JP2003330168A - レジスト組成物、レジストパターンの製造方法、及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高精度のレジストパターンを容易に形成する
ことができるレジスト組成物、簡易で工程数が少なく製
造効率に優れるレジストパターンの製造方法及び半導体
装置の製造方法等の提供。 【解決手段】 芳香族炭化水素及び脂環族炭化水素の少
なくともいずれかを構造中に有してなりかつ昇華性であ
る添加剤と、該添加剤よりもエッチング耐性が低くかつ
該添加剤と反応可能な樹脂とを含有するレジスト組成
物。該添加剤と該樹脂とが露光されると加水分解反応に
より結合可能である態様、脂環族炭化水素がアダマンタ
ン及びフラーレンのいずれかである態様、などが好まし
い。前記レジスト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該
塗布膜にパターン状に露光を行った後、ドライエッチン
グを行うレジストパターンの製造方法。該レジストパタ
ーンの製造方法によりレジストパターンを形成すること
を少なくとも含む半導体装置の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、微細なレジストパ
ターンの形成に好適なレジスト組成物、レジストパター
ンの製造方法、及び半導体装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＳＩの製造においては、レ
ジスト組成物を用い、例えば以下のようにしてパターニ
ングを行っていた。即ち図４に示すように、まず、Ｓｉ
基板（Ｓｉウエハ）１４上に形成した、配線材料による
膜、層間膜など下地層１５の表面にレジスト組成物を塗
布して塗布膜（レジスト膜１３）を形成する。該塗布膜
に対しパターン状に露光を行った後、ベーキング処理を
行う。現像液を用いて湿式現像（ウェット現像）を行
い、レジストパターン（図４中の凸部）を形成する。該
レジストパターンをマスクパターンとして用いてドライ
エッチング処理を行い、下地層１５をエッチングする。
その後、リフトオフ、ダマシン、デュアルダマシン等の
手法にて該レジストパターンを剥離除去することによ
り、パターニングを行っていた。そして、このようなプ
ロセスを何度も行って配線を積層することによりＬＳＩ
を製造していた。

【０００３】しかし、上述した従来のパターニングの場
合、工程数が多いため製造効率に劣り、また、前記湿式
現像（ウェット現像）を行うことから以下のような問題
がある。即ち、前記湿式現像（ウェット現像）の場合、
用いる現像液（例えば、強アルカリ現像液、有機現像液
など）により、前記配線材料による膜、層間膜などがダ
メージを受けるおそれがある上、図５に示すように、等
方性の現像処理であるため、本来溶解させてはならない
レジストパターンの側壁部分までも現像液によって溶解
させてしまうことがあり、レジストパターンの現像精度
に劣ることがあるという問題である。一方、ドライエッ
チングによる乾式現像（ドライ現像）の場合、上述のよ
うな問題がない。即ち、図６に示すように、基板に対し
法線方向の異方性の現像処理であるため、レジストパタ
ーンの側壁部分をエッチングにより除去させてしまうこ
とがなく、レジストパターンの現像精度に優れる。

【０００４】そこで、上述した前記湿式現像（ウェット
現像）における問題を解決する目的で、パターニングを
行う際に、前記湿式現像（ウェット現像）を行うことな
くドライエッチング処理を行う方法も提案されている。
例えば、特開昭６１−１０７３４６号公報には、露光後
のレジスト組成物に選択シリル化処理を行うことが記載
されている。しかし、この場合、シリル化物質を熱拡散
によりレジストパターンに導入しているため、レジスト
パターン端部におけるシリル化物質の濃度勾配を是正す
ることが困難である。このため、寸法制御性が十分でな
い上、シリル化のための特別の工程が必要になるという
問題がある。また、特開昭６２−０３８４５６号公報に
は、シリコン含有レジストを用いることが記載されてい
る。しかし、この場合、大量のシリコン含有物の存在下
でエッチング処理を行うため、エッチング処理の際に堆
積物が基板上に付着してしまうことがあり、汚染、パタ
ーン欠陥等が生ずるおそれがあるという問題がある。ま
た、特開平７−１６１６０７号公報には、レジスト組成
物の分子量変化によるエッチング耐性変化を利用するこ
とが記載されている。しかし、この場合、露光によって
生ずる分子量の差だけでは大きなエッチング速度差が得
られず、実用的でないという問題がある。更に、特開昭
５５−０１１３４４号公報には、レジスト膜厚の減少を
利用することが記載されている。しかし、この場合も、
多少の膜厚差だけでは、配線材料、層間膜などをパター
ニングすることができるほどのエッチング速度差が得ら
れないという問題がある。したがって、高精度のレジス
トパターンを容易に形成することができるレジスト組成
物、簡易で工程数が少なく製造効率に優れるレジストパ
ターンの製造方法及び半導体装置の製造方法は、未だに
提供されていないのが現状である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来におけ
る諸問題を解決し、以下の目的を達成することを課題と
する。即ち、本発明は、高精度のレジストパターンを容
易に形成することができるレジスト組成物、簡易で工程
数が少なく製造効率に優れるレジストパターンの製造方
法及び半導体装置の製造方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の手段としては、後述の（付記１）から（付記１８）に
記載の通りである。本発明のレジスト組成物は、芳香族
炭化水素及び脂環族炭化水素の少なくともいずれかを構
造中に有してなりかつ昇華性である添加剤と、該添加剤
よりもエッチング耐性が低くかつ該添加剤と反応可能な
樹脂とを含有することを特徴とする。本発明のレジスト
組成物は、塗布されて塗布膜とされた後、該塗布膜が露
光されると、該塗布膜の露光部において、前記添加剤と
前記樹脂とが互いに反応して結合する。その後、該塗布
膜をベーキング処理すると、該塗布膜の露光部において
は、前記添加剤は前記樹脂と反応しているため昇華しな
いが、該塗布膜の未露光部においては、前記添加剤が昇
華する。ここで該塗布膜をドライエッチング処理する
と、該塗布膜の露光部は、エッチング耐性に富む前記添
加剤が存在するのでエッチングされず、該塗布膜の未露
光部は、エッチング耐性に富む前記添加剤が存在しない
のでエッチングされる。このため、ドライエッチング処
理の前に、湿式現像（ウェット現像）を行う必要がない
ので工程数が少なく、得られるレジストパターンの精度
に優れる。本発明のレジストパターンの製造方法は、本
発明のレジスト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗
布膜にパターン状に露光を行った後、ドライエッチング
を行うことを特徴とする。本発明のレジストパターンの
製造方法においては、前記塗布膜が露光されると、該塗
布膜の露光部において、前記添加剤と前記樹脂とが互い
に反応して結合する。その後、該塗布膜をベーキング処
理して未反応の前記添加剤を昇華させてから、該塗布膜
をドライエッチング処理すると、該塗布膜の露光部は、
エッチング耐性に富む前記添加剤が存在するのでエッチ
ングされず、該塗布膜の未露光部は、エッチング耐性に
富む前記添加剤が存在しないのでエッチングされる。こ
のため、ドライエッチング処理の前に、湿式現像（ウェ
ット現像）を行う必要がないので工程数が少なく、得ら
れるレジストパターンの精度に優れる。本発明の半導体
装置の製造方法は、本発明のレジストパターンの製造方
法によりレジストパターンを形成することを少なくとも
含むこと、即ち本発明のレジスト組成物を塗布して塗布
膜を形成し、該塗布膜にパターン状に露光を行ってレジ
ストパターンを形成した後、ドライエッチングを行うこ
とを少なくとも含むことを特徴とする。本発明の半導体
装置の製造方法においては、レジストパターンをドライ
エッチング処理する前に湿式現像（ウェット現像）を行
う必要がないので工程数が少なく、高精度なレジストパ
ターンを形成する。そして、これを用いることにより、
高精度な半導体装置が効率良く製造される。

【０００７】

【発明の実施の形態】（レジスト組成物）本発明のレジ
スト組成物は、芳香族炭化水素及び脂環族炭化水素の少
なくともいずれかを構造中に有してなりかつ昇華性であ
る添加剤と、該添加剤よりもエッチング耐性が低くかつ
該添加剤と反応可能な樹脂とを含有してなり、更に必要
に応じて適宜選択したその他の成分、例えば酸発生剤等
を含有してなる。

【０００８】前記添加剤としては、前記樹脂と反応可能
な官能基を有し、露光されると加水分解反応により前記
樹脂と結合可能であるものが好ましい。前記官能基とし
ては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すること
ができるが、例えば、ヒドロキシル基、アルコキシル基
などが好適に挙げられる。前記官能基の数及び置換位置
としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択する
ことができる。

【０００９】前記添加剤は、芳香族炭化水素及び脂環族
炭化水素の少なくともいずれかを構造中に有してなる。

【００１０】前記芳香族炭化水素としては、特に制限は
なく、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、ナフタレン、フェナントレン、これらの誘導体など
が好適に挙げられる。該芳香族炭化水素を構造中に有し
てなる前記添加剤の具体例としては、下記構造式（１）
に示すナフトール、下記構造式（２）に示すフェナント
ロール、これらの誘導体などが挙げられる。なお、該ナ
フトール、該フェナントロールにおけるヒドロキシル基
の置換位置としては、前記構造式（１）及び（２）に限
定されず、目的に応じて適宜選択することができる。

【００１１】構造式（１）

【化１】

【００１２】構造式（２）

【化２】

【００１３】前記脂環族炭化水素としては、特に制限は
なく、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、アダマンタン、フラーレン、これらの誘導体などが
好適に挙げられる。該脂環族炭化水素を構造中に有して
なる前記添加剤の具体例としては、下記構造式（３）に
示すアダマンタノール、下記構造式（４）に示すメタノ
フラーレン、これらの誘導体などが挙げられる。なお、
該アダマンタノール、該メタノフラーレンにおけるヒド
ロキシル基の置換位置としては、該構造式（３）及び
（４）に限定されず、目的に応じて適宜選択することが
できる。

【００１４】

【化３】

【００１５】

【化４】

【００１６】上述の添加剤の中でも、露光光としてＡｒ
Ｆエキシマレーザ光を用いる場合には、該ＡｒＦエキシ
マレーザ光に対し高い透明性を示す点で前記脂環族炭化
水素を構造中に有してなるものが好ましく、アダマンタ
ノール、メタノフラーレン、これらの誘導体などがより
好ましい。

【００１７】前記添加剤は昇華性であることが必要であ
るが、室温では固体であり、加熱すると容易に昇華可能
であることが好ましく、該添加剤の昇華温度としては、
特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ
るが、６０〜２００℃が好ましく、９０〜１５０℃がよ
り好ましい。前記昇華温度が、６０℃未満であると、露
光部においても、樹脂と反応する前に前記添加剤が昇華
してしまい、所望のエッチング耐性が得られなくなるこ
とがあり、２００℃を超えると、熱だれや、反応の異常
進行により所望のパターンサイズが得られないことがあ
る。なお、前記添加剤が室温で液体である場合には、形
成したレジストパターンが熱だれし易くなったり、レジ
ストパターンの解像度が劣化することがある。

【００１８】前記添加剤の前記レジスト組成物における
含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選
択することができるが、前記樹脂に対し、２〜８０質量
％（前記樹脂１００質量部に対し２〜８０質量部）が好
ましく、１５〜６０質量％（前記樹脂１００質量部に対
し１５〜６０質量部）がより好ましい。前記含有量が、
２質量％未満であると、露光部のエッチングに劣ること
があり、十分な解像度が得られないことがあり、８０質
量％を超えると、レジスト組成物全体の熱特性が劣化し
たり、塗布膜形成中に析出等を生ずることがある。

【００１９】前記樹脂としては、前記添加剤と反応可能
な官能基を有し、露光されると加水分解反応により前記
樹脂と結合可能であるものが好ましい。

【００２０】前記官能基としては、特に制限はなく、目
的に応じて適宜選択することができるが、例えば、カル
ボキシル基、ヒドロキシル基などが好適に挙げられる。
前記官能基の数（置換率）及び置換位置としては、特に
制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記樹脂としては、カルボキシル基及びヒドロキシル基
の少なくともいずれかを有してなるものが好ましい。

【００２１】前記樹脂の具体例としては、セルロース、
ポリビニルアルコール、ポリメタクリレート、アセター
ル化率が１００％未満のポリビニルアセタール、これら
の共重合体、誘導体などが好適に挙げられる。前記樹脂
の分子量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜
選択することができる。

【００２２】前記その他の成分としては、特に制限はな
く、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、前記添加剤と前記樹脂との架橋反応を効率的に行う
観点からは酸発生剤、溶剤などが好適に挙げられる。

【００２３】前記酸発生剤としては、特に制限はなく、
公知のものの中から適宜選択することができるが、露光
されると酸を生ずる光酸発生剤などが好ましい。該酸発
生剤を使用すると、化学増幅効果により感度が向上する
点で有利である。

【００２４】前記酸発生剤の具体例としては、特に制限
はなく、公知のものの中から適宜選択することができ、
オニウム塩、スルホン酸エステル、ハロゲン含有物など
が好ましい。

【００２５】前記オニウム塩の具体例としては、一般式
（Ｉ）：（Ｒ^１）^＋ Ｘ⁻、で表されるオニウム塩化合
物などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用
してもよいし、２種以上を併用してもよい。

【００２６】ただし、（Ｒ^１）^＋は、下記構造式で表さ
れる塩を構成するカチオンを表し、具体的にはトリアリ
ールスルホニウムカチオン、ジアリールヨードニウムカ
チオンを表し、これらの中でもトリフェニルスルホニウ
ムカチオン、ジフェニルヨードニウムカチオンなどが好
ましい。

【００２７】

【化５】

【００２８】Ｒ^２は、置換基を表し、例えば、水素原
子、ハロゲン原子、直鎖状、分岐状又は環状のアルキル
基、直鎖状、分岐状又は環状のアルコキシ基、などが挙
げられる。これらは、置換基で置換されていてもよい。
前記アルキル基及び前記アルコキシ基の炭素数として
は、例えば１〜６程度が好ましい。Ｒ^２の置換位置とし
ては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択すること
がでできる。

【００２９】前記一般式（Ｉ）におけるＸ⁻は、塩を構
成するアニオンを表し、具体的には、Ｃ_ｎＦ_２ｎ＋１Ｓ
Ｏ_３ ⁻などが好ましい。

【００３０】前記スルホン酸エステル、前記ハロゲン含
有物の具体例としては、下記一般式（II）−（１）〜
（９）で表される化合物などが好適に挙げられる。これ
らは、1種単独で使用してもよいし、２種以上を併用し
てもよい。

【００３１】

【化６】

【００３２】前記酸発生剤の前記レジスト組成物におけ
る含有量としては、前記樹脂に対し、１〜３０質量％
（前記樹脂１００質量部に対し１〜３０質量部）が好ま
しく、２〜１０質量％（前記樹脂１００質量部に対し２
〜１０質量部）がより好ましい。前記含有量が、１質量
％未満であると、露光部における酸発生量が少なくなる
ため、反応性が劣化することがあり、感度が低下するこ
とがあり、３０質量％を超えると、塗布膜形成時に析出
等を生ずることがあり、レジスト組成物全体の熱特性を
劣化させることがある。一方、前記含有量が前記より好
ましい数値範囲内である場合には、感度と解像度とに優
れる点で有利である。

【００３３】前記溶剤としては、前記添加剤、前記樹脂
等を溶解することができる限り特に制限はなく、レジス
ト組成物に安全に使用可能なものの中から適宜選択する
ことができ、例えば、シクロヘキサノン、メチルイソブ
チルケトン、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、
エチルセロソルブ、オクタン、デカン、プロピレングリ
コール、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、な
どが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよい
し、２種以上を併用してもよい。

【００３４】本発明のレジスト組成物は、パターン状に
露光された後、湿式現像を行うことなく、直接ドライエ
ッチングにより乾式現像を行ってパターニング処理する
ことができる。本発明のレジスト組成物は、各種分野で
好適に使用することができ、以下の本発明のレジストパ
ターンの製造方法に特に好適に使用することができる。

【００３５】（レジストパターンの製造方法）本発明の
レジストパターンの製造方法においては、本発明の前記
レジスト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜に
パターン状に露光を行った後、ドライエッチングを行う
ことを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の処
理、例えばベーキング処理（プリベーク、露光後ベー
ク）等を含む。

【００３６】前記塗布の方法としては、特に制限はな
く、公知の塗布方法、例えば、スピンコート法、デップ
コート法、ニーダーコート法、カーテンコート法、ブレ
ードコート法などが挙げられる。これらの中でも、塗布
効率等の点で、スピンコート法、ディップコート法など
が好ましい。

【００３７】前記塗布は、例えば、半導体装置等の基板
上、該基板上に形成された配線材料による層（例えば金
属層）上、などに行うことができる。前記塗布の後、適
宜、乾燥処理等を行うことができる。前記塗布膜の厚み
等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択
することができる。

【００３８】前記露光の方法としては、特に制限はな
く、公知の方法の中から適宜選択することができ、フォ
トマスクを用いて行うことができる。該フォトマスクに
おけるパターンとしては、特に制限はなく、ホールパタ
ーンであってもよいし、ライン＆スペースパターンであ
ってもよい。

【００３９】前記露光光としては、特に制限はなく、目
的に応じて適宜選択することができ、例えば、紫外線
（ｉ線、ｇ線）、ＫｒＦエキシマレーザ光、ＡｒＦエキ
シマレーザ光、電子線、イオンビーム、Ｘ線などが挙げ
られる。前記露光の条件、例えば時間等については、特
に制限はなく、公知の条件の中から適宜選択することが
できる。

【００４０】前記露光を行うことにより、前記塗布膜の
露光部において、前記添加剤と前記樹脂とが互いに反応
して結合（架橋）する。一方、前記塗布膜の未露光部に
おいては、前記添加剤と前記樹脂とは反応しない。

【００４１】前記ドライエッチングの方法としては、特
に制限はなく、公知の方法の中から適宜選択することが
でき、例えば、反応性イオンエッチング、ケミカルドラ
イエッチングなどが挙げられる。前記ドライエッチング
の条件としては、特に制限はなく、適宜選択することが
でき、例えば、真空などの条件が好適に挙げられる。な
お、従来におけるパターニングの場合には、大気圧下で
ウェット現像を行い、ドライエッチングを真空条件下で
行っていたが、本発明では該ウェット現像後に真空引き
する時間が不要となるので効率的である。

【００４２】前記ドライエッチングを行うと、前記塗布
膜における露光部は、エッチング耐性を示す前記添加剤
が存在するのでエッチングされず、一方、前記塗布膜に
おける未露光部は、前記添加剤が後述の露光後ベーク等
により昇華されてしまい、存在しないので、前記露光部
をマスクパターンとして該未露光部のみが選択的にエッ
チングされる。

【００４３】前記その他の処理としては、特に制限はな
く、目的に応じて適宜選択することができるが、例え
ば、ベーキング処理（プリベーク、露光後ベーク）など
が好適に挙げられる。

【００４４】前記ベーキング処理としては、特に制限は
なく、目的に応じてその条件等を適宜選択することがで
き、例えば、前記露光前に行うプリベーク、前記露光後
前記ドライエッチング処理前に行う露光後ベーク、など
が挙げられる。前記プリベークを行うことにより、前記
塗布膜の露光部における前記添加剤と前記樹脂とを十分
に架橋させることができる。また、前記前記露光後ベー
クを行うことにより、前記塗布膜の未露光部における、
前記樹脂と未反応の前記添加剤を昇華させることができ
る。このため、前記前記露光後ベークを行うと、前記塗
布膜の未露光部においては体積が減少する。

【００４５】前記ベーキング処理の温度としては、前記
プリベークの場合には６０〜１５０℃が好ましく、８０
〜１２０℃がより好ましく、前記露光後ベークの場合に
は１００〜４００℃が好ましく、１５０〜３５０℃がよ
り好ましい。前記ベーキング処理を行う雰囲気として
は、前記プリベークの場合には、湿度、アルカリ濃度を
コントロールした大気、あるいは窒素雰囲気が好まし
く、前記露光後ベークの場合には、不活性雰囲気、真空
雰囲気、酸素濃度１％以下の雰囲気などが好ましい。な
お、前記露光後ベークは、試料室内に温度調整可能なホ
ットプレートが備えられたドライエッチング装置を用い
て行うことができ、この場合、ドライエッチングの際に
要する真空引きの時間も短縮可能であるので、より効率
的である。

【００４６】ここで、本発明のレジストパターンの製造
方法を図面を参照しながら説明する。本発明のレジスト
パターンの製造方法においては、まず、図１（Ａ）に示
すように、基板上に形成した下地層上に、本発明の前記
レジスト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜に
パターン状に露光を行う。すると、該塗布膜の露光部に
おいて酸が発生し、該塗布膜の露光部における前記添加
剤と前記樹脂とが互いに反応して結合する。次に、図１
（Ｂ）に示すように、露光後ベークを行うと、前記塗布
膜の前記露光部において、前記添加剤と前記樹脂とが十
分に架橋する一方、前記塗布膜の未露光部において、前
記樹脂と未反応で結合していない前記添加剤が昇華され
除かれる。その結果、図１（Ｃ）に示すように、前記塗
布膜の前記未露光部においては、前記添加剤の昇華に伴
って体積が減少する。ここで、図１（Ｄ）に示すよう
に、ドライエッチングを行うと、前記塗布膜における露
光部は、エッチング耐性を示す前記添加剤が存在するの
でエッチングされず、一方、前記塗布膜における未露光
部は、前記添加剤が後述の露光後ベーク等により昇華さ
れてしまい、存在しないので、前記露光部をマスクパタ
ーンとして該未露光部のみが選択的にエッチングされ
る。このとき、図１（Ｅ）に示すように、前記下地層ま
でもエッチングされ除去されてパターニングが完了す
る。

【００４７】本発明のレジストパターンの製造方法によ
ると、高精度にレジストパターンを短時間で効率良く製
造することができる。このため、本発明のレジストパタ
ーンの製造方法は、各種分野において好適であり、後述
の本発明の半導体の製造方法に特に好適である。

【００４８】（半導体装置の製造方法）本発明の半導体
装置の製造方法においては、本発明の前記レジストパタ
ーンの製造方法によりレジストパターンを形成すること
を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその
他の処理を含む。前記その他の処理としては、特に制限
はなく、目的に応じて適宜選択することができる。

【００４９】本発明の半導体装置の製造方法によると、
高精度にレジストパターンを短時間で効率良く製造する
ことができ、半導体装置の製造効率に優れる。本発明の
半導体装置の製造方法により製造された半導体装置は、
高精度なパターンを有するので、高速で高い信頼性の要
求される各種のデバイス、例えば、フラッシュメモリ、
ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、ＭＯＳトランジスタ、ＩＣ、ＬＳ
Ｉなどとして好適に使用することができる。

【００５０】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明するが、本発明
は、これらの実施例に何ら限定されるものではない。

【００５１】（実施例１）表１に示す樹脂と添加剤とを
含むレジスト組成物１〜８を調製した。なお、前記樹脂
としての「ポリビニルブチラール」は、分子量が５００
０でブチラール化率が４５％であるものを用いた。ま
た、「ヒドロキシプロピルセルロース」は、分子量が１
００００でヒドロキシプロピル基の置換率が５４％であ
るものを用いた。また、前記添加剤は、前記樹脂に対し
４０質量部用いた。前記添加剤としての「ナフトール」
は、前記構造式（１）で表されるものである。また、
「フェナントロール」は、前記構造式（２）で表される
ものである。また、「アダマンタノール」は、前記構造
式（３）で表されるものである。また、「メタノフラー
レン」は、前記構造式（４）で表されるものである。レ
ジスト組成物１〜８には、下記構造式で表される酸発生
剤（オニウム塩）が前記樹脂に対して５質量部添加され
た。また、レジスト組成物１〜８の溶剤には、プロピレ
ングリコールモノメチルエーテルを用いた。

【００５２】

【表１】 なお、レジスト組成物１、２、５及び６におけるＡｒＦ
の露光量の欄における「−」は、これらのレジスト組成
物にはＡｒＦ露光を強く吸収する芳香族炭化水素（ナフ
トール、フェナントロール）を添加剤に用いているた
め、ＡｒＦ露光には適さないので、ＡｒＦ露光による評
価は行わなかったことを意味する。

【００５３】酸発生剤（オニウム塩）

【化７】

【００５４】図２に示すように、ＳｉＯ_２基板上に厚み
０．５μｍのＣｕ層上にレジスト組成物１〜８をそれぞ
れ、スピンコートして厚みが０．２〜０．４μｍの塗布
膜（レジスト膜）を形成した。そして、該塗布膜を１１
０℃で２分間プリベークした。次に、表１に示す露光量
で、ｉ線（３６５ｎｍ）、ＫｒＦレーザ（２４８ｎ
ｍ）、ＡｒＦレーザ（１９８ｎｍ）、及び電子線（５０
ｋＶ）を用いて露光した。ここでの露光は、ｉ線につい
ては０．４μｍ幅のラインを描画することにより行い、
ＫｒＦレーザについては０．２５μｍ幅のラインを描画
することにより行い、ＡｒＦレーザについては０．２μ
ｍ幅のラインを描画することにより行い、電子線につい
ては０．１２μｍ幅のラインを描画することにより行っ
た。次に、図２に示すように、ドライエッチング装置内
で１３０℃で２分間露光後ベークを行った後、ＲＦ７０
０Ｗ、Ｃ_２Ｆ_６＋Ｏ_２の条件下でドライエッチングを行
った。その結果、Ｃｕ層を所望のラインパターンに高精
度にかつ短時間で効率良くパターニングすることができ
た。パターニング全体に要した時間は、ウェット現像を
行う従来におけるパターニング方法に比べて約６０％短
縮された。

【００５５】（実施例２） −ＭＯＳトランジスタの製造− 以下のようにして、ＭＯＳトランジスタを製造する。図
３（Ａ）に示すように、シリコン基板１の表面にゲート
酸化膜２を形成し、ポリシリコン膜３をＣＶＤにより形
成し、リンなどのｎ型不純物を注入して低抵抗化する。
その後、スパッタあるいはＣＶＤによりＷＳｉ膜４を形
成する。次いで、図３（Ｂ）に示すように、本件レジス
ト組成物５を塗布した後、プリベークを行い、電子線又
はエキシマレーザにより露光し、露光後ベーク、異方性
エッチングを行い、ＷＳｉ膜４及びポリシリコン膜３を
エッチングし、ポリシリコン膜３及びＷＳｉ膜４からな
るゲート電極を形成する。次に、イオン注入によりリン
を注入してＬＤＤ構造のＮ−拡散層６を形成する。図３
（Ｃ）に示すように、レジスト剥離後、ＣＶＤにより酸
化膜７を全面に形成する。次に、図３（Ｄ）に示すよう
に、酸化膜７を異方性エッチングし、ＷＳｉ膜４及びポ
リシリコン膜３からなるゲート電極側壁部サイドウォー
ル８を形成する。次に、ＷＳｉ膜４及びサイドウォール
８をマスクとしてイオン注入によりＮ＋拡散層９を形成
する。図３（Ｅ）に示すように、これを活性化させるた
めに窒素雰囲気中で熱処理し、その後、酸素雰囲気中で
加熱しゲート電極を熱酸化膜１０で覆う。その後、図３
（Ｆ）に示すように、層間絶縁膜１１をＣＶＤにより形
成し、再び本件レジストを用いて層間絶縁膜１１にコン
タクトホールを開孔し、アルミ配線１２を形成しＮチャ
ンネルの微細ＭＯＳトレンジスタを完成する。

【００５６】ここで、本発明の好ましい態様を付記する
と、以下の通りである。 （付記１） 芳香族炭化水素及び脂環族炭化水素の少な
くともいずれかを構造中に有してなりかつ昇華性である
添加剤と、該添加剤よりもエッチング耐性が低くかつ該
添加剤と反応可能な樹脂とを含有することを特徴とする
レジスト組成物。 （付記２） 添加剤と樹脂とが露光されると加水分解反
応により結合可能である付記１に記載のレジスト組成
物。 （付記３） 添加剤が、樹脂と反応可能な官能基を有す
る付記１又は２に記載のレジスト組成物。 （付記４） 官能基が、ヒドロキシル基及びアルコキシ
ル基から選択される付記３に記載のレジスト組成物。 （付記５） 添加剤が、脂環族炭化水素を構造中に有し
てなる付記１から４のいずれかに記載のレジスト組成
物。 （付記６） 脂環族炭化水素が、アダマンタン及びフラ
ーレンのいずれかである付記５に記載のレジスト組成
物。 （付記７） 添加剤が、６０〜２００℃で昇華可能であ
る付記１から６のいずれかに記載のレジスト組成物。 （付記８） 添加剤を、樹脂に対し２〜８０質量％含有
する付記１から７のいずれかに記載のレジスト組成物。 （付記９） 樹脂が、露光されると添加剤と反応可能で
ある付記１から８のいずれかに記載のレジスト組成物。 （付記１０） 樹脂が、カルボキシル基及びヒドロキシ
ル基の少なくともいずれかを有してなる付記１から９の
いずれかに記載のレジスト組成物。 （付記１１） 樹脂が、セルロース、ポリビニルアルコ
ール、ポリメタクリレート、及び、アセタール化率が１
００％未満のポリビニルアセタールから選択される付記
１から１０のいずれかに記載のレジスト組成物。 （付記１２） 酸発生剤を含有してなる付記１から１１
のいずれかに記載のレジスト組成物。 （付記１３） 酸発生剤が露光されると酸を生ずる付記
１２に記載のレジスト組成物。 （付記１４） 酸発生剤の含有量が、樹脂に対し、１〜
３０質量％である付記１２又は１３に記載のレジスト組
成物。 （付記１５） パターン状に露光された後、湿式現像さ
れることなくドライエッチングにより乾式現像されて使
用される付記１から１４のいずれかに記載のレジスト組
成物。 （付記１６） 付記１から１５のいずれかに記載のレジ
スト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜にパタ
ーン状に露光を行った後、ドライエッチングを行うこと
を特徴とするレジストパターンの製造方法。 （付記１７） 露光を行った後にベーキング処理を行う
付記１６に記載のレジストパターンの製造方法。 （付記１８） 付記１６又は１７に記載のレジストパタ
ーンの製造方法によりレジストパターンを形成すること
を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。

【００５７】

【発明の効果】本発明によると、従来における諸問題を
解決することができ、高精度のレジストパターンを容易
に形成することができるレジスト組成物、簡易で工程数
が少なく製造効率に優れるレジストパターンの製造方法
及び半導体装置の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明のレジスト組成物を用いたレジ
ストパターンの製造方法の一例を示す概略説明図であ
る。

【図２】図２は、本発明のレジスト組成物を用いたレジ
ストパターンの製造方法のフローチャートの一例を示す
図である。

【図３】図３は、本発明のレジスト組成物を用いてレジ
ストパターンを形成することを含む本発明の半導体装置
の製造方法の一例を示す概略説明図である。

【図４】図４は、従来におけるレジストパターン形成の
一例を示す概略説明図である。

【図５】図５は、湿式現像（ウェット現像）を説明する
ための概念図である。

【図６】図６は、ドライエッチングによるドライ現像を
説明するための概念図である。

【符号の説明】

１・・・シリコン基板 ２・・・ゲート酸化膜 ３・・・ポリシリコン膜 ４・・・ＷＳｉ膜 ５・・・レジスト膜 ６・・・Ｎ⁻拡散層 ７・・・酸化膜 ８・・・ゲート電極側壁部サイドウォール ９・・・Ｎ^＋拡散層 １０・・熱酸化膜 １１・・層間絶縁膜 １２・・アルミ配線 １３・・レジスト膜 １４・・Ｓｉ基板（Ｓｉウエハ） １５・・下地層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 美和 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 (72)発明者 今 純一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AA04 AB16 AC08 AD01 BE00 BH04 CB04 CB07 CB14 CB41 CB51 CC20 FA12 FA41 2H096 AA25 BA01 EA04 EA23 FA01 HA23

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 芳香族炭化水素及び脂環族炭化水素の少
   なくともいずれかを構造中に有してなりかつ昇華性であ
   る添加剤と、該添加剤よりもエッチング耐性が低くかつ
   該添加剤と反応可能な樹脂とを含有することを特徴とす
   るレジスト組成物。
2. 【請求項２】 添加剤と樹脂とが露光されると加水分解
   反応により結合可能である請求項１に記載のレジスト組
   成物。
3. 【請求項３】 脂環族炭化水素が、アダマンタン及びフ
   ラーレンのいずれかである請求項１又は２に記載のレジ
   スト組成物。
4. 【請求項４】 請求項１から３のいずれかに記載のレジ
   スト組成物を塗布して塗布膜を形成し、該塗布膜にパタ
   ーン状に露光を行った後、ドライエッチングを行うこと
   を特徴とするレジストパターンの製造方法。
5. 【請求項５】 請求項４に記載のレジストパターンの製
   造方法によりレジストパターンを形成することを少なく
   とも含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。