DE102005004392A1 - Resistmuster-Verdickungsmaterial und Verfahren zum Ausbilden von Resistmustern, und Halbleitervorrichtung und Prozess zur Herstellung derselben - Google Patents

Resistmuster-Verdickungsmaterial und Verfahren zum Ausbilden von Resistmustern, und Halbleitervorrichtung und Prozess zur Herstellung derselben Download PDF

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Abstract

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Ausbildung eines Resistmusters, das in der Lage ist, Excimerlaserstrahl zu verwenden, wobei das Verdickungsniveau des Resistmusters gleichförmig, konstant und präzise steuerbar ist, ohne maßgeblich durch Umgebungsveränderungen, wie etwa Temperatur und Luftfeuchtigkeit und einen Lagerzeitraum, beeinflusst zu werden, und ein Raummuster des Resists mit einer Feinheit ausgebildet werden kann, welche die Expositionsgrenzen oder Auflösungsgrenzen der erhältlichen Bestrahlungsquellen übersteigt. Das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung ist gekennzeichnet durch das Ausbilden eines Resistmusters auf einer Oberfläche eines Werkstücks, das Aufbringen eines Resistmuster-Verdickungsmaterials auf das Resistmuster, das Verdicken des Resistmusters, um ein verdicktes Resistmuster auszubilden, und das Bemustern der Oberfläche eines Werkstücks durch Ätzen unter Verwendung des verdickten Resistmusters als eine Maske, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial ein Harz umfasst und beim Beschichten oder nach Beschichten des Resistmusters einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 zeigt.

Description

  • Querverweis auf verwandte Anmeldungen
  • Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Vorteile der Priorität aus der früheren Japanischen Patentanmeldung Nr. 2004-291910, eingereicht am 04. Oktober 2004, deren gesamter Inhalt hier durch Referenz inkorporiert ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Resistmuster-Verdickungsmaterial, das auf ein Resistmuster aufgebracht wird und zum Verdicken des Resistmusters in der Lage ist und das ein feines Raummuster ausbilden kann, das die Belichtungsgrenze von Laserstrahl oder Licht von verfügbaren Belichtungsvorrichtungen übersteigt. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters, eine Halbleitervorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen der Halbleitervorrichtung, die das Resistmusterverdickungsmaterial einsetzt.
  • Derzeit haben sich integrierte Halbleiterschaltungen in feinere und präzisere Integration weiterentwickelt und LSIs und VLSIs werden kommerziell eingesetzt. Zusammen mit diesen Entwicklungen erstrecken sich die Verdrahtungsmuster bis in Bereiche von 200 nm oder kleiner, in bestimmten Fällen erstrecken sie sich in Bereiche von nur 100 nm oder weniger. Lithografische Technologien sind extrem wichtig für die Bildung von feinen Verdrahtungsmustern, wobei ein Substrat von einem Resistfilm abgedeckt wird, dann selektiv belichtet wird und schließlich entwickelt wird, um ein Resistmuster zu bilden. Typischerweise wird eine Trockenätzung durch Verwendung von Resistmustern als Maske ausgeführt und die gewünschten Muster werden durch Entfernen der Resistmuster hergestellt.
  • Um solche Verdrahtungsmuster unter Verwendung der lithografischen Technologien zu verbessern, ist es notwendig, die Wellenlänge des Lichts oder Strahls von Belichtungsvorrichtungen kürzer zu machen, und auch Resistmaterialien zu entwickeln, die von hoher Auflösung und für die Bestrahlungsquelle geeignet sind. Um jedoch die Wellenlänge des Lichts oder Strahls einer Belichtungsvorrichtung kürzer zu machen, sind zeitaufwendige und teure Forschungen nötig. Weiterhin ist die Entwicklung neuer Resistmaterialien, die zum Exponieren von Licht oder Strahlen mit kürzerer Wellenlänge verwendet werden, nicht einfach.
  • Dementsprechend sind verschiedene Technologien vorgeschlagen worden, um feine Resistmuster mittels Resistmuster-Verdickungsmaterialien zu bilden, um feinere Muster auszubilden.
  • Beispielsweise offenbart die Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift (JP-A) Nr. 10-73927 einen Vorschlag, der unter Verwendung eines KrF- (Kryptonfluorid)-Excimerlaserstrahl mit einer Wellenlänge von 248 nm, was tiefes Ultraviolettlicht ist, als Belichtungslicht eines Resists feine Raummuster ausbildet. Bei diesem Vorschlag werden Resistmuster durch Exponieren eines Resists aus positivem Resist oder negativen Resist unter Verwendung des KrF-Excimerlaserstrahls von 248 nm Wellenlänge als Expositionslicht ausgebildet. Danach wird mittels einer wasserlöslichen Harzzusammensetzung ein beschichteter Film so bereit gestellt, dass er das Resistmuster abdeckt. Der aufbeschichtete Film und das Resistmuster interagieren an deren Oberfläche unter Verwendung von Restsäure im Material des Resistmusters und das Resistmuster wird verdickt (nachfolgend wird das Verdicken des Resistmusters manchmal als "Schwellen" bezeichnet). Auf diese Weise wird der Abstand zwischen den Resistmustern verkleinert und es wird ein feines Muster ausgebildet, das dieselbe Form wie das Raummuster aufweist.
  • Dieser Vorschlag verwendet Restsäure im Resistmuster, um das Resistmuster durch säurebasierte Reaktionen zu verdicken, und leidet daher unter einer signifikanten Veränderung des verdickten Niveaus aufgrund von Umgebungsbedingungen, wie etwa Temperatur, Alkalikontamination und anderen Zuständen, was zu kaum kontrollierbaren verdickten Niveaus führt.
  • JP-A Nr. 2001-33984 schlägt das Auftragen von basischen organischen Filmen auf Resistmuster vom Negativtyp vor, die Säurekomponenten enthalten, und dann Erhitzen und Bestrahlen. Bei diesem Vorschlag gibt es einige Nachteile dahingehend, dass die Resistmuster auf den Negativtyp beschränkt sind; das Verfahren ist so kompliziert, dass eine optische Bestrahlung notwendig ist, nachdem der basisch organische Film aufgebracht ist; der basische organische Film wird einzig für das Löslichmachen der Hydroxyoxidgruppe in Phenolverbindungen in den Resistmustern vom Negativtyp verwendet.
  • JP-A Nr. 2002-6512 schlägt eine Beschichtung der Oberfläche von Resistmustern vom Positiv-Typ vor, die Säurekomponenten enthalten, durch einen ersten Säurekomponenten-enthaltenden Überzug und dann einen zweiten Überzug, gefolgt von Erhitzen und optischer Bestrahlung, wodurch das Resistmuster dünn gemacht wird, ohne die Filmdicke des Resistmusters vom Positiv-Typ zu verändern. Jedoch leidet dieser Vorschlag unter dem komplizierten Prozess, der zwei Überzüge auf dem Resistmuster erfordert.
  • Vom Standpunkt der Ausbildung feiner Verdrahtungsmuster ist ein Laserstrahl mit einer Wellenlänge kürzer als 248 nm eines KrF-Excimerlasers wünschenswert, wie etwa ein ArF- (Argonfluorid) Excimerlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm. Andererseits führt eine Musterbildung mittels Röntgen-, Elektronenstrahlen oder dgl. mit einer Wellenlänge kürzer als die 193 nm des ArF-Excimerlasers unvermeidlich zu höheren Kosten und niederer Produktivität, weshalb der Einsatz des ArF-Excimerlasers wünschenswert ist.
  • Im Falle des durch Resistmustern wie etwa den durch ArF-Resist ausgebildeten feinen Raummusters sind einige zehn Nanometer (nm) ein hinreichender Verdickungs- oder Schwellspiegel. Ein Verdicken über das gewünschte Niveau kann möglicherweise das gewünschte Ergebnis bringen; in einigen Fällen kann allein eine Verbesserung der Kantenrauheit von Resistmustern ein ausreichendes Ergebnis erbringen.
  • Jedoch ist im Stand der Technik das Niveau der Verdickung oder des Anschwellens in Bezug auf Resistmuster kaum steuerbar, so dass feine Muster im Allgemeinen kaum unter delikater Steuerung erhältlich sind. Weiterhin leidet der Stand der Technik typischerweise unter einem signifikant instabilen Verdicken oder Schwellniveau; die Niveaus der Verdickung oder des Anschwellens können abhängig von der Bestrahlungsrate im Stand der Technik unterschiedlich sein; beispielsweise tendieren unabhängige rechteckige Muster zu größeren Verdickungs- oder Anschwellniveaus in Längsrichtung als in Querrichtung; Lochmuster tendieren dazu, zu unterschiedlichen Verdickungs- an Anschwellniveaus, abhängig von der Musterdichte, zu führen; und/oder das Niveau der Verdickung oder des Anschwellens unterscheidet sich oft abhängig von dem Musterort auf einem Wafer.
  • Darüber hinaus haben konventionelle Resistmuster-Verdickungsmaterialien keine hinreichende Lagerstabilität, es kann das Problem auftreten, dass das Verdickungsniveau abhängig von dem Lagerzeitraum unterschiedlich ist, was ein unerwünschtes Problem beim Einsatz in Prozessen zur Herstellung von Halbleitern ist.
    •
  • Demgemäss ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Resistmuster-Verdickungsmaterial bereitzustellen, das überlegene Lagerstabilität zeigen kann und ein Resistmuster gleichförmig, konstant und genau verdicken kann, ohne durch Umgebungsveränderungen wie etwa Temperaturen und Feuchtigkeit und den Lagerzeitraum maßgeblich beeinflusst zu werden.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zum Ausbilden eines Resistmusters, das in der Lage ist einen Excimerlaserstrahl einzusetzen, das Verdickungsniveau des Resistmusters ist gleichförmig, konstant und präzise steuerbar, ohne durch Umgebungsveränderungen wie etwa Temperaturen und Luftfeuchtigkeit und Lagerzeitraum maßgeblich beeinflusst zu werden, und das Raummuster des Resists kann mit einer Feinheit ausgebildet werden, welche die Belichtungsgrenzen oder Auflösungsgrenzen von erhältlichen Bestrahlungsquellen übersteigt.
  • Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Halbleitervorrichtung mit einem feinen Verdrahtungsmuster, das mittels eines feinen Raummusters von Resist ausgebildet wird, das mittels des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet wird, und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das dafür angepasst ist, die Massenproduktion der Halbleitervorrichtung durchzuführen.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben intensive Untersuchungen durchgeführt, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen und die folgenden Erfahrungen oder Entdeckungen gemacht. Beim Verfahren zum Verdicken von Resistmustern durch Aufbeschichten eines Resistmuster-Verdickungsmaterials oder Anschwellmaterials auf einem Resistmuster, wenn das Resistmuster durch Säure-basierte Reaktionen durch die Verwendung von Restsäure im Resistmuster verdickt wird, wie in JP-A 10-73927 offenbart, hängt das Verdickungsniveau signifikant von Umgebungsfaktoren wie etwa Temperatur und Alkalikontamination ab und ist damit im Allgemeinen kaum steuerbar. Wenn andererseits eine Reaktion verwendet wird, die keine Säure erfordert, um das Resistmuster zu verdicken, kann die Ausbildung von feinen Mustern stabil unter einer Bedingung realisiert werden, bei der Säure-basierte Reaktionen nicht fortschreiten können. Obwohl einige Komponenten, wie etwa Polyvinylacetalharz im Resistmuster-Verdickungsmaterial eine freie Säure während verlängerter Lagerung freisetzen können, kann weiterhin, falls die freie Säure neutralisiert werden kann, das Resistmuster-Verdickungsmaterial als Material dienen, das überlegene Speicherstabilität und Prozessgleichförmigkeit und Konsistenz bereitstellt, ohne eine Änderung oder einen Abbau der gewünschten Eigenschaften während der Lagerung zu verursachen.
  • Die vorliegende Erfindung basiert auf solchen Erfahrungen oder Entdeckungen; wie die vorgenannten Probleme zu lösen sind, wird in den anhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird verwendet, um ein Resistmuster durch Auftragen auf ein Resistmuster zu verdicken, umfasst ein Harz und hat beim Beschichten des Resistmusters oder nach dem Beschichten des Resistmusters einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14.
  • Wenn das Resistmuster-Verdickungsmaterial auf einen zu verdickenden Resistmuster aufgebracht wird, infiltrieren die Teile des aufgebrachten Resistmuster-Verdickungsmaterials in Nähe der Schnittstelle mit dem zu verdickenden Resistmuster in das Resistmuster und verursachen eine Interaktion, d.h. ein Mischen, mit dem Material des zu verdickenden Resistmusters. Weil die Affinität zwischen dem Resistmuster-Verdickungsmaterial und dem zu verdickenden Resistmuster hoch ist, wird dann eine Oberflächenschicht oder Mischschicht, in der das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster gemischt sind, effektiv auf der Oberfläche des Resistmusters als innere Schicht ausgebildet. Als Ergebnis wird das zu verdickende Resistmuster effektiv durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial verdickt. Das auf diese Weise verdickte Resistmuster (das nachfolgend manchmal als "geschwollen" bezeichnet wird) kann durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial gleichförmig verdickt werden. Somit kann das Raummuster aus vom verdickten Resistmuster gebildetem Resist eine feinere Struktur zeigen, welche eine Expositionsgrenze oder eine Auflösungsgrenze durch den Laserstrahl übersteigt. Der Begriff "Raummuster" wird hierdurch als ein Loch, eine Rille, eine Vertiefung oder irgendein anderer leerer Raum definiert, der durch Entwicklung eines Resists gebildet wird.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 beim Beschichten auf dem Resistmuster oder nach dem Beschichten auf dem Resistmuster. Dementsprechend können das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster durch eine Reaktion interagieren, bei der keine Säure interveniert (nachfolgend wird die Reaktion manchmal als "Nicht-Säurereaktion" bezeichnet), d.h. das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster können unter einer anderen als einer Säure-basierte Reaktionen interagieren, die dazu tendiert, instabile Faktoren bereitzustellen. Dementsprechend kann ein gleichförmiger Verdickungseffekt erhalten werden, ohne von Species oder Größe des Resistmusters beeinflusst zu sein und das Resistmuster-Verdickungsmaterial der vorliegenden Erfindung kann geeigneterweise zur Ausbildung eines Resistmusters, wie etwa eines Leitungsraummusters auf einer Verdrahtungsschicht eines LOGIC LSI verwendet werden, wo verschiedene Größen von Resistmustern eingesetzt werden.
  • Der Prozess zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass das Resistmuster-Verdickungsmaterial auf das Resistmuster aufgetragen wird und das Resistmuster verdickt wird.
  • Im Prozess zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung wird, nachdem das zu verdickende Resistmuster ausgebildet ist, das Resistmuster-Verdickungsmaterial der vorliegenden Erfindung aufgebracht, um die Oberfläche des Resistmusters abzudecken und das Resistmuster wird verdickt. Im Prozess zum Ausbilden eines Resistmusters infiltrieren, wenn das Resistmuster-Verdickungsmaterial über einem Resistmuster aufgebracht wird, die Bereiche des aufgebrachten Resistmuster-Verdickungsmaterials in der Umgebung der Schnittstelle zum verdickenden Resistmuster, in das Resistmuster und verursachen eine Interaktion oder ein Mischen mit dem Material des Resistmusters. Somit erfahren an der Oberfläche des Resistmusters das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster eine Interaktion und das zu verdickende Resistmuster wird verdickt, um eine Oberflächenschicht oder Mischschicht auszubilden. In diesem Stadium zeigt das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 (7 < pH ≤ 14) beim Beschichten auf dem Resistmuster oder nach Beschichten des Resistmusters. Dementsprechend können das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster durch die vorstehende Nicht-Säurereaktion interagieren, ohne die Säure-basierte Reaktion, die instabile Faktoren ergibt.
  • Folglich kann ein gleichförmiger Verdickungseffekt erhalten werden, der nicht durch die Spezies oder Größen des Resistmusters beeinträchtigt wird, somit kann das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise zum Ausbilden eines Resistmusters eingesetzt werden.
  • Das auf diese Weise ausgebildete Resistmuster ist durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial gleichförmig verdickt worden. Daher übersteigt das vom Resistmuster ausgebildete Raummuster eine Expositionsschranke oder Auflösungsschranke und weist eine feinere Struktur auf und kann bei der Herstellung von Halbleitervorrichtungen und dgl. eingesetzt werden.
  • Das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird dadurch gekennzeichnet, dass es das Ausbilden eines Resistmusters auf einer Oberfläche eines Werkstücks, das Aufbeschichten des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung darauf, um das Resistmuster zu verdicken und ein verdicktes Resistmuster zu bilden, und danach Bemustern der Oberfläche des Werkstücks durch einen Ätzprozess unter Verwendung des verdickten Resistmusters als Maske umfasst.
  • Beim Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Bildung des verdickten Resistmusters durch Ausbilden eines Resistmusters auf einer Oberfläche eines beispielsweise mit einem Verdrahtungsmuster zu versehenden Werkstücks, dann Aufbeschichten des Resistmuster-Verdickungsmaterials auf dem Resistmuster ausgeführt, wodurch das Resistmuster verdickt wird, um das verdickte Resistmuster auszubilden. Wenn nämlich das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung auf das Resistmuster aufgeschichtet wird, infiltrieren die Teile des aufgebrachten Resistmuster-Verdickungsmaterials in der Nähe der Schnittstelle zum Resistmuster in das Resistmuster hinein und verursachen eine Interaktion oder ein Mischen mit dem Material des Resistmusters. Somit erfahren an der Oberfläche des zu verdickenden Resistmusters das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster eine Interaktion, und das zu verdickende Resistmuster wird verdickt, um eine Oberflächenschicht oder Mischschicht auszubilden. In diesem Stadium zeigt das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 (7 < pH ≤ 14) beim Beschichten auf das Resistmuster oder nach dem Aufbeschichten auf das Resistmuster. Dementsprechend können das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster durch die Nicht-Säurereaktion ohne die Säure-basierte Reaktion, die instabile Faktoren bereitstellt, interagieren. Folglich kann ein gleichförmiger Verdickungseffekt erzielt werden, der nicht durch die Spezies oder Größen des Resistmusters beeinträchtigt wird und das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird geeigneterweise zur Ausbildung eines Resistmusters verwendet. Das Resistmuster, das in dieser Weise ausgebildet wird, ist durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial gleichförmig verdickt worden. Somit übersteigt das vom Resistmuster ausgebildete Raummuster eine Belichtungsbegrenzung oder Auflösungsbegrenzung und weist eine feinere Struktur auf.
  • Beim Bemustern wird das Ätzen mittels des durch den Prozess des Verdickens eines Resistmusters ausgebildeten verdickten Resistmusters ausgeführt; daher kann die Werkstückoberfläche fein und präzise mit genauer Abmessung bemustert werden, so dass qualitativ hochwertige und leistungsfähige Halbleitervorrichtungen effizient hergestellt werden, die ein Verdrahtungsmuster mit feinen, präzisen und genauen Abmessungen aufweisen.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch das Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, wodurch sie feine und genaue Muster von beispielsweise Verdrahtungsmustern aufweist und von hoher Qualität und hoher Leistung ist.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine schematisches Diagramm zur Erläutern eines Beispiels des Mechanismus zum Verdicken eines zu verdickenden Resistmusters durch Verwenden eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung, das den Zustand zeigt, bei dem das Resistmuster-Verdickungsmaterial auf die Oberfläche des zu verdickenden Resistmusters aufgebracht ist.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels des Mechanismus zum Verdicken eines zu verdickenden Resistmusters durch Verwenden eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem das Resistmuster-Verdickungsmaterial in die Oberfläche des zu verdickenden Resistmusters infiltriert.
  • 3 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels des Mechanismus zum Verdicken eines zu verdickenden Resistmusters durch Verwendung eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, in dem das Resistmuster durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial verdickt wird, wodurch ein Resistmuster ausgebildet wird.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Verfahrens zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, in dem eine Resistschicht ausgebildet ist.
  • 5 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Verfahrens zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, in dem die Resistschicht der Bemusterung unterworfen wird und damit ein zu verdickendes Resistmuster ausbildet.
  • 6 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem das Resistmuster-Verdickungsmaterial auf der Oberfläche des zu verdickenden Resistmusters aufgebracht wird.
  • 7 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei eine Mischung an dem Übergang der Oberfläche des zu verdickenden Resistmusters aufgetreten ist und das Resistmuster-Verdickungsmaterial in das zu verdickende Resistmuster infiltriert.
  • 8 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem das Resistmuster-Verdickungsmaterial entwickelt wird.
  • 9 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Zwischenschicht-Isolierfilm auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet wird.
  • 10 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Titanfilm auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm ausgebildet wird.
  • 11 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Resistfilm auf dem Titanfilm ausgebildet wird und ein Lochmuster auf dem Titanfilm ausgebildet wird.
  • 12 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem das Lochmuster auch auf dem Titanfilm ausgebildet wird.
  • 13 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Kupferfilm auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm mit dem Lochmuster ausgebildet wird.
  • 14 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem das Kupfer aus der Schicht auf dem Lochmuster des Zwischenschicht-Isolierfilms entfernt wird.
  • 15 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Zwischenschicht-Isolierfilm auf dem innerhalb des Lochmusters ausgebildeten Kupferstöpsel und auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm ausgebildet wird.
  • 16 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem ein Lochmuster auf dem Zwischenschicht- Isolierfilm als eine Oberflächenschicht ausgebildet wird und darin ein Kupferstopfen ausgebildet wird.
  • 17 ist ein schematisches Diagramm zum Erläutern eines Beispiels eines Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung und zeigt den Zustand, bei dem eine dreischichtige Verdrahtung ausgebildet wird.
  • 18 ist eine Aufsicht zur Erläuterung eines FLASH EPROMs, das ein Beispiel einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • 19 ist eine Aufsicht zur Erläuterung eines FLASH EPROMs, das ein anderes Beispiel einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • 20 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zur Erläuterung eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, welcher ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • 21 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 20 gezeigten Schritt zeigt.
  • 22 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 21 gezeigten Schritt zeigt.
  • 23 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 22 gezeigten Schritt zeigt.
  • 24 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 23 gezeigten Schritt zeigt.
  • 25 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 24 gezeigten Schritt zeigt.
  • 26 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 25 gezeigten Schritt zeigt.
  • 27 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 26 gezeigten Schritt zeigt.
  • 28 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 27 gezeigten Schnitt zeigt.
  • 29 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • 30 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern des Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 29 gezeigten Schritt zeigt.
  • 31 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern des Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 30 gezeigten Schritt zeigt.
  • 32 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der noch ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist.
  • 33 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern des Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der noch ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 32 gezeigten Schritt zeigt.
  • 34 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern des Prozesses zur Herstellung des FLASH EPROMs, der noch ein anderes Beispiel des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist und einen Schritt nach dem in 33 gezeigten Schritt zeigt.
  • 35 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird.
  • 36 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 35 gezeigten Schritt.
  • 37 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 36 gezeigten Schritt.
  • 38 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 37 gezeigten Schritt.
  • 39 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 38 gezeigten Schritt.
  • 40 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 39 gezeigten Schritt.
  • 41 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 40 gezeigten Schritt.
  • 42 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 41 gezeigten Schritt.
  • 43 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 42 gezeigten Schritt.
  • 44 ist ein schematisches Querschnittsdiagramm zum Erläutern eines Beispiels, bei dem ein Resistmuster, das durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden ist, bei der Herstellung eines Aufzeichnungskopfs angewendet wird und zeigt einen Schritt nach dem in 43 gezeigten Schritt.
  • 45 ist eine Aufsicht, die ein Beispiel des durch die Prozesse der 35 bis 44 hergestellten Aufzeichnungskopfes zeigt.
    •
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • – Resistmuster-Verdickungsmaterial –
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält zumindest ein Harz und zusätzlich kann es eine basische Substanz, ein Quervernetzungsagens, ein Netzmittel, eine wasserlösliche cyclische Verbindung, ein organisches Lösungsmittel, einen Phasenübergangskatalysator, einen mehrwertigen Alkohol mit zumindest zwei Hydroxylgruppen, abhängig von den Anforderungen enthalten und ebenfalls zusätzliche Komponenten enthalten.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt vorzugsweise einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 (7 < pH ≤ 14) bevor es auf ein Resistmuster aufbeschichtet wird, bevorzugtererweise liegt er bei 8 oder mehr und 11 oder weniger (8 ≤ pH ≤ 11). Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 (7 < pH ≤ 14) beim Beschichten auf das Resistmaterial oder nach der Beschichtung, und ist vorzugsweise 8 oder mehr und 11 oder weniger (8 ≤ pH ≤ 11).
  • Wenn der pH-Wert des Resistmuster-Verdickungsmaterial 7 oder weniger ist, fehlt dem Resistmuster-Verdickungsmaterial wahrscheinlich die Lagerstabilität und es kann sich auch das Verdickungsniveau der Resistmuster abhängig von Umgebungsbedingungen, wie etwa Temperatur und Atmosphäre, ändern. Im Gegensatz dazu können, wenn der pH-Wert über 7 und nicht über 14 ist, solche Probleme vermieden werden, das Resistmuster-Verdickungsmaterial zeigt überlegene Lagerstabilität und kann Resistmuster gleichförmig, konstant und präzise verdicken, unabhängig von den verschiedenen Umgebungsbedingungen, wie etwa Temperatur und Atmosphäre und langer oder kurzer Lagerdauer.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine Basis-Substanz. Vorzugsweise kann das Vorhandensein der Basis-Substanz den pH des Resistmuster-Verdickungsmaterials bei alkalischer Bedingung halten, indem selbst dann neutralisiert wird, wenn eine freie Säure während der Lagerung erzeugt wird und kann auch den pH bei Beschichtung auf das Resistmuster oder nach der Beschichtung in einem alkalischen Zustand durch Neutralisierung halten, so dass das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster miteinander durch eine Reaktion interagieren können, in der keine Säure stört, d.h. dass das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster unter einer anderen als einer Säure-basierten Reaktion interagieren können, die dazu tendiert, instabile Faktoren zu liefern. Als Ergebnis kann das Resistmuster korrekt und gleichförmig verdickt werden, unabhängig von verschiedenen Spezies oder Größen des Resistmuster-Verdickungsmaterials, d.h. unabhängig von diesen Faktoren.
  • – Basissubstanz –
  • Die Basissubstanz kann abhängig vom Einsatz geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise können das oben beschriebene Quervernetzungsmittel, Netzmittel, die wasserlösliche cyclische Verbindung, das organische Lösungsmittel, der Phasenübergangskatalysator und der mehrwertige Alkohol mit zumindest zwei Hydroxylgruppen auch die Basissubstanz sein; vorzugsweise wird eine andere geeignete Basissubstanz als diese Komponenten unabhängig eingesetzt.
  • Das Vorhandensein der Basissubstanz im Resistmuster-Verdickungsmaterial kann Vorteile mit sich bringen, wie leichte pH-Einstellung des Resistmuster-Verdickungsmaterials und überlegene Lagerstabilität.
  • Vorzugsweise ist die Basissubstanz zumindest eine die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Aminen, Amiden, Imiden, quarternären Ammoniumsalzen und Derivaten dieser Verbindungen besteht. Diese Verbindungen können Vorteile ergeben, wie etwa insbesondere die leichte pH-Einstellung des Resistmuster-Verdickungsmaterials und überlegene Lagerstabilität.
  • Beispiele für das Amin beinhalten kettenartige Amine, cyclische Amine, aromatische Amine und Alkoholamine wie etwa Hexylamin, Heptylamin, Octylamin, Nonylamin, Decylamin, Anilin, 2-Methylanilin, 3-Methylanilin, 4-Methylanilin, 4-Nitroanilin, 1-Naphthylamin, 2-Naphthylamin, Ethylendiamin, Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 4,4'-Diamino-1,2-diphenylethan, 4,4'-Diamino-3,3'-dimethyldiphenylethan, 4,4'-Diamino-3,3'-diethyldiphenylethan, Dibutylamin, Dipentylamin, Dihexylamin, Diheptylamin, Dioctylamin, Dinonylamin, Didecylamin, N-Methylanilin, Piperidin, Diphenylamin, Trimethylamin, Triethylamin, Tripropylamin, Tributylamin, Tripentylamin, Trihexylamin, Triheptylamin, Trioctylamin, Trinonylamin, Tridecylamin, Methylbutylamin, Methyldipentylamin, Methyldihexylamin, Methyldicyclohexylamin, Methyldiheptylamin, Methyldioctylamin, Methyldinonylamin, Methyldidecylamin, Ethyldibutylamin, Ethyldipentylamin, Ethyldihexylamin, Ethyldiheptylamin, Ethyldioctylamin, Ethyldinonylamin, Ethyldidecylamin, Tris[2-(2-methoxyethoxy)ethyl]amin, N,N-Dimethylanilin, Imidazol, Pyridin, 4-Methylpyridin, 4-Methylimidazol, Bipyridin, 2,2'-Dipyridylamin, Di-2-pyridylketon, 1,1-Di(2-pyridyl)-ethan, 1,2-Di(4-pyridyl)ethan, 1,3-Di(4-pyridyl)propan, 1,2-Di(2-pyridyl)ethylen, 1,2-Di(4-pyridyl)ethylen, 1,2-Bis(4-pyridyloxy)ethan, 4,4'-Dipyridylsulfid, 4,4'-Dipyridyldisulfid, 2,2'-Dipicolylamin, 3,3'-Dipicolylamin, N-Methyl-2-pyrrolidon, Benzylamin, Diphenylamin, Monoethanolamin, Diethanolamin, Triethanolamin, 2-(2-Aminoethoxy)ethanol, N,N-Dimethylethanolamin, N,N-Diethylethanolamin, N,N-Dibutylethanolamin, N-Methylethanolamin, N-Ethylethanolamin, N-Butylethanolamin, N-Methyldiethanolamin, Monoisopropanolamin, Diisopropanolamin und Triisopropanolamin.
  • Beispiele der Amide beinhalten Pentan-4-lactam, ε-Caprolactam, Succinamid, Phthalamid und Cyclohexancarboxamid. Beispiele für das Imid beinhalten Succinimid, Phthalimid und Cyclohexandicarbonsäureimid.
  • Beispiele des quarternären Ammoniumsalzes beinhalten Tetramethylammoniumhydroxid, Tetraethylammoniumhydroxid, Tetraisopropylammoniumhydroxid, Tetrabutylammoniumhydroxid, 2-Hydroxyethyltrimethylammoniumhydroxid und Trimethylphenylammoniumhydroxid. Diese Basenverbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Der Gehalt der Basenverbindungen in den Resistmuster-Verdickungsmaterialien ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Spezies und/oder Menge des Harzes, des Quervernetzungsmittels, des Netzmittels oder dgl. geeignet ausgewählt werden; der Gehalt ist vorzugsweise 0,001 bis 50 Masse-%, bevorzugtererweise 0,1 bis 10 Masse-%.
  • Wenn der Gehalt der Basisverbindungen weniger als 0,001 Masse-% ist, mögen die Effekte aufgrund der Zugabe der Basisverbindung nicht signifikant sein, so dass der pH beim oder nach dem Auftragen des Resistmuster-Verdickungsmatrials auf das Resistmuster außerhalb von
    Figure 00220001
    über 7 und nicht über 14'' sein kann; andererseits mag ein Gehalt an über 50 Masse-% keinen befriedigenden Effekt durch eine solche höhere Menge an Basenverbindung erzielen.
  • Vorzugsweise ist das Resistmuster-Verdickungsmaterial wasserlöslich oder Alkali-wasserlöslich, da solch eine Löslichkeit leichte Entwicklung und dgl. mit sich bringt.
  • Die Löslichkeit in Wasser kann abhängig vom Einsatz geeignet ausgewählt werden, ein bevorzugtes Beispiel ist, dass 0,1 g oder mehr eines Resistmuster-Verdickungsmaterials in 100 g Wasser bei 25°C löslich ist.
  • Auch kann die Löslichkeit in Alkaliwasser abhängig vom Einsatz geeignet ausgewählt werden, wobei ein bevorzugtes Beispiel ist, dass 0,1 g oder mehr des Resistmuster-Verdickungsmaterials in 100 g wässriger Lösung von 2,38 g Masse-% Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) löslich ist.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial ist selbst in einem kolloidalen oder Emulsionszustand erlaubt, und ist vorzugsweise wasserlöslich.
  • – Harz –
  • Das Harz ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Das Harz ist vorzugsweise wasserlöslich oder alkalilöslich und ist bevorzugtererweise in der Lage, eine Quervernetzungsreaktion zu durchlaufen oder in der Lage, sich mit einem wasserlöslichen Quervernetzungsmittel zu mischen.
  • Jedes Molekül des Harzes umfasst vorzugsweise im Hinblick auf das Ausprägen einer exzellenten Wasserlöslichkeit oder Alkalilöslichkeit zwei oder mehr polare Gruppen.
  • Die polare Gruppe ist nicht besonders beschränkt und kann geeigneterweise abhängig von der Anwendung ausgewählt werden. Beispiele dafür beinhalten ein eine Hydroxylgruppe, Aminogruppe, Sulfonylgruppe, Carbonylgruppe, Carboxylgruppe, Derivate derselben und dergleichen. Die polare Gruppe kann einzeln oder zu zweit oder in mehreren polaren Gruppen in Kombination enthalten sein.
  • Wenn das Harz wasserlöslich ist, zeigt das wasserlösliche Harz vorzugsweise eine Wasserlöslichkeit von 0,1 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C und zeigt bevorzugtererweise eine Wasserlöslichkeit von 0,3 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C und zeigt besonders bevorzugt eine Wasserlöslichkeit von 0,5 g oder mehr in 100 g bei 25°C.
  • Beispiele des wasserlöslichen Harzes beinhalten Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Polyvinylacetat, Polyacrylsäure, Polyvinylpyrolidon, Polyethylenimin, Polyethylenoxid, Styrol-Maleinsäure-Copolymer, Polyvinylamin, Polyallylamin, eine Oxazolingruppe-enthaltende wasserlösliche Harze, wasserlösliche Melaminharze, wasserlösliche Harnstoffharze, Alkydharze, Sulfonamidharze und dergleichen.
  • Wenn das Harz Alkali-wasserlöslich ist, zeigt das Alkali-wasserlösliche Harz vorzugsweise eine Alkaliwasserlöslichkeit von 0,1 g oder mehr in 100 g 2,38 Masse-%iger wässriger Tetramethylammoniumhydroxid(TMAH)-Lösung bei 25°C und zeigt bevorzugtererweise eine Alkaliwasserlöslichkeit von 0,3 g oder mehr in 100 g 2,38 Masse-%iger wässriger TMAH-Lösung bei 25°C und besonders bevorzugt zeigt eine Alkaliwasserlöslichkeit von 0,5 g oder mehr in 100 g 2,38 Masse-%iger TMAH-Lösung bei 25°C.
  • Beispiele des Alkali-wasserlöslichen Harzes beinhalten Novolak-Harze, Vinylphenolharze, Polyacrylsäuren, Polymethacrylsäuren, Poly-p-hydroxyphenylacrylat, Poly-p-hydroxyphenylmethacrylat, ein Copolymer derselben und dergleichen.
  • Ein Harz kann einzeln oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen sind Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal, Polyvinylacetat und dergleichen bevorzugt. Das Harz enthält bevorzugtererweise Polyvinylacetal bei 5 % Masse-% bis 40 Masse-%.
  • Vorzugsweise enthält das Harz eine cyclische Struktur an zumindest einen Teil desselben. Solch eine cyclische Struktur kann einen Vorteil dahingehend erbringen, dass dem Resistmuster-Verdickungsmaterial exzellente Ätzwiderstandseigenschaften verliehen werden können.
  • In der vorliegenden Erfindung kann das Harz mit einer cyclischen Struktur an zumindest einem Teil desselben einzeln oder in Kombination verwendet werden.
  • Das Harz mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden, wobei solche, die zum Veranlassen einer Quervernetzungsreaktion in der Lage sind, bevorzugt werden. Geeignete Beispiele derselben enthalten Polyvinylarylacetalharze, Polyvinylaryletherharze, Polyvinylarylesterharze und Derivate derselben, vorzugsweise wird zumindest eines derselben ausgewählt. Vom Standpunkt des Aufweisens der Wasserlöslichkeit oder der Alkaliwasserlöslichkeit in einem geeigneten Ausmaß wird ein solches Harz, das eine Acetalgruppe enthält, mehr bevorzugt.
  • Die Polyvinylarylacetalharze sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten β-Resorcinacetal und dergleichen.
  • Die Polyvinylaryletherharze sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten 4-Hydroxybenzylether und dergleichen.
  • Die Polyvinylarylesterharze sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten Benzoat und dergleichen.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Polyvinylarylacetalharze ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Geeignete Beispiele sind konventionelle Verfahren, die eine Polyvinylacetalreaktion oder dergleichen verwenden.
  • Beispielsweise unterlaufen Polyvinylalkohol und Aldehyd in einem stöchiometrisch für den Polyvinylalkohol erforderlichen Anteil eine Acetalisierungsreaktion in Anwesenheit eines Säurekatalysators. Spezifische Beispiele sind in US-Patent Nr. 5,169,897 und 5,262,270, der Japanischen Patent-Offenlegungsschrift (JP-A) Nr. 5-78414 und dgl. offenbart.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Polyvinylaryletherharze ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele dafür sind eine Copolymerisationsreaktion eines entsprechenden Vinylarylethermonomers und von Vinylacetat; eine Veretherungsreaktion von Polyvinylalkohol und einer aromatischen Verbindung, die eine halogenierte Alkylgruppe aufweisen, in Anwesenheit eines basischen Katalysators (die Ethersynthetisierungsreaktion nach Williamson) und dergleichen. Spezifische Beispiele sind in JP-A Nrn. 2001-40086, 2001-181383, 6-116194 und dergleichen offenbart.
  • Das Verfahren zum Herstellen der Polyvinylarylesterharze ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele desselben sind eine Copolymerisationsreaktion eines entsprechenden Vinylarylestermonomers und von Vinylacetat; eine Veresterungsreaktion von Polyvinylalkohol und einer aromatischen Carbonsäurehalogenidverbindung in Anwesenheit eines basischen Katalysators und dergleichen.
  • Die cyclische Struktur im Harz mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben sind eine monocyclische Struktur wie etwa Benzol, eine polycyclische Struktur wie etwa Bisphenol, ein kondensierter Ring wie etwa Naphthalin, insbesondere werden aromatische Verbindungen, alicyclische Verbindungen, heterocyclische Verbindungen und dergleichen bevorzugt. Bei dem Harz mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben kann eine cyclische Struktur einzeln oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele der aromatischen Verbindung beinhalten Polyhydroxyphenolverbindungen, Polyphenolverbindungen, aromatische Carbonsäureverbindungen, Naphthalinpolyhydroxyverbindungen, Benzophenonverbindungen, Flavonoidverbindungen, Porphin, wasserlösliche Phenoxyharze, Aromaten-enthaltende wasserlösliche Farbstoffe, Derivate derselben, Glycoside derselben und dergleichen. Die aromatische Verbindung kann einzeln oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele der mehrwertigen Phenolverbindungen sind Resorcinol, Resorcin[4]aren, Pyrogallol, Gallussäure, Derivate und Glycoside derselben und dergleichen.
  • Beispiele der Polyphenolverbindungen beinhalten Katechin, Anthocyanidin (Pelargonidin-artiges (4'-Hydroxy), Cyanidin-artiges (3',4'-Dihydroxy), Delphinidin-artiges (3',4',5'-Trihydroxy)), Flavan-3,4-diol, Proanthocyanidin und dergleichen. Beispiele der aromatischen Carbonsäureverbindungen beinhalten Salicylsäure, Phthalsäure, Dihydroxybenzoesäure, Tannin und dergleichen.
  • Beispiele der Naphthalinpolyhydroxyverbindungen beinhalten Naphthalindiol, Naphthalintriol und dergleichen. Beispiele der Benzophenonverbindungen beinhalten Alizarin-Gelb A und dergleichen. Beispiele der Flavonoidverbindungen beinhalten Flavon, Isoflavon, Flavanol, Flavonon, Flavonol, Flavan-3-ol, Auron, Chalcon, Dihydrochalcon, Querzetin und dergleichen.
  • Beispiele der alicyclischen Verbindung beinhalten Polycycloalkane, Cycloalkane, fusionierte Ringe, Derivate und Glycoside derselben und dergleichen. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele des Polycycloalkans beinhalten Norbornan, Adamantan, Norpinan, Steran und dergleichen. Beispiele des Cycloalkans beinhalten Cyclopentan, Cyclohexan und dergleichen. Beispiele des fusionierten Rings beinhalten Steroide und dergleichen.
  • Geeignete Beispiele der heterocyclischen Verbindung beinhalten eine Stickstoff-enthaltende cyclische Verbindung wie etwa Pyrrolidin, Pyridin, Imidazol, Oxazol, Morpholin, Pyrrolidon und dergleichen; und eine Sauerstoff-enthaltende cyclische Verbindung wie etwa Furan, Pyran, Sacchariden wie etwa Pentose und Hexose und dergleichen.
  • Bevorzugte Beispiele des Harzes mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben sind solche, die zumindest eine, ausgewählt aus den funktionellen Gruppen wie beispielsweise eine Hydroxylgruppe, Cyanogruppe, Alkoxylgruppe, Carboxylgruppe, Aminogruppe, Amidgruppe, Alkoxycarbonylgruppe, Hydroxyalkylgruppe, Sulfonylgruppe, Säureanhydridgruppe, Lactongruppe, Cyanatgruppe und Ketongruppe etc. aufweisen; und die Saccharinderivate vom Standpunkt der Wasserlöslichkeit aus. Dasjenige, das zumindest eine funktionelle Gruppe aufweist, die ausgewählt ist aus der Hydroxylgruppe, Aminogruppe, Sulfonylgruppe, Carboxylgruppe und ihren Derivaten ist bevorzugter.
  • Das Molgehalt-Verhältnis der cyclischen Struktur im Harz mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben ist nicht besonders beschränkt, solange es nicht die Ätzwiderstandsfähigkeit beeinträchtigt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. In dem Fall, in dem ein hoher Ätzwiderstand nötig ist, beträgt es vorzugsweise 5 mol% oder mehr und bevorzugtererweise 10 mol% oder mehr.
  • Das Molgehalt-Verhältnis einer cyclischen Struktur im Harz mit einer cyclischen Struktur an einem Teil desselben kann mittels NMR etc. gemessen werden.
  • Der Gehalt an Harzen einschließlich des Harzes mit einer cyclischen Struktur an einem Bereich desselben im Resistmuster-Verdickungsmaterial kann abhängig von Art und Gehalt der Basissubstanz oder des Basismaterials oder dgl. geeignet ausgewählt werden.
  • – Quervernetzungsmittel –
  • Die Quervernetzungsmittel sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Bevorzugte Beispiele sind solche, die Wasserlöslichkeit zeigen und eine Quervernetzung durch Hitze oder Säure veranlassen, und bevorzugter ist ein Aminoquervernetzungsmittel.
  • Bevorzugte Beispiele des Aminoquervernetzungsmittels beinhalten Melaminderivate, Harnstoffderivate und Urilderivate und dergleichen. Sie können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele der Harnstoffderivate beinhalten Harnstoff, Alkoxymethylenharnstoff, N-Alkoxymethylenharnstoff, Ethylenharnstoff, Ethylenharnstoffcarbonsäure, ihre Derivate und dergleichen. Beispiele der Melaminderivate sind Alkoxymethylmelamin, ihre Derivate und dergleichen. Beispiele der Urilderivate sind Benzoguanamin, Glycoluril, ihre Derivate und dergleichen.
  • Der Gehalt an Quervernetzungsmittel im Resistmuster-Verdickungsmaterial hängt von Art und Gehalt etc. des Harzes etc. ab, so dass es unmöglich ist, dafür bedingungslos vorgeschrieben zu sein. Es kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden.
  • – Netzmittel –
  • Die Netzmittel sind nicht besonders beschränkt und können in Übereinstimmung mit dem Zweck geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten nicht-ionische Netzmittel, kationische Netzmittel, anionische Netzmittel, ampholyte Netzmittel und dergleichen. Diese können einzeln oder in Kombination verwendet werden. Von dem Standpunkt aus, dass es keine Metallionen enthält, ist ein geeignetes unter ihnen ein nicht-ionisches Netzmittel.
  • Bevorzugte Beispiele der nicht-ionischen Netzmittel sind diejenigen, die aus Alkoxylat-Netzmitteln, Fettsäureester-Netzmitteln, Amid-Netzmitteln, alkalischen Netzmitteln und Ethylendiamin-Netzmitteln ausgewählt sind. Die konkreten Beispiele derselben schließen Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Kondensationsverbindungen, Polyoxyalkylen-Alkyletherverbindungen, Polyoxyethylen-Alkyletherverbindungen, Polyoxyethylenderivatverbindungen, Sorbitolfettsäureesterverbindungen, Glycerinfettsäureesterverbindungen, primäre Alkoholethoxylatverbindungen, Phenolethoxylatverbindungen, Nonylphenolethoxylatverbindungen, Octylphenolethoxylatverbindungen, Laurylalkoholethoxylatverbindungen, Oleylalkoholethoxylatverbindungen, Fettsäureester, Amid, natürlicher Alkohol, Ethylendiamin, sekundäres Alkoholethoxylat und dgl. ein.
  • Die kationischen Netzmittel sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten kationische Alkyl-Netzmittel, quarternäre kationische Amid-Netzmittel, quarternäre kationische Ester-Netzmittel und dergleichen.
  • Die ampholytischen Netzmittel sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten Aminoxidnetzmittel, Betainnetzmittel und dergleichen.
  • Der Gehalt der Netzmittel im Restmuster-Verdickungsmaterial hängt von Art und Gehalt etc. des Harzes und der Basissubstanz oder Basenverbindung ab; der Gehalt kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden.
  • – Die eine cyclische Struktur enthaltende Komponente –
  • Die eine cyclische Struktur enthaltende Komponente kann in geeigneter Weise aus solchen ausgewählt werden, die eine cyclische Struktur und eine Wasserlöslichkeit aufweisen, abhängig von der Anwendung ohne besondere Beschränkungen. Die Wasserlöslichkeit beträgt vorzugsweise 1 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C, bevorzugtererweise 3 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C und am bevorzugtesten 5 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C.
  • Die eine cyclische Struktur enthaltende Verbindung, die im Resistmuster-Verdickungsmaterial involviert ist, kann den Ätzwiderstand des sich ergebenden Musters aufgrund der cyclischen Struktur in der die cyclische Struktur enthaltenden Verbindung signifikant und vorteilhafterweise steigern.
  • Geeignete Beispiele der eine cyclische Struktur enthaltenden Verbindung sind aromatische Verbindungen, alicyclische Verbindungen und heterocyclische Verbindungen und sind vorzugsweise aromatische Verbindungen. Diese können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele der aromatischen Verbindung beinhalten Polyhydroxyphenolverbindungen, Polyphenolverbindungen aromatische Carbonsäureverbindungen, Naphthalinpolyhdroxyverbindungen, Benzophenonverbindungen, Flavonoidverbindungen, Porphine, wasserlösliche Phenoxyharze, Aromaten-enthaltende in Wasser lösliche Farbstoffe, Derivate derselben, Glycoside derselben und dergleichen. Die aromatischen Verbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden.
  • Beispiele der mehrwertigen Phenolverbindungen beinhalten Resorcinol, Resorcin[4]aren, Pyrogallol, Gallussäure, Derivate und Glycoside derselben, und dergleichen.
  • Beispiele der Polyphenolverbindungen beinhalten Catechin, Anthocyanidin (pelargonidinartiges (4'-Hydroxy), cyanidinartiges (3',4'-Dihydroxy), delphinidinartiges (3',4',5'-Trihydroxy)), Flavan-3,4-diol, Proanthocyanidin und dergleichen.
  • Beispiele der aromatischen Carbonsäureverbindungen beinhalten Salicylsäure, Phthalsäure, Dihydroxybenzoesäure, Tannin und dergleichen. Beispiele der Naphthalinpolyhydroxyverbindungen beinhalten Naphthalindiol, Naphthalintriol und dergleichen.
  • Beispiele der Benzophenonverbindungen beinhalten Alizarin-Gelb A und dergleichen. Beispiele der Flavonoidverbindungen beinhalten Flavon, Isoflavon, Flavonol, Flavonon, Flavonol, Flavan-3-ol, Auron, Chalcon, Dihydrochalcon, Querzetin und dergleichen.
  • Beispiele der alicyclischen Verbindung beinhalten Polycycloalkane, Cycloalkane, fusionierte Ring, Derivate und Glycoside derselben und dergleichen. Diese können alleine oder in Kombination verwendet werden. Beispiele des Polycycloalkans beinhalten Norbornan, Adamantan, Norpinan, Steran und dergleichen. Beispiele des Cycloalkans beinhalten Cyclopentan, Cyclohexan und dergleichen. Beispiele der fusionierten Ringe enthalten Steroide und dergleichen.
  • Geeignete Beispiele der heterocyclischen Verbindung beinhalten eine Stickstoff-enthaltende cyclische Verbindung wie etwa Pyrrolidin, Pyridin, Imidazol, Oxazol, Morpholin, Pyrrolidon und dergleichen, und eine Sauerstoff-enthaltende cyclische Verbindung wie etwa Furan, Pyran, Saccharide wie etwa Pentose und Hexose und dergleichen.
  • Diese eine cyclische Struktur enthaltenden Verbindungen können allein oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen werden die Polyphenolverbindungen bevorzugt, insbesondere Catechin und Resorcin sind bevorzugt.
  • Unter den eine cyclische Struktur enthaltenden Verbindungen werden vom Standpunkt der Wasserlöslichkeit diejenige mit zwei oder mehr polaren Gruppen bevorzugt, wobei diejenige mit drei oder mehr bevorzugterer ist und diejenige mit vier oder mehr besonders bevorzugt ist.
  • Die polare Gruppe ist nicht besonders beschränkt und kann gemäß dem Zweck geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben sind eine Hydroxylgruppe, eine Carboxylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Sulfonylgruppe und dergleichen.
  • Der Gehalt der eine cyclische Struktur enthaltenden Verbindung im Resistmuster-Verdickungsmaterial kann abhängig von Art und Gehalt etc. des Harzes, Quervernetzungsmittels und der Netzmittel etc. ausgewählt werden.
  • – Organisches Lösungsmittel –
  • Das organische Lösungsmittel ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele desselben beinhalten organische Alkohollösungsmittel, lineare organische Esterlösungsmittel, cyclische organische Esterlösungsmittel, organische Ketonlösungsmittel, lineare organische Etherlösungsmittel, cyclische organische Etherlösungsmittel und dergleichen.
  • Wenn das Resistmuster-Verdickungsmaterial das oben erwähnte organische Lösungsmittel enthält, liegt der Vorteil darin, dass das Harz und der mehrwertige Alkohol mit zumindest zwei der Hydroxylgruppen und das Quervernetzungsmittel hinsichtlich der Löslichkeit im Resistmuster-Verdickungsmaterial verbessert werden können.
  • Beispiele der organischen Alkohollösungsmittel beinhalten Methanol, Ethanol, Propylalkohol, Isopropylalkohol, Butylalkohol und dergleichen. Beispiele der linearen organischen Esterlösungsmittel beinhalten Ethyllactat, Propylenglykolmethyletheracetat (PGMEA) und dergleichen. Beispiele der cyclischen organischen Esterlösungsmittel beinhalten organische Lactonlösungsmittel wie etwa γ-Butyrolacton und dergleichen. Beispiele der organischen Ketonlösungsmittel beinhalten organische Ketonlösungsmittel wie etwa Aceton, Cyclohexanon und Heptanon und dergleichen.
  • Beispiele der linearen organischen Etherlösungsmittel beinhalten Ethylenglykoldimethylether und dergleichen. Beispiele der cyclischen organischen Etherlösungsmittel beinhalten Tetrahydrofuran, Dioxan und dergleichen.
  • Diese organischen Lösungsmittel können allein oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen werden Lösungsmittel mit einem Siedepunkt von etwa 80 bis 200°C vom Standpunkt der Leistungsfähigkeit bezüglich der präzisen Verdickung des Resistmusters bevorzugt.
  • Der Gehalt an organischen Lösungsmitteln im Resistmuster-Verdickungsmaterial kann gemäß der Art und des Gehalts etc. des Harzes, der Basissubstanz oder der Basisverbindung, des Quervernetzungsmittels und Netzmittels etc. entschieden werden.
  • – Phasenübergangskatalysator –
  • Der Phasenübergangskatalysator ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele desselben beinhalten organische Materialien, bevorzugt sind basische Materialien.
  • Wenn das Resistmuster-Verdickungsmaterial den Phasenübergangskatalysator enthält, kann ein Vorteil diesbezüglich erhalten werden, dass das Resistmuster effizient und gleichförmig unabhängig von einem Material des Resistmusters verdickt wird. Daher kann durch Verwendung solcher Resistmuster-Verdickungsmaterialien der Verdickungseffekt des Resistmusters kaum durch die Materialien des Resistmusters beeinträchtigt werden. Solche Effekte des Phasenbergangskatalysators sind beispielsweise nicht beeinträchtigt, selbst falls das Resistmuster, das Gegenstand der Verdickung unter Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials sein soll, ein Säure-erzeugendes Mittel enthält oder nicht.
  • Der bevorzugte Phasenübergangskatalysator ist derjenige, der eine Wasserlöslichkeit aufweist, und die Wasserlöslichkeit ist so, dass 0,1 g oder mehr in 100 g Wasser bei einer Temperatur von 25°C gelöst werden können.
  • Spezifische Beispiele des Phasenübertragungskatalysators beinhalten Kronenether, Azakronenether, Oniumsalzverbindungen und dergleichen.
  • Der Phasenübergangskatalysator kann einzeln oder in Kombination verwendet werden. Unter diesen werden die Oniumsalzverbindungen vom Standpunkt der hohen Wasserlöslichkeit bevorzugt.
  • Beispiele der Kronenether und Azakronenether beinhalten 18-Kronen-6, 15-Kronen-5, 1-Aza-l8-kronen-6, 4,13-Diaza-18-kronen-6, 1,4,7-Triazacyclononan und dergleichen.
  • Die Oniumsalzverbindungen sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Die bevorzugten Beispiele derselben beinhalten quarternäre Ammoniumsalze, Pyridinsalze, Thiazoliumsalze, Phosphoniumsalze, Piperazinsalze, Ephedrinsalze, Chiniumsalze, Cinchoniumsalze und dergleichen.
  • Beispiele für das quarternäre Ammoniumsalz beinhalten Tetrabutylammoniumwasserstoffsulfat, Tetramethylammoniumacetat, Tetramethylammoniumchlorid und dergleichen, die oft als synthetische organische Agenzien verwendet werden. Beispiele für das Pyridiniumsalz beinhalten Hexadecylpyridinbromid und dergleichen. Beispiele für das Thiazoliumsalz enthalten 3-Benzyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methylthiazoliumchlorid und dergleichen. Beispiele für das Phosphoniumsalz beinhalten Tetrabutylphosphoniumchlorid und dergleichen. Beispiele für das Piperazinsalz beinhalten 1,1-Dimethyl-4-phenylpiperazin und dergleichen. Beispiele für das Ephedrinsalz beinhalten (-)-N,N-Dimethylephedrinbromid und dergleichen.
  • Beispiele für das Chiniumsalz beinhalten N-Benzylcinchiniumchlorid und dergleichen. Beispiele für das Cinchoniumsalz beinhalten N-Benzylcinchoniumchlorid und dergleichen.
  • Der Gehalt des Phasenübergangskatalysators im Resistmuster-Verdickungsmaterial hängt von Art und Gehalt etc. des Harzes ab, so dass es unmöglich ist, ihn definitiv zu definieren, aber er kann gemäß Art und Gehalt etc. geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise werden 10.000 ppm oder weniger bevorzugt, 10 bis 10.000 ppm bevorzugter, 10 bis 5.000 ppm weiter bevorzugt und 10 bis 3.000 ppm besonders bevorzugt.
  • Wenn der Gehalt des Phasenübertragungskatalysators 10.000 ppm oder weniger beträgt, ist der vorteilhafte Punkt, dass das Resistmuster wie etwa ein Leitungsmuster etc. unabhängig von der Größe verdickt werden kann.
  • Der Gehalt des Phasenübergangskatalysators kann unter Verwendung von z.B. Flüssigchromatographie gemessen werden.
  • – Mehrwertiger Alkohol mit zumindest zwei Hydroxylgruppen –
  • Der mehrwertige Alkohol mit zumindest zwei Hydroxylgruppen ist nicht besonders beschränkt und kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Beispiele desselben beinhalten Saccharide, Derivate von Sacchariden, Glycoside, mehrwertige Naphthalinalkoholverbindungen und dergleichen.
  • Die Saccharide können abhängig von der Anwendung ohne bestimmte Beschränkungen geeignet ausgewählt werden. Beispiele derselben beinhalten Pentose, Hexose und dergleichen. Die konkreten Beispiele der Saccharide beinhalten Arabinose, Fruktose, Galactose, Glucose, Ribose, Saccharode, Maltose und dergleichen.
  • Die Derivate von Sacchariden können abhängig von der Anwendung ohne besondere Beschränkungen geeignet ausgewählt werden.
  • Bevorzugte Beispiele derselben sind Aminozucker, Saccharinsäure, Desoxyzucker, Zuckeralkohol, Glycal, Nucleosid und dergleichen.
  • Die Glycoside können abhängig von der Anwendung ohne besondere Beschränkungen geeignet ausgewählt werden. Bevorzugte Beispiele derselben beinhalten phenolische Glycoside und dergleichen. Bevorzugte Beispiele für phenolische Glycoside sind Salicin, Arbutin, 4-Aminophenylgalactopyranosid und dergleichen.
  • Beispiele der Naphthalinpolyhydroxyverbindungen beinhalten Naphthalindiol, Naphthalintriol und dergleichen.
  • Diese können allein oder in Kombination verwendet werden. Von diesen werden diejenigen mit Aromatizität bevorzugt, hinsichtlich ihrer Möglichkeit, Ätzresistenz dem Resistmuster-Verdickungsmaterial zuzufügen. Glycoside werden bevorzugt und phenolische Glycoside werden mehr bevorzugt.
  • Der Gehalt an mehrwertigem Alkohol mit zumindest zwei Hydroxylgruppen im Resistmuster-Verdickungsmaterial kann abhängig von der Anwendung ohne besondere Beschränkungen geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise ist der bevorzugte Gehalt 0,001 bis 50 Massenteile, basierend auf der Gesamtmenge des Resistmuster-Verdickungsmaterials und der bevorzugtere Gehalt ist 0,1 bis 10 Massenteile.
  • Wenn der Gehalt des mehrwertigen Alkohols mit zumindest zwei Hydroxylgruppen kleiner als 0,001 Massenteile ist, kann das Ausmaß an verbesserter Dicke des Resistmuster-Verdickungsmaterials von der Resistmustergröße abhängen. Wenn er andererseits 10 Massenteile übersteigt, löst sich möglicherweise ein Teil des Resistmusters abhängig vom Resistmaterial.
  • – Andere Komponenten –
  • Die anderen Komponenten sind nicht besonders beschränkt, solange sie nicht mit den Effekten der vorliegenden Erfindung interferieren und können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden. Alle Arten bekannter Additive, beispielsweise thermische Säure-erzeugende Agenzien, Quencher wie etwa vom Amintyp, Amidtyp, Ammoniumchloridtyp etc. können als Beispiele gegeben werden.
  • – Anwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials –
  • Bei der Anwendung der Resistmuster-Verdickungsmaterialien gemäß der vorliegenden Erfindung werden diese auf zu verdickende Resistmuster aufgetragen.
  • Die Resistmaterialien von zu verdickenden Resistmustern können in geeigneter Weise aus konventionellen Resistmaterialien ausgewählt werden, einschließlich Negativ-Typ- und Positiv-Typ-Materialien, ohne besondere Beschränkungen. Beispiele der Resistmaterialien beinhalten g-Line-Resiste,
    i-Line-Resiste, KrF-Resiste, ArF-Resiste, F2-Resiste, Elektronenstrahlresiste und dergleichen, die mittels g-Line,
    i-Line, KrF-Excimerlaser, ArF-Excimerlaser, F2-Excimerlaser, Elektronenstrahl oder dergleichen bemustert werden können, die vom chemisch-amplifizierten Typ sein können oder auch nicht. Unter diesen werden KrF-Resiste, ArF-Resiste und Acrylharze enthaltende Resiste bevorzugt; zusätzlich werden ArF-Resiste und Arylharz enthaltende Resiste insofern bevorzugt, als sie hinsichtlich der Verbesserung der Auflösungsgrenze für feinere Bemusterung und Steigerung des Durchsatzes verlangt werden.
  • Vorzugsweise zeigt das Resistmuster im Hinblick auf konsistentes und stabiles Verdicken vor der Verdickung einen pH-Wert von unter 7.
  • Die spezifischen Beispiele des Resistmustermaterials beinhalten Novolak-Resiste, PHS-Resiste, Acrylresiste, Cycloolefin-Maleinsäureanhydrat (COMA)-Resiste, Cycloolefinresiste, Hybridresiste wie etwa alicyclisches acrylisches COMA-Copolymer und dergleichen. Diese Resiste können durch Fluor modifiziert sein.
  • Das Verfahren zum Aufbringen des Resistmuster-Verdickungsmaterials ist nicht besonders beschränkt und kann aus den zum Auftragen bekannten Methoden ausgewählt werden. Beispiele derselben sind Walzenbeschichtungsverfahren, Tauchbeschichtungsverfahren, Sprühbeschichtungsverfahren, Balkenbeschichtungsverfahren, Kneterbeschichtungsverfahren, Vorhangbeschichtungsverfahren und dergleichen. Insbesondere wird eine Zentrifugalbeschichtungsmethode bevorzugt. Im Falle der Zentrifugalbeschichtungsmethode ist die Bedingung beispielsweise eine Rotationsgeschwindigkeit von etwa 100 bis 10.000 U/min und die bevorzugte Rotationsgeschwindigkeit ist 80 bis 5.000 U/min. Der bevorzugte Zeitraum ist etwa 1 s bis 10 min, und ist bevorzugtererweise 1 bis 90 s.
  • Die Beschichtungsdicke zum Zeitpunkt der Beschichtung ist üblicherweise 10 bis 1.000 nm, und die bevorzugte Dicke ist etwa 100 bis 500 nm.
  • Zum Zeitpunkt der Beschichtung kann das Netzmittel getrennt aufgetragen werden, bevor das Resistmuster-Verdickungsmaterial aufgetragen wird, statt das Netzmittel dem Resistmuster-Verdickungsmaterial zuzugeben.
  • Ein Vorbacken oder Warmtrocknen des aufgebrachten Resistmuster-Verdickungsmaterials während oder vor der Beschichtung ist ein bevorzugtes Verfahren, weil es effizient ein Mischen oder Infiltrieren des Resistmuster-Verdickungsmaterials in das Resistmuster an der Schnittstelle zwischen dem Resistmuster und dem Resistmuster-Verdickungsmaterial erzeugt.
  • Bedingung und Verfahren zum Vorbacken oder Warmtrocknen sind nicht besonders beschränkt und können gemäß dem Einsatzzweck geeignet ausgewählt werden. Beispielsweise kann seine Anzahl einmal oder zweimal oder mehr sein. Im Falle von zweimal oder mehr kann die Temperatur des Vorbackens konstant bzw. unterschiedlich sein. Wenn sie wie oben erwähnt konstant ist, ist die bevorzugte Temperatur etwa 60 bis 150°C und 70 bis 120°C ist bevorzugter. Der bevorzugte Zeitraum ist etwa 30 bis 300 s und ist bevorzugter etwa 40 bis 100 s.
  • Das Vorbacken wird durch Entfernen von Lösungsmittel ausgeführt, das gemäß den vom Hersteller empfohlenen Bedingungen ausgeführt werden kann, beispielsweise unabhängig vom Verdicken des Resistmusters.
  • Vorzugsweise wird Beschichtungsbacken oder Mischbacken des Resistmuster-Verdickungsmaterials nach dem Vorbacken oder dem Warmtrocknen ausgeführt, weil das Mischen oder die Infiltrierung effizient an der Schnittstelle zwischen dem Resistmuster und dem Resistmuster-Verdickungsmaterial fortschreitet.
  • Die Bedingungen für das Beschichtungsbacken oder Mischbacken können abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden; typischerweise wird das Beschichtungsbacken bei einer Temperatur höher als die des Vorbackens oder Warmtrocknens ausgeführt. Die Temperatur beim Beschichtungsbacken ist etwa 60 bis 150°C, bevorzugter ist die Temperatur 90 bis 130°C. Der zeitraum beträgt etwa 30 bis 300 s, und der bevorzugte Zeitraum ist 40 bis 100 s.
  • Wenn die Temperatur beim Beschichtungsbacken oder Mischbacken niedriger als 60°C ist, mag das Beschichtungsbacken oder Mischbacken nicht effizient fortschreiten, wenn andererseits die Temperatur über 150°C ist, kann die Form des Resistmusters durch die höhere Temperatur deformiert werden. Die Reaktion ohne Säure ist eine thermische Reaktion, so dass das verdickte oder angeschwollene Niveau des Resistmusters dazu tendiert, zu wachsen, wenn die Temperatur ansteigt.
  • Vorzugsweise wird das Entwickeln auf dem beschichteten Resistmuster-Verdickungsmaterial ausgeführt, nachdem das Beschichtungsbacken oder Mischbacken ausgeführt wurde. In diesem Fall können die Bereiche von aufgetragenem Resistmuster-Verdickungsmaterial, wo die Interaktion oder das Mischen nicht induziert wurde oder beim Resistmuster unzureichend ist, erfolgreich aufgelöst und entfernt werden, um dadurch das verdickte Resistmuster zu entwickeln.
  • Die Entwicklung kann eine Wasserentwicklung, eine Entwicklung unter Verwendung einer schwach alkalischen Lösung oder eine Kombination derselben sein. Die Wasserentwicklung wird bevorzugt, da die Entwicklung effizient und bei niedrigeren Kosten ausgeführt werden kann.
  • Die Entwicklung erzeugt ein verdicktes Resistmuster, in dem das Resistmuster durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial verdickt ist. Beim verdickten Resistmuster ist das durch das verdickte Resistmuster gebildete Raummuster feiner und präziser als das des unverdickten Resistmusters. Daher kann das verdickte Resistmuster zu feineren und präziseren elektrischen Beschreibungen der Halbleitervorrichtungen führen, indem es als Maskiermuster beim Ätzen etc. angewendet wird.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung kann geeigneter Weise auf ein Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden und kann auch geeigneterweise auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet werden.
  • (Prozess zum Ausbilden des Resistmusters und Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung)
  • Der Prozess zum Ausbilden eines Resistmusters umfasst das Auftragen des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung auf ein Resistmuster, das Verdicken des Resistmusters und abhängig von den Anforderungen die anderen.
  • Der Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Ausbilden eines verdickten Resistmusters, das Bemustern und abhängig von den Anforderungen, die anderen.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch den Prozess zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt.
  • Die Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Erläuterungen bezüglich des Prozesses zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ersichtlich werden.
  • – Bildung des verdickten Resistmusters –
  • Beim Ausbilden des verdickten Resistmusters wird ein Resistmuster auf einer bearbeiteten Oberfläche ausgebildet, das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung wird auf das Resistmuster durch den Prozess gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebracht, wodurch das Resistmuster verdickt wird, um das verdickte Resistmuster zu bilden.
  • Die Ausbildung des verdickten Resistmusters, das entsprechend dem Prozess zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die Erläuterungen bezüglich der Bildung des verdickten Resistmusters ersichtlich.
  • – Werkstück –
  • Das Werkstück oder Substrat kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden und kann ein Substrat einer Halbleitervorrichtung wie ein Siliziumwafer, ein Zwischenschicht-Isolierfilm, ein Film aus Verdrahtungsmaterial, verschiedene Oxidfilme oder dgl. sein.
  • – Bildung des Resistmusters –
  • Der Prozess zum Ausbilden des Resistmusters kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden; beispielsweise Ausbilden einer aufgebrachten Schicht eines konventionellen Resistmaterials durch einen konventionellen Beschichtprozess, dann Bestrahlen der aufgebrachten Schicht, wodurch ein Resistmuster mit einem beabsichtigten Design erhalten wird. Weiterhin kann optional ein Backen nach der Bestrahlung ausgeführt werden.
  • Der Bestrahlungsstrahl oder das Licht kann abhängig vom Resistmaterial geeignet ausgewählt werden, Beispiele derselben beinhalten g-Line, i-Line, KrF-Excimerlaser, ArF-Excimerlaser, F2-Excimerlaserstrahl, Elektronenstrahlen und dergleichen.
  • Die Größe und Dicke etc. des Resistmusters kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden; die Dicke beträgt im Allgemeinen 2 bis 200 μm und kann durch das Werkstück, die Ätzbedingungen etc. bestimmt sein.
  • Übrigens kann optional ein Backen unter Vakuumzustand (im Nachfolgenden als "Vakuumbacken" bezeichnet) nach der Ausbildung des Resistmusters durchgeführt werden, um die Restsäure im Resistmuster zu entfernen. Die Temperatur beim Vakuumbacken kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden, beispielsweise werden 60 bis 150°C bevorzugt, und 80 bis 130°C werden mehr bevorzugt.
  • Wenn die Temperatur unter 60°C liegt, mag die Restsäure im Resistmuster nicht hinreichend entfernt werden und im Gegensatz dazu kann, wenn die Temperatur über 150°C liegt, die Form des Resistmusters durch die höhere Temperatur deformiert werden.
  • Der Vakuumpegel beim Vakuumbacken kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden, beispielsweise ist 50 Torr oder weniger bevorzugt, 10 Torr oder weniger mehr bevorzugt.
  • Wenn der Vakuumpegel über 50 Torr ist, mag der Effekt zur Verdampfung der Restsäure im Resistmuster nicht signifikant sein und damit die Restsäure nicht hinreichend entfernt werden.
  • Der Zeitraum des Vakuumbackens kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden, und kann beispielsweise vorzugsweise 10 bis 300 s, bevorzugtererweise 30 bis 120 s sein.
  • Wenn der Zeitraum weniger als 10 s beträgt, mag der Effekt der Verdampfung der Restsäure im Resistmuster nicht signifikant sein und daher mag die restliche Säure nicht ausreichend entfernt werden. Wenn der Zeitraum 300 s übersteigt, mag der erwartete Effekt nicht erscheinen und der Verarbeitungszeitraum kann nicht verkürzt werden.
  • Das Vakuumbacken kann mittels geeignet ausgewählter konventioneller Vorrichtungen wie etwa einem Vakuumheizapparat ausgeführt werden.
  • Das Resistmuster-Verdickungsmaterial kann dasjenige der vorliegenden Erfindung sein. Der Beschichtungsprozess des Resistmuster-Verdickungsmaterials kann der oben beschriebene sein. Durch die Ausbildung des verdickten Resistmusters ist das Resistmuster verdickt, um ein verdicktes Resistmuster zu erhalten.
  • Vorzugsweise repräsentiert das sich ergebende verdickte Resistmuster geeignet einen hohen Ätzwiderstand. Vorzugsweise ist die Ätzrate (nm/min) des Resistmusters äquivalent zu oder größer als diejenige des zu verdickenden Resistmusters. Genauer gesagt, wenn unter denselben Bedingungen gemessen, ist das Verhältnis (zu verdickendes Resistmuster/Oberflächenschicht (Mischschicht)) der Ätzrate (nm/min) der Oberflächenschicht (Mischschicht) zur Ätzrate (nm/min) des zu verdickenden Resistmusters vorzugsweise 1,1 oder mehr und ist bevorzugtererweise 1,2 oder mehr und insbesondere wird 1,3 oder mehr bevorzugt.
  • Die Ätzrate (nm/min) kann beispielsweise durch Ausführen einer Ätzprozessierung für einen vorgegebenen Zeitraum unter Verwendung einer bekannten Ätzvorrichtung, Messen der Menge an Filmreduzierung der Probe und Berechnen der Menge an Filmverminderung pro Einheitszeit gemessen werden.
  • Die Oberflächenschicht oder Mischschicht kann geeigneterweise durch Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden. Vom Standpunkt der Verbesserung des Ätzwiderstandes enthält die Oberflächenschicht oder Mischschicht vorzugsweise eine cyclische Struktur, z.B. ein Harz mit einer cyclischen Struktur an zumindest einem Teil desselben.
  • Ob die Oberflächenschicht die cyclische Struktur enthält oder nicht, kann beispielsweise durch Analysieren des IR-Absorptionsspektrums der Oberflächenschicht bestätigt werden.
  • Beim Aufbringen des Resistmuster-Verdickungsmaterials auf das Resistmuster und Gestatten des Interagierens oder des Mischens mit dem Resistmuster erscheint dann eine Mischschicht an der Oberfläche des Resistmusters, welche durch die Interaktion zwischen dem Resistmuster-Verdickungsmaterial und dem Resistmuster gebildet wird. Folglich wird das Resistmuster entsprechend der Ausbildung der Mischschicht verdickt, so dass das verdickte Resistmuster ausgebildet wird.
  • In diesem Stadium zeigt das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 (7 < pH ≤ 14) beim Aufbringen auf das Resistmuster oder nach dem Aufbringen auf das Resistmuster. Dementsprechend können das Resistmuster-Verdickungsmaterial und das Resistmuster durch die vorgenannte Nicht-Säurereaktion ohne die Säure-basierte Reaktion, die instabile Faktoren ergibt, interagieren. Folglich kann ein gleichförmiger Verdickungseffekt erreicht werden, der nicht durch die Spezies oder Größen des Resistmusters beeinträchtigt wird. Das Resistmuster, das auf diese Weise ausgebildet wird, repräsentiert Raummuster, von denen der Durchmesser oder die Breite kleiner ist als die Raummuster des Resistmusters vor dem Verdicken. Als Ergebnis übersteigt das von dem Resistmuster ausgebildete Raummuster eine Expositionsgrenze oder eine Auflösungsgrenze und kann feinere Strukturen repräsentieren, anders ausgedrückt ist die Größe von Räumen wie einer Pore und Rille des sich ergebenden Raummusters kleiner als die untere Grenze von Raum, welcher durch die Wellenlänge der verfügbaren Bestrahlungsquellen bemustert werden kann.
  • Dementsprechend können beim Bemustern eines Resistmusters mittels eines ArF-Excimerlaserstrahls und Verdicken des Resistmusters mittels des Resistmusterverdickungsmaterials das Raummuster des Resists, der auf dem verdickten Resistmuster ausgebildet wird, solche feinen und präzisen Bedingungen wie durch einen Elektronenstrahl bemustert darstellen.
  • Das Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert.
  • Wie in 1 gezeigt, wird ein Resistmuster 3 auf der Oberfläche eines Werkstücks oder Substrats 5 ausgebildet, dann wird das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 auf der Oberfläche des Resistmusters 3 aufgebracht oder aufgetragen, und es wird optional ein Vorbacken, wie etwa Wärmen und Trocken, durchgeführt. Dann tritt an der Schnittstelle zwischen dem Resistmuster 3 und dem Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 ein Mischen oder Infiltrieren von Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 in das Resistmuster 3 auf, so dass die Oberflächenschicht oder Mischschicht 10a durch Mischen oder Infiltrieren an der Schnittstelle zwischen dem Innenschicht-Resistmuster 10b oder dem Resistmuster 3 und dem Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 ausgebildet wird, wie in 2 gezeigt.
  • Selbst falls Restsäure im Resistmuster 3 in diesem Stadium vorkommt, repräsentiert das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 oder weniger beim Auftragen oder nach dem Auftragen auf das Resistmuster 3; daher kann die Restsäure neutralisiert werden und das Resistmuster 3 und das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 können in einem Zustand ohne Säure interagieren oder sich mischen. Das heißt, da das Resistmuster 3 und das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 durch Nicht-Säurereaktion interagieren oder sich mischen können, dass das Verdicken des Resistmusters 3 stabil und gleichförmig ausgeführt werden kann, ohne signifikant von Umweltveränderungen, wie etwa Temperatur oder Feuchtigkeit, beeinträchtigt zu werden.
  • Dann wird das verdickte Resistmuster 10 mit gleichförmiger Verdickung durch Auflösen und Entfernen der Bereiche mit keiner oder weniger Interaktion oder Mischen mit dem Resistmuster 3 im auf das Resistmuster 3 aufgebrachten Resistmuster-Verdickungsmaterial durch den Entwicklungsprozess zum Entfernen wasserlöslicher Teile ausgebildet oder entwickelt. Das Entwickeln kann mittels Wasser oder alkalischer Entwicklerflüssigkeit erfolgen.
  • Das verdickte Resistmuster 10 besitzt eine Oberflächenschicht oder Mischschicht 10a, die durch Mischen des Resistmuster-Verdickungsmaterials 1 auf dem Innenschicht-Resistmuster 10b oder dem Resistmuster 3 ausgebildet ist. Das verdickte Resistmuster 10 wird im Vergleich zum Resistmuster 3 um die Dicke der Oberflächenschicht oder der Mischschicht 10a anschwellen; daher sind die Größen des Raummusters, z.B. der Abstand zwischen benachbarten verdickten Resistmustern 10 und der Öffnungsgröße von in dem verdickten Resistmuster ausgebildetem Lochmuster kleiner als solche des Resistmusters vor dem Verdicken.
  • Dementsprechend kann das durch das Resistmuster ausgebildete Raummuster feiner als die Belichtungsgrenze oder die Auflösungsgrenze der Belichtungsvorrichtung zum Ausbilden des Resistmusters sein. Wenn beispielsweise mittels ArF-Excimerlaserstrahl exponiert wird, kann das Raummuster feiner sein als das mittels eines Elektronenstrahls. Somit ist das durch das verdickte Resistmuster 10 ausgebildete Raummuster feiner und präziser als das durch das Resistmuster 3b ausgebildete Raummuster.
  • Die Oberflächenschicht oder Mischschicht 10a des verdickten Resistmusters 10 wird durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 ausgebildet. Wenn das Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 eine cyclische Struktur wie oben beschrieben enthält, kann das sich ergebende Resistmuster-Verdickungsmaterial 1 eine überlegene Ätzresistenz zeigen, selbst falls das Material des Resistmusters oder des inneren Resistmusters 10b eine relativ schlechte Ätzresistenz aufweist.
  • Das durch das verdickte Resistmuster ausgebildete Raummuster kann ein Leitungsraummuster, ein Lochmuster wie etwa für ein Kontaktloch und Gräben- oder Rillenmuster oder dgl. sein.
  • Das verdickte Resistmuster kann als Maskenmuster, Zwischenmaskenmuster oder dgl. verwendet werden und auf die Herstellung von funktionellen Teilen wie etwa Aufzeichnungsköpfen, LCDs (Flüssigkristallanzeigen), PDPs (Plasmaanzeigepanelen), SAW-Filtern (Oberflächenakustische Wellenfiltern) und dgl., beim Verbinden optischer Verdrahtung verwendete optische Teile, feine Teile wie etwa Mikroaktuatoren und dgl., Halbleitervorrichtungen und dgl. angewendet werden und kann insbesondere im später beschriebenen Bemusterungsverfahren verwendet werden.
  • – Bemustern –
  • Beim Bemustern wird das Ätzen unter Verwendung des verdickten Resistmusters als eine Maske ausgeführt, um die Werkstückoberfläche zu bemustern.
  • Das Verfahren des Ätzens ist nicht besonders beschränkt und kann in geeigneter Weise aus konventionellen Methoden abhängig von der Anwendung ausgewählt werden; Trockenätzen ist ein geeigneter Prozess. Die Ätzbedingungen sind nicht besonders beschränkt und können abhängig von der Anwendung geeigneterweise ausgeführt werden.
  • Vorzugsweise wird das Restresistmuster abgeschält und im Bemusterungsprozess abhängig von den Anforderungen entfernt. Die spezifische Weise, in der geschält und entfernt wird, kann abhängig von der Anwendung geeignet ausgewählt werden; eine Weise, die ein organisches Lösungsmittel verwendet, wird beispielhaft dargestellt.
  • Unter Verwendung des Bemusterungsprozesses können verschiedene Halbleitervorrichtungen wie etwa Flash-Speicher, DRAM, FRAM und dgl. effizient hergestellt werden.
  • Die sich ergebenden Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch das Verfahren zum Herstellen von Halbleitervorrichtungen gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt werden, besitzen ein gleichförmiges und feines Muster wie etwa eine Verdrahtung und zeigen eine hohe Leistung, und können daher auf verschiedenen Gebieten eingesetzt werden.
  • Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung spezifisch durch Beispiele beschrieben, es versteht sich jedoch dass die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt ist.
  • (Beispiel 1)
  • – Herstellung von Resistmuster-Verdickungsmaterial –
  • Es wurden Restistmuster-Verdickungsmaterialien wie folgt hergestellt und evaluiert:
    Wie in Tabelle 1 gezeigt, wurden 16 g Polyvinylacetalharz (KW-3 von Sekisui Chemical Co, Ltd) als Harz, 0,29 g Phenolethoxylat-Netzmittel (nicht-ionisches Netzmittel PC-6 von Asahi Denka Co., Ltd.) oder 0,25 g primäres Alkoholethoxylat-Netzmittel (nicht-ionisches Netzmittel TN-80 von Asahi Denka Co., Ltd.) als Netzmittel; 1,35 g oder 1,16 g Tetramethoxymethylglykoluril (Nikarrac, von Sanwa Chemical Co., Ltd.) als Quervernetzungsmittel; eine Mischlösung von deionisiertem Wasser und Isopropylalkohol als organisches Lösungsmittel (deionisiertes Wasser: Isopropylalkohol = 98,6 g:0,4 g) oder eine Mischlösung von deionisiertem Wasser und 2,38 Masse-% Tetramethylammoniumhydroxid als organisches Lösungsmittel (deionisiertes Wasser : 2,38 Masse-% Tetramethylammoniumhydroxid Wasser = 90 g : 3 g) verwendet und die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis I wurden wie in Tabelle 1 gezeigt hergestellt.
  • Die pH-Werte der sich ergebenden Resistmuster-Verdickungsmaterialien von A bis I wurden gemessen und in Tabelle 1 gezeigt. Die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis H sind Beispiele der vorliegenden Erfindung und das Resistmuster-Verdickungsmaterial I ist ein Vergleichsbeispiel. Tabelle 1
    Figure 00510001
    Figure 00520001
    • IPA:
    Isopropylalkohol
    TMAaq:
    wässrige Lösung von 2,38 Masse-% Tetramethylammoniumhydroxid
  • Die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel), G (Beispiel) und I (Vergleichsbeispiel) wurden unmittelbar nach ihrer Herstellung bei etwa 5°C und 25°C unabhängig für einen Monat gelagert und die pH-Werte wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle gemeinsam mit jenen unmittelbar nach ihrer Herstellung gezeigt.
  • Tabelle 2
    Figure 00520002
  • Die Ergebnisse der Tabelle 2 zeigen, dass die pH-Werte zwischen unmittelbar nach der Herstellung, nach 1 Monat bei 5°C und nach 1 Monat bei 25°C ungefähr konsistent für die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel) und G (Beispiel) waren, was ihre überlegene Lagerstabilität demonstrierte. Im Gegensatz dazu änderte sich der pH des Resistmuster-Verdickungsmaterials I (Vergleichsbeispiel) während der Lagerung bei 5°C für 1 Monat, wie auch bei 25°C für 1 Monat, ins Saure, was die unterlegene Lagerstabilität demonstriert. Als Grund wird angenommen, dass das Resistmuster-Verdickungsmaterial I während der Lagerung eine freie Säure freisetzte oder produzierte und die freie Säure den pH erniedrigte.
  • Zusätzlich wurden die Verdickungsniveaus auf einem Resistmuster in Bezug auf die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel), G (Beispiel) und I (Vergleichsbeispiel) für Lagerung bei 5°C für 1 Monat, Lagerung bei 25°C für 1 Monat und unmittelbar nach ihrer Herstellung untersucht.
  • Spezifisch wurde ein Elementbereich auf einem Halbleitersubstrat durch ein konventionelles Verfahren ausgebildet, dann wurde eine Schicht von Siliziumoxid als Zwischenschicht-Isolierfilm komplett auf dem Elementbereich mittels eines CVD-Verfahrens aufgebracht. Dann wurde eine Resistschicht aus alicyclischer-Typ ArF-Resist vom Positiv-Typ (Positiv-Typ Resist AX5190 von Sumitomo Chemical Co.) auf der Siliziumoxidschicht ausgebildet, gefolgt von einer Bestrahlung mit ArF-Excimerlaserstrahl bei einer Exposition von 50 mJ/cm2 und Entwickeln, um dadurch ein Lochmuster von 250 nm Dicke zu bilden.
  • Dann wurden die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel), G (Beispiel) und I (Vergleichsbeispiel), die bei 5°C für 1 Monat gelagert, 25°C für 1 Monat gelagert worden waren und unmittelbar nach ihrer Herstellung, individuell durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren auf das Lochmuster aufgebracht, erst unter der Bedingung 1000 U/min/5 s und dann unter der Bedingung 3500 U/min/40 s, um jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien etwa 100 nm dick auszubilden. Danach wurde jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien einem Backen der aufgebrachten Schicken oder Backen zum Mischen bei 100°C für 60 s unterworfen, gefolgt vom Abspülen mit deionisiertem Wasser für 60 s, um jede Schicht zu entwickeln und die Anteile zu entfernen, wo eine Interaktion oder ein Mischen nicht auftrat, folglich wurden durch die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel), G (Beispiel) und I (Vergleichsbeispiel) verdickte Resistmustermaterialien erhalten. Tabelle 3 zeigt auch die Raumgrößen für die jeweiligen Resistmuster-Verdickungsmaterialien.
  • Tabelle 3
    Figure 00540001
  • Die Ergebnisse von Tabelle 2 zeigen, dass die Raumgrößen ungefähr konsistent waren, wenn die Resiste durch die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel), E (Beispiel), F (Beispiel) und G (Beispiel) unmittelbar nach Herstellung wie auch nach 1 Monat bei 25°C geschwollen wurden, die jeweils pH-Stabilität wie oben beschrieben zeigten, was ihre überlegene Stabilität im Zeitablauf, Lagerstabilität und Prozessgleichförmigkeit demonstrierte. Im Gegensatz dazu, wenn die Resiste durch das Resistmuster-Verdickungsmaterial I (Vergleichsbeispiel) geschwollen wurden, das anfangs sauren pH zeigt und wobei der pH während der Lagerung bei 5°C bei 1 Monat wie auch bei 25°C für 1 Monat ins Saurere ging, zeigen die Raumgrößen eine Änderung zwischen unmittelbar nach Herstellung und nach 1 Monat, was die signifikant unterlegenen Eigenschaften bezüglich der Stabilität über die Zeit, der Lagerstabilität und der Prozessgleichförmigkeit demonstriert.
  • – Ausbildung eines Verdickungsresistmusters (1) –
  • – Ausbildung des Resistmusters –
  • Ein Elementbereich wurde auf einem Halbleitersubstrat durch ein konventionelles Verfahren ausgebildet, dann wurde eine Siliziumoxidschicht als Zwischenschicht-Isolierfilm über den gesamten Elementbereich durch ein CVD- (chemisches Aufdampf)-Verfahren ausgebildet. Dann wurde eine Resistschicht vom Positivtyp des ArF-Resist vom alicyclischen Typ (Positiv-Typ Resist AX5190 von Sumitomo Chemical Co.) auf der Siliziumoxidschicht ausgebildet, gefolgt von der Bestrahlung mit einem ArF-Excimerlaserstrahl bei einer Exposition von 50 mJ/cm2 und Entwicklung, wodurch ein Lochmuster von 250 nm Dicke gebildet wurde. Die Raumgrößen der Löcher werden in Tabelle 4 gezeigt.
  • – Auftragen von Resistmuster-Verdickungsmaterial und Ausbildung von verdicktem Resistmuster –
  • Dann wurden die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis I individuell auf das Lochmuster mittels eines Rotationsbeschichtungsverfahrens aufgebracht, erst unter der Bedingung von 1.000 U/min in 5 s und dann unter der Bedingung von 3.500 U/min in 40 s, um jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien etwa 100 nm dick auszubilden. Danach wurde jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien einem Backen der aufgetragenen Schicht oder einem Backen zum Mischen bei 100°C für 60 s unterworfen, gefolgt vom Abspülen durch deionisiertes Wasser für 60 s, um jede Schicht zu entwickeln und die Bereiche zu entfernen, wo eine Interaktion oder ein Mischen nicht auftraten, so dass demzufolge durch die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis I verdickte Resistmuster erhalten wurden. Tabelle 4 zeigt die Raumgrößen aufgrund der jeweiligen Resistmuster-Verdickungsmaterialien.
  • Tabelle 4
    Figure 00560001
  • Die Ergebnisse der Tabelle 4 zeigen, dass die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis H jeweils das Resistmuster verdicken könnten und das Verdickungsniveau des Resistmuster-Verdickungsmaterials I (Vergleichsbeispiel) etwas höher war als das von A bis H (Beispiele).
  • – Ausbildung von Verdickungsresistmuster (2) –
  • – Ausbildung des Resistmusters –
  • Ein Elementbereich wurde auf einem Halbleitersubstrat durch ein konventionelles Verfahren ausgebildet, dann wurde eine Siliziumoxidschicht als Zwischenschicht-Isolierfilm über den gesamten Elementbereich durch ein CVD-Verfahren ausgebildet. Dann wurde eine Resistschicht vom Positiv-Typ des alicyclischen Typs ArF-Resist (Positiv-Typ Resist AX5190 von Sumitomo Chemical Co.) auf der Siliziumoxidschicht ausgebildet, gefolgt von einer Bestrahlung mit ArF- (Argonfluorid) Excimerlaserstrahl bei einer Exposition von 50 mJ/cm2 und Entwickeln, um dadurch ein Graben- oder Rillenmuster von 250 nm Dicke auszubilden. Die Breiten des Grabens oder der Rille wurden in Tabelle 5 angezeigt.
  • – Aufbringen von Resistmuster-Verdickungsmaterial und Ausbildung des verdickten Resistmusters –
  • Dann wurden die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A, B, C, D und I individuell auf das Lochmuster durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren aufgebracht, erst unter der Bedingung von 1000 U/min/5 s und dann unter der Bedingung von 3000 U/min in 40 s, um jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien etwa 100 nm dick auszubilden. Danach wurde jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien einem Backen der beschichteten Schicht oder Backen zum Mischen bei 100°C für 60 s unterworfen, gefolgt vom Abspülen mit deionisiertem Wasser für 60s, um jede Schicht zu entwickeln und die Anteile zu entfernen, bei denen eine Interaktion oder ein Mischen nicht auftraten, so dass folglich die durch die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis D und I verdickten Resistmuster erhalten wurden.
  • Tabelle 5 zeigt die Raumgrößen für die entsprechenden Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis D und I.
  • Tabelle 5
    Figure 00570001
  • Die Ergebnisse von Tabelle 5 zeigen, dass die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A bis D jeweils das Resistmuster verdicken könnten und das Verdickungsniveau des Resistmuster-Verdickungsmaterials I (Vergleichsbeispiel) etwas höher war als diejenigen von A bis D (Beispiele).
  • – Ausbildung des Verdickungsresistmusters (3) –
  • – Ausbildung des Resistmusters –
  • Ein Elementbereich wurde auf einem Halbleitersubstrat durch ein konventionelles Verfahren ausgebildet, dann wurde eine Siliziumoxidschicht als Zwischenschicht-Isolierfilm über den gesamten Elementbereich durch ein CVD-Verfahren ausgebildet. Dann wurde eine Resistschicht vom Positiv-Typ des alicyclischen Typs ArF-Resist (Positiv-Typ Resist AX5190 von Sumitomo Chemical Co.) auf der Siliziumoxidschicht ausgebildet, gefolgt von einer Bestrahlung mit ArF- (Argonfluorid) Excimerlaserstrahl bei einer Exposition von 50 mJ/cm2 und Entwickeln, um dadurch mehrere Arten von Graben- oder Rillenmustern auszubilden, deren Längen und Breiten in Tabelle 6 gezeigt sind. Die Dicke der Resistschichtg betrug 250 nm.
  • – Aufbringen von Resistmuster-Verdickungsmaterial und Ausbildung des verdickten Resistmusters –
  • Dann wurden die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A, E und I individuell auf die mehreren Arten von Graben- oder Rillenmustern durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren aufgebracht, erst unter der Bedingung von 1000 U/min/5 s und dann unter der Bedingung von 3000 U/min in 40 s, um jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien etwa 100 nm dick auszubilden. Danach wurde jede Schicht der Resistmuster-Verdickungsmaterialien einem Backen der beschichteten Schicht oder Backen zum Mischen bei 100°C für 60 s unterworfen, gefolgt vom Abspülen mit deionisiertem Wasser für 60s, um jede Schicht zu entwickeln und die Anteile zu entfernen, bei denen eine Interaktion oder ein Mischen nicht auftraten, so dass folglich die durch die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A, E und I verdickten Resistmuster erhalten wurden.
  • Tabelle 6 zeigt die Raumgrößen der Mehrzahl von Grabemustern für die entsprechenden Resistmuster-Verdickungsmaterialien A, E und I.
  • Tabelle 6
    Figure 00590001
  • Die Ergebnisse in Tabelle 6 zeigen, dass die Resistmuster-Verdickungsmaterialien A (Beispiel) und E (Beispiel), die Alkali zeigten, im Wesentlichen dieselbe Raumgröße in beiden Richtungen der Länge und Breite darstellen, d.h. innerhalb von 5 nm, selbst obwohl die Größen von Graben oder Rille der Resists unterschiedlich waren, was somit im Wesentlichen stabilere und gleichförmigere Raumgrößen repräsentiert, ohne von den Größen des Musters abzuhängen. Im Gegensatz dazu waren beim Resistmuster-Verdickungsmaterial I (Vergleichsbeispiel) die Raumgrößen beachtlich länger in Längenrichtung als in Breitenrichtung und die Raumgrößen änderten sich abhängig von der Größe des Grabens oder Rille des Resists.
  • (Beispiel 2)
  • Wie in 9 gezeigt, wurde der Zwischenschicht-Isolierfilm 12 auf dem Siliziumsubstrat 11 ausgebildet.
  • Wie in 10 gezeigt, wurde der Titanfilm 13 durch ein Zerstäubungsverfahren auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 12 ausgebildet. Dann wurde wie in 11 gezeigt, das Resistmuster 14 ausgebildet. Durch Verwenden des Resistmusters 14 als Maske wurde der Titanfilm 13 durch reaktives Ionenätzen so bemustert, dass die Öffnungen 15a ausgebildet wurden. Nachfolgend, wie in 12 gezeigt, wurde das Resistmuster 14 durch reaktives Ionenätzen entfernt und es wurden in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 12 Öffnungen 15b unter Verwendung des Titanfilms 13 als Maske ausgebildet.
  • Dann wurde der Titanfilm 13 durch Nassprozessierung entfernt und wie in 13 gezeigt, wurde ein TiN-Film 16 durch ein Zerstäubungsverfahren auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 12 ausgebildet. Nachfolgend wurde ein Cu-Film 17 durch ein elektrolytisches Plattierungsverfahren auf dem TiN-Film 16 wachsen gelassen. Dann wurde, wie in 14 gezeigt, eine Planarisierung durch CMP derart ausgeführt, dass das Sperrmetall und der Cu-Film oder der erste Metallfilm nur in Rillenbereichen verblieben, die den Öffnungen 15b in 12 entsprachen, und es wurden Drähte 17a auf der ersten Schicht ausgebildet.
  • Dann, wie in 15 gezeigt, wurde der Zwischenschicht-Isolierfilm 18 auf den Drähten 17a der ersten Schicht ausgebildet. Danach wurden in derselben Weise wie in 9 bis 14 Cu-Stöpsel oder zweite Metallfilme 19 und TiN-Filme 16a, welche die Drähte 17a auf der ersten Schicht mit den oberen Schichtdrähten verbanden, die später gebildet würden, wie in 16 gezeigt, ausgebildet.
  • Durch Wiederholen der oben beschriebenen jeweiligen Verfahren, wurde, wie in 17 beschrieben, eine Halbleitervorrichtung hergestellt, die eine Mehrschichtverdrahtungsstruktur aufwies, die auf dem Siliziumsubstrat 11 die Drähte 17a der ersten Schicht, Drähte 20 einer zweiten Schicht und Drähte 21 einer dritten Schicht aufwies. Man beachte, dass die unterhalb der Drähte der entsprechenden Schichten ausgebildeten Barrieremetallschichten in 17 nicht gezeigt sind.
  • In diesem Beispiel 2 ist das Resistmuster 14 ein in derselben Weise wie im Fall von Beispiel 1 hergestelltes Resistmuster, indem das Resistmuster-Verdickungsmaterial der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • (Beispiel 3)
  • – Flashspeicher und Verfahren zur Herstellung desselben –
  • Beispiel 3 ist ein Beispiel der Halbleitervorrichtung und des Verfahrens zum Herstellen derselben gemäß der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung. Man beachte, dass in Beispiel 3 die Resistfilme 26, 27, 29 und 32, die nachfolgend beschrieben werden, Resistfilme sind, die im selben Prozess wie in den Beispielen 1 und 2 verdickt worden sind, indem das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wurde.
  • Die 18 und 19 sind Aufsichten oder Planansichten eines FLASH EPROMs, das als ein FLOTOX-Typ oder ein ETOX-Typ bezeichnet wird. Man beachte, dass die 20 bis 28 schematische Querschnittsansichten zur Erläuterung eines Beispiels eines Verfahrens zur Herstellung des FLASH EPROMs sind. In den 20 bis 28 sind die Illustrationen auf der linken Seite ein Speicherzellbereich (ein erster Elementbereich) und sind schematische Diagramme des Querschnitts (des A- Richtungsquerschnitts) der Gatebreitenrichtung (der X-Richtung in 18 und 19) des Teils, an dem ein MOS-Transistor mit einer Floating-Gate-Elektrode (schwebender Steueranschluss) ausgebildet wird. Die Illustrationen im Zentrum sind der Speicherzellbereich, welcher derselbe Bereich wie in den linken Seiten der Zeichnungen ist und es sind schematische Diagramme des Querschnitts (des B-Richtungsquerschnitts) der Gate-Längsrichtung (der Y-Richtung in 18 und 19), die orthogonal zur X-Richtung ist. Die Illustrationen auf der rechten Seite sind schematische Diagramme des Querschnitts (des A-Richtungsquerschnitts in 18 und 19) des Bereichs des peripheren Schaltungsteils oder eines zweiten Elementbereichs, an dem ein MOS-Transistor ausgebildet wird.
  • Wie in 20 gezeigt, wurde zuerst der Feldoxidfilm 23 aus SiO2 selektiv am Elementenisolationsbereich auf dem p-Typ Si-Substrat 22 ausgebildet. Danach wurde der erste Gate-Isolierfilm 24a durch einen SiO2-Film durch thermische Oxidation am MOS-Transistor des Speicherzellenbereichs (dem ersten Elementbereich) ausgebildet, um so eine Dicke von 10 nm bis 30 nm zu erhalten. In einem getrennten Prozess wurde der zweite Gateisolierfilm 24b durch einen SiO2-Film durch thermische Oxidation am MOS-Transistor des peripheren Schaltungsbereichs (des zweiten Elementbereichs) ausgebildet, um eine Dicke von 10 nm bis 50 nm zu erhalten. Man beachte, dass, wenn der erste Gateisolierfilm 24a und der zweite Gateisolierfilm 24b dieselbe Dicke aufweisen, diese Oxidfilme im selben Prozess gleichzeitig ausgebildet werden können.
  • Als Nächstes wurde, um einen MOS-Transistor mit Vertiefungs-Typ n-Kanälen am Speicherzellbereich (der linken Seite und dem Zentrum in 20) auszubilden, der periphere Schaltungsbereich (die rechte Seite in 20) durch Resistfilm 26 für den Zweck der Steuerung der Schwellenwertspannung maskiert. Dann wurde Phosphor (P) oder Arsen (As) als eine Störstelle vom n-Typ in einer Dotierungsmenge von 1 × 1011 cm-2 bis 1 × 1014 cm-2 durch ein Ionenimplantationsverfahren in die Bereiche eingeführt, die die Kanalbereiche direkt unterhalb der Floating-Gate-Elektroden werden sollten, so dass eine erste Schwellenwertsteuerschicht 25a ausgebildet wurde. Man beachte, dass die Dotierungsmenge und der Leitfähigkeitstyp der Störstelle zu diesem Zeitpunkt in Übereinstimmung damit geeignet ausgewählt werden können, ob vertiefungsartige Kanäle oder akkumulationsartige Kanäle ausgebildet werden sollen.
  • Dann, um einen MOS-Transistor mit vertiefungsartigen n-Kanälen am peripheren Schaltungsbereich (der rechten Seite in 21) auszubilden, wurde der Speicherzellbereich (die linke Seite und die Mitte in 21) durch den Resistfilm 27 zum Zweck der Steuerung der Schwellenschwertspannung maskiert. Dann wurde Phosphor (P) oder Arsen (As) als eine Störstelle vom n-Typ in einer Dotierungsmenge von 1 × 1011 cm-2 bis 1 × 1014 cm-2 durch ein Ionenimplantationsverfahren in die Bereiche eingeführt, welche die Kanalbereiche unmittelbar unterhalb der Gateelektroden werden sollten, so dass eine zweite Schwellenwert-Steuerschicht 25b ausgebildet wurde.
  • Als Nächstes wurde ein erster Polysiliziumfilm (ein erster Leiterfilm) 28 mit einer Dicke von 50 nm bis 200 nm über die gesamte Oberfläche als eine Floatinggateelektrode des MOS-Transistors am Speicherzellbereich (der linken Seite und der Mitte von 22) und als Gateelektrode des MOS-Transistors im peripheren Schaltungsbereich (der rechten Seite in 22) aufgebracht.
  • Danach, wie in 23 gezeigt, wurde der erste Polysiliziumfilm 28 unter Verwendung eines als Maske ausgebildeten Resistfilms 29 so bemustert, dass eine Floatinggateelektrode 28a am MOS-Transistor am Speicherzellbereich (der linken Seite und der Mitte in 23) ausgebildet wurde. Zu diesem Zeitpunkt wurde, wie in 23 gezeigt, in X-Richtung ein Bemustern so ausgeführt, dass die Endbreite erhalten wurde, und in Y-Richtung blieb der Bereich, der die S/D-Bereichsschicht werden sollte, vom Resistfilm 29 ohne Bemusterung abgedeckt.
  • Als Nächstes wurde, wie auf der linken Seite und der Mitte von 24 gezeigt, nachdem der Resistfilm 29 entfernt worden war, ein aus einem SiO2-Film gebildeter Kondensatorisolierfilm 30a durch thermische Oxidation bis zu einer Dicke von ungefähr 20 nm bis 50 nm so ausgebildet, dass er die Floatinggateelektrode 28a abdeckte. Zu diesem Zeitpunkt wurde ein aus einem SiO2-Film gebildeter Kondensatorisolierfilm 30b auf dem ersten Polysiliziumfilm 28 des peripheren Schaltungsbereichs (der rechten Seite in 24) ausgebildet. Obwohl die Kondensatorisolationsfilme 30a und 30b nur durch SiO2-Filme ausgebildet wurden, könnten sie hier durch einen Kompositfilm von zwei oder drei Schichten von SiO2 und Si3N4-Filmen ausgebildet werden.
  • Dann wurde, wie in 24 gezeigt, der zweite Polysiliziumfilm oder der zweite Leiterfilm 31, der eine Steuergateelektrode werden sollte, zu einer Dicke von 50 nm bis 200 nm so ausgebildet, dass er die Floatinggateelektrode 28a und den Kondensatorisolierfilm 30a abdeckte.
  • Dann wurde, wie in 25 gezeigt, der Speicherbereich (die linke Seite und die Mitte von 25) durch Resistfilm 32 maskiert und der zweite Polysiliziumfilm 31 und der Kondensatorisolierfilm 30b des peripheren Schaltungsbereichs (der rechten Seite in 25) wurden sukzessive durch Abätzen so entfernt, dass der erste Polysiliziumfilm 28 an der Oberfläche exponiert war.
  • Nachfolgend wurden, wie in 26 gezeigt, der zweite Polysiliziumfilm 31, der Kondensatorisolierfilm 30a und der erste Polysiliziumfilm 28a, die nur in X-Richtung bemustert worden waren, des Speicherbereichs (der linken Seite und der Mitte von 26) durch Verwendung des Resistfilms 32 als Maske einer Bemusterung in Y-Richtung so unterworfen, dass sie die Endabmessung eines ersten Gatebereichs 33a annahmen. Es wurde eine durch die Steuergateelektrode 31a/den Kondensatorisolierfilm 30c/die Floatinggateelektrode 28c gebildete Laminatstruktur, die eine Breite von ungefähr 1 μm in Y-Richtung aufwies, ausgebildet. Der erste Polysiliziumfilm 28 des peripheren Schaltungsbereichs (der linken Seite in 26) wurde durch Verwendung des Resistfilms 32 als Maske einer Bemusterung so unterworfen, dass er die Endabmessung des zweiten Gatebereichs 33b annahm, und es wurde eine Gateelektrode 28b mit einer Breite von ungefähr 1 μm ausgebildet.
  • Als Nächstes wurde unter Verwendung der von der Steuergateelektrode 31a/dem Kondensatorisolierfilm 30c/der Floatinggateelektrode 28c des Speicherzellbereichs (der linken Seite und der Mitte von 27) gebildeten Laminatstruktur als eine Maske Phosphor (P) oder Arsen (As) in einer Dotierungsmenge von 1 × 1014 cm-2 bis 1 × 1016 cm-2 durch ein Ionenimplantationsverfahren in das Si-Substrat 22 des Element-bildenden Bereichs so eingeführt, dass n-Typ S/D-Bereichsschichten 35a und 35b gebildet wurden. Durch Verwendung der Gateelektrode 28b am peripheren Schaltungsbereich (der rechten Seite von 27) als Maske wurden Phosphor (P) oder Arsen (As) als eine n-Typ-Störstelle in einer Dotierungsmenge von 1 × 1014 cm-2 bis 1 × 1016 cm-2 durch ein Ionenimplantationsverfahren in das Si-Substrat 22 des Element-bildenden Bereichs so eingeführt, dass S/D-Bereichsschichten 36a und 38b ausgebildet wurden.
  • Nachfolgend wurden der erste Gatebereich 33a des Speicherzellbereichs (der linken Seite und der Mitte von 28) und der zweite Gatebereich 33b des peripheren Schaltungsbereichs (der rechten Seite von 28) durch Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms 37, der aus einem PSG-Film bis zu einer Dicke von etwa 500 nm gebildet wurde, abgedeckt.
  • Danach wurden Kontaktlöcher 38a, 38b und Kontaktlöcher 39a, 39b in dem auf den S/D-Bereichsschichten 35a, 35b und den S/D-Bereichsschichten 36a, 36b gebildeten Zwischenschicht-Isolierfilm 37 ausgebildet. Danach wurden S/D-Elektroden 40a, 40b und S/D-Elektroden 41a, 41b ausgebildet. Um die Kontaktlöcher 38a, 38b, 39a und 39b auszubilden, wurde das Lochmuster mit dem Resistmaterial ausgebildet und dann wurde das Resistmuster mit dem Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt, wodurch feine Raummuster (Lochmuster) gebildet wurden. Danach wurden die Kontaktlöcher gemäß einem konventionellen Verfahren hergestellt.
  • Auf diese Weise wurde, wie in 28 gezeigt, das FLASH EPROM als eine Halbleitervorrichtung hergestellt.
  • In diesem FLASH EPROM wird der zweite Gateisolierfilm 24b des peripheren Schaltungsbereichs (der rechten Seite in den 20 bis 28) durch den ersten Polysiliziumfilm 28 oder die Gateelektrode 28b (man beziehe sich auf die rechte Seite von 20 bis 28) immer nach Bildung abgedeckt. Somit wird der zweite Gateisolierfilm 24b auf einer Dicke gehalten, mit der er ursprünglich gebildet wurde. Daher ist es leicht, die Dicke des zweiten Gateisolierfilms 24b zu steuern und leicht, die Konzentration der leitfähigen Verunreinigung einzustellen, um die Schwellenwertspannung zu steuern.
  • Man beachte, dass in dem oben beschriebenen Beispiel, um einen ersten Gatebereich 33a auszubilden, eine erste Bemusterung bei einer vorgegebenen Breite in gateweiser Richtung (der X-Richtung wie in 18 und 19) durchgeführt wird und danach ein Bemustern in der Gatelängenrichtung (der Y-Richtung in den 18 und 19) durchgeführt wird, um so die endgültig vorgegebene Breite zu erzielen. Jedoch kann im Gegensatz dazu das Bemustern bei einer vorgegebenen Breite in der Gatelängenrichtung (auf der Y-Richtung in den 18 und 19) durchgeführt werden und danach kann das Bemustern in der Gatebreitenrichtung (der X-Richtung in den 18 und 19) so durchgeführt werden, dass die endgültige vorgegebene Breite erzielt wird.
  • Das Beispiel zur Herstellung eines in den 29 bis 31 gezeigten FLASH EPROM ist dieselbe wie im oben beschriebenen Verfahren, außer dass die Verfahren nach dem in 28 gezeigten Prozess im obigen Beispiel hin zu den in 29 bis 31 gezeigten Prozessen verändert werden.
  • Wie nämlich in 29 gezeigt, unterscheidet sich dieses Beispiel vom oben beschriebenen Beispiel nur in Bezug auf den Punkt, dass ein Polycidfilm vorgesehen wird, indem ein Metallfilm mit hohem Schmelzpunkt (ein vierter Leiterfilm) 42, der aus einem Wolfram (W)-Film oder einem Titan (Ti)-Film bis zu einer Dicke von ungefähr 200 nm ausgebildet wird, auf dem zweiten Polysiliziumfilm 31 des auf der linken Seite und der Mitte von 29 gezeigten Speicherzellbereichs und auf dem ersten Polysiliziumfilm 28 des auf der rechten Seite in 29 gezeigten peripheren Schaltungsbereichs ausgebildet wird. Die Verfahren nach 29, d.h. die in den 30 und 31 gezeigten Verfahren, sind dieselben wie die in den 26 bis 28 gezeigten. Die Erläuterung der Verfahren, welche dieselben wie die in den 26 bis 28 gezeigten sind, wird weggelassen. In den 29 bis 31 werden Bereiche, welche dieselben sind wie diejenigen den 26 bis 28 mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
  • Auf diese Weise wurde, wie in 31 gezeigt, das FLASH EPROM als Halbleitervorrichtung hergestellt.
  • Bei diesem FLASH EPROM wurden Metallfilme mit hohem Schmelzpunkt (die vierten Leiterfilme) 42a und 42b auf der Steuergateelektrode 31a und der Gateelektrode 28b ausgebildet. Somit konnte der elektrische Widerstandswert noch mehr gesenkt werden.
  • Man beachte, dass hier Metallfilme mit hohem Schmelzpunkt (die vierten Leiterfilme) 42a und 42b als die Metallfilme mit hohem Schmelzpunkt (der vierte Leiterfilm) verwendet wurden. Jedoch kann ein Metallsilizidfilm mit hohem Schmelzpunkt wie etwa Titansilizid (TiSi)-Film oder dgl. verwendet werden.
  • Das Beispiel der Herstellung eines FLASH EPROM, das in den 32 bis 34 gezeigt ist, ist dasselbe wie im oben beschriebenen Beispiel, außer dass ein zweiter Gatebereich 33c des peripheren Schaltungsbereichs (des zweiten Elementbereichs) (die rechte Seite in 32) auch die Struktur des ersten Polysiliziumfilms 28b (erster Leiterfilm)/eines SiO2Films 30d (Kondensatorisolierfilm)/eines zweiten Polysiliziumfilms 31b (zweiter Leiterfilm) in derselben Weise wie der erste Gatebereich 33a des Speicherzellbereichs (des ersten Elementbereichs) (der linken Seite und der Mitte in 32) aufweist und dass der erste Polysiliziumfilm 28b und der zweite Polysiliziumfilm 31b kurzgeschlossen sind, um so eine Gateelektrode zu bilden, wie in 33 oder 34 gezeigt.
  • Wie in 33 gezeigt, wird die Öffnung 52a, welche durch den ersten Polysiliziumfilm 28b (erster Leiterfilm)/den SiO2-Film 30d (Kondensatorisolierfilm)/den zweiten Polysiliziumfilm 31b (zweiter Leiterfilm) hindurchgeht, an einem anderen Ort ausgebildet als beispielsweise der zweite Gatebereich 33c, der in 32 gezeigt ist, z.B. auf dem Isolierfilm 54. Ein dritter Leiterfilm, beispielsweise ein Metallfilm mit hohem Schmelzpunkt 53a wie etwa ein W-Film oder ein Ti-Film oder dgl., wird in die Öffnung 52a gefüllt. Der erste Polysiliziumfilm 28b und der zweite Polysiliziumfilm 31b werden dadurch kurzgeschlossen. Wie in 34 gezeigt, wird weiterhin die Öffnung 32b, welche durch den ersten Polysiliziumfilm 28b (erster Leiterfilm)/den SiO2-Film 30d (Kondensatorisolierfilm) hindurchgeht, ausgebildet. Der erste Polysiliziumfilm 28b, die untere Schicht, ist an dem Bodenbereich der Öffnung 52 exponiert. Danach wird ein dritter Leiterfilm, z.B. ein Metallfilm mit hohem Schmelzpunkt 53b, wie etwa ein W-Film oder ein Ti-Film oder dgl. in die Öffnung 52b eingefüllt. Der erste Polysiliziumfilm 28b und der zweite Polysiliziumfilm 31b werden dadurch kurzgeschlossen.
  • Bei diesem FLASH EPROM weisen der zweite Gatebereich 33c des peripheren Schaltungsbereichs und der erste Gatebereich 33a des Speicherzellbereichs dieselbe Struktur auf. Somit kann der periphere Schaltungsbereich simultan mit der Ausbildung des Speicherzellbereichs ausgebildet werden. Das Herstellverfahren kann dadurch vereinfacht werden, was effizient ist.
  • Man beachte, dass der dritte Leiterfilm 53a oder 53b getrennt vom Metallfilm mit hohem Schmelzpunkt (dem vierten Leiterfilm) 42 ausgebildet wurde. Jedoch können sie simultan als ein gemeinsamer Metallfilm mit hohem Schmelzpunkt ausgebildet werden.
  • (Beispiel 4)
  • – Herstellung eines Aufzeichnungskopfs –
  • Beispiel 4 bezieht sich auf die Herstellung eines Aufzeichnungskopfs als angewendetes Beispiel des Resistmusters der vorliegenden Erfindung unter Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung. Man beachte, dass im Beispiel 4 die Resistmuster 102 und 126, die nachfolgend beschrieben werden, Resistmuster sind, die durch denselben Prozess wie in Beispiel 1 unter Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden sind.
  • 35 bis 38 sind Verfahrensdiagramme zum Erläutern der Herstellung des Aufzeichnungskopfes.
  • Als Erstes, wie in 35 gezeigt, wurde ein Resistfilm bis zu einer Dicke von 6 μm auf einem Zwischenschicht-Isolierfilm 100 ausgebildet. Die Exposition und Entwicklung wurden ausgeführt, um so ein Resistmuster 102 mit einem Öffnungsmuster zur Ausbildung einer spiralförmigen Dünnfilm-Magnetspule zu bilden.
  • Als Nächstes, wie in 36 gezeigt, wurde das Plattiersubstrat 106 durch Dampfabscheidung auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 100 ausgebildet, sowohl auf dem Resistmuster 102 als auch auf den Bereichen, wo das Resistmuster 102 nicht ausgebildet wurde, d.h. den exponierten Oberflächen der Öffnungen 104. Das Plattiersubstrat 106 war ein Laminat eines Ti-Anhaftfilms mit einer Dicke von 0,01 μm und ein Cu-Anhaftfilm mit einer Dicke von 0,05 μm.
  • Als Nächstes wurde, wie in 37 gezeigt, ein Dünnfilmleiter 108, der durch einen Cu-Plattierfilm einer Dicke von 3 μm ausgebildet wurde, auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 100 an den Bereichen ausgebildet, wo das Resistmuster 102 nicht ausgebildet war, d.h. auf den Oberflächen des Plattiersubstrats 106, das auf den exponierten Oberflächen der Öffnung 104 ausgebildet war.
  • Dann wurde, wie in 38 gezeigt, wenn das Resistmuster 102 geschmolzen und entfernt und von dem Zwischenschicht-Isolierfilm 100 abgenommen wurde, die Dünnfilm-Magnetspule 110, die durch das spiralförmige Muster des Dünnfilmleiters 108 ausgebildet wird, ausgebildet.
  • Hierdurch wurde der Aufzeichnungskopf hergestellt.
  • Am erhaltenen Aufzeichnungskopf wurde das Spiralmuster so vom Resistmuster 102, das durch die Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt war, ausgebildet, dass es fein war. Somit war die Dünnfilm-Magnetspule 110 fein und detailliert und extrem gut für eine Massenfertigung geeignet.
  • Die 39-44 sind Verfahrensdiagramme zum Erläutern der Herstellung eines anderen Aufzeichnungskopfes.
  • Wie in 39 gezeigt, wurde eine Spaltschicht 114 durch ein Zerstäubungsverfahren ausgebildet, um das aus Keramik gebildete, nicht-magnetische Substrat 112 abzudecken. Man beachte, dass eine Isolierschicht (nicht gezeigt), die aus Siliziumoxid gebildet war und ein leitfähiges Substrat und dgl. (nicht gezeigt), das aus einem Ni-Fe-Permalloy gebildet waren, vorher durch ein Zerstäubungsverfahren gebildet wurden, um das nicht-magnetische Substrat 112 abzudecken und es wurde zusätzlich eine Magnetschicht des unteren Bereichs (nicht gezeigt), die aus einem Ni-Fe-Permalloy gebildet wurde, auf dem nicht-magnetischen Substrat 112 ausgebildet. Dann wurde ein Harzisolierfilm 116, der aus einem thermisch härtenden Harz gebildet wurde, auf vorgegebenen Bereichen der Spaltschicht 114 ausgebildet, außer für die Bereiche, die die magnetischen Distalendbereiche der vorstehend erwähnten Magnetschicht unteren Bereichs (nicht gezeigt) werden sollten. Als Nächstes wurde ein Resistmaterial auf dem Harzisolierfilm 116 aufgebracht, um den Resistfilm 118 auszubilden.
  • Dann wurde, wie in 40 gezeigt, der Resistfilm 118 exponiert und entwickelt, so dass ein Spiralmuster gebildet wurde.
  • Danach wurde, wie in 41 gezeigt, der Resistfilm 118 des Spiralmusters einem thermischen Aushärt-Prozess für etwa 1 Stunde bei einer Temperatur von mehreren 100°C so ausgesetzt, dass das erste Spiralmuster 120, das als Vorsprünge ausgeformt war, gebildet wurde. Dann wurde ein aus Cu gebildetes leitfähiges Substrat 120 ausgebildet, um die Oberfläche des ersten Spiralmusters 120 abzudecken.
  • Als Nächstes wurde, wie in 42 gezeigt, ein Resistmaterial auf dem leitfähigen Substrat 122 durch ein Rotationsbeschichtungsverfahren abgelagert, um so einen Resistfilm 124 zu bilden. Danach wurde der Resistfilm 124 auf dem ersten Spiralmuster 120 so bemustert, dass das Resistmuster 126 ausgebildet wurde.
  • Dann wurde, wie in 43 gezeigt, die Cu-Leiterschicht 128 durch ein Plattierverfahren auf der exponierten Oberfläche des leitfähigen Substrats 122 ausgebildet, d.h. an den Bereichen, wo das Resistmuster 126 nicht ausgebildet worden war. Danach, wie in 44 gezeigt, wurde durch Lösen und Entfernen des Resistmusters 126 das Resistmuster 126 vom leitfähigen Substrat 122 abgehoben, so dass eine spiralförmige Dünnfilmmagnetspule 130, die auf der Cu-Leiterschicht 128 ausgebildet wurde, ausgebildet wurde.
  • Auf diese Weise wurde ein Aufzeichnungskopf, wie der in der Aufsicht von 45 gezeigte, hergestellt, der eine Magnetschicht 132 auf der Harzisolierschicht 116 aufwies und die Dünnfilmmagnetspule 130 auf der Oberfläche aufwies.
  • Am erhaltenen Magnetkopf wurde das Spiralmuster durch das Resistmuster 126 als fein ausgebildet, welches durch Verwenden des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung verdickt worden war. Daher war die Dünnfilm-Magnetspule 130 fein und detailliert und extrem gut für eine Massenfertigung geeignet.
  • Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, die konventionellen Probleme zu lösen und die folgenden Merkmale zu erhalten.
  • Die vorliegende Erfindung stellt nämlich ein Resistmuster-Verdickungsmaterial bereit, welches während der Bemusterung eines zu verdickenden Resistmusters Laser oder Licht als Bestrahlungsquelle verwenden kann und das das aus ArF-Resist oder dgl. gebildete Resistmuster verdicken kann und das eine exzellente Massenproduktivität aufweist und welches ein Raummuster oder Verdrahtungsmuster fein bilden kann, welches die Expositionsschranken der Bestrahlungsquellen übersteigt. Somit ist das Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß der vorliegenden Erfindung geeigneterweise für ein Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzbar.
  • Das Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß der vorliegenden Erfindung ist geeigneterweise für funktionelle Teile wie etwa ein Maskenmuster, ein Zwischenmaskenmuster, ein Magnetkopf, eine LCD (Flüssigkristallanzeige), ein PDP (Plasmaanzeigepanel), ein SAW-Filter (Oberflächenakustikwellenfilter) und dgl., optische Teile, die zum Verbinden einer optischen Verdrahtung verwendet werden, feine Teile wie etwa Mikroaktuatoren und dgl. und zur Herstellung eines Halbleiters einsetzbar. Das Verfahren zum Bilden eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung ist geeigneterweise für ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung eingesetzt.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines Halbleiters gemäß der vorliegenden Erfindung ist geeigneterweise auf ein Herstellverfahren für verschiedene Halbleitervorrichtungen anwendbar, wie etwa Flash-Speicher, DARM, FRAM und dergleichen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung können verschiedene Probleme gelöst werden, wie auf dem Gebiet gefordert.
  • Es kann nämlich gemäß der vorliegenden Erfindung ein Resistmuster-Verdickungsmaterial bereitgestellt werden, das überlegene Lagerstabilität zeigt und ein Resistmuster gleichförmig, konstant und präzise verdickt, ohne maßgeblich durch Umweltveränderungen, wie etwa Temperatur und Luftfeuchtigkeit und Lagerdauer, beeinflusst zu werden.
  • Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters bereitgestellt, das in der Lage ist, einen Excimerlaserstrahl zu verwenden, wobei das Verdickungsniveau des Resistmusters gleichförmig, konstant und präzise kontrollierbar ist, ohne maßgeblich durch Umgebungsänderungen, wie etwa Temperatur und Luftfeuchtigkeit und Lagerzeitraum, beeinflusst zu werden und Raummuster aus Resist können mit einer Feinheit gebildet werden, welche die Expositionsschranken oder Auflösungsschranken von erhältlichen Bestrahlungsquellen übersteigt.
  • Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Halbleitervorrichtung mit einem feinen Verdrahtungsmuster bereitgestellt, das unter Verwendung eines feinen Raummusters aus Resist gebildet wird, das unter Verwendung des Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß der vorliegenden Erfindung gebildet wird, und ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, das für eine effektive Massenproduktion der Halbleitervorrichtung ausgelegt ist.

Claims (35)

  1. Resistmuster-Verdickungsmaterial, umfassend ein Harz, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial zum Verdicken eines Resistmusters durch Auftragen auf das Resistmuster in der Lage ist und einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 beim Beschichten auf dem Resistmuster oder nach Beschichten auf dem Resistmuster zeigt.
  2. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial vor dem Beschichten des Resistmusters einen pH-Wert von über 7 und nicht über 14 zeigt.
  3. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 1, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial beim Beschichten auf dem Resistmuster oder nach Beschichten auf dem Resistmuster einen pH-Wert von 8 oder mehr und 11 oder weniger zeigt.
  4. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin eine Basissubstanz umfasst.
  5. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 4, wobei die Basissubstanz eine basische Verbindung umfasst.
  6. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 5, wobei die Basissubstanz zumindest eine ist, die aus der Gruppe, die aus Aminen, Aminen, Imiden, quarternären Ammoniumsalzen und Derivaten derselben besteht, ausgewählt ist.
  7. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 5 und 6, wobei der Gehalt der basischen Komponente 0,001 bis 50 Massen-% beträgt.
  8. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Harz eine cyclische Struktur umfasst.
  9. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 8, wobei die cyclische Struktur aus einer Verbindung bereitgestellt wird, die ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus aromatischen Verbindungen, alicyclischen Verbindungen und heterocyclischen Verbindungen besteht.
  10. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 8 und 9, wobei der Gehalt der cyclischen Struktur im Harz 5 mol% oder mehr beträgt.
  11. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Harz in Wasser und/oder alkalischer wässriger Lösung löslich ist.
  12. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei das Harz zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Polyvinylalkohol, Polyvinylacetal und Polyvinylacetat besteht.
  13. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Harz zwei oder mehr polare Gruppen umfasst.
  14. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 13, wobei die polare Gruppe ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus einer Hydroxygruppe, einer Aminogruppe, einer Sulfonylgruppe, einer Carbonylgruppe, einer Carboxylgruppe oder Derivatgruppen derselben besteht.
  15. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin ein Quervernetzungsmittel umfasst.
  16. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 15, wobei das Quervernetzungsmittel zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus Melaminderivaten, Harnstoffderivaten und Urilderivaten besteht.
  17. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin ein Netzmittel umfasst.
  18. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 17, wobei das Netzmittel zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus nicht-ionischen Netzmitteln, kationischen Netzmitteln, anionischen Netzmitteln und ampholytischen Netzmitteln besteht.
  19. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 17 und 18, wobei das Netzmittel zumindest eines ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Polyoxyethylen-Polyoxypropylen-Kondensationsverbindungen, Polyoxyalkylen-Alkylether-Verbindungen, Polyoxyethylen-Alkylether-Verbindungen, Polyoxyethylenderivat-Verbindungen, Sorbitolfettsäureesterverbindungen, Glycerinfettsäureesterverbindungen, primäre Alkoholethoxylat-Verbindungen, Phenolethoxylat-Verbindungen, Alkoxylat-Netzmittel, Fettsäureester-Netzmittel, Amid-Netzmittel, Alkohol-Netzmittel, Ethylendiamin-Netzmittel, kationische Alkyl-Netzmittel, quaternäre kationische Amid-Netzmittel, quaternäre kationische Ester-Netzmittel, Aminoxid-Netzmittel und Betain-Netzmittel.
  20. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 19, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin eine, eine cyclische Struktur enthaltende Verbindung umfasst.
  21. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 20, wobei die eine cyclische Struktur enthaltende Verbindung eine Löslichkeit von 1 g oder mehr in 100 g Wasser bei 25°C oder in 100 g wässriger 2,38 Masse-Tetramethylammoniumhydroxidlösung bei 25°C aufweist.
  22. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 20 und 21, wobei die eine cyclische Struktur enthaltende Verbindung zwei oder mehr polare Gruppen umfasst.
  23. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 22, wobei die polare Gruppe eine Hydroxygruppe, eine Aminogruppe, eine Sulfonylgruppe, eine Carbonylgruppe, eine Carboxylgruppe und Derivatgruppen derselben ist.
  24. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 20 bis 23, wobei die eine cyclische Struktur enthaltende Verbindung zumindest eine ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus aromatischen Verbindungen, alicyclischen Verbindungen und heterocyclischen Verbindungen besteht.
  25. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 24, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiter ein organisches Lösungsmittel umfasst.
  26. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß Anspruch 25, wobei das organische Lösungsmittel zumindest eines ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Alkohollösungsmitteln, Kettenesterlösungsmitteln, cyclischen Esterlösungsmitteln, Ketonlösungsmitteln, Kettenetherlösungsmitteln und cyclischen Etherlösungsmitteln besteht.
  27. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 26, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin einen Phasenübergangskatalysator umfasst.
  28. Resistmuster-Verdickungsmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 27, wobei das Resistmuster-Verdickungsmaterial weiterhin einen mehrwertigen Alkohol mit zwei oder mehr Hydroxygruppen umfasst.
  29. Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters, umfassend: Ausbilden eines Resistmusters, und Aufbringen eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28, um das Resistmuster zu verdicken.
  30. Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß Anspruch 29, wobei das Resistmuster vor dem Verdicken einen pH-Wert von unter 7 zeigt.
  31. Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß Anspruch 29, wobei das Resistmuster aus einem ArF-Resist und/oder einem ein Acrylharz enthaltenden Resist ausgebildet wird.
  32. Verfahren zum Ausbilden eines Resistmusters gemäß einem der Ansprüche 29 bis 31, wobei das Resistmuster einem Backen unter Vakuum unterworfen wird, bevor das Resistmuster-Verdickungsmaterial auf die Oberfläche des Resistmusters aufgetragen wird.
  33. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, umfassend: Ausbilden eines Resistmusters auf einer Oberfläche eines Werkstücks, Ausbringen eines Resistmuster-Verdickungsmaterials gemäß einem der Ansprüche 1 bis 28 auf das Resistmuster, Verdicken des Resistmusters, um ein verdicktes Resistmuster auszubilden, und Bemustern der Oberfläche des Werkstücks durch Ätzen unter Verwendung des verdickten Resistmusters als Maske.
  34. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung gemäß Anspruch 33, wobei die Oberfläche des Werkstücks eine Oberfläche eines Halbleitersubstrats ist.
  35. Halbleitervorrichtung, wobei die Halbleitervorrichtung durch das Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 33 und 34 hergestellt wird.
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