマスクパターンの図である。
【図2】 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するためのレジストパターンの図である。
【図3】 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【図4】 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【図5】 この発明の実施の形態1のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【図6】 この発明の実施例1〜3、参考例1〜7における第1のマスクパターンの図である。
【図7】 この発明の実施例1〜3、参考例1〜7における第1のレジストパターンの図である。
【図8】 参考例1〜4におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【図9】 参考例5〜7におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【図10】 この発明の実施例1〜3におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。
【符号の説明】
1 第1のレジスト、1a,11a 第1のレジストパターン、2 第2のレジスト、2a 第2のレジストパターン、3 レジストパターン11aと相互作用することのない第3のレジスト、4 架橋層、5 未架橋層、6 上層剤、
7 半導体基板(半導体ウエハー)、8 マスクパターン。
Claims (2)
- 基材上に、酸を発生しうる、あるいは酸を含む第1のレジストで第1のレジストパターンを形成する工程と、前記第1のレジストパターンを溶解せず、酸による反応を生じない、非架橋性の第3のレジストを、前記第1のレジストパターンの分離スペースを埋めるように形成し、その後、前記第1のレジストパターン上に、水あるいは水溶液に可溶で、少なくともポリビニルアセタールまたはポリビニルアルコール6〜8wt%とメトキシメチロールメラミンまたは(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン2〜4wt%を含み、前記第1のレジストパターンからの酸の供給により架橋反応する第2のレジストを形成する工程と、前記第2のレジストの前記第1のレジストパターン上面に接する部分に架橋層を形成する工程と、前記第2のレジストの非架橋部分および前記第3のレジストを剥離して、第2のレジストパターンを形成する工程と、この第2のレジストパターンをマスクとして前記基材をエッチングする工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
- 第3のレジストが、水あるいは水溶液に可溶であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。
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