JPH1165131A - レジストパターン形成方法、およびレジスト組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２層レジストプロセスの上層レジスト膜とし
て好適に使用でき、下層レジスト膜とともに連続的に加
工可能であるとともに、高い寸法精度でレジストパター
ンが得られるレジスト組成物を提供する。 【解決手段】 酸素を含むプラズマによるドライエッチ
ングに対して耐性を有し、かつ露光により分解して揮発
性となる不揮発性化合物と、酸素を含むプラズマによる
ドライエッチング可能な有機高分子化合物とを含有する
レジスト組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体製造方法の
うち、リソグラフィー工程におけるレジストパターン形
成方法およびこれに用いられるレジスト組成物に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】シリコン含有レジストを用いた従来の２
層レジストプロセスにおいては、シリコン含有レジスト
の現像には、ウェット現像が採用されている。ウェット
現像可能なシリコン含有レジストでは、溶解性のコント
ラスト（露光部の溶解速度を上げる必要性）、下地との
密着性などの問題があるため、ポリマー中の溶解抑止基
としてのシリコン含有成分の含有量には制限があり、あ
る程度以上大きくすることができない。通常、その値
は、抑止基導入率として５０％以下である。そのため、
マスクとなるレジストパターン中のシリコン含有率は低
く、下層レジストのエッチング時において、上層レジス
トと下層レジストとの十分なエッチング選択比をとるの
は困難であった。

【０００３】一方、ドライ現像プロセスのみを用いてパ
ターン形成する方法としては、シリル化プロセスが一般
に用いられている。しかしながら、このシリル化プロセ
スでは、レジスト膜の露光部または未露光部に選択的に
ヘキサメチルジシラザンなどのかさ高いシリル化剤が導
入される。このため、シリル化層が膨潤してしまい、得
られるレジストパターンの寸法制御性を落とすなどの問
題があった。

【０００４】ここで、このプロセスの一例を図４を参照
して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、シリコ
ン基板３１上に被処理膜３２、およびレジスト膜３３を
順次形成し、所定のパターンを有するクロムマスク３４
介して図４（ｂ）に示すようにレジスト膜３３にパター
ン露光を施す。次いで、図４（ｃ）に示すように、レジ
スト膜３３の未露光部３３ａに選択的にシリル化剤３５
を導入してシリル化層３３ｃを形成した後、露光部３３
ｂをエッチングにより除去して図４（ｄ）に示すような
レジストパターンを形成する。上述したように、シリル
化層３３ｃの膨潤が生じるので、設計寸法どおりに忠実
にレジスト膜３３をパターニングすることが困難であ
る。その後、このレジストパターンをエッチングマスク
として用いて被処理膜３２を加工することにより図４
（ｅ）に示すようなパターン化された被処理膜３２ａが
得られる。

【０００５】この他、レジストのシリル化は、気相もし
くは液相のシリル化剤に基板を曝すことでなされるが、
大口径のＳｉウェハ上のレジストを均一にシリル化を行
なうためには、例えば気相シリル化の場合、その圧力、
温度、時間などを正確に制御しなければならない。しか
しながら現状では、シリル化層の膜厚のばらつきは、±
５％程度にも及んでいる。

【０００６】さらに、種々のドライ現像プロセスが提案
されているが、いずれも何らかの不都合を伴なうもので
ある。

【０００７】例えば、特開平７−１６１６０９号公報に
は、次のようなプロセスが提案されている。このプロセ
スにおいては、まず、活性化学線の作用により生成した
酸の触媒作用によりシリコン含有モノマを縮合重合させ
ることによって、レジスト膜の露光部のシリコン成分を
定着させ、露光部以外のシリコン成分を除去する。次い
で、シリコン成分を定着させた領域をマスクとして、酸
素プラズマを含むエッチング媒体により上層レジストと
下層レジストとを実質的に連続工程でエッチングする。
しかしながら、この方法で用いられるシリコン含有モノ
マは、レジストの露光前ベークでは揮発しないようなも
のでなければならず、このため、シリコン成分を露光部
に定着させた後、露光部以外のシリコン含有モノマの除
去を別途行なわなければならない。また、その条件は、
１６０℃で１０分間程度であり、レジストのガラス転移
温度（Ｔ_g ）に近い温度で行なう必要がある。このため
にレジストパターンの形状を劣化させるおそれがある。
なお、特開平４−５６９７８号公報にも、これに類似し
た技術が記載されている。

【０００８】また、特開平７−１６１６０７号公報に
は、露光によりレジスト分子の分子量に差異を設け、こ
の分子量の差を用いてガスプラズマに曝す際に基板温度
を制御することによって、パターンを形成する方法が開
示されている。しかしながら、分子量の違いによるエッ
チング速度の違いはわずかであり、その制御は困難であ
る。

【０００９】さらに、特開昭６３−２９２１２８号公報
には、シリル化ポリ（ビニル）フェノールとハロゲン原
子を含有した酸発生剤を用いたレジストが提案されてい
る。これにおいては、酸の陰イオンが露光により生成し
たシリコーンに対して親和性を有することを特徴として
おり、生成したトリアルキルハライドと酸素−シリコン
成分とのプラズマエッチング時のエッチング速度の違い
を利用してドライエッチングによってパターン形成する
方法である。上述したようなメカニズムのため、酸発生
剤は、生成するトリアルキルハライドと等量が必要にな
り、感度が劣化してしまう。

【００１０】なお、欧州特許出願第０１７８２０８号に
は、１００％のシリル化ポリ（ビニル）フェノールポリ
マーを含む２層レジスト系が提案されている。

【００１１】この他、Ｏ．Ｊｏｕｂｅｒｔらは、ポリマ
化したメチルシランが空気中で深紫外線を照射すること
で、ガラス状シロキサンのネットワークを形成すること
に着目し、両者の塩素プラズマに対するエッチング速度
の違いを利用してパターンを形成する方法を提案してい
る（ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２１９５ ３５８〜３７１）。
この場合、上層レジストを加工した後、下層をドライエ
ッチングする場合にはガス系を変える必要があるので工
程が煩雑になる。

【００１２】さらに、特開昭６０−２２８５４２号公報
には、深紫外光照射によるポリシランの光解重合を利用
したパターン形成方法が提案されている。しかしなが
ら、この場合には、レジスト中のＳｉ−Ｓｉ結合のほと
んど全てを切断する必要があり、高感度たりえない。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、シリ
コン含有レジストを用いた従来の２層レジストプロセス
においては、上層レジスト膜と下層レジスト膜とを連続
的に加工することは困難であり、また、ドライ現像プロ
セスのみを用いた場合には、高い寸法精度でレジストパ
ターンを形成することは困難であった。

【００１４】そこで本発明は、２層レジストプロセスに
おいて、上層レジスト膜と下層レジスト膜とを連続的に
加工可能であって、かつ、高い解像度、感度をもってレ
ジストパターンを精度よく形成し得るレジストパターン
形成方法を提供することを目的とする。

【００１５】また、本発明は、２層レジストプロセスの
上層レジスト膜として好適に使用でき、下層レジスト膜
とともに連続的に加工可能であるとともに、高い寸法精
度でレジストパターンが得られるレジスト組成物を提供
することを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記目的を解決するため
に、本発明は、被処理基板上に、酸素を含むプラズマに
よるドライエッチング可能な下層レジスト膜を形成する
工程、前記下層レジスト膜の上に、酸素を含むプラズマ
によるドライエッチングに対して耐性を有する不揮発性
化合物と、酸素を含むプラズマによるドライエッチング
可能な有機高分子化合物とを含むレジスト組成物膜を、
上層レジスト膜として形成する工程、前記上層レジスト
膜の所定の領域にパターン露光を施して露光部のレジス
ト膜に含有される不揮発性化合物を選択的に分解して揮
発性とし、これを除去する工程、前記露光後の上層レジ
スト膜に対し、酸素を含むプラズマによるドライエッチ
ングを行なって、この上層レジスト膜の露光部を選択的
に除去してレジストパターンを得る工程、および前記上
層レジスト膜のエッチングと実質的に連続して、同ドラ
イエッチングを行なって下層レジスト膜の露出部を選択
的に除去してパターン化された下層レジスト膜を得る工
程を具備するレジストパターン形成方法を提供する。

【００１７】なお、前記露光後の上層レジスト膜は、室
温以上の温度で加熱処理を施すことにより不揮発性化合
物の分解・除去を促進してもよく、さらに、この加熱処
理を減圧下で行なうこともできる。

【００１８】また本発明は、酸素を含むプラズマによる
ドライエッチングに対して耐性を有し、かつ露光により
分解して揮発性となる不揮発性化合物と、酸素を含むプ
ラズマによるドライエッチング可能な有機高分子化合物
とを含有するレジスト組成物を提供する。

【００１９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００２０】本発明のレジストパターン形成方法は、酸
素を含むプラズマによりドライエッチング可能な下層レ
ジストと、この下層レジスト上に形成された上層レジス
トとの２層レジストプロセスの上層レジスト中に、酸素
を含むプラズマによるドライエッチングに対して耐性を
有する不揮発性化合物を含有せしめ、パターン露光を施
すことによってこの不揮発性化合物を分解・除去するこ
とを１つの特徴とするものである。上層レジストの露光
部においては、不揮発性化合物を除去したことに起因し
て酸素を含むプラズマによるドライエッチングに対する
耐性が選択的に低下しているので、酸素を含むプラズマ
によるドライエッチングを行なうことにより、上層レジ
ストの露光部を選択的に除去してレジストパターンを形
成することができる。一方、下層レジスト膜も、酸素を
含むプラズマによるドライエッチングが可能であるの
で、上層レジスト膜のパターニングに引き続いて、この
下層レジスト膜のパターニングを行なうことができる。

【００２１】本発明のレジストパターン形成方法におい
て下層レジスト膜としては、例えば、ポリサルホン、ポ
リイミド、および熱架橋させたノボラック樹脂などを用
いることができ、その膜厚は、０．１〜２．０μｍの範
囲で適宜決定することができる。なお、照射エネルギー
線として、水銀ランプのｇ線やｉ線、ＫｒＦやＡｒＦな
どエキシマレーザー光などの光源を用いる光リソグラフ
ィーの場合には、この下層レジスト膜に反射防止機能を
もたせることが望ましい。

【００２２】なお、下層レジスト膜を設けることによっ
て、上層レジスト膜を薄膜化することができる。一般的
に、レジスト膜厚を薄くすることにより、露光量裕度お
よび焦点深度が増大する。

【００２３】下層レジスト膜の上には、酸素を含むプラ
ズマによるドライエッチングに対して耐性を有する不揮
発性化合物と、酸素を含むプラズマによるドライエッチ
ング可能な有機高分子化合物とを含むレジスト組成物
を、スピンコート法等により塗布し、８０〜１８０℃で
３０〜１２０秒程度加熱して上層レジスト膜を形成す
る。この上層レジスト膜の膜厚は、レジストの粘度、回
転数、レジスト及びウエハの温度、湿度等により適宜決
定することができるが、通常１００〜１０００ｎｍ程度
である。

【００２４】上層レジスト膜を形成するためのレジスト
組成物としては、例えば、本発明のレジスト組成物を用
いることができる。ここで、本発明のレジスト組成物に
ついて詳細に説明する。

【００２５】本発明のレジスト組成物は、酸素を含むプ
ラズマによるドライエッチングに対する耐性を有し、か
つ露光により揮発性となる不揮発性化合物と、酸素を含
むプラズマによるドライエッチング可能な有機高分子化
合物とを含有する組成物である。

【００２６】酸素を含むプラズマによるドライエッチン
グ耐性を有し、かつ露光により揮発性となる不揮発性化
合物としては、露光により分解して有機シラノール、有
機シロキサン、および有機シリル基含有アルコールなど
の揮発性シリコン化合物を生成するシリコン化合物を用
いることができる。

【００２７】例えば、不揮発性化合物として下記一般式
（５）で表わされるシロキシ基を有する化合物を用いれ
ば、露光後には、下記一般式（１）でシラノールまたは
下記一般式（２）で表わされるジシロキサンが生成す
る。

【００２８】

【化３】

【００２９】（上記一般式中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²およびＲ
¹³は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、
水素原子、炭素数１〜５の脂肪族炭化水素、芳香族炭化
水素、またはハロゲン原子である。） 前記一般式（５）で表わされるシロキシ基は、有機高分
子化合物のカルボキシル基または水酸基を保護する形で
導入されていてもよく、この場合の導入率は５〜１００
％の範囲とすることができる。かかるシロキシ基を有す
る化合物は、アルコールやフェノールとの脱水縮合、あ
るいはハロゲン化合物との脱塩反応によって合成するこ
とができる。

【００３０】導入する保護基としては、例えば、メチル
シリル基、ジメチルシリル基、トリメチルシリル基、エ
チルシリル基、ジエチルシリル基、トリエチルシリル
基、ベンジルシリル基、フロロシリル基、ジフロロシリ
ル基、トリフロロシリル基、クロロシリル基、ジクロロ
シリル基、およびトリクロロシリル基などの酸触媒によ
る加水分解によってシラノールを生ずるものであればよ
い。さらに、これらが脱水縮合して、沸点２００℃以下
の揮発性の高いジシロキサンとなり得るものでもよい。

【００３１】あるいは、不揮発性化合物は、下記一般式
（６）で表わされるシリル基含有アルコキシ基および下
記一般式（７）で表わされるシリル基含有アルコキシ基
の少なくとも一方を含有する化合物とすることもでき
る。

【００３２】

【化４】

【００３３】（上記一般式中、Ｒ²¹、Ｒ²²およびＲ
²³は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、
水素原子、炭素数１〜５の脂肪族炭化水素、芳香族炭化
水素、またはハロゲン原子である。） 前記一般式（６）で表わされるシリル基含有アルコキシ
基を有する化合物は、露光後には、下記一般式（３）で
表わされるシリル基含有アルコールを生じ、一方、前記
一般式（７）で表わされるシリル基含有アルコキシ基を
有する化合物は、露光後には、下記一般式（４）で表わ
されるシリル基含有アルコールを生じる。

【００３４】

【化５】

【００３５】（上記一般式中、Ｒ²¹、Ｒ²²およびＲ
²³は、同一でも異なっていてもよく、それぞれ独立に、
水素原子、炭素数１〜５の脂肪族炭化水素、芳香族炭化
水素、またはハロゲン原子である。） 上述したようなシリル基含有アルコキシ基は、エーテル
またはエステルの形で化合物中に導入して、本発明で用
いられる不揮発性化合物とすることができる。

【００３６】また、シリル基含有アルコキシ基は、有機
高分子化合物のカルボキシル基または水酸基を保護する
形で導入されていてもよく、この場合の導入率は、５〜
１００％の範囲とすることができる。前記一般式（６）
で表わされるシリル基含有アルコキシ基の具体例として
は、例えば、メチルシリルメトキシ基、ジメチルシリル
メトキシ基、トリメチルシリルメトキシ基、エチルシリ
ルメトキシ基、ジエチルシリルメトキシ基、トリエチル
シリルメトキシ基、ベンジルシリルメトキシ基、フロロ
シリルメトキシ基、ジフロロシリルメトキシ基、トリフ
ロロシリルメトキシ基、クロロシリルメトキシ基、ジク
ロロシリルメトキシ基、およびトリクロロシリルメトキ
シ基など、酸触媒反応によって加水分解して沸点２００
℃以下の揮発性の高い有機シリルメタノールを生じるも
のであればよい。また、前記一般式（７）で表わされる
シリル基含有アルコキシ基の具体例としては、例えば、
メチルシリルエトキシ基、ジメチルシリルエトキシ基、
トリメチルシリルエトキシ基、エチルシリルエトキシ
基、ジエチルシリルエトキシ基、トリエチルシリルエト
キシ基、ベンジルシリルエトキシ基、フロロシリルエト
キシ基、ジフロロシリルエトキシ基、トリフロロシリル
エトキシ基、クロロシリルエトキシ基、ジクロロシリル
エトキシ基、およびトリクロロシリルエトキシ基など、
酸触媒による加水分解によって沸点２００℃以下の揮発
性の高い有機シリルエタノールを生ずるものであればよ
い。

【００３７】なお、前記一般式（５）で表わされるシロ
キシ基、および前記一般式（６）、（７）で表わされる
シリル基含有アルコキシ基は、必ずしも有機高分子化合
物中に導入されていなくともよく、例えば、下記化学式
（８）で表わされるような低分子化合物としてレジスト
組成物中に配合することもできる。この場合、レジスト
組成物の全重量におけるシリコン重量の割合が５％〜４
０％程度となるようにその配合量を決定することが望ま
れる。

【００３８】

【化６】

【００３９】（上記式中、ｎは２〜１０の整数であ
る。） さらに、このような低分子の化合物は、シロキシ基等を
導入した有機高分子化合物と組み合わせて用いてもよ
い。

【００４０】本発明のレジスト組成物において配合し得
る有機高分子化合物としては、例えば、ポリアクリル
酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリ
（ｐ−ヒドロキシスチレン）、ノボラック樹脂、および
これらの誘導体や共重合体など、シラノールもしくはシ
リル基含有アルコールと脱水縮合可能で、かつ酸素を含
むプラズマによりドライエッチング可能なものであれ
ば、任意の高分子化合物を用いることができる。上述し
たような有機高分子化合物の分子量は特に限定されない
が、１０００〜５００００であることが、スピン塗布法
によるレジスト塗布の点から好ましい。

【００４１】これらの有機高分子化合物中に、前述した
ようなシロキシ基またはシリル基含有アルコキシ基が導
入されていてもよい。あるいは、本発明のレジスト組成
物は、上述したようなシリコン含有基を導入した有機高
分子化合物と、シリコン含有基を導入しない有機高分子
化合物とを組み合わせた混合物により構成することがで
きる。この場合、有機高分子化合物は同一であっても異
なるものであってもよく、さらに分子量が異なる以外
は、同一の繰り返し単位により構成されるものであって
もよい。

【００４２】上述した成分に加えて、本発明のレジスト
組成物は、化学放射線の照射により酸を発生する化合物
（以下、酸発生剤と称する。）をさらに含有してもよ
い。酸発生剤を配合して化学増幅型レジストとすること
により、高感度化を図ることができる。

【００４３】酸発生剤としては、通常知られている化合
物を用いることができ、特に限定されるものではない。
例えば、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタン
スルホン酸、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタ
ンスルホン酸などの非金属系オニウム塩などが挙げられ
る。

【００４４】また、その配合量は、組成物中の固形分に
対して０．２〜１０重量％程度とすることが好ましい。
０．２重量％未満の場合には、十分な量の酸を発生する
ことが困難となり、一方１０重量％を越えると、光リソ
グラフィーにおいては、酸発生剤による露光光の吸収が
大きくなり、レジストの透明性が損なわれるおそれがあ
る。

【００４５】上述した成分に加えて、本発明のレジスト
組成物には、アミン系化合物を配合してもよい。アミン
系化合物を配合することによって、耐環境性などの性能
を向上させることができる。ただし、アミン系化合物が
過剰に存在すると、レジストが低感度化し、さらに加え
ると発生した酸のコントラストが低下するおそれがある
ので、その配合量は、感光剤である酸発生剤に対して６
０ｍｏｌ％以下程度とすることが望まれる。

【００４６】本発明のレジスト組成物は、上述したよう
な不揮発性化合物と有機高分子化合物と、必要に応じて
酸発生剤やアミン系化合物を所定の有機溶剤に溶解する
ことにより調製することができる。ここで用い得る有機
溶剤としては、例えば、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メチルエーテル
アセテート、乳酸エチル、メチルメトキシプロピオネー
ト、およびエチルエトキシプロピオネートなど一般的に
レジスト溶剤として用いられている任意の溶剤を用いる
ことができる。

【００４７】こうして調製された本発明のレジスト組成
物は、不揮発性化合物が含有されているので、これを用
いて形成された上層レジスト膜は、酸素を含むプラズマ
によるドライエッチングに対して耐性を有している。

【００４８】このような上層レジスト膜の所定の領域に
エネルギー線を照射して露光を施すことによって、レジ
スト膜の露光部に含有されていた不揮発性化合物が分解
して揮発性化合物が生成し、レジスト膜中から除去され
る。こうしてドライエッチング耐性を有する不揮発性化
合物が除去されるので、露光部のレジスト膜のエッチン
グ速度が選択的に高められる。ここで用い得るエネルギ
ー線としては、例えば、紫外線、電子線およびＸ線など
が挙げられ、その露光量は、例えば紫外線（ＫｒＦエキ
シマレーザー、波長２４８ｎｍ）の場合には、１〜２０
０ｍＪ／ｃｍ²程度とすることができる。

【００４９】なお、酸発生剤が配合されている場合に
は、露光を施すことによりレジスト膜の露光部において
酸が発生し、引き続いて行なわれる露光後加熱処理（ポ
ストエクスポージャーベーク：ＰＥＢ）によって酸触媒
反応により溶解抑止剤が分解する。本発明で用いられる
レジスト組成物においては、有機シラン化合物が抑止基
として作用し、この抑止基は酸触媒効果により加水分解
して、例えばシラノールが生成する。シラノールは容易
に脱水縮合して副生成物としてのシロキサン化合物が生
成する。このシロキサン化合物は、沸点が１００℃程度
と比較的低いので、レジスト中から容易に脱離する。場
合によっては、加水分解により生じたシラノールの状態
でレジスト中から揮発する。

【００５０】なお、前記一般式（５）で表わされるシリ
コン含有成分は、酸素を含むプラズマを用いたドライエ
ッチングに対して耐性を有することが一般に知られてい
るが、従来は、湿式現像法を適用するシリコン含有レジ
ストとして用いられてきたにすぎない。溶解性のコント
ラストや下地との密着性等の問題から、レジスト中のシ
リコン含有成分の含有量には制限があり、充分なエッチ
ング選択比をとることが困難であった。

【００５１】本発明者らは、シロキサン化合物の脱離に
着目し、レジスト膜の露光部と未露光部とのエッチング
速度の違いをシリコン化合物の有無によって設けること
を見出した。すなわち、本発明のレジスト組成物を用い
て形成されたレジスト膜においては、露光部のシリコン
含有率は低くなり、未露光部のシリコン含有率は相対的
に高くなる。ここで図１に、化学増幅型シリコン含有ポ
ジレジストＫＲＦ−Ｂ１０ＢにＫｒＦエキシマレーザー
（波長２４８ｎｍ）を照射した際の、Ｓｉ−Ｏに起因す
るＦＴ−ＩＲピーク面積の変化を示す。図１のグラフ
中、縦軸は、相対的にレジスト中のＳｉーＯ結合の数を
表わす。ピーク面積は、露光量の増加に伴なって減少し
ていることが示されている。すなわち、レジスト膜の露
光部のシリコン含有率は減少するので、酸素プラズマに
よるドライエッチング耐性は、露光部のみが低くなり、
一方、レジスト膜の未露光部においてはシリコン成分の
存在に起因して酸素プラズマによるドライエッチング耐
性は維持されている。したがって、従来の湿式現像法に
よらず、乾式現像法による現像が可能となった。

【００５２】なお、本発明における酸触媒を用いたシリ
ル化ポリマーの分解反応は、加水分解反応となるため、
必要に応じてレジスト膜の水洗や水蒸気雰囲気下での加
熱などによってレジストに充分な水分が行きわたるよう
にすることが好ましい。一般的には反応時の水分含有量
は、レジスト固形分中のシリコンの重量百分率の５〜７
割程度であることが望まれる。

【００５３】露光後のレジスト膜に対しては、室温から
２００℃程度の温度で加熱処理を行なって揮発性化合物
の除去を促進してもよい。加熱温度は、レジストのガラ
ス転移温度以下となるよう、レジストの種類に応じて適
宜決定することができ、またその加熱時間は、３０〜６
００秒程度とすることが好ましい。

【００５４】この加熱処理は、例えば、１〜１００ｍＴ
ｏｒｒ程度の減圧下で行なうとより効果的である。

【００５５】上述したような露光工程、場合によっては
加熱処理工程を経たレジスト膜の露光部においては、酸
素を含むプラズマによるドライエッチングに対して耐性
を有する不揮発性化合物が選択的に除去されている。こ
のため、レジスト膜の露光部に対し、酸素を含むプラズ
マによりドライエッチングを行なうことによって、上層
レジスト膜におけるエッチング速度の大きい露光部が選
択的に除去され、ポジ型のレジストパターンが形成され
る。特に、本発明においては、レジスト膜中の露光部と
未露光部とにおけるエッチング速度の違いを、シリコン
化合物の有無により設けているので著しく高い選択比を
とることができる。

【００５６】なお、エッチングの条件は、ガス種、パワ
ー、圧力、時間等により適宜決定することができるが、
通常、酸素１０〜２００ｓｃｃｍ、パワー１０〜２００
０Ｗ、圧力１０〜２００ｍＴｏｒｒ程度で、１０〜６０
０秒間程度である。

【００５７】このように上層レジスト膜を酸素を含むプ
ラズマを用いたドライエッチングにより現像してパター
ン化しているので、これに引き続いて下層レジスト膜の
パターニングを行なうことができる。すなわち、上層レ
ジスト膜の露光部と、この下方に存在する下層レジスト
膜とを一連の工程でドライエッチングにより除去して、
レジストパターンを形成することができる。

【００５８】本発明では、従来のプロセスにおいて行な
われていたようなシリル化剤の導入は必要ないので、シ
リル化層の膨潤を引き起こすことはなく、高い寸法精度
でレジストパターンを形成することができる。しかも、
シリル化の均一性は、レジストの塗布工程に依存してい
るので、シリル化層の膜厚のばらつきは±１％以内に抑
えることができる。

【００５９】また、本発明で用いられるシリコン含有成
分は、予めレジスト樹脂に結合しているので、露光前の
加熱工程でも容易に揮発することはなく、露光後に発生
する揮発性のシラノールは、従来のものより容易に揮発
するものを選択することが可能である。

【００６０】さらに、本発明の方法においては、酸触媒
による脱シリル化反応とシリコン含有成分の除去とを同
時に行なうことができるため、工程が簡便となり、しか
も、高い選択比を有するレジストパターンを形成するこ
とができる。加えて、酸触媒反応を用いる化学増幅型レ
ジストであるため、酸発生剤の配合量を少なくして、高
感度でレジストパターンを形成することができる。

【００６１】

【発明の実施の形態】

（実施例１）以下のようにして、レジスト中のトリメチ
ルシリル化合物を露光後に揮発させることによって除去
し、露光量とシリル化合物の割合とを調べた。

【００６２】まず、シリコン基板上にレジストＫＲＦ−
Ｂ１０Ｂ（（株）日本合成ゴム製）を塗布し、１００℃
で９０秒間加熱して膜厚０．５μｍのレジスト膜を形成
した。

【００６３】得られたレジスト膜に対し、ＫｒＦエキシ
マレーザーステッパーＮＳＲ２００５ＥＸ８Ａ（（株）
ニコン製）を用いて、５〜２５０ｍＪ／ｃｍ² の範囲で
露光量で変化させながらウェハ上の２０ｍｍ² の領域に
露光を施した。なお、露光条件は、波長２４８ｎｍ、Ｎ
Ａ＝０．５、σ＝０．５とした。

【００６４】露光後のレジスト膜には、ホットプレート
上で１００℃の範囲で１２０秒間露光後加熱（ＰＥＢ：
Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）を施した。

【００６５】なお、ここで用いたレジストの場合は、４
０〜１００℃の範囲でＰＥＢを行なっても、トリメチル
シリル基の脱離量の露光量依存性に大きな違いはない。

【００６６】最後に、各露光量におけるトリメチルシリ
ル基の脱離量をＦＴ−ＩＲ（日本分光：ＶＡＬＯＲ−３
ＭＩＣＲＯ−２０）によって測定した。脱離量は、１２
２９ｃｍ^-1の（ＣＨ₃ ）₃ −Ｓｉ−の変角振動のピーク
面積を、未露光部のピーク面積を１として見積もった。

【００６７】その結果、２０ｍＪ／ｃｍ² 以上の露光量
において、８０％以上のトリメチルシリル化合物が除去
できていることが確認された。

【００６８】（実施例２）露光後のレジスト膜に対して
酸素プラズマＲＩＥを行なって、その露光部および未露
光部におけるエッチング速度を調べた。

【００６９】前述の実施例１と同様の条件で試料を作製
して、露光部におけるトリメチルシリル基を除去した。
その後、このレジスト膜をドライエッチング装置ＴＥ−
７５００（（株）東京エレクトロン製）を用いて、酸素
を１０ｓｃｃｍ、パワー７０Ｗ、圧力３０ｍＴｏｒｒの
条件で１２０〜３００秒間エッチングを行ない、段差計
（ＤＥＫＴＡＣ）を用いて、レジスト膜の露光部と未露
光部とのエッチング速度を測定した。

【００７０】その結果、トリメチルシリル基が除去され
ていない未露光部においては、エッチング速度は４０ｎ
ｍ／ｍｉｎであったのに対し、１００ｍＪの露光を行な
ってトリメチルシリル基を除去した領域でのエッチング
速度は、２５０ｎｍ／ｍｉｎであった。

【００７１】（実施例３）以下のようにして、レジスト
中のトリメチルシリル化合物を露光後に揮発させること
によって除去し、露光量とシリル化合物の割合とを調べ
た。

【００７２】まず、平均分子量８５００、分散度２．６
のポリヒドロキシエチルメタクリレートの水酸基のう
ち、７０％をトリメチルシリル化してポリマー成分を得
た。このポリマーに対し、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タンスルホン酸を固形分
に対して３重量％配合して混合物を調製し、これを溶剤
としてのエチルラクテートに溶解した。この際、混合物
の濃度は、エチルラクテートに対して２０重量％とし
た。さらに、得られたエチルラクテート溶液に、感光剤
の１０ｍｏｌ％の割合でトリメチルアミンを添加してレ
ジスト溶液を調製した。

【００７３】得られたレジスト溶液をシリコン基板上に
塗布し、１００℃で９０秒間加熱して、膜厚０．５μｍ
のレジスト膜を形成した。

【００７４】次いで、レジスト膜に対して、ＫｒＦエキ
シマレーザーステッパーＮＳＲ２００５ＥＸ８Ａ
（（株）ニコン）を用いて、５〜２５０ｍＪ／ｃｍ² の
範囲で露光量で変化させながらウェハ上の２０ｍｍ² の
領域に露光を施した。なお、露光条件は、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡ＝０．５、σ＝０．５とした。

【００７５】露光後のレジスト膜には、ホットプレート
上で１００℃の範囲で１２０秒間加熱処理（ＰＥＢ：Ｐ
ｏｓｔ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ Ｂａｋｅ）を施した。

【００７６】最後に、各露光量におけるトリメチルシリ
ル基の脱離量をＦＴ−ＩＲ（日本分光：ＶＡＬＯＲ−３
ＭＩＣＲＯ−２０）によって測定した。脱離量は、１２
２９ｃｍ^-1の（ＣＨ₃ ）₃ −Ｓｉ−の変角振動のピーク
面積を、未露光部のピーク面積を１として見積もった。

【００７７】その結果、１００ｍＪ／ｃｍ² 以上の露光
量において、８０％以上のトリメチルシリル化合物が除
去できていることがわかった。

【００７８】（実施例４）露光後のレジスト膜に対して
酸素プラズマＲＩＥを行なって、その露光部および未露
光部におけるエッチング速度を調べた。

【００７９】前述の実施例３と同様の条件で試料を作製
して、露光部におけるトリメチルシリル基を除去した。
その後、このレジスト膜をドライエッチング装置ＴＥ−
７５００（（株）東京エレクトロン製）を用いて、酸素
を１０ｓｃｃｍ、パワー７０Ｗ、圧力３０ｍＴｏｒｒの
条件で６０〜３００秒間エッチングを行ない、段差計
（ＤＥＫＴＡＣ）を用いて、レジスト膜の露光部と未露
光部とのエッチング速度を測定した。

【００８０】その結果、トリメチルシリル基が除去され
ていない未露光部においては、エッチング速度は７０ｎ
ｍ／ｍｉｎであったのに対し、１００ｍＪの露光を行な
ってトリメチルシリル基を除去した領域でのエッチング
速度は、３００ｎｍ／ｍｉｎであった。

【００８１】（実施例５）図２を用いて、本実施例を説
明する。

【００８２】まず、図２（ａ）に示すように、シリコン
基板１１上にpolyＳｉ膜１２を膜厚２００ｎｍで形成し
た被処理基板上に、ＫＲＦ−Ｂ１０Ｂ（（株）日本合成
ゴム製）を塗布し、１００℃で９０秒間加熱して膜厚
０．３μｍのレジスト膜１３を形成した。

【００８３】次いで、図２（ｂ）に示すように、このレ
ジスト膜１３に対して、ＫｒＦエキシマレーザーステッ
パーＮＳＲ２００５ＥＸ８Ａ（（株）ニコン）を用い
て、所望のパターンを有するクロムマスク１４を介して
露光を行なった。なお、露光の条件は、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡ＝０．５、σ＝０．５、縮尺率１／５とし、露
光エネルギーは１００ｍＪ／ｃｍ² とした。この露光に
よって、レジスト膜１３の露光部１３ｂにおいては ト
リメチルシリル基が分解し、場合によっては脱離する。
一方、レジスト膜の未露光部１３ａではトリメチルシリ
ル基の分解は起こらない。

【００８４】露光後のレジスト膜１３は、図２（ｃ）に
示すように、ホットプレート１５上で１００℃の範囲で
１２０秒間露光後加熱（ＰＥＢ：Ｐｏｓｔ Ｅｘｐｏｓ
ｕｒｅ Ｂａｋｅ）を行なった。露光後加熱を施すこと
によって、レジスト膜の露光部１３ｂにおいては、不揮
発性成分が揮発性化合物１６となって脱離する。

【００８５】こうして、レジスト膜１３の露光部１３ｂ
では、選択的にドライエッチング耐性が低下するが、一
方未、露光部１３ａにおいては、不揮発性成分の脱離が
起こらないので高いドライエッチング耐性が保持されて
いる。

【００８６】その後、加熱処理後のレジスト膜に対し、
ドライエッチング装置ＴＥ−７５００（（株）東京エレ
クトロン製）を用いて、酸素を１０ｓｃｃｍ、パワー７
０Ｗ，圧力３０ｍＴｏｒｒの条件で１２０秒間エッチン
グを行なった。その結果、図２（ｄ）に示すようにレジ
スト膜１３の露光部１３ｂが選択的に除去されて、線幅
０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成する
ことができた。なお、得られたレジストパターンの断面
は矩形であり、形状に何等変化は生じなかった。

【００８７】こうして得られたレジストパターンをエッ
チングマスクとして、前述と同様のドライエッチング装
置を用いてシリコン基板１１上のpolyＳｉ膜１２の加工
を行なった。なお、エッチングに当たっては、東京エレ
クトロン製のマグネトロンＲＩＥを用い、エッチング条
件は、ＨＢｒを２００ｓｃｃｍ、パワー２００Ｗ、圧力
８０ｍＴｏｒｒとして、６０秒間を行なった。その結
果、図２（ｅ）に示すような断面が矩形で良好な形状を
有する、線幅０．３μｍのpolyＳｉのラインアンドスペ
ースパターン１２ａを形成することができた。

【００８８】（実施例６）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をトリメチルシリル化してポリマー成分を
得た。このポリマーに対し、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タンスルホン酸を固形
分に対して３重量％添加して混合物を調製し、これを溶
剤としてのエチルラクテートに溶解した。この際、混合
物の濃度は、エチルラクテートに対して２０重量％とし
た。さらに、得られたエチルラクテート溶液に、感光剤
の１０ｍｏｌ％の割合でトリエチルアミンを添加してレ
ジスト溶液を調製した。

【００８９】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、１００℃で９０秒間加熱して、膜厚０．３μｍ
のレジスト膜を形成した。

【００９０】その後、前述の実施例５と同様の条件で露
光、エッチングを行なったところ、断面矩形の良好な形
状を有する、線幅０．３μｍのラインアンドスペースパ
ターンを形成することができた。

【００９１】さらに、以下に示すような種々の組成のレ
ジスト組成物を調製して、パターンを形成した。各実施
例において、レジスト膜の露光は適切な露光量で行なっ
た。

【００９２】（実施例７）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、７０％をトリメチルシリル化してポリマー成分を
得た。このポリマーを用いる以外は、前述の実施例６の
場合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液を調製し
た。

【００９３】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【００９４】（実施例８）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジメチルシリル化してポリマー成分を得
た。このポリマーを用いる以外は、前述の実施例６の場
合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液を調製し
た。

【００９５】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【００９６】（実施例９）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジエチルシリル化してポリマー成分を得
た。このポリマーを用いる以外は、前述の実施例６の場
合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液を調製し
た。

【００９７】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【００９８】（実施例１０）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリル化して第１のポリマー
成分を得た。また、平均分子量２００００、分散度１．
７のポリヒドロキシスチレンの水酸基のうち、３０％を
ジメチルシリル化して第２のポリマー成分を得た。第１
のポリマー成分５０重量％と、第２のポリマー成分５０
重量％とを配合して用いる以外は、前述の実施例６の場
合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液を調製し
た。

【００９９】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１００】（実施例１１）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリル化して第１のポリマー
成分を得た。また、平均分子量２００００、分散度１．
７のポリヒドロキシスチレンの水酸基のうち、３０％を
ジメチルシリル化して第２のポリマー成分を得た。さら
に、平均分子量２００００、分散度１．７のポリヒドロ
キシスチレンを第３のポリマー成分として用意した。第
１のポリマー成分３０重量％、第２のポリマー成分３０
重量％、および第３のポリマー成分４０重量％を配合し
て用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を
等量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１０１】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１０２】（実施例１２）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンを第１のポ
リマー成分として用意した。また、平均分子量８００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、７０％をトリメチルシリル化して第２のポリマー
成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と第２のポ
リマー成分４０重量％とを配合して用いる以外は、前述
の実施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジスト
溶液を調製した。

【０１０３】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１０４】（実施例１３）まず、平均分子量８００
０、分散度１．７のポリメチルメタクリル酸を第１のポ
リマー成分として用意した。また、平均分子量８００
０、分散度１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、
７０％をトリメチルシリル化して第２のポリマー成分を
得た。第１のポリマー成分６０重量％と、第２のポリマ
ー成分４０重量％とを配合して用いる以外は、前述の実
施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液
を調製した。

【０１０５】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１０６】（実施例１４）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．８のｐ−クレゾールノボラック樹脂の水
酸基のうち、３０％をトリメチルシリル化して、ポリマ
ー成分を得た。このポリマーを用いる以外は、前述の実
施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジスト溶液
を調製した。

【０１０７】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１０８】（実施例１５）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．９のｐ−クレゾールノボラック樹脂を第
１のポリマー成分として用意した。また、平均分子量８
０００、分散度１．７のｐ−クレゾールノボラック樹脂
の水酸基のうち、７０％をトリメチルシリル化して第２
のポリマー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％
と、第２のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる
以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合
してレジスト溶液を調製した。

【０１０９】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１１０】（実施例１６）図３を用いて本実施例を説
明する。

【０１１１】まず、図３（ａ）に示すように、シリコン
基板２１上にシリコン酸化膜２２を２００ｎｍの膜厚で
形成した。このシリコン酸化膜２２上に、ｉ線ポジレジ
ストＩＸ−５００（日本合成ゴム（株）製）をスピン塗
布し、ホットプレート上で１００℃で１２０秒間加熱処
理を行ない、次いで３００℃で３００秒間の加熱処理を
施して膜厚０．３μｍの下層レジスト膜２３を形成し
た。こうして得られた下層レジスト２３の２４８ｎｍに
おける光学定数は、ｎ＝１．６２、ｋ＝０．４２であっ
た。なお、下層レジスト膜と上層レジスト膜との界面に
おける反射率は５％であった。

【０１１２】次いで、下層レジスト膜２３の上に、前述
の実施例１で用いたものと同様のレジストＫＲＦ−Ｂ１
０Ｂ（日本合成ゴム（株）製）をスピン塗布し、１００
℃で９０秒間加熱して、膜厚０．１μｍの上層レジスト
膜２４を形成した。下層レジスト膜と上層レジスト膜と
のミキシングは認められなかった。

【０１１３】その後、図３（ｂ）に示すように、この上
層レジスト膜２４に対してＫｒＦエキシマレーザーステ
ッパーＮＳＲ２００５ＥＸ８Ａ（（株）ニコン製）を用
いて、所定のパターンを有するクロムマスク２５を介し
て露光を行なった。なお、露光の条件は、波長２４８ｎ
ｍ、ＮＡ＝０．５、σ＝０．５、縮尺率１／５とし、露
光エネルギーは１００ｍＪ／ｃｍ² とした。この露光に
よって、上層レジスト膜２４の露光部２４ａにおいては
、トリメチルシリル基が分解し、場合によっては脱離
する。一方、レジスト膜の未露光部２４ａでは、トリメ
チルシリル基の分解は起こらない。

【０１１４】露光後の上層レジスト膜２４は、図３
（ｃ）に示すように、ホットプレート２６上で１００℃
で１２０秒間加熱処理を行なった。加熱処理を施すこと
によって、上層レジスト膜２４の露光部２４ａにおいて
は、不揮発性化合物が揮発性化合物２７となって脱離す
る。こうして、上層レジスト膜２４の露光部２４ｂにお
いては、選択的にドライエッチング耐性が低下するが、
一方、未露光部２４ａでは、不揮発性化合物の脱離が起
こらないので高いドライエッチング耐性が保持されてい
る。

【０１１５】その後、加熱処理後のレジスト膜に対し、
ドライエッチング装置ＴＥ−７５００（（株）東京エレ
クトロン製）を用いて、酸素を１０ｓｃｃｍ、パワー７
０Ｗ、圧力３０ｍＴｏｒｒの条件で６００秒間エッチン
グを行なった。これにより、上層レジスト膜２４の露光
部２４ｂが選択的に除去されるとともに、この下方にあ
る下層レジスト膜も選択的にエッチング除去されて、図
３（ｄ）に示すような線幅０．３μｍのラインアンドス
ペースパターンを形成することができた。なお、得られ
たレジストパターンの断面は矩形であり、形状に何等変
化は生じなかった。

【０１１６】こうして得られたレジストパターン２３ａ
および２４ａをマスクとして、シリコン基板上のシリコ
ン酸化膜２２の加工を行なった。その結果、図３（ｅ）
に示すような、断面矩形の良好な形状の線幅０．３μｍ
のラインアンドスペースパターンを形成することができ
た。

【０１１７】（実施例１７）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をトリメチルシリルメタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマー成分を用いる
以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合
してレジスト溶液を調製した。

【０１１８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１１９】（実施例１８）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、７０％をトリメチルシリルメタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマー成分を用いる
以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合
してレジスト溶液を調製した。

【０１２０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１２１】（実施例１９）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジメチルシリルメタノールでエーテル化
してポリマー成分を得た。このポリマー成分を用いる以
外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合し
てレジスト溶液を調製した。

【０１２２】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１２３】（実施例２０）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジエチルシリルメタノールでエーテル化
してポリマー成分を得た。このポリマー成分を用いる以
外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合し
てレジスト溶液を調製した。

【０１２４】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１２５】（実施例２１）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルメタノール化して第１
のポリマー成分を得た。また、平均分子量２００００、
分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基のう
ち、３０％をジメチルシリルメタノールでエーテル化し
て第２のポリマー成分を得た。第１のポリマー成分５０
重量％と、第２のポリマー成分５０重量％とを配合して
用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等
量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１２６】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１２７】（実施例２２）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルメタノールでエーテル
化して第１のポリマー成分を得た。また、平均分子量２
００００、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水
酸基のうち、３０％をジメチルシリルメタノールでエー
テル化して第２のポリマー成分を得た。さらに、平均分
子量２００００、分散度１．７のポリヒドロキシスチレ
ンを第３のポリマー成分として用意した。第１のポリマ
ー成分３０重量％、第２のポリマー成分３０重量％、お
よび第３のポリマー成分４０重量％を配合して用いる以
外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合し
てレジスト溶液を調製した。

【０１２８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１２９】（実施例２３）平均分子量２００００、分
散度１．７のポリヒドロキシスチレンを第１のポリマー
成分として用意した。また、平均分子量８０００、分散
度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基のうち、７
０％をトリメチルシリルメタノールでエーテル化して第
２のポリマー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量
％と、第２のポリマー成分４０重量％とを配合して用い
る以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配
合してレジスト溶液を調製した。

【０１３０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１３１】（実施例２４）平均分子量２００００、分
散度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー
成分として用意した。また、平均分子量８０００、分散
度１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％を
トリメチルシリルメタノールでエステル化して第２のポ
リマー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と第
２のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１３２】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１３３】（実施例２５）平均分子量２００００、分
散度１．８のｐ−クレゾールノボラック樹脂の水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルメタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマー成分を用いる
以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合
してレジスト溶液を調製した。

【０１３４】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１３５】（実施例２６）平均分子量２００００、分
散度１．９のｐ−クレゾールノボラック樹脂を第１のポ
リマー成分として用意した。また、平均分子量８００
０、分散度１．７のｐ−クレゾールノボラック樹脂の水
酸基のうち、７０％をトリメチルシリルメタノールでエ
ーテル化して第２のポリマー成分を得た。第１のポリマ
ー成分６０重量％と第２のポリマー成分４０重量％とを
配合して用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様の
成分を等量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１３６】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１３７】（実施例２７）平均分子量８０００、分散
度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー成
分として用意した。また、平均分子量８０００、分散度
１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％をト
リメチルシリルメタノールでエステル化して第２のポリ
マー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量部と第２
のポリマー成分４０重量部とを配合して用いる以外は、
前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジ
スト溶液を調製した。

【０１３８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１３９】（実施例２８）平均分子量８０００、分散
度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー成
分として用意した。また、平均分子量８０００、分散度
１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％をト
リメチルシリルメタノールでエステル化して第２のポリ
マー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と第２
のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外は、
前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジ
スト溶液を調製した。

【０１４０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１４１】（実施例２９）前述の実施例１６の場合と
同様にしてレジストパターンを形成した。

【０１４２】すなわち、まず図３（ａ）に示すように、
シリコン基板２１上にシリコン酸化膜２２を２００ｎｍ
の膜厚で形成した。このシリコン酸化膜２２上に、ｉ線
ポジレジストＩＸ−５００（日本合成ゴム（株）製）を
スピン塗布し、ホットプレート上で１００℃で１２０秒
間加熱処理を行ない、次いで３００℃で３００秒間加熱
処理を施して、膜厚０．３μｍの下層レジスト膜２３を
形成した。こうして得られた下層レジスト膜２３の２４
８ｎｍにおける光学定数は、ｎ＝１．６２、ｋ＝０．４
２であった。また、下層レジストと上層レジストとの界
面での反射率は５％であった。

【０１４３】その後、下層レジスト膜２３上に前述の実
施例２６と同様のレジストをスピン塗布し、１００℃で
９０秒間加熱して、膜厚０．１μｍの上層レジスト膜２
４を形成した。下層レジスト膜２３と上層レジスト膜２
４とのミキシングは認められなかった。

【０１４４】その後、実施例１６と同様の条件で露光、
およびエッチングを行なった結果、断面矩形の良好な形
状を有する、線幅０．３μｍのラインアンドスペースパ
ターンを形成することができた。

【０１４５】（実施例３０）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をトリメチルシリルエタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマーを用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１４６】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１４７】（実施例３１）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、７０％をトリメチルシリルエタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマーを用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１４８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１４９】（実施例３２）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジメチルシリルエタノールでエーテル化
してポリマー成分を得た。このポリマーを用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１５０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１５１】（実施例３３）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、５０％をジエチルシリルエタノールでエーテル化
してポリマー成分を得た。このポリマーを用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１５２】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１５３】（実施例３４）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルエタノール化して第１
のポリマー成分を得た。また、平均分子量２００００、
分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基のう
ち、３０％をジメチルシリルエタノールでエーテル化し
て第２のポリマー成分を得た。第１のポリマー成分５０
重量％と、第２のポリマー成分５０重量％とを配合して
用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等
量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１５４】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１５５】（実施例３５）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルエタノールでエーテル
化して第１のポリマー成分を得た。また、平均分子量２
００００、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水
酸基のうち、３０％をジメチルシリルエタノールでエー
テル化して第２のポリマー成分を得た。さらに、平均分
子量２００００、分散度１．７のポリヒドロキシスチレ
ンを第３のポリマー成分として用意した。第１のポリマ
ー成分３０重量％、第２のポリマー成分３０重量％、第
３のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１５６】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１５７】（実施例３６）まず、平均分子量２０００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンを第１のポ
リマー成分として用意した。また、平均分子量８００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンの水酸基の
うち、７０％をトリメチルシリルエタノールでエーテル
化して第２のポリマー成分を得た。第１のポリマー成分
６０重量％と、第２のポリマー成分４０重量％とを配合
して用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様の成分
を等量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１５８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１５９】（実施例３７）平均分子量８０００、分散
度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー成
分として用意した。また、平均分子量８０００、分散度
１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％をト
リメチルシリルエタノールでエステル化して第２のポリ
マー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と第２
のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外は、
前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジ
スト溶液を調製した。

【０１６０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１６１】（実施例３８）平均分子量２００００、分
散度１．８のｐ−クレゾールノボラック樹脂の水酸基の
うち、３０％をトリメチルシリルエタノールでエーテル
化してポリマー成分を得た。このポリマーを用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１６２】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１６３】（実施例３９）平均分子量２００００、分
散度１．９のｐ−クレゾールノボラック樹脂を第１のポ
リマー成分として用意した。また、平均分子量８００
０、分散度１．７のｐ−クレゾールノボラック樹脂の水
酸基のうち、７０％をトリメチルシリルエタノールでエ
ーテル化して第２のポリマー成分を得た。第１のポリマ
ー成分６０重量％と、第２のポリマー成分４０重量％と
を配合して用いる以外は、前述の実施例６の場合と同様
の成分を等量配合してレジスト溶液を調製した。

【０１６４】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１６５】（実施例４０）平均分子量８０００、分散
度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー成
分として用意した。また、平均分子量８０００、分散度
１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％をト
リメチルシリルエタノールでエステル化して第２のポリ
マー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と、第
２のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外
は、前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合して
レジスト溶液を調製した。

【０１６６】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１６７】（実施例４１）平均分子量８０００、分散
度１．９のポリメチルメタクリル酸を第１のポリマー成
分として用意した。また、平均分子量８０００、分散度
１．７のポリメタクリル酸の水酸基のうち、７０％をト
リメチルシリルエーテルでエステル化して第２のポリマ
ー成分を得た。第１のポリマー成分６０重量％と、第２
のポリマー成分４０重量％とを配合して用いる以外は、
前述の実施例６の場合と同様の成分を等量配合してレジ
スト溶液を調製した。

【０１６８】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、前述の実施例５と同様の条件でレジスト膜を形
成し、さらに、同様の条件で露光およびエッチングを行
なった。その結果、断面矩形の良好な形状を有する、線
幅０．３μｍのラインアンドスペースパターンを形成す
ることができた。

【０１６９】（実施例４２）まず、平均分子量８００
０、分散度１．７のポリヒドロキシスチレンをポリマー
成分として用意し、このポリマー成分に対して４０重量
％の割合で、不揮発性化合物としてのトリメチル（４，
４，４−トリメチルブトキシ）シランを添加した。得ら
れた混合物に酸発生剤としての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ン酸を、固形分に対して
３重量％の割合で加えた後、これを溶剤としてのエチル
ラクテートに溶解した。この際、混合物の濃度は、エチ
ルラクテートに対して２０重量％とした。さらに、得ら
れたエチルラクテート溶液に、感光剤の１０ｍｏｌ％の
割合でトリエチルアミンを添加してレジスト溶液を調製
した。

【０１７０】こうして得られたレジスト溶液を、polyＳ
ｉ膜（膜厚２００ｎｍ）が形成されたシリコン基板上に
塗布し、１００℃で９０秒間加熱して、膜厚０．３μｍ
のレジスト膜を形成した。

【０１７１】その後、前述の実施例５と同様の条件で露
光、エッチングを行なったところ、断面矩形の良好な形
状を有する、線幅０．３μｍのラインアンドスペースパ
ターンを形成することができた。

【０１７２】（比較例）上層レジスト膜を形成するため
のレジスト組成物を変更する以外は、前述の実施例１６
の場合と同様にしてレジストパターンを形成した。

【０１７３】すなわち、まず図３（ａ）に示すように、
シリコン基板２１上にシリコン酸化膜２２を２００ｎｍ
の膜厚で形成した。このシリコン酸化膜２２上に、ｉ線
ポジレジストＩＸ−５００（日本合成ゴム（株）製）を
スピン塗布し、ホットプレート上で１００℃で１２０秒
間加熱処理を行ない、次いで３００℃で３００秒間加熱
処理を施して、膜厚０．３μｍの下層レジスト膜２３を
形成した。こうして得られた下層レジスト膜２３」の２
４８ｎｍにおける光学定数は、ｎ＝１．６２、ｋ＝０．
４２であった。

【０１７４】一方、上層レジスト膜を形成するための組
成物は、以下のようにして調製した。まず、分子量８０
００のポリビニルフェノールに、５０％の保護率でトリ
メチルシリル基を導入した樹脂をポリマー成分として用
意した。このポリマー成分に対し、１，１−ビス（４−
クロロフェニル）−２，２，２−トリクロロエタンを５
重量％添加し、溶媒としてのメチルメトキシプロピオネ
ートに溶解してレジスト溶液を得た。

【０１７５】こうして得られたレジスト溶液を、前述の
下層レジスト膜２３上にスピン塗布し、１００℃で９０
秒間加熱して、膜厚０．３μｍの上層レジスト膜２４を
形成した。

【０１７６】その後、図３（ｂ）に示すように、この上
層レジスト膜２４に対してＫｒＦエキシマレーザーステ
ッパーＮＳＲ２００５ＥＸ８Ａ（（株）ニコン製）を用
い、ＮＡ＝０．５、σ＝０．５、縮尺率１／５の条件で
所定のパターンを有するクロムマスク２５を介して露光
を行なった。なお、露光エネルギーは２４０ｍＪ／ｃｍ
² であった。

【０１７７】露光後の上層レジスト膜２４は、図３
（Ｃ）に示すように、ホットプレート２６上で１００℃
で１２０秒間加熱処理を行なった。加熱処理後のレジス
ト膜に対し、ドライエッチング装置ＴＥ−７５００
（（株）東京エレクトロン）を用いて、ＳＦ₆ を１２０
ｓｃｃｍ、酸素を２０ｓｃｃｍ、パワー１５０Ｗ、圧力
７０ｍＴｏｒｒの条件で６００秒間エッチングを行なっ
た。

【０１７８】その結果、上層レジスト膜をマスクとし
て、下層レジスト膜に０．３μｍのラインアンドスペー
スパターンを転写することができた。しかしながら、感
度は非常に低かった。

【０１７９】

【発明の効果】以上詳述したように、発明によれば、２
層レジストプロセスにおいて、上層レジスト膜と下層レ
ジスト膜とを連続的に加工可能であって、かつ、高い解
像度、感度をもってレジストパターンを形成し得るレジ
ストパターン形成方法が提供される。また、本発明によ
れば、２層レジストプロセスの上層レジスト膜として好
適に使用でき、下層レジスト膜とともに連続的に加工可
能であるとともに、高い寸法精度でレジストパターンが
得られるレジスト組成物が提供される。

【０１８０】本発明は、半導体装置の製造工程における
微細加工に有効であり、その工業的価値は絶大である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の方法によるレジスト膜の露光部におけ
るシリコン成分の含有量の変化を示すグラフ図。

【図２】本発明のレジストパターン形成方法の工程の一
例を示す工程図。

【図３】本発明のレジストパターン形成方法の工程の他
の例を示す断面図。

【図４】従来のレジストパターン形成方法を示す断面
図。

【符号の説明】

１１，２１…シリコン基板 １２…polyＳｉ膜 １３…レジスト膜 １４，２５…クロムマスク １５，２６…ホットプレート １６，２７…揮発性化合物 ２２…シリコン酸化膜 ２３…下層レジスト膜 ２４…上層シリコン膜 ３１…シリコン基板 ３２…被処理膜 ３３…レジスト膜 ３３ａ…未露光部 ３３ｂ…露光部 ３３ｃ…シリル化層 ３４…クロムマスク ３５…シリル化剤

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被処理基板上に、酸素を含むプラズマに
   よるドライエッチング可能な下層レジスト膜を形成する
   工程、 前記下層レジスト膜の上に、酸素を含むプラズマによる
   ドライエッチングに対して耐性を有する不揮発性化合物
   と、酸素を含むプラズマによるドライエッチング可能な
   有機高分子化合物とを含むレジスト組成物膜を、上層レ
   ジスト膜として形成する工程、 前記上層レジスト膜の所定の領域にパターン露光を施し
   て露光部のレジスト膜に含有される不揮発性化合物を選
   択的に分解して揮発性とし、これを除去する工程、 前記露光後の上層レジスト膜に対し、酸素を含むプラズ
   マによるドライエッチングを行なって、この上層レジス
   ト膜の露光部を選択的に除去してレジストパターンを得
   る工程、および前記上層レジスト膜のエッチングと実質
   的に連続して、同ドライエッチングを行なって下層レジ
   スト膜の露出部を選択的に除去してパターン化された下
   層レジスト膜を得る工程を具備するレジストパターン形
   成方法。
2. 【請求項２】 前記酸素を含むプラズマによるドライエ
   ッチングに対して耐性を有する不揮発性化合物は、シロ
   キシ基およびシリル基含有アルコキシ基の少なくとも一
   方を含有する請求項１に記載のレジストパターン形成方
   法。
3. 【請求項３】 前記レジスト組成物は酸発生剤を含有
   し、前記上層レジスト膜の露光部における不揮発性化合
   物の分解反応は酸触媒反応である請求項１または２に記
   載のレジストパターン形成方法。
4. 【請求項４】 前記上層レジスト膜にパターン露光を施
   した後、被処理基板を室温以上で熱処理する工程を具備
   する請求項１ないし３のいずれか１項に記載のレジスト
   パターン形成方法。
5. 【請求項５】 酸素を含むプラズマによるドライエッチ
   ングに対して耐性を有し、かつ露光により分解して揮発
   性となる不揮発性化合物と、酸素を含むプラズマによる
   ドライエッチング可能な有機高分子化合物とを含有する
   レジスト組成物。
6. 【請求項６】 前記酸素を含むプラズマによるドライエ
   ッチングに対して耐性を有し、かつ露光により分解して
   揮発性となる不揮発性化合物は、シロキシ基およびシリ
   ル基含有アルコキシ基の少なくとも一方を含有する請求
   項５に記載のレジスト組成物。
7. 【請求項７】 酸発生剤を含有する請求項５または６に
   記載のレジスト組成物。
8. 【請求項８】 前記酸素を含むプラズマによるドライエ
   ッチングに対して耐性を有し、かつ露光により分解して
   揮発性となる不揮発性化合物は、露光により分解して下
   記一般式（１）で表わされるシラノールおよび下記一般
   式（２）で表わされるジシロキサンの少なくとも一方を
   生成するシリコン化合物である請求項５ないし７のいず
   れか１項に記載のレジスト組成物。 【化１】 （前記一般式中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²およびＲ¹³は、同一でも異
   なっていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、炭素数
   １〜５の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、またはハロ
   ゲン原子である。）
9. 【請求項９】 前記酸素を含むプラズマによるドライエ
   ッチングに対して耐性を有し、かつ露光により分解して
   揮発性となる不揮発性化合物は、露光により分解して下
   記一般式（３）で表わされるシリル基含有アルコールお
   よび下記一般式（４）で表わされるシリル基含有アルコ
   ールの少なくとも一方を生成するシリコン化合物である
   請求項５ないし７のいずれか１項に記載のレジスト組成
   物。 【化２】 （前記一般式中、Ｒ²¹、Ｒ²²およびＲ²³は同一でも異な
   っていてもよく、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１
   〜５の脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、またはハロゲ
   ン原子である。）