JP4566861B2 - レジスト組成物、レジストパターンの形成方法、半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、半導体装置を製造する際に形成するレジストパターンに用いられるレジスト組成物、前記レジストパターンを厚肉化させて、既存の露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを形成することを含むレジストパターンの形成方法、並びに、半導体装置及びその製造方法に関する。
現在では、半導体集積回路の高集積化が進み、ＬＳＩやＶＬＳＩが実用化されており、それに伴って配線パターンは、０．２μｍ以下のサイズに、最小のものでは０．１μｍ以下のサイズにまで微細化されてきている。配線パターンを微細に形成するには、被処理基板上をレジスト膜で被覆し、該レジスト膜に対して選択露光を行った後に現像することによりレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記被処理基板に対してドライエッチングを行い、その後に該レジストパターンを除去することにより所望のパターン（例えば配線パターンなど）を得るリソグラフィ技術が非常に重要である。このリソグラフィ技術においては、露光光（露光に用いる光）の短波長化と、その光の特性に応じた高解像度を有するレジスト材料の開発との両方が必要とされる。
しかしながら、前記露光光の短波長化のためには、露光装置の改良が必要となり、莫大なコストを要する。一方、短波長の露光光に対応するレジスト材料の開発も容易ではない。
しかしながら、前記露光光の短波長化のためには、露光装置の改良が必要となり、莫大なコストを要する。一方、短波長の露光光に対応するレジスト材料の開発も容易ではない。
このため、既存のレジスト材料を用いて形成したレジストパターンを厚肉化し、微細なレジスト抜けパターンを得ることを可能にするレジストパターン厚肉化材料（「レジスト膨潤剤」と称することがある）を用いて、より微細なパターンを形成する技術が提案されている。例えば、深紫外線であるＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）を使用してＫｒＦ（フッ化クリプトン）レジスト膜を露光することによりＫｒＦレジストパターンを形成した後、水溶性樹脂組成物を用いて該ＫｒＦレジストパターンを覆うように塗膜を設け、該ＫｒＦレジストパターンの材料中の残留酸を利用して前記塗膜と前記ＫｒＦレジストパターンとをその接触界面において相互作用させることにより、前記ＫｒＦレジストパターンを厚肉化（以下「膨潤」と称することがある）させることにより該ＫｒＦレジストパターン間の距離を短くし、微細なレジスト抜けパターンを形成し、その後に該レジスト抜けパターンと同形状の所望のパターン（例えば配線パターンなど）を形成する、ＲＥＬＡＣＳと呼ばれる技術が提案されている（特許文献１参照）。
しかし、このＲＥＬＡＣＳと呼ばれる技術の場合、使用する前記ＫｒＦ（フッ化クリプトン）レジストは、ノボラック樹脂、ナフトキノンジアジド等の芳香族系樹脂組成物であり、該芳香族系樹脂組成物に含まれている芳香環は、前記ＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）は透過可能であるものの、それよりも短波長のＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）は吸収してしまい、透過不能であるため、前記ＫｒＦ（フッ化クリプトン）レジストを用いた場合には、露光光として、前記ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光を使用することができず、より微細な配線パターン等を形成することができないという問題がある。また、前記ＲＥＬＡＣＳと呼ばれる技術において用いる前記レジスト膨潤剤は、前記ＫｒＦレジストパターンの厚肉化（膨潤）には有効であるものの、ＡｒＦレジストパターンの厚肉化（膨潤）には有効ではないという問題がある。
微細な配線パターン等を形成する観点からは、露光光として、ＫｒＦ（フッ化クリプトン）エキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）よりも短波長の光、例えば、ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）などを利用することが望まれる。一方、該ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）よりも更に短波長のＸ線、電子線などを利用したパターン形成の場合には、高コストで低生産性となるため、前記ＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光（波長１９３ｎｍ）を利用することが望まれる。
そこで、前記ＲＥＬＡＣＳと呼ばれる技術では前記レジスト膨潤剤が有効に機能しない、ＡｒＦレジストパターンに対して、該ＡｒＦレジストパターンとの親和性を界面活性剤により向上させて微小パターンを形成可能なレジストパターン厚肉化材料が、本発明者らにより提案されている（特許文献２参照）。しかし、このレジストパターン厚肉化材料の組成では、厚肉化によるパターンサイズの縮小量が、厚肉化前のパターンサイズが大きくなると、これに比例して増大するというサイズ依存性や、レジストパターンの長辺方向が短辺方向に比して、より大きく縮小する異方性の問題があり、また、レジストパターンが疎な領域（レジストパターンの間隔が長い領域）と、レジストパターンが密な領域（レジストパターンの間隔が短い領域）とを有するレジストパターンにおいては、該レジストパターンの疎密差によって縮小量が異なり、種々のサイズのパターンが混在するＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン系パターンにおいては、露光マスク設計への負担を十分に軽減することができないという問題があった。
したがって、パターニング時に露光光としてＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用することができ、前記ＲＥＬＡＣＳと呼ばれる技術において用いる前記レジスト膨潤剤では、十分に厚肉化（膨潤）させることができないＡｒＦレジストパターン等を十分にしかも均一に厚肉化可能であり、微細なレジスト抜けパターンの形成乃至配線パターン等の形成を低コストで簡便に形成可能な技術の開発が望まれている。
本発明は、従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジスト組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジストパターンの形成方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを形成可能であり、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法、及び該半導体装置の製造方法により製造され、微細な配線パターンを有し、高性能な半導体装置を提供することを目的とする。
本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジスト組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジストパターンの形成方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを形成可能であり、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法、及び該半導体装置の製造方法により製造され、微細な配線パターンを有し、高性能な半導体装置を提供することを目的とする。
本発明者らは、前記課題に鑑み、鋭意検討を行った結果、以下の知見を得た。即ち、従来のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターンを、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化すると、前記レジストパターンの短辺方向や、前記レジストパターンが疎に存在する部位（レジストパターンの間隔が長い領域）では、かぶり露光量が小さく、厚肉化量が小さくなるのに対し、前記レジストパターンの長辺方向や、前記レジストパターンが密に存在する部位（レジストパターンの間隔が短い領域）では、かぶり露光量が大きく、厚肉化量が大きくなるため、前記レジストパターンの方向や疎密差により厚肉化量に大きな差が生じていた。しかし、前記レジスト組成物中にスルホン酸アンモニウム塩を添加すると、露光量とは無関係に、前記レジスト組成物と前記レジストパターン厚肉化材料との相互作用が行われ、前記レジストパターンの方向、疎密差等や前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存せず、良好かつ均一に前記レジストパターンを厚肉化することができるという知見である。
本発明は、本発明者らの前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に列挙した通りである。
本発明のレジスト組成物は、スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含むことを特徴とする。
該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成し、該レジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化すると、前記レジストパターンの方向、疎密差などに依存せず、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく、前記レジストパターンが良好かつ均一に厚肉化される。即ち、
従来のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターンにおいては、前記レジストパターンの短辺方向や、前記レジストパターンが疎に存在する部位（レジストパターンの間隔が長い領域）では、かぶり露光量が小さく、厚肉化量が小さくなるのに対し、前記レジストパターンの長辺方向や、前記レジストパターンが密に存在する部位（レジストパターンの間隔が短い領域）では、かぶり露光量が大きく、厚肉化量が大きくなるため、前記レジストパターンの方向や疎密差により厚肉化量に大きな差が生ずる。しかし、前記レジストパターン厚肉化材料が前記レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターン上に塗布されると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、前記レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターン組成物と相互作用（ミキシング）する。このとき、前記スルホン酸アンモニウム塩が、レジストパターンのかぶり露光量とは無関係に前記相互作用を生じさせるため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとが相互作用してなる表層（ミキシング層）が効率よく形成される。その結果、前記レジストパターンが、前記レジストパターン厚肉化材料により効率よく厚肉化される。こうして厚肉化（「膨潤」と称することがある）されたレジストパターン（以下「厚肉化レジストパターン」と称することがある）は、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターン（以下「抜けパターン」と称することがある）は露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。このため、本発明の前記レジスト組成物は、種々のサイズのレジストパターンが混在するＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等のレジストパターンの形成にも好適に適用可能である。
本発明のレジスト組成物は、スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含むことを特徴とする。
該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成し、該レジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化すると、前記レジストパターンの方向、疎密差などに依存せず、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく、前記レジストパターンが良好かつ均一に厚肉化される。即ち、
従来のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターンにおいては、前記レジストパターンの短辺方向や、前記レジストパターンが疎に存在する部位（レジストパターンの間隔が長い領域）では、かぶり露光量が小さく、厚肉化量が小さくなるのに対し、前記レジストパターンの長辺方向や、前記レジストパターンが密に存在する部位（レジストパターンの間隔が短い領域）では、かぶり露光量が大きく、厚肉化量が大きくなるため、前記レジストパターンの方向や疎密差により厚肉化量に大きな差が生ずる。しかし、前記レジストパターン厚肉化材料が前記レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターン上に塗布されると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、前記レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターン組成物と相互作用（ミキシング）する。このとき、前記スルホン酸アンモニウム塩が、レジストパターンのかぶり露光量とは無関係に前記相互作用を生じさせるため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとが相互作用してなる表層（ミキシング層）が効率よく形成される。その結果、前記レジストパターンが、前記レジストパターン厚肉化材料により効率よく厚肉化される。こうして厚肉化（「膨潤」と称することがある）されたレジストパターン（以下「厚肉化レジストパターン」と称することがある）は、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターン（以下「抜けパターン」と称することがある）は露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。このため、本発明の前記レジスト組成物は、種々のサイズのレジストパターンが混在するＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等のレジストパターンの形成にも好適に適用可能である。
本発明のレジストパターンの形成方法は、本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することを含むことを特徴とする。
該レジストパターンの形成方法においては、本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンが形成された後、該レジストパターン上に前記レジストパターン厚肉化材料が塗布されると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで前記レジスト組成物と相互作用（ミキシング）する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとによる表層（ミキシング層）が形成される。こうして厚肉化された厚肉化レジストパターンは、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。なお、前記レジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、該レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターンは、該レジストパターンの方向、疎密差などに関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく良好かつ均一に厚肉化され、前記レジストパターンの方向及び疎密差、前記レジストパターン厚肉化材料の種類などに対する依存性が少ない。このため、前記レジストパターンの形成方法は、コンタクトホールパターンのみならず、種々のサイズのレジストパターンが混在するＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等のレジストパターンの形成にも好適に適用可能である。
該レジストパターンの形成方法においては、本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンが形成された後、該レジストパターン上に前記レジストパターン厚肉化材料が塗布されると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで前記レジスト組成物と相互作用（ミキシング）する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとによる表層（ミキシング層）が形成される。こうして厚肉化された厚肉化レジストパターンは、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。なお、前記レジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、該レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターンは、該レジストパターンの方向、疎密差などに関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく良好かつ均一に厚肉化され、前記レジストパターンの方向及び疎密差、前記レジストパターン厚肉化材料の種類などに対する依存性が少ない。このため、前記レジストパターンの形成方法は、コンタクトホールパターンのみならず、種々のサイズのレジストパターンが混在するＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等のレジストパターンの形成にも好適に適用可能である。
本発明の半導体装置の製造方法は、被加工面上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することにより該レジストパターンを厚肉化するレジストパターン形成工程と、該厚肉化したレジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工面をパターニングするパターニング工程とを含むことを特徴とする。
該半導体装置の製造方法では、まず、前記レジストパターン形成工程において、配線パターン等のパターンを形成する対象である前記被加工面上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンの表面を覆うように前記レジストパターン厚肉化材料が塗布される。すると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターンの材料と相互作用（ミキシング）する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとが相互作用してなる表層（ミキシング層）が形成される。こうして厚肉化された厚肉化レジストパターンは、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。なお、前記レジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、該レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターンは、該レジストパターンの方向、疎密差などに関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく良好かつ均一に厚肉化され、前記レジストパターンの方向及び疎密差、前記レジストパターン厚肉化材料の種類などに対する依存性が少ない。このため、コンタクトホールパターンのみならず、種々のサイズのレジストパターンが混在する半導体装置であるＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等の厚肉化レジストパターンが容易にかつ高精細に形成される。
次に、前記パターニング工程においては、前記レジストパターン形成工程において厚肉化された厚肉化レジストパターンを用いてエッチングを行うことにより、前記被加工面が微細かつ高精細にしかも寸法精度よくパターニングされ、極めて微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有する高品質かつ高性能な半導体装置が効率よく製造される。
本発明の半導体装置は、本発明の前記半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする。該半導体装置は、極めて微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有し、高品質かつ高性能である。
該半導体装置の製造方法では、まず、前記レジストパターン形成工程において、配線パターン等のパターンを形成する対象である前記被加工面上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンの表面を覆うように前記レジストパターン厚肉化材料が塗布される。すると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターンの材料と相互作用（ミキシング）する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとが相互作用してなる表層（ミキシング層）が形成される。こうして厚肉化された厚肉化レジストパターンは、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。なお、前記レジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、該レジスト組成物を用いて形成されたレジストパターンは、該レジストパターンの方向、疎密差などに関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく良好かつ均一に厚肉化され、前記レジストパターンの方向及び疎密差、前記レジストパターン厚肉化材料の種類などに対する依存性が少ない。このため、コンタクトホールパターンのみならず、種々のサイズのレジストパターンが混在する半導体装置であるＬＯＧＩＣ ＬＳＩの配線層に用いられるライン状パターン等の厚肉化レジストパターンが容易にかつ高精細に形成される。
次に、前記パターニング工程においては、前記レジストパターン形成工程において厚肉化された厚肉化レジストパターンを用いてエッチングを行うことにより、前記被加工面が微細かつ高精細にしかも寸法精度よくパターニングされ、極めて微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有する高品質かつ高性能な半導体装置が効率よく製造される。
本発明の半導体装置は、本発明の前記半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする。該半導体装置は、極めて微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有し、高品質かつ高性能である。
本発明によると、従来における問題を解決することができ、前記目的を達成することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジスト組成物を提供することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジストパターンの形成方法を提供することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを形成可能であり、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法、及び該半導体装置の製造方法により製造され、微細な配線パターンを有し、高性能な半導体装置を提供することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジスト組成物を提供することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能なレジストパターンの形成方法を提供することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光として、例えばＡｒＦ（フッ化アルゴン）エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかもレジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、レジストパターンを均一に厚肉化することができ、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを形成可能であり、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法、及び該半導体装置の製造方法により製造され、微細な配線パターンを有し、高性能な半導体装置を提供することができる。
（レジスト組成物）
本発明のレジスト組成物は、スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含んでなる。
本発明のレジスト組成物は、スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含んでなる。
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と、該レジストパターン上に後述するレジストパターン厚肉化材料を塗布した場合、該レジストパターン厚肉化材料のうち、前記レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターンの材料と相互作用（ミキシング）する。このとき、前記スルホン酸アンモニウム塩は、前記レジストパターン厚肉化材料との反応性が高いため、前記レジストパターンを内層としてその表面上に、前記レジストパターン厚肉化材料と前記レジストパターンとが相互作用してなる表層（ミキシング層）が効率よく形成される。その結果、前記レジストパターンが、前記レジストパターン厚肉化材料により効率よく厚肉化され、該厚肉化（「膨潤」と称することがある）されたレジストパターン（以下「厚肉化レジストパターン」と称することがある）は、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターン（以下「抜けパターン」と称することがある）は露光限界（解像限界）を超えてより微細な構造を有する。
本発明の前記レジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、前記レジストパターン厚肉化材料の種類に関係なく良好なかつ均一な厚肉化効果を示し、前記レジストパターンの大きさ、疎密差、方向、前記レジストパターン厚肉化材料の種類などに対する依存性が小さい。即ち、
従来より、前記レジストパターンの大きさ、疎密差、方向などに対してレジストパターンの厚肉化量が異なるという問題があった。例えば、図４６Ａに示すような、レジストパターンが疎な領域（レジストパターンの間隔が長い領域）とレジストパターンが密な領域（レジストパターンの間隔が短い領域）とを有する、パターン間隔が異なるレジストパターンを厚肉化すると、図４６Ｂに示すように、レジストパターンが疎な領域では、厚肉化量が小さく、レジストパターンが密な領域では厚肉化量が大きい。また、図４７Ａに示すような長方形のレジストパターンを厚肉化すると、図４７Ｂに示すように、レジストパターンの長辺方向では短辺方向に比して、より厚肉化量が大きくなる。
図４８に、露光量とレジストパターンの厚肉化量との関係を示す。図４８より、レジストパターンの疎密差や方向によって現像結果に違いがあり、レジストパターンが疎な部分や短辺方向（図中Ｂ参照）では、かぶり露光量が小さいのに対し、レジストパターンが密な部分や長辺方向（図中Ｃ参照）では、かぶり露光量が大きく、このかぶり露光量の差が厚肉化量の差の原因であることが判る。該厚肉化量は、特定の露光量の前後で大きく立ち上がるという性質を有しており、該立ち上がりがパターニング露光量（図中Ａ参照）に近い場合、かぶり露光量の差が大きな厚肉化量差となる。前記レジストパターン厚肉化材料は、前記レジスト組成物からの酸濃度に依存しているため、立ち上がりが、パターニング露光量に近いのが普通であり、厚肉化量がレジストパターンによって大きく変化してしまう。そこで、まず、前記パターニング露光量と厚肉化量が立ち上がる露光量（以下「立ち上がり露光量」と称することがある）（図中Ｘ参照）とを引き離せばよいということが判った。
なお、レジストパターンの厚肉化量は、レジストパターン厚肉化材料の初期膜厚（図中Ｙ参照）以下である。
従来より、前記レジストパターンの大きさ、疎密差、方向などに対してレジストパターンの厚肉化量が異なるという問題があった。例えば、図４６Ａに示すような、レジストパターンが疎な領域（レジストパターンの間隔が長い領域）とレジストパターンが密な領域（レジストパターンの間隔が短い領域）とを有する、パターン間隔が異なるレジストパターンを厚肉化すると、図４６Ｂに示すように、レジストパターンが疎な領域では、厚肉化量が小さく、レジストパターンが密な領域では厚肉化量が大きい。また、図４７Ａに示すような長方形のレジストパターンを厚肉化すると、図４７Ｂに示すように、レジストパターンの長辺方向では短辺方向に比して、より厚肉化量が大きくなる。
図４８に、露光量とレジストパターンの厚肉化量との関係を示す。図４８より、レジストパターンの疎密差や方向によって現像結果に違いがあり、レジストパターンが疎な部分や短辺方向（図中Ｂ参照）では、かぶり露光量が小さいのに対し、レジストパターンが密な部分や長辺方向（図中Ｃ参照）では、かぶり露光量が大きく、このかぶり露光量の差が厚肉化量の差の原因であることが判る。該厚肉化量は、特定の露光量の前後で大きく立ち上がるという性質を有しており、該立ち上がりがパターニング露光量（図中Ａ参照）に近い場合、かぶり露光量の差が大きな厚肉化量差となる。前記レジストパターン厚肉化材料は、前記レジスト組成物からの酸濃度に依存しているため、立ち上がりが、パターニング露光量に近いのが普通であり、厚肉化量がレジストパターンによって大きく変化してしまう。そこで、まず、前記パターニング露光量と厚肉化量が立ち上がる露光量（以下「立ち上がり露光量」と称することがある）（図中Ｘ参照）とを引き離せばよいということが判った。
なお、レジストパターンの厚肉化量は、レジストパターン厚肉化材料の初期膜厚（図中Ｙ参照）以下である。
また、樹脂を少なくとも含むレジストパターン厚肉化材料は、前記スルホン酸アンモニウム塩により相互作用（反応）が引き起こされて前記レジストパターンを厚肉化させることができ、該相互作用は、露光とは無関係に行われることが判った。例えば、光反応性を有しない樹脂に前記スルホン酸アンモニウム塩を添加し、レジストパターンの厚肉化を行うと、露光量とレジストパターンの厚肉化量との関係は、図４９に示すようになり、前記スルホン酸アンモニウム塩は、露光量に依存することなく一定量の厚肉化効果を示している。このため、前記レジスト組成物中に前記スルホン酸アンモニウムを添加すると、図５０に示すように、レジストパターンの厚肉化量は、通常の露光量に依存した厚肉化量に、前記スルホン酸アンモニウム塩による、露光量に依存しない厚肉化量が足し合わされた大きさとなる。このとき、厚肉化量の最大値は、前記レジストパターン厚肉化材料の初期膜厚以上にはならない。その結果、図５１に示すように、パターニング露光量と、立ち上がり露光量とを引き離し、厚肉化量差を小さくすることができる。
−スルホン酸アンモニウム塩−
前記スルホン酸アンモニウム塩としては、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。該スルホン酸アンモニウム塩は、中性であり、しかも使用量が微量であるため、前記レジスト組成物中に含有していても、前記レジスト組成物の特性に対する影響は非常に小さい。
前記スルホン酸アンモニウム塩としては、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。該スルホン酸アンモニウム塩は、中性であり、しかも使用量が微量であるため、前記レジスト組成物中に含有していても、前記レジスト組成物の特性に対する影響は非常に小さい。
前記スルホン酸アンモニウム塩におけるスルホン酸イオン部としては、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、合成や入手が容易な点で、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トルエンスルホン酸イオン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。
また、前記スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部としては、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、一級アンモニウムイオン、二級アンモニウムイオン、三級アンモニウムイオン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。
なお、前記スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部として、例えば、アンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）や、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン等の四級アンモニウムイオンを使用すると、これらは、前記レジストパターン厚肉化材料と反応しない又は反応性が著しく乏しいことがある。
なお、前記スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部として、例えば、アンモニウムイオン（ＮＨ４ ＋）や、テトラメチルアンモニウムイオン、テトラエチルアンモニウムイオン等の四級アンモニウムイオンを使用すると、これらは、前記レジストパターン厚肉化材料と反応しない又は反応性が著しく乏しいことがある。
前記スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部としては、下記一般式（１）で表されるのが好ましい。この場合、合成や入手が容易で、適切な反応性を有している点で、有利である。
前記スルホン酸アンモニウム塩の具体例としては、例えば、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩、トルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩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。
前記スルホン酸アンモニウム塩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、前記レジスト組成物の全固形分の質量に対して、０．０１〜５質量％が好ましく、０．０５〜２質量％がより好ましい。
前記含有量が、レジスト組成物の全固形分の質量に対して０．０１質量％未満であると、前記レジストパターン厚肉化材料との反応性に劣ることがあり、５質量％を超えると、塩の析出などによって、レジスト特性が劣化することがある。
なお、前記スルホン酸アンモニウム塩は、前記レジスト組成物の調製時に添加して使用してもよいし、市販のレジスト組成物に適宜添加して使用してもよい。
前記レジスト組成物における前記スルホン酸アンモニウム塩の存在確認方法としては、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、液体クロマトグラフィーにより分析することができる。
前記含有量が、レジスト組成物の全固形分の質量に対して０．０１質量％未満であると、前記レジストパターン厚肉化材料との反応性に劣ることがあり、５質量％を超えると、塩の析出などによって、レジスト特性が劣化することがある。
なお、前記スルホン酸アンモニウム塩は、前記レジスト組成物の調製時に添加して使用してもよいし、市販のレジスト組成物に適宜添加して使用してもよい。
前記レジスト組成物における前記スルホン酸アンモニウム塩の存在確認方法としては、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、液体クロマトグラフィーにより分析することができる。
本発明の前記レジスト組成物としては、前記スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含む限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、波長が４４０ｎｍ以下の露光光を用いて露光されるものが好ましい。
前記露光光としては、露光波長が４４０ｎｍ以下である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザー光（波長１５７ｎｍ）、電子線などが挙げられる。これらの露光光により好適にパターニング可能なレジスト組成物としては、公知のレジスト材料の中から目的に応じて適宜選択することができ、ネガ型、ポジ型のいずれであってもよく、例えば、ｇ線レジスト、ｉ線レジスト、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、Ｆ２レジスト、電子線レジスト等が好適に挙げられる。これらは、化学増幅型であってもよいし、非化学増幅型であってもよい。これらの中でも、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、アクリル系樹脂を含んでなるレジスト、などが好ましく、より微細なパターニング、スループットの向上等の観点からは、解像限界の延伸が急務とされているＡｒＦレジスト、及びアクリル系樹脂を含んでなるレジストの少なくともいずれかがより好ましい。
前記露光光としては、露光波長が４４０ｎｍ以下である限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ｇ線（波長４３６ｎｍ）、ｉ線（波長３６５ｎｍ）、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）、ＡｒＦエキシマレーザー光（１９３ｎｍ）、Ｆ２エキシマレーザー光（波長１５７ｎｍ）、電子線などが挙げられる。これらの露光光により好適にパターニング可能なレジスト組成物としては、公知のレジスト材料の中から目的に応じて適宜選択することができ、ネガ型、ポジ型のいずれであってもよく、例えば、ｇ線レジスト、ｉ線レジスト、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、Ｆ２レジスト、電子線レジスト等が好適に挙げられる。これらは、化学増幅型であってもよいし、非化学増幅型であってもよい。これらの中でも、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、アクリル系樹脂を含んでなるレジスト、などが好ましく、より微細なパターニング、スループットの向上等の観点からは、解像限界の延伸が急務とされているＡｒＦレジスト、及びアクリル系樹脂を含んでなるレジストの少なくともいずれかがより好ましい。
前記ＡｒＦレジスト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、脂環族系レジストが好適に挙げられる。
前記脂環族系レジストとしては、例えば、脂環族系官能基を側鎖に有するアクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系（ＣＯＭＡ系）レジスト、シクロオレフィン系レジスト、ハイブリッド系（脂環族アクリル系−ＣＯＭＡ系共重合体）レジスト、などが挙げられる。これらは、フッ素修飾等されていてもよい。
なお、前記脂環族系官能基としては、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、アダマンチル系官能基、ノルボルネン系官能基などが好適に挙げられる。また、前記シクロオレフィン系レジストとしては、アダマンタン、ノルボルネン、トリシクロノネン等を主鎖に含むものが好適に挙げられる。
前記脂環族系レジストとしては、例えば、脂環族系官能基を側鎖に有するアクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系（ＣＯＭＡ系）レジスト、シクロオレフィン系レジスト、ハイブリッド系（脂環族アクリル系−ＣＯＭＡ系共重合体）レジスト、などが挙げられる。これらは、フッ素修飾等されていてもよい。
なお、前記脂環族系官能基としては、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、アダマンチル系官能基、ノルボルネン系官能基などが好適に挙げられる。また、前記シクロオレフィン系レジストとしては、アダマンタン、ノルボルネン、トリシクロノネン等を主鎖に含むものが好適に挙げられる。
前記レジストパターンの形成方法、大きさ、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、特に厚みについては、加工対象である被加工面、エッチング条件等により適宜決定することができるが、一般に０．２〜７００μｍ程度である。
前記レジスト組成物を用いた前記レジストパターンの厚肉化について以下に図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、被加工面（基材）５上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターン３を形成した後、レジストパターン３の表面にレジストパターン厚肉化材料１を付与（塗布）し、ベーク（加温及び乾燥）をして塗膜を形成する。すると、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面においてレジストパターン厚肉化材料１のレジストパターン３へのミキシング（含浸）が起こり、図２に示すように、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）とレジストパターン厚肉化材料１との界面において前記ミキシング（含浸）した部分が反応して表層（ミキシング層）１０ａが形成される。このとき、本発明の前記レジスト組成物中に前記スルホン酸アンモニウム塩が含まれているので、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）の方向や疎密差に依存せず厚肉化される。
図１に示すように、被加工面（基材）５上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターン３を形成した後、レジストパターン３の表面にレジストパターン厚肉化材料１を付与（塗布）し、ベーク（加温及び乾燥）をして塗膜を形成する。すると、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面においてレジストパターン厚肉化材料１のレジストパターン３へのミキシング（含浸）が起こり、図２に示すように、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）とレジストパターン厚肉化材料１との界面において前記ミキシング（含浸）した部分が反応して表層（ミキシング層）１０ａが形成される。このとき、本発明の前記レジスト組成物中に前記スルホン酸アンモニウム塩が含まれているので、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）の方向や疎密差に依存せず厚肉化される。
この後、図３に示すように、現像処理を行うことによって、付与（塗布）したレジストパターン厚肉化材料１の内、レジストパターン３と相互作用（ミキシング）していない部分乃至相互作用（ミキシング）が弱い部分（水溶性の高い部分）が溶解除去され、均一に厚肉化された厚肉化レジストパターン１０が形成（現像）される。
なお、前記現像処理は、水現像であってもよいし、アルカリ現像液による現像であってもよい。
なお、前記現像処理は、水現像であってもよいし、アルカリ現像液による現像であってもよい。
厚肉化レジストパターン１０は、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）の表面に、レジストパターン厚肉化材料１が反応して形成された表層（ミキシング層）１０ａを有してなる。厚肉化レジストパターン１０は、レジストパターン３に比べて表層（ミキシング層）１０ａの厚み分だけ厚肉化されているので、厚肉化レジストパターン１０により形成されるレジスト抜けパターンの大きさ（隣接する厚肉化レジストパターン１０間の距離、又は、厚肉化レジストパターン１０により形成されたホールパターンの開口径）は、厚肉化前のレジストパターン３により形成されるレジスト抜けパターンの前記大きさよりも小さい。このため、レジストパターン３を形成する時の露光装置における光源の露光限界（解像限界）を超えて前記レジスト抜けパターンを微細に形成することができる。即ち、例えば、ＡｒＦエキシマレーザー光を用いて露光した場合にもかかわらず、例えば、あたかも電子線を用いて露光したかのような、微細な前記レジスト抜けパターンを形成することができる。厚肉化レジストパターン１０により形成される前記レジスト抜けパターンは、レジストパターン３により形成される前記レジスト抜けパターンよりも微細かつ高精細である。
本発明のレジスト組成物は、前記スルホン酸アンモニウム塩を含有するので、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能である。また、本発明のレジスト組成物は、本発明のレジストパターンの形成方法、本発明の半導体装置の製造方法などに特に好適に使用することができる。
なお、従来のレジスト組成物では、クエンチャーと称される塩基性物質を添加し、露光により生ずる酸発生剤からの酸の拡散を制限することにより、高解像度を実現している。このような化合物には、通常テトラアルキル水酸化アンモニウム、アミン類などが使用されているが、これらの物質が含有されている市販のレジスト組成物において、市販のレジストパターン厚肉化材料を使用すると、サイズ依存性等の上記諸問題が発生しやすい。また、前記クエンチャーに用いられる塩基性物質では、酸の厚肉化材料への拡散を制御しにくいため、前記レジストパターンとレジストパターン厚肉化材料との反応を制御することができない。このように、高解像度の実現と良好な厚肉化量の確保とはトレードオフの関係にある。この点、本発明のレジスト組成物を用いると、前記レジストパターンとレジストパターン厚肉化材料との反応（相互作用）を拡散によらず制御することが可能となるため、高解像度を実現しつつ前記サイズ依存性を低減することができる。
（レジストパターンの形成方法）
本発明のレジストパターンの形成方法は、本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布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。
なお、前記レジスト組成物の詳細については、本発明の前記レジスト組成物において上述した通りである。
本発明のレジストパターンの形成方法は、本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布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。
なお、前記レジスト組成物の詳細については、本発明の前記レジスト組成物において上述した通りである。
前記レジストパターンは、公知の方法に従って形成することができる。
前記レジストパターンは、被加工面（基材）上に形成することができ、該被加工面（基材）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、該レジストパターンが半導体装置に形成される場合には、該被加工面（基材）としては、半導体基材表面が挙げられ、具体的には、シリコンウェハー等の基板、各種酸化膜等が好適に挙げられる。
前記レジストパターンは、被加工面（基材）上に形成することができ、該被加工面（基材）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、該レジストパターンが半導体装置に形成される場合には、該被加工面（基材）としては、半導体基材表面が挙げられ、具体的には、シリコンウェハー等の基板、各種酸化膜等が好適に挙げられる。
前記レジストパターン厚肉化材料（以下、「膨潤剤」と称することがある）としては、レジストパターン上に塗布することにより、該レジストパターンを厚肉化することができる組成物であればよく、樹脂を少なくとも含む限り特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から、適宜選択することができ、界面活性剤等を含んでいてもよく、市販品であってもよいし、適宜合成してもよい。
前記レジストパターン厚肉化材料の塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の塗布方法の中から適宜選択することができ、例えば、スピンコート法などが好適に挙げられる。該スピンコート法の場合、その条件としては例えば、回転数が１００〜１０,０００ｒｐｍ程度であり、８００〜５,０００ｒｐｍが好ましく、時間が１秒〜１０分程度であり、１秒〜９０秒が好ましい。
前記塗布の際の塗布厚みとしては、通常、１００〜１０，０００Å（１０〜１，０００ｎｍ）程度であり、１，０００〜５，０００Å（１００〜５００ｎｍ）程度が好ましい。
前記塗布の際の塗布厚みとしては、通常、１００〜１０，０００Å（１０〜１，０００ｎｍ）程度であり、１，０００〜５，０００Å（１００〜５００ｎｍ）程度が好ましい。
前記塗布の際乃至その後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料をプリベーク（加温及び乾燥）を行い、該レジストパターンと前記レジストパターン厚肉化材料との界面において該レジストパターン厚肉化材料の該レジストパターンへのミキシング（含浸）を効率よく生じさせることができる。
なお、前記プリベーク（加温及び乾燥）の条件、方法等としては、レジストパターンを軟化させない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、その回数としては、１回であってもよいし、２回以上であってもよい。２回以上の場合、各回におけるプリベークの温度は、一定であってもよいし、異なっていてもよく、前記一定である場合、４０〜１５０℃程度が好ましく、７０〜１２０℃がより好ましく、また、その時間としては、１０秒〜５分程度が好ましく、４０秒〜１００秒がより好ましい。
なお、前記プリベーク（加温及び乾燥）の条件、方法等としては、レジストパターンを軟化させない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、その回数としては、１回であってもよいし、２回以上であってもよい。２回以上の場合、各回におけるプリベークの温度は、一定であってもよいし、異なっていてもよく、前記一定である場合、４０〜１５０℃程度が好ましく、７０〜１２０℃がより好ましく、また、その時間としては、１０秒〜５分程度が好ましく、４０秒〜１００秒がより好ましい。
また、必要に応じて、前記プリベーク（加温及び乾燥）の後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料の反応を促進する反応ベークを行うことも、前記レジストパターンとレジストパターン厚肉化材料との界面において前記ミキシング（含浸）した部分の反応を効率的に進行させることもできる等の点で好ましい。
なお、前記反応ベークの条件、方法等としては、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、前記プリベーク（加温及び乾燥）よりも通常高い温度条件が採用される。前記反応ベークの条件としては、例えば、温度が７０〜１５０℃程度であり、９０〜１３０℃が好ましく、時間が１０秒〜５分程度であり、４０秒〜１００秒が好ましい。
なお、前記反応ベークの条件、方法等としては、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、前記プリベーク（加温及び乾燥）よりも通常高い温度条件が採用される。前記反応ベークの条件としては、例えば、温度が７０〜１５０℃程度であり、９０〜１３０℃が好ましく、時間が１０秒〜５分程度であり、４０秒〜１００秒が好ましい。
更に、前記反応ベークの後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料に対し、現像処理を行うのが好ましい。この場合、塗布したレジストパターン厚肉化材料の内、前記レジストパターンと相互作用（ミキシング）及び反応していない部分乃至相互作用（ミキシング）が弱い部分（水溶性の高い部分）を溶解除去し、厚肉化レジストパターンを現像する（得る）ことができる点で好ましい。
なお、前記現像処理は、水現像であってもよいし、アルカリ現像液による現像であってもよいが、低コストで効率的に現像処理を行うことができる点で、水現像が好ましい。
なお、前記現像処理は、水現像であってもよいし、アルカリ現像液による現像であってもよいが、低コストで効率的に現像処理を行うことができる点で、水現像が好ましい。
前記レジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターン上に塗布し、該レジストパターンと相互作用（ミキシング）させると、該レジストパターンの表面に、前記レジストパターン厚肉化材料と前記レジストパターンとが相互作用してなる層（ミキシング層）が形成される。その結果、前記レジストパターンは、前記ミキシング層が形成された分だけ、厚肉化され、厚肉化されたレジストパターンが形成される。
こうして厚肉化された前記レジストパターンにより形成された前記レジスト抜けパターンの径乃至幅は、厚肉化前の前記レジストパターンにより形成されていた前記レジスト抜けパターンの径乃至幅よりも小さくなる。その結果、前記レジストパターンのパターニング時に用いた露光装置の光源の露光限界（解像限界）を超えて（前記光源に用いられる光の波長でパターニング可能な開口乃至パターン間隔の大きさの限界値よりも小さく）、より微細な前記レジスト抜けパターンが形成される。即ち、前記レジストパターンのパターニング時にＡｒＦエキシマレーザー光を用いて得られたレジストパターンに対し、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化すると、厚肉化されたレジストパターンにより形成されたレジスト抜けパターンは、例えば、あたかも電子線を用いてパターニングしたかのような微細かつ高精細なものとなる。
なお、前記レジストパターンの厚肉化量は、前記レジストパターン厚肉化材料の粘度、塗布厚み、ベーク温度、ベーク時間等を適宜調節することにより、所望の範囲に制御することができる。
ここで、本発明のレジストパターンの形成方法について以下に図面を参照しながら説明する。
図４に示すように、被加工面（基材）５上に本発明のレジスト組成物３ａを塗布した後、図５に示すように、これをパターニングしてレジストパターン３を形成した後、図６に示すように、レジストパターン３の表面にレジストパターン厚肉化材料１を塗布し、ベーク（加温及び乾燥）をして塗膜を形成する。すると、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面においてレジストパターン厚肉化材料１のレジストパターン３への相互作用（ミキシング（含浸））が起こり、図７に示すように、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面において前記相互作用（ミキシング（含浸））した部分が反応等の相互作用をする。この後、図８に示すように、現像処理を行うと、塗布したレジストパターン厚肉化材料１の内、レジストパターン３と反応していない部分乃至相互作用（ミキシング）が弱い部分（水溶性の高い部分）が溶解除去され、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）上に表層１０ａを有してなる厚肉化レジストパターン１０が形成（現像）される。
図４に示すように、被加工面（基材）５上に本発明のレジスト組成物３ａを塗布した後、図５に示すように、これをパターニングしてレジストパターン３を形成した後、図６に示すように、レジストパターン３の表面にレジストパターン厚肉化材料１を塗布し、ベーク（加温及び乾燥）をして塗膜を形成する。すると、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面においてレジストパターン厚肉化材料１のレジストパターン３への相互作用（ミキシング（含浸））が起こり、図７に示すように、レジストパターン３とレジストパターン厚肉化材料１との界面において前記相互作用（ミキシング（含浸））した部分が反応等の相互作用をする。この後、図８に示すように、現像処理を行うと、塗布したレジストパターン厚肉化材料１の内、レジストパターン３と反応していない部分乃至相互作用（ミキシング）が弱い部分（水溶性の高い部分）が溶解除去され、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）上に表層１０ａを有してなる厚肉化レジストパターン１０が形成（現像）される。
厚肉化レジストパターン１０は、レジストパターン厚肉化材料１により厚肉化され、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）の表面に、レジストパターン厚肉化材料１が反応して形成された表層１０ａを有してなる。このとき、レジスト組成物３ａが、前記スルホン酸アンモニウム塩を含んでいるので、内層レジストパターン１０ｂ（レジストパターン３）の方向、疎密差等や、レジストパターン厚肉化材料１の種類に依存せず、厚肉化される。レジストパターン１０は、レジストパターン３（内層レジストパターン１０ｂ）に比べて表層１０ａの厚み分だけ厚肉化されているので、厚肉化レジストパターン１０により形成されるレジスト抜けパターンの幅は、レジストパターン３（内層レジストパターン１０ｂ）により形成されるレジスト抜けパターンの幅よりも小さく、厚肉化レジストパターン１０により形成される前記レジスト抜けパターンは微細である。
本発明のレジストパターンの形成方法は、各種のレジスト抜けパターン、例えば、ライン＆スペースパターン、ホールパターン（コンタクトホール用など）、トレンチ（溝）パターン、などの形成に好適であり、該レジストパターンの形成方法により形成された厚肉化レジストパターンは、例えば、マスクパターン、レチクルパターンなどとして使用することができ、金属プラグ、各種配線、磁気ヘッド、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＳＡＷフィルタ（弾性表面波フィルタ）等の機能部品、光配線の接続に利用される光部品、マイクロアクチュエータ等の微細部品、半導体装置の製造に好適に使用することができ、後述する本発明の半導体装置の製造方法に好適に使用することができる。
（半導体装置の製造方法）
本発明の半導体装置の製造方法は、レジストパターン形成工程と、パターニング工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程とを含む。
本発明の半導体装置の製造方法は、レジストパターン形成工程と、パターニング工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程とを含む。
前記レジストパターン形成工程は、被加工面上に本発明の前記レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することにより該レジストパターンを厚肉化する工程である。該レジストパターン形成工程により、厚肉化された厚肉化レジストパターンが前記被加工面上に形成される。
該レジストパターン形成工程における詳細は、本発明の前記レジストパターンの形成方法と同様である。
なお、前記被加工面としては、半導体装置における各種部材の表面層が挙げられるが、シリコンウエハ等の基板乃至その表面、各種酸化膜などが好適に挙げられる。前記レジストパターンは上述した通りである。前記塗布の方法は上述した通りである。また、該塗布の後では、上述のプリベーク、反応ベーク等を行うのが好ましい。
該レジストパターン形成工程における詳細は、本発明の前記レジストパターンの形成方法と同様である。
なお、前記被加工面としては、半導体装置における各種部材の表面層が挙げられるが、シリコンウエハ等の基板乃至その表面、各種酸化膜などが好適に挙げられる。前記レジストパターンは上述した通りである。前記塗布の方法は上述した通りである。また、該塗布の後では、上述のプリベーク、反応ベーク等を行うのが好ましい。
前記パターニング工程は、前記レジストパターン形成工程により形成した前記厚肉化レジストパターンをマスク等として用いて（マスクパターン等として用いて）エッチングを行うことにより、前記被加工面をパターニングする工程である。
前記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目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ドライエッチングが好適に挙げられる。該エッチングの条件としては、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目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ドライエッチングが好適に挙げられる。該エッチングの条件としては、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。
前記その他の工程としては、例えば、界面活性剤塗布工程、現像処理工程などが好適に挙げられる。
前記界面活性剤塗布工程は、前記厚肉化レジストパターン形成工程の前に、前記レジストパターンの表面に前記界面活性剤を塗布する工程である。
前記界面活性剤としては、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、上述したものが好適に挙げられ、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第１級アルコールエトキシレート化合物、フェノールエトキシレート化合物、ノニルフェノールエトキシレート系、オクチルフェノールエトキシレート系、ラウリルアルコールエトキシレート系、オレイルアルコールエトキシレート系、脂肪酸エステル系、アミド系、天然アルコール系、エチレンジアミン系、第２級アルコールエトキシレート系、アルキルカチオン系、アミド型４級カチオン系、エステル型４級カチオン系、アミンオキサイド系、ベタイン系、などが挙げられる。
前記現像処理工程は、前記レジストパターン形成工程の後であって前記パターニング工程の前に、塗布したレジストパターン厚肉化材料の現像処理を行う工程である。なお、前記現像処理は、上述した通りである。
本発明の半導体装置の製造方法によると、例えば、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、等を初めとする各種半導体装置を効率的に製造することができる。
本発明の半導体装置の製造方法によると、例えば、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、等を初めとする各種半導体装置を効率的に製造することができる。
以下、本発明の実施例について説明するが、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。
（実施例１）
−レジスト組成物の調製−
下記組成を有するレジスト組成物を調製した。
ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシスチレン：ヒドロキシスチレン＝２０：８０で混合されてなる樹脂（分子量約１０，０００）・・・１００質量部
トリフェニルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート・・・５質量部
トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩・・・１質量部
乳酸エチル・・・８００質量部
−レジスト組成物の調製−
下記組成を有するレジスト組成物を調製した。
ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルオキシスチレン：ヒドロキシスチレン＝２０：８０で混合されてなる樹脂（分子量約１０，０００）・・・１００質量部
トリフェニルスルホニウムパーフルオロブタンスルホネート・・・５質量部
トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩・・・１質量部
乳酸エチル・・・８００質量部
−レジストパターンの形成−
以上により調製した本発明のレジスト組成物を、シリコンウエハ（三菱マテリアル社製）上に、スピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／２０ｓの条件で全面塗布した後、１１０℃／１２０ｓの条件でプリベークを行った。次いで、マスクを介してＫｒＦエキシマレーザー光を８０ｍＪ／ｃｍ２の条件で照射し、１１０℃／１２０ｓの条件で露光後ベークを行った後、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液を用いて１分間現像することにより、２５０ｎｍ×１，０００ｎｍの長方形孤立パターンを形成した。なお、得られたレジストパターンの膜厚は５００ｎｍであった。
得られたレジストパターン上に、レジストパターン厚肉化材料（「ＡＺ Ｒ５００」；ＡＺエレクトロニックマテリアルズ）をスピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／６０ｓの条件で塗布し、１１０℃／６０秒間の条件でベークを行った後、純水でレジストパターン厚肉化材料を６０秒間リンスし、相互作用（ミキシング）していない未反応部を除去し、レジストパターン厚肉化材料より厚肉化したレジストパターンを現像させることにより、厚肉化レジストパターンを形成した。
以上により調製した本発明のレジスト組成物を、シリコンウエハ（三菱マテリアル社製）上に、スピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／２０ｓの条件で全面塗布した後、１１０℃／１２０ｓの条件でプリベークを行った。次いで、マスクを介してＫｒＦエキシマレーザー光を８０ｍＪ／ｃｍ２の条件で照射し、１１０℃／１２０ｓの条件で露光後ベークを行った後、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液を用いて１分間現像することにより、２５０ｎｍ×１，０００ｎｍの長方形孤立パターンを形成した。なお、得られたレジストパターンの膜厚は５００ｎｍであった。
得られたレジストパターン上に、レジストパターン厚肉化材料（「ＡＺ Ｒ５００」；ＡＺエレクトロニックマテリアルズ）をスピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／６０ｓの条件で塗布し、１１０℃／６０秒間の条件でベークを行った後、純水でレジストパターン厚肉化材料を６０秒間リンスし、相互作用（ミキシング）していない未反応部を除去し、レジストパターン厚肉化材料より厚肉化したレジストパターンを現像させることにより、厚肉化レジストパターンを形成した。
図５２Ａに示す厚肉化前のレジストパターン（前記レジストパターン）、及び図５２Ｂに示す厚肉化後のレジストパターン（前記厚肉化レジストパターン）について、短辺方向のサイズＸ１及びＸ２、並びに長辺方向のサイズＹ１及びＹ２をそれぞれ測定し、短辺方向のパターンサイズ変化量（Ｘ２−Ｘ１）及び長辺方向のパターンサイズ変化量（Ｙ２−Ｙ１）を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が５２ｎｍであり、長辺方向が５５ｎｍであった。以上より、実施例１のレジスト組成物を用いると、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、均一にレジストパターンを厚肉化することができることが判った。
（比較例１）
実施例１において、レジスト組成物の調製の際に、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が１５ｎｍであり、長辺方向が３５ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を添加しなった比較例１のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉化量が大きくなることが判った。
実施例１において、レジスト組成物の調製の際に、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が１５ｎｍであり、長辺方向が３５ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を添加しなった比較例１のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉化量が大きくなることが判った。
（実施例２）
実施例１において、レジスト組成物を、下記組成に基づいて調製した以外は、実施例１と同様にして厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。
−レジスト組成物の調製−
ＫｒＦレジスト（「ＤＸ５２００Ｐ」；ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製）・・・５ｇ
トリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩・・・３ｍｇ
なお、前記ＫｒＦレジスト基材樹脂の質量に対する前記アンモニウム塩の含有量は、０．３〜０．６質量％程度である。
実施例１において、レジスト組成物を、下記組成に基づいて調製した以外は、実施例１と同様にして厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。
−レジスト組成物の調製−
ＫｒＦレジスト（「ＤＸ５２００Ｐ」；ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製）・・・５ｇ
トリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩・・・３ｍｇ
なお、前記ＫｒＦレジスト基材樹脂の質量に対する前記アンモニウム塩の含有量は、０．３〜０．６質量％程度である。
パターンサイズ変化量は、短辺方向が５９ｎｍであり、長辺方向が６３ｎｍであった。以上より、実施例２のレジスト組成物を用いると、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、均一にレジストパターンを厚肉化することができることが判った。
（比較例２）
実施例２において、レジスト組成物の調製の際に、トリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例２と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が２２ｎｍであり、長辺方向が５３ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩を添加しなった比較例２のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉化量が大きくなることが判った。
実施例２において、レジスト組成物の調製の際に、トリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例２と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が２２ｎｍであり、長辺方向が５３ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトリフルオロメタンスルホン酸メチルフェニルアンモニウム塩を添加しなった比較例２のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉化量が大きくなることが判った。
（実施例３）
実施例２において、図５３に示すレジストパターンを形成した以外は、実施例２と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。
図５３において、レジストパターンのパターン形状は、1辺３００ｎｍの正方形が横方向に４個、縦方向に３個、それぞれ整列したものであり、該レジストパターン間のスペース部は、横方向Ｗが３００ｎｍであり、縦方向Ｈが６００ｎｍである。
実施例２において、図５３に示すレジストパターンを形成した以外は、実施例２と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。
図５３において、レジストパターンのパターン形状は、1辺３００ｎｍの正方形が横方向に４個、縦方向に３個、それぞれ整列したものであり、該レジストパターン間のスペース部は、横方向Ｗが３００ｎｍであり、縦方向Ｈが６００ｎｍである。
１２個の前記正方形パターンについて、実施例１と同様にして、横方向及び縦方向のレジストパターンのパターンサイズ変化量をそれぞれ測定し、その平均値を算出したところ、横方向が６０ｎｍであり、縦方向が５５ｎｍであった。以上より、実施例２のレジスト組成物を用いると、レジストパターンの疎密差に対する依存性が小さく、均一にレジストパターンを厚肉化することができることが判った。
（比較例３）
実施例３において、比較例２のレジスト組成物を用いた以外は、実施例３と同様にして、図５１に示すレジストパターンを形成し、更に厚肉化レジストパターンを形成し、レジストパターンのパターンサイズ変化量の平均値を測定した。その結果、横方向が５１ｎｍであり、縦方向が２５ｎｍであった。以上より、比較例２のレジスト組成物を用いると、レジストパターンの疎密差に対して顕著に依存し、特にレジストパターンが密な方向での厚肉化量が大きくなることが判った。
実施例３において、比較例２のレジスト組成物を用いた以外は、実施例３と同様にして、図５１に示すレジストパターンを形成し、更に厚肉化レジストパターンを形成し、レジストパターンのパターンサイズ変化量の平均値を測定した。その結果、横方向が５１ｎｍであり、縦方向が２５ｎｍであった。以上より、比較例２のレジスト組成物を用いると、レジストパターンの疎密差に対して顕著に依存し、特にレジストパターンが密な方向での厚肉化量が大きくなることが判った。
（実施例４）
−レジスト組成物の調製−
下記組成を有するレジスト組成物を調製した。
ＡｒＦレジスト（「ＡＲ１２４４Ｊ」；ＪＳＲ製）・・・５ｇ
トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩・・・２ｍｇ
なお、前記ＡｒＦレジスト基材樹脂の質量に対する前記アンモニウム塩の含有量は、０．２〜０．４質量％程度である。
−レジスト組成物の調製−
下記組成を有するレジスト組成物を調製した。
ＡｒＦレジスト（「ＡＲ１２４４Ｊ」；ＪＳＲ製）・・・５ｇ
トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩・・・２ｍｇ
なお、前記ＡｒＦレジスト基材樹脂の質量に対する前記アンモニウム塩の含有量は、０．２〜０．４質量％程度である。
−レジストパターンの形成−
以上により調製した本発明のレジスト組成物を、シリコンウエハ（三菱マテリアル社製）上に、スピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／２０ｓの条件で全面塗布した後、１１０℃／６０ｓの条件でプリベークを行った。次いで、マスクを介してＡｒＦエキシマレーザー光を４０ｍＪ／ｃｍ２の条件で照射し、１１０℃／６０ｓの条件で露光後ベークを行った後、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液を用いて１分間現像することにより、１２０ｎｍ×５００ｎｍの長方形孤立パターンを形成した。なお、得られたレジストパターンの膜厚は２５０ｎｍであった。
以上により調製した本発明のレジスト組成物を、シリコンウエハ（三菱マテリアル社製）上に、スピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／２０ｓの条件で全面塗布した後、１１０℃／６０ｓの条件でプリベークを行った。次いで、マスクを介してＡｒＦエキシマレーザー光を４０ｍＪ／ｃｍ２の条件で照射し、１１０℃／６０ｓの条件で露光後ベークを行った後、２．３８質量％ＴＭＡＨ水溶液を用いて１分間現像することにより、１２０ｎｍ×５００ｎｍの長方形孤立パターンを形成した。なお、得られたレジストパターンの膜厚は２５０ｎｍであった。
−レジストパターン厚肉化材料の調製−
下記組成を有するレジストパターン厚肉化材料を調製した。
ポリビニルアセタール樹脂（「ＫＷ−３」；積水化学）・・・１６質量部
２−ヒドロキシベンジルアルコール・・・１質量部
純水・・・９５．５質量部
イソプロピルアルコール・・・０．５質量部
非イオン性界面活性剤（「ＰＣ−６」；旭電化製、多核フェノール系界面活性剤）・・・０．０８質量部
下記組成を有するレジストパターン厚肉化材料を調製した。
ポリビニルアセタール樹脂（「ＫＷ−３」；積水化学）・・・１６質量部
２−ヒドロキシベンジルアルコール・・・１質量部
純水・・・９５．５質量部
イソプロピルアルコール・・・０．５質量部
非イオン性界面活性剤（「ＰＣ−６」；旭電化製、多核フェノール系界面活性剤）・・・０．０８質量部
得られたレジストパターン上に、調製したレジストパターン厚肉化材料をスピンコート法により、３，５００ｒｐｍ／２０ｓの条件で塗布し、１１０℃／６０秒間の条件でベークを行った後、純水でレジストパターン厚肉化材料を６０秒間リンスし、相互作用（ミキシング）していない未反応部を除去し、レジストパターン厚肉化材料より厚肉化したレジストパターンを現像させることにより、厚肉化レジストパターンを形成した。
パターンサイズ変化量を測定したところ、短辺方向が３６ｎｍであり、長辺方向が４０ｎｍであった。
パターンサイズ変化量を測定したところ、短辺方向が３６ｎｍであり、長辺方向が４０ｎｍであった。
（実施例５）
実施例４において、下記方法により調製したレジストパターン厚肉化材料を用いた以外は、実施例４と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。
−レジストパターン厚肉化材料の調製−
下記組成を有するレジストパターン厚肉化材料を調製した。
ポリビニルアセタール樹脂（「ＫＷ−３」；積水化学）・・・１６質量部
テトラメトキシメチルグリコールウリル（架橋剤、三和ケミカル製）・・・１．３５質量部
純水・・・９８．６質量部
イソプロピルアルコール・・・０．４質量部
非イオン性界面活性剤（「ＰＣ−６」；旭電化製、多核フェノール系界面活性剤）・・・０．１２質量部
実施例４において、下記方法により調製したレジストパターン厚肉化材料を用いた以外は、実施例４と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。
−レジストパターン厚肉化材料の調製−
下記組成を有するレジストパターン厚肉化材料を調製した。
ポリビニルアセタール樹脂（「ＫＷ−３」；積水化学）・・・１６質量部
テトラメトキシメチルグリコールウリル（架橋剤、三和ケミカル製）・・・１．３５質量部
純水・・・９８．６質量部
イソプロピルアルコール・・・０．４質量部
非イオン性界面活性剤（「ＰＣ−６」；旭電化製、多核フェノール系界面活性剤）・・・０．１２質量部
パターンサイズ変化量を測定したところ、短辺方向が４６ｎｍであり、長辺方向が５１ｎｍであった。以上より、架橋剤を含むレジストパターン厚肉化材料を用いても、レジストパターンのサイズ及び方向に対する依存性が小さく、レジストパターンをより均一に厚肉化することができることが判った。
（比較例４）
実施例５において、レジスト組成物の調製の際に、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例５と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が２１ｎｍであり、長辺方向が４６ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩を添加しなかった比較例４のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉加量が大きくことなることが判った。
実施例５において、レジスト組成物の調製の際に、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩を添加しなかった以外は、実施例５と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成し、短辺方向及び長辺方向のパターンサイズ変化量を算出した。その結果、パターンサイズ変化量は、短辺方向が２１ｎｍであり、長辺方向が４６ｎｍであった。以上より、スルホン酸アンモニウム塩としてのトリフルオロメタンスルホン酸ジメチルアンモニウム塩を添加しなかった比較例４のレジスト組成物では、レジストパターンの方向により、厚肉化量が顕著に異なり、特に長辺方向では短辺方向に比して厚肉加量が大きくことなることが判った。
（実施例６）
実施例１において、前記トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を、トルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩に代えた以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。レジストパターンのパターン変化量を測定したところ、短辺方向が４０ｎｍであり、長辺方向が４３ｎｍであり、レジスト組成物中にトルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩を添加すると、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、レジストパターンを均一に厚肉化することができることが判った。
実施例１において、前記トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を、トルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩に代えた以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。レジストパターンのパターン変化量を測定したところ、短辺方向が４０ｎｍであり、長辺方向が４３ｎｍであり、レジスト組成物中にトルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩を添加すると、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、レジストパターンを均一に厚肉化することができることが判った。
（実施例７）
実施例１において、前記トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩１質量部を、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩０．５質量部及びトルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩０．５質量部に代えて併用した以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。レジストパターン変化量を測定したところ、短辺方向が４４ｎｍであり、長辺方向が４７ｎｍであり、２種のスルホン酸ナトリウム塩を併用しても、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、レジストパターンを均一に厚肉化することができることが判った。
実施例１において、前記トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩１質量部を、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩０．５質量部及びトルエンスルホン酸モノエチルアンモニウム塩０．５質量部に代えて併用した以外は、実施例１と同様にして、厚肉化レジストパターンを形成した。レジストパターン変化量を測定したところ、短辺方向が４４ｎｍであり、長辺方向が４７ｎｍであり、２種のスルホン酸ナトリウム塩を併用しても、レジストパターンの方向に対する依存性が小さく、レジストパターンを均一に厚肉化することができることが判った。
（実施例８）
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩の添加量を、０．００５質量％に変えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンを厚肉化した。レジストパターンのパターン変化量を測定したところ、短辺方向が２０ｎｍであり、長辺方向が３５ｎｍであった。
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩の添加量を、０．００５質量％に変えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンを厚肉化した。レジストパターンのパターン変化量を測定したところ、短辺方向が２０ｎｍであり、長辺方向が３５ｎｍであった。
（実施例９）
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩の添加量を、７質量％に変えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンを厚肉化した。実施例９では、レジスト感度が３０％程度低下し、パターニングに影響が出たため、これ以上の添加量ではレジスト性能自体への影響が大きいことが分かった。
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩の添加量を、７質量％に変えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、該レジスト組成物を用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンを厚肉化した。実施例９では、レジスト感度が３０％程度低下し、パターニングに影響が出たため、これ以上の添加量ではレジスト性能自体への影響が大きいことが分かった。
（実施例１０）
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を、４級アンモニウム塩としてのトルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩、及びトルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム塩に、それぞれ代えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製したところ、これらの４級アンモニウム塩はレジスト溶媒に溶解し難かった。
また、実施例１と同様にして、レジストパターンを形成した後、厚肉化を試みたが、４級アンモニウム塩を添加しない場合と差がなかった。
実施例１において、トルエンスルホン酸トリエチルアンモニウム塩を、４級アンモニウム塩としてのトルエンスルホン酸テトラメチルアンモニウム塩、及びトルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム塩に、それぞれ代えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製したところ、これらの４級アンモニウム塩はレジスト溶媒に溶解し難かった。
また、実施例１と同様にして、レジストパターンを形成した後、厚肉化を試みたが、４級アンモニウム塩を添加しない場合と差がなかった。
以上より、実施例１〜１０及び比較例１〜４で測定したレジストパターンのパターン変化量を表１に示す。なお、表１中、「含有量」は、レジスト基材樹脂の質量に対するスルホン酸アンモニウム塩の含有量（質量％）を表す。
（実施例１１）
図９に示すように、シリコン基板１１上に層間絶縁膜１２を形成し、図１０に示すように、層間絶縁膜１２上にスパッタリング法によりチタン膜１３を形成した。次に、図１１に示すように、公知のフォトリソグラフィー技術によりレジストパターン１４を形成し、これをマスクとして用い、反応性イオンエッチングによりチタン膜１３をパターニングして開口部１５ａを形成した。引き続き、反応性イオンエッチングによりレジストパターン１４を除去するととともに、図１２に示すように、チタン膜１３をマスクにして層間絶縁膜１２に開口部１５ｂを形成した。
図９に示すように、シリコン基板１１上に層間絶縁膜１２を形成し、図１０に示すように、層間絶縁膜１２上にスパッタリング法によりチタン膜１３を形成した。次に、図１１に示すように、公知のフォトリソグラフィー技術によりレジストパターン１４を形成し、これをマスクとして用い、反応性イオンエッチングによりチタン膜１３をパターニングして開口部１５ａを形成した。引き続き、反応性イオンエッチングによりレジストパターン１４を除去するととともに、図１２に示すように、チタン膜１３をマスクにして層間絶縁膜１２に開口部１５ｂを形成した。
次に、チタン膜１３をウェット処理により除去し、図１３に示すように層間絶縁膜１２上にＴｉＮ膜１６をスパッタリング法により形成し、続いて、ＴｉＮ膜１６上にＣｕ膜１７を電解めっき法で成膜した。次いで、図１４に示すように、ＣＭＰにて開口部１５ｂ（図１２）に相当する溝部のみにバリアメタルとＣｕ膜（第一の金属膜）を残して平坦化し、第一層の配線１７ａを形成した。
次いで、図１５に示すように、第一層の配線１７ａの上に層間絶縁膜１８を形成した後、図９〜図１４と同様にして、図１６に示すように、第一層の配線１７ａを、後に形成する上層配線と接続するＣｕプラグ（第二の金属膜）１９及びＴｉＮ膜１６ａを形成した。
上述の各工程を繰り返すことにより、図１７に示すように、シリコン基板１１上に第一層の配線１７ａ、第二層の配線２０、及び第三層の配線２１を含む多層配線構造を備えた半導体装置を製造した。なお、図１７においては、各層の配線の下層に形成したバリアメタル層は、図示を省略した。
この実施例１１では、レジストパターン１４が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて、実施例１〜７における場合と同様にして製造した厚肉化レジストパターンである。
この実施例１１では、レジストパターン１４が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて、実施例１〜７における場合と同様にして製造した厚肉化レジストパターンである。
（実施例１２）
−フラッシュメモリ及びその製造−
実施例１２は、本発明のレジスト組成物を用いた本発明の半導体装置及びその製造方法の一例である。なお、この実施例９では、以下のレジスト膜２６、２７、２９及び３２が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例１〜７におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
−フラッシュメモリ及びその製造−
実施例１２は、本発明のレジスト組成物を用いた本発明の半導体装置及びその製造方法の一例である。なお、この実施例９では、以下のレジスト膜２６、２７、２９及び３２が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例１〜７におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
図１８及び図１９は、ＦＬＯＴＯＸ型又はＥＴＯＸ型と呼ばれるＦＬＯＴＯＸ型又はＥＴＯＸ型と呼ばれるＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭの上面図（平面図）であり、図２０〜図２８は、該ＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭの製造方法に関する一例を説明するための断面概略図であり、これらにおける、左図はメモリセル部（第１素子領域）であって、フローティングゲート電極を有するＭＯＳトランジスタの形成される部分のゲート幅方向（図１８及び図１９におけるＸ方向）の断面（Ａ方向断面）概略図であり、中央図は前記左図と同部分のメモリセル部であって、前記Ｘ方向と直交するゲート長方向（図１８及び図１９におけるＹ方向）の断面（Ｂ方向断面）概略図であり、右図は周辺回路部（第２素子領域）のＭＯＳトランジスタの形成される部分の断面（図１８及び図１９におけるＡ方向断面）概略図である。
まず、図２０に示すように、ｐ型のＳｉ基板２２上の素子分離領域に選択的にＳｉＯ２膜によるフィールド酸化膜２３を形成した。その後、メモリセル部（第１素子領域）のＭＯＳトランジスタにおける第１ゲート絶縁膜２４ａを厚みが１００〜３００Å（１０〜３０ｎｍ）となるように熱酸化にてＳｉＯ２膜により形成し、また別の工程で、周辺回路部（第２素子領域）のＭＯＳトランジスタにおける第２ゲート絶縁膜２４ｂを厚みが１００〜５００Å（１０〜５０ｎｍ）となるように熱酸化にてＳｉＯ２膜により形成した。なお、第１ゲート絶縁膜２４ａ及び第２ゲート絶縁膜２４ｂを同一厚みにする場合には、同一の工程で同時に酸化膜を形成してもよい。
次に、前記メモリセル部（図２０の左図及び中央図）にｎ型ディプレションタイプのチャネルを有するＭＯＳトランジスタを形成するため、閾値電圧を制御する目的で前記周辺回路部（図２０の右図）をレジスト膜２６によりマスクした。そして、フローティングゲート電極直下のチャネル領域となる領域に、ｎ型不純物としてドーズ量１×１０１１〜１×１０１４ｃｍ−２のリン（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）をイオン注入法により導入し、第１閾値制御層２５ａを形成した。なお、このときのドーズ量及び不純物の導電型は、ディプレッションタイプにするかアキュミレーションタイプにするかにより適宜選択することができる。
次に、前記周辺回路部（図２１の右図）にｎ型ディプレションタイプのチャネルを有するＭＯＳトランジスタを形成するため、閾値電圧を制御する目的でメモリセル部（図２１の左図及び中央図）をレジスト膜２７によりマスクした。そして、ゲート電極直下のチャネル領域となる領域に、ｎ型不純物としてドーズ量１×１０１１〜１×１０１４ｃｍ−２のリン（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）をイオン注入法により導入し、第２閾値制御層２５ｂを形成した。
次に、前記メモリセル部（図２２の左図及び中央図）のＭＯＳトランジスタのフローティングゲート電極、及び前記周辺回路部（図２２の右図）のＭＯＳトランジスタのゲート電極として、厚みが５００〜２，０００Å（５０〜２００ｎｍ）である第１ポリシリコン膜（第１導電体膜）２８を全面に形成した。
その後、図２３に示すように、マスクとして形成したレジスト膜２９により第１ポリシリコン膜２８をパターニングして前記メモリセル部（図２３の左図及び中央図）のＭＯＳトランジスタにおけるフローティングゲート電極２８ａを形成した。このとき、図２３に示すように、Ｘ方向は最終的な寸法幅になるようにパターニングし、Ｙ方向はパターニングせずＳ／Ｄ領域層となる領域はレジスト膜２９により被覆されたままにした。
次に、（図２４の左図及び中央図）に示すように、レジスト膜２９を除去した後、フローティングゲート電極２８ａを被覆するようにして、ＳｉＯ２膜からなるキャパシタ絶縁膜３０ａを厚みが約２００〜５００Å（２０〜５０ｎｍ）となるように熱酸化にて形成した。このとき、前記周辺回路部（図２４の右図）の第１ポリシリコン膜２８上にもＳｉＯ２膜からなるキャパシタ絶縁膜３０ｂが形成される。なお、ここでは、キャパシタ絶縁膜３０ａ及び３０ｂはＳｉＯ２膜のみで形成されているが、ＳｉＯ２膜及びＳｉ３Ｎ４膜が２〜３積層された複合膜で形成されていてもよい。
次に、図２４に示すように、フローティングゲート電極２８ａ及びキャパシタ絶縁膜３０ａを被覆するようにして、コントロールゲート電極となる第２ポリシリコン膜（第２導電体膜）３１を厚みが５００〜２，０００Å（５０〜２００ｎｍ）となるように形成した。
次に、図２５に示すように、前記メモリセル部（図２５の左図及び中央図）をレジスト膜３２によりマスクし、前記周辺回路部（図２５の右図）の第２ポリシリコン膜３１及びキャパシタ絶縁膜３０ｂを順次、エッチングにより除去し、第１ポリシリコン膜２８を表出させた。
次に、図２６に示すように、前記メモリセル部（図２６の左図及び中央図）の第２ポリシリコン膜３１、キャパシタ絶縁膜３０ａ及びＸ方向だけパターニングされている第１ポリシリコン膜２８ａに対し、レジスト膜３２をマスクとして、第１ゲート部３３ａの最終的な寸法となるようにＹ方向のパターニングを行い、Ｙ方向に幅約１μｍのコントロールゲート電極３１ａ／キャパシタ絶縁膜３０ｃ／フローティングゲート電極２８ｃによる積層を形成すると共に、前記周辺回路部（図２６の右図）の第１ポリシリコン膜２８に対し、レジスト膜３２をマスクとして、第２ゲート部３３ｂの最終的な寸法となるようにパターニングを行い、幅約１μｍのゲート電極２８ｂを形成した。
次に、前記メモリセル部（図２７の左図及び中央図）のコントロールゲート電極３１ａ／キャパシタ絶縁膜３０ｃ／フローティングゲート電極２８ｃによる積層をマスクとして、素子形成領域のＳｉ基板２２にドーズ量１×１０１４〜１×１０１６ｃｍ−２のリン（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）をイオン注入法により導入し、ｎ型のＳ／Ｄ領域層３５ａ及び３５ｂを形成すると共に、前記周辺回路部（図２７の右図）のゲート電極２８ｂをマスクとして、素子形成領域のＳｉ基板２２にｎ型不純物としてドーズ量１×１０１４〜１×１０１６ｃｍ−２のリン（Ｐ）又は砒素（Ａｓ）をイオン注入法により導入し、Ｓ／Ｄ領域層３６ａ及び３６ｂを形成した。
次に、前記メモリセル部（図２８の左図及び中央図）の第１ゲート部３３ａ及び前記周辺回路部（図２８の右図）の第２ゲート部３３ｂを、ＰＳＧ膜による層間絶縁膜３７を厚みが約５，０００Å（５００ｎｍ）となるようにして被覆形成した。
その後、Ｓ／Ｄ領域層３５ａ及び３５ｂ並びにＳ／Ｄ領域層３６ａ及び３６ｂ上に形成した層間絶縁膜３７に、コンタクトホール３８ａ及び３８ｂ並びにコンタクトホール３９ａ及び３９ｂを形成した後、Ｓ／Ｄ電極４０ａ及び４０ｂ並びにＳ／Ｄ電極４１ａ及び４１ｂを形成した。なお、コンタクトホール３８ａ及び３８ｂ並びにコンタクトホール３９ａ及び３９ｂの形成は、本発明のレジスト組成物によるホールパターンを形成し、該ホールパターンを形成するレジストパターンを前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化し、微細なレジスト抜けパターン（ホールパターン）を形成してから、常法に従って行った。
以上により、図２８に示すように、半導体装置としてＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭを製造した。
このＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭにおいては、前記周辺回路部（図２０〜図２８における右図）の第２ゲート絶縁膜２４ｂが形成後から終始、第１ポリシリコン膜２８又はゲート電極２８ｂにより被覆されている（図２０〜図２８における右図）ので、第２ゲート絶縁膜２４ｂは最初に形成された時の厚みを保持したままである。このため、第２ゲート絶縁膜２４ｂの厚みの制御を容易に行うことができると共に、閾値電圧の制御のための導電型不純物濃度の調整も容易に行うことができる。
なお、上記実施例では、第１ゲート部３３ａを形成するのに、まずゲート幅方向（図１８及び図１９におけるＸ方向）に所定幅でパターニングした後、ゲート長方向（図１８及び図１９におけるＹ方向）にパターニングして最終的な所定幅としているが、逆に、ゲート長方向（図１８及び図１９におけるＹ方向）に所定幅でパターニングした後、ゲート幅方向（図１８及び図１９におけるＸ方向）にパターニングして最終的な所定幅としてもよい。
図２９〜図３１に示すＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭの製造例は、上記実施例において図２８で示した工程の後が図２９〜図３１に示すように変更した以外は上記実施例と同様である。即ち、図２９に示すように、前記メモリセル部（図２９における左図及び中央図）の第２ポリシリコン膜３１及び前記周辺回路部（図２９の右図）の第１ポリシリコン膜２８上に、タングステン（Ｗ）膜又はチタン（Ｔｉ）膜からなる高融点金属膜（第４導電体膜）４２を厚みが約２，０００Å（２００ｎｍ）となるようにして形成しポリサイド膜を設けた点でのみ上記実施例と異なる。図２９の後の工程、即ち図３０〜図３１に示す工程は、図２６〜図２８と同様に行った。図２６〜図２８と同様の工程については説明を省略し、図２９〜図３１においては図２６〜図２８と同じものは同記号で表示した。
以上により、図３１に示すように、半導体装置としてＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭを製造した。
以上により、図３１に示すように、半導体装置としてＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭを製造した。
このＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭにおいては、コントロールゲート電極３１ａ及びゲート電極２８ｂ上に、高融点金属膜（第４導電体膜）４２ａ及び４２ｂを有するので、電気抵抗値を一層低減することができる。
なお、ここでは、高融点金属膜（第４導電体膜）として高融点金属膜（第４導電体膜）４２ａ及び４２ｂを用いているが、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ）膜等の高融点金属シリサイド膜を用いてもよい。
なお、ここでは、高融点金属膜（第４導電体膜）として高融点金属膜（第４導電体膜）４２ａ及び４２ｂを用いているが、チタンシリサイド（ＴｉＳｉ）膜等の高融点金属シリサイド膜を用いてもよい。
図３２〜図３４に示すＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭの製造例は、上記実施例において、前記周辺回路部（第２素子領域）（図３２における右図）の第２ゲート部３３ｃも、前記メモリセル部（第１素子領域）（図３２における左図及び中央図）の第１ゲート部３３ａと同様に、第１ポリシリコン膜２８ｂ（第１導電体膜）／ＳｉＯ２膜３０ｄ（キャパシタ絶縁膜）／第２ポリシリコン膜３１ｂ（第２導電体膜）という構成にし、図３３又は図３４に示すように、第１ポリシリコン膜２８ｂ及び第２ポリシリコン膜３１ｂをショートさせてゲート電極を形成している点で異なること以外は上記実施例と同様である。
ここでは、図３３に示すように、第１ポリシリコン膜２８ｂ（第１導電体膜）／ＳｉＯ２膜３０ｄ（キャパシタ絶縁膜）／第２ポリシリコン膜３１ｂ（第２導電体膜）を貫通する開口部５２ａを、例えば図３２に示す第２ゲート部３３ｃとは別の箇所、例えば絶縁膜５４上に形成し、開口部５２ａ内に第３導電体膜、例えばＷ膜又はＴｉ膜等の高融点金属膜５３ａを埋め込むことにより、第１ポリシリコン膜２８ｂ及び第２ポリシリコン膜３１ｂをショートさせている。また、図３４に示すように、第１ポリシリコン膜２８ｂ（第１導電体膜）／ＳｉＯ２膜３０ｄ（キャパシタ絶縁膜）を貫通する開口部５２ｂを形成して開口部５２ｂの底部に下層の第１ポリシリコン膜２８ｂを表出させた後、開口部５２ｂ内に第３導電体膜、例えばＷ膜又はＴｉ膜等の高融点金属膜５３ｂを埋め込むことにより、第１ポリシリコン膜２８ｂ及び第２ポリシリコン膜３１ｂをショートさせている。
このＦＬＡＳＨ ＥＰＲＯＭにおいては、前記周辺回路部の第２ゲート部３３ｃは、前記メモリセル部の第１ゲート部３３ａと同構造であるので、前記メモリセル部を形成する際に同時に前記周辺回路部を形成することができ、製造工程を簡単にすることができ効率的である。
なお、ここでは、第３導電体膜５３ａ又は５３ｂと、高融点金属膜（第４導電体膜）４２とをそれぞれ別々に形成しているが、共通の高融点金属膜として同時に形成してもよい。
なお、ここでは、第３導電体膜５３ａ又は５３ｂと、高融点金属膜（第４導電体膜）４２とをそれぞれ別々に形成しているが、共通の高融点金属膜として同時に形成してもよい。
（実施例１３）
−磁気ヘッドの製造−
実施例１３は、本発明のレジスト組成物を用いた本発明のレジストパターンの応用例としての磁気ヘッドの製造に関する。なお、この実施例１３では、以下のレジストパターン１０２及び１２６が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例１〜７におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
−磁気ヘッドの製造−
実施例１３は、本発明のレジスト組成物を用いた本発明のレジストパターンの応用例としての磁気ヘッドの製造に関する。なお、この実施例１３では、以下のレジストパターン１０２及び１２６が、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した後、レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例１〜７におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
図３５〜図３８は、磁気ヘッドの製造を説明するための工程図である。
まず、図３５に示すように、層間絶縁層１００上に、厚みが６μｍとなるようにレジスト膜を形成し、露光、現像を行って、渦巻状の薄膜磁気コイル形成用の開口パターンを有するレジストパターン１０２を形成した。
次に、図３６に示すように、層間絶縁層１００上における、レジストパターン１０２上及びレジストパターン１０２が形成されていない部位、即ち開口部１０４の露出面上に、厚みが０．０１μｍであるＴｉ密着膜と厚みが０．０５μｍであるＣｕ密着膜とが積層されてなるメッキ被加工面１０６を蒸着法により形成した。
まず、図３５に示すように、層間絶縁層１００上に、厚みが６μｍとなるようにレジスト膜を形成し、露光、現像を行って、渦巻状の薄膜磁気コイル形成用の開口パターンを有するレジストパターン１０２を形成した。
次に、図３６に示すように、層間絶縁層１００上における、レジストパターン１０２上及びレジストパターン１０２が形成されていない部位、即ち開口部１０４の露出面上に、厚みが０．０１μｍであるＴｉ密着膜と厚みが０．０５μｍであるＣｕ密着膜とが積層されてなるメッキ被加工面１０６を蒸着法により形成した。
次に、図３７に示すように、層間絶縁層１００上における、レジストパターン１０２が形成されていない部位、即ち開口部１０４の露出面上に形成されたメッキ被加工面１０６の表面に、厚みが３μｍであるＣｕメッキ膜からなる薄膜導体１０８を形成した。
次に、図３８に示すように、レジストパターン１０２を溶解除去し層間絶縁層１００上からリフトオフすると、薄膜導体１０８の渦巻状パターンによる薄膜磁気コイル１１０が形成される。
以上により磁気ヘッドを製造した。
次に、図３８に示すように、レジストパターン１０２を溶解除去し層間絶縁層１００上からリフトオフすると、薄膜導体１０８の渦巻状パターンによる薄膜磁気コイル１１０が形成される。
以上により磁気ヘッドを製造した。
ここで得られた磁気ヘッドは、本発明のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン１０２により渦巻状パターンが微細に形成されているので、薄膜磁気コイル１１０は微細かつ精細であり、しかも量産性に優れる。
図３９〜図４４は、他の磁気ヘッドの製造を説明するための工程図である。
図３９示すように、セラミック製の非磁性基板１１２上にスパッタリング法によりギャップ層１１４を被覆形成した。なお、非磁性基板１１２上には、図示していないが予め酸化ケイ素による絶縁体層及びＮｉ−Ｆｅパーマロイからなる導電性被加工面がスパッタリング法により被覆形成され、更にＮｉ−Ｆｅパーマロイからなる下部磁性層が形成されている。そして、図示しない前記下部磁性層の磁性先端部となる部分を除くギャップ層１１４上の所定領域に熱硬化樹脂により樹脂絶縁膜１１６を形成した。次に、樹脂絶縁膜１１６上にレジスト材を塗布してレジスト膜１１８を形成した。
図３９示すように、セラミック製の非磁性基板１１２上にスパッタリング法によりギャップ層１１４を被覆形成した。なお、非磁性基板１１２上には、図示していないが予め酸化ケイ素による絶縁体層及びＮｉ−Ｆｅパーマロイからなる導電性被加工面がスパッタリング法により被覆形成され、更にＮｉ−Ｆｅパーマロイからなる下部磁性層が形成されている。そして、図示しない前記下部磁性層の磁性先端部となる部分を除くギャップ層１１４上の所定領域に熱硬化樹脂により樹脂絶縁膜１１６を形成した。次に、樹脂絶縁膜１１６上にレジスト材を塗布してレジスト膜１１８を形成した。
次に、図４０に示すように、レジスト膜１１８に露光、現像を行い、渦巻状パターンを形成した。そして、図４１に示すように、この渦巻状パターンのレジスト膜１１８を数百℃で一時間程度熱硬化処理を行い、突起状の第１渦巻状パターン１２０を形成した。更に、その表面にＣｕからなる導電性被加工面１２２を被覆形成した。
次に、図４２に示すように、導電性被加工面１２２上にレジスト材をスピンコート法により塗布してレジスト膜１２４を形成した後、レジスト膜１２４を第１渦巻状パターン１２０上にパターニングしてレジストパターン１２６を形成した。
次に、図４３に示すように、導電性被加工面１２２の露出面上に、即ちレジストパターン１２６が形成されていない部位上に、Ｃｕ導体層１２８をメッキ法により形成した。その後、図４４に示すように、レジストパターン１２６を溶解除去することにより、導電性被加工面１２２上からリフトオフし、Ｃｕ導体層１２８による渦巻状の薄膜磁気コイル１３０を形成した。
以上により、図４５の平面図に示すような、樹脂絶縁膜１１６上に磁性層１３２を有し、表面に薄膜磁気コイル１３０が設けられた磁気ヘッドを製造した。
以上により、図４５の平面図に示すような、樹脂絶縁膜１１６上に磁性層１３２を有し、表面に薄膜磁気コイル１３０が設けられた磁気ヘッドを製造した。
ここで得られた磁気ヘッドは、本発明のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン１２６により渦巻状パターンが微細に形成されているので、薄膜磁気コイル１３０は微細かつ精細であり、しかも量産性に優れる。
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） スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含むことを特徴とするレジスト組成物。
（付記２） スルホン酸アンモニウム塩におけるスルホン酸イオン部が、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及びトルエンスルホン酸イオンの少なくともいずれかである付記１に記載のレジスト組成物。
（付記３） スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部が、一級アンモニウムイオン、二級アンモニウムイオン及び三級アンモニウムイオンの少なくともいずれかである付記１から２のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記４） スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部が、下記一般式（１）で表される付記１から３のいずれかに記載のレジスト組成物。
ただし、前記一般式（１）中、Ｎは、窒素原子を表す。Ｒ１〜Ｒ４は、少なくとも１つが水素原子を表し、該水素原子以外は、炭素数４以下のアルキル基及びフェニル基の少なくともいずれかを表す。
（付記５） スルホン酸アンモニウム塩の含有量が、レジスト組成物の全固形分の質量に対して、０．０１〜５質量％である付記１から４のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記６） レジスト組成物が、脂環族系官能基を側鎖に有するアクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系レジスト及びシクロオレフィン系レジストから選択される少なくとも１種である付記１から５のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記７） 脂環族系官能基がアダマンチル系官能基及びノルボルナン系官能基から選択され、シクロオレフィン系レジストがノルボルネン及びアダマンタンの少なくとも一方を主鎖に含む付記６に記載のレジスト組成物。
（付記８） 波長が４４０ｎｍ以下の露光光を用いて露光される付記１から７のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記９） 露光光が、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、Ｆ２エキシマレーザー光、及び電子線から選択される少なくとも１種である付記８に記載のレジスト組成物。
（付記１０） 付記１から９のいずれかに記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することを含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
（付記１１） レジストパターン厚肉化材料の塗布後、該レジストパターン厚肉化材料の現像処理を行う付記１０に記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１２） 現像処理が少なくとも水を用いて行われる付記１１に記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１３） 被加工面上に付記１から９に記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することにより該レジストパターンを厚肉化するレジストパターン形成工程と、該厚肉化したレジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工面をパターニングするパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１４） レジストパターン形成工程の前に、レジストパターンの表面に、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第１級アルコールエトキシレート化合物、及びフェノールエトキシレート化合物から選択される少なくとも１種である非イオン性界面活性剤を塗布する界面活性剤塗布工程を含む付記１３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１５） 付記１３から１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造されたことを特徴とする半導体装置。
（付記１） スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含むことを特徴とするレジスト組成物。
（付記２） スルホン酸アンモニウム塩におけるスルホン酸イオン部が、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及びトルエンスルホン酸イオンの少なくともいずれかである付記１に記載のレジスト組成物。
（付記３） スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部が、一級アンモニウムイオン、二級アンモニウムイオン及び三級アンモニウムイオンの少なくともいずれかである付記１から２のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記４） スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部が、下記一般式（１）で表される付記１から３のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記５） スルホン酸アンモニウム塩の含有量が、レジスト組成物の全固形分の質量に対して、０．０１〜５質量％である付記１から４のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記６） レジスト組成物が、脂環族系官能基を側鎖に有するアクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系レジスト及びシクロオレフィン系レジストから選択される少なくとも１種である付記１から５のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記７） 脂環族系官能基がアダマンチル系官能基及びノルボルナン系官能基から選択され、シクロオレフィン系レジストがノルボルネン及びアダマンタンの少なくとも一方を主鎖に含む付記６に記載のレジスト組成物。
（付記８） 波長が４４０ｎｍ以下の露光光を用いて露光される付記１から７のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記９） 露光光が、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、Ｆ２エキシマレーザー光、及び電子線から選択される少なくとも１種である付記８に記載のレジスト組成物。
（付記１０） 付記１から９のいずれかに記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することを含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
（付記１１） レジストパターン厚肉化材料の塗布後、該レジストパターン厚肉化材料の現像処理を行う付記１０に記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１２） 現像処理が少なくとも水を用いて行われる付記１１に記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１３） 被加工面上に付記１から９に記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することにより該レジストパターンを厚肉化するレジストパターン形成工程と、該厚肉化したレジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工面をパターニングするパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
（付記１４） レジストパターン形成工程の前に、レジストパターンの表面に、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第１級アルコールエトキシレート化合物、及びフェノールエトキシレート化合物から選択される少なくとも１種である非イオン性界面活性剤を塗布する界面活性剤塗布工程を含む付記１３に記載の半導体装置の製造方法。
（付記１５） 付記１３から１４のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造されたことを特徴とする半導体装置。
本発明のレジスト組成物は、露光及び現像されてレジストパターンが形成された後、該レジストパターンの表面にレジストパターン厚肉化材料が塗布されて、該レジストパターンが厚肉化されるのに好適であり、形成したレジストパターンの方向、疎密差等に関係なく、しかも前記レジストパターン厚肉化材料の種類に依存することなく、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化され、露光装置の光源における露光限界（解像限界）を超えて微細なレジスト抜けパターンの形成に好適に用いることができ、各種のパターニング方法、半導体の製造方法等に好適に適用することができ、本発明のレジストパターンの形成方法、本発明の半導体装置の製造方法に特に好適に用いることができる。
本発明のレジストパターンの形成方法は、例えば、マスクパターン、レチクルパターン、磁気ヘッド、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＳＡＷフィルタ（弾性表面波フィルタ）等の機能部品、光配線の接続に利用される光部品、マイクロアクチュエータ等の微細部品、半導体装置の製造に好適に適用することができ、後述する本発明の半導体装置の製造方法に好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、等を初めとする各種半導体装置の製造に好適に用いることができる。
本発明のレジストパターンの形成方法は、例えば、マスクパターン、レチクルパターン、磁気ヘッド、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＳＡＷフィルタ（弾性表面波フィルタ）等の機能部品、光配線の接続に利用される光部品、マイクロアクチュエータ等の微細部品、半導体装置の製造に好適に適用することができ、後述する本発明の半導体装置の製造方法に好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、等を初めとする各種半導体装置の製造に好適に用いることができる。
１ レジストパターン厚肉化材料
３ レジストパターン
５ 被加工面（基材）
１０ レジストパターン（本発明）
１０ａ 表層
１０ｂ 内層レジストパターン
１１ シリコン基板
１２ 層間絶縁膜
１３ チタン膜
１４ レジストパターン
１５ａ 開口部
１５ｂ 開口部
１６ ＴｉＮ膜
１６ａ ＴｉＮ膜
１７ Ｃｕ膜
１７ａ 配線
１８ 層間絶縁膜
１９ Ｃｕプラグ
２０ 配線
２１ 配線
２２ Ｓｉ基板（半導体基板）
２３ フィールド酸化膜
２４ａ 第１ゲート絶縁膜
２４ｂ 第２ゲート絶縁膜
２５ａ 第１閾値制御層
２５ｂ 第２閾値制御層
２６ レジスト膜
２７ レジスト膜
２８ 第１ポリシリコン層（第１導電体膜）
２８ａ フローティングゲート電極
２８ｂ ゲート電極（第１ポリシリコン膜）
２８ｃ フローティングゲート電極
２９ レジスト膜
３０ａ キャパシタ絶縁膜
３０ｂ キャパシタ絶縁膜
３０ｃ キャパシタ絶縁膜
３０ｄ ＳｉＯ２膜
３１ 第２ポリシリコン層（第２導電体膜）
３１ａ コントロールゲート電極
３１ｂ 第２ポリシリコン膜
３２ レジスト膜
３３ａ 第１ゲート部
３３ｂ 第２ゲート部
３３ｃ 第２ゲート部
３５ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３５ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３７ 層間絶縁膜
３８ａ コンタクトホール
３８ｂ コンタクトホール
３９ａ コンタクトホール
３９ｂ コンタクトホール
４０ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４０ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４１ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４１ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４２ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４２ａ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４２ｂ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４４ａ 第１ゲート部
４４ｂ 第２ゲート部
４５ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４５ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４６ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４７ 層間絶縁膜
４８ａ コンタクトホール
４８ｂ コンタクトホール
４９ａ コンタクトホール
４９ｂ コンタクトホール
５０ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５０ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５１ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５１ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５２ａ 開口部
５２ｂ 開口部
５３ａ 高融点金属膜（第３導電体膜）
５３ｂ 高融点金属膜（第３導電体膜）
５４ 絶縁膜
１００ 層間絶縁層
１０２ レジストパターン
１０４ 開口部
１０６ メッキ被加工面
１０８ 薄膜導体（Ｃｕメッキ膜）
１１０ 薄膜磁気コイル
１１２ 非磁性基板
１１４ ギャップ層
１１６ 樹脂絶縁層
１１８ レジスト膜
１１８ａ レジストパターン
１２０ 第１渦巻状パターン
１２２ 導電性被加工面
１２４ レジスト膜
１２６ レジストパターン
１２８ Ｃｕ導体膜
１３０ 薄膜磁気コイル
１３２ 磁性層
３ レジストパターン
５ 被加工面（基材）
１０ レジストパターン（本発明）
１０ａ 表層
１０ｂ 内層レジストパターン
１１ シリコン基板
１２ 層間絶縁膜
１３ チタン膜
１４ レジストパターン
１５ａ 開口部
１５ｂ 開口部
１６ ＴｉＮ膜
１６ａ ＴｉＮ膜
１７ Ｃｕ膜
１７ａ 配線
１８ 層間絶縁膜
１９ Ｃｕプラグ
２０ 配線
２１ 配線
２２ Ｓｉ基板（半導体基板）
２３ フィールド酸化膜
２４ａ 第１ゲート絶縁膜
２４ｂ 第２ゲート絶縁膜
２５ａ 第１閾値制御層
２５ｂ 第２閾値制御層
２６ レジスト膜
２７ レジスト膜
２８ 第１ポリシリコン層（第１導電体膜）
２８ａ フローティングゲート電極
２８ｂ ゲート電極（第１ポリシリコン膜）
２８ｃ フローティングゲート電極
２９ レジスト膜
３０ａ キャパシタ絶縁膜
３０ｂ キャパシタ絶縁膜
３０ｃ キャパシタ絶縁膜
３０ｄ ＳｉＯ２膜
３１ 第２ポリシリコン層（第２導電体膜）
３１ａ コントロールゲート電極
３１ｂ 第２ポリシリコン膜
３２ レジスト膜
３３ａ 第１ゲート部
３３ｂ 第２ゲート部
３３ｃ 第２ゲート部
３５ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３５ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３７ 層間絶縁膜
３８ａ コンタクトホール
３８ｂ コンタクトホール
３９ａ コンタクトホール
３９ｂ コンタクトホール
４０ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４０ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４１ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４１ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４２ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４２ａ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４２ｂ 高融点金属膜（第４導電体膜）
４４ａ 第１ゲート部
４４ｂ 第２ゲート部
４５ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４５ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４６ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４６ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４７ 層間絶縁膜
４８ａ コンタクトホール
４８ｂ コンタクトホール
４９ａ コンタクトホール
４９ｂ コンタクトホール
５０ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５０ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５１ａ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５１ｂ Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５２ａ 開口部
５２ｂ 開口部
５３ａ 高融点金属膜（第３導電体膜）
５３ｂ 高融点金属膜（第３導電体膜）
５４ 絶縁膜
１００ 層間絶縁層
１０２ レジストパターン
１０４ 開口部
１０６ メッキ被加工面
１０８ 薄膜導体（Ｃｕメッキ膜）
１１０ 薄膜磁気コイル
１１２ 非磁性基板
１１４ ギャップ層
１１６ 樹脂絶縁層
１１８ レジスト膜
１１８ａ レジストパターン
１２０ 第１渦巻状パターン
１２２ 導電性被加工面
１２４ レジスト膜
１２６ レジストパターン
１２８ Ｃｕ導体膜
１３０ 薄膜磁気コイル
１３２ 磁性層
Claims (6)
- スルホン酸アンモニウム塩を少なくとも含み、
該スルホン酸アンモニウム塩におけるスルホン酸イオン部が、トリフルオロメタンスルホン酸イオン及びトルエンスルホン酸イオンの少なくともいずれかであり、
該スルホン酸アンモニウム塩におけるアンモニウムイオン部が、テトラエチルアンモニウムイオン、トリエチルアンモニウムイオン、メチルフェニルアンモニウムイオン、ジメチルアンモニウムイオン、及びモノエチルアンモニウムイオンの少なくともいずれかであることを特徴とするレジスト組成物。 - スルホン酸アンモニウム塩の含有量が、レジスト組成物の全固形分の質量に対して、０．０１〜５質量％である請求項１に記載のレジスト組成物。
- 波長が４４０ｎｍ以下の露光光を用いて露光される請求項１から２のいずれかに記載のレジスト組成物。
- 露光光が、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザー光、ＡｒＦエキシマレーザー光、Ｆ ２ エキシマレーザー光、及び電子線から選択される少なくとも１種である請求項３に記載のレジスト組成物。
- 請求項１から４のいずれかに記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することを含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
- 被加工面上に請求項１から４のいずれかに記載のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成後、該レジストパターンの表面を覆うようにレジストパターン厚肉化材料を塗布することにより該レジストパターンを厚肉化するレジストパターン形成工程と、該厚肉化したレジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工面をパターニングするパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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