JPH11286549A - 感光性樹脂及び該感光性樹脂を用いたレジスト、該レジストを用いた露光装置及び露光方法及び該露光方法で得られた半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光光に対して高感度の感光性樹脂を提供す
る。 【解決手段】 側鎖に脂環基を有するアリル系モノマー
部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を提供するこ
とを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高感度、高解像度
の性能を有する感光性樹脂、また該感光性樹脂を使用し
たレジスト、該レジストを用いて形成されるパターン、
またパターン形成方法、更には該パターン形成方法によ
って製造されるデバイス（半導体装置）あるいは露光用
マスクに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、集積回路、表示素子等の半導体素
子において、あるいは露光用マスク等において微細加工
が進み、パターン線幅が縮小される傾向にある。微細加
工には、露光光として近紫外光から紫外光の光が用いら
れているが、これらの光の波長領域（６００〜３００ｎ
ｍ）で加工が行われている。しかしながら現在線幅の縮
小化に限界が近づきつつあり、線幅の更なる縮小化のた
めに露光光として更なる短波長の光を用いようとしてい
る。そして近年、露光光源として波長１９３ｎｍのＡｒ
Ｆエキシマレーザあるいは波長２４８ｎｍのＫｒＦエキ
シマレーザを用いたリソグラフィ技術の開発が推し進め
られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この様な露光波長の短
波長化に伴い、レジストの特性として露光光に対して高
い透過率とパターンの高い解像性（レゾルーション）能
が要求されている。また特開平５−８０５１５号公報や
特開平５−２６５２１２号公報にはレジストに関する開
示がされている。特開平５−８０５１５号公報では、２
−ノルボルネン２−置換体とアクリル酸エステルとの共
重合体からなるレジストが開示されている。しかしなが
ら該公報で開示される２−ノルボルネン２−置換体はシ
アノ基（ＣＮ）を有しており有毒性が懸念される。ま
た、該共重合体がアルカリ現像可能となる原因は、側鎖
がヒドロキシ化されることによるものであり、アルカリ
溶液に対して溶解度が低い。また、特開平５−２６５２
１２号公報では、アダマンタン骨格を側鎖に有する共重
合体からなるレジストが開示されている。しかしながら
該公報で開示される共重合体も、アルカリ現像におい
て、高分子量体であるためにアルカリ溶液に対して溶解
度が低い。

【０００４】

【課題を解決するための手段】よって本発明は側鎖に脂
環基を有するビニルモノマー部位とスルホニル部位から
なる感光性樹脂を提供する。

【０００５】また本発明は側鎖に脂環基を有するビニル
モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
するレジストを基板に塗布する工程と、該基板上に塗布
されたレジストを露光してパターンを形成する工程とを
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供す
る。

【０００６】また本発明は側鎖に脂環基を有するビニル
モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
するレジストを基板に塗布する工程と、該基板上に塗布
されたレジストを露光してパターンを形成する工程とを
含む露光用マスクの製造方法を提供する。

【０００７】また本発明の側鎖に脂環基を有するビニル
モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
するレジストによって形成されるパターンを有する、半
導体装置を提供する。

【０００８】また本発明は側鎖に脂環基を有するビニル
モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
するレジストによって形成されるパターンを有する露光
用マスクを提供する。

【０００９】また本発明は側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を提供する。

【００１０】また本発明は側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を溶解させたレジストを提供する。

【００１１】また本発明の側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を有するレジストを基板表面に塗布する工程と、該
基板上に塗布されたレジストを露光してパターンを形成
する工程とを含む半導体装置の製造方法を提供する。

【００１２】また本発明は側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を有するレジストを基板塗布する工程と、該基板上
に塗布されたレジストを露光してパターンを形成する工
程とを含む露光用マスクの製造方法を提供する。

【００１３】また本発明に側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を有するレジストによって形成されるパターンを有
する、半導体装置を提供する。

【００１４】また本発明に側鎖にアダマンチル基を有す
るビニルモノマー部位とスルホニル部位からなる感光性
樹脂を有するレジストによって形成されるパターンを有
する露光用マスクを提供する。

【００１５】また本発明は、請求項１あるいは１３のい
ずれか１項記載の感光性樹脂を有するレジストを用いて
像のコントラストが互いに異なる複数のパターンを有す
るマスクのパターンの像でレジストを露光する露光方法
であって、前記マスクのパターンのうち像のコントラス
トが低いパターンの像の形成位置を該コントラストが低
いパターンの像よりもコントラストが高い像によって露
光することにより、前記コントラストが低いパターンに
関する露光量分布のコントラストを向上させることを特
徴とする露光方法を提供する。

【００１６】また本発明は、請求項１あるいは１３いず
れか１項記載の感光性樹脂を有するレジストを用いて、
ある放射線を用いてマスクのパターンの線でレジストを
露光する露光方法であって、前記放射線と波長が同じ放
射線で前記パターンの像よりもコントラストが高い像を
形成し、このコントラストが高い像で前記レジストの前
記パターンの像の形成位置を露光することにより、前記
レジストの前記パターンに関する露光量分布のコントラ
ストを向上させることを特徴とする露光方法を提供す
る。

【００１７】また本発明は請求項１あるいは１３いずれ
か１項記載の感光性樹脂を有するレジストを用いてマス
クのパターンの像でレジストを露光する露光方法であっ
て、前記マスクを用いないで前記パターンの像よりもコ
ントラストが高い像を形成し、このコントラストが高い
像によって前記レジストの前記パターンの像の形成位置
を露光することにより、前記レジストの前記パターンに
関する露光量分布のコントラストを向上させることを特
徴とする露光方法を提供する。

【００１８】また本発明は請求項１あるいは１３いずれ
か１項記載の感光性樹脂を有するレジストを用いて２光
束の干渉等により形成した周期パターンで露光を行う周
期パターン露光と使用する露光装置の分解能以下の線幅
のパターンを有するマスクを用いて通常の露光を行う通
常露光とによって同一の露光波長で二重露光を行うこと
を特徴とする露光方法を提供する。

【００１９】（作用）本発明によれば、本発明の感光性
樹脂は、露光時にビニルモノマー部位とスルホニル部位
との間の結合が容易に切断され、低分子量化される。ま
た本発明の感光性樹脂は、低分子量化することで、アル
カリ溶液に対する溶解度が飛躍的に高くなる。そのため
本発明の感光性樹脂を用いて作製されるレジストは露光
光に対する感度が高く、高精度にパターンを形成するこ
とが可能である。更に現像液に対して露光された領域の
溶解度が高いため、短時間にパターンを現像することが
できる。

【００２０】また本発明の感光性樹脂は、脂環基を側鎖
に有しているため、露光光に対する高い透過率と良好な
ドライエッチング耐性を併せ持つ。その結果、微細なパ
ターンを有する半導体装置や、露光用マスクを得ること
ができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）本発明の第
１の実施の形態が示す感光性樹脂は、側鎖に下記（１）
に示すような炭素骨格構造を有する脂環基を有するビニ
ルモノマー部位とスルホニル部位を主鎖骨格とする感光
性樹脂である。

【００２２】

【外１１】

【００２３】但し、Ｘは整数で１乃至６のいずれかが望
ましい。またＡは水素（Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、また
はハロゲン元素のいずれか１つ、またＢは脂環基であ
り、この脂環基は更に他の官能基を有してもよい。脂環
基は単環でもよく、更に望ましくは多環型の法がよい。
ｍ１、ｎ１は整数を表す。

【００２４】以下の下記の（ａ）〜（ａｆ）に示すよう
に脂環基を構成する炭素骨格の具体例を示すが、本発明
がこれに限定されるものではない。また、ｍ₁ 内の各ビ
ニルモノマー部位が有する脂環基Ｂは必ずしも同一物質
でなくてもよい。

【００２５】

【外１２】

【００２６】また本発明の感光性樹脂は、上記ビニルモ
ノマーとスルホニル部位を与える二酸化硫黄との共重合
反応によって得ることのできる共重合体である。得られ
る共重合体の重量平均分子量は、共重合体の合成時にお
ける開始剤の量や重合温度や各モノマーの仕込量を調節
することで変えることができた。また得られる共重合体
の重量平均分子量は数百から数百万のオーダーである
が、数万から数百万オーダーであることがより好まし
い。

【００２７】また、本発明の感光性樹脂を露光する露光
光としては、遠紫外光、真空紫外光を含む紫外光を挙げ
ることができる。また、より具体的にはＦ₂ エキシマレ
ーザ、ＸｅＣｌエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレー
ザ、ＡｒＦエキシマレーザ等を好ましい露光光として挙
げることができる。また更に、Ｘ線等を含む電磁波、ま
たは電子線、イオンビーム等の荷電粒子等も露光光とし
て好ましく用いることができる。そして本発明の感光性
樹脂は上記露光光によって主鎖を構成するビニルモノマ
ー部位とスルホニル部位との結合部分（切断点）が切断
され低分子量体となる。低分子量化された感光性樹脂
は、有機溶媒、例えばメチルイソアミルケトンやメチル
イソアミルケトンと２−ペンタノンの混合溶媒に対する
溶解度が露光前の高分子量体の溶解度に比べて飛躍的に
向上する。

【００２８】また本発明の感光性樹脂は、合成時の二酸
化硫黄の仕込量を調整することで主鎖の切断点の数を制
御することができる。よって露光後の低分子量体の溶解
度を合成時に予め制御することができる。

【００２９】また、本発明で用いられるビニルモノマー
と二酸化硫黄とは容易に共重合するが、これは各モノマ
ーの電子状態が互いにホストゲストの関係にあるために
共重合し易いことを意味する。より具体的には二酸化硫
黄のＳと結合するビニルモノマーのＣに対し側鎖のメチ
レン基のＣが直接結合しているからである。また本発明
の共重合体はこの性質を利用して交互共重合体となるこ
ともできる。本発明で得られる交互共重合体は、前述し
た切断点を主鎖内に多数有するので露光に対する感度が
高く露光後の溶解性が非常に高い。

【００３０】また、本発明の感光性樹脂は、芳香環等の
不飽和結合を有していない。そのため露光光として水銀
ランプのｉ線、ＸｅＣｌエキシマレーザ、ＫｒＦエキシ
マレーザ、ＡｒＦエキシマレーザに対して高い透過性を
示す。また、Ｘ線等の電磁波や電子線、イオンビーム等
の荷電粒子に対する透過性も良好である。

【００３１】また、本発明の感光性樹脂は、前記ビニル
モノマー部位とスルホニル部位のみから構成されるだけ
でなく調整剤として他のモノマーを添加することで、
（２）に示す３元共重合体とすることも好ましい。具体
的には（４）に示すようにビニルエステル系モノマーを
調整剤として用いて得られる感光性樹脂が好ましい。ま
た（４）に示すビニルエステル系モノマー部位におい
て、Ｒ₁ は水素（Ｈ）、メチル基（ＣＨ₃ ）、あるいは
ハロゲン基を表す。また、Ｒ₂ は水素（Ｈ）またはアル
キル基を表す。該アルキル基は炭素数１乃至８のいずれ
かで構成されることが好ましい。ｙ、ｍ２、ｎ２は整数
を表す。

【００３２】

【外１３】

【００３３】ここで、Ｍ１は下記の構造式で表される構
造単位。

【００３４】

【外１４】

【００３５】但し、Ｘは整数で１乃至６のいずれかが望
ましい。またＡは水素（Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、また
はハロゲン元素のいずれか１つ。またＢは脂環基であ
る。脂環基は単環でもよく、更に望ましくは多環型の方
がよい。ｍ１、ｎ１は整数である。またＭ２は下記の構
造式で表される構造単位。

【００３６】

【外１５】

【００３７】但し、Ｒ₁ は水素（Ｈ）、メチル基（ＣＨ
₃ ）、あるいはハロゲン元素のいずれか１つを表す。ま
た、Ｒ₂ は水素（Ｈ）またはアルキル基を表す。該アル
キル基は、炭素数１乃至８のいずれかで構成されること
が望ましい。ｙは整数を表す。

【００３８】このように本発明の感光性樹脂は３元共重
合体となることで溶媒に対する溶解性や基板に対する塗
布特性やあるいは露光に対する感度や耐熱性等の機能が
変化する。なお本発明の感光性樹脂は、主鎖の炭素と結
合する側鎖のメチレン基とが直接結合してもよい。ある
いは両者の間に介在する官能基、つまり、（１）に記載
した構造式中の

【００３９】

【外１６】 は等価に代替しうる別の官能基にしてもよい。

【００４０】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態は、第１の実施の形態で説明した感光性樹脂を用
いて作成されたレジストである。レジストは第１の実施
の形態で説明した感光性樹脂が溶媒に溶解した溶液から
構成されている。レジスト中の感光性樹脂の濃度は基板
上に塗布する場合の消耗の膜厚をもとに調整されること
が好ましく、具体的には、重量百分率で１ｗｔ％から５
０ｗｔ％、望ましくは３ｗｔ％から３０ｗｔ％程度が望
ましい。

【００４１】また、本発明に用いられる溶媒としては、
例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ等のアルコキシエタノール類、メチルセロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート等の前記アルコキシエタノール類
の酢酸エステル類、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート等のプロピレングリコールアセテート
類、乳酸エチル等の乳酸エステル類、メチルエチルケト
ン、２−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、メチル
イソアミルケトン等の脂肪族ケトン類、シクロヘキサノ
ン、Ｎ−メチルピロリドン等の脂環式ケトン類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族化
合物類等を挙げることができるが、これら溶媒のうち１
種を単独で用いてもよいし、あるいは複数種を混合して
使用してもよい。また、それらの溶媒への溶解度や蒸気
圧をコントロールする目的でメチルアルコール、エチル
アルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルア
ルコール等のアルコール類、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサン等の脂環式化合物等と混合してもよ
い。

【００４２】また、本発明のレジストには、レジスト性
能を調整するための様々な材料を添加することができ
る。たとえば、基板への塗布特性を制御する目的でアニ
オン系、カチオン系、両性または無極性の界面活性剤
を、あるいはフッ素系の界面活性剤等を添加してもよ
い。また、更にレジストの保存安定性を向上する目的
で、フェノール、クレゾール、メトキシフェノール、
２，６−ジーｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のモノフェ
ノール系化合物、２，２′メチレンビス（４−メチル−
６−ｔ−ブチルフェノール）等のビスフェノール系化合
物、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ
−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン等の高分子型フェノ
ール系化合物、ジラウリル−３−３′−チオジプロピオ
ネート等の硫黄系酸化防止剤、トリフェニルホスファイ
ト等のリン系酸化防止剤、ソルビン酸、エリソルビン
酸、クエン酸イソプロピル、ノルジヒドログアヤレチッ
ク酸等の酸化防止剤を添加してもよい。

【００４３】また、本発明のレジストは、本発明の感光
性樹脂によって構成されているため、本発明の第１の実
施の形態で示した露光光に対して感度が高く、かつ透過
率も高い。そのため、本発明のレジストは、光投影露光
装置の光学系の高ＮＡ化に伴う焦点深度の低下に対応す
ることができる。

【００４４】また、本発明のレジストは、本発明の感光
性樹脂と併用して、ドライエッチング耐性を上げるため
に例えば別種の樹脂がブレンドされたものでもよい。本
発明に用いられる別種の樹脂として例えば（５）のに
示されるノボラック樹脂やに示されるポリビニルフェ
ノール等のアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。
またその他のアルカリ可溶性樹脂としてポリグルタルア
ルデヒドやセルロース誘導体等の脂環基を有するアルカ
リ可溶性樹脂を挙げることができる。

【００４５】このとき露光に使用する電磁波や荷電粒子
の種類に応じて上述したアルカリ可溶性樹脂の種類を決
めることが好ましい。

【００４６】具体的には露光光として紫外光やＸ線等の
電磁波あるいは電子線やイオンビーム等の荷電粒子を用
いる場合に上述したアルカリ可溶性樹脂を本発明のレジ
スト中に好ましくブレンドすることができる。

【００４７】また、ＫｒＦエキシマレーザ露光光として
用いる場合は、ポリビニルフェノール、ポリグルタルア
ルデヒド、そしてセルロース誘導体等のアルカリ可溶性
樹脂を本発明のレジスト中にブレンドすることが好まし
い。

【００４８】またＡｒＦエキシマレーザを露光光として
用いる場合はポリグルタルアルデヒドやセルロース誘導
体等の脂環基を有するアルカリ可溶性樹脂を本発明のレ
ジスト中にブレンドすることが好ましい。

【００４９】

【外１７】

【００５０】またノボラック樹脂やポリビニルフェノ
ール以外に、本発明のレジスト中にブレンドされるそ
の他の樹脂の例として、アルカリ可溶性のシリコン含有
ポリマーを挙げることができる。本発明で用いられるア
ルカリ可溶性シリコン含有ポリマーとしては、例えば
（６）に示すようなラダー型のシロキサンポリマーがあ
る。

【００５１】

【外１８】

【００５２】このように、本発明のレジストはシリコン
含有ポリマーと組み合わせることで多層レジストとして
使用することができる。

【００５３】以上述べたように本発明のレジストは本発
明の共重合体を単独で使用したり、アルカリ可溶性樹脂
と組み合わせて用いたり、アルカリ可溶性樹脂の中でも
特にシリコン含有ポリマーと組み合わせることで多層レ
ジストとして用いることができる。

【００５４】（第３の実施の形態）本発明の第３の実施
の形態が示す感光性樹脂は、（７）に示すように側鎖に
脂環基を有するビニルモノマー部位とスルホニル部位を
主鎖骨格とする感光性樹脂である。

【００５５】

【外１９】

【００５６】但し、Ｘは整数で、１乃至６のいずれかが
望ましい。またＡは水素（Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、ま
たはハロゲン元素のいずれか１つ、またＢは脂環基を含
む官能基である。

【００５７】本実施の形態において、第１の実施の形態
と比較して特徴的な点は、脂環基を含む官能基が、酸の
存在下で反応し、アルカリ現像液に対する溶解性が高ま
る点である。

【００５８】以下に本実施の形態における脂環基を含む
官能基の具体例を（８）の（ａ）〜（ｅ）で示すが、本
発明がこれに限定されるものではない。また、ｍ₁ 内の
各ビニルモノマー部位が有する脂環基Ｂは必ずしも同一
物質でなくてもよい。また（８）中の脂環基（ａ）は、
−ＣＨ₃ を有する他に、−ＣｅＨ₅ 、あるいは−Ｃ₃Ｈ₇
に置きかわったものでもよい。

【００５９】

【外２０】

【００６０】また本発明の感光性樹脂は、上記ビニルモ
ノマーとスルホニル部位を与える二酸化硫黄との共重合
反応によって得ることのできる共重合体である。得られ
る共重合体の重量平均分子量は、共重合体の合成時にお
ける開始剤の量や共重合温度や各モノマーの仕込量を調
節することで変えることができた。また得られる共重合
体の重量平均分子量は数百から数百万のオーダーである
が、数万から数百万のオーダーであることがより好まし
い。

【００６１】また、本発明の感光性樹脂を露光する露光
光としては、遠紫外光、真空紫外光を含む紫外光を挙げ
ることができる。また、より具体的にはＦ₂ エキシマレ
ーザ、ＸｅＣｌエキシマレーザ、ＫｒＦエキシマレー
ザ、ＡｒＦエキシマレーザ等を好ましい露光光として挙
げることができる。また更に、Ｘ線等を含む電磁波、ま
たは電子線、イオンビーム等の荷電粒子等も露光光とし
て好ましく用いることができる。そして本発明の感光性
樹脂は上記露光光によって主鎖を構成するビニルモノマ
ー部位とスルホニル部位との結合部分（切断点）が切断
され低分子量体となる。低分子量かされた感光性樹脂
は、アルカリ溶液に対する溶解度が露光前の高分子量体
の溶解度に比べて飛躍的に向上する。

【００６２】また本発明の感光性樹脂は、合成時の二酸
化硫黄の仕込量を調整することで主鎖の切断点の数を制
御することができる。よって露光光の低分子量体の溶解
度を合成時に予め制御することができる。

【００６３】また、本発明で用いられるビニルモノマー
と二酸化硫黄とは容易に共重合するが、これは各モノマ
ーの電子状態が互いにホストゲストの関係にあるために
共重合し易いことを意味する。また本発明の共重合体は
この性質を利用して交互共重合体となることもできる。
本発明で得られる交互共重合体は、前述した切断点を主
鎖内に多数有するので露光に対する感度が高く露光後の
溶解性が非常に高い。

【００６４】また、本発明の感光性樹脂は、芳香環等の
不飽和結合を有していない。そのため露光光として水銀
ランプのｉ線、ＸｅＣｌエキシマレーザ、ＫｒＦエキシ
マレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｘ線等の電磁波や電
子線、イオンビーム等の荷電粒子に対して高い透過性を
示す。

【００６５】また、本発明の感光性樹脂は、前記ビニル
モノマー部位とスルホニル部位のみから構成されるだけ
でなく調整剤として他のモノマーを添加することで
（９）に示す３元共重合体とすることも好ましい。具体
的には（１１）に示すようにビニルエステル系モノマー
を調整剤として用いて得られる感光性樹脂が好ましい。
また（１１）に示すビニルエステル系モノマー部位にお
いて、Ｒ₁ は水素（Ｈ）、メチル基（ＣＨ₃ ）、あるい
はハロゲン基を表す。また、Ｒ₂ は水素（Ｈ）またはア
ルキル基を表す。該アルキル基は炭素数１乃至８のいず
れかで構成されることが好ましい。

【００６６】

【外２１】

【００６７】ここで、Ｍ１は下記の構造式で表される構
造単位。ｙ、ｍ２、ｎ２は整数を表す。

【００６８】

【外２２】

【００６９】但し、Ｘは整数で、１乃至６のいずれかが
望ましい。またＡは水素（Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、ま
たはハロゲン元素のいずれか１つ、またＢは脂環基を含
む官能基である。

【００７０】またＭ２は下記の構造式で表される構造単
位。

【００７１】

【外２３】

【００７２】但し、Ｒ₁ は水素（Ｈ）、メチル基（ＣＨ
₃ ）、あるいはハロゲン元素のいずれか１つを表す。ま
た、Ｒ₂ は水素（Ｈ）またはアルキル基を表す。該アル
キル基は、炭素数１乃至８のいずれかで構成されること
が望ましい。

【００７３】このように本発明の感光性樹脂は３元共重
合体となることで溶媒に対する溶解性や基板に対する塗
布特性やあるいは露光に対する感度や耐熱性等の機能が
変化する。

【００７４】本発明の第４の実施の形態は、第３の実施
の形態で説明した感光性樹脂を用いて作成されたレジス
トである。レジストは第３の実施の形態で説明した感光
性樹脂が溶媒に溶解した溶液から構成されている。レジ
スト中の感光性樹脂の濃度は基板上に塗布する場合の所
望の膜厚をもとに調整されることが好ましく、具体的に
は、重量百分率で１ｗｔ％から５０ｗｔ％、望ましくは
３ｗｔ％から３０ｗｔ％程度が望ましい。

【００７５】また、本発明に用いられる溶媒としては、
例えば、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチル
セロソルブ等のアルコキシエタノール類、メチルセロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチル
セロソルブアセテート等の上記アルコキシエタノール類
の酢酸エステル類、プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート等のプロピレングリコールアセテート
類、乳酸エチル等の乳酸エステル類、メチルエチルケト
ン、２−ペンタノン、メチルイソブチルケトン、メチル
イソアミルケトン等の脂肪族ケトン類、シクロヘキサノ
ン、Ｎ−メチルピロリドン等の脂環式ケトン類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、クロロベンゼン等の芳香族化
合物類等を挙げることができるが、これら溶媒のうち１
種を単独で用いてもよいし、あるいは複数種を混合して
使用してもよい。また、それらの溶媒への溶解度や蒸気
圧をコントロールする目的でメチルアルコール、エチル
アルコール、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルア
ルコール等のアルコール類、ペンタン、ヘキサン、ヘプ
タン、オクタン等の脂肪族炭化水素類、シクロペンタノ
ン、シクロヘキサン等の脂環式化合物等と混合してもよ
い。

【００７６】また、本発明のレジストには、レジスト性
能を調整するための様々な材料を添加することができ
る。たとえば、基板への塗布特性を制御する目的でアニ
オン系、カチオン系、両性若しくは無極性の界面活性剤
を、あるいはフッ素系の界面活性剤等を添加してもよ
い。また、更にレジストの保存安定性を向上する目的
で、フェノール、クレゾール、メトキシフェノール、
２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール等のモノフェ
ノール系化合物、２，２′メチレンビス（４−メチル−
６−ｔ−ブチルフェノール）等のビスフェノール系化合
物、１，１，３−トリス（２−メチル−４−ヒドロキシ
−５−ｔ−ブチルフェニル）ブタン等の高分子型フェノ
ール系化合物、ジラウリル−３，３′−チオジプロピオ
ネート等の硫黄系酸化防止剤、トリフェニルホスファイ
ト等のリン系酸化防止剤、ソルビン酸、エリソルビン
酸、クエン酸イソプロピル、ノルジヒドログアヤレチッ
ク酸等の酸化防止剤を添加してもよい。

【００７７】また、本発明のレジストは、本発明の感光
性樹脂によって構成されているため、本発明の第３の実
施の形態で示した露光光に対して感度が高く、かつ透過
率も高い。

【００７８】また、本発明のレジストは、露光後のアル
カリ現像液に対する溶解性が高く、現像時間を短縮する
ことができる。

【００７９】また、本発明のレジストは、光酸発生剤を
併用することで、化学増幅型のレジストとしても用いる
ことができる。本発明のレジストに含まれる感光性樹脂
は、ビニルモノマー部位の側鎖に、酸の存在下で反応し
アルカリ現像液に対する溶解性が高まる官能基をもつ。
露光により光酸発生剤から発生した酸によって前記官能
基は反応し、本発明の感光性樹脂はアルカリ溶液に対し
て可溶化する。

【００８０】また、光酸発生剤は電磁波または荷電粒子
等により酸を発生する。本発明で用いる好適な光酸発生
剤は、例えばに示すトリフェニルスルフォニウムトリ
フルオロメタンスルフォネート等のスルフォニウム塩、
に示すジフェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチ
モネート等のヨードニウム塩等である。光酸発生剤は単
独で用いてもよいし、或いは複数の光酸発生剤を組み合
わせて使用してもよい。また本発明で用いられる光酸発
生剤の添加量は重量百分率で０．１ｗｔ％から２０ｗｔ
％、好ましくは１ｗｔ％から１０ｗｔ％程度が好適であ
る。

【００８１】

【外２４】

【００８２】また、本発明のレジストは、本発明の感光
性樹脂と併用して、ドライエッチング耐性を上げるため
に例えば別種の樹脂がブレンドされたものでもよい。本
発明に用いられる別種の樹脂として例えば（１３）に
示されるノボラック樹脂やに示されるポリビニルフェ
ノール等のアルカリ可溶性樹脂を挙げることができる。
またその他のアルカリ可溶性樹脂としてポリグルタルア
ルデヒドやセルロース誘導体等の脂環基を有するアルカ
リ可溶性樹脂を挙げることができる。

【００８３】このとき露光に使用する電磁波や荷電粒子
の種類に応じて上述したアルカリ可溶性樹脂の種類を決
めることが好ましい。

【００８４】具体的には露光光として紫外光やＸ線等の
電磁波あるいは電子線やイオンビーム等の荷電粒子を用
いる場合に上述したアルカリ可溶性樹脂を本発明のレジ
スト中に好ましくブレンドすることができる。

【００８５】また、ＫｒＦエキシマレーザを露光光とし
て用いる場合は、ポリビニルフェノール、ポリグルタル
アルデヒド、そしてセルロース誘導体等のアルカリ可溶
性樹脂を本発明のレジスト中にブレンドすることが好ま
しい。

【００８６】またＡｒＦエキシマレーザを露光光として
用いる場合はポリグルタルアルデヒドやセルロース誘導
体等の脂環基を有するアルカリ可溶性樹脂を本発明のレ
ジスト中にブレンドすることが好ましい。

【００８７】

【外２５】

【００８８】またノボラック樹脂やポリビニルフェノ
ール以外に、本発明のレジスト中にブレンドされるそ
の他の樹脂の例として、アルカリ可溶性のシリコン含有
ポリマーを挙げることができる。本発明で用いられるア
ルカリ可溶性のシリコン含有ポリマーとしては、例えば
（１４）に示すようなラダー型のシロキサンポリマーが
ある。

【００８９】

【外２６】

【００９０】このように、本発明のレジストはシリコン
含有ポリマーと組み合わせることで多層レジストとして
使用することができる。

【００９１】以上述べたように本発明のレジストは本発
明の共重合体を単独で使用したり光酸発生剤と組み合わ
せることで化学増幅型レジストとして用いたりアルカリ
可溶性樹脂と組み合わせて用いたり、アルカリ可溶性樹
脂の中でも特にシリコン含有ポリマーと組み合わせるこ
とで多層レジストとして用いることができる。また、光
酸発生剤と、アルカリ可溶性樹脂のうち少なくとも１種
とを、本発明のレジストと共に用いたり、あるいはアル
カリ可溶性樹脂のうち少なくとも２種を本発明のレジス
トに加えて用いてもよい。

【００９２】（第５の実施の形態）第５の実施の形態で
は、本発明のレジストを用いて形成されたパターンを説
明する。パターンの形成工程は大別して基板上にレジス
トを塗布する塗布工程と、塗布されたレジストを露光し
てパターンを形成する工程とに分かれる。塗布工程には
主としてスピンコーティングが用いられるが、スピンコ
ート時にレジストが短時間で均一に広がることが好まし
い。本発明のレジストはスピンコート時に短時間で均一
に広がるだけでなく、薄い膜厚で均一に基板上に広が
る。そのため本発明のレジストは露光工程においてＡｒ
Ｆ、ＫｒＦエキシマレーザ等の短波長の光に対して好ま
しく用いることができる。露光工程では、パターン像が
形成されているマスクを介して露光光をレジスト上に照
射する。このとき露光するレジストの位置を遂次移動さ
せるステップアンドリピート方式が特に好ましい。次い
で露光されたレジスト部分を現像液によって除去するこ
とでパターンを得る。

【００９３】本発明のレジストは、Ｘ線、ＫｒＦエキシ
マレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ等の電磁波、あるいは
電子線、イオンビーム等の荷電粒子のいずれを露光光と
して用いても高感度、高解像度で、焦点深度に優れてお
り、本発明のレジストを用いて得られるパターンは、い
ずれの露光光を用いても良好に形成される。

【００９４】このとき得られるパターンは０．２５μｍ
ラインアンドスペースパターンで０．８μｍ、また０．
１８μｍラインアンドスペースパターンで０．５μｍの
フォーカス余裕度を有している。

【００９５】また、本発明のレジストを用いて得られる
パターンのアスペクト比は、最大７まで可能である。

【００９６】また、本発明のレジストを塗布する基板の
材質は絶縁材料、導電材料、あるいは半導体材料のいず
れでもよい。

【００９７】具体的には、絶縁材料としては酸化シリコ
ンＰＳＧ、ＢＰＳＧや窒化シリコン等のシリコン系材料
や酸化アルミニウム等の酸化物材料やポリイミド、ポリ
アミド等の有機絶縁体材料等を例として挙げることがで
きるが、本発明のレジストはいずれの絶縁材料上にも塗
布することができる。

【００９８】また、導電材料としては銅、アルミニウ
ム、タングステン、クロム、チタン、鉄等の金属や、あ
るいは上記金属を少なくとも１つ含む合金や、あるいは
有機導電体材料等を例として挙げることができるが、本
発明のレジストはいずれの導電材料上にも塗布すること
ができる。

【００９９】また、半導体材料としてはシリコン、ガリ
ウム砒素等を例として挙げることができるが、本発明の
レジストはいずれの半導体材料の上にも塗布することが
できる。

【０１００】また、石英、蛍石、水晶などの光学部品上
に対しても良好に塗布することができる。

【０１０１】また、本発明のレジストを用いてパターン
を形成することでＩＣ、ＬＳＩ、ＣＣＤ、光電変換装置
等の半導体装置、あるいはディスプレイ用基板やあるい
は露光用のマスク等を作製することができる。

【０１０２】（第６の実施の形態）図３は本発明の感光
性樹脂を有するレジストを用いてパターンを形成する場
合の露光方法の一実施形態を示すフローチャートであ
る。図３には本実施形態の露光方法を構成するコントラ
ストが高い像により露光を行う周期パターン露光ステッ
プ、従来方法では低コントラストとなる回路パターン像
を用いる通常露光ステップ（投影露光ステップ）と、二
重露光を行なったレジストを現像する現像ステップの各
ブロックとその流れが示してあるが、周期パターン露光
ステップと通常露光ステップの順序は、図３の逆でもい
いし、同時でもいいし、どちらか一方のステップが複数
回の露光段階（二重以上の露光）を含む場合は各ステッ
プを交互に行うことも可能である。尚、この場合は全体
として三重以上の露光となる。また、各露光ステップ間
には精密な位置合わせを行うステップ等があるが、ここ
では図示を略した。又、周期パターン露光ステップは例
えば２光束干渉露光によって行われる。

【０１０３】図３のフローに従って露光を行う場合、ま
ず周期パターン露光によりウエハ（感光基板）を図４に
示すような周期パターン（像）で露光する。図４中の数
字は露光量を表しており、図４（Ａ）はマスクパターン
又はその像を示しており、その斜線部は露光量１（実際
は任意）で白色部は露光量０である。

【０１０４】このような周期パターンのみを露光して、
その後現像する場合、通常、感光基板（ウエハー）のレ
ジストの露光しきい値Ｅｔｈ（現像後レジストの膜厚が
０になる境界値）は図４（Ｂ）の下部のグラフに示す通
り露光量０と１の間に設定する。尚、図４（Ｂ）の上部
は最終的に得られるリソグラフィーパターン（凹凸パタ
ーン）を示している。

【０１０５】図５に、図４の場合の感光基板の本発明の
感光性樹脂を有するレジストに関して、現像後の膜厚の
露光量依存性と露光しきい値とを示してあり、本実施形
態の場合は露光しきい値以上の場合に現像後の膜厚が０
となる。

【０１０６】図６はこのような露光を行った場合の現像
とエッチングプロセスを経てリソグラフィーパターンが
形成される様子を、示した模式図である。以下本実施形
態では、リソグラフィーパターン、または露光パターン
とは、露光により露光しきい値Ｅｔｈを超えてレジスト
膜厚が０となる部分と、Ｅｔｈ以下でレジストが残る部
分とにより形成されるパターンのことを指す。

【０１０７】本実施形態においては、図４〜図６の通常
の露光感度設定とは異なり、図７（図４（Ａ）と同じ図
面）及び図８に示す通り、高コントラストの像を与える
周期パターン露光（２光束干渉露光）での最大露光量を
１とした時、感光基板のレジストの露光しきい値Ｅｔｈ
を１よりも大きく設定する。この感光基板は、図４に示
す周期パターン露光のみ行ったレジストの露光パターン
（露光量分布）の現像した場合は露光量が不足するの
で、多少の膜厚変動はあるものの現像によって膜厚が０
となる部分は生じず、エッチングによって凹凸の所謂リ
ソグラフィーパターンは形成されない。これは即ち周期
パターンの消失と見做すことができる。尚、図８におい
て、上部はリソグラフィーパターンを示し（細線が複数
描いてあるが実際は何もできない）、下部のグラフはレ
ジストにおける露光量分布と露光しきい値Ｅｔｈの関係
を示す。尚、下部に記載のＥ₁ は二重露光で用いる周期
パターン露光における露光量を、Ｅ₂ は二重露光で用い
る通常の露光における露光量を表わしている。

【０１０８】本実施形態の特徴は、二重露光（三重以上
も有）によって周期パターン露光のみでは一見消失する
高解像度の周期パターン像による露光パターンを通常の
露光による露光装置の分解能以下の大きさのパターン
（像）を含む任意の形状の回路パターン像により露光パ
ターンに融合して所望の領域のみ選択的にレジストの露
光しきい値Ｅｔｈ以上の露光量で露光し、最終的に所望
のリソグラフィーパターンを形成できるところにある。

【０１０９】図９（Ａ）は通常露光により露光パターン
を示し、投影露光装置の分解能以下の微細な回路パター
ンである為解像できずに被露光物体上でのパターン像の
強度分布、又はこのパターン像によるレジストの露光量
分布はぼけて広がっている。

【０１１０】図９（Ａ）の露光パターンを形成するマス
クパターンは、通常の投影露光の解像可能な（所望のコ
ントラストが得られる）線幅の約半分の線幅の微細パタ
ーンとしている。

【０１１１】図９（Ａ）の露光パターンを作る投影露光
を、図７の周期パターン露光の後に、現像工程なしで、
同一レジストの同一領域に即ち同一露光位置で重ねて行
ったとすると、このレジストの合計の露光量分布は図９
（Ｂ）の下部のグラフのようになる。ここでは周期パタ
ーン露光の露光量Ｅ₁ と投影露光の露光量Ｅ₂ の比が
１：１、レジストの露光しきい値Ｅ_thが同期パターン露
光の露光量Ｅ₁ （＝１）と通常回路パターンの露光の露
光量Ｅ₂ （＝１）の和（＝２）の間に設定されている
為、図９（Ｂ）の上部に示したリソグラフィーパターン
が形成される。その際通常露光の露光パターンの中心が
周期パターン露光の露光パターンのピークと合致させて
おく、図９（Ｂ）の上部に示す孤立線パターンは、解像
度が周期パターン露光のものであり且つ単純な周期的パ
ターンもない。従って通常の投影露光で実現できる解像
度以上の高解像度のパターンが得られたことになる。

【０１１２】ここで仮に、図１０の露光パターンを作る
通常の投影露光（図７の露光パターンの２倍の、高コン
トラスト解像できる線幅で露光しきい値Ｅｔｈ以上（こ
こではしきい値の２倍の露光量）の投影露光）を図７の
周期パターン露光の後に、現像工程なしで、同一レジス
トの同一領域即ち同一露光位置に重ねて行ったとする
と、（その際通常の投影露光による露光パターンの中心
が、周期パターン露光の露光パターンの中心又はピーク
と合致させることで、重ね合わせることで得られる合成
像や合成露光パターンの対称性が良く、良好な合成像や
合成露光パターンが得られる）。このレジストの合計の
露光量分布は図１０（Ｂ）のようになり、２光束干渉露
光の露光パターンは消失して最終的に投影露光によるリ
ソグラフィーパターンのみが形成される。

【０１１３】また、図１１に示す露光パターンのように
図７の露光パターンの３倍の高コントラストで解像でき
る線幅で行う場合も、図１０の場合と理屈は同様であ
り、４倍以上の線幅の露光パターンも図１０の場合と理
屈は同じである。従って図７の露光パターンと図１０や
図１１の露光パターンとが生じるような線幅が異なる複
数のパターンを有するマスクによる通常露光を行う二重
露光においても、最終的に得られるリソグラフィーパタ
ーンの各線幅は正しく規定でき、投影露光で実現できる
様々なリソグラフィーパターンが、本実施形態の二重露
光法により形成可能である。

【０１１４】以上説明した高コントラストの像より成る
周期パターン露光と低コントラストの像を含む通常露光
の夫々による露光量分布（絶対値及び分布）と感光基板
のレジストのしきい値Ｅｔｈの調整を行うことにより、
図８、図９（Ｂ）、図１０（Ｂ）、及び図１１（Ｂ）で
示したような多種のパターンの組み合わせより成り且つ
最小線幅（解像度）が周期パターン露光のものと同程度
（図９（Ｂ）のパターン）となる回路パターンを形成す
ることができる。

【０１１５】以上本実施形態の二重露光方法の原理をま
とめると、 １．通常露光（投影露光）をしない領域にあり、最大露
光量がレジストの露光しきい値Ｅｔｈ以下の周期パター
ンによる露光パターンは現像されない。 ２．レジストの露光しきい値Ｅｔｈ以下の露光量で行っ
た通常露光の露光パターン領域（露光位置）では通常露
光と周期パターン露光の各露光パターンの組み合わせに
より決まる周期パターン露光の解像度を持つ露光パター
ンが形成される。 ３．レジスト露光しきい値Ｅｔｈ以上の露光量で行った
通常露光の露光パターン領域では投影露光のみを照射し
た場合では解像しなかった微細パターンも同様に（マス
クに対応する）形成される。 ということになる。

【０１１６】更に本実施形態の二重露光方法の利点とし
て、最も高い解像力が要求される周期パターン露光を２
光束干渉露光で行えば、通常の投影露光による周期パタ
ーンの露光に比してはるかに大きい焦点深度が得られる
ことが挙げられる。

【０１１７】以上の説明では周期パターン露光と通常露
光の順番は、周期パターン露光を先としたが、逆或いは
同時でも良い。

【０１１８】本実施形態によれば、二重露光法により、
従来は解像できなかった微細で且つ複雑なパターン形成
することができる。

【０１１９】つまり本実施形態により像のコントラスト
が互いに異なる複数のパターンを有するマスクのパター
ンの像でレジストを露光する露光方法であって、前記マ
スクのパターンのうち像のコントラストが低いパターン
の像の形成位置を該コントラストが低いパターンの像よ
りもコントラストが高い像によって露光することによ
り、前記コントラストが低いパターンに関する露光量分
布のコントラストを向上させることを特徴とする露光方
法が可能となるが、本発明のレジストを用いた露光方法
はその他にある放射線を用いてマスクのパターンの像で
レジストを露光する露光方法であって、前記放射線と波
長が同じ放射線で前記パターンの像よりもコントラスト
が高い像を形成し、このコントラストの高い像で前記レ
ジストの前記パターンの像の形成位置を露光することに
より、前記レジストの前記パターンに関する露光量分布
のコントラストを向上させることを特徴とする露光方法
であってもよく、その結果更に微細子パターンを得るこ
とができる。また本発明のレジストを用いた露光方法
は、マスクのパターンの像でレジストを露光する露光方
法であって、前記マスクを用いないで前記パターンの像
よりもコントラストが高い像を形成し、このコントラス
トが高い像によって前記レジストの前記パターンの像の
形成位置を露光することにより、前記レジストの前記パ
ターンに関する露光量分布のコントラストを向上させる
ことを特徴とする露光方法でもよく、その場合はマスク
にかかる製造コストを下げることができる。

【０１２０】また本発明のレジストを用いた露光方法
は、２光束の干渉等により形成した周期パターンで露光
を行う周期パターン露光と使用する露光装置の分解能以
下の線幅のパターンを有するマスクを用いて通常の露光
を行う通常露光とによって同一の露光波長で二重露光を
行うことを特徴とする露光方法でもよく、その結果製造
プロセスが簡略化し、製造コストが下がる。

【０１２１】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるも
のではない。

【０１２２】（実施例１） （ビニルモノマーの合成）ディーン・シュタルクトラッ
プ冷却管を備えたフラスコ中に、ビニル酢酸、９−ヒド
ロキシービシクロノナンのキシレン溶液を充填し、撹拌
しながら油浴中で沸点に保つ、溶液中に三フッ化ホウ素
ジエチルエーテル酢酸を加え、トラップ中の水の増加が
起こらなくなるまで還流させ反応を継続する。反応終了
後、放冷し水を加えてエーテルで抽出する。飽和塩化ナ
トリウム水溶液で洗った後、硫酸マグネシウムで乾燥
し、減圧蒸留によって抽出物を精製し、下記（１５）化
合物を得る。

【０１２３】

【外２７】

【０１２４】（ビニルモノマーと二酸化硫黄との共重合
体の合成）実施例１で合成したビニルモノマーと二酸化
硫黄とをラジカル重合によって共重合体化し、本発明の
感光体樹脂を得た。共重合体中に含まれる二酸化硫黄の
共重合比は、元素分析、ＩＲ、ＮＭＲ、ＥＳＣＡから計
算すると１％〜５０％の範囲である。

【０１２５】数平均分子量はＧＰＣ計測により、５万〜
１００万である（ポリスチレン標準に換算）。

【０１２６】（実施例２） （レジスト１の調整）実施例１で得られた共重合体をプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶
解させ、共重合体濃度５重量％の溶液を調整した。次い
で溶液を孔径（ポアサイズ）０．１μｍのフィルタで濾
過することで、本発明のレジスト１を得た。

【０１２７】（実施例３） （ビニルモノマーの合成）ディーン・シュタルクトラッ
プ冷却管を備えたフラスコ中に、ビニル酢酸、（１６）
に示す化合物のキシレン溶液を充填し、撹拌しながら油
浴中で沸点に保つ。溶液中に三フッ化ホウ素ジエチルエ
ーテル酢酸を加え、トラップ中の水の増加が起こらなく
なるまで溶液を還流させ反応を継続する。反応終了後、
放令し水を加えてエーテルで抽出する。飽和塩化ナトリ
ウム水溶液で洗った後、硫酸マグネシウムで乾燥し、減
圧蒸留によって抽出物を精製し、（１７）に示す化合物
を得る。

【０１２８】

【外２８】

【０１２９】（ビニルモノマーと二酸化硫黄との共重合
体の合成）実施例１で合成したビニルモノマーと二酸化
硫黄とをラジカル重合によって共重合し、本発明の感光
体樹脂を得た。共重合体中に含まれる二酸化硫黄の共重
合比は、元素分析、ＩＲ、ＮＭＲ、ＥＳＣＡから計算す
ると１％〜５０％の範囲である。

【０１３０】数平均分子量はＧＰＣ計測により、５万〜
１００万である（ポリスチレン標準に換算）。又、ＩＲ
（ＫＢｒ法）で測定したところ、炭素と共重合するスル
ホニル基由来のするどいピークが２本それぞれ１１００
〜１１８０ｃｍ^-1の帯域と１３００〜１３８０ｃｍ^-1の
帯域において確認できた。

【０１３１】（実施例４） （レジスト２の調整）実施例３で得られた共重合体をプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶
解させ、共重合体濃度５重量％の溶液を調整した。次い
で溶液を孔径（ポアサイズ）０．１μｍのフィルタで濾
過することで、本発明のレジスト２を得た。

【０１３２】（実施例５） （レジスト３の調整）光酸発生剤として、トリフェニル
スルフォニウムトリフルオロメチルスルフォネートを
０．２５ｇ、実施例３で得られたポリマー５ｇをプロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート１００ｇ
に溶解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタで濾
過することで本発明のレジスト３を得た。

【０１３３】（実施例６） （レジスト４の調整）クレゾールノボラック樹脂３０ｇ
と実施例３で得られたポリマー１．５ｇを１００ｍｌの
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに
溶解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタで濾過
することで本発明のレジスト４を得た。

【０１３４】（レジスト５の調整）光酸発生剤として、
トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメチルスルフ
ォネートを０．０８ｇ、ポリビニルフェノール３０ｇ、
実施例３で得られたポリマー１．５ｇを１００ｍｌのプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶
解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタで濾過す
ることで本発明のレジスト５を得た。

【０１３５】（実施例８） （レジスト６の調整）脂環基を有するポリマーであるポ
リグルタルアルデヒド３０ｇと実施例３で得られたポリ
マー１．５ｇを１００ｍｌのプロピレングリコールモノ
メチルエーテルアセテートに溶解させ、得られた溶液を
０．１μｍのフィルタで濾過することで本発明のレジス
ト６を得た。

【０１３６】（実施例９） （レジスト７の調整）光酸発生剤として、トリフェニル
スルフォニウムトリフルオロメチルスルフォネートを
０．０８ｇ、脂環基を有するポリマーであるエチルセル
ロース３０ｇ、実施例３で得られた感光性樹脂１．５ｇ
を８０ｍｌのプロピレングリコールモノメチルエーテル
アセテートと２０ｍｌのメチルイソブチルケトンの混合
溶媒に溶解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタ
で濾過することで本発明のレジスト７を得た。

【０１３７】（実施例１０） （レジスト８の調整）光酸発生剤として、トリフェニル
スルフォニウムトリフルオロメチルスルフォネートを
０．０８ｇ、アルカリ可溶性のシリコン元素を有するポ
リマーであるポリパラヒドロキシシルセスキオキサン３
０ｇ、実施例３で得られたポリマー１．５ｇを８０ｍｌ
のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
と２０ｍｌのメチルイソブチルケトンの混合溶媒に溶解
させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタで濾過する
ことで本発明のレジスト８を得た。

【０１３８】（実施例１１） （比較用レジストの合成）本発明のレジストに対する比
較用のレジストを合成した。感光性樹脂としてポリメチ
ルイソプロペニルケトンを溶媒であるエチルセロソルブ
アセテートに５ｗｔ％溶解させ、パラメトキシ安息香酸
をエチルセロソルブに対し０．０５ｗｔ％溶解させ、得
られた溶液を０．１μｍのフィルタで濾過することで比
較用レジストを得た。

【０１３９】（実施例１２） （パターン１の形成）レジスト３をシリコンウエハの上
に１．０μｍの膜厚にスピンコートした。次いでｇ線を
露光光としてレジスト３膜上に描画し、２．３８％のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像
し、０．４μｍのパターンを得た。

【０１４０】（実施例１３） （パターン２の形成）レジスト３をシリコンウエハの上
に１．０μｍの膜厚にスピンコートした。次いでｉ線を
露光光としてレジスト３膜上に描画し、２．３８％のテ
トラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像
し、０．２８μｍのパターンを得た。

【０１４１】（実施例１４） （パターン３の形成）レジスト１乃至８および比較用レ
ジストをそれぞれシリコンウエハ上に０．４μｍの膜厚
にスピンコートする。次いで、Ｘ線露光装置を用いて、
Ｘ線マスクを通してマスク上のタンタルパターンをレジ
スト上に転写した後、パドル式の現像装置を用いて現
像、リンス、スピンドライ乾燥を行うことによって、
０．１５μｍのパターンを得た。

【０１４２】ここで、現像液として、レジスト１、２に
はメチルイソアミルケトンを、レジスト３乃至８および
比較用レジストに対しては、２．３８％テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。

【０１４３】（実施例１５） （パターン４の形成）レジスト１乃至８および比較用レ
ジストをそれぞれシリコンウエハ上に０．３μｍの膜厚
にスピンコートした。次いで、電子線描画装置を用い
て、加速電圧１０ｋＶにて描画し、パドル式の現像装置
を用いて現像、リンス、スピンドライ乾燥を行うことに
よって、０．２μｍのパターンを得た。

【０１４４】ここで、現像液として、レジスト１、２に
はメチルイソアミルケトンを、レジスト３乃至８および
比較用レジストに対しては、２．３８％テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。

【０１４５】（実施例１６） （パターン５の形成）レジスト１乃至８および比較用レ
ジストをそれぞれシリコンウエハ上に０．５μｍの膜厚
にスピンコートした。次いで、プロトンビームで描画
後、酢酸イソアミルで現像し、６×１０^-6Ｃ／ｃｍ² の
露光量で０．１５μｍのパターンを得た。

【０１４６】（実施例１７） （パターン６の形成）レジスト１、２、３、５、６、
７、８および比較用レジストをそれぞれシリコンウエハ
上に０．７μｍの膜厚にスピンコートした。次いで、フ
ッ化クリプトンのエキシマレーザを光源に用いた露光装
置にて、マスク上のパターンを転写し、パドル式の現像
装置を用いて現像、リンス、スピンドライ乾燥を行うこ
とによって、０．２μｍのパターンを得た。

【０１４７】ここで、現像液として、レジスト１、２に
はメチルイソアミルケトンを、レジスト３乃至８および
比較用レジストに対しては、２．３８％テトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。

【０１４８】（実施例１８） （パターン７の形成）レジスト１、２、３、６、７、８
および比較用レジストをそれぞれシリコンウエハ上に
０．７μｍの膜厚にスピンコートした。次いで、フッ化
アルゴンのエキシマレーザを光源に用いた露光装置に
て、マスク上のパターンを転写し、パドル式の現像装置
を用いて現像、リンス、スピンドライ乾燥を行うことに
よって、０．１８μｍのパターンを得た。

【０１４９】ここで、現像液として、レジスト１、２に
はメチルイソアミルケトンを、レジスト３、６、７、８
および比較用レジストに対しては、２．３８％テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド水溶液を用いた。

【０１５０】（実施例１９） （多層レジストによるパターンの形成）シリコンウエハ
上にノボラック樹脂とナフトキノンジアジドを主成分と
するレジストを１．０μｍの膜厚にスピンコートした後
ハードベークした。その上にレジスト８を用いて０．２
μｍの膜厚にスピンコートする。次いでＸ線、イオンビ
ーム、電子線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマ
レーザをそれぞれ光源として用いた露光装置にて、マス
ク上のパターンを転写し、２．３８％のテトラメチルア
ンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像することで、
０．２μｍのパターンを得る。更に、酸素ガスを用いた
反応性イオンエッチングでノボラック型レジストを加工
し、上層のレジスト７で形成した０．２μｍパターンを
下層のノボラック型レジストに転写した。

【０１５１】本実施例の多層レジストによるパターン形
状は、垂直な側壁をもち、良好なものであった。

【０１５２】実施例１２乃至１８で説明されるパターン
１乃至７の形状を評価した。その結果を表１に示す。

【０１５３】表１は本発明のレジスト１乃至８および比
較用レジストに露光光を照射して形成されるパターンを
評価し、まとめたものである。尚、表１に示す△は、本
発明のレジストを用いて形成されるパターンが上述した
半導体装置及びマスクパターンとして良好なパターンで
あることを意味する。

【０１５４】また、表１に示す○は、本発明のレジスト
を用いて形成されるパターンが上述した半導体装置及び
マスクパターンとして良好なパターンであることを意味
し、且つ短時間で現像できるパターンであることを意味
する。

【０１５５】また、表１に示す◎は、本発明のレジスト
を用いて形成されるパターンが上述した半導体装置及び
マスクパターンとして極めて良好なパターンであること
を意味し、且つ本発明のレジストのドライエッチング耐
性が高いことを意味する。

【０１５６】また、表１に示す×は、パターンは得られ
るが、ドライエッチング耐性が低く、解像度が低いこと
を意味する。

【０１５７】表１に示すようにレジスト１、２を用いて
形成されるパターンは、露光光としてＸ線、イオンビー
ム、電子線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレ
ーザを用いる場合、いずれも少なくとも良好なパターン
となった。

【０１５８】また、レジスト３を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光の種類によらず、いずれも少なくとも良
好で且つ短時間で現像できるパターンとなった。

【０１５９】また、レジスト４を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光として、Ｘ線、イオンビーム、電子線を
用いる場合、いずれも少なくとも極めて良好に現像でき
るパターンとなり、且つ本発明のレジストはドライエッ
チング耐性の高いものであった。

【０１６０】また、レジスト５を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光として、Ｘ線、イオンビーム、電子線、
ＫｒＦエキシマレーザを用いる場合、いずれも少なくと
も極めて良好に現像できるパターンとなり、且つ本発明
のレジストはドライエッチング耐性の高いものであっ
た。

【０１６１】また、レジスト６、７、８を用いて形成さ
れるパターンは、露光光として、Ｘ線、イオンビーム、
電子線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ
を用いる場合、いずれも少なくとも極めて良好に現像で
きるパターンとなり、且つ本発明のレジストはドライエ
ッチング耐性の高いものであった。

【０１６２】また、比較用レジストを用いて形成される
パターンは、露光光としてＸ線、イオンビーム、電子
線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザを用
いる場合、いずれもパターンは得られるが、ドライエッ
チング耐性が低く、解像度が低いことを意味する。

【０１６３】

【表１】

【０１６４】（実施例２０）本発明のレジストを利用し
た半導体装置（半導体素子）の製造方法を説明する。

【０１６５】図１は本実施例におけるＩＣの製造のフロ
ーチャートである。本実施例において、ステップ１（回
路設計）では、ＩＣの回路設計を行った。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作した。一方、シリコン等からなるウエハを用
意し、ステップ３（ウエハプロセス）において前記用意
したマスクとウエハを用いてリソグラフィ技術によって
ウエハ上に実際の回路を形成した。

【０１６６】次のステップ４（組立）において、ステッ
プ３によって製作されたＩＣの回路が形成されたウエハ
を半導体チップ化し、次いでアッセンブリ工程（ダイシ
ング、ボンディング）を行い、パッケージング（チップ
封入）を行った。

【０１６７】ステップ５（検査）においてステップ４で
製作されたＩＣチップの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行った。

【０１６８】図２は本実施例のＩＣチップ製造における
上記ステップ３のウエハプロセスの詳細なフローチャー
トである。まず、ステップ１１（酸化）ではウエハの表
面を酸化させた。次いでステップ１２（ＣＶＤ）ではウ
エハ表面に絶縁膜を形成した。

【０１６９】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成した。ステップ１４（イオン打
ち込み）ではウエハにイオン打ち込みを行った。ステッ
プ１５（レジスト処理）ではＣＭＰ（化学材機研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）装置によってウエハ表面を平坦に研磨した。

【０１７０】ステップ１６（レジスト処理）では、平坦
化されたウエハ表面に本発明のレジストを塗布した。ス
テップ１７（露光）では露光装置によってマスクの回路
パターンをウエハに焼き付け露光した。はじめにレティ
クルを搬送し、レティクルチャックにチャッキングし、
次に本発明のレジストが塗布されたシリコンウエハ基板
を露光装置内にローディングした。アライメントユニッ
トでグローバルアライメント用のデータを読みとり、計
測結果に基づいてウエハステージを駆動して所定の位置
に次々に露光を行った。

【０１７１】ステップ１８（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１９（エッチング）では、現像後
にレジストが除去された部分をエッチングした。ステッ
プ２０（レジスト剥離）では、レジストを剥離した。こ
れらのステップを繰り返し行うことによってウエハ上に
多重に回路パターンを形成した。

【０１７２】（実施例２１） （アダマンチル基を側鎖に有するビニルモノマーの合
成）本実施例では該ビニルモノマーを合成する際に実施
例３と同様に脱水反応を利用する。ディーン・シュタル
クトラップ冷却管を備えたフラスコ中に、アリール酢
酸、アダマンタノールのトルエン溶液を充填し、溶液中
に三フッ化ホウ素ジエチルエーテル酢酸を加え、溶液を
還流させ、本発明のアダマンチル基を側鎖に有するビニ
ルモノマーを合成した。

【０１７３】（アダマンチル基を側鎖に有するビニルモ
ノマーと二酸化硫黄との共重合体の合成）実施例２１で
合成したモノマーと二酸化硫黄とをラジカル重合によっ
て共重合体化し、本発明の感光体樹脂を得た。共重合体
中に含まれる二酸化硫黄の共重合率は、元素分析、Ｉ
Ｒ、ＮＭＲ、ＥＳＣＡから計算すると１％〜５０％の範
囲である。

【０１７４】数平均分子量はＧＰＣ換算（ポリスチレン
基準）で５万〜１００万である。

【０１７５】（実施例２２） （レジスト９の調整）実施例２１で得られた共重合体を
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートに
溶解させ、共重合体濃度５重量％の溶液を調整した。次
いで溶液を孔径（ポアサイズ）０．１μｍのフィルター
でろ過することで、本発明のレジスト９を得た。

【０１７６】（実施例２３） （レジスト１０の調整）光酸発生剤として、トリフェニ
ルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートを０．
２５ｇ、実施例２で得られたポリマー５ｇをプロピレン
グリコールモノメチルエーテルアセテート１００ｇに溶
解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルターでろ過
することで本発明のレジスト１０を得た。

【０１７７】（実施例２４） （レジスト１１の調整）クレゾールノボラック樹脂３０
ｇと実施例２１で得られたポリマーを１．５ｇを１００
ｍｌのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートに溶解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルタ
ーでろ過することで本発明のレジスト１１を得た。

【０１７８】（実施例２５） （レジスト１２の調整）光酸発生剤として、トリフェニ
ルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートを０．
０８ｇ、ポリビニルフェノール３０ｇ、実施例２１で得
られたポリマー１．５ｇを１００ｍｌのプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテートに溶解させ、得ら
れた溶液を０．１μｍのフィルターでろ過することで本
発明のレジスト１２を得た。

【０１７９】（実施例２６） （レジスト１３の調整）脂環基を有するポリマーである
ポリグルタルアルデヒド３０ｇと実施例２１で得られた
ポリマー１．５ｇを１００ｍｌのプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートに溶解させ、得られた溶
液を０．１μｍのフィルターでろ過することで本発明の
レジスト１３を得た。

【０１８０】（実施例２７） （レジスト１４の調整）光酸発生剤として、トリフェニ
ルスルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートを０．
０８ｇ、脂環基を有するポリマーであるエチルセルロー
ス３０ｇ、実施例２１で得られた感光性樹脂１．５ｇを
８０ｍｌのプロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテートと２０ｍｌのメチルイソブチルケトンの混合溶
媒に溶解させ、得られた溶液を０．１μｍのフィルター
でろ過することで本発明のレジスト１４を得た。

【０１８１】（実施例２８） （レジスト１５の調整）光酸発生剤とて、トリフェニル
スルフォニウムヘキサフルオロアンチモネートを０．０
８ｇ、アルカリ可溶性のシリコン元素を有するポリマー
であるポリパラヒドロキシシルセスキオキサン３０ｇ、
実施例２１で得られたポリマー１．５ｇを８０ｍｌのプ
ロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートと２
０ｍｌのメチルイソブチルケトンの混合溶媒に溶解さ
せ、得られた溶液を０．１μｍのフィルターでろ過する
ことで本発明のレジスト１５を得た。

【０１８２】（実施例２９） （比較用レジストの合成）本発明のレジストに対する比
較用のレジストを合成した。感光性樹脂としてポリメチ
ルイソプロペニルケトンを溶媒であるエチルセロソルブ
に５重量％溶解させ、パラメトキシ安息香酸をエチルセ
ロソルブに対し０．０５重量％溶解させ、得られた溶液
を０．１μｍのフィルターでろ過することで比較用レジ
スト２を得た。

【０１８３】（実施例３０）パターン８の形成 レジスト１０をシリコンウエハー上に１．０μｍの膜厚
にスピンコートした。

【０１８４】次いでｇ線を露光光としてレジスト１０膜
上に描画し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液にて現像し、０．４μｍのパターンを得た。

【０１８５】（実施例３１）パターン９の形成 レジスト１０をシリコンウエハー上に１．０μｍの膜厚
にスピンコートした。

【０１８６】次いでｉ線を露光光としてレジスト１０膜
上に描画し、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液にて現像し、０．２８μｍのパターンを得た。

【０１８７】（実施例３２）パターン１０の形成 レジスト９乃至１５および比較用レジスト２をそれぞれ
シリコンウエハー上に０．４μｍの膜厚にスピンコート
する。次いで、Ｘ線露光装置を用いて、Ｘ線マスクを通
してマスク上のタンタルパターンをレジスト上に転写し
た後、２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液にて現像する事によって、０．１５μｍのパ
ターンを得た。

【０１８８】（実施例３３）パターン１１の形成 レジスト９乃至１５および比較用レジスト２をそれぞれ
ウエハー上に０．３μｍの膜厚にスピンコートした。次
いで、電子線描画装置を用いて、加速電圧１０ｋＶにて
描画し、酢酸イソアミルにて現像し、０．２μｍのパタ
ーンを得た。

【０１８９】（実施例３４）パターン１２の形成 レジスト９乃至１５および比較用レジスト２をそれぞれ
シリコンウエハー上に０．５μｍの膜厚にスピンコート
した。次いで、プロトンビームで描画後、酢酸イソアミ
ルで現像し、６×１０^-8Ｃ／ｃｍ² の露光量で０．１５
μｍのパターンを得た。

【０１９０】（実施例３５）パターン１３の形成 レジスト９、１０、１２、１３、１４、１５および比較
用レジスト２をそれぞれシリコンウエハー上に０．７μ
ｍの膜厚にスピンコートした。次いで、フッ化クリプト
ンのエキシマーレーザーを光源に用いた露光装置にて、
マスク上のパターンを転写し、２．３８％のテトラメチ
ルアンモニウムヒドロキシド水溶液にて現像する事によ
って、０．２μｍのパターンを得た。

【０１９１】（実施例３６）パターン１４の形成 レジスト９、１０、１３、１４、１５および比較用レジ
スト２をそれぞれシリコンウエハー上に０．７μｍの膜
厚にスピンコートした。次いで、フッ化アルゴンのエキ
シマレーザーを光源に用いた露光装置にて、マスク上の
パターンを転写し、２．３８％テトラメチルアンモミウ
ムヒドロキシド水溶液にて現像し、０．１８μｍのパタ
ーンを得た。

【０１９２】（実施例３７）多層レジストによるパターンの形成 シリコンウエハー上にノボラック樹脂とナフトキノンジ
アジドを主成分とするレジストを１．０μｍの膜厚にス
ピンコートした後ハードベークした。その上に、レジス
ト１５を用いて０．２μｍの膜厚にスピンコートする。
次いでＸ線、イオンビーム、電子線、ＫｒＦエキシマレ
ーザー、ＡｒＦエキシマレーザーをそれぞれ光源として
用いた露光装置にて、マスク上のパターンを転写し、
２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液にて現像する事によって、０．２μｍのパターンを
得る。更に、酸素ガスを用いた反応性イオンエッチング
でノボラック型レジストを加工し、上層のレジストで形
成した０．２μｍパターンを下層のボラック型レジスト
に転写した。

【０１９３】実施例３０乃至３７で説明されるパターン
９乃至１５および多層レジストによるパターンによるパ
ターン形成能を評価した。その結果を表２に示す。

【０１９４】表２は本発明のレジスト９乃至１５に露光
光をあてて形成されるパターンを評価し、まとめたもの
である。なお表２に示す△は、本発明のレジストを用い
て形成されるパターンが上述した半導体装置およびマス
クパターンとして良好なパターンであることを意味す
る。

【０１９５】また表２に示す○は、本発明のレジストを
用いて形成されるパターンが上述した半導体装置及びマ
スクパターンとして良好なパターンであることを意味
し、且つ短時間で現像出来るパターンであることを意味
する。

【０１９６】また表２に示す◎は、本発明のレジストを
用いて形成されるパターンが上述した半導体装置及びマ
スクパターンとして極めて良好なパターンであることを
意味し、且つ本発明のレジストがドライエッチ耐性の高
いことを意味する。

【０１９７】また表２に示す×は、パターンは得られる
が、ドライエッチ耐性が低く、解像度が低いことを意味
する。

【０１９８】表２に示すようにレジスト９を用いて形成
されるパターンは、露光光としてＸ線、イオンビーム、
電子線ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザ
ーを用いる場合、いずれも少なくとも良好なパターンと
なった。

【０１９９】またレジスト１０を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光の種類によらず、いずれも少なくとも良
好で且つ短時間で現像できるパターンとなった。

【０２００】またレジスト１１を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光として、Ｘ線、イオンビーム、電子線を
用いる場合、いずれも少なくとも極めて良好に現像でき
るパターンとなり、且つ本発明のレジストはドライエッ
チ耐性の高いものであった。

【０２０１】またレジスト１２を用いて形成されるパタ
ーンは、露光光として、Ｘ線、イオンビーム、電子線、
ＫｒＦエキシマレーザーを用いる場合、いずれも少なく
とも極めて良好に現像できるパターンとなり、且つ本発
明のレジストはドライエッチ耐性の高いものであった。

【０２０２】またレジスト１３乃至１４乃至１５を用い
て形成されるパターンは、露光光として、Ｘ線、イオン
ビーム、電子線、ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキ
シマレーザーを用いる場合、いずれも少なくとも極めて
良好に現像できる。パターンとなり、且つ本発明のレジ
ストはドライエッチ耐性の高いものであった。

【０２０３】また比較用レジストを用いて形成されるパ
ターンは露光光として、Ｘ線、イオンビーム、電子線、
ＫｒＦエキシマレーザー、ＡｒＦエキシマレーザーを用
いる場合、いずれもパターンは得られるが、ドライエッ
チ耐性が低く、解像度が低いことを意味する。

【０２０４】

【表２】

【０２０５】（実施例３８）本発明のレジスト利用した
半導体装置（半導体素子）の製造方法を説明する。

【０２０６】図１は本実施例におけるＩＣの製造のフロ
ーチャートである。本実施例において、ステップ１（回
路設計）では、ＩＣの回路設計を行った。ステップ２
（マスク製作）では設計した回路パターンを形成したマ
スクを製作した。一方、シリコン等からなるウエハを用
意し、ステップ３（ウエハプロセス）において前記用意
したマスクとウエハを用いてリソグラフィー技術によっ
てウエハ上に実際の回路を形成した。

【０２０７】次のステップ４（組立）において、ステッ
プ３によって製作されたＩＣの回路が形成された、ウエ
ハを半導体チップ化し、次いでアッセンブリ工程（ダイ
シング、ボンディング）を行い、パッケージング（チッ
プ封入）を行った。

【０２０８】ステップ５（検査）においてステップ４で
製作されたＩＣチップの動作確認テスト、耐久性テスト
等の検査を行った。

【０２０９】図２は本実施例のＩＣチップ製造における
上記ステップ３のウエハプロセスの詳細なフローチャー
トである。まず、ステップ１１（酸化）ではウエハの表
面を酸化させた。次いでステップ１２（ＣＶＤ）ではウ
エハ表面に絶縁膜を形成した。

【０２１０】ステップ１３（電極形成）ではウエハ上に
電極を蒸着によって形成した。ステップ１４（イオン打
ち込み）ではウエハにイオン打ち込みを行った。ステッ
プ１５（レジスト処理）ではＣＭＰ（化学材機研磨：Ｃ
ｈｅｍｉｃａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈ
ｉｎｇ）装置によってウエハ表面を平坦に研磨し、平坦
化されたウエハ表面に本発明のレジストを塗布した。

【０２１１】ステップ１６（露光）では露光装置によっ
てマスクの回路パターンをウエハに焼付け露光した。は
じめにレティクルを搬送しレティクルチャックにチャッ
キングし、次に本発明のレジストが塗布されたシリコン
ウエーハ基板を露光装置内にローディングした。アライ
メントユニットでグローバルアライメント用のデータを
読み取り、計測結果に基づいてウエハステージを駆動し
て所定の位置に次々に露光を行った。

【０２１２】ステップ１７（現像）では露光したウエハ
を現像する。ステップ１８（エッチング）では、現像後
にレジストが除去された部分をエッチングした。これら
のステップを繰り返し行うことによってウエハ上に多重
に回路パターンが形成した。

【０２１３】

【発明の効果】本発明によれば、本発明の感光性樹脂は
ビニルモノマー部位とスルホニル部位とから構成されて
おり、露光時にビニルモノマー部位とスルホニル部位と
の間の結合が切断し、アルカリ溶液に対する溶解度が高
くなる。そのため本発明の共重合体を用いて作製される
レジストは露光光に対する感度が高く、高精度にパター
ンを形成することができる。

【０２１４】また本発明のレジストを用いることで短時
間にパターンを現像することができる。その結果、微細
なパターンを有する半導体装置およびマスクの形成に要
する時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる半導体装置の製造方法のフロー
チャートである。

【図２】本発明に係わる半導体装置の製造方法の別のフ
ローチャートである。

【図３】本発明のレジストを用いて露光方法の１例を説
明するフローチャートである。

【図４】２光束干渉露光により得た周期パターン（露光
パターン）を示す説明図である。

【図５】レジストの露光感度特性を示す説明図である。

【図６】現像によるパターン形成を示す説明図である。

【図７】通常の２光束干渉露光による周期パターン（露
光パターン）を示す説明図である。

【図８】における２光束干渉露光による周期パターン
（露光パターン）を示す説明図である。

【図９】第２１の実施形態において形成できる露光パタ
ーン（リソグラフィーパターン）の一例を示す説明図で
ある。

【図１０】第２１の実施形態において形成できる露光パ
ターン（リソグラフィーパターン）の他の一例を示す説
明図である。

【図１１】第２１の実施形態において形成できる露光パ
ターン（リソグラフィーパターン）の他の一例を示す説
明図である。

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 側鎖に脂環基を有するビニルモノマー部
   位とスルホニル部位からなる感光性樹脂。
2. 【請求項２】 前記ビニルモノマー部位のうち主鎖を構
   成し、且つスルホニル部位と結合する炭素がメチレン鎖
   と結合していることを特徴とする請求項１記載の感光性
   樹脂。
3. 【請求項３】 前記感光性樹脂は下記の構造式を有する
   ことを特徴とする請求項１記載の感光性樹脂。 【外１】 但し、ｘは１乃至６のいずれかの整数で、またＡは水素
   （Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、またはハロゲンのいずれか
   １つであり、またＢは前記脂環基であり、またｍｌ、ｎ
   １は整数である。
4. 【請求項４】 前記感光性樹脂は下記の構造を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の感光性樹脂。 【外２】 ここで、Ｍ１は下記の構造式で表される構造単位で、
   ｙ、ｍ２、ｎ２は整数ｘである。 【外３】 但し、ｘは１乃至６いずれかの整数であり、またＡは水
   素（Ｈ）、メチル（ＣＨ₃ ）、またはハロゲンのいずれ
   か１つであり、またＢは脂環基であり、またｍ１、ｎ１
   は整数である。またＭ２は下記の構造式で表される構造
   単位。 【外４】 但し、Ｒ₁ は水素（Ｈ）、メチル基（ＣＨ₃ ）、あるい
   はハロゲンを表す。また、Ｒ₂ は水素（Ｈ）、アルキル
   基を表す。またｙは整数である。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４記載のいずれかの感光性
   樹脂組成物と、該感光性樹脂組成物を溶解せしめる溶媒
   とからなることを特徴とするレジスト組成物。
6. 【請求項６】 請求項１乃至４記載のいずれかの感光性
   樹脂組成物と、電磁波または荷電粒子の照射によって酸
   を発生する化合物と、該感光性樹脂組成物と該酸発生化
   合物とを溶解せしめる溶媒とからなることを特徴とする
   レジスト組成物。
7. 【請求項７】 請求項１乃至４記載の感光性樹脂組成物
   の少なくとも１つと、アルカリ可溶性樹脂と、該感光性
   樹脂組成物と該アルカリ可溶性樹脂とを溶解せしめる溶
   媒とからなることを特徴とするレジスト組成物。
8. 【請求項８】 請求項７記載のアルカリ可溶性樹脂がシ
   リコン含有ポリマーであることを特徴とするレジスト組
   成物。
9. 【請求項９】 側鎖に脂環基を有するビニルモノマー部
   位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有するレジス
   トを基板に塗布する工程と、該基板上に塗布されたレジ
   ストを露光してパターンを形成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。
10. 【請求項１０】 側鎖に脂環基を有するビニルモノマー
    部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有するレジ
    ストを基板に塗布する工程と、該基板上に塗布されたレ
    ジストを露光してパターンを形成する工程とを含むこと
    を特徴とする露光用マスクの製造方法。
11. 【請求項１１】 側鎖に脂環基を有するビニルモノマー
    部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有するレジ
    ストによって形成されるパターンを有する、半導体装
    置。
12. 【請求項１２】 側鎖に脂環基を有するビニルモノマー
    部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有するレジ
    ストによって形成されるパターンを有する露光用マス
    ク。
13. 【請求項１３】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂。
14. 【請求項１４】 前記ビニルモノマー部位のうち主鎖を
    構成し、且つスルホニル部位と結合する炭素がメチレン
    鎖と結合していることを特徴とする請求項１記載の感光
    性樹脂。
15. 【請求項１５】 前記感光性樹脂は下記の構造式を有す
    ることを特徴とする請求項１３記載の感光性樹脂。 【外５】 但し、Ｘは１乃至６のいずれかの整数。またＡはＨ、Ｃ
    Ｈ３、またはハロゲンのいずれか１つ。またＢは下記の
    構造式であらわすことができる官能基。 【外６】 Ｒ₃ ：炭素数１から３のアルキル基あるいは水素のいず
    れか１つ
16. 【請求項１６】 前記感光性樹脂は下記の構造を有する
    ことを特徴とする請求項１３記載の感光性樹脂。 【外７】 ここで、Ｍ１は下記の構造式で表される構造単位。 【外８】 但し、Ｘは１乃至６のいずれかの整数。またＡはＨ、Ｃ
    Ｈ３、またはハロゲン元素のいずれか１つ。またＢは、
    下記の構造式であらわすことができる官能基。 【外９】 Ｒ₄ ：炭素数１から３のアルキル基、あるいは水素のい
    ずれか１つ またＭ２は下記の構造式で表わされる構造単位。 【外１０】 Ｒ₅ ：水素あるいはメチル基あるいはハロゲンのいずれ
    か１つ Ｒ₆ ：水素あるいは炭素数１乃至８からなるアルキル基
    のいずれか１つ ｙ：整数
17. 【請求項１７】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を溶
    解させたレジスト。
18. 【請求項１８】 光励起して酸を発生する酸発生剤を有
    することを特徴とする請求項１７記載のレジスト。
19. 【請求項１９】 アルカリ可溶性樹脂を有することを特
    徴とする請求項１７記載のレジスト。
20. 【請求項２０】 シリコン系ポリマーを有することを特
    徴とする請求項１７記載のレジスト。
21. 【請求項２１】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
    するレジストを基板表面に塗布する工程と、該基板上に
    塗布されたレジストを露光してパターンを形成する工程
    とを含む半導体装置の製造方法。
22. 【請求項２２】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
    するレジストを基板塗布する工程と、該基板上に塗布さ
    れたレジストを露光してパターンを形成する工程とを含
    む露光用マスクの製造方法。
23. 【請求項２３】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
    するレジストによって形成されるパターンを有する、半
    導体装置。
24. 【請求項２４】 側鎖にアダマンチル基を有するビニル
    モノマー部位とスルホニル部位からなる感光性樹脂を有
    するレジストによって形成されるパターンを有する露光
    用マスク。
25. 【請求項２５】 請求項１あるいは１３のいずれか１項
    記載の感光性樹脂を有するレジストを用いて像のコント
    ラストが互いに異なる複数のパターンを有するマスクの
    パターンの像でレジストを露光する露光方法であって、
    前記マスクのパターンのうち像のコントラストが低いパ
    ターンの像の形成位置を該コントラストが低いパターン
    の像よりもコントラストが高い像によって露光すること
    により、前記コントラストが低いパターンに関する露光
    量分布のコントラストを向上させることを特徴とする露
    光方法。
26. 【請求項２６】 請求項１あるいは１３のいずれか１項
    記載の感光性樹脂を有するレジストを用いてある放射線
    を用いてマスクのパターンの像でレジストを露光する露
    光方法であって、前記放射線と波長が同じ放射線で前記
    パターンの像よりもコントラストが高い像を形成し、こ
    のコントラストが高い像で前記レジストの前記パターン
    の像の形成位置を露光することにより、前記レジストの
    前記パターンに関する露光量分布のコントラストを向上
    させることを特徴とする露光方法。
27. 【請求項２７】 請求項１あるいは１３のいずれか１項
    記載の感光性樹脂を有するレジストを用いてマスクのパ
    ターンの像でレジストを露光する露光方法であって、前
    記マスクを用いないで前記パターンの像よりもコントラ
    ストが高い像を形成し、このコントラストが高い像によ
    って前記レジストの前記パターンの像の形成位置を露光
    することにより、前記レジストの前記パターンに関する
    露光量分布のコントラストを向上させることを特徴とす
    る露光方法。
28. 【請求項２８】 請求項１あるいは１３のいずれか１項
    記載の感光性樹脂を有するレジストを用いて２光束の干
    渉等により形成した周期パターンで露光を行う周期パタ
    ーン露光と使用する露光装置の分解能以下の線幅のパタ
    ーンを有するマスクを用いて通常の露光を行う通常露光
    とによって同一の露光波長で二重露光を行うことを特徴
    とする露光方法。