JP5098592B2 - レジストパターン形状制御材料、半導体装置の製造方法、及び磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

レジストパターン形状制御材料、半導体装置の製造方法、及び磁気ヘッドの製造方法 Download PDF

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本発明は、レジストパターン形状制御材料、半導体装置の製造方法、及び磁気ヘッド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、それに伴って配線パターンは、0.1μm以下のサイズに、最小のものでは0.05μm以下のサイズにまで微細化されている。前記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)の短波長化により、更には、電子線やX線等を使用することで、より微細なパターン形成が検討されるに至っている。
短波長光源(KrF、ArF、Fエキシマレーザ)、電子線、軟X線リソグラフィに対応するレジスト材料としては、酸発生剤を含有する化学増幅レジストが有望視されている。この化学増幅型レジストは、例えば、紫外線、電子線、軟X線、集束イオンビーム等を照射して露光することによって、光酸発生剤から酸が生じ、該露光後にベーク処理を行うことによる触媒反応を利用し、露光領域をアルカリ可溶(ポジ型)又はアルカリ不溶(ネガ型)物質に変化させる。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。このような化学増幅型レジストは、一般に基材樹脂、光酸発生剤、各種添加剤、溶剤からなり、ネガ型レジストでは、更に架橋剤が添加されている。
しかしながら、前記短波長光源を用いたフォトリソグラフィでは、露光の際にレジスト膜自体が露光光を吸収し、照射面積がレジスト膜表面よりも底部の方で小さくなり、現像後に得られるパターン形状はポジ型レジストの場合で順テーパ形状(図29)となり、ネガ型レジストの場合では逆テーパ形状(図30)となる。
また、電子線リソグラフィにおいては、レジストに入射する電子が電荷を持つことから、露光の際にレジストを構成する物質の原子核や電子との相互作用が生じる。このため電子線がレジスト膜に入射すれば必ず散乱が起こる(前方散乱)。そのため電子線照射部においては、照射面積がレジスト膜表面よりも底部の方で大きくなり、現像後に得られるパターン形状はポジ型レジストの場合で逆テーパ形状(図30)となり、ネガ型レジストの場合では順テーパ形状(図29)となる。
このようなレジストパターンの形状異常、特に逆テーパ形状が生じると、パターン上面からの観察において寸法の正確な測定ができず、半導体デバイスの微細加工を困難なものとする。
従来のフォトリソグラフィにおいては、露光光源の波長付近に吸収帯をもたない材料を採択することで上記問題を回避してきたが、波長が200nm以下の領域に及ぶと有機化合物自体の吸収が顕著となり、材料の選択が困難となる。
また、電子線リソグラフィにおけるパターンの形状異常は電子線散乱のプロファイルが反映されたものであり、レジストの解像性が向上するほどプロファイルを忠実に再現し、形状がより悪化する。このため、従来は、レジスト材料のアルカリ溶解性を調節し、解像性を下げることでテーパ角が約90°の(垂直な)パターンを形成していた。しかしながら、この方法では照射する電子線のサイズに対して、現像後に得られるパターンサイズが大幅に広がり、微細パターンの形成は困難であった。
なお、特許文献1乃至3には、ポリビニルスルホン酸化合物を含有するフォトレジストの反射防止膜用組成物が開示されている。
特開平10−120968号公報 特開2006−336017号公報 特開2006−259382号公報
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。
即ち、本発明は、解像性を損なうことなく、レジストパターン形状が逆テーパ形状となることを回避可能なレジストパターン形状制御材料、半導体装置の製造方法、及び磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とする。
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。即ち、
本発明のレジストパターン形状制御材料は、スルホン基を有する基材樹脂、光酸発生剤、及び溶剤を含むことを特徴とする。
該レジストパターン形状制御材料においては、図1Aに示すように、基板200上に形成されたレジスト膜201上に前記レジストパターン形状制御材料からなるレジスト形状制御膜202を形成し、図1Bに示すように、露光光(例えば、電子線)204を照射することにより、前記レジストパターン形状制御材料の露光部203において光酸発生剤から酸が発生し、図1Cに示すように、酸発生の後の加熱による光酸発生剤から発生した酸の触媒反応によりスルホン酸が遊離してレジスト膜201中に拡散し、スルホン酸とレジスト膜201が反応し、図1Dに示すように、レジスト膜201の表層付近の反応が促進し順テーパ形状を有するパターンが形成される。その結果、解像性を損なうことなく、レジストパターン形状がテーパ形状、特に逆テーパ形状となることを回避することができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜上に前記レジストパターン形状制御材料からなるレジストパターン形状制御膜を形成する工程と、次いで、前記基板を加熱する工程とを備えることを特徴とする。
該半導体装置の製造方法では、前記基板上に前記レジスト膜が形成され、前記形成されたレジスト膜上に前記レジストパターン形状制御材料からなるレジストパターン形状制御膜が形成され、前記基板が加熱される。
本発明の半導体装置の製造方法は、レジスト膜及びレジストパターン形状制御膜を形成する工程と、前記形成されたレジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜に対し露光光を照射する工程と、前記レジストパターン形状制御膜を除去する工程と、前記露光されたパターンを現像して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。
該半導体装置の製造方法では、前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜が形成され、前記形成されたレジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜に対し露光光が照射され、前記レジストパターン形状制御膜が除去され、前記露光されたパターンが現像されてレジストパターンが形成される。
本発明によると、解像性を損なうことなく、レジストパターン形状が逆テーパ形状となることを回避可能なレジストパターン形状制御材料、半導体装置の製造方法、及び、磁気ヘッドの製造方法を提供することができる。
(レジストパターン形状制御材料)
本発明のレジストパターン形状制御材料は、スルホン基を有する基材樹脂、光酸発生剤、及び溶剤を含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の成分を含む。
<基材樹脂>
前記基材樹脂としては、スルホン基を有するものであれば、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。
前記スルホン基を有する基材樹脂としては、酸性雰囲気中で加熱することによりスルホン酸が遊離しやすい、ベンゼンスルホン酸からなるモノマー単位を含むポリマーが好ましい。ベンゼンスルホン酸からなるモノマー単位を含むポリマーの例としては、スルホン置換基を有するポリスチレン樹脂、スルホン置換基を有するフェノール樹脂等が挙げられる。
また、前記レジストパターン形状制御材料は、硫黄含有量で1重量%以上のスルホン基を有することが好ましい。
前記スルホン基を有する基材樹脂の含有量としては、レジスト上への塗布性を考慮すると、全固形分に対して0.1〜50質量%であることが好ましい。
<光酸発生剤>
前記光酸発生剤としては、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。
本発明に用いられる、光酸発生剤としては、下記「化1」に示すようなヨードニウム塩のグループ、下記「化2」に示すようなスルホニウム塩のグループ、下記「化3」及び「化4」に示すようなハロゲン化合物のグループ、下記「化5」に示すようなスルホン酸エステル化合物(例えば、トリフェニルスルフォニウムノナワルオロブタンスルホネート)のグループ、下記「化6」に示すようなイミド化合物のグループ、下記「化7」に示すようなカルボニル化合物のグループ、下記「化8」に示すようなジスルフォン、下記「化9」に示すようなα,α−ビスアリルスルフォニルジアゾメタンのグループ、下記「化10」に示すようなジアゾニウム塩のグループを用いることができる。
前記光発生剤の含有量としては、基材樹脂に対して1〜30重量%であることが好ましい。前記含有量が、1重量%未満であると、前記スルホン酸の遊離が十分に進行しないことがあり、30重量%を超えると、スルホン酸の遊離が未露光部にまで及ぶことがある。
<溶剤>
前記溶剤としては、レジストパターン形状制御材料の各成分を溶解可能で、かつ適当な乾燥速度を有し、該有機溶剤が蒸発した後に均一で平滑な塗膜を形成可能であれば、特に制限はなく、当該技術分野で通常用いられているものを使用することができる。
このような溶剤の例としては、グリコールエーテルエステル類、グリコールエーテル類、エステル類、ケトン類、環状エステル類、アルコール類及び水等が挙げられる。
前記グリコールエーテルエステル類としては、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、などが挙げられる。
前記エーテル類としては、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、などが挙げられる。
前記エステル類としては、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ピルビン酸エチル、などが挙げられる。
前記ケトン類としては、2−ヘプタノン、シクロヘキサノン、などが挙げられる。
前記環状エステル類としては、γ−ブチロラクトン、などが挙げられる。
前記アルコール類としては、メターノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、などが挙げられる。
これらの溶剤は、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。
<その他の成分>
また、その他の成分として、本発明の効果を害し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、公知の各種添加剤が挙げられ、例えば、前記組成物の溶解性や塗布性の向上を目的とした場合には、イソプロピルアルコール、界面活性剤などを添加することができる。
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、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。
前記界面活性剤の形状制御材料における含有量としては、各成分の種類や含有量などに応じて適宜決定することができる。
(半導体装置の製造方法(レジストパターン形状制御膜形成方法))
本発明の半導体装置の製造方法(レジストパターン形状制御膜形成方法)は、レジスト膜形成工程と、レジストパターン形状制御膜形成工程と、加熱工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
<レジスト膜形成工程>
前記レジスト膜形成工程は、基板上にレジスト膜を形成する工程である。
前記レジスト膜としては、スルホン酸の作用により反応が生じる化学増幅型ポジレジストが好ましい。
<レジストパターン形状制御膜形成工程>
前記レジストパターン形状制御膜形成工程は、前記形成されたレジスト膜上に前記レジストパターン形状制御膜を形成する工程である。
前記レジストパターン形状制御膜は、公知の方法、例えば塗布等により形成することができる。該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分間程度であり、1秒〜90秒間が好ましい。
前記塗布の際の厚みとしては、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。
<加熱工程>
前記加熱工程は、前記基板を加熱する工程である。
前記塗布の際乃至その後で、塗布した前記レジスト組成物に対して溶剤を乾燥させる上で加熱を行うことが好ましく、その条件、方法などとしては、前記レジストパターン形状制御膜を軟化、光酸発生剤を分解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、例えば、その温度としては、50〜180℃程度が好ましく、80〜160℃がより好ましく、また、その時間としては、10秒間〜5分間程度が好ましく、30秒間〜90秒間がより好ましい。
<その他の工程>
前記その他の工程としては、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。
(半導体装置の製造方法(レジストパターン形成方法))
本発明の半導体装置の製造方法(レジストパターン形成方法)は、膜形成工程と、露光工程と、レジストパターン形状制御膜除去工程と、レジストパターン形成工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択した、その他の工程を含む。
<膜形成工程>
前記膜形成工程は、前記レジストパターン形状制御膜形成方法により、前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜を形成する工程である。
<露光工程>
前記露光工程は、前記形成されたレジスト膜及びレジストパターン形状制御膜に対し露光光を照射する工程である。
前記露光は、公知の露光装置により好適に行うことができ、前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜に対し前記露光光が照射されることにより行われる。該露光光の照射により、露光領域における前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜の組成物中の光酸発生剤が分解されて酸を発生することにより、パターン潜像が形成される。
前記露光光の照射は、前記レジスト膜の一部の領域に対して行われることにより、該一部の領域において、前記該一部の領域の極性が変化し、後述の現像工程において、該極性変化させた一部の領域以外の未反応領域が残存(ポジレジストの場合)されてレジストパターンが形成される。
前記露光光としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、電離放射線(電子線、収束イオンビーム、陽電子線、α線、β線、μ粒子線、π粒子線、陽子線、重陽子線、及び重イオン線から選択される少なくとも1種の電荷粒子線)を用いることが好ましく、X線、電子線、収束イオンビーム等の活性エネルギー線を用いることがさらに好ましい。
また、露光後に第二の加熱工程を行うことが、前記露光領域での前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜の極性変化反応を促進させる上で好ましい。
前記第二の加熱工程における加熱温度としては、50〜200℃が好ましく、70〜180℃がより好ましい。該温度が、50℃未満であると、反応が十分に進行しないことがあり、200℃を超えると、構成材料の熱分解が生じることがある。
<レジストパターン形状制御膜除去工程>
前記レジストパターン形状制御膜除去工程は、前記レジストパターン形状制御膜を除去する工程であるが、前記レジスト膜を溶解せず、前記レジストパターン形状制御膜のみを溶解するものであれば、方法、材料に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。また、後述するレジストパターン形成工程において、レジストの現像とレジストパターン形状制御膜の溶解とを現像液にて同時に達成することがより好ましい。
前記現像液としては、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、水又はアルカリ水溶液であるのが好ましく、環境への負荷を低減することができる。
前記アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ;エチルアミン、プロピルアミンなどの第一級アミン;ジエチルアミン、ジプロピルアミンなどの第二級アミン;トリメチルアミン、トリエチルアミンなどの第三級アミン;ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミンなどのアルコールアミン;テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウムなどの第四級アンモニウムヒドロキシド;などが挙げられる。
また必要に応じて、前記アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコールなどの水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤、などを添加することができる。
前記界面活性剤としては、本発明の前記レジストパターン形状制御材料で述べたものを用いることができる。
<レジストパターン形成工程>
前記レジストパターン形成工程は、前記露光されたパターンを現像してレジストパターンを形成する工程である。
前記現像は、未硬化領域を除去することにより行われるものである。前記未硬化領域の除去方法としては、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、前記現像液を用いて除去する方法などが挙げられる。
<その他の工程>
前記その他の工程としては、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。
また、本発明のレジストパターンの形成方法は、パターン欠落や位置ずれ等がなく、高解像度で微細なレジストパターンを低コストで簡便に効率よく形成可能であり、各種のレジストパターン、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)、ピラー(柱)パターン、トレンチ(溝)パターン、ライン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)
前記半導体装置は、前記レジストパターン形状制御膜形成方法によりレジストパターン形状制御膜が形成され、前記レジストパターン形成方法によりレジストパターンが形成される。
(磁気ヘッド)
前記磁気ヘッドは、前記レジストパターン形状制御膜形成方法によりレジストパターン形状制御膜が形成され、前記レジストパターン形成方法によりレジストパターンが形成される。
(マスク)
前記マスクは、前記レジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンである。
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
(調製例1)
下記組成のレジスト(化学増幅型ポジレジスト)材料を調製し、調製したものをレジスト1とした。
(1)基材樹脂 :30%t−ブトキシカルボニル(t−Boc)化ポリp−ヒドロキシスチレン(丸善石油化学(株)製、Mw=11,000)/100重量部
(2)光酸発生剤:ジフェニルヨードニウムノナフルオロブタンスルホネート(みどり化学(株)製)/5重量部
(3)溶剤 :プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(関東化学(株)製)/600重量部
(4)添加剤 :ヘキシルアミン(関東化学(株)製)/0.2重量部
(調製例2)
下記組成のレジストパターン形状制御材料を調製した。
(1)基材樹脂 :ポリスチレンスルホン酸 (シグマアルドリッチジャパン(株)製、Mw=10,000)/100重量部
(2)光酸発生剤:トリフェニルスルフォニウムノナフルオロブタンスルホネート(みどり化学(株))/5重量部
(3)溶剤 :イソプロピルアルコール(関東化学(株))/100重量部、水/700重量部
(実施例1)
−レジストパターンの形成−
前記調製例1で調製されたレジスト材料(前記レジスト1)をSi基板上にスピンコート法(条件:2500rpm、60秒間)により塗布し、塗布されたレジスト1に対して、120℃で90秒間ベークした(レジスト膜形成工程)。
前記レジスト材料をスピンコートした基板上に前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料をスピンコート法(条件:2500rpm、60秒間)により塗布し、120℃で90秒間ベークした(レジストパターン形状制御膜形成工程)。
次に、加速電圧50keVの電子線露光機を用いて、0.08μm幅のラインを描画した(露光工程)。
露光した後、120℃で90秒間ベーク(ポストエクスポージャーベーク、PEB)した。
2.38%水酸化テトラメチルアンモニウム(TMAH)(東京応化工業(株)、製品名:NMD−3)水溶液で60秒間現像した(レジストパターン形状制御膜除去工程、レジストパターン形成工程)。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(実施例2)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における光酸発生剤の基材樹脂に対する質量%を0.5%としたレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(実施例3)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における光酸発生剤の基材樹脂に対する質量%を1%としたレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(実施例4)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における光酸発生剤の基材樹脂に対する質量%を30%としたレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(実施例5)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における基材樹脂のレジストパターン形状制御材料の全固形分に対する質量%を0.1%としたレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(実施例6)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における基材樹脂のレジストパターン形状制御材料の全固形分に対する質量%を50%としたレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(比較例1)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程を行わない以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(比較例2)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における光酸発生剤を添加しないレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
(比較例3)
−レジストパターンの形成−
レジストパターン形状制御膜形成工程において、前記調製例2で調製されたレジストパターン形状制御材料を用いる代わりに、前記調製例2における基材樹脂(ポリスチレンスルホン酸)をポリアクリル酸(シグマアルドリッチジャパン(株)、Mw=450,000)にレジストパターン形状制御材料を用いた以外は、実施例1と同様にしてレジストパターンの形成を形成した。
以上により得られたレジストパターンの断面を走査電子顕微鏡で観察し、テーパ角(図2におけるθ)を測定した。結果を表1に示す。
以上の結果から明らかなように、本発明のレジストパターン形状制御材料を用いることで、逆テーパ形状の改善(テーパー角の増大)が実現された。
また、光酸発生剤の含有量が基材樹脂に対して1〜30質量%であると、テーパー角を90°以上にする(順テーパ形状にする)ことができることが分かった。
なお、レジストパターン形状制御材料の基材樹脂をカルボキシル基含有樹脂(ポリアクリル酸)に変更した場合(比較例3)は形状改善の効果がみられなかった。
(実施例7)
−フラッシュメモリ及びその製造−
実施例7は、本発明のレジストパターン形状制御材料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7では、以下のレジスト膜26、27、29及び32が、実施例1〜6で用いたレジスト組成物を用いて、実施例1〜6と同様の方法で形成されたものである。
図3及び図4は、FLOTOX型又はETOX型と呼ばれるFLASH EPROMの上面図(平面図)であり、図5〜図13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3及び図4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3及び図4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3及び図4におけるA方向断面)概略図である。
まず、図5に示すように、p型のSi基板(半導体基板)22上の素子分離領域に選択的にSiO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SiO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SiO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5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5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6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6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7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7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8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8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8に示すように、最終的な寸法幅になるようにX方向を規定するパターニングをし、Y方向を規定するパターニングをせず、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9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、SiO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9の右図)の第1ポリシリコン膜28上にもSiO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SiO膜のみで形成されているが、SiO膜及びSi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9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10に示すように、前記メモリセル部(図10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10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11に示すように、前記メモリセル部(図11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方向を規定するパターニングのみされている第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方向を規定する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11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12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(ソース・ドレイン)領域層35a及び35bを形成すると共に、前記周辺回路部(図12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13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11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。
以上により、図13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5〜図13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5〜図13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、本実施例では、第1ゲート部33aを形成するのに、まずゲート幅方向(図3及び図4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3及び図4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3及び図4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3及び図4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14〜図16に示すFLASH EPROMの製造例は、上記実施例7において図9で示した工程の後が図14〜図16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14に示すように、前記メモリセル部(図14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14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14の後の工程、即ち図15〜図16に示す工程は、図11〜図13と同様に行った。図11〜図13と同様の工程については説明を省略し、図14〜図16においては図11〜図13と同じものは同記号で表示した。
以上により、図16に示すように、半導体装置としてFLASH EPROMを製造した。
なお、図15において、44aは第1ゲート部を示し、44bは第2ゲート部を示す。さらに、図16において、45a、45b、46a、46bはS/D(ソース・ドレイン)領域層を示し、47は層間絶縁膜を示し、48a、48b、49a、49bはコンタクトホールを示し、50a、50b、51a、51bはS/D(ソース・ドレイン)電極を示す。
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。
図17〜図19に示すFLASH EPROMの製造例は、上記実施例7において、前記周辺回路部(第2素子領域)(図17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17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)/SiO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18又は図19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18に示すように、第1ポリシリコン膜28b(第1導電体膜)/SiO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17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19に示すように、SiO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。
(実施例8)
−磁気ヘッドの製造−
実施例8は、本発明のレジストパターン形成方法によって形成された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8では、以下のレジストパターンR2Aが、実施例1〜6で用いたレジスト材料を用いて形成したレジスト膜に、電子線を照射して形成したレジストパターンである。
図20〜図26を参照しながら、本発明の微細パターン形成材料ならびに微細パターン形成方法を用いた薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する。
図20を参照するに、まずAl−TiC基板(図示せず)上にAl膜(図示せず)を介してNiFe合金からなる下部磁気シールド層131を電解メッキ法により形成し、Alのギャップスペーサ層131Aを介してスピンバルブ構造膜115Lをスパッタリング法により形成する。
次に図21の工程において、レジトパターンR1をマスクとして前記スピンバルブ構造膜115Lを、例えば、幅300nmの所定形状にパターニングし、磁気抵抗効果素子115を形成する。さらに図21の工程では、前記レジストパターンR1をマスクに、CoCrPtよりなるハードバイアス膜116をスパッタリング法によって形成し、前記磁気抵抗効果素子115の両側にハードバイアスパターン116A、116Bを形成する。
次に図22の工程で前記レジストパターンR1を除去し、前記レジストパターンR1の頂部に堆積したCoCrPt膜116を除去し、さらに前記磁気抵抗効果素子115の全面に、その両側のハードバイアスパターン116A、116Bも含むように、有機ポリマー膜117を形成する。
図22の工程では、さらに前記有機ポリマー膜117上に市販のKrF用レジスト、例えばシプレイ社製UV−6を用いて、レジスト膜R2を、例えば500nmの厚さに塗布する。
次に図23の工程において、加速電圧50KeVの電子線および波長248nmのKrFエキシマレーザーを露光用光源として、磁気抵抗効果素子部分を電子線で、その他の露光面積が広い部分をKrFでそれぞれ露光し、TMAH溶液を用いて現像することによって、レジストパターンR2Aを、幅が例えば150nmになるように形成する。
次に図24の工程において、スリミング処理を行うことにより、前記磁気抵抗素子115上に前記レジストパターンR2A及び有機ポリマー膜117Aからなるリフトオフマスクパターン120を形成する。
図24のスリミング処理の際、レジスト膜よりなる前記レジストパターンR2Aと前記有機ポリマー膜パターン117Aとの間のエッチングレート比は1:1.3の値を有し、その結果、アンダーカット117Bが形成される。
前記レジストパターンR2Aが100nmの幅を有し、前記有機ポリマー膜パターン117Aが90nmの幅を有する場合、前記パターン117Aの両側には約5nmのアンダーカット117Bが形成される。
さらに図25の工程において、前記有機ポリマー膜パターン117AおよびレジストパターンR2Aとより構成されるリフトオフマスクパターン120をマスクに、スパッタリング法により、Ta膜133aとAu膜133bとTa膜133cとをそれぞれ2nm、20nmおよび2nmの膜厚に順次堆積し、Ta/Au/Ta積層構造を有する読出し電極層133を堆積する。前記読出し電極層133の堆積に伴い、前記ハードバイアスパターン116Aおよび116B上、前記リフトオフパターン120の両側には、各々前記Ta/Au/Ta積層構造を有する読出し電極パターン133A、133Bがそれぞれ形成される。
次に、図26の工程において前記レジストパターンR2Aを、アセトンを使って除去し、同時に前記レジストパターンR2A上に堆積した電極層133を除去する。さらにNMP(N−メチルピロリドン)を用いて有機ポリマー膜パターン117Aを除去する。
以降は、従来と同様に、Alからなるギャップスペーサ層を介して上部磁気シールド層および下部磁極層を構成するNiFe合金層134(図27参照)を電解メッキ法によって形成し、さらにAlからなる書き込みギャップ層を形成する。
次いで、レジスト膜よりなる第1の層間絶縁膜を形成し、さらに電解メッキ法により前記第1の層間絶縁膜上にCu層を水平スパイラルパターン形状に形成して図27の書き込みコイル135を形成する。さらに前記書き込みコイルの両端に書き込み電極136A、136Bを設け、さらに前記書き込みコイルを覆うようにレジスト膜を堆積し、第2の層間絶縁膜を形成する。
さらに前記第2の層間絶縁膜の全面にTi膜よりなるメッキベース層を設け、その上に形成したレジストマスクをメッキフレームとして、前記第2の層間絶縁膜上に選択的にNiFe膜を電解メッキすることによって上部磁極層137及び先端部の書き込み磁極138を形成する。
次いで、レジストマスクを除去したのち、Arイオンを用いたイオンミリングを施すことによってメッキベース層の露出部を除去し、次いで、全面にAl保護膜を形成した後、基板を切断し、磁気抵抗効果素子115を含む読出ヘッドと書き込み用の誘導型の薄膜磁気ヘッドとを集積化した磁気ヘッドスライダが得られる。
なお、図27において、132は磁気抵抗効果素子を示す。
以上、説明したように、本実施例においては、導電性のレジストを用いることで微細なコア幅を有する磁気抵抗センサを、簡単な工程で且つ精度良く、また歩留まり良く製造することができる。
(実施例9)
−フォトマスクの製造−
図28A〜図28Fに順を追って示す工程(A)〜(F)に従って、レチクルを製造した。
工程(A):石英ガラスからなる基板1とクロムからなるレチクル形成性金属層2からなるクロムマスクブランクス5を用意し、これに本発明の実施例で用いたレジスト1をスピンコート、乾燥し、レジスト層3が得られた(図28A)。
工程(B):レジスト層3の表面に本発明のレジストパターン形状制御材料を実施例1と同様に塗布、乾燥し、レジストパターン形状制御用材料層4が得られた。このようにして、フォトプレート10が得られた(図28B)。
工程(C):得られたフォトプレート10において、レチクルパターンの形成に必要なレジスト層3のパターンを得るため、レジスト層3に対する電子線描画を行った。ここで使用したものは可変成形ベクタスキャン方式の電子線描画装置であり、加速電圧は50KeVであった(図28C)。
工程(D):電子線描画の完了後、実施例1と同様にポストエクスポージャーベーク(PEB)を実施したのち、レジスト層3を現像した。現像液としては、2.38%TMAH水溶液を使用した。なお、レジストパターン形状制御用材料層4は上記現像工程においてすべて溶解除去せしめられた。この結果、レジスト層3の電子線照射部分(露光域)が溶解除去せしめられ、図示のようなレジストパターン13が得られた(図28D)。
工程(E):得られたレジストパターン13をマスクとして、下地の金属材料(クロム)層2をドライエッチングした。エッチングの条件は、塩素の装入速度が50ml/分、酸素の装入速度が50ml/分、圧力が0.1トル、そしてRFパワーが300Wであった。エッチングの結果、レジストパターン13によって覆われていないクロム層2が剥離除去せしめられた。図示のようなレチクルパターン12が得られた(図28E)。
得られたレチクルパターン13は、電子線描画パターンに正確に対応するものであった。
工程(F):先のエッチング工程でマスクとして使用したレジストパターン13を剥離除去した。
図示のように、クロムパターンが石英ガラス基板に被着せしめられてなる目的とするレチクル20が得られた(図28F)。
得られたレジストには位置ずれがなく、また、パターンの形状も正確で、なんらの欠陥も有しなかった。
図1Aは、本発明のレジストパターン形成方法を説明する断面図である(その1)。 図1Bは、本発明のレジストパターン形成方法を説明する断面図である(その2)。 図1Cは、本発明のレジストパターン形成方法を説明する断面図である(その3)。 図1Dは、本発明のレジストパターン形成方法を説明する断面図である(その4)。 図2は、テーパー角を説明するための断面図である。 図3は、本発明の半導体装置の製造方法により製造されるFLASH EPROMの第一の例を示す平面図である。 図4は、本発明の半導体装置の製造方法により製造されるFLASH EPROMの第一の例を示す平面図である。 図5は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図である。 図6は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図5の次のステップを表す。 図7は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図6の次のステップを表す。 図8は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図7の次のステップを表す。 図9は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図8の次のステップを表す。 図10は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図9の次のステップを表す。 図11は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図10の次のステップを表す。 図12は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図11の次のステップを表す。 図13は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第一の例の概略説明図であり、図12の次のステップを表す。 図14は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第二の例の概略説明図である。 図15は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第二の例の概略説明図であり、図14の次のステップを表す。 図16は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第二の例の概略説明図であり、図15の次のステップを表す。 図17は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第三の例の概略説明図である。 図18は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第三の例の概略説明図であり、図17の次のステップを表す。 図19は、本発明の半導体装置の製造方法によるFLASH EPROMの製造の第三の例の概略説明図であり、図18の次のステップを表す。 図20は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図である。 図21は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図20の次のステップを表す。 図22は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図21の次のステップを表す。 図23は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図22の次のステップを表す。 図24は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図23の次のステップを表す。 図25は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図24の次のステップを表す。 図26は、本発明のレジストパターン形成方法により形成されたレジストパターンを磁気ヘッドの製造に応用した一例の断面概略説明図であり、図25の次のステップを表す。 図27は、図20〜図26のステップを経て製造された磁気ヘッドの一例を示す斜視図である。 図28Aは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その1)。 図28Bは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その2)。 図28Cは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その3)。 図28Dは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その4)。 図28Eは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その5)。 図28Fは、本発明のマスクを説明するための断面図である(その6)。 図29は、順テーパー形状を説明するための断面図である。 図30は、逆テーパー形状を説明するための断面図である。
符号の説明
1 基板
2 レクチル形成性金属層(クロム層)
3 レジスト層
4 レジストパターン形状制御用材料層
10 フォトプレート
12 レチクルパターン
13 レジストパターン
20 レチクル
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 SiO
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
36b 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
115 磁気抵抗効果素子
115L スピンバルブ構造膜
116 ハードバイアス膜
116A ハードバイアスパターン
116B ハードバイアスパターン
117 有機ポリマー膜
117A 有機ポリマー膜パターン
117B アンダーカット
120 リフトオフマスクパターン
131 下部磁気シールド層
131A ギャップスペーサ層
132 磁気抵抗効果素子
133 読出し電極層
133A 読出し電極パターン
133a Ta膜
133b Au膜
133c Ta膜
133B 読出し電極パターン
134 NiFe合金層
135 書き込みコイル
136A 書き込み電極
136B 書き込み電極
137 上部磁極層
138 書き込み磁極
200 基板
201 レジスト膜
202 レジスト形状制御膜
203 露光部
204 露光光

Claims (6)

  1. スルホン酸基を有する基材樹脂、光酸発生剤、及び溶剤を含み、
    前記スルホン酸基を有する基材樹脂が、スルホン酸基を有するポリスチレン樹脂、及びスルホン酸基を有するフェノール樹脂の少なくともいずれかであり、
    前記光酸発生剤が、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、スルホン酸エステル化合物、イミド化合物、及びジスルフォ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パターン形状制御材料。
  2. 前記基材樹脂が、硫黄含有量で前記基材樹脂に対して1重量%以上のスルホン酸基を有する請求項1に記載のレジストパターン形状制御材料。
  3. 前記光酸発生剤の含有量が、前記基材樹脂に対して1〜30質量%である請求項1乃至2のいずれか1項に記載のレジストパターン形状制御材料。
  4. 基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜上に請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレジストパターン形状制御材料からなるレジストパターン形状制御膜を形成する工程と、次いで、前記基板を加熱する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜を形成する工程と、前記レジスト膜及び前記レジストパターン形状制御膜に対し露光光を照射する工程と、前記レジストパターン形状制御膜を除去する工程と、前記露光されたパターンを現像してレジストパターンを形成する工程とを含む請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 基板上にレジスト膜を形成する工程と、前記レジスト膜上に請求項1乃至3のいずれか1項に記載のレジストパターン形状制御材料からなるレジストパターン形状制御膜を形成する工程と、次いで、前記基板を加熱する工程とを含むことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
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JP7256689B2 (ja) * 2019-05-31 2023-04-12 株式会社アルバック レジストパターンの製造方法及びレジスト膜

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JPS6394234A (ja) * 1986-10-08 1988-04-25 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd コントラスト向上剤
JPH05226238A (ja) * 1991-10-31 1993-09-03 Internatl Business Mach Corp <Ibm> E−ビームレジスト用の塩基現像可能な放電トップ層
JP3281053B2 (ja) * 1991-12-09 2002-05-13 株式会社東芝 パターン形成方法
JP3402415B2 (ja) * 1994-03-03 2003-05-06 沖電気工業株式会社 レジストパターン形成方法
JP4606136B2 (ja) * 2004-06-09 2011-01-05 富士通株式会社 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
KR100574495B1 (ko) * 2004-12-15 2006-04-27 주식회사 하이닉스반도체 광산발생제 중합체, 그 제조방법 및 이를 함유하는상부반사방지막 조성물

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