JP4606136B2 - 多層体、レジストパターン形成方法、微細加工パターンを有する装置の製造方法および電子装置 - Google Patents

Description

本発明は、半導体装置、マスク、磁気ヘッド等の製造における微細加工に適用した場合に好結果が得られるレジスト保護用組成物およびこのレジスト保護用組成物を使用した、多層体、レジストパターン形成方法、微細加工パターンを有する装置の製造方法および電子装置に関するものである。

ＬＳＩの集積度の向上に伴い、パターン解像度は０．１μｍ以下の領域に突入して微細化されている。そのため、これに対応した微細加工技術を確立することは必須であり、リソグラフィー分野では、その要求の解決策として、露光光源の短波長化、さらには電子線やＸ線等を使用する、より微細なパターン形成が検討されるに至っている。特に電子線リソグラフィー、Ｘ線リソグラフィーは次世代露光技術として位置付けられ、これに対応するべく、感度が良好でかつ高解像性を有するレジスト技術、パターン形成技術の開発が急務となっている。

電子線リソグラフィー、Ｘ線リソグラフィーに対応するレジストとしては、光酸発生剤を含有する化学増幅レジスト（たとえば、特許文献１，非特許文献１〜３参照。）が有望視されている。この化学増幅型レジストは、前記の文献から容易に理解されるように、紫外線、電子線、Ｘ線、集束イオンビーム等の照射によって光酸発生剤から酸が生じ、露光後のベークにて触媒反応を利用し、露光部をアルカリ可溶（ポジ型）または不溶（ネガ型）物質に変化させるものである。このため、見かけの量子収率を向上させて、高感度化を図ることができる。化学増幅型レジストは、一般的に、基材樹脂、光酸発生剤、各種添加剤、溶媒からなり、ネガ型レジストではさらに架橋剤が添加される。

なお、電子線による露光では、レジストが絶縁物であるため、露光の際に電荷の蓄積すなわちチャージアップ現象がおこり、レジストパターンの位置ずれ（パターニング不良）が生じるという問題が発生する。この問題を防ぐには、レジスト上に導電性樹脂や制電性樹脂からなる膜、すなわちレジスト保護膜を形成し、電荷の蓄積を防止する手法がとられる（特許文献２，３参照。）。
米国特許第４，４９１，６２８号明細書（クレーム） 特開平４−３２８４８号公報（特許請求の範囲） 特開平８−１０９３５１号公報（特許請求の範囲） Ｊ．Ｍ．Ｊ．Ｆｒｅｃｈｅｔら、「プロシーディングオブマイクロサーキットエンジニアリング（Ｐｒｏｃ．Ｍｉｃｒｏｃｉｒｃｕｉｔ Ｅｎｇ．）」，１９８２年，ｐ．２６０ Ｈ．Ｉｔｏら、「ダイジェスト オブ テクニカル ペーパーズ オブ １９８２ シンポジウム オン ＶＬＳＩ テクノロジー（Ｄｉｇｅｓｔ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｐａｐｅｒｓ ｏｆ １９８２ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ ＶＬＳＩ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ），１９８３年，ｐ．８６ Ｈ．Ｉｔｏら、「ポリマーズ イン エレクトロニクス（Ｐｏｌｙｍｅｒｓ ｉｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ）」，ＡＣＳ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｓｅｒｉｅｓ ２４２，ＡＣＳ，１９８４年，ｐ．１１

このレジスト保護膜を形成する樹脂は、製造方法等の理由から一般的に塩基性を示し、化学増幅型レジストの層上にレジスト保護膜を形成した場合、この界面付近においてレジストから発生した酸を中和し、ポジ型レジストでは解像不良、ネガ型レジストでは減膜を生じるという問題があった。この様子を、基板上に化学増幅型レジスト層とレジスト保護膜を有してなる多層体の横断面図を模式的に示す、図１，２，３，４を使用して説明する。図１，２はポジ型レジストの例、図３，４はネガ型レジストの例である。

図１は、電子線を照射したときの多層体１１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）が、基板１上のポジ型レジスト層２中に発生した様子を示す。この場合、レジスト保護膜３中に存在する塩基（Ｘ^-で表示してある）がこの水素イオンを中和するように作用するため、特にレジスト保護膜との界面４近くでは水素イオン量が不足し、現像時にその部分が充分な溶解性を示さず、この結果、図２に示すように、現像後の多層体１２では、不溶部分５の端６が、図２のＴの字で示すように、Ｔ型となる解像不良（Ｔ−トップ）を生じる。なお、符号７はレジストが溶解し除去された空間を表す。

これに対し、図３では、電子線を照射したときの多層体３１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）がネガ型レジスト層２中に発生した様子を示す。この場合、レジスト保護膜３中に存在する塩基（Ｘ^-で表示してある）がこの水素イオンを中和するように作用するため、特にレジスト保護膜との界面８近くでは水素イオン量が不足し、現像時にその部分が充分な不溶性を示さず、この結果、図４に示すように、現像後の多層体３２では、角が丸くなり、レジスト層の膜厚が薄くなるという減膜部分９（ラウンドトップ）を生じることになる。

この問題を解決すべく、レジスト保護膜に酸性の化合物を添加する方法がとられているが、酸性の化合物は、レジスト保護膜とレジスト層との界面付近において逆にレジストの反応を促進し、ネガ型レジストでは解像不良、ポジ型レジストでは減膜を引き起こすことになる。この様子を、基板上に化学増幅型レジスト層とレジスト保護膜を有してなる多層体の横断面図を模式的に示す、図５，６，７，８を使用して説明する。図５，６はポジ型レジストの例、図７，８はネガ型レジストの例である。

図５では、電子線を照射したときの多層体５１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）がポジ型レジスト層２中に発生した様子を示す。この場合、レジスト保護膜３中に存在する酸性の化合物の水素イオン（Ｈ⁺で表示してある）が、電子線の照射を受けた部分ではレジスト層中の水素イオンの作用に付加する作用を与え、電子線の照射を受けなかった部分についてさえ、レジスト層の反応を生ぜしめるため、現像時にその部分が過剰な溶解性を示し、この結果、図６に示すように、現像後の多層体５２では、角が丸くなり、レジスト層の膜厚が薄くなるという減膜部分９を生じることになる。

これに対し、図７は、電子線を照射したときの多層体７１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）がネガ型レジスト層２中に発生した様子を示す。この場合、レジスト保護膜３中に存在する酸性の化合物の酸性イオン（Ｈ⁺で表示してある）が、電子線の照射を受けなかった部分についてさえレジスト層の反応を生ぜしめるため、現像時にその部分が不溶化し、この結果、図８に示すように、現像後の多層体１２では、不溶部分５の端６がＴ型となる解像不良を生じる。

このためレジストパターンの正常な形成に影響を与えずに、電荷の蓄積を防止できるレジスト保護膜（本明細書では単に「保護膜」とも呼称する）のパターン形成方法の開発が望まれていた。

本発明の目的は、このようなパターニング不良問題を解決し、微細なパターンを安定して得られる技術を提供することを目的としている。本発明のさらに他の目的および利点は、以下の説明から明らかになるであろう。

本発明の一態様によれば、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護用組成物が提供される。

本発明の他の一態様によれば、基板上にレジスト層および、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を有してなる多層体が提供される。

本発明の他の一態様によれば、基板上にレジストによりなる層（レジスト層）を形成し、レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を形成し、レジスト保護膜上から選択的に活性エネルギー線を照射し、レジストを現像する、レジストパターン形成方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、基板上にレジストよりなる層（レジスト層）を形成し、レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を形成し、レジスト保護膜に対し選択的に活性エネルギー線を照射し、レジストを現像し、レジストパターンを形成することを含む、微細加工パターンを有する装置の製造方法が提供される。

本発明の他の一態様によれば、上記製造方法を用いた電子装置等の微細加工パターンを有する装置が提供される。

本発明により、レジスト保護膜の影響によるパターニング不良が解消され、安定した微細パターンの形成が実現される。

レジストが化学増幅型ポジ型レジストまたは化学増幅型ネガ型レジストであること、制電性樹脂が水溶性ポリマーを含むこと、光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含むこと、特にジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含むこと、制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含むこと、

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
光酸発生剤が水溶性であること、光酸発生剤の感度が、レジスト層中に含まれる光酸発生剤の感度と同等かそれより高いこと、レジスト保護膜中の光酸発生剤の濃度が、レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同等かそれより高いこと、活性エネルギー線が荷電粒子線であること、レジスト保護膜の厚さが、０．０１〜０．２μｍの範囲にあること、微細加工パターンを有する装置が、半導体装置、マスクまたは磁気ヘッドであることが好ましい。

本発明により、レジスト保護膜の影響によるパターニング不良が解消され、安定した微細パターンの形成が実現される。また、従来はレジスト毎にレジスト保護膜の酸性度を調整していたが、本発明により複数種のレジストに適用可能となり、より汎用性を高めることができる。

以下に、本発明の実施の形態を図、表、式、実施例等を使用して説明する。なお、これらの図、表、式、実施例等および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明の趣旨に合致する限り他の実施の形態も本発明の範疇に属し得ることは言うまでもない。図中、同一符号は同一要素を表す。

本発明に係る保護膜は、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護用組成物を使用することによって実現する。なお、このレジスト保護用組成物は制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでいる限りどの様な形状を有していてもよく、膜状であってもよい。たとえば、本発明の保護膜そのものを本発明に係るレジスト保護用組成物と考えてもよい。溶媒等他の成分を含んでいてもよい。

また、本発明に係る光酸発生剤は、露光により発生できる物質であればどのようなものでもよく、複数の物質から成り立っていてもよい。

本発明における「レジスト」には、電子装置等に使用されるどのようなレジストも含まれるが、特にパターニングの高解像度を必要とする、半導体装置、マスクまたは磁気ヘッドを製造するためのものである場合に適する。

本発明に係るレジストパターン形成には、基板上にレジストを塗布すること等により、レジスト層を形成し、レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなる保護膜を形成して、基板上にレジスト層および、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなる保護膜を有してなる多層体を形成し、保護膜上から選択的に活性エネルギー線を照射し、必要に応じて基板をベーキングし、現像する工程を経る。もちろん、その他の工程を含んでいてもよい。このとき、本発明に係るレジスト保護用組成物を使用して、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなる保護膜を作製することができる。なお、上記多層体には、基板とレジスト層の間や、基板の下に他の層が含まれていてもよい。

本発明に係るレジストパターンを形成する場合、レジスト層や保護膜の形成には公知のどのような方法を用いてもよいが、スピンコーティングが実用的で好ましい。「選択的に」活性エネルギー線を照射することは、たとえばマスクを使用して活性エネルギー線を照射することにより実現できる。ベーキングや現像には公知の方法を採用することができる。保護膜の厚さは、０．０１〜０．２μｍの範囲が好ましい。

保護膜に予め光酸発生剤を添加しておき、保護膜においても活性エネルギー線の照射部分にのみに酸を発生させることで、活性エネルギー線の照射時に、活性エネルギー線の照射部においては、保護膜中に発生した酸により、保護膜中の塩基を中和することにより、レジスト層中の光酸発生剤から発生した酸がこの塩基で失活されるのを防止でき、パターニング不良を抑制することができる。

この様子を、基板上に化学増幅型レジスト層と保護膜を有してなる多層体の横断面図を模式的に示す、図９，１０，１１，１２を使用して説明する。図９，１０はポジ型レジストの例、図１１，１２はネガ型レジストの例である。

図９は、活性エネルギー線を照射したときの多層体９１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）がポジ型レジスト層２中および保護膜中に発生した様子を示す。この場合、保護膜３中に存在する塩基（Ｘ^-で表示してある）が保護膜中に発生した酸（Ｈ⁺で示してある）により中和されるため、保護膜との界面４近くでもレジスト層中の水素イオン量が不足せず、この結果、図１０の多層体９２に示すように、現像時に、好ましい角張ったパターンを得ることが可能となる。

また、図１１では、活性エネルギー線を照射したときの多層体１１１で、酸の水素イオン（Ｈ⁺）がネガ型レジスト層２中および保護膜中に発生した様子を示す。この場合、保護膜３中に存在する塩基（Ｘ^-で表示してある）が保護膜中に発生した酸（Ｈ⁺で示してある）により中和されるため、保護膜との界面８近くでも水素イオン量が不足せず、現像時にその部分が充分な不溶性を示し、この結果、図１２の多層体１１２に示すように、現像時に、好ましい角張ったパターンを得ることが可能となる。

なお、これまでの説明では、酸としてＨ⁺を使用し、塩基としてＸ^-を使用して説明したが、本発明はこの説明に限定されることなく、本発明の目的に合致する限り、酸および塩基が、ブレーンステッドの酸・塩基であっても、ルイスの酸・塩基であってもよい。たとえば、上記の光酸発生剤における酸を電子対受容体に置き換えて考えることもできる。

本発明の効果が期待されるレジストは特に限定されず、公知の材料を使用できる。たとえば基材樹脂と感光剤で構成される２成分型のレジストを好適に使用することができる。特に、高感度で外部環境の影響を受けやすい化学増幅型レジストにおいて極めて高い効果が発揮される。化学増幅型レジストは、ポジ型とネガ型とのいずれであってもよい。

本発明における「制電生樹脂」とは導電性樹脂や導電性までには至らぬもののレジスト層の静電気の帯電を防止または除去できる樹脂である。より具体的には、シート抵抗が１×１０⁸Ω／ｃｍ²以下の樹脂を挙げることができる。

制電性樹脂としては、特に制限はなく、ポリアニリン、ポリパラフェニレン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ−ｐ−フェニレンオキシド、ポリフラン、ポリフェニレン、ポリアジン、ポリセレノフェン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアセチレン等やこれに添加剤を加えたもの等、目的に応じて適宜選択することができるが、簡便にレジスト層上に膜を形成でき、また現像時の前処理で、水等を使用して簡便に剥離ができる点で水溶性ポリマーが好ましい。制電性樹脂としては、より具体的には、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含むことが好ましい。この中でも、式（２）〜（６）の構造単位を含む物質がより好ましく、特に、式（６）に示す構造単位を含む物質を本発明に好適に使用することができる。なお、この物質はモノマーでもオリゴマーでもよいが、ポリマーであることが好ましい。ポリマーの場合、その他の構造単位を有していてもよい。また、その重合度は、実際に使用する場合の粘度等の要求条件に応じて適宜定めることができる。

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
このような制電性樹脂としては、具体的には、３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマーや、フラン−３−（２−エタンスルホン酸）、フラン−３−（３−プロパンスルホン酸）、フラン−３−（４−ブタンスルホン酸）、フラン−３−（５−ペンタンスルホン酸）、フラン−３−（６−ヘキサンスルホン酸）、ピロール−３−（２−エタンスルホン酸）、ピロール−３−（３−プロパンスルホン酸）、ピロール−３−（４−ブタンスルホン酸）、ピロール−３−（５−ペンタンスルホン酸）、ピロール−３−（６−ヘキサンスルホン酸）、２−メトキシ−５−（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２−エトキシ−５−（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２−プロピルオキシ−５−（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２−ブチルオキシ−５−（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２，５−ビス（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２，５−ビス（エチルオキシ−２−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、２，５−ビス（ブチルオキシ−４−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、５−（プロピルオキシ−３−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、５−（エチルオキシ−２−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、５−（ブチルオキシ−４−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、５−（ペンチルオキシ−４−スルホン酸）−１，４−フェニレンビニレン、アニリン−３−（２−エタンスルホン酸）、アニリン−３−（３−プロパンスルホン酸）、アニリン−３−（４−ブタンスルホン酸）、アニリン−３−（５−ペンタンスルホン酸）、アニリン−３−（６−ヘキサンスルホン酸）、アニリン−３−（７−ヘプタンスルホン酸）、アニリン−３−（２−メチル−３−プロパンスルホン酸）、アニリン−３−（２−メチル−４−ブタンスルホン酸）、アニリン−３−スルホン酸、アニリン−Ｎ−（２−エタンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（３−プロパンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（４−ブタンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（５−ペンタンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（６−ヘキサンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（７−ヘプタンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（２−メチル−３−プロパンスルホン酸）、アニリン−Ｎ−（２−メチル−４−ブタンスルホン酸）、２−アミノアニソール−３−スルホン酸，２−アミノアニソール−４−スルホン酸，２−アミノアニソール−５−スルホン酸，２−アミノアニソール−６−スルホン酸，３−アミノアニソール−２−スルホン酸，３−アミノアニソール−４−スルホン酸，３−アミノアニソール−５−スルホン酸，３−アミノアニソール−６−スルホン酸，４−アミノアニソール−２−スルホン酸，４−アミノアニソール−３−スルホン酸、２−アミノ−４−エトキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−４−エトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ブトキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−５−ブトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−プロポキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−６−プロポキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−イソブトキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−４−イソブトキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−４−ｔ−ブトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ｔ−ブトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ヘプトキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−５−ヘプトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ヘキソオキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−５−オクトキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ナノキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−５−デカノキシベンゼンスルホン酸，２−アミノ−４−ウンデカノキシベンゼンスルホン酸，３−アミノ−５−ドデカノキシベンゼンスルホン酸などをモノマー単位とするポリマーを例示することができる。

保護膜に添加する光酸発生剤としては、目的に応じて適宜選択することができ、たとえば、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩（たとえば、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェートなど）、スルホニウム塩（たとえば、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネートなど）、スルホン酸エステル、たとえば、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンなどの他、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体（ジフェニルジスルホンなど）、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノン、ベンゾイントシレートなどが挙げられる。これらの剤は単独使用でも複数使用してもよい。また、レジストに使用する光酸発生剤と同一であっても異なっていてもよい。

光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含むことが特に好ましい。

なお、保護膜に使用する制電性樹脂が水溶性の場合は、これに添加する光酸発生剤も水溶性であることが、簡便にレジスト層上に膜を形成でき、また現像時の前処理で、水等を使用して簡便に剥離ができる点で好ましい。上述の光酸発生剤の中ではイオン結合性化合物が特に好ましい。

また、保護膜中の塩基を効果的に中和するには、保護膜に添加する光酸発生剤としては、レジスト層に添加されている光酸発生剤と同等かそれよりも高感度であることが好ましい。この場合の感度は、所定のパターン量（パターン幅等）を得るための露光量をたとえばクーロン／ｃｍ²の単位で比較した場合にこの値が小さい方をより高感度であるとして評価することができる。また、量子収率で比較してもよい。なお、いずれにしても感度の比較は同一条件で行う。具体的には、いずれの光酸発生剤についてもレジスト中に添加した場合の効果を評価する方法が好ましい。

また、保護膜中の光酸発生剤の濃度が、前記レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同等かそれより高いことが好ましい。なお、本発明において「光酸発生剤の濃度」とは、単位体積あたりのモル濃度を意味する。

上記要求を満たす光酸発生剤としては、たとえば、トリフェニルスルフォニウム塩（ＴＰＳ⁺）やジフェニルヨードニウム塩（ＤＰＩ⁺）があり、光の量子収率はＴＰＳ⁺よりもＤＰＩ⁺の方が高い（すなわち、ＤＰＩ⁺の方がＴＰＳ⁺よりも感度が高い）ことから、レジスト層中にＴＰＳ⁺が含まれる場合は、保護膜にＤＰＩ⁺を添加することでより本発明の効果は高くなる。

また、レジスト層と保護膜で同一の光酸発生剤を使用する場合は、レジスト層よりも保護膜に対して添加する光酸発生剤の濃度を増やすことで本発明の効果がより発揮される。

また、保護膜とレジスト層の親和性を向上させ、光酸発生剤添加の効果をより高めるべく、保護膜に界面活性剤を添加してもよい。

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、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、金属イオンを含有しない点で非イオン性界面活性剤が好ましい。

前記非イオン性界面活性剤としては、アルコキシレート系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、及びエチレンジアミン系界面活性剤から選択されるものが好適に挙げられる。なお、これらの具体例としては、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、などが挙げられる。

前記カチオン性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、例えば、アルキルカチオン系界面活性剤、アミド型４級カチオン系界面活性剤、エステル型４級カチオン系界面活性剤などが挙げられる。

前記両性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、例えば、アミンオキサイド系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤などが挙げられる。

前記界面活性剤の前記保護膜における含有量としては、前記制電性樹脂等の種類・含有量等により異なり一概に規定することができないが、目的に応じて適宜決定することができる。

また、保護膜を適用するレジストがネガ型の場合、レジストの架橋反応を促進すべく、保護膜に架橋剤を添加することで本発明の形状改善の効果をより高めることができる。

前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱又は酸によって架橋を生じる水溶性のものが好ましく、その中でも、アミノ系架橋剤がより好ましい。

前記アミノ系架橋剤としては、例えば、メラミン誘導体、ユリア誘導体、ウリル誘導体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。

前記ユリア誘導体としては、例えば、尿素、アルコキシメチレン尿素、Ｎ-アルコキシメチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸、これらの誘導体などが挙げられる。

前記メラミン誘導体としては、例えば、アルコキシメチルメラミン、これらの誘導体などが挙げられる。

前記ウリル誘導体としては、例えば、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、これらの誘導体などが挙げられる。

前記架橋剤の前記保護膜における含有量としては、前記制電性樹脂等の種類・含有量等により異なり一概に規定することができないが、目的に応じて適宜決定することができる。

一般に、保護膜の保護については、第一の機能である帯電防止に加え、第二の機能としてレジスト層表面の化学的保護および物理的保護が挙げられる。すなわち、化学増幅型レジスト層は、その露光された部分に触媒としての酸を発生するが、特にレジスト層の表層付近では、発生した酸が大気中の塩基性不純物により中和されて失活するためパターニング不良（ポジ型レジスト層ではＴ−トップ、ネガ型レジスト層ではラウンドトップ）が生じやすい。また、電子線リソグラフィー等ではその照射源の特性上、レジスト層の露光を真空中で行うが、基板上に形成したレジスト層を真空中に放置すると、レジスト層構成成分のうち昇華性の高い物質が表面より飛散し、レジスト層のパターニング性能の劣化（たとえば塩基性添加剤の飛散消失による表層付近の過度の露光感度向上や、架橋剤や残留溶媒の飛散による露光感度の低下）を引き起こすとともに露光装置を汚染するという問題が生じる。このようなレジスト層の構成成分の飛散は活性エルギー線照射時に発生する熱や衝撃によっても生ずる場合がある。

本発明における保護膜は、膜自体がレジスト層に影響を与えることなく、このような問題を解決する保護膜としても機能する。すなわち、本発明における保護膜は、活性エネルギー線照射前においてもレジスト層を保護するのに役立つ。また、本発明に係る制電性樹脂が活性エネルギー線の照射前には塩基性を示すことが多いことから、緩衝作用により外気中の塩基性の遮断等の作用を果たし得る。従って、レジスト層における電荷の蓄積を防止する必要がないケース（たとえば、レジスト層下地が導電性物質からなる場合や荷電粒子線を使用しない場合）においても本発明は極めて有用な手段となり得る。

本発明における露光の照射源は特に限定されないが、真空中での露光または露光時にレジスト層中に電荷が発生するという観点では、紫外線、Ｘ線、電子線、エキシマレーザ線、収束イオンビーム等の活性エネルギー線が好ましい。紫外線の場合は、波長１６０ｎｍ以下のものがより好ましい。チャージアップによりパターンの位置ずれが生じ、制電性樹脂の効果が出やすいという観点からは、電子線、収束イオンビーム等の荷電粒子線が特に好ましい。

本発明に係るレジスト保護用組成物を使用しまたは本発明に係る多層体を利用して、本発明に係る方法によりレジストパターンを形成し、選択的な蒸着やエッチング等により、線幅の一定したごく狭い、金属やその他の材料からなる微細加工パターンを有する装置を製造することができる。たとえば線間幅が１００ｎｍ程度の配線を有する半導体装置を作成することができる。このような用途としては、半導体装置以外に、磁気記録装置の磁気ヘッド等の微細加工パターンを有する装置を挙げることができる。また、本発明に係るレジストパターンは、このようなレジストパターンやその他のパターンを作製するためのマスクのパターンとしても有用である。

以下に実施例を挙げて本発明をさらに説明する。なお、「部」は特に断らない限り重量部である。

（１）レジストの調製
下記物質を混合し、ポジ型レジスト（レジスト１）を調製した。

基材樹脂 ：ポリ（ビニルフェノール／ｔ−ブチルアクリレート）共重合体（ビニルフェノール単位とｔ−ブチルアクリレート単位のモル比が６０／４０）、１００部
光酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、５部
添加剤 ：Ｎ−メチルピロリドン、０．５部
溶媒 ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、７００部
また、下記物質を混合し、ネガ型レジスト（レジスト２）を調製した。

基材樹脂 ：ポリビニルフェノール、１００部
架橋剤 ：ヘキサメトキシメチルメラミン、１０部
光酸発生剤：トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、５部
添加剤 ：Ｎ−メチルピロリドン、０．５部
溶媒 ：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、７５０部
（２）レジスト保護用組成物（以下、「保護用組成物」とも称する）の調製
下記の各物質を、水／ＩＰＡ（イソプロパノール）（重量比９５／５）１０００部に溶解させて溶液を調製した。

保護用組成物１：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー（制電性樹脂）１００部
保護用組成物２：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋ドデシルベンゼンスルホン酸（酸性化合物）０．１部
保護用組成物３：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）５部
保護用組成物４：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）７．５部
保護用組成物５：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋ドデシルベンゼンスルホン酸（酸性化合物）０．２部
保護用組成物６：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）５部
保護用組成物７：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）７．５部
保護用組成物８：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）５部 + 多核フェノールエトキシレート系界面活性剤（非イオン系界面活性剤）０．０００５部
保護用組成物９：３−アミノ−４−メトキシベンゼンスルホン酸ポリマー１００部＋トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート（光酸発生剤）５部 + テトラメトキシメチルグリコールウリル ３部
（３）パターン形成試験
パターン形成に関する本発明の効果を把握するための下記のモデル試験を行った。すなわち、Ｓｉ基板上にレジスト１または２をスピンコートし、１１０℃で１２０秒間ベークした。ついで、これらのサンプルのレジスト層上に、保護用組成物１〜７をスピンコートし、１１０℃、６０秒でベークして、０．４μｍ厚の保護膜を作製した。その後、加速電圧５０ｋｅＶの電子線露光機にて、０．１μｍのライン＆スペースを描画した。露光後、１１０℃で１２０秒間ベーク（ポストエクスポージャーベーク、ＰＥＢ）し、２．３８重量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液で６０秒間現像した。得られたパターンの高さと断面形状を電子顕微鏡にて観察した結果を表１に示す。なお、保護膜なしの条件のサンプルも作製した。

上記プロセスにおける結果を表１に示す。表１中、番号１０が実施例、その他が比較例である。なお、パターン高さとは図２，４，６，８，１０，１２のＨを意味し、矩形とは、図１０，１２のような好ましい角張った形状を意味し、Ｔトップとは図２，８のようにレジスト層の残余部分の断面がＴの字に似た形状であることを意味し、丸トップとは図４，６のようにレジスト層の残余部分の断面が丸みを帯びた形状であることを意味する。

これらの結果より、導電性樹脂のみからなる保護膜（番号２）、または導電性樹脂と酸性添加剤からなる保護膜（番号３，６）ではレジスト層表層付近に形状不良が生じたが、本発明に係る導電性樹脂と光酸発生剤からなる保護膜では、矩形のパターンが得られた。なお、保護膜無しの場合（番号１）では帯電によりウエハ基準位置より１０〜１００ｎｍの位置ずれが生じたが、導電性の保護膜では位置ずれが５ｎｍ以下であった。

なお、表１の結果から、本発明のレジスト保護膜は、酸性度を調整することなく、複数種のレジストに適用可能となることが理解されよう。

［参考例］
図１３に多層配線の一形態を示す。まず、素子間分離膜１３２で分離され、ソース拡散層１３５ａとドレイン拡散層１３５ｂ、サイドウォール絶縁膜１３３、ゲート電極１３４を有するトランンジスタ層が形成されたＳｉウエハ１３１に層間絶縁膜１３６、ストッパ膜１３７を形成し、電極取り出し用のコンタクトホールを形成する。

このコンタクトホ−ルにスパッタ法でＴｉＮ（窒化チタン）１３８ａを２５ｎｍ形成した後にＷＦ₆と水素を混合し還元することでブランケットＷ１３９ａを埋め込み、化学的機械研磨法（ＣＭＰ）によりビア以外の部分を除去する。続いて、低誘電率絶縁膜（多孔質シロキサン樹脂）１３１０ａを、Ｓｉウエハ上の高さが２００ｎｍとなる条件で成膜した後に、キャップ膜としてＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂１３１１ａを２５ｎｍ積層する。この膜に対し、レジスト１を用いて幅１００ｎｍの１層目配線パターンを施し、このレジスト層をマスクとしてＣＦ₄／ＣＨＦ₃ガスを原料としたＦプラズマにより加工した。

この配線溝に、Ｃｕの絶縁層への拡散バリアとして働くＴｉＮ１３８ｂを２５ｎｍと、電解メッキの際に電極として働くシード層Ｃｕ２５ｎｍをスパッタにより形成した。さらに、電解メッキによりＣｕを２５０ｎｍ積層した後、ＣＭＰにより配線パターン部以外のメタルを除去し、１層目の配線層１３１３ａを形成した。

次に、ビア層と配線層を同時に形成するデュアルダマシン法について説明する。第１層目配線層１３１３ａ上にＣｕ拡散防止を目的としてシランとアンモニアガスを用いてプラズマＣＶＤにより拡散防止膜としてＳｉＮ膜１３１２ａを２５ｎｍ、低誘電率絶縁膜１３１０ｂを３００ｎｍ積層する。配線層部分に、シランとアンモニアガスを用いてプラズマＣＶＤによりストッパ膜としてＳｉＮ膜１３１２ｂを２５ｎｍと低誘電率絶縁膜１３１０ｃをＳｉウエハ上の高さが３５０ｎｍとなる条件で成膜を行った後にキャップ膜としてＴＥＯＳ−ＳｉＯ₂１３１１ｂを２５ｎｍ積層する。ここでレジスト１を用いて１００ｎｍ径のビアパターンを形成し、これをマスクとして絶縁層にＣＦ₄／ＣＨＦ₃ガスを原料としたＦプラズマによりガス組成を変えることでＳｉＯ₂／低誘電率絶縁膜／ＳｉＮ／低誘電率絶縁膜／ＳｉＮの順に加工した。つづいて、レジスト１を用いて幅１００ｎｍの第２層目配線パターンを施し、このレジスト層をマスクにＣＦ₄／ＣＨＦ₃ガスを原料としたＦプラズマにより加工した。このビアと配線溝に、Ｃｕの絶縁層への拡散バリアとして働くＴｉＮ１３８ｃを２５ｎｍと電解メッキの際に電極として働くシード層Ｃｕを２５ｎｍスパッタにより形成した。さらに、電解メッキによりＣｕを７００ｎｍ積層した後、ＣＭＰにより配線パターン部以外のメタルを除去し、配線層１３１３ｂとビア層１３９ｂを形成した。以下、上記工程を繰り返し、３層配線を形成した。試作した多層配線においてレジスト１のパターニングの際に、レジスト保護膜を用いなかった場合は、位置ずれのため１００万個の連続ビアの歩留まりが１％以下であった。また、保護用組成物１を用いた場合は、レジストの形状不良により、上記歩留まりが６０％以下であったが、本発明の保護用組成物３、４、７を用いた場合は、９５％以上の歩留まりを得ることができた。

なお、上記に開示した内容から、下記の付記に示した発明が導き出せる。

（付記１）
制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護用組成物。

（付記２）
前記制電性樹脂が水溶性ポリマーを含む、付記１に記載のレジスト保護用組成物。

（付記３）
前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記１または２に記載のレジスト保護用組成物。

（付記４）
前記光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記１〜３のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。

（付記５）
前記制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含む、付記１〜４のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
（付記６）
前記光酸発生剤が水溶性である、付記１〜５のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。

（付記７）
基板上にレジスト層および、制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を有してなる多層体。

（付記８）
半導体装置、マスクまたは磁気ヘッドを製造するためのものである、付記７に記載の多層体。

（付記９）
前記レジスト層用のレジストが化学増幅型ポジ型レジストまたは化学増幅型ネガ型レジストである、付記７または８に記載の多層体。

（付記１０）
前記制電性樹脂が水溶性ポリマーを含む、付記７〜９のいずれかに記載の多層体。

（付記１１）
前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記７〜１０のいずれかに記載の多層体。

（付記１２）
前記光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記７〜１１のいずれかに記載の多層体。

（付記１３）
前記制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含む、付記７〜１２のいずれかに記載の多層体。

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
（付記１４）
前記光酸発生剤が水溶性である、付記７〜１３のいずれかに記載の多層体。

（付記１５）
前記光酸発生剤の感度が、前記レジスト層に含まれる光酸発生剤の感度と同等かそれより高い、付記７〜１４のいずれかに記載の多層体。

（付記１６）
前記中の光酸発生剤の濃度が、前記レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同等かそれより高い、付記７〜１５のいずれかに記載の多層体。

（付記１７）
基板上にレジスト層および、制電性樹脂と光酸発生剤と界面活性剤とを含んでなるレジスト保護膜を有してなる、付記７〜１６のいずれかに記載の多層体。
（付記１８）
基板上にレジスト層および、制電性樹脂と光酸発生剤と架橋剤とを含んでなるレジスト保護膜を有してなる、付記７〜１７のいずれかに記載の多層体。

（付記１９）
前記レジスト保護膜の厚さが、０．０１〜０．２μｍの範囲にある、付記７〜１８のいずれかに記載の多層体。

（付記２０）
基板上にレジストによりなる層（レジスト層）を形成し、
当該レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を形成し、
当該レジスト保護膜上から選択的に活性エネルギー線を照射し、
当該レジストを現像する、
レジストパターン形成方法。

（付記２１）
前記レジストが化学増幅型ポジ型レジストまたは化学増幅型ネガ型レジストである、付記２０に記載のレジストパターン形成方法。

（付記２２）
前記制電性樹脂が水溶性ポリマーを含む、付記２０または２１に記載のレジストパターン形成方法。

（付記２３）
前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記２０〜２２のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記２４）
前記光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記２０〜２３のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記２５）
前記制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含む、付記２０〜２４のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
（付記２６）
前記光酸発生剤が水溶性である、付記２０〜２５のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記２７）
前記光酸発生剤の感度が、前記レジスト層中に含まれる光酸発生剤の感度と同等かそれより高い、付記２０〜２６のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記２８）
前記レジスト保護膜中の光酸発生剤の濃度が、前記レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同等かそれより高い、付記２０〜２７のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記２９）
前記活性エネルギー線が荷電粒子線である、付記２０〜２８のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記３０）
前記レジスト保護膜の厚さが、０．０１〜０．２μｍの範囲にある、付記２０〜２９のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

（付記３１）
基板上にレジストよりなる層（レジスト層）を形成し、
当該レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤とを含んでなるレジスト保護膜を形成し、
当該レジスト保護膜に対し選択的に活性エネルギー線を照射し、
当該レジストを現像し、
レジストパターンを形成する
ことを含む、微細加工パターンを有する装置の製造方法。

（付記３２）
前記微細加工パターンを有する装置が、半導体装置、マスクまたは磁気ヘッドである、付記３１に記載の製造方法。

（付記３３）
前記レジストが化学増幅型ポジ型レジストまたは化学増幅型ネガ型レジストである、付記３１または３２に記載の製造方法。

（付記３４）
前記制電性樹脂が水溶性ポリマーを含む、付記３１〜３３のいずれかに記載の製造方法。

（付記３５）
前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記３１〜３４のいずれかに記載の製造方法。

（付記３６）
前記光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、付記３１〜３５のいずれかに記載の製造方法。

（付記３７）
前記制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含む、付記３１〜３６のいずれかに記載の製造方法。

（式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
（付記３８）
前記光酸発生剤が水溶性である、付記３１〜３７のいずれかに記載の製造方法。

（付記３９）
前記光酸発生剤の感度が、前記レジスト層中に含まれる光酸発生剤の感度と同等かそれより高い、付記３１〜３８のいずれかに記載の製造方法。

（付記４０）
前記レジスト保護膜中の光酸発生剤の濃度が、前記レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同等かそれより高い、付記３１〜３９のいずれかに記載の製造方法。

（付記４１）
前記活性エネルギー線が荷電粒子線である、付記３１〜４０のいずれかに記載の製造方法。

（付記４２）
前記レジスト保護膜の厚さが、０．０１〜０．２μｍの範囲にある、付記３１〜４１のいずれかに記載の製造方法。

（付記４３）
付記３１〜４２のいずれかに記載の製造方法を用いた電子装置。

（付記４４）
付記３１〜４２のいずれかに記載の製造方法を用いた半導体装置。

（付記４５）
付記３１〜４２のいずれかに記載の製造方法を用いたマスク。

（付記４６）
付記３１〜４２のいずれかに記載の製造方法を用いた磁気ヘッド。

電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンがレジスト層中に発生した様子を示す模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す模式的断面図である。 電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンが型レジスト層中に発生した様子を示す、他の模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す、他の模式的断面図である。 電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンが型レジスト層中に発生した様子を示す、他の模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す、他の模式的断面図である。 電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンが型レジスト層中に発生した様子を示す、他の模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す、他の模式的断面図である。 電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンが型レジスト層中に発生した様子を示す、他の模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す、他の模式的断面図である。 電子線を照射したときの多層体で、酸の水素イオンが型レジスト層中に発生した様子を示す、他の模式的断面図である。 現像後の多層体の様子を示す、他の模式的断面図である。 多層配線の模式的断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ レジスト層
３ 保護膜
４ 界面
５ 不溶部分
６ 不溶部分の端
７ レジストが溶解し除去された空間
８ 界面
９ 角が丸くなり減膜した部分
１１ 電子線照射時の層体
１２ 現像後の多層体
３１ 多層体
３２ 現像後の多層体
５１ 多層体
５２ 現像後の多層体
７１ 多層体
７２ 現像後の多層体
９１ 多層体
９２ 多層体
１１１ 現像後の多層体
１１２ 現像後の多層体

Claims (10)

1. 制電性樹脂と光酸発生剤と架橋剤とを含んでなる光酸発生剤含有ネガ型レジスト保護用組成物。
2. 前記制電性樹脂が水溶性ポリマーを含む、請求項１に記載のレジスト保護用組成物。
3. 前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、請求項１または２に記載のレジスト保護用組成物。
4. 前記光酸発生剤が、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムパーフルオロブタンスルホネート、ジフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート、トリフェニルスルホニウムメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルフォニウムパーフルオロブタンスルホネート、１−フェニル−１−（４−メチルフェニル）スルホニルオキシ−１−ベンゾイルメタン、１，２，３−トリスルホニルオキシメチルベンゼン、１，３−ジニトロ−２−（４−フェニルスルホニルオキシメチル）ベンゼン、１−フェニル−１−（４−メチルフェニルスルホニルオキシメチル）−１−ヒドロキシ−１−ベンゾイルメタンからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、請求項１〜３のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。
5. 前記制電性樹脂が、下記一般式で表される構造単位を含む物質を少なくとも一つ含む、請求項１〜４のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。
   

   

   

   

   

   

   

   （式中および式の説明中、ＡはＮＨまたはＯを表し、Ｒは、Ｒ¹またはＯＲ¹を表し、Ｘ¹およびＸ²はＳＯ₃またはＣＯＯを表し、Ｚ¹およびＺ²は、ＯＲ¹Ｘ³−Ｈまたは電子供与基（Ｘ³はＳＯ₃またはＣＯＯまたは直接結合を表す）を表し、Ｒ¹は直鎖状または分岐状の、エーテル結合を含んでいてもよい、二価の炭化水素基を表し、Ｍ¹およびＭ²は、水素イオン、アンモニウムイオン、炭素数１から８のアルキルアンモニウムイオン、芳香族アンモニウムイオンまたは芳香族複素環の四級イオンを表す。なお、各符号は、各式および式の説明において互いに独立に定めることができる。）
6. 前記光酸発生剤が水溶性である、請求項１〜５のいずれかに記載のレジスト保護用組成物。
7. 基板上に光酸発生剤含有ネガ型レジストによりなる層（レジスト層）を形成し、
   当該レジスト層上に制電性樹脂と光酸発生剤と架橋剤とを含んでなる光酸発生剤含有ネガ型レジスト保護膜を形成し、
   当該レジスト保護膜上から選択的に活性エネルギー線を照射し、
   当該レジストを現像する、
   レジストパターン形成方法。
8. 前記光酸発生剤が、ジアゾニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル、オキサチアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ジスルホン誘導体、イミド化合物、オキシムスルホネート、ジアゾナフトキノンおよびベンゾイントシレートからなる群から選ばれた少なくとも一つの化合物を含む、請求項７に記載のレジストパターン形成方法。
9. 前記光酸発生剤の感度が、前記レジスト層中に含まれる光酸発生剤の感度と同一かそれより高い、請求項７または８に記載のレジストパターン形成方法。
10. 前記レジスト保護膜中の光酸発生剤の濃度が、前記レジスト層中の光酸発生剤の濃度と同一かそれより高い、請求項７〜９のいずれかに記載のレジストパターン形成方法。

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