JP2000298356A - 微細パターン形成材料を用いた半導体装置の製造方法および半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 残渣の発生がなく、非常に微細なパターンの
形成を実現するとともに、パターン形状および面内のサ
イズ均一性をさらに向上させる半導体装置の製造方法を
提供する。 【解決手段】 半導体基材上に酸を発生し得る第１のレ
ジストパターンを形成する工程、前記レジストパターン
上に酸の存在により架橋反応を起こす第２のレジストを
形成する工程、第１のレジストパターンからの酸の供給
により第２のレジストに架橋膜を形成する工程、第２の
レジストの非架橋部分を水溶液を用いて溶解剥離して第
２のレジストパターンを形成する工程、この第２のレジ
ストパターンを形成する工程を複数回繰り返す工程、さ
らにこの第２のレジストパターンをマスクとして半導体
基材をエッチングする工程からなる方法により半導体装
置を製造する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体プロセスに
おいて、レジストパターンを形成する際にパターンの分
離サイズまたはホール開口サイズを縮小する微細分離レ
ジストパターン用の材料と、それを用いた微細分離パタ
ーンの形成方法、さらにはこの微細分離レジストパター
ンを用いた半導体装置の製造方法、ならびにこの製造方
法によって製造された半導体装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体デバイスの高集積化に伴って、製
造プロセスに要求される配線および分離幅は非常に微細
化されている。一般的に、微細パターンの形成は、フォ
トリソグラフィ技術によりレジストパターンを形成し、
形成したレジストパターンをマスクとして、下地の各種
薄膜をエッチングする方法により行われている。

【０００３】そのため、微細パターンの形成において
は、フォトリソグラフィ技術が非常に重要となる。フォ
トリソグラフィ技術は、レジスト塗布、マスク合わせ、
露光、現像で構成されており、微細化に対しては露光波
長の制約から、微細化には限界が生じている。

【０００４】そのため、従来の露光によるフォトリソグ
ラフィ技術の限界を超える微細なレジストパターンの形
成方法として、特開平６−２５０３７９号公報、特開平
７−１３４４２２号公報などの手法が提案されている。
これらの手法は、第１のレジストと第２のレジストの樹
脂成分の相互拡散を利用するものである。しかし、これ
らの方法では、第２のレジストとして、第１のレジスト
を溶解させうる有機溶媒に可溶なフォトレジスト材料を
用いており、第１のレジストパターンを変形させるとい
う問題がある。

【０００５】また、第２のレジストを剥離する方法は、
第２のレジストを露光し、酸を発生させ、第２のレジス
トを溶解させうる現像液（たとえば、テトラメチルアン
モニウム水和物（以下、「ＴＭＡＨ」と略す）水溶液な
どのアルカリ性現像液、あるいはキシレンなど）を用い
て第２のレジストを溶解除去している。しかし、第２の
レジストの露光時に、下地である第１のレジストに対し
ても露光することになるために、可溶化することがあ
る。可溶化された第１のレジストは、第２のレジストの
溶解除去時に、第１のレジストが溶解される可能性が高
く、プロセスとしてもマージンが小さく、さらに第２の
レジストを除去する方法では、プロセスが煩雑になる。

【０００６】また、第１のレジスト中に存在する酸によ
る架橋反応を用いる手法も提案されている。しかし、第
２のレジストとして用いる材料の反応性が低いために、
第１のレジスト中に新たに酸を発生させる工程が必要で
あり、その場合、前述したように第１のレジストが第２
のレジストの現像液に溶解するなどの可能性が高く、パ
ターン形状が維持できないという問題がある。

【０００７】また、第２のレジストとして、特開平６−
２５０３７９号公報に記載のポリビニルアルコールを用
いた場合には、下地である第１のレジストを溶解させる
可能性は低いが、その効果が小さいこと、処理後のパタ
ーン形状が悪いこと、また、水のみで現像を行うため、
充分な洗浄が行われず、パターン上にシミなどの現像残
渣が残りやすく、次工程であるエッチング時にパターン
欠陥などを発生する問題が残る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の露光によるフォトリソグラフィ技術では、その波
長の限界を超える微細なレジストパターンの形成は困難
であった。また、波長限界を超えるパターン形成を可能
とする手法も提案されているが、いくつかの問題が残っ
ており、実際の半導体製造に適用することは難しい。

【０００９】本発明は、分離パターン、ホールパターン
の微細化において、波長限界を超えるパターン形成を可
能とし、さらに残渣の発生が少ない微細分離レジストパ
ターン形成を実現する材料を提供するとともに、これを
用いた微細分離レジストパターン形成技術を提供するも
のである。

【００１０】すでに、我々は、特開平１０−７３９２７
号公報において、第２のレジストに用いる溶媒または第
２レジストの未架橋部分を除去するリンス液に、水また
は水にアルコールなどの水溶性有機溶媒を混合した水溶
液を用い、多段階で洗浄することにより、良好な形状の
レジストパターンが得られ、残渣の発生がない簡便な手
法を提案している。さらにこの方法は、水溶性材料を用
いるため下地である第１のレジストを溶解することな
く、また、第２レジスト材料に非常に反応性の高い新し
い材料を見出したことにより、第１のレジストをパター
ニングする際に発生して現像後のパターン界面に残存す
る微量な酸を利用可能となり、さらに第１のレジストに
新たな酸発生を生じさせる処理工程を必要としないとい
う効果を有している。

【００１１】しかし、この提案手法は、１回の架橋膜形
成処理で微細パターンを形成する手法であるため、非常
に微細なサイズのパターンを形成する場合、架橋剤濃度
の増加または加熱処理温度の上昇などの手法を用いる必
要があった。これらの場合、寸法精度の低下、あるいは
リンス残渣が残りやすくなるなどの問題があった。

【００１２】そこで、これらの問題を解消するために、
架橋膜の形成工程を複数回にわけて処理することによっ
て、残渣の発生をなくし、非常に微細なパターンの形成
を実現するとともに、パターン形状、面内のサイズ均一
性をさらに向上させた非常に有効な手法を提供するもの
である。

【００１３】さらには、これらの微細分離レジストパタ
ーン形成技術を用いた半導体装置の製造方法を提供する
ものであり、またこの製造方法によって製造した半導体
装置を提供しようとするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】請求項１にかかわる発明
は、第１のレジストにより半導体基材上に酸を発生し得
る第１のレジストパターンを形成する工程、前記第１の
レジストパターン上に酸の存在により架橋反応を起こす
第２のレジストを形成する工程、前記第１のレジストパ
ターンからの酸の供給により前記第２のレジストの前記
第１のレジストパターンに接する部分に架橋膜を形成す
る工程、前記第２のレジストの非架橋部分を水あるいは
水溶性有機溶媒の水溶液を用いて溶解剥離して第２のレ
ジストパターンを形成する工程、この第２のレジストパ
ターンを形成する工程を複数回繰り返す工程、さらにこ
の第２のレジストパターンをマスクとして前記半導体基
材をエッチングする工程を含むことを特徴とする半導体
装置の製造方法である。

【００１５】請求項２にかかわる発明は、前記第１のレ
ジストパターンを形成する工程において、第１のレジス
トが、露光により酸を発生するレジスト、予め酸を含有
するレジスト、あるいは加熱処理により酸を発生するレ
ジストである請求項１記載の半導体装置の製造方法であ
る。

【００１６】請求項３にかかわる発明は、前記第１のレ
ジストパターン中に発生した酸が、前記第１のレジスト
パターンを露光した際に、第１のレジスト中に含まれる
感光剤または酸発生剤が分解することによって発生し、
現像後、形成されたパターン界面近傍に残存し、新たに
酸を発生させる処理が必要ないことを特徴とする請求項
１記載の半導体装置の製造方法である。

【００１７】請求項４にかかわる発明は、前記第１のレ
ジストパターン中に発生した酸の供給が、前記第１のレ
ジストをパターニングする際に発生し、パターン側壁近
傍部分に存在する酸を第２のレジスト中に拡散させるこ
とにより行われることを特徴とする請求項１記載の半導
体装置の製造方法である。

【００１８】請求項５にかかわる発明は、前記第２のレ
ジストが、１種類または２種類以上の水溶性樹脂、２種
類以上の水溶性樹脂の共重合物、１種類または２種類以
上の水溶性架橋剤あるいはこれらの混合物を主成分とす
ることを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方
法である。

【００１９】請求項６にかかわる発明は、前記水溶性樹
脂が、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビ
ニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン
イミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−無水マレイ
ン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、
オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、
水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミドのう
ちの１種類または２種類以上の混合物、あるいはこれら
の塩を主成分とし、前記水溶性架橋剤が、メラミン誘導
体、尿素誘導体、ベンゾグアナミン、グリコールウリル
のうちの１種類またはこれらの２種類以上の混合物を主
成分とすることを特徴とする請求項５記載の半導体装置
の製造方法である。

【００２０】請求項７にかかわる発明は、前記水溶性架
橋剤が、メラミン、アルコキシメチレンメラミン、尿
素、アルコキシメチレン尿素、Ｎ−アルコキシメチレン
尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸の１種類
またはこれらの２種類以上の混合物を主成分とすること
を特徴とする請求項６記載の半導体装置の製造方法であ
る。

【００２１】請求項８にかかわる発明は、前記水溶性樹
脂が、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、
またはポリビニルアルコールとポリビニルアセタールと
の混合物のいずれかであり、前記水溶性架橋剤が、メラ
ミン誘導体、尿素誘導体、またはメラミン誘導体と尿素
誘導体との混合物のいずれかであることを特徴とする請
求項６記載の半導体装置の製造方法である。

【００２２】請求項９にかかわる発明は、前記第２のレ
ジストに用いる溶媒または第２のレジストの未架橋部分
を溶解除去するための溶液が、純水、水溶性の有機溶媒
を混合した水溶液、またはこれらに界面活性剤を混合し
た水溶液であることを特徴とする請求項１記載の半導体
装置の製造方法である。

【００２３】請求項１０にかかわる発明は、請求項１、
２、３、４、５、６、７、８または９記載の半導体装置
の製造方法によって製造した半導体装置である。

【００２４】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１は、本発明で対象とする微細分離されたレジストパ
ターンを形成するためのマスクパターンの例を示す図で
ある。図１（ａ）は微細ホールのマスクパターン１０
０、図１（ｂ）は微細スペースのマスクパターン２０
０、図１（ｃ）は、孤立の残しのパターン３００を示
す。図２および図３は、本発明の実施の形態１の微細分
離レジストパターン形成方法を説明するためのプロセス
フロー図である。

【００２５】まず、図１および図２を参照しながら、こ
の実施の形態の微細分離レジストパターン形成方法、な
らびにこれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。
なお、ここではわかりやすくするためにポジ型レジスト
パターンを用いて説明するが、本発明はネガ型レジスト
パターンに対しても有効である。

【００２６】第１のレジストにより半導体基材上に酸を
発生し得る第１のレジストパターンを形成する工程 図２（ａ）で示すように、半導体基板（半導体ウェハ）
３に、適当な加熱処理により内部から酸を供給する第１
のフォトレジスト１を塗布する（たとえば、厚さ０.７
〜１.０μｍ程度）。

【００２７】この第１のフォトレジスト１は、半導体基
板３上にスピンコートなどにより塗布し、プリべーク
（７０〜１１０℃で１分程度の熱処理）を施して第１の
レジスト中の溶剤を蒸発させる。

【００２８】つぎに、第１のレジストパターンを形成す
るために、ｇ線、ｉ線、またはＤｅｅｐ−ＵＶ、ＫｒＦ
エキシマ、ＡｒＦエキシマ、ＥＢ（電子線）、Ｘ−ｒａ
ｙなど、適用した第１のレジストの感度波長に対応した
光源を用い、図１に示すようなパターンを含むマスクを
用いて投影露光する。

【００２９】ここで用いる第１のフォトレジストは、と
くに限定されるものではなく、加熱処理または光などの
照射によりレジスト内部に酸性成分が発生する機構を用
いたレジスト、さらには予め酸を含有するレジストであ
ればよい。また、ポジ型、ネガ型レジストのどちらでも
用いることができる。

【００３０】光などの照射によりレジスト内部に酸性成
分が発生する機構を用いたレジストとしては、たとえば
ｇ線、ｉ線、Ｄｅｅｐ−ＵＶ、ＫｒＦエキシマ、ＡｒＦ
エキシマ、ＥＢ（電子線）、Ｘ−ｒａｙなどの照射によ
り酸の発生が生じるレジストがあげられる。第１のレジ
ストとしては、たとえばノボラック樹脂、ナフトキノン
ジアジド系感光剤から構成されるポジ型レジストなどが
あげられる。

【００３１】さらに、第１のレジストとしては、露光に
より酸を発生する機構を用いた化学増幅型レジストの適
用も可能であり、露光により酸を発生する反応系を利用
したレジスト材料であれば、とくに限定されることはな
い。化学増幅型レジストとしては、たとえばポリヒドロ
キシスチレン樹脂とオニウム塩系の酸発生剤から構成さ
れるポジ型レジストなどがあげられる。

【００３２】予め酸を含有するレジストとしては、一般
的にエキシマ用またはＥＢ露光で用いられる化学増幅型
レジスト、あるいはノボラック型のｉ線レジストなど
に、あらかじめ酸を含ませるものであり、混合する酸と
しては、カルボン酸などの低分子の有機酸が好適であ
る。

【００３３】第１のレジストの露光を行った後、必要に
応じて、露光後加熱（以下、「ＰＥＢ」と略す）を行い
（たとえば、ＰＥＢ温度：５０〜１３０℃）、フォトレ
ジストの解像度を向上させる。つぎに、ＴＭＡＨなどの
０.０５〜３.０ｗｔ％のアルカリ水溶液を用いて現像す
る。図２（ｂ）は、こうして形成された第１のレジスト
１のレジストパターン１ａを示す。

【００３４】現像処理を行った後、必要に応じて、ポス
トデベロッピングベークを行うこともできる。この熱処
理は、後のミキシング反応に影響するため、用いる第１
のレジストまたは第２のレジスト材料にあわせて、適切
な温度に設定することが望ましいが、通常、ベーク温度
６０〜１２０℃で６０秒程度であることが好ましい。レ
ジストパターンの界面には、微量な酸が残存している。

【００３５】以上は、酸を発生するレジスト１を用いる
という点を別にすれば、プロセスとしては、一般的なレ
ジストブロセスによるレジストパターンの形成と同様で
ある。なお、レジストパターン中の酸濃度を増加させる
場合には、第１レジストパターンを形成後、第１レジス
トパターン中に酸を発生させるために、第１レジスト中
の吸収波長に合わせて、露光する、あるいは酸を発生さ
せる代わりに、加熱処理により酸の発生を行う。

【００３６】前記第１のレジストパターンの上に酸の存
在により架橋反応を起こす第２のレジストを形成する工
程 図２（ｃ）に示すように、半導体基板１上に、酸の存在
により架橋する架橋成分を含み、第１のレジスト１を溶
解しない水または水に水溶性の有機溶媒（たとえば、イ
ソプロパノール）を加えた混合溶液に溶解された第２の
レジスト２を塗布する。

【００３７】第２のレジストの塗布方法は、第１のレジ
ストパターン上に均一に塗布可能であれば、とくに限定
されるものではなく、スプレーによる塗布または第２の
レジスト溶液中に浸漬（ディッピング）することにより
塗布することも可能である。

【００３８】第２のレジスト２の塗布後、必要に応じて
これをブリベークし（たとえば８５℃、６０秒程度)、
第２のレジスト層を形成する。第１のレジストを溶解し
ないため、第１のレジスト形状を保持したまま第２レジ
スト層を形成することが可能である。

【００３９】前記第１のレジストパターンからの酸の供
給により前記第２のレジストの前記第１のレジストパタ
ーンに接する部分に架橋膜を形成する工程 図２（ｄ）に示すように、半導体基板１に形成された第
１のレジストパターン１ａと、この上に形成された第２
のレジスト２とを加熱処理（ミキシングベーク、以下必
要に応じ「ＭＢ」と略す。）し、第１のレジストパター
ン１ａからの酸の拡散を促進させ、第２のレジスト２中
へ供給し、第２のレジスト２と第１のレジストパターン
１との界面において、架橋反応を発生させる。この場合
のＭＢ温度／時間は、たとえば８５〜１５０℃／６０〜
１２０秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要とす
る反応層の厚みにより、最適な条件を設定すればよい。

【００４０】前記第２のレジストの非架橋部分を水ある
いは水溶性有機溶媒の水溶液を用いて溶解剥離して第２
のレジストパターンを形成する工程 図２（ｅ）に示すように、第１のレジストを溶解しない
水と水溶性有機溶媒（たとえば、イソプロパノール）の
混合溶液で洗浄したのちに、水で洗浄することにより、
架橋していない第２のレジスト２を剥離し、架橋膜４を
第１のレジストを被覆するように形成する。以上の処理
により、ホール内径または分離幅を縮小、あるいは孤立
残しパターンの面積を拡大したレジストパターンを得る
ことが可能となる。

【００４１】水に対するイソプロパノールの濃度は、１
〜３０ｗｔ％程度の範囲で設定すればよく、第１のレジ
ストを溶解しない範囲で、かつ第２のレジストの未架橋
部分を充分溶解する範囲とすればよい。水に混合する他
の水溶性有機溶媒を混合する場合にも同様である。

【００４２】この第２のレジストパターンを形成する工
程を複数回繰り返す工程 さらに、図２（ｆ）に示すように、半導体基板１上に、
酸の存在により架橋する架橋性化合物を含み、第１のレ
ジスト１を溶解しない水または水溶性有機溶媒（たとえ
ば、イソプロパノール）を加えた混合溶液に溶解された
第２のレジスト２ａを塗布する。

【００４３】第２のレジストの塗布方法は、第１のレジ
ストパターン上に均一に塗布可能であれば、とくに限定
されるものではなく、スプレーによる塗布、または第２
のレジスト溶液中に浸漬（ディッピング）することによ
り塗布することも可能である。

【００４４】第２のレジスト２ａの塗布後、必要に応じ
てこれをブリベークし（たとえば、８５℃、６０秒程
度)、第２のレジスト層を形成する。

【００４５】図２（ｇ）に示すように、半導体基板１に
形成された第１のレジストパターン１ａと、この上に形
成された第２のレジスト２ａとを加熱処理（ＭＢ）し、
第１のレジストパターン１ａおよび架橋膜４からの酸の
拡散を促進させ、第２のレジスト２ａ中へ供給し、第２
のレジストの架橋膜４と第２のレジストパターン２ａと
の界面において、架橋反応を発生させる。この場合のＭ
Ｂ温度／時間は、用いるレジスト材料の種類、必要とす
る反応層の厚みにより最適な条件を設定すればよいが、
８５〜１５０℃／６０〜１２０秒であることが好まし
い。

【００４６】図２（ｈ）に示すように、第１のレジスト
を溶解しない水と水溶性有機溶媒（たとえば、イソプロ
パノール）の混合溶液で洗浄し、つぎに、水で洗浄する
ことにより、架橋していない第２のレジスト２ａを剥離
し、架橋膜４ａを第１のレジストを被覆するように形成
する。以上の処理により、ホール内径または分離幅を縮
小、あるいは、孤立残しパターンの面積を拡大したレジ
ストパターンを得ることが可能となる。

【００４７】水に対するイソプロパノールの濃度は、１
〜３０ｗｔ％程度の範囲で設定すればよく、第１のレジ
ストを溶解しない範囲で、かつ第２のレジストの未架橋
部分を充分溶解する範囲とすればよい。水に混合する他
の水溶性有機溶媒を混合する場合にも同様である。

【００４８】さらに、（ｆ）〜（ｈ）の処理を繰り返す
ことにより、第１のレジストパターン上に架橋膜を形成
することが可能となり、必要とされる寸法が得られるま
で繰り返すことができる。また、同じ架橋膜の厚みを得
る場合にもプロセスの工程数増が許容される範囲で、処
理を複数回に分けることににより、寸法精度の架橋膜の
厚みを実現することが可能となる。

【００４９】この第２のレジストパターンをマスクとし
て前記半導体基材をエッチングする工程 このようにしてえられたレジストパターンをマスクとし
て半導体基材をエッチングして、半導体を製造すること
ができる。

【００５０】以上、図２を参照して説明した微細レジス
トパターン形成方法では、第１のレジストパターン１ａ
上に第２のレジスト層２を形成した後に、レジストパタ
ーン１ａのパターン側面、あるいは側面と上面の界面付
近に残存する微量な酸を適当な加熱処理により第１のレ
ジストパターン中から、第２のレジスト２へ拡散する方
法について説明した。

【００５１】なお、第２のレジストを塗布し、架橋膜を
形成する処理工程について、複数回処理する場合には、
それぞれの処理条件は、同じであっても異なる処理条件
を用いても良く、また、用いる第２のレジストの材料に
ついても同じ物を用いても異なる材料を用いても良く、
必要な架橋膜の厚みあるいは、下地レジストに最適な組
み合わせを選択すればよい。

【００５２】つぎに、加熱処理に代わって、あるいは、
加熱処理に先立って、露光により酸を発生させ、拡散す
る方法について説明する。

【００５３】図３は、この場合の微細分離レジストパタ
ーンの形成方法を説明するためのプロセスフロー図であ
る。図３（ａ）〜（ｃ）の工程は、図２（ａ）〜（ｃ）
と同様であるから、説明を省略する。

【００５４】この場合に、第１のレジスト１としては、
露光により酸を発生する機構を用いた化学増幅レジスト
の適用も可能である。化学増幅レジストでは、光や電子
線、Ｘ線などによる酸触媒の生成反応が起こり、生成し
た酸の触媒により引き起こされる増幅反応を利用する。

【００５５】前記第１のレジストパターンの上に酸の存
在により架橋反応を起こす第２のレジストを形成する工
程 つぎに図３（ｃ）で示される第２のレジスト層を形成し
た後、図３（ｄ）に示すように、再度Ｈｇランプのｇ線
またはｉ線またはＫｒＦエキシマレーザなどの紫外線
（露光６）で半導体基板を全面露光し、第１のレジスト
１ａ中に酸を発生させ、これにより図３（ｅ）に示すよ
うに、第１のレジストパターン１ａに接する第２のレジ
スト２の界面に架橋膜４を形成する。

【００５６】この時の露光に用いる光源は、第１のレジ
ストの感光波長に応じて、Ｈｇランプ、ＫｒＦエキシ
マ、ＡｒＦエキシマ、電子線（ＥＢ）、Ｘ線などなどを
用いることも可能であり、露光により酸の発生が可能で
あればとくに限定されるものではなく、用いた第１のレ
ジストの感光波長に応じた光源と露光量を用いて露光す
ればよい。

【００５７】このように、図３では、第２レジスト２の
塗布後に露光し、第１レジストパターン１ａ中に酸を発
生させるものである。第１のレジストパターン１を、第
２のレジスト２に覆われた状態で露光するため、第１の
レジストパターン１ａ中で発生する酸の量を露光量の調
整により、広い範囲で正確に制御できるため、架橋膜４
の膜厚が精度良く制御できる。

【００５８】前記第１のレジストパターンからの酸の供
給により前記第２のレジストの前記第１のレジストパタ
ーンに接する部分に架橋膜を形成する工程 必要に応じて、半導体基板１を加熱処理（ミキシングベ
ーク）し、第１のレジストパターン１ａからの酸の拡散
を促進させ、第２のレジスト２中へ供給し、第２のレジ
スト２と第１のレジストパターン１との界面において、
架橋反応を促進させる。この場合のＭＢ温度／時間は、
たとえば、６０〜１３０℃／６０〜１２０秒であり、用
いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みによ
り、最適な条件を設定すればよい。

【００５９】このミキシングベークにより、架橋反応を
起こした架橋膜４が、第１のレジストパターン１ａを被
覆するように第２のレジスト２の中に形成される。

【００６０】図３（ｆ）の工程は、図２（ｅ）と同様で
ある。以上の処理により、ホール内径またはラインパタ
ーンの分離幅を縮小し、あるいは、孤立残しパターンの
面積を拡大したレジストパターンを得ることが可能とな
る。

【００６１】この第２のレジストパターンを形成する工
程を複数回繰り返す工程 図３（ｇ）に示すように、半導体基板１上に、酸の存在
により架橋する架橋性化合物を含み、図１のレジスト１
を溶解しない水または水溶性の有機溶媒（たとえば、イ
ソプロパノール）を加えた混合溶液に溶解された第２の
レジスト２ａを塗布する。

【００６２】第２のレジストの塗布方法は、第１のレジ
ストパターン上に均一に塗布可能であれば、とくに限定
されるものではなく、スプレーによる塗布または第２の
レジスト溶液中に浸漬（ディッピング）することにより
塗布することも可能である。

【００６３】第２のレジスト２２の塗布後、必要に応じ
てこれをブリベークし（たとえば、８５℃、６０秒程
度)、第２のレジスト層を形成する。

【００６４】図３（ｈ）に示すように、半導体基板１に
形成された第１のレジストパターン１ａと、この上に形
成された第２のレジスト２ａとを加熱処理（ミキシング
ベーク）し、第１のレジストパターン１ａおよび架橋膜
４からの酸の拡散を促進させ、第２のレジスト２ａ中へ
供給し、第２のレジストの架橋膜４と第２のレジスト２
ａとの界面において、架橋反応を発生させる。この場合
のＭＢ温度／時間は、たとえば、８５〜１５０℃／６０
〜１２０秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要と
する反応層の厚みにより、最適な条件を設定すればよ
い。

【００６５】図３（ｉ）に示すように、第１のレジスト
を溶解しない水と水溶性有機溶媒（たとえば、イソプロ
パノール）の混合溶液で洗浄し、つぎに、水で洗浄する
ことにより、架橋していない第２のレジスト２ａを剥離
することによって、架橋膜４ａを第１のレジストを被覆
するように形成する。以上の処理により、ホール内径ま
たは分離幅を縮小、あるいは、孤立残しパターンの面積
を拡大したレジストパターンを得ることが可能となる。

【００６６】水に対するイソプロパノールの濃度は、１
〜３０ｗｔ％程度の範囲で設定すればよく、第１のレジ
ストを溶解しない範囲で、かつ第２のレジストの未架橋
部分を充分溶解する範囲とすればよい。水に混合する他
の水溶性有機溶媒を混合する場合にも同様である。

【００６７】さらに、（ｇ）〜（ｉ）の処理を繰り返す
ことにより、第１のレジストパターン上に架橋膜を形成
することが可能となり、必要とされる寸法が得られるま
で繰り返すことができる。また、同じ架橋膜の厚みを得
る場合にもプロセスの工程数増が許容される範囲で、処
理を複数回に分けることににより、寸法精度の架橋膜の
厚みを実現することが可能となる。

【００６８】なお、図３を参照して説明した方法のよう
に、露光により第１のレジストパターン１ａ中に酸成分
を発生させる工程は、適用する第１のレジスト１と第２
レジスト２の反応性が低い場合、あるいは、必要とする
架橋膜の厚みが比較的厚い場合、または、架橋反応を均
一化する場合にとくに適する。

【００６９】ここで、第２のレジストに用いられる材料
について説明する。

【００７０】第２のレジストとしては、１種類または２
種類以上の架橋性の水溶性樹脂、１種類または２種類以
上の水溶性架橋剤、または、これらの混合物が用いられ
る。

【００７１】第２のレジストとして混合物を用いる場合
には、それらの材料組成は、適用する第１のレジスト材
料、あるいは設定した反応条件などにより、最適な組成
を設定すればよく、とくに限定されるものではない。

【００７２】第２のレジストに用いられる水溶性樹脂と
しては、以下に示すようなポリビニルアセタール樹脂、
ポリビニルアルコール樹脂、ポリアクリル酸樹脂、オキ
サゾリン含有水溶性樹脂、水性ウレタン樹脂、ポリアリ
ルアミン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ポリビニルア
ミン樹脂、水溶性フェノール樹脂、水溶性エポキシ樹
脂、ポリエチレンイミン樹脂、スチレン−マレイン酸共
重合体などがあげられる。また、酸性成分存在下で架橋
反応を生じる、あるいは、架橋反応が生じないか、低い
場合には、水溶性架橋剤との混合が可能であればとくに
限定されない。また、これらを単独で用いても、混合物
として用いても有効である。

【００７３】

【化１】

【００７４】これらの水溶性樹脂は、１種類あるいは２
種類以上の混合物として用いてもよく、下地レジストと
の反応量、反応条件などにより、適宜調整することが可
能である。また、これらの水溶性樹脂は、水への溶解性
を向上させる目的で、塩酸塩などの塩にして用いてもよ
い。

【００７５】第２のレジストに用いることができる水溶
性架橋剤としては、以下に示すようなメチロールメラミ
ン、メトキシメチロールメラミンなどのメラミン系架橋
剤、メトキシメチロール尿素、エチレン尿素などの尿素
系架橋剤、イソシアネート、ベンゾグアナミン、グリコ
ールウリル等のアミノ系架橋剤などが有効であるが、酸
によって架橋を生じる水溶性の架橋剤であればとくに限
定されるものではない。

【００７６】

【化２】

【００７７】さらに第２のレジストに用いられる具体的
な水溶性レジスト材料としては、前記水溶性樹脂の単独
あるいは混合物に、前記水溶性架橋剤の単独または混合
物を、相互に混合して用いることも有効である。

【００７８】第２のレジストとしては、たとえば水溶性
樹脂としてポリビニルアセタール樹脂を用い、水溶性架
橋剤としてメトキシメチロールメラミン、あるいはエチ
レン尿素などを混合したものなどがあげられる。この場
合、相互溶解性が高いため、混合溶液の保存安定性に優
れる。

【００７９】なお、第２のレジストに適用される材料
は、水溶性または第１のレジストパターンを溶解しない
水溶性溶媒に可溶であり、かつ、酸成分の存在下で、架
橋反応を生じる材料であればとくに限定されるものでは
ない。

【００８０】なお、これらの材料は、第１のレジストパ
ターン１ａのパターン界面付近に残存する微量な酸に対
して充分な反応性を持つため、第１のレジストパターン
１ａへの再露光による酸発生を行わず、加熱処理だけで
架橋反応を実現できることは先に説明したとおりであ
る。この場合、第２のレジスト２として、反応性の高い
適当な材料を選択し、適当な加熱処理（たとえば、８５
〜１５０℃）を行うことが望ましい。

【００８１】この場合、たとえば、第２のレジストとし
て、ポリビニルアセタール樹脂に、エチレン尿素、ポリ
ビニルアルコールとエチレン尿素、あるいは、これらを
適当な割合で混合した水溶性材料組成物を用いることが
有効である。

【００８２】第１のレジストと第２のレジストとの架橋
反応の制御は、第１のレジストパターン１ａ上に形成さ
れる架橋膜４の厚みを制御することが重要である。架橋
反応の制御は、適用する第１のレジストと第２のレジス
トとの反応性、第１のレジストパターン１ａの形状、必
要とする架橋反応層４の厚みなどに応じて、最適化する
ことが望ましい。

【００８３】第１のレジストと第２のレジストとの架橋
反応の制御は、プロセス条件の調整による手法と、第２
のレジスト材料の組成を調整する手法がある。

【００８４】架橋反応のプロセス的な制御手法として
は、（１）第１のレジストパターンへの露光量を調整す
る方法、（２）ＭＢ（ミキシングベーク）温度、処理時
間を調整する方法などの手法が有効である。とくに、加
熱して架橋する時間を調整することにより、架橋膜の厚
みを制御することが可能であり、非常に反応制御性の高
い手法である。

【００８５】また、第２のレジストに用いる材料組成の
面からは、（３）適当な２種類以上の水溶性樹脂を混合
し、その混合比を調節することにより、第１のレジスト
との反応量を調整する方法、（４）水溶性樹脂に、適当
な水溶性架橋剤を混合し、その混合比を調整することに
より、第１のレジストとの反応量を調整する方法などの
手法が有効である。

【００８６】しかしながら、これらの架橋反応の制御
は、一元的に決定されるものではなく、（１）第２のレ
ジスト材料と適用する第１のレジスト材料との反応性、
（２）第１のレジストパターンの形状と膜厚、（３）必
要とする架橋剤層の膜厚、（４）使用可能な露光条件ま
たは加熱処理（ＭＢ）条件、（５）塗布条件などのさま
ざまな条件を勘案して決定する必要がある。

【００８７】とくに、第１のレジストと第２のレジスト
との反応性は、第１のレジスト材料の組成により影響を
受けることがわかっており、実際に本発明を適用する場
合には、上述した要因を勘案し、第２のレジスト材料組
成物を最適化することが望ましい。

【００８８】したがって、第２のレジストに用いられる
水溶性材料の種類とその組成比は、とくに限定されるも
のではなく、用いる材料の種類、熱処理条件などに応じ
て、最適化する。

【００８９】なお、第２のレジスト材料に、エチレング
リコール、グリセリン、トリエチレングリコールなどの
可塑剤を添加剤として加えてもよい。また、第２のレジ
スト材料に関して、成膜性向上を目的として、たとえば
のフロラード（３Ｍ（株）製）、ノニポール（三洋化成
（株）製）などの水溶性界面活性剤を添加剤として加え
てもよい。

【００９０】つぎに、第２のレジストに用いられる溶媒
について説明する。

【００９１】第２のレジストの用いる溶媒には、第１レ
ジストのパターンを溶解させないこと、さらに水溶性材
料を充分に溶解させることが必要であるが、これを満た
す溶媒であればとくに限定されるものではない。

【００９２】たとえば、第２のレジストの溶媒として
は、水（純水）、または水とＩＰＡなどのアルコール系
溶媒、あるいはＮ−メチルピロリドンなどの水溶性有機
溶媒の単独、あるいは混合溶液を用いればよい。

【００９３】水に混合する溶媒としては、水溶性であれ
ば、とくに限定されるものではなく、たとえばエタノー
ル、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコ
ール類、γ−ブチロラクトン、アセトンなどを用いるこ
とが可能であり、第２のレジスト用いる材料の溶解性に
合わせて、第１のレジストパターンを溶解しない範囲で
混合すればよい。

【００９４】以上の例では、半導体基板１の全面で微細
レジストパターンを形成する方法について説明したが、
つぎに、半導体基板１の所望領域のみ選択的に微細レジ
ストパターンを形成する方法について説明する。

【００９５】図４は、この場合の製造方法のプロセスフ
ロー図である。図４（ａ）〜（ｃ）の工程は、図３
（ａ）〜（ｃ）と同様である。

【００９６】前記第１のレジストパターンの上に酸の存
在により架橋反応を起こす第２のレジストを形成する工
程 図４（ｃ）のように、第２のレジスト層２を形成した後
に、図４（ｄ）に示すように、半導体基板３の一部を遮
光板５で遮光し、選択された領域に対して、再度Ｈｇラ
ンプのｇ線またはｉ線あるいはＫｒＦエキシマ、ＡｒＦ
エキシマなどレジストの吸収波長に応じた光で露光し、
第１のレジストパターン１ａ中に酸を発生させる。これ
により、図４（ｅ）に示すように、露光された部分にお
いて、第１のレジスト１ａに接する第２のレジスト２の
界面に架橋膜４を形成する。

【００９７】その後の図４（ｆ）〜（ｉ）の工程は、図
３（ｆ）〜（ｉ）の工程と同様であるので、説明は省略
する。

【００９８】このようにして、図４（ｉ）に示すよう
に、半導体基板３の選択された領域では、第１のレジス
トパターン１ａ上に架橋膜４および４ａを形成し、その
他の領域では第１のレジストパターン１ａ上に架橋膜を
形成しないようにすることが可能である。

【００９９】このような形成方法によれば、適当な露光
マスクを用いることにより、半導体基板１上で選択的に
露光して、露光部分と未露光部分を区別し、第２のレジ
ストパターンが第１のレジストパターンとの境界部分に
おいて、架橋する領域と架橋しない領域とを形成するこ
とができる。これにより、同一半導体基板上において、
異なる寸法の微細ホールまたは微細スペースを形成する
ことができる。

【０１００】以上、半導体基板３上に微細分離レジスト
パターンを形成する形成方法について詳細に説明した
が、本発明の微細分離レジストパターンは、半導体基板
３上に限られず、半導体装置の製造プロセスに応じて、
シリコン酸化膜などの絶縁層の上に、またはポリシリコ
ン膜などの導電層の上に形成することもできる。

【０１０１】このように、本発明の微細分離レジストパ
ターンの形成は、とくに下地膜に制限されるものではな
く、レジストパターンを形成できる基材上であれば、ど
の場合においても適用可能であり、必要に応じた基材の
上に形成されるものである。これらを総称して、半導体
基材と称することとする。

【０１０２】本発明においては、上述のように形成した
微細分離レジストパターンをマスクとして、下地の各種
薄膜をエッチングし、下地薄膜に微細スペースあるい
は、微細ホールを形成して、半導体装置を製造するもの
である。

【０１０３】実施の形態２ 図５は、この発明の実施の形態２の微細分離レジストパ
ターン形成方法を説明するためのプロセスフロー図であ
る。図１および図５を参照して、この実施の形態２の微
細分離パターンの形成方法およびこれを用いた半導体装
置の製造方法を説明する。

【０１０４】第１のレジストにより半導体基材上に酸を
発生し得る第１のレジストパターンを形成する工程 図５（ａ）に示すように、半導体基板３に、内部に若干
の酸性物質を含有する第１のフォトレジスト１１を塗布
する。第１のフォトレジストはプリベーク（７０〜１０
０℃で１分程度の熱処理）を施した後、たとえば、Ｋｒ
Ｆエキシマレーザを用い、図１のようなパターンを含む
マスクを用い投影露光する（図５では省略）。図５
（ｂ）はこうして形成された第１のレジストのパターン
１１ａを示す。

【０１０５】ここで用いる第１のレジスト１１の材料と
しては、実施の形態１で説明したものが有効に用いられ
る。また、第１のレジスト１１に含ませる酸としては、
具体的には、カルボン酸系の低分子酸などが好適であ
る。

【０１０６】この後、必要に応じて、ＰＥＢ温度（１０
〜１３０℃）で熱処理し、フォトレジストの解像度を向
上させた後、ＴＭＡＨの約２．３８％希釈水溶液を用い
て現像する。

【０１０７】この後、必要に応じポストデベロッピング
ベークを行う場合もある。この熱処理は後のミキシング
反応に影響するため、適切な温度に設定する必要があ
る。以上は、酸を含むレジスト１１を用いるという点を
別にすれば、プロセスとしては、従来のレジストプロセ
スによるレジストパターンの形成と同様である。

【０１０８】前記第１のレジストパターンの上に酸の存
在により架橋反応を起こす第２のレジストを形成する工
程 図５（ｂ）のパターン形成後、図５（ｃ）に示すよう
に、半導体基板(ウェハ)３上に、酸の存在により架橋す
る架橋性化合物を含み、第１のレジスト１１を溶解しな
い溶剤に溶かされた第２のレシスト１２を塗布する。

【０１０９】ここで用いる第２のレジスト１２の材料お
よびその溶媒は、実施の形態１で述べたものと同様のも
のが適用でき、また有効である。

【０１１０】第２のレジスト１２の塗布後、必要に応じ
これをプリベークする。この熱処理は後のミキシング反
応に影響するため、適切な温度に設定することが望まし
い。

【０１１１】前記第１のレジストパターンからの酸の供
給により前記第２のレジストの前記第１のレジストパタ
ーンに接する部分に架橋膜を形成する工程 図５（ｄ）に示すように、半導体基板３を熱処理（６０
〜１３０℃）し、第１のレジスト１１ａに含まれる若干
の酸性物質からの酸の供給により、第２のレジスト１２
の第１のレジスト１１ａとの界面で架橋反応を起こさせ
る。これにより、第１のレジスト１１ａを被覆するよう
に架橋反応を起こした架橋膜１４が第２のレジスト１２
中に形成される。

【０１１２】前記第２のレジストの非架橋部分を水ある
いは水溶性有機溶媒の水溶液を用いて溶解剥離して第２
のレジストパターンを形成する工程 図５（ｅ）に示すように、第１のレジストを溶解しない
水と水溶性の有機溶媒（たとえば、イソプロパノール）
の混合溶液で洗浄し、つぎに、水で洗浄することによ
り、架橋していない第２のレジスト１２を剥離する。以
上の処理により、ホール内径または分離幅を縮小、ある
いは、孤立残しパターンの面積を拡大したレジストパタ
ーンを得ることが可能となる。

【０１１３】この第２のレジストパターンを形成する工
程を複数回繰り返す工程 さらに、図５（ｆ）に示すように、半導体基板１上に、
酸の存在により架橋する架橋性化合物を含み、第１のレ
ジスト１を溶解しない水あるいは水に水溶性の有機溶媒
（たとえば、イソプロパノール）を加えた混合溶液に溶
解された第２のレジスト１２ａを塗布する。

【０１１４】第２のレジストの塗布方法は、第１のレジ
ストパターン上に均一に塗布可能であれば、とくに限定
されるものではなく、スプレーによる塗布または第２の
レジスト溶液中に浸漬（ディッピング）することにより
塗布することも可能である。

【０１１５】第２のレジスト１２ａの塗布後、必要に応
じてこれをブリベークし（たとえば、８５℃、６０秒程
度)、第２のレジスト層２ａを形成する。

【０１１６】図５（ｇ）に示すように、半導体基板１に
形成された第１のレジストパターン１ａと、この上に形
成された第２のレジスト１２ａとを加熱処理（ミキシン
グベーク）し、第１のレジストパターン１１ａおよび架
橋膜１４からの酸の拡散を促進させ、第２のレジスト１
２ａ中へ供給し、第２のレジストの架橋膜１４と第２の
レジスト２ａとの界面において、架橋反応を発生させ
る。この場合のＭＢ温度／時間は、たとえば、８５〜１
５０℃／６０〜１２０秒であり、用いるレジスト材料の
種類、必要とする反応層の厚みにより、最適な条件を設
定すればよい。

【０１１７】つぎに、図５（ｈ）に示すように、第１の
レジストを溶解しない水と水溶性の有機溶媒（たとえ
ば、イソプロパノール）の混合溶液で洗浄し、つぎに、
水で洗浄することにより、架橋していない第２のレジス
ト１２ａを剥離することによって、架橋膜１４ａを第１
のレジストを被覆するように形成する。以上の処理によ
り、ホール内径または分離幅を縮小、あるいは、孤立残
しパターンの面積を拡大したレジストパターンを得るこ
とが可能となる。

【０１１８】水に対するイソプロパノールの濃度は、１
〜３０ｗｔ％程度の範囲で設定すればよく、第１のレジ
ストを溶解しない範囲で、かつ第２のレジストの未架橋
部分を充分溶解する範囲とすればよい。水に混合する他
の水溶性有機溶媒を混合する場合にも同様である。

【０１１９】さらに、（ｆ）〜（ｈ）の処理を繰り返す
ことにより、第１のレジストパターン上に架橋膜を形成
することが可能となり、必要とされる寸法が得られるま
で繰り返すことができる。また、同じ架橋膜の厚みを得
る場合にもプロセスの工程数増が許容される範囲で、処
理を複数回に分けることににより、良好な寸法精度で架
橋膜を実現することが可能となる。

【０１２０】以上のように、この実施の形態２における
第１のレジスト１１は、露光によって酸を発生させる必
要が無く、レジスト膜１１自体に酸を含むように調整さ
れており、熱処理によりその酸を拡散させて架橋させる
ようにしている。この第１のレジスト１１に含ませる酸
としては、カルボン酸系の低分子酸などが好適である
が、レジスト１１に混合させることが可能であればとく
に限定はされない。

【０１２１】また、この微細分離レジストパターンを、
各種の半導体基材上に形成し、これをマスクとして、半
導体基材上に微細な分離スペースあるいは微細なホール
などを形成できることは、先に述べた実施の形態１と同
様である。

【０１２２】実施の形態３ 図６は、この発明の実施の形態３の微細分離レジストパ
ターンの形成方法を説明するためのプロセスフロー図で
ある。図１および図６を参照してこの実施の形態３の微
細分離レジストパターンの形成方法およびこれを用いた
半導体装置の製造方法を説明する。

【０１２３】第１のレジストにより半導体基材上に酸を
発生し得る第１のレジストパターンを形成する工程 図６（ａ）に示すように、半導体基板３に、第１のフォ
トレジスト２１を塗布する。第１のレジスト２１にプリ
ベーク(７０〜１００℃で１分程度の熱処理)を施した
後、第１のレジスト２１の感光波長に応じて、たとえ
ば、g線、またはｉ線、あるいはＫｒＦエキシマレーザ
を用い、図１の様なパターンを含むマスクを用いて投影
露光する（図６中では図示を省略している）。

【０１２４】必要に応じて、ＰＥＢ温度（１０〜１３０
℃）で熱処理しフオトレジストの解像度向上させた後、
ＴＭＡＨの約２．０％希釈水溶液を用い現像する。図６
（ｂ）は、こうして形成された第１のレジストのパター
ン２１ａを示す。

【０１２５】この後、必要に応じポストデベロッピング
ベークを行う場合もある。この熱処理は後のミキシング
反応に影響するため、適切な温度に設定する必要があ
る。以上は、プロセスとしては、従来のレジストプロセ
スによるレジストパターンの形成と同様である。

【０１２６】前記第１のレジストパターンの上に酸の存
在により架橋反応を起こす第２のレジストを形成する工
程 つぎに、図６（ｂ）のパターン形成後、図６（ｃ）に示
すように、半導体基板(ウェハ)３を酸性溶液で浸漬処理
する。その処理方法は、通常のパドル現象の方式でよ
い。また、酸性溶液のベーパライズ（吹き付け）で行っ
てもよい。また、この場合の酸性溶液は、有機酸、無機
酸のいずれでもよい。たとえば、低濃度の酢酸が好適な
例としてあげられる。

【０１２７】この工程において、酸が第１のレジストの
パターン２１ａの界面近傍に染み込み、酸を含む薄い被
膜２５が形成される。この後、必要に応じて純水を用い
てリンスする（図６（ｄ））。

【０１２８】前記第１のレジストパターンからの酸の供
給により前記第２のレジストの前記第１のレジストパタ
ーンに接する部分に架橋膜を形成する工程 図６（ｅ）に示すように、第１のレジストパターン２１
の上に、酸の存在により架橋する架橋性化合物を含み、
第１のレジスト２１を溶解しない溶剤に溶かされた第２
のレジスト２２を塗布する。

【０１２９】ここで用いる第２のレジストの構成および
その溶媒は、実施の形態１で述べたものと同様なものが
有効に用いられる。第２のレジスト２２の塗布後、必要
に応じ、第２のレジスト２２をプリベークする。この熱
処理は、後のミキシング反応に影響するため、適切な温
度に設定する。

【０１３０】つぎに、図６（ｆ）に示すように、半導体
基板３を熱処理（６０〜１３０℃）して架橋ベークを行
い、第１のレジスト２１ａからの酸の供給で第２のレジ
ストの２２のレジスト２１の第１のレジスト２１ａとの
界面で架橋反応を起こさせる。これにより、第１のレジ
スト２1を被覆するように架橋反応を起こした架橋膜２
４が第２のレジスト２２中に形成される。

【０１３１】前記第２のレジストの非架橋部分を水ある
いは水溶性有機溶媒の水溶液を用いて溶解剥離して第２
のレジストパターンを形成する工程 図６（ｇ）に示すように、第１のレジストを溶解しない
水と水溶性有機溶媒（たとえば、イソプロパノール）の
混合溶液で洗浄し、つぎに、水で洗浄することにより、
架橋していない第２のレジスト２２を剥離する。以上の
処理により、ホール内径または分離幅を縮小、あるい
は、孤立残しパターンの面積を拡大したレジストパター
ンを得ることが可能となる。

【０１３２】この第２のレジストパターンを形成する工
程を複数回繰り返す工程 さらに、図６（ｈ）〜（ｊ）に示す処理を行うことによ
り、寸法精度の良好なパターンが得られるが、この処理
は図５（ｆ）〜（ｈ）に示す処理と同じであるため、詳
細な説明は省略する。

【０１３３】以上のように、この実施の形態３によれ
ば、露光処理により、第１のレジストに酸を発生させる
工程を必要とせず、第１のレジストパターン２１ａ上に
第２のレジスト２２を成膜する前に、酸性液体による表
面処理を施し、熱処理により酸を拡散させて架橋するよ
うにするものである。

【０１３４】また、このようにして形成した微細分離レ
ジストパターンを、各種の半導体基板上に形成し、これ
をマスクとして、半導体基板上に微細な分離スペースま
たは微細ホールなどを形成して半導体装置を製造するこ
とは、前記実施の形態１および２と同様である。

【０１３５】

【実施例】製造例１ 第１のレジストとして、ノボラック樹脂とナフトキノン
ジアジドから構成され、溶媒として２−ヘプタノンを用
いたｉ線レジスト（住友化学工業（株）製）を用いてレ
ジストパターンを形成した。

【０１３６】前記レジストをＳｉウェハ上に滴下、回転
塗布により膜厚約０.８μｍとなるように成膜した。つ
ぎに８５℃／７０秒でプリベークを行い、レジスト中の
溶媒を乾燥させた。続いて、ｉ線縮小投影露光装置を用
い、図１に示すようなマスクで露光した。つぎに、１２
０℃／７０秒でＰＥＢ処理を行い、続いて、アルカリ現
像液（東京応化（株）製、ＮＭＤ３）を用いて現像を行
い、図７に示すような分離サイズを持つレジストパター
ンを得た。

【０１３７】得られたパターンのホールサイズ、スペー
スサイズは、それぞれ０．３５μｍであった。また、ホ
ールサイズについて、８インチウェハ面内の１５点を測
長した結果、その寸法精度は、レンジで±０．０３５μ
ｍであった。

【０１３８】製造例２ 第１のレジストとして、化学増幅型エキシマレジスト
（東京応化株式会社製）を用い、レジストパターンを形
成した。

【０１３９】前記レジストをＳｉウェハ上に滴下、回転
塗布により膜厚約０．８μｍとなるように成膜した。つ
ぎに９０℃／９０秒でプリベークを行い、レジスト中の
溶媒を乾燥させた。続いて、ＫｒＦエキシマ縮小投影露
光装置を用いて、図１に示すようなマスクで露光した。
つぎに、１００℃／９０秒でＰＥＢ処理を行い、続い
て、アルカリ現像液（東京応化株式会社製、ＮＭＤ−
Ｗ）を用いて現像を行い、図８に示すようなレジストパ
ターンを得た。

【０１４０】得られたパターンのホールサイズ、スペー
スサイズは、それぞれ０．２４μｍであった。また、ホ
ールサイズについて、８インチウェハ面内の１５点を測
長した結果、その寸法精度はレンジで±０．０２５μｍ
であった。

【０１４１】製造例３ 第１のレジストとして、ｔ−Ｂｏｃ化ポリヒドロキシス
チレンと酸発生剤から構成されるの化学増幅型レジスト
（菱電化成社製、ＭＥＬＫＥＲ、J.Vac.Sci.Technol.,B
11(6)2773,(1993)）を用い、レジストパターンを形成し
た。

【０１４２】前記レジストをＳｉウェハ上に滴下、回転
塗布により膜厚約０．５２μｍとなるように成膜した。
つぎに、１２０℃／１８０秒でベークを行い、レジスト
中の溶媒を乾燥させた。続いて、このレジスト上に、帯
電防止膜としてエスペイサー（昭和電工社製、ＥＳＰ−
１００）を同様にして回転塗布した後、８０℃／１２０
秒でベークを行った。つぎに、ＥＢ描画装置を用いて、
１７.４μＣ／ｃｍ²で描画を行った。

【０１４３】つぎに、８０℃／１２０秒でＰＥＢを行っ
たのち、純水を用いて帯電防止膜を剥離、続くＴＭＡＨ
アルカリ現像液（東京応化社製、ＮＭＤ−Ｗ）を用いて
レジストパターンの現像を行った。その結果、図９に示
すような約０.２μｍのＥＢレジストパターンを得た。

【０１４４】製造例４ １Ｌメスフラスコを用い、第２のレジスト材料としてポ
リビニルアセタール樹脂（エスレックＫＷ３およびＫＷ
１、積水化学（株）製）、ポリビニルアルコール樹脂、
オキサゾリン含有水溶性樹脂（日本触媒（株）製 エポ
クロスＷＳ５００）の２０ｗｔ％水溶液のそれぞれ１０
０ｇに純水１００ｇを加え、室温で６時間攪拌混合し、
それぞれの１０ｗｔ％水溶液を得た。

【０１４５】さらに、メトキシメチロールメラミン（三
井サイナミド社製・サイメル３７０）、（Ｎ−メトキシ
メチル）メトキシエチレン尿素、（Ｎ−メトキシメチ
ル）ヒドロキシエチレン尿素、Ｎ−メトキシメチル尿素
のそれぞれ１００ｇに、純水８６０ｇ、ＩＰＡ４０ｇを
室温にて６時間攪拌混合し、それぞれの約１０ｗｔ％の
水溶液を得た。

【０１４６】製造例５ 第２のレジスト材料として、製造例４で得たポリビニル
アセタール／ＫＷ３の１０ｗｔ％水溶液２００ｇとメト
キシメチロールメラミン、（Ｎ−メトキシメチル）メト
キシエチレン尿素、（Ｎ−メトキシメチル）ヒドロキシ
エチレン尿素、Ｎ−メトキシメチル尿素の１０ｗｔ％水
溶液のそれぞれ２０ｇ、４０ｇ、６０ｇとを室温で６時
間攪拌混合し、ＫＷ３に対する水溶性架橋剤の濃度が１
０、２０、３０ｗｔ％である４種類の混合水溶液を得
た。

【０１４７】比較例１ 製造例１で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、第２のレジスト材料として、製造例５で
得たＫＷ３とメトキシメチロールメラミンの混合水溶液
を滴下してスピンコートした後、８５℃／７０秒でプリ
ベークを行い、第２のレジスト膜を形成した。１２０℃
／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行い、架橋反応
を進行させた。つぎに、非架橋膜を１０ｗｔ％イソプロ
ピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さらに水
で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。さらにス
ピン乾燥、続く９０℃／９０秒でポストベークを行うこ
とにより、第１のレジストパターン上に第２のレジスト
架橋膜を形成した。

【０１４８】この場合、架橋剤の混合量を変えることに
より、第１のレジスト上に形成される架橋膜の厚みを制
御することが可能である（表１）。さらに、８インチウ
ェハ面内の１５点でホールサイズを測長した結果、その
寸法精度は、±０．０３５μｍであった（表２）。

【０１４９】実施例１ 製造例１で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、第２のレジスト材料として、製造例５で
得たＫＷ３とメトキシメチロールメラミンの混合水溶液
を滴下、スピンコートした後、８５℃／７０秒でプリベ
ークを行い、第２のレジスト膜を形成した。１１０℃／
６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行い、架橋反応を
進行させた。つぎに、非架橋膜を１０ｗｔ％イソプロピ
ルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さらに水で
６０秒間洗浄することにより溶解除去して、スピン乾
燥、続く９０℃／９０秒でポストベークを行うことによ
り、第１のレジストパターン上に第２のレジスト架橋膜
を形成した。

【０１５０】得られたパターン上に、第２のレジスト材
料として、製造例５で得たＫＷ３とメトキシメチロール
メラミンの混合水溶液を滴下、スピンコートした後、８
５℃／７０秒でプリベークを行い、第２のレジスト膜を
形成した。１１０℃／６０秒でミキシングベーク（Ｍ
Ｂ）を行い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を１０ｗ
ｔ％イソプロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄
し、さらに水で６０秒間洗浄することにより溶解除去し
た。さらにスピン乾燥、続く９０℃／９０秒でポストベ
ークを行うことにより、図１０に示すように、第１のレ
ジストパターン上に第２のレジスト架橋膜を形成した。

【０１５１】この場合、架橋剤の混合量を変えることに
より、第１のレジスト上に形成される架橋膜の厚みを制
御することが可能である（表１）。また、比較例１に比
べて架橋膜の厚みは、２回処理することによりさらに厚
く形成することが可能であることがわかる。

【０１５２】１回処理の場合には、第２のレジスト材料
として架橋剤濃度が２０ｗｔ％の溶液を用いて、０．２
７μｍサイズのホールパターンが得られるのに対し、２
回処理では、架橋剤濃度１０ｗｔ％の溶液を用い、１回
処理よりも低い加熱温度で同じサイズのホールパターン
が得られることがわかる。さらに、８インチウェハ面内
１５点でホールサイズを測長した結果、その寸法精度
は、±０．０２５μｍであり（表２）、複数回処理した
場合には、得られるパターンの寸法精度が向上すること
がわかる。

【０１５３】

【表１】

【０１５４】

【表２】

【０１５５】比較例２ 製造例２で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、製造例５で得たＫＷ３と（Ｎ−メトキシ
メチル）ヒドロキシエチレン尿素（２０ｗｔ％）の水溶
液を第２のレジスト材料として滴下、スピンコートした
後、８５℃／７０秒でプリベークを行い、第２のレジス
ト膜を形成した。

【０１５６】つぎに、ＫｒＦエキシマレーザ露光装置を
用いて、照射量５ｍＪ／ｃｍ²で選択的にウェハに露光
を行った。さらに、１２０℃／６０秒でミキシングベー
ク（ＭＢ）を行い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を
イソプロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、
さらに水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。
さらにスピン乾燥、続く１１０℃／９０秒でポストベー
クを行うことにより、図１１に示すように、第１のレジ
ストホールパターン上に第２のレジスト架橋膜を形成し
た。

【０１５７】実施例２ 比較例２で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、製造例５で得たＫＷ３と（Ｎ−メトキシ
メチル）ヒドロキシエチレン尿素（２０ｗｔ％）の水溶
液を第２のレジスト材料として滴下、スピンコートした
後、８５℃／７０秒でプリベークを行い、第２のレジス
ト膜を形成した。

【０１５８】つぎに、ＫｒＦエキシマレーザ露光装置を
用いて、照射量５ｍＪ／ｃｍ²で選択的にウェハに露光
を行った。さらに、１２０℃／６０秒でミキシングベー
ク（ＭＢ）を行い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を
イソプロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、
さらに水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。
さらにスピン乾燥し、続く１１０℃／９０秒でポストベ
ークを行うことにより、図１１に示すように、第１のレ
ジストホールパターン上に第２のレジスト架橋膜を形成
した。

【０１５９】得られたパターン上に、第２のレジスト材
料の混合水溶液を滴下、スピンコートした後、８５℃／
７０秒でプリベークを行い、第２のレジスト膜を形成し
た。１２０℃／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行
い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を１０ｗｔ％イソ
プロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さら
に水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。さら
にスピン乾燥し、続く９０℃／９０秒でポストベークを
行うことにより、図１０に示すように、第１のレジスト
パターン上に第２のレジスト架橋膜を形成した。

【０１６０】この場合、架橋剤の混合量を変えることに
より、第１のレジスト上に形成される架橋膜の厚みを制
御することが可能である（表３）。また、比較例２に比
べて架橋膜の厚みは、２回処理することによりさらに厚
く形成することが可能である。

【０１６１】これにより、架橋膜を形成する前の第１の
０．２４μｍのレジストホールパターンサイズは、架橋
剤濃度３０％の場合には、露光を行った部分では０．１
０μｍ、露光を行わない部分では０．１３μｍとなり、
選択的に異なるサイズのホール形成が実現できた（表
４）。また、ＭＢベーク前に全面露光を行うことによ
り、行わない場合に較べて、架橋反応がより進行し、第
１のレジスト表面に架橋膜が厚く形成された。

【０１６２】

【表３】

【０１６３】

【表４】

【０１６４】比較例３ 製造例３で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、製造例５で得たポリビニルアセタール樹
脂ＫＷ３とエチレン尿素の混合溶液を第２のレジストと
して用いた。

【０１６５】第２のレジスト材料を滴下、スピンコート
した後、１０５℃／９０秒、１１５℃／９０秒、１２５
℃／９０秒の三種類の条件でミキシングベーク（ＭＢ）
を行い、架橋反応を行った。

【０１６６】つぎに、非架橋膜をイソプロピルアルコー
ル水溶液で１０秒間静止洗浄し、さらに水で６０秒間洗
浄することにより溶解除去した。さらにスピン乾燥し、
続く９０℃／９０秒でポストベークを行うことにより、
図１０に示すように第１のレジストパターン上に第２の
レジスト架橋膜を形成した。

【０１６７】さらに、０．１４μｍサイズのホールが得
られる１２５℃で加熱処理したパターンについて、８イ
ンチウェハ面内１５点でホールサイズを測長した結果、
その寸法精度は、±０．０２２μｍであった（表６）。

【０１６８】実施例３ 比較例３で得られたパターン上に、第２のレジスト材料
の混合水溶液を滴下、スピンコートした後、８５℃／７
０秒でプリベークを行い、第２のレジスト膜を形成し
た。１１５℃／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行
い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を１０ｗｔ％イソ
プロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さら
に水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。さら
にスピン乾燥し、続く９０℃／９０秒でポストベークを
行うことにより、図１０に示すように、第１のレジスト
パターン上に第２のレジスト架橋膜を形成した。

【０１６９】その結果、製造例２で形成した０．２４μ
ｍサイズのホールパターンの内径およびラインパターン
と孤立残しパターンにおけるスペースのサイズが、架橋
膜形成後のレジストパターンでは、表５に示すように縮
小されており、水溶性架橋剤量、反応温度により差が認
められる。このことから、本発明は、光照射により酸を
発生する化学増幅型レジストを用いて複数回処理を実施
した場合にも、架橋反応によるレジストパターンサイズ
の制御が可能であることがわかる。

【０１７０】さらに、比較例３で加熱処理温度が１２５
℃で得られた０．１４μｍと同等のホールサイズにおい
て、８インチウェハ面内１５点でホールサイズを測長し
た結果、その寸法精度は±０．０１８μｍであり（表
６）、複数回処理した場合には得られるパターンの寸法
精度の向上が実現できる。

【０１７１】

【表５】

【０１７２】

【表６】

【０１７３】比較例４ 製造例２で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、製造例５で得たポリビニルアセタール／
ＫＷ３水溶液およびＫＷ３と水溶性架橋剤である（Ｎ−
メトキシメチル）−ジメトキシエチレン尿素混合水溶
液、（Ｎ−メトキシメチル）ヒドロキシメトキシエチレ
ン尿素、Ｎ−メトキシメチル尿素をＫＷ３、およびポリ
ビニルアルコールに（Ｎ−メトキシメチル）ヒドロキシ
メトキシエチレン尿素を樹脂に対して２０ｗｔ％混合し
たそれぞれの混合水溶液を第２のレジストとして用い
た。

【０１７４】第２のレジスト材料を滴下、スピンコート
した後、１１５℃／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）
を行い、架橋反応を行った。非架橋膜をイソプロピルア
ルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さらに水で６０
秒間洗浄することにより溶解除去した。さらにスピン乾
燥し、続く９０℃／９０秒でポストベークを行うことに
より、第１のレジストパターン上に第２のレジスト架橋
膜を形成した。

【０１７５】実施例４ 比較例４で得られたパターン上に、第２のレジスト材料
の混合水溶液を滴下、スピンコートした後、８５℃／７
０秒でプリベークを行い、第２のレジスト膜を形成し
た。１２０℃／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行
い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を１０ｗｔ％イソ
プロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さら
に水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。さら
にスピン乾燥し、続く９０℃／９０秒でポストベークを
行うことにより、図１１に示すように、第１のレジスト
パターン上に第２のレジスト架橋膜を形成した。

【０１７６】その結果、製造例２で形成した約０．２４
μｍサイズのホールパターンの内径およびスペースサイ
ズは、表７に示すように縮小されており、その縮小量
は、水溶性架橋剤違いにより差が認められる。

【０１７７】

【表７】

【０１７８】実施例５ 比較例４において、ＫＷ３＋（Ｎ−メトキシメチル）ジ
メトキシエチレン尿素（２０ｗｔ％）で処理して得られ
たパターン上に、第２のレジスト材料として、比較例４
とは異なるＫＷ３＋（Ｎ−メトキシメチル）ヒドロキシ
メトキシエチレン尿素（２０ｗｔ％）の混合水溶液を滴
下、スピンコートした後、８５℃／７０秒でプリベーク
を行い、第２のレジスト膜を形成した。１２０℃／６０
秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行い、架橋反応を進行
させた。非架橋膜を１０ｗｔ％イソプロピルアルコール
水溶液で１０秒間静止洗浄し、さらに水で６０秒間洗浄
することにより溶解除去した。さらにスピン乾燥し、続
く９０℃／９０秒でポストベークを行うことにより、図
１１に示すように、第１のレジストパターン上に第２の
レジスト架橋膜を形成した。

【０１７９】その結果、１回目の処理と２回目の処理に
用いる第２レジストの材料を変更することによっても架
橋反応の制御が可能であることがわかる。

【０１８０】比較例５ 製造例３で得た第１のレジストパターンが形成されたＳ
ｉウェハ上に、製造例５で得たポリビニルアセタール樹
脂ＫＷ３とエチレン尿素の混合溶液を第２のレジストと
して用いた。

【０１８１】第２のレジスト材料を滴下、スピンコート
した後、１０５℃／９０秒、１１５℃／９０秒、１２５
℃／９０秒の三種類の条件でミキシングベーク（ＭＢ）
を行い、架橋反応を行った。

【０１８２】非架橋膜をイソプロピルアルコール水溶液
で１０秒間静止洗浄し、さらに水で６０秒間洗浄するこ
とにより溶解除去した。さらにスピン乾燥し、続く９０
℃／９０秒でポストベークを行うことにより、図１１に
示すように、第１のレジストパターン上に第２のレジス
ト架橋膜を形成した。得られたパターンサイズを測長し
た結果を表８に示す。

【０１８３】実施例６ 製造例３で得られたパターン上に、第２のレジスト材料
の混合水溶液を滴下、スピンコートした後、８５℃／７
０秒でプリベークを行い、第２のレジスト膜を形成し
た。１２０℃／６０秒でミキシングベーク（ＭＢ）を行
い、架橋反応を進行させた。非架橋膜を１０ｗｔ％イソ
プロピルアルコール水溶液で１０秒間静止洗浄し、さら
に水で６０秒間洗浄することにより溶解除去した。さら
にスピン乾燥し、続く９０℃／９０秒でポストベークを
行うことにより、図１０に示すように、第１のレジスト
パターン上に第２のレジスト架橋膜を形成した。

【０１８４】その結果、製造例２で形成した０．２０μ
ｍサイズのホールパターンの内径およびラインパターン
と孤立残しパターンにおけるスペースのサイズが、架橋
膜形成後のレジストパターンでは、表８に示すように縮
小されており、水溶性架橋剤量、反応温度により差が認
められる。このことから、本発明は、電子線レジストを
用いて複数回処理を実施した場合にも、架橋反応による
レジストパターンサイズの制御が可能であることが分か
る（表８）。

【０１８５】

【表８】

【０１８６】

【発明の効果】本発明によれば、レジストの分離パター
ン、ホールパターンの微細化において、波長限界を越え
るパターン形成を可能とする微細分離レジストパターン
形成用材料とそれを用いた微細パターン形成方法が得ら
れる。

【０１８７】これにより、ホール系レジストパターンの
ホール径を従来より縮小することができ、またスペース
系レジストパターンの分離幅を従来より縮小することが
できる。

【０１８８】また、このようにして形成した微細分離レ
ジストパターンをマスクとして用いて、半導体基材上に
微細分離されたスペースあるいはホール形成することが
できる。

【０１８９】また、このような製造方法により、微細分
離されたスペースあるいはホールを有する半導体装置を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 発明の実施の形態１のレジストパターン形成
方法を説明するためのマスクパターンの図である。

【図２】 発明の実施の形態１のレジストパターン形成
方法を説明するための工程フロー図である。

【図３】 発明の実施の形態１のレジストパターン形成
方法を説明するための工程フロー図である。

【図４】 発明の実施の形態１のレジストパターン形成
方法を説明するための工程フロー図である。

【図５】 発明の実施の形態２のレジストパターン形成
方法を説明するための工程フロー図である。

【図６】 発明の実施の形態３のレジストパターン形成
方法を説明するための工程フロー図である。

【図７】 製造例１における第１のレジストパターンで
ある。

【図８】 製造例２における第１のレジストパターンで
ある。

【図９】 製造例３における第１のレジストパターンで
ある。

【図１０】 実施例１、３および６における第２のレジ
ストパターンである。

【図１１】 実施例２、４および５における第２のレジ
ストパターンである。

【符号の説明】

１ 第１のレジスト、１ａ 第１のレジストパターン、
２ 第２のレジスト、２ａ 第２のレジスト、３ 半導
体基板、４ 架橋膜、４ａ 架橋膜、５ マスク、６
露光、１１ 第１のレジスト、１１ａ 第１のレジスト
パターン、１２ 第２のレジスト、１２ａ 第２のレジ
スト、１４ 架橋膜、２１ 第１のレジスト、２１ａ
第１のレジストパターン、２２ 第２のレジスト、２２
ａ 第２のレジスト、２４ 架橋膜、２４ａ 架橋膜、
２５ 被膜、４５ レジストパターン、４６ 測長場
所、５１ マスクパターン１００、５２ マスクパター
ン２００、５３ マスクパターン３００。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５６９Ｅ ５７３ (72)発明者 田中 幹宏 兵庫県伊丹市瑞原四丁目１番地 菱電セミ コンダクタシステムエンジニアリング株式 会社内 (72)発明者 石橋 健夫 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 保田 直紀 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AB16 AC04 AC05 AD01 AD03 BE02 2H096 AA25 BA01 BA09 CA12 HA01 KA02 KA07 5F046 AA02 AA13 BA07 CA04 JA04 MA02

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のレジストにより半導体基材上に酸
   を発生し得る第１のレジストパターンを形成する工程、
   前記第１のレジストパターン上に酸の存在により架橋反
   応を起こす第２のレジストを形成する工程、前記第１の
   レジストパターンからの酸の供給により前記第２のレジ
   ストの前記第１のレジストパターンに接する部分に架橋
   膜を形成する工程、前記第２のレジストの非架橋部分を
   水あるいは水溶性有機溶媒の水溶液を用いて溶解剥離し
   て第２のレジストパターンを形成する工程、この第２の
   レジストパターンを形成する工程を複数回繰り返す工
   程、さらにこの第２のレジストパターンをマスクとして
   前記半導体基材をエッチングする工程を含むことを特徴
   とする半導体装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記第１のレジストパターンを形成する
   工程において、第１のレジストが、露光により酸を発生
   するレジスト、予め酸を含有するレジスト、あるいは加
   熱処理により酸を発生するレジストである請求項１記載
   の半導体装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記第１のレジストパターン中に発生し
   た酸が、前記第１のレジストパターンを露光した際に、
   第１のレジスト中に含まれる感光剤または酸発生剤が分
   解することによって発生し、現像後、形成されたパター
   ン界面近傍に残存するもであることを特徴とする請求項
   １記載の半導体装置の製造方法。
4. 【請求項４】 前記第１のレジストパターン中に発生し
   た酸の供給が、前記第１のレジストをパターニングする
   際に発生し、パターン側壁近傍部分に存在する酸を第２
   のレジスト中に拡散させることにより行われることを特
   徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
5. 【請求項５】 前記第２のレジストが、１種類または２
   種類以上の水溶性樹脂、２種類以上の水溶性樹脂の共重
   合物、１種類または２種類以上の水溶性架橋剤あるいは
   これらの混合物を主成分とすることを特徴とする請求項
   １記載の半導体装置の製造方法。
6. 【請求項６】 前記水溶性樹脂が、ポリアクリル酸、ポ
   リビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニ
   ルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキ
   シド、スチレン−無水マレイン酸共重合体、ポリビニル
   アミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性
   樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッ
   ド樹脂、スルホンアミドのうちの１種類または２種類以
   上の混合物、あるいはこれらの塩を主成分とし、前記水
   溶性架橋剤が、メラミン誘導体、尿素誘導体、ベンゾグ
   アナミン、グリコールウリルのうちの１種類またはこれ
   らの２種類以上の混合物を主成分とすることを特徴とす
   る請求項５記載の半導体装置の製造方法。
7. 【請求項７】 前記水溶性架橋剤が、メラミン、アルコ
   キシメチレンメラミン、尿素、アルコキシメチレン尿
   素、Ｎ−アルコキシメチレン尿素、エチレン尿素、エチ
   レン尿素カルボン酸の１種類または２種類以上の混合物
   を主成分とすることを特徴とする請求項６記載の半導体
   装置の製造方法。
8. 【請求項８】 前記水溶性樹脂が、ポリビニルアセター
   ル、ポリビニルアルコール、またはポリビニルアルコー
   ルとポリビニルアセタールとの混合物のいずれかであ
   り、前記水溶性架橋剤が、メラミン誘導体、尿素誘導
   体、またはメラミン誘導体と尿素誘導体との混合物のい
   ずれかであることを特徴とする請求項６記載の半導体装
   置の製造方法。
9. 【請求項９】 前記第２のレジストに用いる溶媒または
   第２のレジストの未架橋部分を溶解除去するための溶液
   が、純水、水溶性の有機溶媒を混合した水溶液、または
   これらに界面活性剤を混合した水溶液であることを特徴
   とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項１、２、３、４、５、６、７、
    ８または９記載の半導体装置の製造方法によって製造し
    た半導体装置。