JP3801193B2 - Method for forming fine pattern and method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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Description

本発明は、半導体プロセスにおいて、レジストパターンを形成する際に、レジストパターンの膜厚を増加するための微細分離レジストパターン用材料、および、それを用いた微細分離パターンの形成方法、さらには、この微細分離パターンを用いた半導体装置の製造方法、ならびに、この製造方法によって製造された半導体装置に関するものである。   The present invention relates to a fine separation resist pattern material for increasing the film thickness of a resist pattern when forming a resist pattern in a semiconductor process, a method for forming a fine separation pattern using the same, The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using a fine separation pattern, and a semiconductor device manufactured by this manufacturing method.

半導体デバイスの高集積化に伴い、製造プロセスに要求される配線および分離幅は、非常に微細化されてきている。一般的に、微細パターンの形成は、フォトリソグラフィ技術により、レジストパターンを形成し、その後に形成したレジストパターンをマスクとして、下地の各種基材をエッチングする方法により行われている。   Along with the high integration of semiconductor devices, the wiring and isolation width required for the manufacturing process have become very fine. In general, a fine pattern is formed by a method in which a resist pattern is formed by a photolithography technique, and various underlying substrates are etched using the formed resist pattern as a mask.

そのため、微細パターンの形成においては、フォトリソグラフィ技術が非常に重要になる。フォトリソグラフィ技術は、レジスト塗布、マスク合わせ、露光、現像で構成されており、微細化要求に対しては、露光波長の制約により限界が生じている。   Therefore, the photolithography technique is very important in forming a fine pattern. The photolithographic technique is composed of resist coating, mask alignment, exposure, and development, and there is a limit to the demand for miniaturization due to the limitation of the exposure wavelength.

さらに、露光波長の短波長化に伴い、用いられるレジスト材料は、耐エッチング性の低下が進行すると共に、微細パターン形成の点からレジスト膜厚は薄膜化する傾向に有り、エッチング条件の制約からも限界が生じている。   Furthermore, as the exposure wavelength is shortened, the resist material used has a decrease in etching resistance, and the resist film thickness tends to be reduced from the point of fine pattern formation. There is a limit.

そのため、レジストの耐エッチング性を向上させる技術としてレジスト表面をシリル化するなどの処理を行い、レジスト表面を変質させる手法が検討されている(M.Sebald, et al.,SPIE, Vol.1262,p.528(1990))。   Therefore, as a technique for improving the etching resistance of the resist, a method of modifying the resist surface by performing a treatment such as silylation of the resist surface has been studied (M. Sebald, et al., SPIE, Vol. 1262, p.528 (1990)).

しかし、シリル化手法では、(1)エッチング後のレジスト除去が難しく、パーティクルが発生する、(2)パターン形状が悪くエッチング選択比が悪い、(3)下地が酸化膜の場合には、適用できない、といった問題が残っている。
以上説明したように、従来の露光によるフォトリソグラフィ技術においては、微細パターン形成の制約からレジストパターンの厚膜化には限界が有るため、耐エッチング性の確保は困難であった。
However, the silylation method cannot be applied when (1) resist removal after etching is difficult and particles are generated, (2) the pattern shape is bad and the etching selectivity is poor, and (3) the base is an oxide film. The problem remains.
As described above, in the conventional photolithographic technique using exposure, it is difficult to ensure etching resistance because there is a limit to increasing the thickness of the resist pattern due to restrictions on fine pattern formation.

本発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、分離パターン、ホールパターンの微細化に於て、耐エッチング性を向上するために、既に形成したレジストパターンの膜厚を増加させることを実現するものであり、膜厚を増加させるための材料および厚膜化手法を提供するものである。さらにはその微細分離レジストパターン形成技術を用いた半導体装置の製造方法を提供するものである。   The present invention has been made to solve such a problem, and in order to improve etching resistance in miniaturization of separation patterns and hole patterns, the film thickness of a resist pattern already formed is increased. Therefore, a material for increasing the film thickness and a technique for increasing the film thickness are provided. Furthermore, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device using the finely divided resist pattern forming technique.

本発明に係る微細パターンの形成方法は、基材上に、酸を発生しうる、あるいは酸を含む第1のレジストで第1のレジストパターンを形成する工程と、前記第1のレジストパターンを溶解せず酸による反応を生じない、非架橋性の第3のレジストを、前記第1のレジストパターンの分離スペースを埋めるように形成し、その後、前記第1のレジストパターン上に、水あるいは水溶液に可溶で、酸の存在により架橋反応を起こす成分を含み、前記第1のレジストパターンからの酸の供給により架橋反応する第2のレジストを形成する工程と、前記第2のレジストの前記第1のレジストパターン上面に接する部分に架橋層を形成する工程と、前記第2のレジストの非架橋部分および前記第3のレジストを剥離して、第2のレジストパターンを形成する工程とを含むものである。   The method for forming a fine pattern according to the present invention includes a step of forming a first resist pattern with a first resist capable of generating an acid or containing an acid on a substrate, and dissolving the first resist pattern. A non-crosslinkable third resist that does not cause a reaction due to an acid is formed so as to fill the separation space of the first resist pattern, and then, water or an aqueous solution is formed on the first resist pattern. Forming a second resist that is soluble and includes a component that undergoes a crosslinking reaction in the presence of an acid and that undergoes a crosslinking reaction by the supply of an acid from the first resist pattern; and the first resist of the second resist. Forming a cross-linked layer at a portion in contact with the upper surface of the resist pattern, and removing the non-cross-linked portion of the second resist and the third resist to form a second resist pattern It is intended to include and that step.

本発明によれば、レジストパターンの微細化に於て、用いるレジスト膜厚の耐エッチング性の限界を越えるパターン形成を可能とする微細分離レジストパターン形成用材料と、それを用いた微細パターン形成方法が得られる。
また、微細レジストパターンの膜厚をレジストの解像性を低下させることなく、増大させることが可能であり、パターンの微細化に伴う、レジスト膜厚の薄膜化を耐エッチング性を犠牲にすることなく実現することが可能となる。また、このようにして形成した微細分離レジストパターンをマスクとして用いて、半導体基材上に微細分離されたスペースあるいはホールを形成することができ、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。
According to the present invention, a finely divided resist pattern forming material capable of forming a pattern that exceeds the limit of etching resistance of the resist film thickness used in the miniaturization of a resist pattern, and a fine pattern forming method using the same Is obtained.
In addition, it is possible to increase the thickness of the fine resist pattern without degrading the resolution of the resist, and sacrifice the etching resistance to reduce the thickness of the resist film as the pattern becomes finer. Can be realized without any problem. Further, by using the finely divided resist pattern thus formed as a mask, finely separated spaces or holes can be formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor device having finely separated spaces or holes is obtained. be able to.

参考の形態.
図1は、参考の形態で対象とする微細分離されたレジストパターンを形成するためのマスクパターンの例を示す。図1〜4は、参考の形態の微細分離レジストパターン形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。なお、ここではポジ型レジストを用いている。
Reference form.
FIG. 1 shows an example of a mask pattern for forming a finely separated resist pattern of interest in a reference form. 1 to 4 are process flow diagrams for explaining a finely divided resist pattern forming method according to a reference embodiment. Here, a positive resist is used.

まず、図1及び図2を参照しながら、参考の形態の微細分離レジストパターン形成方法、ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。   First, a method for forming a finely divided resist pattern according to a reference embodiment and a method for manufacturing a semiconductor device using the same will be described with reference to FIGS.

図3で示すように、半導体基板(半導体ウェハー)7に、適当な加熱処理により内部に酸を発生する機構をもつ第1のレジスト1を塗布する(例えば、厚さ0.5〜0.7μm程度)。   As shown in FIG. 3, a first resist 1 having a mechanism for generating an acid therein is applied to a semiconductor substrate (semiconductor wafer) 7 by an appropriate heat treatment (for example, a thickness of 0.5 to 0.7 μm). degree).

この第1のレジストは、半導体基板7上にスピンコートなどにより塗布し、次にプリベーク(70〜110℃で1分程度の熱処理)を施して第1のレジスト1中の溶剤を蒸発させる。   The first resist is applied onto the semiconductor substrate 7 by spin coating or the like, and then pre-baked (heat treatment at 70 to 110 ° C. for about 1 minute) to evaporate the solvent in the first resist 1.

次に、第1のレジストパターンを形成するために、g線、i線、またはDeep−UV、KrFエキシマ、ArFエキシマ、EB(電子線)、X−rayなど、適用した第1のレジスト1の感度波長に対応した光源を用い、図1に示すようなパターンを含むマスクを用い投影露光する。   Next, in order to form a first resist pattern, g-line, i-line, Deep-UV, KrF excimer, ArF excimer, EB (electron beam), X-ray, etc. Using a light source corresponding to the sensitivity wavelength, projection exposure is performed using a mask including a pattern as shown in FIG.

ここで用いる第1のレジストの材料は、適当な加熱処理によりレジスト内部に酸性成分が発生する機構を用いたレジストであればよく、また、ポジ型、ネガ型レジストのどちらでもよい。   The material of the first resist used here may be a resist using a mechanism that generates an acidic component inside the resist by appropriate heat treatment, and may be either a positive type or a negative type.

例えば、第1のレジストとしては、ノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド系感光剤から構成されるポジ型レジストなどが挙げられる。   For example, examples of the first resist include a positive resist composed of a novolak resin and a naphthoquinonediazide-based photosensitizer.

さらに、第1のレジストとしては、酸を発生する機構を用いた化学増幅型レジストの適用も可能であり、加熱により酸を発生する反応系を利用したレジスト材料であれば、その他のものでもよい。化学増幅型レジストとしては、例えばポリヒドロキシスチレン樹脂とオニウム塩系の酸発生剤から構成されるポジ型レジストなどがあげられる。   Furthermore, as the first resist, a chemically amplified resist using a mechanism that generates acid can be applied, and any other resist material that uses a reaction system that generates acid by heating may be used. . Examples of the chemically amplified resist include a positive resist composed of a polyhydroxystyrene resin and an onium salt acid generator.

第1のレジスト1の露光を行った後、必要に応じてPEB(露光後加熱)を行い(例えば、PEB温度:50〜130℃)、レジスト1の解像度を向上させる。   After the exposure of the first resist 1, PEB (post-exposure heating) is performed as necessary (for example, PEB temperature: 50 to 130 ° C.) to improve the resolution of the resist 1.

次に、TMAH(テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)などの約0.05〜3.0wt%のアルカリ水溶液を用いて現像する。図2は、ポジ型の化学増幅レジストを用いて形成された第1のレジストパターンを示す。   Next, it develops using about 0.05-3.0 wt% alkaline aqueous solution, such as TMAH (tetramethylammonium hydroxide). FIG. 2 shows a first resist pattern formed using a positive chemically amplified resist.

現像処理を行った後、必要に応じてポストデベロッピングベークを行う場合もある(例えば、ベーク温度は60〜120℃、60秒程度)。この熱処理は、後のミキシング反応に影響する為、用いる第1のレジストあるいは第2のレジスト材料に併せて、適切な温度に設定することが望ましい。   After the development processing, post-development baking may be performed as necessary (for example, the baking temperature is 60 to 120 ° C. for about 60 seconds). Since this heat treatment affects the subsequent mixing reaction, it is desirable to set the temperature appropriately in accordance with the first resist or the second resist material to be used.

以上は、酸を発生する第1のレジスト1を用いるという点を別にすれば、プロセスとしては一般的なレジストプロセスによるレジストパターンの形成と同様である。   The process described above is the same as the formation of a resist pattern by a general resist process, except that the first resist 1 that generates an acid is used.

次に、図3に示すように、半導体基板7上に、酸の存在により架橋する架橋性の材料を主成分とし、図2のレジストパターンを溶解しない溶剤に溶解された第2のレジスト2を塗布する。   Next, as shown in FIG. 3, on the semiconductor substrate 7, the second resist 2 mainly composed of a crosslinkable material that crosslinks in the presence of an acid and dissolved in a solvent that does not dissolve the resist pattern of FIG. Apply.

第2のレジスト2の塗布方法は、第1のレジストパターン1a上に均一に塗布可能であれば特に限定されるものではなく、スプレーによる塗布、回転塗布あるいは第2のレジスト溶液中に浸漬(ディッピング)することにより塗布することも可能である。   The method for applying the second resist 2 is not particularly limited as long as it can be uniformly applied onto the first resist pattern 1a, and is applied by spraying, spin coating or dipping (dipping) in the second resist solution. ).

次に、第2のレジスト2の塗布後、必要に応じてこれをプリベークし(例えば、85℃、60秒程度)、第2のレジスト層2を形成する。   Next, after the application of the second resist 2, this is pre-baked as necessary (for example, at 85 ° C. for about 60 seconds) to form the second resist layer 2.

次に、図3に示すように、半導体基板7に形成された第1のレジストパターン1aと、この上に形成された第2のレジスト2とを加熱処理する。加熱温度は、例えば85℃〜140℃程度であり、レジストパターン1aが変形しない温度範囲とする。加熱処理により、第1のレジストパターン1aから酸の拡散を促進させ、第2のレジスト2中へ供給し、レジストパターン1aの上面に接する第2のレジスト2との界面において、架橋反応を発生させる。この場合の加熱処理温度/時間は、例えば85℃〜140℃/60〜120秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みにより、最適な条件に設定すれば良い。   Next, as shown in FIG. 3, the first resist pattern 1a formed on the semiconductor substrate 7 and the second resist 2 formed thereon are heat-treated. The heating temperature is, for example, about 85 ° C. to 140 ° C., and is a temperature range in which the resist pattern 1a is not deformed. The heat treatment promotes acid diffusion from the first resist pattern 1a, supplies the acid into the second resist 2, and causes a crosslinking reaction at the interface with the second resist 2 in contact with the upper surface of the resist pattern 1a. . The heat treatment temperature / time in this case is, for example, 85 ° C. to 140 ° C./60 to 120 seconds, and may be set to an optimum condition depending on the type of resist material used and the required thickness of the reaction layer.

このミキシングベークにより架橋反応を起こした架橋層4が、第1のレジストパターン1aを被覆するように第2のレジスト2の中に形成される。   A cross-linked layer 4 that has undergone a cross-linking reaction by this mixing baking is formed in the second resist 2 so as to cover the first resist pattern 1a.

次に、図3に示すように、水、あるいは、水溶性の有機溶剤の水溶液、あるいはTMAH等のアルカリ水溶液の現像液を用いて、架橋していない第2のレジスト2を現像剥離し、第2のレジストパターン2aを形成する。以上の処理により、ホール内径またはラインパターンの分離幅を縮小し、あるいは、孤立残しパターンの面積を拡大したレジストパターンを得ることが可能となる。   Next, as shown in FIG. 3, the non-crosslinked second resist 2 is developed and removed using a developer of water, an aqueous solution of a water-soluble organic solvent, or an alkaline aqueous solution such as TMAH. Second resist pattern 2a is formed. By the above processing, it is possible to obtain a resist pattern in which the hole inner diameter or the line pattern separation width is reduced or the area of the isolated pattern is enlarged.

以上、図3を参照して説明した微細レジストパターンの形成方法では、第1のレジストパターン1a上に第2のレジスト層2を形成する前、あるいは形成後に、適当な加熱処理により第1のレジストパターン1a中で酸を発生させ、第2のレジスト2へ拡散させる方法について説明した。   As described above, in the fine resist pattern forming method described with reference to FIG. 3, the first resist is formed by an appropriate heat treatment before or after the formation of the second resist layer 2 on the first resist pattern 1a. The method of generating an acid in the pattern 1a and diffusing it into the second resist 2 has been described.

つぎに、この加熱処理に代わって、あるいは加熱処理に先立って、露光により酸を発生させる方法について説明する。   Next, a method for generating an acid by exposure instead of this heat treatment or prior to the heat treatment will be described.

図4は、この場合の微細分離レジストパターンの形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。   FIG. 4 is a process flow diagram for explaining a method for forming a finely separated resist pattern in this case.

図4で示される第1のレジスト層1aを形成した後、図4に示すように、g線、i線あるいはKrFエキシマレーザで半導体基板を全面露光し、第1のレジストパターン1a中に酸を発生させ、これにより、第1のレジストパターン1aに接する第2のレジスト2の界面付近に架橋層4を形成する。   After forming the first resist layer 1a shown in FIG. 4, as shown in FIG. 4, the entire surface of the semiconductor substrate is exposed with a g-line, i-line or KrF excimer laser, and an acid is formed in the first resist pattern 1a. As a result, a crosslinked layer 4 is formed in the vicinity of the interface of the second resist 2 in contact with the first resist pattern 1a.

また、図4で示される第2のレジスト層2を形成した後、g線、i線あるいはKrFエキシマレーザで半導体基板を全面露光し、第1のレジストパターン1a中に酸を発生させ、これにより、第1のレジストパターン1aに接する第2のレジスト2の界面付近に架橋層4を形成することも可能である。   Further, after the second resist layer 2 shown in FIG. 4 is formed, the entire surface of the semiconductor substrate is exposed with a g-line, i-line or KrF excimer laser to generate an acid in the first resist pattern 1a. It is also possible to form the crosslinked layer 4 in the vicinity of the interface of the second resist 2 in contact with the first resist pattern 1a.

露光は、第2のレジスト形成前後のどちらでも良く、特に限定されるものではなく、必要に応じて選択すれば良い。   The exposure may be performed before or after the formation of the second resist, and is not particularly limited, and may be selected as necessary.

この時の露光に用いる光源は、第1のレジスト1の感光波長に応じて、Hgランプ、KrFエキシマ、ArFエキシマなどを用いることも可能であり、露光により酸の発生が可能であれば特に限定されるものではなく、用いた第1のレジスト1の感光波長に応じた光源、露光量を用いて露光すれば良い。   The light source used for the exposure at this time can be an Hg lamp, a KrF excimer, an ArF excimer, or the like according to the photosensitive wavelength of the first resist 1, and is particularly limited as long as an acid can be generated by exposure. Instead, exposure may be performed using a light source and an exposure amount corresponding to the photosensitive wavelength of the first resist 1 used.

次に、必要に応じ、半導体基板7を熱処理(例えば60〜130℃、ミキシングベーク)する。これにより、第1のレジストパターン1aからの酸を拡散させ、第2のレジスト2中へ供給し、第2のレジスト2と第1のレジストパターン1aとの界面において、架橋反応を促進させる。この場合のミキシングベーク温度/時間は、60〜130℃/60〜120秒であり、用いるレジスト材料の種類、必要とする反応層の厚みにより、最適な条件に設定すれば良い。   Next, if necessary, the semiconductor substrate 7 is heat-treated (for example, 60 to 130 ° C., mixing baking). Thereby, the acid from the first resist pattern 1a is diffused and supplied into the second resist 2, and the crosslinking reaction is promoted at the interface between the second resist 2 and the first resist pattern 1a. The mixing baking temperature / time in this case is 60 to 130 ° C./60 to 120 seconds, and it may be set to an optimum condition depending on the type of resist material used and the required thickness of the reaction layer.

このミキシングベークにより、架橋反応を起こした架橋層4が、第1のレジストパターン1aを被覆するように第2のレジスト2の中に形成される。   By this mixing baking, a crosslinked layer 4 that has undergone a crosslinking reaction is formed in the second resist 2 so as to cover the first resist pattern 1a.

次に、図4(e)の工程は、図3(d)と同様である。以上の処理により、レジストパターンの解像性を低下させることなく、レジストパターンの膜厚を増加したレジストパターンを得ることが可能となる。   Next, the process of FIG.4 (e) is the same as that of FIG.3 (d). By the above processing, it is possible to obtain a resist pattern having an increased resist pattern thickness without reducing the resolution of the resist pattern.

ここで、第2のレジスト2に用いられる材料について説明する。   Here, materials used for the second resist 2 will be described.

第2のレジストとしては、架橋性の水溶性樹脂の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物を用いることができる。また、水溶性架橋剤の単独、あるいはそれらの2種類以上の混合物が用いられる。さらに、これら水溶性樹脂と水溶性架橋剤との混合物が用いられる。   As the second resist, a crosslinkable water-soluble resin alone or a mixture of two or more of them can be used. In addition, a water-soluble cross-linking agent alone or a mixture of two or more of them is used. Furthermore, a mixture of these water-soluble resins and water-soluble crosslinking agents is used.

第2のレジストとして混合物を用いる場合には、それらの材料組成は、適用する第1のレジスト材料、あるいは設定した反応条件などにより、最適な組成を設定すれば良く、特に限定されるものではない。   When a mixture is used as the second resist, the material composition thereof is not particularly limited as long as the optimum composition is set depending on the first resist material to be applied or the set reaction conditions. .

第2のレジストに用いられる水溶性樹脂組成物の具体例としては、以下に示すような、ポリアクリル酸、ポリビニルアセタール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン樹脂、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂などが特に有効に適用可能であり、また、酸性成分存在下で架橋反応を生じる、あるいは、架橋反応を生じない場合には、水溶性の架橋剤と混合が可能であれば特に限定されない。水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂なども適用可能である。また、これらを単独で用いても、混合物として用いても有効である。   Specific examples of the water-soluble resin composition used in the second resist include polyacrylic acid, polyvinyl acetal, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl alcohol, polyethylene imine, polyethylene oxide, and styrene-maleic acid copolymer as shown below. , Polyvinylamine resin, polyallylamine, oxazoline group-containing water-soluble resin and the like can be applied particularly effectively. In addition, in the presence of an acidic component, a crosslinking reaction occurs, or a crosslinking reaction does not occur. If mixing with a crosslinking agent is possible, it will not specifically limit. Water-soluble melamine resins, water-soluble urea resins, alkyd resins, sulfonamide resins, and the like are also applicable. These may be used alone or as a mixture.

Figure 0003801193
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これらの水溶性樹脂は、1種類あるいは2種類以上の混合物として用いてもよく、下地の第1のレジスト1との反応量、反応条件などにより、適宜調整することが可能である。   These water-soluble resins may be used as one kind or a mixture of two or more kinds, and can be appropriately adjusted depending on the reaction amount, reaction conditions, etc. with the underlying first resist 1.

また、これらの水溶性樹脂は、水への溶解性を向上させる目的で、塩酸塩などの塩にして用いても良い。   Further, these water-soluble resins may be used in the form of a salt such as hydrochloride for the purpose of improving the solubility in water.

次に、第2のレジストに用いることができる水溶性架橋剤としては、具体的には、以下に示すような尿素誘導体、アルコキシエチレン尿素、N−アルコキシエチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸などの尿素系架橋剤、メラミン、アルコキシメチレンメラミンなどのメラミン系架橋剤、ベンゾグアナミン、グリコールウリル等のアミノ系架橋剤などが適用可能である。しかし、アミノ系架橋剤に特に限定されるものではなく、酸によって架橋を生じる水溶性の架橋剤であれば特に限定されるものではない。   Next, specific examples of water-soluble crosslinking agents that can be used for the second resist include urea derivatives, alkoxyethylene urea, N-alkoxyethylene urea, ethylene urea, ethylene urea carboxylic acid and the like as shown below. Urea-based cross-linking agents, melamine-based cross-linking agents such as melamine and alkoxymethylene melamine, and amino-based cross-linking agents such as benzoguanamine and glycoluril are applicable. However, the crosslinking agent is not particularly limited to an amino crosslinking agent, and is not particularly limited as long as it is a water-soluble crosslinking agent that causes crosslinking by an acid.

Figure 0003801193
Figure 0003801193

さらに第2のレジストに用いられる具体的な水溶性レジスト材料としては、上述したような水溶性樹脂の単独あるいは混合物に、同じく上述したような水溶性架橋剤の単独又は混合物を、相互に混合して用いることも有効である。   Further, as a specific water-soluble resist material used for the second resist, a water-soluble resin as described above alone or a mixture thereof and a water-soluble crosslinking agent as described above alone or a mixture thereof are mixed with each other. It is also effective to use them.

例えば、具体的には、第2のレジストとして、水溶性樹脂組成物としてはポリビニルアセタール樹脂を用い、水溶性架橋剤としてはメトキシメチロールメラミン、あるいはエチレン尿素などを混合して用いることなどが挙げられる。この場合、水溶性が高いため、混合溶液の保存安定性が優れている。   For example, specifically, as the second resist, a polyvinyl acetal resin is used as the water-soluble resin composition, and methoxymethylol melamine, ethylene urea, or the like is used as the water-soluble crosslinking agent. . In this case, since the water solubility is high, the storage stability of the mixed solution is excellent.

なお、第2のレジストに適用される材料は、水溶性あるいは、第1のレジストパターンを溶解しない水溶性溶媒に可溶であり、かつ、酸成分の存在下で、架橋反応を生じる材料であれば特に限定されるものではない。   Note that the material applied to the second resist is water-soluble or soluble in a water-soluble solvent that does not dissolve the first resist pattern and causes a crosslinking reaction in the presence of an acid component. There is no particular limitation.

次に、第1のレジスト1と第2のレジスト2との架橋反応を制御し、第1のレジストパターン1a上に形成される架橋層4の厚みを制御することが重要である。架橋反応の制御は、適用する第1のレジスト1と第2のレジスト2との反応性、第1のレジストパターン1aの形状、必要とする架橋反応層4の厚みなどに応じて、最適化することが望ましい。   Next, it is important to control the crosslinking reaction between the first resist 1 and the second resist 2 and to control the thickness of the crosslinked layer 4 formed on the first resist pattern 1a. The control of the crosslinking reaction is optimized according to the reactivity between the first resist 1 and the second resist 2 to be applied, the shape of the first resist pattern 1a, the thickness of the required crosslinking reaction layer 4, and the like. It is desirable.

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。   Control of the crosslinking reaction between the first resist and the second resist includes a method by adjusting process conditions and a method by adjusting the composition of the second resist material.

架橋反応のプロセス的な制御手法としては、(1)第1のレジストパターン1aへの露光量を調整する、(2)MB(ミキシングベーク)温度、処理時間を調整するなどの手法が有効である。特に、加熱して架橋する時間(MB時間)を調整することにより、架橋層の厚みを制御することが可能であり、非常に反応制御性の高い手法といえる。   As a process control method for the crosslinking reaction, methods such as (1) adjusting the exposure amount to the first resist pattern 1a, (2) adjusting the MB (mixing baking) temperature, and the processing time are effective. . In particular, it is possible to control the thickness of the crosslinked layer by adjusting the time for crosslinking by heating (MB time), which can be said to be a method with very high reaction controllability.

また、第2のレジストに用いる材料組成の面からは、(3)適当な2種類以上の水溶性樹脂を混合し、その混合比を調整することにより、第1のレジストとの反応量を制御する、(4)水溶性樹脂に、適当な水溶性架橋剤を混合し、その混合比を調整することにより、第1のレジストとの反応量を制御するなどの手法が有効である。   From the aspect of the material composition used for the second resist, (3) the amount of reaction with the first resist is controlled by mixing two or more appropriate water-soluble resins and adjusting the mixing ratio. (4) A method of controlling the amount of reaction with the first resist by mixing an appropriate water-soluble crosslinking agent with the water-soluble resin and adjusting the mixing ratio is effective.

しかしながら、これらの架橋反応の制御は、一元的に決定されるものではなく、(1)第2のレジスト材料と適用する第1のレジスト材料との反応性、(2)第1のレジストパターンの形状、膜厚、(3)必要とする架橋層の膜厚、(4)使用可能な露光条件あるいはMB条件、(5)塗布条件などのさまざまな条件を勘案して決定する必要がある。   However, the control of these cross-linking reactions is not determined centrally, and (1) the reactivity between the second resist material and the first resist material to be applied, and (2) the first resist pattern. It needs to be determined in consideration of various conditions such as shape, film thickness, (3) required film thickness of the crosslinked layer, (4) usable exposure conditions or MB conditions, and (5) coating conditions.

特に、第1のレジストと第2のレジストとの反応性は、第1のレジスト材料の組成により影響を受けることが分かっており、そのため、実際に適用する場合には、上述した要因を勘案し、第2のレジスト材料組成物を最適化することが望ましい。   In particular, it has been found that the reactivity between the first resist and the second resist is affected by the composition of the first resist material. Therefore, in the actual application, the above-described factors are taken into consideration. It is desirable to optimize the second resist material composition.

従って、第2のレジストに用いられる水溶性材料の種類とその組成比は、特に限定されるものではなく、用いる材料の種類、熱処理条件などに応じて最適化して用いる。   Therefore, the type and composition ratio of the water-soluble material used for the second resist are not particularly limited, and are optimized and used according to the type of material used, heat treatment conditions, and the like.

次に、第2のレジストに用いられる溶媒について説明する。   Next, the solvent used for the second resist will be described.

第2のレジストに用いる溶媒には、第1のレジストのパターンを溶解させないこと、さらに水溶性材料を十分に溶解させることが必要であるが、これを満たす溶媒であれば特に限定されるものではない。   The solvent used for the second resist is required not to dissolve the pattern of the first resist and to sufficiently dissolve the water-soluble material, but is not particularly limited as long as the solvent satisfies this. Absent.

例えば、第2のレジストの溶媒としては、水(純水)、または水とIPA(イソプロピルアルコール)などのアルコール系溶媒、あるいはN−メチルピロリドンなどの水溶性有機溶媒の単独、あるいは混合溶液を用いればよい。   For example, as the solvent for the second resist, water (pure water), an alcohol solvent such as water and IPA (isopropyl alcohol), or a water-soluble organic solvent such as N-methylpyrrolidone alone or a mixed solution may be used. That's fine.

水に混合する溶媒としては、水溶性であれば、特に限定されるものではなく、例を挙げるとエタノール、メタノール、イソプロピルアルコールなどのアルコール類、γ−ブチロラクトン、アセトンなどを用いることが可能であり、第2のレジストに用いる材料の溶解性に合わせて、第1のレジストパターンを溶解しない範囲で混合すれば良い。   The solvent to be mixed with water is not particularly limited as long as it is water-soluble. For example, alcohols such as ethanol, methanol, isopropyl alcohol, γ-butyrolactone, acetone and the like can be used. In accordance with the solubility of the material used for the second resist, the first resist pattern may be mixed within a range that does not dissolve.

実施の形態1.
図5は、この発明の実施の形態1の微細分離レジストパターン形成方法を説明するためのプロセスフロー図である。図5を参照して、この実施の形態1の微細分離レジストパターンの形成方法ならびにこれを用いた半導体装置の製造方法を説明する。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 5 is a process flow diagram for illustrating the finely divided resist pattern forming method according to the first embodiment of the present invention. With reference to FIG. 5, a method of forming a finely divided resist pattern according to the first embodiment and a method of manufacturing a semiconductor device using the same will be described.

まず、図5に示すように、半導体基板7に第1のレジストパターン11aを形成する。形成方法は、参考の形態で説明したものが有効に用いられるため、詳細説明は重複を避けるため省略する。   First, as shown in FIG. 5, the first resist pattern 11 a is formed on the semiconductor substrate 7. Since the formation method described in the reference form is used effectively, detailed description is omitted to avoid duplication.

次に、レジスト11aのパターンを溶解せず、また、酸の存在などによる反応を生じない、つまり、レジストパターン11aと相互作用することのないレジスト3を形成する。   Next, a resist 3 is formed which does not dissolve the pattern of the resist 11a and does not cause a reaction due to the presence of an acid, that is, does not interact with the resist pattern 11a.

レジスト3は、レジストパターン11aの分離スペース部分を埋めるように形成するものであり、レジストパターン11aの上面部分は被覆しないようにするか、あるいは、被覆してしまう場合には、レジストパターン11aから拡散する酸成分が、この後、形成するレジスト2に十分拡散する程度の膜厚にする。   The resist 3 is formed so as to fill the separation space portion of the resist pattern 11a, and the upper surface portion of the resist pattern 11a is not covered or is diffused from the resist pattern 11a when covered. Thereafter, the film thickness is set such that the acid component to be sufficiently diffused into the resist 2 to be formed.

レジスト3の材料としては、水溶性材料としてPVA(ポリビニルアルコール)、あるいは、PVP(ポリビニルピロリドン)などが適用できる。材料は、これらに限定されるものではなく、レジスト11aと相互作用しない材料であれば、特に限定されない。   As a material of the resist 3, PVA (polyvinyl alcohol) or PVP (polyvinyl pyrrolidone) can be applied as a water-soluble material. The material is not limited to these, and is not particularly limited as long as the material does not interact with the resist 11a.

次に、レジスト2を形成する。レジスト2の形成方法および材料に関しては、参考の形態で説明しているため、ここでは詳細は省略する。   Next, a resist 2 is formed. Since the formation method and material of the resist 2 are described in a reference form, the details are omitted here.

さらに、図5(e)に示すように、リンス処理により非架橋部分を洗浄、除去することにより、レジスト11aの解像性を低下させることなく、レジストパターンの膜厚を増加させることにより、耐エッチング性を向上させたレジストパターンを得ることができる。
このようにして形成した微細分離レジストパターンをマスクとして用いて、半導体基材上に微細分離されたスペースあるいはホールを形成することができ、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。
Further, as shown in FIG. 5 (e), the non-crosslinked portion is washed and removed by rinsing, thereby increasing the resist pattern thickness without reducing the resolution of the resist 11a. A resist pattern with improved etching properties can be obtained.
By using the finely divided resist pattern thus formed as a mask, finely separated spaces or holes can be formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor device having finely separated spaces or holes can be obtained. it can.

次に、前記の参考の形態および実施の形態1に関連した参考例と実施例を説明する。   Next, reference examples and examples related to the reference embodiment and the first embodiment will be described.

製造例1
第1のレジストとして、東京応化工業(株)製の化学増幅型エキシマレジストを用い、レジストパターンを形成した。
Production Example 1
A resist pattern was formed using a chemically amplified excimer resist manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. as the first resist.

まず、前記レジストをSiウェハー上に滴下し、回転塗布により成膜した。次に、90℃/90秒でプリベークを行い、レジスト中の溶媒を乾燥させた。続いて、KrFエキシマ縮小投影露光装置を用いて、図1に示すようなマスクを用いて、露光を行った。   First, the resist was dropped onto a Si wafer and formed by spin coating. Next, pre-baking was performed at 90 ° C./90 seconds to dry the solvent in the resist. Subsequently, exposure was performed using a mask as shown in FIG. 1 using a KrF excimer reduction projection exposure apparatus.

次に、100℃/90秒でPEB処理を行い、続いて、アルカリ現像液(東京応化工業(株)製、NMD−W)を用いて現像を行い、膜厚0.71μmの図7に示すようなレジストパターンを得た。   Next, PEB treatment is performed at 100 ° C./90 seconds, and subsequently development is performed using an alkali developer (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd., NMD-W), which is shown in FIG. A resist pattern like this was obtained.

製造例2
第2のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用い、積水化学工業(株)製のポリビニルアセタール樹脂エスレックKW3、KW1、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドン、オキサゾリン含有水溶性樹脂((株)日本触媒製、エポクロスWS500)、スチレン−無水マレイン酸共重合体(ARCOchemical製、SMA1000、1440H)のそれぞれ10gに、純水90gを混合し、室温下で3時間撹拌混合することにより、それぞれの10wt%水溶液を得た。
Production Example 2
As a second resist material, a 1 L volumetric flask was used, and Sekisui Chemical Co., Ltd.'s polyvinyl acetal resin ESREC KW3, KW1, polyvinyl alcohol resin, polyvinylpyrrolidone, oxazoline-containing water-soluble resin (Nippon Shokubai Co., Ltd., Epocross) WS500) and styrene-maleic anhydride copolymer (manufactured by ARCO chemical, SMA1000, 1440H) were mixed with 90 g of pure water and stirred and mixed at room temperature for 3 hours to obtain respective 10 wt% aqueous solutions. .

製造例3
第2のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用いて、メトキシメチロールメラミン(三井サイナミド(株)製、サイメル370)、(N−メトキシメチル)メトキシエチレン尿素、(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素、N−メトキシメチル尿素のそれぞれ10gと純水90gを室温にて6時間撹拌混合し、それぞれ10wt%の各水溶液を得た。
Production Example 3
As a second resist material, using a 1 L volumetric flask, methoxymethylol melamine (manufactured by Mitsui Cyamide Co., Ltd., Cymel 370), (N-methoxymethyl) methoxyethylene urea, (N-methoxymethyl) hydroxyethylene urea, N 10 g of each methoxymethylurea and 90 g of pure water were stirred and mixed at room temperature for 6 hours to obtain 10 wt% aqueous solutions, respectively.

製造例4
第2のレジスト材料として、製造例2で得たKW3の10wt%水溶液60g、70g、80gのそれぞれと、製造例3で得た(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素の10wt%の水溶液40g、30g、20gをそれぞれ混合することにより水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合溶液を得た。
Production Example 4
As the second resist material, 60 g, 70 g and 80 g of 10 wt% aqueous solution of KW3 obtained in Production Example 2, and 40 g and 30 g of 10 wt% aqueous solution of (N-methoxymethyl) hydroxyethylene urea obtained in Production Example 3 were used. , 20 g were mixed to obtain a mixed solution of a water-soluble resin and a water-soluble crosslinking agent.

製造例5
第3のレジスト材料として、1Lメスフラスコを用い、ポリビニルアルコール樹脂、ポリビニルピロリドンのそれぞれ10gに、純水90gを混合し、室温下で3時間撹拌混合することにより、それぞれの10wt%水溶液を得た。
Production Example 5
Using a 1 L volumetric flask as a third resist material, 10 g each of polyvinyl alcohol resin and polyvinylpyrrolidone were mixed with 90 g of pure water, and stirred and mixed at room temperature for 3 hours to obtain respective 10 wt% aqueous solutions. .

製造例6
第2のレジスト材料として、製造例2で得たポリビニルアルコールの10wt%水溶液80gと製造例3で得たメトキシメチロールメラミンの10wt%水溶液20gを室温にて3時間撹拌混合し、水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合溶液を得た。
Production Example 6
As a second resist material, 80 g of a 10 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol obtained in Production Example 2 and 20 g of a 10 wt% aqueous solution of methoxymethylol melamine obtained in Production Example 3 were stirred and mixed at room temperature for 3 hours to obtain a water-soluble resin and a water-soluble resin. A mixed solution of the functional crosslinking agent was obtained.

参考例1〜4および比較例1.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、製造例4で得た第2のレジスト材料を滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
Reference Examples 1 to 4 and Comparative Example 1.
On the Si wafer on which the first resist pattern obtained in Production Example 1 is formed, the second resist material obtained in Production Example 4 is dropped and spin-coated, and then pre-baked at 85 ° C./70 seconds, A second resist film was formed.

次に、100℃、110℃、120℃/60秒のそれぞれの条件で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続く110℃/60秒でポストベークを行うことにより、第1のレジストパターン上に第2のレジスト架橋層を形成し、図8に示すように、第2のレジストパターンを形成した。図8において、第2のレジストパターンの膜厚を、水溶性樹脂の混合比を変えて架橋層形成後のレジストパターンサイズを測定した。この結果を表1に示す。   Next, heat treatment was performed under the respective conditions of 100 ° C., 110 ° C., and 120 ° C./60 seconds to advance the crosslinking reaction. Next, development is performed using pure water, and the uncrosslinked layer is developed and peeled off, followed by post-baking at 110 ° C./60 seconds to form a second resist crosslinked layer on the first resist pattern. As shown in FIG. 8, a second resist pattern was formed. In FIG. 8, the thickness of the second resist pattern was measured by changing the mixing ratio of the water-soluble resin and measuring the resist pattern size after the formation of the crosslinked layer. The results are shown in Table 1.

Figure 0003801193
Figure 0003801193

この場合、水溶性樹脂と水溶性架橋剤の混合量を変えることにより、また、加熱処理温度を変えることにより、第1のレジスト上に形成される架橋層の厚みを制御することが可能であることがわかる。   In this case, it is possible to control the thickness of the crosslinked layer formed on the first resist by changing the mixing amount of the water-soluble resin and the water-soluble crosslinking agent and by changing the heat treatment temperature. I understand that.

参考例5〜7.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、図9に示すように、KrFエキシマ露光装置を用いて、照射量0、2、5mJ/cm2でウェハー全面に露光を行った。次に、製造例4で得たKW3と(N−メトキシメチル)ヒドロキシエチレン尿素の10wt%混合溶液を第2のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
Reference Examples 5-7.
On the Si wafer on which the first resist pattern obtained in Production Example 1 is formed, as shown in FIG. 9, the entire surface of the wafer is exposed with a dose of 0, 2 , 5 mJ / cm 2 using a KrF excimer exposure apparatus. Went. Next, a 10 wt% mixed solution of KW3 and (N-methoxymethyl) hydroxyethyleneurea obtained in Production Example 4 was dropped as a second resist material, spin-coated, and then pre-baked at 85 ° C./70 seconds, A second resist film was formed.

さらに、120℃/60秒で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続いて110℃/60秒でポストベークを行うことにより、図9に示すように、第1のレジストパターン上面に第2のレジスト架橋層を形成した。さらに、架橋層形成後のレジストパターン膜厚を測定した。この結果を表2に示す。これにより、架橋層を形成する前の第1のレジスト膜厚0.71μmは、いずれも膜厚が増大しており、架橋層の膜厚は、露光量の増大とともに増加し、レジストパターン全体の膜厚が厚くなることがわかった。   Furthermore, heat treatment was performed at 120 ° C./60 seconds to advance the crosslinking reaction. Next, development is performed using pure water, and the uncrosslinked layer is developed and peeled off, followed by post-baking at 110 ° C./60 seconds, thereby forming the first resist pattern on the upper surface as shown in FIG. Two resist cross-linked layers were formed. Further, the resist pattern film thickness after the formation of the crosslinked layer was measured. The results are shown in Table 2. As a result, the first resist film thickness 0.71 μm before the formation of the cross-linked layer is increased in thickness, and the film thickness of the cross-linked layer increases as the exposure amount increases, It was found that the film thickness was increased.

Figure 0003801193
Figure 0003801193

実施例1〜3.
製造例1で得た第1のレジストパターンが形成されたSiウェハー上に、図10に示すように、製造例5で得たポリビニルアルコール水溶液を第3のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第3のレジスト膜を形成した。次に、製造例6で得たポリビニルアルコールとメトキシメチロールメラミンの20wt%混合溶液を第2のレジスト材料として滴下し、スピンコートした後、85℃/70秒でプリベークを行い、第2のレジスト膜を形成した。
Examples 1-3.
After dropping the polyvinyl alcohol aqueous solution obtained in Production Example 5 as a third resist material onto the Si wafer on which the first resist pattern obtained in Production Example 1 is formed as shown in FIG. And pre-baking at 85 ° C./70 seconds to form a third resist film. Next, a 20 wt% mixed solution of polyvinyl alcohol and methoxymethylol melamine obtained in Production Example 6 is dropped as a second resist material, spin-coated, and then pre-baked at 85 ° C./70 seconds to obtain a second resist film. Formed.

さらに、110℃/60秒、115℃/60秒、120℃/60秒で加熱処理を行い、架橋反応を進行させた。次に、純水を用いて現像を行い、未架橋層を現像剥離し、続いて110℃/60秒でベーク処理を行うことにより、図10に示すように、第1のレジストパターン上面に第2のレジスト架橋層を形成した。さらに、架橋層形成後のレジストパターン膜厚を測定した。この結果を表3に示す。   Furthermore, heat treatment was performed at 110 ° C./60 seconds, 115 ° C./60 seconds, and 120 ° C./60 seconds to advance the crosslinking reaction. Next, development is performed using pure water, and the uncrosslinked layer is developed and peeled off, followed by baking at 110 ° C./60 seconds, thereby forming the first resist pattern on the upper surface as shown in FIG. Two resist cross-linked layers were formed. Further, the resist pattern film thickness after the formation of the crosslinked layer was measured. The results are shown in Table 3.

Figure 0003801193
Figure 0003801193

参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するためのマスクパターンの図である。It is a figure of the mask pattern for demonstrating the resist pattern formation method of a reference form. 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するためのレジストパターンの図である。It is a figure of the resist pattern for demonstrating the resist pattern formation method of a reference form. 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method of a reference form. 参考の形態のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method of a reference form. この発明の実施の形態1のレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method of Embodiment 1 of this invention. この発明の実施例1〜3、参考例1〜7における第1のマスクパターンの図である。It is a figure of the 1st mask pattern in Examples 1-3 of this invention and Reference Examples 1-7. この発明の実施例1〜3、参考例1〜7における第1のレジストパターンの図である。It is a figure of the 1st resist pattern in Examples 1-3 of this invention, and Reference Examples 1-7. 参考例1〜4におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method in the reference examples 1-4. 参考例5〜7におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method in the reference examples 5-7. この発明の実施例1〜3におけるレジストパターン形成方法を説明するための工程フロー図である。It is a process flowchart for demonstrating the resist pattern formation method in Examples 1-3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 第1のレジスト、1a,11a 第1のレジストパターン、2 第2のレジスト、2a 第2のレジストパターン、3 レジストパターン11aと相互作用することのない第3のレジスト、4 架橋層、5 未架橋層、6 上層剤、
7 半導体基板(半導体ウエハー)、8 マスクパターン。



DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st resist, 1a, 11a 1st resist pattern, 2nd resist, 2a 2nd resist pattern, 3rd resist which does not interact with resist pattern 11a, 4 crosslinked layer, 5 not yet Cross-linked layer, 6 upper layer agent,
7 Semiconductor substrate (semiconductor wafer), 8 Mask pattern.



Claims (3)

基材上に、酸を発生しうる、あるいは酸を含む第1のレジストで第1のレジストパターンを形成する工程と、前記第1のレジストパターンを溶解せず酸による反応を生じない、非架橋性の第3のレジストを、前記第1のレジストパターンの分離スペースを埋めるように形成し、その後、前記第1のレジストパターン上に、水あるいは水溶液に可溶で、酸の存在により架橋反応を起こす成分を含み、前記第1のレジストパターンからの酸の供給により架橋反応する第2のレジストを形成する工程と、前記第2のレジストの前記第1のレジストパターン上面に接する部分に架橋層を形成する工程と、前記第2のレジストの非架橋部分および前記第3のレジストを剥離して、第2のレジストパターンを形成する工程とを含むことを特徴とする微細パターンの形成方法。 A step of forming a first resist pattern with a first resist that can generate an acid or contains an acid on a substrate, and does not dissolve the first resist pattern and does not cause a reaction by an acid. A third resist is formed so as to fill the separation space of the first resist pattern, and then, on the first resist pattern, it is soluble in water or an aqueous solution and undergoes a crosslinking reaction in the presence of an acid. A step of forming a second resist that includes a component that causes a cross-linking reaction by supplying an acid from the first resist pattern, and a cross-linking layer is formed on a portion of the second resist that is in contact with the top surface of the first resist pattern. Forming a second resist pattern by peeling off the non-crosslinked portion of the second resist and the third resist, and forming a second resist pattern. The method of forming the over down. 第3のレジストが、水あるいは水溶液に可溶であることを特徴とする請求項1に記載の微細パターンの形成方法。 The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the third resist is soluble in water or an aqueous solution. 請求項1または請求項2に記載の微細パターンの形成方法により得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。
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of etching a semiconductor substrate using a resist pattern obtained by the fine pattern forming method according to claim 1 or 2 as a mask.
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