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JP2006060006A - Semiconductor device, method for manufacturing the same, and method for forming resist pattern - Google Patents

Semiconductor device, method for manufacturing the same, and method for forming resist pattern Download PDF

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JP2006060006A
JP2006060006A JP2004240107A JP2004240107A JP2006060006A JP 2006060006 A JP2006060006 A JP 2006060006A JP 2004240107 A JP2004240107 A JP 2004240107A JP 2004240107 A JP2004240107 A JP 2004240107A JP 2006060006 A JP2006060006 A JP 2006060006A
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Japan
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resist pattern
resist
pattern
film
semiconductor device
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Application number
JP2004240107A
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Japanese (ja)
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Takahisa Namiki
崇久 並木
Koji Nozaki
耕司 野崎
Yoshikazu Ozawa
美和 小澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

【課題】 パターニング時に露光光としてArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの厚肉化量を温度、雰囲気等の条件が変化しても一定にコントロールすることができ、露光装置の光源における露光限界を超えて微細な配線パターン等を有する高性能な半導体装置の効率的な製法方法の提供。
【解決手段】 加工表面上にレジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することにより該レジストパターンを厚肉化して厚肉化レジストパターンを形成する厚肉化レジストパターン形成工程と、該厚肉化レジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工表面にパターニングを行うパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To use ArF (Argon Fluoride) excimer laser light as exposure light at the time of patterning, and to control the amount of thickening of a resist pattern uniformly even if conditions such as temperature and atmosphere change. An efficient manufacturing method of a high-performance semiconductor device having a fine wiring pattern exceeding the exposure limit of the light source of the exposure apparatus.
After forming a resist pattern on a processed surface, vacuum resist baking is performed on the resist pattern in a vacuum, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern. A thickened resist pattern forming step of forming the thickened resist pattern by thickening the resist pattern, and a patterning step of patterning the processed surface by etching using the thickened resist pattern as a mask. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、半導体装置を製造する際に形成するレジストパターンを厚肉化させて、既存の露光装置の光源における露光限界を超えて微細なパターンを形成可能な、レジストパターンの形成方法、並びに、半導体装置及びその製造方法に関する。   The present invention is a resist pattern forming method capable of forming a fine pattern exceeding the exposure limit in a light source of an existing exposure apparatus by thickening a resist pattern formed when manufacturing a semiconductor device, and The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof.

現在では、半導体集積回路の高集積化が進み、LSIやVLSIが実用化されており、それに伴って配線パターンは、0.2μm以下のサイズに、最小のものでは0.1μm以下のサイズにまで微細化されてきている。配線パターンを微細に形成するには、被処理基板上をレジスト膜で被覆し、該レジスト膜に対して選択露光を行った後に現像することによりレジストパターンを形成し、該レジストパターンをマスクとして前記被処理基板に対してドライエッチングを行い、その後に該レジストパターンを除去することにより所望のパターン(例えば配線パターンなど)を得るリソグラフィ技術が非常に重要である。このリソグラフィ技術においては、露光光(露光に用いる光)の短波長化と、その光の特性に応じた高解像度を有するレジスト材料の開発との両方が必要とされる。
しかしながら、前記露光光の短波長化のためには、露光装置の改良が必要となり、莫大なコストを要する。一方、短波長の露光光に対応するレジスト材料の開発も容易ではない。
At present, high integration of semiconductor integrated circuits has progressed, and LSI and VLSI have been put to practical use, and accordingly, the wiring pattern has a size of 0.2 μm or less, and the smallest one has a size of 0.1 μm or less. It has been miniaturized. In order to form a fine wiring pattern, the substrate to be processed is covered with a resist film, and after the resist film is selectively exposed, the resist pattern is formed by development, and the resist pattern is used as a mask. A lithography technique that obtains a desired pattern (for example, a wiring pattern) by performing dry etching on a substrate to be processed and then removing the resist pattern is very important. In this lithography technique, it is necessary to both shorten the wavelength of exposure light (light used for exposure) and develop a resist material having high resolution in accordance with the characteristics of the light.
However, in order to shorten the wavelength of the exposure light, it is necessary to improve the exposure apparatus, which requires enormous costs. On the other hand, it is not easy to develop a resist material corresponding to exposure light having a short wavelength.

このため、既存のレジスト材料を用いて形成したレジストパターンを厚肉化し、微細なレジスト抜けパターンを得ることを可能にするレジストパターン厚肉化材料(「レジスト膨潤剤」と称することがある)を用いて、より微細なパターンを形成する技術が提案されている。例えば、深紫外線であるKrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー光(波長248nm)を使用してKrF(フッ化クリプトン)レジスト膜を露光することによりKrFレジストパターンを形成した後、水溶性樹脂組成物を用いて該KrFレジストパターンを覆うように塗膜を設け、前記塗膜と前記KrFレジストパターンとをその接触界面において相互作用させることにより、前記KrFレジストパターンを厚肉化(以下「膨潤」と称することがある)させることにより該KrFレジストパターン間の距離を短くし、微細なレジスト抜けパターンを形成し、その後に所望のパターン(例えば配線パターンなど)を形成する技術が提案されている(特許文献1参照)。   For this reason, a resist pattern thickening material (sometimes referred to as “resist swelling agent”) that makes it possible to thicken a resist pattern formed using an existing resist material and obtain a fine resist omission pattern. A technique for forming a finer pattern by using it has been proposed. For example, after forming a KrF resist pattern by exposing a KrF (krypton fluoride) resist film using KrF (krypton fluoride) excimer laser light (wavelength 248 nm) which is deep ultraviolet rays, a water-soluble resin composition is formed. A coating film is provided so as to cover the KrF resist pattern, and the coating film and the KrF resist pattern are allowed to interact at the contact interface, thereby increasing the thickness of the KrF resist pattern (hereinafter referred to as “swelling”). In some cases, the distance between the KrF resist patterns is shortened to form a fine resist removal pattern, and then a desired pattern (for example, a wiring pattern) is formed (Patent Literature). 1).

微細な配線パターン等を形成する観点からは、露光光として、KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザー光(波長248nm)よりも短波長の光、例えば、ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光(波長193nm)などを利用することが望まれる。一方、該ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光(波長193nm)よりも更に短波長のX線、電子線などを利用したパターン形成の場合には、高コストで低生産性となるため、前記ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光(波長193nm)を利用することが望まれる。   From the viewpoint of forming a fine wiring pattern or the like, as exposure light, light having a shorter wavelength than KrF (krypton fluoride) excimer laser light (wavelength 248 nm), for example, ArF (argon fluoride) excimer laser light (wavelength 193 nm). ) Etc. are desired. On the other hand, in the case of pattern formation using an X-ray, electron beam or the like having a wavelength shorter than that of the ArF (argon fluoride) excimer laser light (wavelength 193 nm), the ArF It is desired to use (argon fluoride) excimer laser light (wavelength 193 nm).

そして、前記ArFレジスト等によるレジストパターンにて形成される微細なレジスト抜けパターンの場合、前記レジストパターンに対して数十nmオーダーで厚肉化(膨潤)させることができれば十分であり、必要以上に厚肉化させてしまうのは却って好ましくないこともあり、場合によっては、前記レジストパターンのエッジラフネスを改良することができれば十分なこともある。ところが、従来の技術の場合、前記レジストパターンの厚肉化(膨潤)量のコントロールが難しく、微妙なコントロールの下での微細なパターニングが困難であるという問題がある。
露光パターンの形状によっても、例えば、長方形の孤立パターンでは、パターンの長辺方向の厚肉化(膨潤)量が、短辺方向の厚肉化(膨潤)量よりも大きくなったり、ホールパターンにおいてもパターンの密集度によってパターンの厚肉化(膨潤)量が大きく異なったり、またウェハ上のパターン位置によってもパターンの厚肉化(膨潤)量が変わるなど、極めて安定性を欠いており、その原因も不明であった。
In the case of a fine resist removal pattern formed by a resist pattern such as the ArF resist, it is sufficient if the resist pattern can be thickened (swelled) on the order of several tens of nanometers. Increasing the thickness may be undesirable, and in some cases, it may be sufficient if the edge roughness of the resist pattern can be improved. However, in the case of the conventional technique, there is a problem that it is difficult to control the amount of thickening (swelling) of the resist pattern, and it is difficult to perform fine patterning under delicate control.
Depending on the shape of the exposure pattern, for example, in a rectangular isolated pattern, the amount of thickening (swelling) in the long side direction of the pattern may be larger than the amount of thickening (swelling) in the short side direction, However, the amount of pattern thickening (swelling) varies greatly depending on the pattern density, and the pattern thickening (swelling) varies depending on the pattern position on the wafer. The cause was unknown.

特開平10−73927号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-73927

本発明は、従来における問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、
本発明は、パターニング時に露光光としてArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの厚肉化量を温度、雰囲気等の条件が変化しても一定に、かつ精度よくコントロールすることができ、露光装置の光源における露光限界を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率良く形成可能なレジストパターンの形成方法、並びに、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置、及び該半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
An object of the present invention is to solve the conventional problems and achieve the following objects. That is,
In the present invention, ArF (Argon Fluoride) excimer laser light can also be used as exposure light during patterning, and the thickness of the resist pattern can be kept constant and accurate even when conditions such as temperature and atmosphere change. A resist pattern forming method that can be controlled and can easily and efficiently form a fine resist omission pattern at a low cost exceeding the exposure limit of the light source of the exposure apparatus, and a fine pattern formed using the resist omission pattern An object of the present invention is to provide a high-performance semiconductor device having an appropriate wiring pattern and a method for manufacturing a semiconductor device capable of efficiently mass-producing the semiconductor device.

従来における前記問題を解決するために本発明者等が鋭意検討した結果、本発明者等は、以下の知見を得た。即ち、レジストパターンにレジストパターン厚肉化材料(膨潤材料)を塗布することにより、該レジストパターンを厚肉化させるプロセスにおいては、該レジストパターン中の残留酸によって厚肉化される酸依存反応と、該レジストパターンが前記残留酸を利用せず、該残留酸の存在とは無関係に厚肉化される酸不要反応とがあり、前記酸依存反応の場合は反応が前記残留酸に依存するので、温度や雰囲気(アルカリコンタミなど)等その他の条件によって大きく変化してしまい、コントロールし難いのに対し、前記酸不要反応の場合は反応が前記残留酸に依存しないため、温度や雰囲気(アルカリコンタミなど)等その他の条件によって大きく変化することがなく、コントロールし易く、しかも前記レジストパターンの厚肉化(膨潤)量が5〜30nm程度と小さく、微細なパターニングに好適であるという知見である。したがって、不安定要素としての前記酸依存反応を排除し、前記酸不要反応を利用することにより、微細なパターニングが可能になる。   As a result of intensive studies by the present inventors in order to solve the above-described problems, the present inventors have obtained the following knowledge. That is, in the process of thickening the resist pattern by applying a resist pattern thickening material (swelling material) to the resist pattern, an acid-dependent reaction that is thickened by residual acid in the resist pattern and The resist pattern does not use the residual acid, and there is an acid-free reaction that is thickened regardless of the presence of the residual acid. In the case of the acid-dependent reaction, the reaction depends on the residual acid. However, in the case of the acid-free reaction, since the reaction does not depend on the residual acid, the temperature and atmosphere (alkaline contamination) are greatly affected by other conditions such as temperature and atmosphere (alkali contamination, etc.). Etc.) and other conditions, it is easy to control, and the resist pattern is thickened (swelled). As small as about to 30 nm, a finding that is suitable for fine patterning. Therefore, fine patterning becomes possible by eliminating the acid-dependent reaction as an unstable element and utilizing the acid-free reaction.

本発明は、前記知見に基づくものであり、前記課題を解決するための手段は、後述する付記に列挙した通りである。
本発明のレジストパターンの製造方法は、レジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することを特徴とする。
該レジストパターンの製造方法においては、レジストパターンが形成された後、前記真空ベーク処理により該レジストパターンが真空でベークされる。その結果、該レジストパターン中の残留酸(特に該レジストパターン表面近傍の残留酸)が揮発し、該レジストパターン(特に該レジストパターンの表面近傍)から除去される。その後、前記レジストパターン上に前記レジストパターン厚肉化材料が塗布されると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターンの材料と相互作用(ミキシング)する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとによる表層(ミキシング層)が形成される。このとき、前記レジストパターン中からは前記酸が除去されており、該レジストパターン厚肉化材料は前記レジストパターンに対し不安定な前記酸依存反応が排除され、前記酸不要反応により反応するため、前記レジストパターンは、温度や雰囲気(アルカリコンタミなど)等その他の条件によってその厚肉化(膨潤)量が大きく変化することがなく、安定に厚肉化(膨潤)される。その結果、この厚肉化された厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界を超えてより微細な構造を有する。該レジスト抜けパターンは、半導体装置の製造等に好適に使用される。
The present invention is based on the above knowledge, and means for solving the above problems are as listed in the appendix to be described later.
In the method for producing a resist pattern of the present invention, a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern after the resist pattern is formed and vacuum baking is performed to bake the resist pattern in a vacuum. It is characterized by applying.
In the method for producing the resist pattern, after the resist pattern is formed, the resist pattern is baked in vacuum by the vacuum baking process. As a result, the residual acid in the resist pattern (particularly the residual acid near the surface of the resist pattern) is volatilized and removed from the resist pattern (particularly near the surface of the resist pattern). Thereafter, when the resist pattern thickening material is applied onto the resist pattern, the resist pattern thickening material in the vicinity of the interface with the resist pattern soaks into the resist pattern. Interacts with the material. Therefore, a surface layer (mixing layer) made of the resist pattern thickening material and the resist pattern is formed on the surface of the resist pattern as an inner layer. At this time, the acid has been removed from the resist pattern, and the resist pattern thickening material eliminates the unstable acid-dependent reaction with respect to the resist pattern, and reacts by the acid unnecessary reaction, The resist pattern is stably thickened (swelled) without greatly changing the amount of thickening (swelled) due to other conditions such as temperature and atmosphere (such as alkali contamination). As a result, the resist removal pattern formed by the thickened resist pattern has a finer structure that exceeds the exposure limit. The resist omission pattern is suitably used for manufacturing a semiconductor device.

本発明の半導体装置の製造方法は、被加工表面上にレジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することにより該レジストパターンを厚肉化して厚肉化レジストパターンを形成する厚肉化レジストパターン形成工程と、該厚肉化レジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工表面にパターニングを行うパターニング工程とを含むことを特徴とする。
該半導体装置の製造方法では、まず、前記厚肉化レジストパターン形成工程において、配線パターン等のパターンを形成する対象である前記被加工表面上にレジストパターンを形成した後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理が行われる。その結果、該レジストパターン中の残留酸(特に該レジストパターン表面近傍の残留酸)が揮発し、該レジストパターン(特に該レジストパターンの表面近傍)から除去される。次に、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料が前記レジストパターンの表面に塗布される。すると、該レジストパターン厚肉化材料のうち、該レジストパターンとの界面付近にあるものが該レジストパターンに染み込んで該レジストパターンの材料と相互作用(ミキシング)する。このため、該レジストパターンを内層としてその表面上に、該レジストパターン厚肉化材料と該レジストパターンとが相互作用してなる表層(ミキシング層)が形成される。このとき、前記レジストパターン中からは前記残留酸が除去されており、該レジストパターン厚肉化材料は前記レジストパターンに対し不安定な前記酸依存反応が排除され、前記酸不要反応により反応するため、前記レジストパターンは、温度や雰囲気(アルカリコンタミなど)等その他の条件によってその厚肉化(膨潤)量が大きく変化することがなく、安定に厚肉化(膨潤)される。その結果、この厚肉化された厚肉化レジストパターンは、前記レジストパターン厚肉化材料により均一に厚肉化されている。このため、該厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンは、露光限界を超えてより微細な構造を有する。
次に、前記パターニング工程においては、前記厚肉化レジストパターン形成工程において形成した厚肉化レジストパターンを用いてエッチングを行うことにより、前記被加工表面が微細かつ高精細にしかも寸法精度良くパターニングされ、極めて微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有する高品質・高性能な半導体装置が効率良く製造される。
In the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, after forming a resist pattern on a surface to be processed, vacuum resist baking is performed on the resist pattern in a vacuum, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is added. A thickened resist pattern forming step for forming the thickened resist pattern by thickening the resist pattern by applying to the surface of the resist pattern, and etching on the processed surface by using the thickened resist pattern as a mask And a patterning process for performing patterning.
In the manufacturing method of the semiconductor device, first, in the thickening resist pattern forming step, after forming a resist pattern on the surface to be processed which is a target for forming a pattern such as a wiring pattern, the resist pattern is vacuumed. A baking process for baking is performed. As a result, the residual acid in the resist pattern (particularly the residual acid near the surface of the resist pattern) is volatilized and removed from the resist pattern (particularly near the surface of the resist pattern). Next, a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern. Then, among the resist pattern thickening material, the material near the interface with the resist pattern soaks into the resist pattern and interacts (mixes) with the resist pattern material. Therefore, a surface layer (mixing layer) is formed on the surface of the resist pattern as an inner layer, and the resist pattern thickening material and the resist pattern interact with each other. At this time, the residual acid is removed from the resist pattern, and the resist pattern thickening material eliminates the unstable acid-dependent reaction with respect to the resist pattern, and reacts by the acid unnecessary reaction. The resist pattern is stably thickened (swelled) without greatly changing the amount of thickening (swelled) depending on other conditions such as temperature and atmosphere (alkali contamination, etc.). As a result, the thickened thickened resist pattern is uniformly thickened by the resist pattern thickening material. For this reason, the resist omission pattern formed by the thickened resist pattern has a finer structure beyond the exposure limit.
Next, in the patterning step, etching is performed using the thickened resist pattern formed in the thickened resist pattern forming step, so that the surface to be processed is patterned with high precision and dimensional accuracy. Therefore, a high-quality and high-performance semiconductor device having a pattern such as an extremely fine and high-definition and excellent dimensional accuracy such as a wiring pattern is efficiently manufactured.

本発明の半導体装置は、本発明の前記半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする。このため、該半導体装置は、微細かつ高精細で、しかも寸法精度に優れた配線パターン等のパターンを有し、高品質・高性能である。   The semiconductor device of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. For this reason, the semiconductor device has a fine and high-definition pattern having a high dimensional accuracy, such as a wiring pattern, and has high quality and high performance.

本発明によると、従来における問題を解決することができ、前記目的を達成することができる。
また、本発明によると、パターニング時に露光光としてArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光をも利用可能であり、レジストパターンの厚肉化量を温度、雰囲気等の条件が変化しても一定に、かつ精度よくコントロールすることができ、露光装置の光源における露光限界を超えて微細なレジスト抜けパターンを低コストで簡便に効率良く形成可能なレジストパターンの形成方法、並びに、該レジスト抜けパターンを用いて形成した微細な配線パターンを有する高性能な半導体装置、及び該半導体装置を効率的に量産可能な半導体装置の製造方法を提供することができる。
According to the present invention, conventional problems can be solved, and the above object can be achieved.
In addition, according to the present invention, ArF (argon fluoride) excimer laser light can also be used as exposure light during patterning, and the thickness of the resist pattern can be kept constant even when conditions such as temperature and atmosphere change. And a resist pattern forming method capable of easily and efficiently forming a fine resist omission pattern at a low cost exceeding the exposure limit in the light source of the exposure apparatus, and the resist omission pattern. A high-performance semiconductor device having a formed fine wiring pattern and a method for manufacturing a semiconductor device capable of efficiently mass-producing the semiconductor device can be provided.

(半導体装置及びその製造方法、並びに、レジストパターンの形成方法)
本発明の半導体装置の製造方法は、厚肉化レジストパターン形成工程と、パターニング工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
本発明の半導体装置は、本発明の前記半導体装置の製造方法により製造される。本発明の半導体装置は、本発明の前記半導体装置の製造方法の説明を通じてその詳細を明らかにする。
また、本発明のレジストパターンの製造方法は、レジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することを含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の処理を含む。本発明のレジストパターンの形成方法は、本発明の前記半導体装置の製造方法における前記厚肉化レジストパターン形成工程と同様であるので、該厚肉化レジストパターン形成工程の説明を通じてその詳細を明らかにする。
(Semiconductor device and manufacturing method thereof, and resist pattern forming method)
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a thickened resist pattern forming step and a patterning step, and further includes other steps appropriately selected as necessary.
The semiconductor device of the present invention is manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. The details of the semiconductor device of the present invention will be clarified through the description of the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention.
In addition, the method for producing a resist pattern of the present invention comprises forming a resist pattern, performing a vacuum baking process for baking the resist pattern in a vacuum, and then adding a resist pattern thickening material containing at least a resin to the resist pattern. It includes application to the surface, and further includes other treatments appropriately selected as necessary. Since the resist pattern forming method of the present invention is the same as the thickened resist pattern forming step in the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the details will be clarified through the description of the thickened resist pattern forming step. To do.

−厚肉化レジストパターン形成工程−
前記厚肉化レジストパターン形成工程は、被加工表面上にレジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することにより該レジストパターンを厚肉化して厚肉化レジストパターンを形成する工程である。
なお、上述した通り、該厚肉化レジストパターン形成工程は、本発明のレジストパターン形成方法に該当する。
-Thickening resist pattern formation process-
In the thickening resist pattern forming step, after forming a resist pattern on the surface to be processed, vacuum resist baking is performed on the resist pattern in a vacuum, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is used. It is a step of forming a thickened resist pattern by thickening the resist pattern by applying to the surface of the resist pattern.
As described above, the thickened resist pattern forming step corresponds to the resist pattern forming method of the present invention.

−−レジストパターンの形成−−
前記レジストパターン(レジストパターン厚肉化材料が塗布されるレジストパターン)の材料としては、特に制限はなく、公知のレジスト材料の中から目的に応じて適宜選択することができ、ネガ型、ポジ型のいずれであってもよく、例えば、g線、i線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、電子線等でパターニング可能なg線レジスト、i線レジスト、KrFレジスト、ArFレジスト、F2レジスト、電子線レジスト等が好適に挙げられる。これらは、化学増幅型であってもよいし、非化学増幅型であってもよい。これらの中でも、KrFレジスト、ArFレジスト、アクリル系樹脂を含んでなるレジスト、などが好ましく、より微細なパターニング、スループットの向上等の観点からは、解像限界の延伸が急務とされているArFレジスト、及びアクリル系樹脂を含んでなるレジストの少なくともいずれかがより好ましい。
--- Formation of resist pattern-
The material of the resist pattern (resist pattern to which a resist pattern thickening material is applied) is not particularly limited and can be appropriately selected from known resist materials according to the purpose. For example, g-line resist, i-line resist, KrF resist, ArF resist, F2 that can be patterned with g-line, i-line, KrF excimer laser, ArF excimer laser, F2 excimer laser, electron beam, etc. A resist, an electron beam resist, etc. are mentioned suitably. These may be chemically amplified or non-chemically amplified. Among these, a KrF resist, an ArF resist, a resist containing an acrylic resin, and the like are preferable. From the viewpoint of finer patterning, an improvement in throughput, and the like, an ArF resist whose extension of the resolution limit is urgently required. And at least one of resists comprising an acrylic resin is more preferable.

前記レジストパターンの材料の具体例としては、ノボラック系レジスト、PHS系レジスト、アクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系(COMA系)レジスト、シクロオレフィン系レジスト、ハイブリッド系(脂環族アクリル系−COMA系共重合体)レジストなどが挙げられる。これらは、フッ素修飾等されていてもよい。   Specific examples of the resist pattern material include novolak resist, PHS resist, acrylic resist, cycloolefin-maleic anhydride (COMA) resist, cycloolefin resist, and hybrid (alicyclic acrylic). -COMA copolymer) resist and the like. These may be modified with fluorine.

前記レジストパターンは、被加工表面(基材)上に形成することができ、該被加工表面(基材)としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、半導体装置の基板などが挙げられ、具体的には、シリコンウエハ等の基板、層間絶縁膜、配線材料膜、各種酸化膜等が特に好適に挙げられる。   The resist pattern can be formed on the surface to be processed (base material), and the surface to be processed (base material) is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. Specifically, a substrate such as a silicon wafer, an interlayer insulating film, a wiring material film, various oxide films, and the like are particularly preferable.

前記レジストパターンの形成方法としては、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、上述した公知のレジスト材料を塗布して塗布膜を形成した後、該レジスト膜に露光を行うことにより、所望の形状のレジストパターンを形成する方法、などが挙げられる。なお、前記露光の後、ベーク処理を行ってもよい。   The method for forming the resist pattern is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, after applying the above-described known resist material to form a coating film, the resist film is exposed to light. A method of forming a resist pattern having a desired shape by performing the method may be used. In addition, you may perform a baking process after the said exposure.

前記露光に用いる光としては、前記レジスト材料の種類に応じて選択すればよく、例えば、g線、i線、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、電子線、などが挙げられる。
前記レジストパターンの大きさ、厚み等については、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、特に厚みについては、前記被加工表面、エッチング条件等により適宜決定することができるが、一般に0.2〜200μm程度である。
The light used for the exposure may be selected according to the type of the resist material, and examples thereof include g-line, i-line, KrF excimer laser, ArF excimer laser, F2 excimer laser, and electron beam.
The size, thickness and the like of the resist pattern are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose.In particular, the thickness can be appropriately determined according to the surface to be processed, etching conditions, and the like. Generally, it is about 0.2 to 200 μm.

−−真空ベーク処理−−
前記真空ベーク処理の温度としては、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、60〜150℃が好ましく、80〜130℃がより好ましい。
前記温度が、60℃未満であると、前記レジストパターン中の残留酸の揮発効果が小さく、該残留酸を十分に除去することができないことがあり、150℃を超えると、熱フローにより、前記レジストパターンの形状が変化してしまうことがある。
--Vacuum baking process--
There is no restriction | limiting in particular as temperature of the said vacuum baking process, According to the objective, it can select suitably, For example, 60-150 degreeC is preferable and 80-130 degreeC is more preferable.
When the temperature is lower than 60 ° C., the residual acid in the resist pattern has a small volatility effect, and the residual acid may not be sufficiently removed. The shape of the resist pattern may change.

前記真空ベーク処理の真空度としては、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、50torr以下が好ましく、10torr以下がより好ましい。
前記真空度が、50torrを超えると、前記レジストパターン中の残留酸の揮発効果が小さく、該残留酸を十分に除去することができないことがある。
There is no restriction | limiting in particular as a vacuum degree of the said vacuum baking process, According to the objective, it can select suitably, For example, 50 torr or less is preferable and 10 torr or less is more preferable.
When the degree of vacuum exceeds 50 torr, the residual acid in the resist pattern has a small volatility effect and the residual acid may not be sufficiently removed.

前記真空ベーク処理の時間としては、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、10〜300秒が好ましく、30〜120秒がより好ましい。
前記時間が、10秒未満であると、前記レジストパターン中の残留酸の揮発効果が小さく、該残留酸を十分に除去することができないことがあり、300秒を超えても、それに見合う効果が得られず、プロセス時間の短縮ができないことがある。
There is no restriction | limiting in particular as time of the said vacuum baking process, According to the objective, it can select suitably, For example, 10-300 seconds are preferable and 30-120 seconds are more preferable.
When the time is less than 10 seconds, the residual acid volatilization effect in the resist pattern is small, and the residual acid may not be sufficiently removed. In some cases, the process time cannot be shortened.

なお、前記真空ベーク処理は、適宜選択した公知の装置を用いて行うことができ、例えば、真空加熱装置を用いて行うことができる。   In addition, the said vacuum baking process can be performed using the well-known apparatus selected suitably, for example, can be performed using a vacuum heating apparatus.

−−レジストパターン厚肉化材料−−
前記レジストパターン厚肉化材料は、樹脂を少なくとも含有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、架橋剤、界面活性剤、水溶性芳香族化合物、芳香族化合物を一部に有してなる樹脂、有機溶剤、相間移動触媒、水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコールとを含有してなり、その他の成分などを含有してなる。
--Resist pattern thickening material--
The resist pattern thickening material contains at least a resin, and further includes a crosslinking agent, a surfactant, a water-soluble aromatic compound, and an aromatic compound, which are appropriately selected as necessary. It contains a resin, an organic solvent, a phase transfer catalyst, a polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups, and other components.

前記レジストパターン厚肉化材料は、水溶性乃至アルカリ可溶性である。
前記水溶性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、25℃の水100gに対し、前記レジストパターン厚肉化材料が0.1g以上溶解する水溶性が好ましい。
前記アルカリ性としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、25℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液100gに対し、前記レジストパターン厚肉化材料が0.1g以上溶解する水溶性が好ましい。
前記レジストパターン厚肉化材料の態様としては、水溶液あるが、コロイド液、エマルジョン液などの態様であってもよいが、水溶液であるのが好ましい。
The resist pattern thickening material is water-soluble or alkali-soluble.
The water solubility is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the water solubility is such that 0.1 g or more of the resist pattern thickening material dissolves in 100 g of water at 25 ° C. preferable.
The alkalinity is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, the resist pattern is thick with respect to 100 g of a 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) aqueous solution at 25 ° C. Water solubility in which 0.1 g or more of the chemical material is dissolved is preferable.
An embodiment of the resist pattern thickening material is an aqueous solution, but it may be an embodiment such as a colloid liquid or an emulsion liquid, but is preferably an aqueous solution.

−−−樹脂−−−
前記樹脂としては、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、水溶性乃至アルカリ可溶性であるのが好ましく、架橋反応を生ずることが可能あるいは架橋反応を生じないが水溶性架橋剤と混合可能であるのがより好ましい。
前記樹脂としては、良好な水溶性乃至アルカリ可溶性を示す観点からは、極性基を2以上有するものが好ましい。
前記極性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基、アミノ基、スルホニル基、カルボニル基、カルボキシル基、これらの誘導基、などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で前記樹脂に含まれていてもよいし、2種以上の組合せで前記樹脂に含まれていてもよい。
---- Resin ---
The resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose, but is preferably water-soluble or alkali-soluble, and can cause a crosslinking reaction or does not cause a crosslinking reaction, but a water-soluble crosslinking agent. More preferably, it can be mixed with.
The resin preferably has two or more polar groups from the viewpoint of good water solubility or alkali solubility.
There is no restriction | limiting in particular as said polar group, According to the objective, it can select suitably, For example, a hydroxyl group, an amino group, a sulfonyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, these derivative groups etc. are mentioned suitably. These may be contained alone in the resin, or may be contained in the resin in a combination of two or more.

前記樹脂が水溶性樹脂である場合、該水溶性樹脂としては、25℃の水100gに対し0.1g以上溶解する水溶性を示すものが好ましい。
前記水溶性樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテート、ポリアクリル酸、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、スチレン−マレイン酸共重合体、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、オキサゾリン基含有水溶性樹脂、水溶性メラミン樹脂、水溶性尿素樹脂、アルキッド樹脂、スルホンアミド樹脂などが挙げられる。
In the case where the resin is a water-soluble resin, the water-soluble resin is preferably a water-soluble resin that dissolves 0.1 g or more in 100 g of water at 25 ° C.
Examples of the water-soluble resin include polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, polyacrylic acid, polyvinyl pyrrolidone, polyethyleneimine, polyethylene oxide, styrene-maleic acid copolymer, polyvinylamine, polyallylamine, and an oxazoline group-containing water-soluble resin. Examples thereof include resins, water-soluble melamine resins, water-soluble urea resins, alkyd resins, and sulfonamide resins.

前記樹脂がアルカリ可溶性樹脂である場合、該アルカリ可溶性樹脂としては、25℃の2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液100gに対し、0.1g以上溶解するアルカリ可溶性を示すものが好ましい。
前記アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、ビニルフェノール樹脂、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリp−ヒドロキシフェニルアクリラート、ポリp−ヒドロキシフェニルメタクリラート、これらの共重合体などが挙げられる。
When the resin is an alkali-soluble resin, the alkali-soluble resin has an alkali-solubility that dissolves 0.1 g or more with respect to 100 g of an aqueous 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide (TMAH) solution at 25 ° C. preferable.
Examples of the alkali-soluble resin include novolak resins, vinylphenol resins, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, poly p-hydroxyphenyl acrylate, poly p-hydroxyphenyl methacrylate, and copolymers thereof.

前記樹脂は、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、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルアセテートなどが好ましく、前記ポリビニルアセタールを5〜40質量%含有しているのがより好ましい。   The said resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, polyvinyl acetate, and the like are preferable, and the polyvinyl acetal is more preferably contained in an amount of 5 to 40% by mass.

また、本発明においては、前記樹脂が、環状構造を少なくとも一部に有していてもよく、このような樹脂を用いると、前記レジストパターン厚肉化材料に良好な耐エッチング性を付与することができる点で有利である。
本発明においては、該環状構造を少なくとも一部に有する樹脂を1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、また、これを前記樹脂と併用してもよい。
In the present invention, the resin may have a ring structure in at least a part thereof, and using such a resin imparts good etching resistance to the resist pattern thickening material. This is advantageous in that
In the present invention, the resin having at least a part of the cyclic structure may be used singly or in combination of two or more, or it may be used in combination with the resin.

前記環状構造を一部に有してなる樹脂としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、架橋反応を生ずることができるものが好ましく、ポリビニルアリールアセタール樹脂、ポリビニルアリールエーテル樹脂、ポリビニルアリールエステル樹脂、これらの誘導体などが好適に挙げられ、これらの中から選択される少なくとも1種であるのがより好ましく、適度な水溶性乃至アルカリ可溶性を示す点でアセチル基を有するものが特に好ましい。   The resin having the cyclic structure in part is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a resin capable of causing a crosslinking reaction is preferable, and a polyvinyl aryl acetal resin, Preferred examples include polyvinyl aryl ether resins, polyvinyl aryl ester resins, and derivatives thereof. At least one selected from these is preferable, and an acetyl group is preferable in that it exhibits moderate water solubility or alkali solubility. Particularly preferred are those having

前記ポリビニルアリールアセタール樹脂としては、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、β−レゾルシンアセタール、などが挙げられる。
前記ポリビニルアリールエーテル樹脂としては、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、4−ヒドロキシベンジルエーテル、などが挙げられる。
前記ポリビニルアリールエステル樹脂としては、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、安息香酸エステル、などが挙げられる。
The polyvinyl aryl acetal resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include β-resorcin acetal.
There is no restriction | limiting in particular as said polyvinyl aryl ether resin, According to the objective, it can select suitably, For example, 4-hydroxybenzyl ether etc. are mentioned.
There is no restriction | limiting in particular as said polyvinyl aryl ester resin, According to the objective, it can select suitably, For example, benzoic acid ester etc. are mentioned.

前記ポリビニルアリールアセタール樹脂の製造方法としては、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、公知のポリビニルアセタール反応を利用した製造方法などが好適に挙げられる。該製造方法は、例えば、酸触媒下、ポリビニルアルコールと、該ポリビニルアルコールと化学量論的に必要とされる量のアルデヒドとをアセタール化反応させる方法であり、具体的には、USP5,169,897、同5,262,270、特開平5−78414号公報等に開示された方法が好適に挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular as a manufacturing method of the said polyvinyl aryl acetal resin, According to the objective, it can select suitably, For example, the manufacturing method using a well-known polyvinyl acetal reaction etc. are mentioned suitably. The production method is, for example, a method in which an acetalization reaction is performed between polyvinyl alcohol and a stoichiometrically required amount of aldehyde under an acid catalyst. Specifically, USP 5,169, Preferable examples include the methods disclosed in U.S. Patent No. 897, No. 5,262,270, and Japanese Patent Laid-Open No. 5-78414.

前記ポリビニルアリールエーテル樹脂の製造方法としては、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、対応するビニルアリールエーテルモノマーとビニルアセテートとの共重合反応、塩基性触媒の存在下、ポリビニルアルコールとハロゲン化アルキル基を有する芳香族化合物とのエーテル化反応(Williamsonのエーテル合成反応)などが挙げられ、具体的には、特開2001−40086号公報、特開2001−181383号、特開平6−116194号公報等に開示された方法などが好適に挙げられる。   The method for producing the polyvinyl aryl ether resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a copolymerization reaction between the corresponding vinyl aryl ether monomer and vinyl acetate, in the presence of a basic catalyst. And etherification reaction between polyvinyl alcohol and an aromatic compound having a halogenated alkyl group (Williamson's ether synthesis reaction), and the like. Specific examples include JP-A-2001-40086, JP-A-2001-181383, The method etc. which were indicated by Unexamined-Japanese-Patent No. 6-116194 etc. are mentioned suitably.

前記ポリビニルアリールエステル樹脂の製造方法としては、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、対応するビニルアリールエステルモノマーとビニルアセテートとの共重合反応、塩基性触媒の存在下、ポリビニルアルコールと芳香族カルボン酸ハライド化合物とのエステル化反応などが挙げられる。   The method for producing the polyvinyl aryl ester resin is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, a copolymerization reaction between the corresponding vinyl aryl ester monomer and vinyl acetate, in the presence of a basic catalyst. And esterification reaction of polyvinyl alcohol and an aromatic carboxylic acid halide compound.

前記環状構造を一部に有してなる樹脂における環状構造としては、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、単環(ベンゼン等)、多環(ビスフェノール等)、縮合環(ナフタレン等)などのいずれであってもよく、具体的には、芳香族化合物、脂環族化合物、ヘテロ環化合物、などが好適に挙げられる。該環状構造を一部に有してなる樹脂は、これらの環状構造を1種単独で有していてもよいし、2種以上を有していてもよい。   The cyclic structure in the resin having the cyclic structure in part is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the purpose. For example, a single ring (such as benzene), a polycycle (such as bisphenol), Any of condensed rings (such as naphthalene) may be used, and specific examples include aromatic compounds, alicyclic compounds, and heterocyclic compounds. The resin having a part of the cyclic structure may have one of these cyclic structures alone or two or more.

前記芳香族化合物としては、例えば、多価フェノール化合物、ポリフェノール化合物、芳香族カルボン酸化合物、ナフタレン多価アルコール化合物、ベンゾフェノン化合物、フラボノイド化合物、ポルフィン、水溶性フェノキシ樹脂、芳香族含有水溶性色素、これらの誘導体、これらの配糖体、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。   Examples of the aromatic compounds include polyhydric phenol compounds, polyphenol compounds, aromatic carboxylic acid compounds, naphthalene polyhydric alcohol compounds, benzophenone compounds, flavonoid compounds, porphine, water-soluble phenoxy resins, aromatic-containing water-soluble dyes, and the like. Derivatives thereof, glycosides thereof, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.

前記多価フェノール化合物としては、例えば、レゾルシン、レゾルシン[4]アレーン、ピロガロール、没食子酸、これらの誘導体又は配糖体などが挙げられる。
前記ポリフェノール化合物としては、例えば、カテキン、アントシアニジン(ペラルゴジン型(4’−ヒドロキシ),シアニジン型(3’,4’−ジヒドロキシ),デルフィニジン型(3’,4’,5’−トリヒドロキシ))、フラバン−3,4−ジオール、プロアントシアニジン、などが挙げられる。
前記芳香族カルボン酸化合物としては、例えば、サリチル酸、フタル酸、ジヒドロキシ安息香酸、タンニン、などが挙げられる。
前記ナフタレン多価アルコール化合物としては、例えば、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール、などが挙げられる。
前記ベンゾフェノン化合物としては、例えば、アリザリンイエローA、などが挙げられる。
前記フラボノイド化合物としては、例えば、フラボン、イソフラボン、フラバノール、フラボノン、フラボノール、フラバン−3−オール、オーロン、カルコン、ジヒドロカルコン、ケルセチン、などが挙げられる。
Examples of the polyhydric phenol compound include resorcin, resorcin [4] arene, pyrogallol, gallic acid, derivatives or glycosides thereof, and the like.
Examples of the polyphenol compound include catechin, anthocyanidin (pelargosine type (4′-hydroxy), cyanidin type (3 ′, 4′-dihydroxy), delphinidin type (3 ′, 4 ′, 5′-trihydroxy)), And flavan-3,4-diol, proanthocyanidins, and the like.
Examples of the aromatic carboxylic acid compound include salicylic acid, phthalic acid, dihydroxybenzoic acid, and tannin.
Examples of the naphthalene polyhydric alcohol compound include naphthalene diol, naphthalene triol, and the like.
Examples of the benzophenone compound include alizarin yellow A.
Examples of the flavonoid compound include flavone, isoflavone, flavanol, flavonone, flavonol, flavan-3-ol, aurone, chalcone, dihydrochalcone, quercetin, and the like.

前記脂環族化合物としては、例えば、ポリシクロアルカン類、シクロアルカン類、縮合環、これらの誘導体、これらの配糖体、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。
前記ポリシクロアルカン類としては、例えば、ノルボルナン、アダマンタン、ノルピナン、ステランなどが挙げられる。
前記シクロアルカン類としては、例えば、シクロペンタン、シクロヘキサン、などが挙げられる。
前記縮合環としては、例えば、ステロイドなどが挙げられる。
Examples of the alicyclic compound include polycycloalkanes, cycloalkanes, condensed rings, derivatives thereof, glycosides thereof, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.
Examples of the polycycloalkanes include norbornane, adamantane, norpinane, and sterane.
Examples of the cycloalkanes include cyclopentane and cyclohexane.
Examples of the condensed ring include steroids.

前記ヘテロ環状化合物としては、例えば、ピロリジン、ピリジン、イミダゾール、オキサゾール、モルホリン、ピロリドン等の含窒素環状化合物、フラン、ピラン、五炭糖、六炭糖等を含む多糖類等の含酸素環状化合物、などが好適に挙げられる。   Examples of the heterocyclic compound include nitrogen-containing cyclic compounds such as pyrrolidine, pyridine, imidazole, oxazole, morpholine, and pyrrolidone, oxygen-containing cyclic compounds such as polysaccharides including furan, pyran, pentose, and hexose. Etc. are preferable.

前記環状構造を一部に有してなる樹脂は、例えば、水酸基、シアノ基、アルコキシル基、カルボキシル基、アミノ基、アミド基、アルコキシカルボニル基、ヒドロキシアルキル基、スルホニル基、酸無水物基、ラクトン基、シアネート基、イソシアネート基、ケトン基等の官能基や糖誘導体を少なくとも1つ有するのが適当な水溶性の観点からは好ましく、水酸基、アミノ基、スルホニル基、カルボキシル基、及びこれらの誘導体による基から選択される官能基を少なくとも1つ有するのがより好ましい。   Examples of the resin having the cyclic structure include hydroxyl group, cyano group, alkoxyl group, carboxyl group, amino group, amide group, alkoxycarbonyl group, hydroxyalkyl group, sulfonyl group, acid anhydride group, and lactone. It is preferable from the viewpoint of appropriate water solubility to have at least one functional group such as a group, a cyanate group, an isocyanate group, and a ketone group, and a sugar derivative, depending on the hydroxyl group, amino group, sulfonyl group, carboxyl group, and derivatives thereof. More preferably, it has at least one functional group selected from the group.

前記環状構造を一部に有してなる樹脂における該環状構造のモル含有率としては、エッチング耐性に影響が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、高いエッチング耐性を必要とする場合には、5mol%以上であるのが好ましく、10mol%以上であるのがより好ましい。
なお、前記環状構造を一部に有してなる樹脂における該環状構造のモル含有率は、例えば、NMR等を用いて測定することができる。
The molar content of the cyclic structure in the resin having a part of the cyclic structure is not particularly limited as long as the etching resistance is not affected, and can be appropriately selected according to the purpose, and has high etching resistance. If necessary, it is preferably 5 mol% or more, more preferably 10 mol% or more.
In addition, the molar content of the cyclic structure in the resin partially including the cyclic structure can be measured using, for example, NMR.

前記樹脂(前記環状構造を一部に有してなる樹脂を含む)の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、該環状構造を有していない前記樹脂、後述の架橋剤、界面活性剤等の種類や含有量等に応じて適宜決定することができる。   The content of the resin (including the resin having the cyclic structure in part) in the resist pattern thickening material includes the resin not having the cyclic structure, a crosslinking agent described later, and a surface activity. It can be appropriately determined according to the type and content of the agent.

−−−架橋剤−−−
前記架橋剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、熱又は酸によって架橋を生じる水溶性のものが好ましく、その中でも、アミノ系架橋剤がより好ましい。
前記アミノ系架橋剤としては、例えば、メラミン誘導体、ユリア誘導体、ウリル誘導体などが好適に挙げられる。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
--- Crosslinking agent ---
There is no restriction | limiting in particular as said crosslinking agent, According to the objective, it can select suitably, For example, the water-soluble thing which bridge | crosslinks with a heat | fever or an acid is preferable, Among these, an amino type crosslinking agent is more preferable.
Suitable examples of the amino crosslinking agent include melamine derivatives, urea derivatives, uril derivatives, and the like. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together.

前記ユリア誘導体としては、例えば、尿素、アルコキシメチレン尿素、N−アルコキシメチレン尿素、エチレン尿素、エチレン尿素カルボン酸、これらの誘導体などが挙げられる。
前記メラミン誘導体としては、例えば、アルコキシメチルメラミン、これらの誘導体などが挙げられる。
前記ウリル誘導体としては、例えば、ベンゾグアナミン、グリコールウリル、これらの誘導体などが挙げられる。
前記架橋剤の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂等の種類・含有量等により異なり一概に規定することができないが、目的に応じて適宜決定することができる。
Examples of the urea derivative include urea, alkoxymethylene urea, N-alkoxymethylene urea, ethylene urea, ethylene urea carboxylic acid, and derivatives thereof.
Examples of the melamine derivative include alkoxymethylmelamine and derivatives thereof.
Examples of the uril derivative include benzoguanamine, glycoluril, and derivatives thereof.
The content of the cross-linking agent in the resist pattern thickening material varies depending on the type and content of the resin and the like and cannot be defined unconditionally, but can be appropriately determined according to the purpose.

−−−界面活性剤−−−
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。
--- Surfactant ---
The surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include nonionic surfactants, cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. It is done. These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, nonionic surfactants are preferable in that they do not contain metal ions.

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。   The nonionic surfactant is preferably selected from an alkoxylate surfactant, a fatty acid ester surfactant, an amide surfactant, an alcohol surfactant, and an ethylenediamine surfactant. Can be mentioned. Specific examples of these include polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate compounds, polyoxyalkylene alkyl ether compounds, polyoxyethylene alkyl ether compounds, polyoxyethylene derivative compounds, sorbitan fatty acid ester compounds, glycerin fatty acid ester compounds, Primary alcohol ethoxylate compound, phenol ethoxylate compound, nonylphenol ethoxylate, octylphenol ethoxylate, lauryl alcohol ethoxylate, oleyl alcohol ethoxylate, fatty acid ester, amide, natural alcohol, ethylenediamine, Secondary alcohol ethoxylate type and the like.

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。   The cationic surfactant is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include alkyl cationic surfactants, amide type quaternary cationic surfactants, and ester type quaternary cationic types. Surfactant etc. are mentioned.

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。   There is no restriction | limiting in particular as said amphoteric surfactant, According to the objective, it can select suitably, For example, an amine oxide type surfactant, a betaine type surfactant, etc. are mentioned.

前記界面活性剤の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂、前記架橋剤等の種類・含有量等に応じて異なり一概に規定することはできないが、目的に応じて適宜選択することができる。   The content of the surfactant in the resist pattern thickening material differs depending on the type and content of the resin, the crosslinking agent, etc., and cannot be specified unconditionally, but is appropriately selected according to the purpose can do.

−−−水溶性芳香族化合物−−−
前記水溶性芳香族化合物としては、芳香族化合物であって水溶性を示す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が、25℃の水100gに対し1g以上溶解する水溶性を示すものが好ましく、25℃の水100gに対し3g以上溶解する水溶性を示すものがより好ましく、25℃の水100gに対し5g以上溶解する水溶性を示すものが特に好ましい。
前記レジストパターン厚肉化材料が該水溶性芳香族化合物を含有していると、該水溶性芳香族化合物に含まれる環状構造により、得られるレジストパターンのエッチング耐性を顕著に向上させることができる点で好ましい。
--- Water-soluble aromatic compound ---
The water-soluble aromatic compound is not particularly limited as long as it is an aromatic compound and exhibits water-solubility, and can be appropriately selected according to the purpose. However, 1 g or more is dissolved in 100 g of water at 25 ° C. Those exhibiting water solubility are preferable, those exhibiting water solubility of 3 g or more with respect to 100 g of water at 25 ° C. are more preferable, and those having water solubility of 5 g or more with respect to 100 g of water at 25 ° C. are particularly preferable.
When the resist pattern thickening material contains the water-soluble aromatic compound, the etching resistance of the resulting resist pattern can be remarkably improved by the cyclic structure contained in the water-soluble aromatic compound. Is preferable.

前記水溶性芳香族化合物としては、例えば、ポリフェノール化合物、芳香族カルボン酸化合物、ベンゾフェノン化合物、フラボノイド化合物、ポルフィン、水溶性フェノキシ樹脂、芳香族含有水溶性色素、これらの誘導体、これらの配糖体、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。   Examples of the water-soluble aromatic compound include polyphenol compounds, aromatic carboxylic acid compounds, benzophenone compounds, flavonoid compounds, porphine, water-soluble phenoxy resins, aromatic-containing water-soluble dyes, derivatives thereof, glycosides thereof, Etc. These may be used alone or in combination of two or more.

前記ポリフェノール化合物としては、例えば、カテキン、アントシアニジン(ペラルゴジン型(4’−ヒドロキシ),シアニジン型(3’,4’−ジヒドロキシ),デルフィニジン型(3’,4’,5’−トリヒドロキシ))、フラバン−3,4−ジオール、プロアントシアニジン、レゾルシン、レゾルシン[4]アレーン、ピロガロール、没食子酸、などが挙げられる。   Examples of the polyphenol compound include catechin, anthocyanidin (pelargosine type (4′-hydroxy), cyanidin type (3 ′, 4′-dihydroxy), delphinidin type (3 ′, 4 ′, 5′-trihydroxy)), Examples include flavan-3,4-diol, proanthocyanidins, resorcin, resorcin [4] arene, pyrogallol, gallic acid, and the like.

前記芳香族カルボン酸化合物としては、例えば、サリチル酸、フタル酸、ジヒドロキシ安息香酸、タンニン、などが挙げられる。   Examples of the aromatic carboxylic acid compound include salicylic acid, phthalic acid, dihydroxybenzoic acid, and tannin.

前記ベンゾフェノン化合物としては、例えば、アリザリンイエローA、体などが挙げられる。
前記フラボノイド化合物としては、例えば、フラボン、イソフラボン、フラバノール、フラボノン、フラボノール、フラバン−3−オール、オーロン、カルコン、ジヒドロカルコン、ケルセチン、などが挙げられる。
Examples of the benzophenone compound include alizarin yellow A and body.
Examples of the flavonoid compound include flavone, isoflavone, flavanol, flavonone, flavonol, flavan-3-ol, aurone, chalcone, dihydrochalcone, quercetin, and the like.

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、前記ポリフェノール化合物が好ましく、カテキン、レゾルシンなどが特に好ましい。   These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, the polyphenol compound is preferable, and catechin, resorcin, and the like are particularly preferable.

前記水溶性芳香族化合物の中でも、水溶性に優れる点で、極性基を2以上有するものが好ましく、3個以上有するものがより好ましく、4個以上有するものが特に好ましい。
前記極性基としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、水酸基、カルボキシル基、カルボニル基、スルホニル基などが挙げられる。
Among the water-soluble aromatic compounds, those having two or more polar groups are preferable, those having three or more are more preferable, and those having four or more are particularly preferable in terms of excellent water solubility.
There is no restriction | limiting in particular as said polar group, According to the objective, it can select suitably, For example, a hydroxyl group, a carboxyl group, a carbonyl group, a sulfonyl group etc. are mentioned.

前記水溶性芳香族化合物の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂、前記架橋剤、前記界面活性剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。   The content of the water-soluble aromatic compound in the resist pattern thickening material can be appropriately determined according to the type and content of the resin, the crosslinking agent, the surfactant, and the like.

−−−有機溶剤−−−
前記有機溶剤としては、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、アルコール系有機溶剤、鎖状エステル系有機溶剤、環状エステル系有機溶剤、ケトン系有機溶剤、鎖状エーテル系有機溶剤、環状エーテル系有機溶剤、などが挙げられる。
前記レジストパターン厚肉化材料が前記有機溶剤を含有していると、該レジストパターン厚肉化材料における、前記樹脂、前記水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコール、前記架橋剤等の溶解性を向上させることができる点で有利である。
--- Organic solvent ---
The organic solvent is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include alcohol-based organic solvents, chain ester-based organic solvents, cyclic ester-based organic solvents, ketone-based organic solvents, and chain ethers. And organic ether solvents and cyclic ether organic solvents.
When the resist pattern thickening material contains the organic solvent, the resist pattern thickening material improves the solubility of the resin, the polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups, the crosslinking agent, and the like. It is advantageous in that it can be made.

前記アルコール系有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、などが挙げられる。
前記鎖状エステル系有機溶剤としては、例えば、乳酸エチル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート(PGMEA)、などが挙げられる。
前記環状エステル系有機溶剤としては、例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン系有機溶剤、などが挙げられる。
前記ケトン系有機溶剤としては、例えば、アセトン、シクロヘキサノン、ヘプタノン等のケトン系有機溶剤、などが挙げられる。
前記鎖状エーテル系有機溶剤としては、例えば、エチレングリコールジメチルエーテル、などが挙げられる。
前記環状エーテル系有機溶剤としては、例えば、テトラヒドロフラン、ジオキサン、などが挙げられる。
Examples of the alcohol organic solvent include methanol, ethanol, propyl alcohol, isopropyl alcohol, butyl alcohol, and the like.
Examples of the chain ester organic solvent include ethyl lactate and propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA).
Examples of the cyclic ester organic solvent include lactone organic solvents such as γ-butyrolactone.
Examples of the ketone organic solvent include ketone organic solvents such as acetone, cyclohexanone, and heptanone.
Examples of the chain ether organic solvent include ethylene glycol dimethyl ether.
Examples of the cyclic ether organic solvent include tetrahydrofuran, dioxane, and the like.

これらの有機溶剤は、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。これらの中でも、レジストパターンの厚肉化を精細に行うことができる点で、80〜200℃程度の沸点を有するものが好ましい。   These organic solvents may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Among these, those having a boiling point of about 80 to 200 ° C. are preferable in that the thickness of the resist pattern can be finely increased.

前記有機溶剤の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂、前記架橋剤、前記界面活性剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。   The content of the organic solvent in the resist pattern thickening material can be appropriately determined according to the type and content of the resin, the crosslinking agent, the surfactant, and the like.

−−−相間移動触媒−−−
前記相間移動触媒としては、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、有機物などが挙げられ、その中でも塩基性であるものが好適に挙げられる。
前記相間移動触媒が前記レジストパターン厚肉化材料に含有されていると、レジストパターンの材料の種類に関係なく良好なかつ均一な厚肉化効果を示し、レジストパターンの材料に対する依存性が少なくなる点で有利である。なお、このような前記相間移動触媒の作用は、例えば、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化する対象であるレジストパターンが、酸発生剤を含有していても、あるいは含有していなくても、害されることはない。
---- Phase transfer catalyst ---
There is no restriction | limiting in particular as said phase transfer catalyst, According to the objective, it can select suitably, For example, organic substance etc. are mentioned, Among these, a basic thing is mentioned suitably.
When the phase transfer catalyst is contained in the resist pattern thickening material, it shows a good and uniform thickening effect regardless of the type of the resist pattern material, and the dependence on the resist pattern material is reduced. Is advantageous. Note that such an action of the phase transfer catalyst is, for example, whether or not the resist pattern to be thickened using the resist pattern thickening material contains or contains an acid generator. If not, it will not be harmed.

前記相間移動触媒としては、水溶性であるものが好ましく、該水溶性としては、25℃の水100gに対し0.1g以上溶解するのが好ましい。
前記相間移動触媒の具体例としては、クラウンエーテル、アザクラウンエーテル、オニウム塩化合物などが挙げられる。
前記相間移動触媒は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよく、これらの中でも、水への溶解性の高さの点で、オニウム塩化合物が好ましい。
The phase transfer catalyst is preferably water-soluble, and the water-solubility is preferably 0.1 g or more dissolved in 100 g of water at 25 ° C.
Specific examples of the phase transfer catalyst include crown ethers, azacrown ethers, onium salt compounds, and the like.
The phase transfer catalyst may be used alone or in combination of two or more. Among these, an onium salt compound is preferable in view of high solubility in water.

前記クラウンエーテル又は前記アザクラウンエーテルとしては、例えば、18−クラウン−6(18−Crown−6)、15−クラウン−5(15−Crown−5)、1−アザ−18−クラウン−6(1−Aza−18−crown−6)、4,13−ジアザ−18−クラウン−6(4,13−Diaza−18−crown−6)、1,4,7−トリアザシクロノナン(1,4,7−Triazacyclononane)等が挙げられる。   Examples of the crown ether or the azacrown ether include 18-crown-6 (18-crown-6), 15-crown-5 (15-crown-5), 1-aza-18-crown-6 (1 -Aza-18-crown-6), 4,13-diaza-18-crown-6 (4,13-Diaza-18-crown-6), 1,4,7-triazacyclononane (1,4,4) 7-Triazacyclonenone) and the like.

前記オニウム塩化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、4級アンモニウム塩、ピリジニウム塩、チアゾリウム塩、ホスホニウム塩、ピペラジニウム塩、エフェドリニウム塩、キニニウム塩、シンコニニウム塩、などが好適に挙げられる。   The onium salt compound is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include quaternary ammonium salts, pyridinium salts, thiazolium salts, phosphonium salts, piperazinium salts, ephedrinium salts, and quininium salts. And cinchonium salts are preferred.

前記4級アンモニウム塩としては、例えば、有機合成試薬として多用されるテトラブチルアンモニウム・ヒドロジェンサルフェート(Tetrabutylammonium hydrogensulfate)、テトラメチルアンモニウム・アセテート(Tetramethylammonium acetate)、テトラメチルアンモニウム・クロライド(Tetramethylammonium chloride)、などが挙げられる。
前記ピリジニウム塩としては、例えば、ヘキサデシルピリジニウム・ブロマイド(Hexadecylpyridinium bromide)、などが挙げられる。
前記チアゾリウム塩としては、例えば、3−ベンジル−5−(2−ヒドロキシエチル)−4−メチルチアゾリウム・クロライド(3−Benzyl−5−(2−hydroxyethyl)−4−methylthiazolium chloride)、などが挙げられる。
前記ホスホニウム塩としては、例えば、テトラブチルホスホニウム・クロライド(Tetrabutylphosphonium chloride)、などが挙げられる。
前記ピペラジニウム塩としては、例えば、1,1−ジメチル−4−フェニルピペラジニウム(1,1−Dimethyl−4−phenylpiperazinium iodide)、などが挙げられる。
前記エフェドリニウム塩としては、例えば、(−)−N,N−ジメチルエフェドリニウム・ブロマイド((−)−N,N−Dimethylephedrinium bromide)、などが挙げられる。
前記キニニウム塩としては、例えば、N−ベンジルキニニウム・クロライド(N−Benzylquininium chloride)、などが挙げられる。
前記シンコニニウム塩としては、例えば、N−ベンジルシンコニニウム・クロライド(N−Benzylcinchoninium chloride)、などが挙げられる。
Examples of the quaternary ammonium salt include tetrabutylammonium hydrogen sulfate, tetramethylammonium acetate, and tetramethylammonium chloride, which are frequently used as organic synthesis reagents. Is mentioned.
Examples of the pyridinium salt include hexadecylpyridinium bromide.
Examples of the thiazolium salt include 3-benzyl-5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazolium chloride (3-Benzyl-5- (2-hydroxyethyl) -4-methylthiazol chloride). Can be mentioned.
Examples of the phosphonium salt include tetrabutylphosphonium chloride.
Examples of the piperazinium salt include 1,1-dimethyl-4-phenylpiperazinium (1,1-dimethyl-4-phenylpiperazine iodide).
Examples of the ephedolinium salt include (-)-N, N-dimethylephedrineium bromide ((-)-N, N-dimethylephedrine bromide).
As said quininium salt, N-benzyl quininium chloride (N-Benzylquininium chloride) etc. are mentioned, for example.
Examples of the cinchonium salt include N-benzyl cinchonium chloride (N-Benzylcinchoinium chloride).

前記相間移動触媒の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂等の種類・量等により異なり一概に規定することはできないが、種類・含有量等に応じて適宜選択することができ、例えば、10,000ppm以下が好ましく、10〜10,000ppmがより好ましく、10〜5,000ppmが更に好ましく、10〜3,000ppmが特に好ましい。
前記相間移動触媒の含有量が、10,000ppm以下であると、ライン系パターン等のレジストパターンをそのサイズに依存性なく厚肉化することができる点で有利である。
前記相間移動触媒の含有量は、例えば、液体クロマトグラフィーで分析することにより測定することができる。
The content of the phase transfer catalyst in the resist pattern thickening material differs depending on the type and amount of the resin and the like, and cannot be specified unconditionally, but may be appropriately selected according to the type and content. For example, it is preferably 10,000 ppm or less, more preferably 10 to 10,000 ppm, still more preferably 10 to 5,000 ppm, and particularly preferably 10 to 3,000 ppm.
When the content of the phase transfer catalyst is 10,000 ppm or less, it is advantageous in that a resist pattern such as a line pattern can be thickened without depending on its size.
The content of the phase transfer catalyst can be measured, for example, by analyzing by liquid chromatography.

−−−水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコール−−−
前記水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコールとしては、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、糖類、糖類の誘導体、配糖体、ナフタレン多価アルコール化合物、などが挙げられる。
などが好適に挙げられる。
--- Polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups ---
The polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include saccharides, saccharide derivatives, glycosides, and naphthalene polyhydric alcohol compounds. .
Etc. are preferable.

前記糖類としては、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、五炭糖、六炭糖、などが挙げられる。該糖類の具体例としては、アラビノース、フルクトース、ガラクトース、グルコース、リボース、サッカロース、マルトース、などが好適に挙げられる。
前記糖類の誘導体としては、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、アミノ糖、糖酸、デオキシ糖、糖アルコール、グリカール、ヌクレオシド、などが好適に挙げられる。
前記配糖体としては、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、フェノール配糖体、などが好適に挙げられる。該フェノール配糖体としては、例えば、サリシン、アルブチン、4−アミノフェニルガラクトピラノシド、などが好適に挙げられる。
前記ナフタレン多価アルコール化合物としては、例えば、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール、などが挙げられる。
The saccharide is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. Examples thereof include pentose and hexose. Specific examples of the saccharide include arabinose, fructose, galactose, glucose, ribose, saccharose, maltose and the like.
There is no restriction | limiting in particular as a derivative | guide_body of the said sugar, According to the objective, it can select suitably, For example, an amino sugar, a sugar acid, a deoxy sugar, a sugar alcohol, a glycal, a nucleoside etc. are mentioned suitably.
There is no restriction | limiting in particular as said glycoside, It can select suitably according to the objective, For example, a phenol glycoside etc. are mentioned suitably. Preferable examples of the phenol glycoside include salicin, arbutin, 4-aminophenylgalactopyranoside, and the like.
Examples of the naphthalene polyhydric alcohol compound include naphthalene diol, naphthalene triol, and the like.

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、芳香族環を有するものは、前記レジストパターン厚肉化材料にエッチング耐性を付与することができる点で好ましく、その中でも配糖体などが好ましく、フェノール配糖体がより好ましい。   These may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together. Among these, those having an aromatic ring are preferable from the viewpoint of imparting etching resistance to the resist pattern thickening material, among which glycosides are preferable, and phenol glycosides are more preferable.

前記水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコールの前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記レジストパターン厚肉化材料の全量に対し、0.001〜50質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましい。
前記水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコールの含有量が、0.001質量部未満であると、該レジストパターン厚肉化材料の厚肉化量が、レジストパターンサイズに依存性を示すことがあり、10質量%を超えると、レジスト材料によっては、レジストパターンの一部が溶解してしまうことがある。
The content of the polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups in the resist pattern thickening material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the intended purpose. For example, the resist pattern thickening material 0.001-50 mass parts is preferable with respect to the whole quantity, and 0.1-10 mass parts is more preferable.
If the content of the polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups is less than 0.001 part by mass, the thickening amount of the resist pattern thickening material may depend on the resist pattern size. If it exceeds 10% by mass, a part of the resist pattern may be dissolved depending on the resist material.

−−−その他の樹脂−−−
前記その他の成分としては、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、例えば、熱酸発生剤、アミン系、アミド系、アンモニウム塩素等に代表されるクエンチャーなどが挙げられる。
---- Other resins ---
The other components are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present invention, and can be appropriately selected according to the purpose. Various known additives such as thermal acid generators, amines, amides, Quenchers such as ammonium chlorine are listed.

前記その他の成分の前記レジストパターン厚肉化材料における含有量としては、前記樹脂、前記架橋剤、前記界面活性剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。   The content of the other components in the resist pattern thickening material can be appropriately determined according to the type and content of the resin, the crosslinking agent, the surfactant, and the like.

−−レジストパターン厚肉化材料の塗布−−
前記レジストパターン厚肉化材料の塗布の方法としては、特に制限はなく、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、ローラーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、バーコート法、ニーダーコート法、カーテンコート法、などが挙げられるが、スピンコート法などが特に好適に挙げられる。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100〜10000rpm程度であり、800〜5000rpmが好ましく、時間が1秒〜10分程度であり、1秒〜90秒が好ましい。
--- Application of resist pattern thickening material ---
The method for applying the resist pattern thickening material is not particularly limited and can be appropriately selected from known application methods such as a roller coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a bar coating method. , Kneader coating method, curtain coating method and the like, and spin coating method and the like are particularly preferable. In the case of the spin coating method, for example, the rotational speed is about 100 to 10000 rpm, preferably 800 to 5000 rpm, the time is about 1 to 10 minutes, and preferably 1 to 90 seconds.

前記塗布の際の塗布厚みとしては、通常、100〜10,000Å(10〜1,000nm)程度であり、1,000〜5,000Å(100〜500nm)程度が好ましい。   The coating thickness at the time of coating is usually about 100 to 10,000 mm (10 to 1,000 nm), preferably about 1,000 to 5,000 mm (100 to 500 nm).

なお、前記塗布の際、前記界面活性剤については、前記レジストパターン厚肉化材料に含有させずに、該レジストパターン厚肉化材料を塗布する前に別途に塗布してもよい。   In addition, at the time of the application, the surfactant may not be contained in the resist pattern thickening material but may be separately applied before applying the resist pattern thickening material.

前記塗布の際乃至その後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料をプリベーク(加温・乾燥)するのが、該レジストパターンと前記レジストパターン厚肉化材料との界面において該レジストパターン厚肉化材料の該レジストパターンへのミキシング(含浸)を効率良く生じさせることができる等の点で好ましい。
なお、前記プリベーク(加温・乾燥)の条件、方法等としては、レジストパターンを軟化させない限り特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、その回数としては、1回であってもよいし、2回以上であってもよい。2回以上の場合、各回におけるプリベークの温度は、一定であってもよいし、異なっていてもよく、前記一定である場合、60〜150℃程度が好ましく、70〜120℃がより好ましく、また、その時間としては、30〜300秒程度が好ましく、40秒〜100秒がより好ましい。
なお、前記プリベークは、溶媒を除去するためのものであり、レジストパターンの厚肉化とは直接関係がなく、使用するレジストのメーカーが推奨する条件にて行うことができる。
Pre-baking (heating and drying) the applied resist pattern thickening material during or after the application is performed at the interface between the resist pattern and the resist pattern thickening material. This is preferable in that mixing (impregnation) of the material into the resist pattern can be efficiently generated.
The pre-baking (heating / drying) conditions, methods, etc. are not particularly limited as long as the resist pattern is not softened, and can be appropriately selected according to the purpose. Or two or more times. In the case of two or more times, the temperature of the pre-bake in each time may be constant or may be different. When the temperature is constant, about 60 to 150 ° C is preferable, and 70 to 120 ° C is more preferable. The time is preferably about 30 to 300 seconds, more preferably 40 to 100 seconds.
The pre-baking is for removing the solvent, and is not directly related to the thickening of the resist pattern, and can be performed under the conditions recommended by the manufacturer of the resist to be used.

また、前記プリベーク(加温・乾燥)の後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料を塗布ベーク(ミキシングベーク)を行うのが、前記レジストパターンとレジストパターン厚肉化材料との界面において前記ミキシング(含浸)した部分の架橋反応を効率的に進行させることができる等の点で好ましい。
なお、前記塗布ベーク(ミキシングベーク)の条件、方法等としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、前記プリベーク(加温・乾燥)よりも通常高い温度条件が採用される。前記塗布ベーク(ミキシングベーク)の条件としては、例えば、温度が60〜150℃程度であり、90〜130℃が好ましく、時間が30〜300秒程度であり、40秒〜100秒が好ましい。
なお、前記塗布ベーク(ミキシングベーク)の温度が、60℃未満であると、前記レジストパターン中の残留酸の揮発効果が小さく、該残留酸を十分に除去することができないことがあり、150℃を超えると、熱フローにより、前記レジストパターンの形状が変化してしまうことがある。前記酸不要反応は、熱反応の一種であるため、通常、前記温度が高いほど、前記レジストパターンの厚肉化(膨潤)量が多くなる傾向がある。
Further, after the pre-baking (heating / drying), the applied resist pattern thickening material is subjected to coating baking (mixing baking) at the interface between the resist pattern and the resist pattern thickening material. This is preferable in that the crosslinking reaction of the mixed (impregnated) portion can be efficiently advanced.
The conditions and method of the application baking (mixing baking) are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. However, a temperature condition usually higher than that of the pre-baking (heating / drying) is adopted. Is done. As conditions for the application baking (mixing baking), for example, the temperature is about 60 to 150 ° C, 90 to 130 ° C is preferable, the time is about 30 to 300 seconds, and 40 seconds to 100 seconds are preferable.
In addition, when the temperature of the application baking (mixing baking) is less than 60 ° C., the residual acid in the resist pattern has a small volatility effect and the residual acid may not be sufficiently removed. Exceeding the value may cause the shape of the resist pattern to change due to heat flow. Since the acid-free reaction is a kind of thermal reaction, usually, the higher the temperature, the greater the amount of thickening (swelling) of the resist pattern.

更に、前記塗布ベーク(ミキシングベーク)の後で、塗布した前記レジストパターン厚肉化材料に対し、現像処理を行うのが好ましい。この場合、塗布したレジストパターン厚肉化材料の内、前記レジストパターンと相互作用(ミキシング)していない部分乃至相互作用(ミキシング)が弱い部分(水溶性の高い部分)を溶解除去し、厚肉化レジストパターンを現像する(得る)ことができる点で好ましい。   Furthermore, it is preferable that after the coating baking (mixing baking), the applied resist pattern thickening material is developed. In this case, a portion of the applied resist pattern thickening material which is not interacting (mixing) with the resist pattern or a portion having weak interaction (mixing) (highly water-soluble portion) is dissolved and removed to increase the thickness. This is preferable in that the resist pattern can be developed (obtained).

前記現像は、水現像であってもよいし、弱アルカリ水溶液による現像であってもよく、これらの組合せであってもよいが、低コストで効率的に現像処理を行うことができる点で水現像が好ましい。   The development may be water development, development with a weak alkaline aqueous solution, or a combination thereof. However, water development is effective in that development processing can be performed efficiently at low cost. Development is preferred.

−−厚肉化レジストパターン−−
前記厚肉化レジストパターンは、エッチング耐性に優れていることが好ましく、前記レジストパターンに比しエッチング速度(nm/min)が同等以上であるのが好ましい。具体的には、同条件下で測定した場合における、前記表層(ミキシング層)のエッチング速度(nm/min)と前記レジストパターンのエッチング速度(nm/min)との比(レジストパターン/表層(ミキシング層))が、1.1以上であるのが好ましく、1.2以上であるのがより好ましく、1.3以上であるのが特に好ましい。
なお、前記エッチング速度(nm/min)は、例えば、公知のエッチング装置を用いて所定時間エッチング処理を行い試料の減膜量を測定し、単位時間当たりの減膜量を算出することにより測定することができる。
前記表層(ミキシング層)は、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて好適に形成することができ、エッチング耐性の向上の観点からは前記環状構造を一部に有してなる樹脂等の前記環状構造を含むのが好ましい。
--- Thickening resist pattern--
The thickened resist pattern is preferably excellent in etching resistance, and the etching rate (nm / min) is preferably equal to or higher than that of the resist pattern. Specifically, the ratio between the etching rate (nm / min) of the surface layer (mixing layer) and the etching rate (nm / min) of the resist pattern (resist pattern / surface layer (mixing) when measured under the same conditions. The layer)) is preferably 1.1 or more, more preferably 1.2 or more, and particularly preferably 1.3 or more.
The etching rate (nm / min) is measured, for example, by performing a predetermined time etching process using a known etching apparatus, measuring the film thickness of the sample, and calculating the film thickness per unit time. be able to.
The surface layer (mixing layer) can be suitably formed using the resist pattern thickening material, and from the viewpoint of improving etching resistance, the ring such as a resin having the ring structure in part. It preferably includes a structure.

前記表層(ミキシング層)が前記環状構造を含むか否かについては、例えば、該表層(ミキシング層)につきIR吸収スペクトルを分析すること等により確認することができる。   Whether or not the surface layer (mixing layer) includes the ring structure can be confirmed, for example, by analyzing an IR absorption spectrum of the surface layer (mixing layer).

前記レジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターン上に塗布し、該レジストパターンと相互作用(ミキシング)させると、該レジストパターンの表面に、前記レジストパターン厚肉化材料と前記レジストパターンとが相互作用してなる層(ミキシング層)が形成される。その結果、前記レジストパターンは、前記ミキシング層が形成された分だけ、厚肉化され、厚肉化されたレジストパターンが形成される。
このとき、前記レジストパターン厚肉化材料を塗布する対象であるレジストパターンが予め前記真空ベーク処理されていると、該レジストパターン中の前記残留酸が揮発して除去されるため、前記相互作用(ミキシング)時に、前記残留酸が反応に関与しない前記酸不要反応により前記レジストパターンが厚肉化される。このため、前記レジストパターンの厚肉化が温度等の雰囲気等の条件の変化に大きな影響を受けることなく、一定乃至均一に行われる。その結果、前記レジストパターンの厚肉化が常に所望の程度にコントロールすることが可能となる。
When the resist pattern thickening material is applied onto the resist pattern and allowed to interact (mixing) with the resist pattern, the resist pattern thickening material and the resist pattern interact on the surface of the resist pattern. Thus, a layer (mixing layer) is formed. As a result, the resist pattern is thickened as much as the mixing layer is formed, and a thickened resist pattern is formed.
At this time, if the resist pattern to which the resist pattern thickening material is applied has been previously vacuum-baked, the residual acid in the resist pattern is volatilized and removed, so that the interaction ( At the time of mixing, the resist pattern is thickened by the acid-free reaction in which the residual acid does not participate in the reaction. For this reason, the thickening of the resist pattern is performed uniformly or uniformly without being greatly affected by changes in conditions such as temperature. As a result, it is possible to always control the thickening of the resist pattern to a desired level.

こうして厚肉化された前記レジストパターンにより形成された前記レジスト抜けパターンの径乃至幅は、厚肉化前の前記レジストパターンにより形成されていた前記レジスト抜けパターンの径乃至幅よりも小さくなる。その結果、前記レジストパターンのパターニング時に用いた露光装置の光源の露光限界を超えて(前記光源に用いられる光の波長でパターニング可能な開口乃至パターン間隔の大きさの限界値よりも小さく)、より微細な前記レジスト抜けパターンが形成される。即ち、前記レジストパターンのパターニング時にArFエキシマレーザー光を用いて得られたレジストパターンに対し、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化すると、厚肉化されたレジストパターンにより形成されたレジスト抜けパターンは、あたかも電子線を用いてパターニングしたかのような微細かつ高精細なものとなる。   The diameter or width of the resist missing pattern formed by the resist pattern thus thickened is smaller than the diameter or width of the resist missing pattern formed by the resist pattern before thickening. As a result, exceeding the exposure limit of the light source of the exposure apparatus used at the time of patterning the resist pattern (smaller than the limit value of the opening or pattern interval size that can be patterned at the wavelength of the light used for the light source), and more A fine resist omission pattern is formed. That is, when the resist pattern obtained by using ArF excimer laser light at the time of patterning the resist pattern is thickened by using the resist pattern thickening material, the resist formed by the thickened resist pattern. The missing pattern is as fine and high-definition as if it was patterned using an electron beam.

ここで、前記厚肉化レジストパターン形成工程、即ち、本発明のレジストパターンの形成方法について、以下に図面を参照しながら説明する。
図1に示すように、被加工表面(基材)5上にレジストパターン3を形成した後、前記真空ベーク処理をした後、レジストパターン3の表面にレジストパターン厚肉化材料1を付与(塗布)し、プリベーク(加温・乾燥)をして塗膜を形成する。すると、レジストパターン3とレジストパターン厚肉化材料1との界面においてレジストパターン厚肉化材料1のレジストパターン3へのミキシング(含浸)が起こり、図2に示すように、内層レジストパターン10b(レジストパターン3)とレジストパターン厚肉化材料1との界面において前記ミキシング(含浸)して表層(ミキシング層)10aが形成される。このとき、レジストパターン3中には、前記真空ベーク処理により前記残留酸が除去(少なくとも表面に存在する前記残留酸が除去)されているため、前記ミキシング(含浸)する際の反応が上述した酸不要反応となるため、レジストパターン3の厚肉化が温度等の条件の変化に大きく左右されず(依存せず)安定にかつ均一に行われる。
Here, the thickening resist pattern forming step, that is, the resist pattern forming method of the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, after forming a resist pattern 3 on a work surface (base material) 5, the resist pattern thickening material 1 is applied (applied) to the surface of the resist pattern 3 after the vacuum baking treatment. And pre-baking (heating and drying) to form a coating film. Then, mixing (impregnation) of the resist pattern thickening material 1 to the resist pattern 3 occurs at the interface between the resist pattern 3 and the resist pattern thickening material 1, and as shown in FIG. 2, the inner layer resist pattern 10b (resist The mixing (impregnation) is performed at the interface between the pattern 3) and the resist pattern thickening material 1 to form a surface layer (mixing layer) 10a. At this time, since the residual acid is removed (at least the residual acid present on the surface is removed) in the resist pattern 3 by the vacuum baking, the reaction at the time of mixing (impregnation) Since this is an unnecessary reaction, the thickening of the resist pattern 3 is performed stably and uniformly without being greatly influenced (dependent on) by changes in conditions such as temperature.

この後、図3に示すように、現像処理を行うことによって、付与(塗布)したレジストパターン厚肉化材料1の内、レジストパターン3と相互作用(ミキシング)していない部分乃至相互作用(ミキシング)が弱い部分(水溶性の高い部分)が溶解除去され、均一に厚肉化された厚肉化レジストパターン10が形成(現像)される。なお、前記現像は、水現像であってもよいし、アルカリ現像液による現像であってもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 3, a portion of the applied resist pattern thickening material 1 that has not been interacted (mixed) with the resist pattern 3 or interaction (mixing) by performing development processing. ) Are weakly dissolved (parts having high water solubility) are dissolved and removed, and a thickened resist pattern 10 having a uniform thickness is formed (developed). The development may be water development or development with an alkaline developer.

厚肉化レジストパターン10は、内層レジストパターン10b(レジストパターン3)の表面に、レジストパターン厚肉化材料1がミキシングして形成された表層(ミキシング層)10aを有してなる。厚肉化レジストパターン10は、レジストパターン3に比べて表層(ミキシング層)10aの厚み分だけ厚肉化されているので、厚肉化レジストパターン10により形成されるレジスト抜けパターンの大きさ(隣接する厚肉化レジストパターン10間の距離、又は、厚肉化レジストパターン10により形成されたホールパターンの開口径)は、厚肉化前のレジストパターン3により形成されるレジスト抜けパターンの前記大きさよりも小さい。このため、レジストパターン3を形成する時の露光装置における光源の露光限界を超えて前記レジスト抜けパターンを微細に形成することができる。即ち、例えば、ArFエキシマレーザー光を用いて露光した場合にもかかわらず、あたかも電子線を用いて露光したかのような、微細な前記レジスト抜けパターンを形成することができる。厚肉化レジストパターン10により形成される前記レジスト抜けパターンは、レジストパターン3bにより形成される前記レジスト抜けパターンよりも微細かつ高精細である。   The thickened resist pattern 10 has a surface layer (mixing layer) 10a formed by mixing the resist pattern thickening material 1 on the surface of the inner layer resist pattern 10b (resist pattern 3). Since the thickened resist pattern 10 is thicker than the resist pattern 3 by the thickness of the surface layer (mixing layer) 10a, the size of the resist removal pattern formed by the thickened resist pattern 10 (adjacent to the resist pattern 3). The distance between the thickened resist patterns 10 or the opening diameter of the hole pattern formed by the thickened resist pattern 10) is larger than the size of the resist missing pattern formed by the resist pattern 3 before thickening. Is also small. For this reason, the resist omission pattern can be finely formed exceeding the exposure limit of the light source in the exposure apparatus when forming the resist pattern 3. That is, for example, a fine resist removal pattern can be formed as if it was exposed using an electron beam, despite being exposed using ArF excimer laser light. The resist omission pattern formed by the thickened resist pattern 10 is finer and finer than the resist omission pattern formed by the resist pattern 3b.

厚肉化レジストパターン10における表層(ミキシング層)10aは、レジストパターン厚肉化材料1により形成される。レジストパターン厚肉化材料1が前記環状構造を含む場合には、レジストパターン3(内層レジストパターン10b)がエッチング耐性に劣る材料であっても、得られる厚肉化レジストパターン10はエッチング耐性に優れる。   The surface layer (mixing layer) 10 a in the thickened resist pattern 10 is formed of the resist pattern thickening material 1. When the resist pattern thickening material 1 includes the annular structure, the resulting thickened resist pattern 10 is excellent in etching resistance even if the resist pattern 3 (inner layer resist pattern 10b) is a material inferior in etching resistance. .

前記厚肉化レジストパターン形成工程、即ち、本発明のレジストパターンの形成方法により、形成された厚肉化レジストパターンによるレジスト抜けパターンとしては、例えば、ライン&スペースパターン、ホールパターン(コンタクトホール用など)、トレンチ(溝)パターン、などが好適に挙げられる。
前記厚肉化レジストパターンは、例えば、マスクパターン、レチクルパターンなどとして使用することができ、金属プラグ、各種配線、磁気ヘッド、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、SAWフィルタ(弾性表面波フィルタ)等の機能部品、光配線の接続に利用される光部品、マイクロアクチュエータ等の微細部品、半導体装置の製造に好適に使用することができ、以下のパターニング工程に特に好適に使用することができる。
As the resist removal pattern by the thickened resist pattern formed by the thickened resist pattern forming step, that is, the resist pattern forming method of the present invention, for example, a line & space pattern, a hole pattern (for contact holes, etc.) ), A trench (groove) pattern, and the like.
The thickened resist pattern can be used as, for example, a mask pattern, a reticle pattern, etc., and includes a metal plug, various wirings, a magnetic head, an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma display panel), a SAW filter (elastic surface). It can be suitably used for the manufacture of functional parts such as wave filters), optical parts used for connection of optical wiring, fine parts such as microactuators, and semiconductor devices, and particularly preferably used in the following patterning processes. Can do.

−パターニング工程−
前記パターニング工程は、前記厚肉化レジストパターンをマスクとしてエッチング処理等を行うことにより前記被加工表面にパターニングを行う工程である。
前記エッチングの方法としては、特に制限はなく、公知の方法の中から目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、ドライエッチングが好適に挙げられる。該エッチングの条件としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
なお、該パターニング工程においては、前記エッチング後に必要に応じて残存する前記レジストパターンを剥離・除去することができる。該剥離・除去の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、有機溶剤を用いた処理などが挙げられる。
-Patterning process-
The patterning step is a step of patterning the surface to be processed by performing an etching process or the like using the thickened resist pattern as a mask.
There is no restriction | limiting in particular as the said etching method, Although it can select suitably according to the objective from well-known methods, For example, dry etching is mentioned suitably. The etching conditions are not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose.
In the patterning step, the resist pattern remaining after the etching can be removed and removed as necessary. There is no restriction | limiting in particular as this peeling / removal method, According to the objective, it can select suitably, The process using an organic solvent, etc. are mentioned.

以上のパターニング工程により、例えば、フラッシュメモリ、DRAM、FRAM、等を初めとする各種半導体装置を効率的に製造することができる。   Through the above patterning process, for example, various semiconductor devices including a flash memory, a DRAM, an FRAM, and the like can be efficiently manufactured.

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。   Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
−レジストパターン厚肉化材料の調製−
レジストパターン厚肉化材料を調製した。即ち、前記「樹脂」として、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学社製、KW−3)と、ポリビニルアルコール樹脂(関東化学社製、PVA2000)とを質量比7:3で含む樹脂100質量部と、前記架橋剤として、テトラメトキシメチルグリコールウリル(三和ケミカル社製、ニカラック)35質量部と、前記界面活性剤として、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物系界面活性剤(非イオン系界面活性剤、花王社製、KS−2010)0.1質量部と、主溶剤成分としての、純水(脱イオン水)とイソプロピルアルコールとの混合液(質量比が純水(脱イオン水):イソプロピルアルコール=98.6:0.4)500質量部とを含有してなる組成物を調製し、これを前記レジストパターン厚肉化材料とした。
Example 1
-Preparation of resist pattern thickening material-
A resist pattern thickening material was prepared. That is, as the “resin”, 100 parts by mass of a resin containing a polyvinyl acetal resin (KW-3, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd.) and a polyvinyl alcohol resin (PVA2000, manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) in a mass ratio of 7: 3; As a crosslinking agent, 35 parts by mass of tetramethoxymethylglycoluril (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd., Nicarac), and as the surfactant, a polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate surfactant (nonionic surfactant, KS-2010) manufactured by Kao Co., Ltd., 0.1 parts by mass, and a mixture of pure water (deionized water) and isopropyl alcohol as the main solvent component (mass ratio is pure water (deionized water): isopropyl alcohol = 98.6: 0.4) A composition containing 500 parts by mass was prepared and used as the resist pattern thickening material.

−レジストパターンの形成−
半導体基板上に公知の方法により、素子領域を形成した後、シリコン酸化膜を層間絶縁膜をCVD(化学気相成長)法により全面に形成した。そして、該シリコン酸化膜上に、ArFレジスト(ポジ型レジスト:住友化学(株)製、AX5190)によるポジ型レジスト膜を形成した後、ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザー光を照射(露光量:50mJ/cm)し、現像することにより、ホールパターン(ホール直径250nm、厚み500nm)を形成した。
-Formation of resist pattern-
After forming the element region on the semiconductor substrate by a known method, a silicon oxide film and an interlayer insulating film were formed on the entire surface by a CVD (chemical vapor deposition) method. Then, a positive resist film made of ArF resist (positive resist: AX5190, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) is formed on the silicon oxide film, and then irradiated with ArF (argon fluoride) excimer laser light (exposure amount: 50 mJ / cm 2 ) and development to form a hole pattern (hole diameter 250 nm, thickness 500 nm).

形成したホールパターンに対し、10torr、100℃、20秒間、前記真空ベーク処理を行った。そして、該表面近傍の前記残留酸の除去した。
次に、上述したレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターン上に、スピンコート法により、初めに1000rpm/5sの条件で、次に3,500rpm/40sの条件で300nmの厚みに塗布した後、110℃/60sの条件で前記塗布ベークを行った後、純水でレジストパターン厚肉化材料を60秒間リンスし、相互作用(ミキシング)していない部分を除去し、レジストパターン厚肉化材料により厚肉化したレジストパターンを現像させることにより、厚肉化レジストパターンを形成した。
The vacuum baking process was performed on the formed hole pattern at 10 torr and 100 ° C. for 20 seconds. Then, the residual acid in the vicinity of the surface was removed.
Next, after applying the above-described resist pattern thickening material on the resist pattern by a spin coating method to a thickness of 300 nm first under the condition of 1000 rpm / 5 s and then under the condition of 3,500 rpm / 40 s, After performing the above-mentioned application baking under the condition of 110 ° C./60 s, the resist pattern thickening material is rinsed with pure water for 60 seconds to remove the non-interacting (mixing) portion, and the resist pattern thickening material is used. The thickened resist pattern was formed by developing the thickened resist pattern.

前記レジストパターンにおいては、厚肉化前に比べて厚みが20nm増加しており、また、未露光部分も同様に厚みが20nm増加していたことから、前記厚肉化(膨潤)の反応は、上述した酸依存反応ではなく、上述した酸不要反応であることが判った。   In the resist pattern, the thickness increased by 20 nm compared to before the thickening, and the thickness of the unexposed part also increased by 20 nm, so the reaction of the thickening (swelling) It was found that the reaction was not the acid-dependent reaction described above but the acid-free reaction described above.

なお、前記塗布ベークの温度を90℃とした場合には、前記レジストパターンの厚肉化前に比し厚みが10nm増加し、前記塗布ベークの温度を130℃とした場合には、前記レジストパターンの厚肉化前に比し厚みが30nm増加したことが確認された。   When the coating baking temperature is 90 ° C., the thickness increases by 10 nm as compared to the thickness before the resist pattern is thickened. When the coating baking temperature is 130 ° C., the resist pattern It was confirmed that the thickness was increased by 30 nm as compared with before thickening.

次に、以下の比較例実験1及び実施例実験1を行った。
即ち、化学増幅型ArFレジスト(JSR社製、AR1240)を用いて200nm径のホールパターンと、200nm×1000nmのラインパターンとを形成した。なお、それぞれのレジストパターンの厚みは、300nmであった。
−比較例実験1−
これに、前記樹脂として、ポリビニルアセタール樹脂(積水化学社製、KW−3)100質量部と、前記架橋剤として、(N−メトキシメチル)メトキシエチレン尿素(三和ケミカル社製)35質量部と、前記界面活性剤として、ポリエーテル型界面活性剤(旭電化社製、PC−10)0.1質量部とを含む混合溶液であるレジストパターン厚肉化材料を塗布した後、前記ミキシングベークを60秒間行い、水現像を行って、前記厚肉化レジストパターンを形成した後、レジストパターンのサイズ変化を調べた。
Next, the following Comparative Example Experiment 1 and Example Experiment 1 were performed.
That is, a 200 nm diameter hole pattern and a 200 nm × 1000 nm line pattern were formed using a chemically amplified ArF resist (AR1240, manufactured by JSR). Each resist pattern had a thickness of 300 nm.
-Comparative Example Experiment 1-
As the resin, 100 parts by mass of polyvinyl acetal resin (manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd., KW-3) and 35 parts by mass of (N-methoxymethyl) methoxyethylene urea (manufactured by Sanwa Chemical Co., Ltd.) as the cross-linking agent After applying a resist pattern thickening material, which is a mixed solution containing 0.1 part by mass of a polyether type surfactant (PC-10, manufactured by Asahi Denka Co., Ltd.) as the surfactant, the mixing baking is performed. After 60 seconds, water development was performed to form the thickened resist pattern, and then the size change of the resist pattern was examined.

前記ホールパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であるときは、パターンサイズ変化量が2nm程度と非常に小さく、またエッジラフネスの低減効果も観られなかった。また、110℃であるときは、パターンサイズ変化量が60nm前後だったが、バラツキが大きく、また約5%のホールが埋まっていた。また、120℃であるときは、殆どのパターンが埋まり、パターンサイズ変化量が200nm以上であることが判った。このことから、上述した真空ベーク処理を行わなかった場合には、温度変化に対するマージンが狭いということが判った。
一方、前記ラインパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であるときは、パターンサイズ変化量が2nm程度と非常に小さく、またエッジラフネスの低減効果も観られなかった。また、110℃であるときは、パターンサイズ変化量が、長辺方向には50nm、短辺方向には10nmとパターンの方向に対する依存性が大きく、バラツキも大きかった。また、120℃であるときは、長辺方向には110nm、短辺方向には30nmとなり、バラツキが大きかった。
In the case of the hole pattern, when the temperature of the mixing bake was 100 ° C., the pattern size change amount was as small as about 2 nm, and the effect of reducing the edge roughness was not observed. When the temperature was 110 ° C., the pattern size change amount was about 60 nm, but the variation was large and about 5% of the holes were filled. Moreover, when it was 120 degreeC, it turned out that most patterns are filled and the amount of pattern size changes is 200 nm or more. From this, it was found that when the above-described vacuum baking process was not performed, the margin for the temperature change was narrow.
On the other hand, in the case of the line pattern, when the temperature of the mixing bake was 100 ° C., the pattern size change amount was as small as about 2 nm, and the effect of reducing the edge roughness was not observed. When the temperature was 110 ° C., the pattern size change amount was 50 nm in the long-side direction and 10 nm in the short-side direction, and the dependence on the pattern direction was large and the variation was large. Moreover, when it was 120 degreeC, it became 110 nm in the long side direction, and became 30 nm in the short side direction, and the variation was large.

−実施例実験1−
次に、前記比較実験と同様にレジストパターンを形成後、約1torrで110℃で60秒間真空ベーク処理を行った。その後、前記比較実験1と同様のレジストパターン厚肉化材料を塗布してミキシングベーク、水現像を行い、パターンサイズの変化を調べた。
Example Experiment 1
Next, after forming a resist pattern as in the comparative experiment, vacuum baking was performed at 110 ° C. for 60 seconds at about 1 torr. Thereafter, a resist pattern thickening material similar to that in Comparative Experiment 1 was applied, mixed baking and water development were performed, and changes in pattern size were examined.

前記ホールパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であるときは、パターンサイズ変化量が10nmであり、110℃であるときは、パターンサイズ変化量が20nmであり、いずれもホール変化量のバラツキが小さかった。また、エッジラフネスを低減する効果が観られた。また、120℃であるときは、変化量が35nmとなり、110℃のときと同様にバラツキが小さく、良好なパターン形状を保っていた。
一方、ラインパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であるときは、パターンサイズ変化量が長辺方向には12nmであり、短辺方向には10nmであり、エッジラフネスも低減されていた。110℃であるときは、パターンサイズ変化量は、長辺方向には20nmであり、短辺方向には15nmであり、120℃であるときは、長辺方向には30nmであり、短辺方向には27nmであり、いずれもパターン方向依存性が小さかった。また、エッジラフネスは低減され、良好なパターン形状が得られた。
In the case of the hole pattern, when the mixing baking temperature is 100 ° C., the pattern size change amount is 10 nm, and when the mixing bake temperature is 110 ° C., the pattern size change amount is 20 nm. The variation in the amount of change was small. Moreover, the effect which reduces edge roughness was seen. When the temperature was 120 ° C., the amount of change was 35 nm, and the variation was small as in the case of 110 ° C., and a good pattern shape was maintained.
On the other hand, in the case of a line pattern, when the temperature of the mixing bake is 100 ° C., the pattern size change amount is 12 nm in the long side direction, 10 nm in the short side direction, and the edge roughness is also reduced. It had been. When the temperature is 110 ° C., the pattern size change amount is 20 nm in the long side direction and 15 nm in the short side direction, and when 120 ° C., the pattern size change amount is 30 nm in the long side direction. And 27 nm, and the dependence on the pattern direction was small. Also, the edge roughness was reduced and a good pattern shape was obtained.

−実施例実験2−
実施例実験1において、真空ベーク処理の温度を変更した以外は、実施例実験1と同様にし、レジストパターンのサイズ変化を調べた。
-Example experiment 2-
In Example Experiment 1, the change in the size of the resist pattern was examined in the same manner as in Example Experiment 1 except that the temperature of the vacuum baking process was changed.

前記ホールパターンの場合には、前記真空ベーク処理の温度が、50℃であるときは、パターンサイズ変化量が2nmとやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、160℃であるときは、レジストパターン開口部が広がるなど、熱フローによるパターン形状変化(変形)が観られる傾向があった。
一方、ラインパターンの場合には、前記真空ベーク処理の温度が、50℃であるときは、パターンサイズ変化量が長辺短辺方向ともに2nm程度とやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、160℃であるときは、熱フローによるパターン形状変化(変形)が観られる傾向があった。
In the case of the hole pattern, when the temperature of the vacuum baking process is 50 ° C., the pattern size change amount tends to decrease slightly as 2 nm, and when the temperature is 160 ° C. There was a tendency for pattern shape change (deformation) due to heat flow to be observed, such as opening of the resist pattern opening.
On the other hand, in the case of a line pattern, when the temperature of the vacuum baking process is 50 ° C., the pattern size change amount is about 2 nm in both the long side and the short side direction, and there is a tendency for the amount of thickening to decrease slightly. When the temperature was 160 ° C., pattern shape change (deformation) due to heat flow tended to be observed.

−実施例実験3−
実施例実験1において、真空ベーク処理の時間を変更した以外は、実施例実験1と同様にし、レジストパターンのサイズ変化を調べた。
-Example Experiment 3-
In Example Experiment 1, the change in the size of the resist pattern was examined in the same manner as in Example Experiment 1 except that the time for vacuum baking was changed.

前記ホールパターンの場合には、前記真空ベーク処理の時間が、5秒であるときは、前記ミキシングベークの温度が、100℃であればパターンサイズ変化量が2nmとやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、110℃であればパターンサイズの変化量が60nm前後であったが、バラツキがやや大きくなる傾向が観られ、また、約4%のホールが埋まる傾向が観られ、120℃であれば殆どのホールが埋まる傾向が観られた。この結果から、前記真空ベーク処理の効果は、その時間が5秒間である場合には十分には得られにくくなる傾向があることが判った。
一方、ラインパターンの場合には、前記真空ベーク処理の時間が、5秒であるときは、前記ミキシングベークの温度が、100℃であればパターンサイズ変化量が2nmとやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、また、エッジラフネスの低減効果も十分に得られない傾向が観られ、110℃であればパターンサイズ変化量は、長辺方向には50nm、短辺方向には20nmとパターンの方向に対する依存性がやや大きくなる傾向が観られ、また、バラツキもやや大きくなる傾向が観られ、120℃であればパターンサイズ変化量は、長辺方向には120nm、短辺方向には50nmであり、また、バラツキが大きくなる傾向が観られた。この結果は、前記真空ベーク処理の効果は、その時間が15秒間である場合には十分には得られにくくなる傾向があることが判った。
In the case of the hole pattern, when the time of the vacuum baking process is 5 seconds, if the temperature of the mixing baking is 100 ° C., the pattern size change amount is 2 nm, and the amount of thickening is slightly reduced. A trend was observed, and the change in pattern size was around 60 nm at 110 ° C., but there was a tendency for the variation to be slightly larger, and a tendency to fill about 4% of the holes was observed, and at 120 ° C. There was a tendency for most of the holes to fill up. From this result, it was found that the effect of the vacuum baking treatment tends to be insufficient when the time is 5 seconds.
On the other hand, in the case of a line pattern, when the time of the vacuum baking process is 5 seconds, if the mixing baking temperature is 100 ° C., the pattern size change amount is 2 nm, and the amount of thickening is slightly reduced. In addition, there is a tendency that the effect of reducing the edge roughness is not sufficiently obtained. At 110 ° C., the pattern size change amount is 50 nm in the long side direction and 20 nm in the short side direction. There is a tendency that the dependence on the direction becomes slightly large, and also a tendency that the variation becomes slightly large. At 120 ° C., the pattern size change amount is 120 nm in the long side direction and 50 nm in the short side direction. In addition, there was a tendency for the variation to increase. As a result, it has been found that the effect of the vacuum baking treatment tends to be insufficient when the time is 15 seconds.

また、前記ホールパターンの場合には、前記真空ベーク処理の時間が、600秒であるときは、ホールパターン及びラインパターンともに、上記実施例実験1(60秒間)の場合と殆ど差がなく、長時間、真空ベーク処理したことに見合う効果が得られない傾向が観られた。   In the case of the hole pattern, when the time of the vacuum baking process is 600 seconds, both the hole pattern and the line pattern are almost the same as those in Example Experiment 1 (60 seconds). There was a tendency that the effect corresponding to the time of vacuum baking was not obtained.

−実施例実験4−
実施例実験1において、真空ベーク処理の圧力を150torrに変更した以外は、実施例実験1と同様にし、レジストパターンのサイズ変化を調べた。
-Example Experiment 4-
In Example Experiment 1, the change in the size of the resist pattern was examined in the same manner as in Example Experiment 1 except that the vacuum baking pressure was changed to 150 torr.

前記ホールパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であればパターンサイズ変化量が2nmとやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、110℃であればパターンサイズの変化量が50nm前後であるが、120℃であれば殆どのホールが埋まる傾向が観られ、また、パターンサイズ変化量が200nm以上とやや大きくなる傾向が観られた。この結果は、前記真空ベーク処理の効果は、その圧力が150torrである場合には十分には得られにくくなる傾向があることが判った。
一方、ラインパターンの場合には、前記ミキシングベークの温度が、100℃であればパターンサイズ変化量が2nmとやや厚肉化量が低下する傾向が観られ、また、エッジラフネスの低減効果も十分に発現しない傾向が観られ、110℃であればパターンサイズ変化量は、長辺方向には60nm、短辺方向には15nmとパターンの方向に対する依存性がやや大きくなる傾向が観られ、また、バラツキもやや大きくなる傾向が観られ、120℃であればパターンサイズ変化量は、長辺方向には100nm、短辺方向には50nmとなり、また、バラツキが大きくなる傾向が観られた。この結果は、前記真空ベーク処理の効果は、その圧力が150torrである場合には十分には得られにくくなる傾向があることが判った。
In the case of the hole pattern, if the temperature of the mixing bake is 100 ° C., the pattern size change amount tends to decrease slightly as 2 nm, and if it is 110 ° C., the pattern size change amount. However, at 120 ° C., most of the holes tend to be filled, and the pattern size change amount tends to be as large as 200 nm or more. As a result, it was found that the effect of the vacuum baking treatment tends to be insufficient when the pressure is 150 torr.
On the other hand, in the case of a line pattern, if the temperature of the mixing bake is 100 ° C., the pattern size change amount is 2 nm, and there is a tendency for the amount of thickening to decrease, and the effect of reducing edge roughness is sufficient. When the temperature is 110 ° C., the pattern size change amount is 60 nm in the long side direction and 15 nm in the short side direction. There was a tendency for the variation to be slightly larger. When the temperature was 120 ° C., the pattern size change amount was 100 nm in the long side direction and 50 nm in the short side direction, and there was a tendency for the variation to increase. As a result, it was found that the effect of the vacuum baking treatment tends to be insufficient when the pressure is 150 torr.

(実施例2)
図9に示すように、シリコン基板11上に層間絶縁膜12を形成し、図10に示すように、層間絶縁膜12上にスパッタリング法によりチタン膜13を形成した。次に、図11に示すように、公知のフォトリソグラフィー技術によりレジストパターン14を形成し、これをマスクとして用い、反応性イオンエッチングによりチタン膜13をパターニングして開口部15aを形成した。引き続き、反応性イオンエッチングによりレジストパターン14を除去するととともに、図12に示すように、チタン膜13をマスクにして層間絶縁膜12に開口部15bを形成した。
(Example 2)
As shown in FIG. 9, an interlayer insulating film 12 was formed on the silicon substrate 11, and as shown in FIG. 10, a titanium film 13 was formed on the interlayer insulating film 12 by sputtering. Next, as shown in FIG. 11, a resist pattern 14 was formed by a known photolithography technique, and this was used as a mask, and the titanium film 13 was patterned by reactive ion etching to form an opening 15a. Subsequently, the resist pattern 14 was removed by reactive ion etching, and an opening 15b was formed in the interlayer insulating film 12 using the titanium film 13 as a mask, as shown in FIG.

次に、チタン膜13をウェット処理により除去し、図13に示すように層間絶縁膜12上にTiN膜16をスパッタリング法により形成し、続いて、TiN膜16上にCu膜17を電解めっき法で成膜した。次いで、図14に示すように、CMPにて開口部15b(図12)に相当する溝部のみにバリアメタルとCu膜(第一の金属膜)を残して平坦化し、第一層の配線17aを形成した。   Next, the titanium film 13 is removed by wet processing, and as shown in FIG. 13, a TiN film 16 is formed on the interlayer insulating film 12 by a sputtering method. Subsequently, a Cu film 17 is formed on the TiN film 16 by an electrolytic plating method. The film was formed. Next, as shown in FIG. 14, planarization is performed by leaving the barrier metal and Cu film (first metal film) only in the groove corresponding to the opening 15b (FIG. 12) by CMP, and the first layer wiring 17a is formed. Formed.

次いで、図15に示すように、第一層の配線17aの上に層間絶縁膜18を形成した後、図9〜図14と同様にして、図16に示すように、第一層の配線17aを、後に形成する上層配線と接続するCuプラグ(第二の金属膜)19及びTiN膜16aを形成した。   Next, after forming an interlayer insulating film 18 on the first layer wiring 17a as shown in FIG. 15, the first layer wiring 17a is formed as shown in FIG. Then, a Cu plug (second metal film) 19 and a TiN film 16a connected to an upper layer wiring to be formed later were formed.

上述の各工程を繰り返すことにより、図17に示すように、シリコン基板11上に第一層の配線17a、第二層の配線20、及び第三層の配線21を含む多層配線構造を備えた半導体装置を製造した。なお、図17においては、各層の配線の下層に形成したバリアメタル層は、図示を省略した。
この実施例2では、レジストパターン14が、前記真空ベークされた後で前記レジストパターン厚肉化材料を用いて形成された厚肉化レジストパターンである。
By repeating the above steps, a multilayer wiring structure including a first layer wiring 17a, a second layer wiring 20, and a third layer wiring 21 was provided on the silicon substrate 11, as shown in FIG. A semiconductor device was manufactured. In FIG. 17, the illustration of the barrier metal layer formed in the lower layer of each wiring layer is omitted.
In Example 2, the resist pattern 14 is a thickened resist pattern formed using the resist pattern thickening material after the vacuum baking.

(実施例3)
−フラッシュメモリ及びその製造−
実施例3は、前記レジストパターン厚肉化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3では、以下のレジスト膜26、27、29及び32が、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例1及び2におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
(Example 3)
-Flash memory and its manufacture-
Example 3 is an example of a semiconductor device of the present invention using the resist pattern thickening material and a method for manufacturing the same. In Example 3, the following resist films 26, 27, 29 and 32 were thickened by the same method as in Examples 1 and 2 using the resist pattern thickening material. is there.

図18及び図19は、FLOTOX型又はETOX型と呼ばれるFLOTOX型又はETOX型と呼ばれるFLASH EPROMの上面図(平面図)であり、図20〜図28は、該FLASH EPROMの製造方法に関する一例を説明するための断面概略図であり、これらにおける、左図はメモリセル部(第1素子領域)であって、フローティングゲート電極を有するMOSトランジスタの形成される部分のゲート幅方向(図18及び図19におけるX方向)の断面(A方向断面)概略図であり、中央図は前記左図と同部分のメモリセル部であって、前記X方向と直交するゲート長方向(図18及び図19におけるY方向)の断面(B方向断面)概略図であり、右図は周辺回路部(第2素子領域)のMOSトランジスタの形成される部分の断面(図18及び図19におけるA方向断面)概略図である。   18 and 19 are top views (plan views) of a FLASH EPROM called a FLOTOX type or an ETOX type called a FLOTOX type or an ETOX type, and FIGS. 20 to 28 illustrate an example of a manufacturing method of the FLASH EPROM. In these drawings, the left figure is a memory cell portion (first element region), which is a gate width direction of a portion where a MOS transistor having a floating gate electrode is formed (FIGS. 18 and 19). FIG. 6 is a schematic view of the cross section (direction A cross section) in the X direction, the central view is the memory cell portion of the same portion as the left view, and the gate length direction (Y in FIGS. 18 and 19) perpendicular to the X direction. Direction) cross section (B direction cross section) is a schematic diagram, and the right figure is a portion of the peripheral circuit portion (second element region) where the MOS transistor is formed. FIG. 20 is a schematic view of a cross section (a cross section in the A direction in FIGS. 18 and 19).

まず、図20に示すように、p型のSi基板22上の素子分離領域に選択的に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。 First, as shown in FIG. 20, a field oxide film 23 made of a SiO 2 film was selectively formed in an element isolation region on a p-type Si substrate 22. Thereafter, the first gate insulating film 24a in the MOS transistor in the memory cell portion (first element region) is formed by SiO 2 film by thermal oxidation so that the thickness becomes 100 to 300 mm (10 to 30 nm). In the process, the second gate insulating film 24b in the MOS transistor in the peripheral circuit portion (second element region) was formed of a SiO 2 film by thermal oxidation so as to have a thickness of 100 to 500 mm (10 to 50 nm). When the first gate insulating film 24a and the second gate insulating film 24b have the same thickness, an oxide film may be formed simultaneously in the same process.

次に、前記メモリセル部(図20の左図及び中央図)にn型ディプレションタイプのチャネルを有するMOSトランジスタを形成するため、閾値電圧を制御する目的で前記周辺回路部(図20の右図)をレジスト膜26によりマスクした。そして、フローティングゲート電極直下のチャネル領域となる領域に、n型不純物としてドーズ量1×1011〜1×1014cm−2のリン(P)又は砒素(As)をイオン注入法により導入し、第1閾値制御層25aを形成した。なお、このときのドーズ量及び不純物の導電型は、ディプレッションタイプにするかアキュミレーションタイプにするかにより適宜選択することができる。 Next, in order to form a MOS transistor having an n-type depletion type channel in the memory cell portion (left and center views in FIG. 20), the peripheral circuit portion (in FIG. 20) is formed for the purpose of controlling the threshold voltage. (Right figure) was masked with a resist film 26. Then, phosphorus (P) or arsenic (As) with a dose amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 14 cm −2 is introduced as an n-type impurity into a channel region immediately below the floating gate electrode by an ion implantation method, A first threshold control layer 25a was formed. Note that the dose amount and the conductivity type of the impurity at this time can be appropriately selected depending on whether the depletion type or the accumulation type is used.

次に、前記周辺回路部(図21の右図)にn型ディプレションタイプのチャネルを有するMOSトランジスタを形成するため、閾値電圧を制御する目的でメモリセル部(図21の左図及び中央図)をレジスト膜27によりマスクした。そして、ゲート電極直下のチャネル領域となる領域に、n型不純物としてドーズ量1×1011〜1×1014cm−2のリン(P)又は砒素(As)をイオン注入法により導入し、第2閾値制御層25bを形成した。 Next, in order to form a MOS transistor having an n-type depletion type channel in the peripheral circuit portion (the right diagram in FIG. 21), a memory cell portion (the left diagram in FIG. The resist film 27 was masked. Then, phosphorus (P) or arsenic (As) having a dose amount of 1 × 10 11 to 1 × 10 14 cm −2 is introduced as an n-type impurity into a channel region immediately below the gate electrode by an ion implantation method. Two threshold control layers 25b were formed.

次に、前記メモリセル部(図22の左図及び中央図)のMOSトランジスタのフローティングゲート電極、及び前記周辺回路部(図22の右図)のMOSトランジスタのゲート電極として、厚みが500〜2,000Å(50〜200nm)である第1ポリシリコン膜(第1導電体膜)28を全面に形成した。   Next, as the floating gate electrode of the MOS transistor in the memory cell portion (left and center diagrams in FIG. 22) and the gate electrode of the MOS transistor in the peripheral circuit portion (right diagram in FIG. 22), the thickness is 500-2. A first polysilicon film (first conductor film) 28 having a thickness of 1,000,000 (50 to 200 nm) was formed on the entire surface.

その後、図23に示すように、マスクとして形成したレジスト膜29により第1ポリシリコン膜28をパターニングして前記メモリセル部(図23の左図及び中央図)のMOSトランジスタにおけるフローティングゲート電極28aを形成した。このとき、図23に示すように、X方向は最終的な寸法幅になるようにパターニングし、Y方向はパターニングせずS/D領域層となる領域はレジスト膜29により被覆されたままにした。   After that, as shown in FIG. 23, the first polysilicon film 28 is patterned by a resist film 29 formed as a mask, so that the floating gate electrode 28a in the MOS transistor of the memory cell portion (the left diagram and the central diagram in FIG. 23) is formed. Formed. At this time, as shown in FIG. 23, patterning is performed so that the final dimension width is in the X direction, and the region that becomes the S / D region layer is left covered with the resist film 29 without patterning in the Y direction. .

次に、(図24の左図及び中央図)に示すように、レジスト膜29を除去した後、フローティングゲート電極28aを被覆するようにして、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24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。 Next, as shown in the left diagram and the central diagram of FIG. 24, after removing the resist film 29, the capacitor insulating film 30a made of the SiO 2 film has a thickness of about 30 mm so as to cover the floating gate electrode 28a. It formed by thermal oxidation so that it might become 200-500 mm (20-50 nm). At this time, the capacitor insulating film 30b made of the SiO 2 film is also formed on the first polysilicon film 28 in the peripheral circuit portion (the right diagram in FIG. 24). Here, the capacitor insulating films 30a and 30b are formed of only the SiO 2 film, but may be formed of a composite film in which two or three SiO 2 films and Si 3 N 4 films are laminated.

次に、図24に示すように、フローティングゲート電極28a及びキャパシタ絶縁膜30aを被覆するようにして、コントロールゲート電極となる第2ポリシリコン膜(第2導電体膜)31を厚みが500〜2,000Å(50〜200nm)となるように形成した。   Next, as shown in FIG. 24, the second polysilicon film (second conductor film) 31 serving as the control gate electrode is formed with a thickness of 500 to 2 so as to cover the floating gate electrode 28 a and the capacitor insulating film 30 a. , And a thickness of 50 to 200 nm.

次に、図25に示すように、前記メモリセル部(図25の左図及び中央図)をレジスト膜32によりマスクし、前記周辺回路部(図25の右図)の第2ポリシリコン膜31及びキャパシタ絶縁膜30bを順次、エッチングにより除去し、第1ポリシリコン膜28を表出させた。   Next, as shown in FIG. 25, the memory cell portion (left and center views in FIG. 25) is masked with a resist film 32, and the second polysilicon film 31 in the peripheral circuit portion (right view in FIG. 25) is masked. Then, the capacitor insulating film 30b was sequentially removed by etching, and the first polysilicon film 28 was exposed.

次に、図26に示すように、前記メモリセル部(図26の左図及び中央図)の第2ポリシリコン膜31、キャパシタ絶縁膜30a及びX方向だけパターニングされている第1ポリシリコン膜28aに対し、レジスト膜32をマスクとして、第1ゲート部33aの最終的な寸法となるようにY方向のパターニングを行い、Y方向に幅約1μmのコントロールゲート電極31a/キャパシタ絶縁膜30c/フローティングゲート電極28cによる積層を形成すると共に、前記周辺回路部(図26の右図)の第1ポリシリコン膜28に対し、レジスト膜32をマスクとして、第2ゲート部33bの最終的な寸法となるようにパターニングを行い、幅約1μmのゲート電極28bを形成した。   Next, as shown in FIG. 26, the second polysilicon film 31, the capacitor insulating film 30a of the memory cell portion (the left and middle views of FIG. 26), and the first polysilicon film 28a patterned only in the X direction. On the other hand, patterning in the Y direction is performed using the resist film 32 as a mask so as to have the final dimensions of the first gate portion 33a, and the control gate electrode 31a / capacitor insulating film 30c / floating gate having a width of about 1 μm in the Y direction. A stack of electrodes 28c is formed, and the final size of the second gate portion 33b is set with respect to the first polysilicon film 28 of the peripheral circuit portion (the right figure of FIG. 26) using the resist film 32 as a mask. Then, patterning was performed to form a gate electrode 28b having a width of about 1 μm.

次に、前記メモリセル部(図27の左図及び中央図)のコントロールゲート電極31a/キャパシタ絶縁膜30c/フローティングゲート電極28cによる積層をマスクとして、素子形成領域のSi基板22にドーズ量1×1014〜1×1016cm−2のリン(P)又は砒素(As)をイオン注入法により導入し、n型のS/D領域層35a及び35bを形成すると共に、前記周辺回路部(図27の右図)のゲート電極28bをマスクとして、素子形成領域のSi基板22にn型不純物としてドーズ量1×1014〜1×1016cm−2のリン(P)又は砒素(As)をイオン注入法により導入し、S/D領域層36a及び36bを形成した。 Next, using the stack of the control cell electrode 31a / capacitor insulating film 30c / floating gate electrode 28c of the memory cell portion (left and center views of FIG. 27) as a mask, the dose of 1 × is applied to the Si substrate 22 in the element formation region. 10 14 to 1 × 10 16 cm −2 of phosphorus (P) or arsenic (As) is introduced by an ion implantation method to form n-type S / D region layers 35a and 35b, and the peripheral circuit portion (FIG. 27) (right figure)) using the gate electrode 28b as a mask, phosphorus (P) or arsenic (As) with a dose amount of 1 × 10 14 to 1 × 10 16 cm −2 is applied to the Si substrate 22 in the element formation region as an n-type impurity. S / D region layers 36a and 36b were formed by ion implantation.

次に、前記メモリセル部(図28の左図及び中央図)の第1ゲート部33a及び前記周辺回路部(図28の右図)の第2ゲート部33bを、PSG膜による層間絶縁膜37を厚みが約5,000Å(500nm)となるようにして被覆形成した。   Next, the first gate portion 33a of the memory cell portion (left and center views of FIG. 28) and the second gate portion 33b of the peripheral circuit portion (right portion of FIG. 28) are formed on an interlayer insulating film 37 made of a PSG film. Was formed so as to have a thickness of about 5,000 mm (500 nm).

その後、S/D領域層35a及び35b並びにS/D領域層36a及び36b上に形成した層間絶縁膜37に、コンタクトホール38a及び38b並びにコンタクトホール39a及び39bを形成した後、S/D電極40a及び40b並びにS/D電極41a及び41bを形成した。なお、コンタクトホール38a及び38b並びにコンタクトホール39a及び39bの形成は、レジスト材料によるホールパターンを形成した後、該ホールパターンを真空ベークし、その後、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化し、微細なレジスト抜けパターン(ホールパターン)を形成してから、常法に従って行った。   Thereafter, contact holes 38a and 38b and contact holes 39a and 39b are formed in the interlayer insulating film 37 formed on the S / D region layers 35a and 35b and the S / D region layers 36a and 36b, and then the S / D electrode 40a. And 40b and S / D electrodes 41a and 41b were formed. The contact holes 38a and 38b and the contact holes 39a and 39b are formed by forming a hole pattern of a resist material, vacuum baking the hole pattern, and then increasing the thickness using the resist pattern thickening material. After forming a fine resist omission pattern (hole pattern), it was carried out in accordance with a conventional method.

以上により、図28に示すように、半導体装置としてFLASH EPROMを製造した。   As described above, as shown in FIG. 28, a FLASH EPROM was manufactured as a semiconductor device.

このFLASH EPROMにおいては、前記周辺回路部(図20〜図28における右図)の第2ゲート絶縁膜24bが形成後から終始、第1ポリシリコン膜28又はゲート電極28bにより被覆されている(図20〜図28における右図)ので、第2ゲート絶縁膜24bは最初に形成された時の厚みを保持したままである。このため、第2ゲート絶縁膜24bの厚みの制御を容易に行うことができると共に、閾値電圧の制御のための導電型不純物濃度の調整も容易に行うことができる。   In this FLASH EPROM, the second gate insulating film 24b of the peripheral circuit portion (the right figure in FIGS. 20 to 28) is covered with the first polysilicon film 28 or the gate electrode 28b from the beginning to the end after the formation (FIG. 20). 20 to FIG. 28), the second gate insulating film 24b maintains the thickness when it is first formed. Therefore, the thickness of the second gate insulating film 24b can be easily controlled, and the conductivity type impurity concentration for controlling the threshold voltage can be easily adjusted.

なお、上記実施例では、第1ゲート部33aを形成するのに、まずゲート幅方向(図18及び図19におけるX方向)に所定幅でパターニングした後、ゲート長方向(図18及び図19におけるY方向)にパターニングして最終的な所定幅としているが、逆に、ゲート長方向(図18及び図19におけるY方向)に所定幅でパターニングした後、ゲート幅方向(図18及び図19におけるX方向)にパターニングして最終的な所定幅としてもよい。   In the above-described embodiment, the first gate portion 33a is formed by first patterning with a predetermined width in the gate width direction (X direction in FIGS. 18 and 19) and then in the gate length direction (in FIGS. 18 and 19). Patterning is performed in the Y direction) to obtain a final predetermined width. Conversely, after patterning with a predetermined width in the gate length direction (Y direction in FIGS. 18 and 19), the gate width direction (in FIGS. 18 and 19) is obtained. The final predetermined width may be obtained by patterning in the X direction).

図29〜図31に示すFLASH EPROMの製造例は、上記実施例において図28で示した工程の後が図29〜図31に示すように変更した以外は上記実施例と同様である。即ち、図29に示すように、前記メモリセル部(図29における左図及び中央図)の第2ポリシリコン膜31及び前記周辺回路部(図29の右図)の第1ポリシリコン膜28上に、タングステン(W)膜又はチタン(Ti)膜からなる高融点金属膜(第4導電体膜)42を厚みが約2,000Å(200nm)となるようにして形成しポリサイド膜を設けた点でのみ上記実施例と異なる。図29の後の工程、即ち図30〜図31に示す工程は、図26〜図28と同様に行った。図26〜図28と同様の工程については説明を省略し、図29〜図31においては図26〜図28と同じものは同記号で表示した。
以上により、図31に示すように、半導体装置としてFLASH EPROMを製造した。
The manufacturing example of the FLASH EPROM shown in FIGS. 29 to 31 is the same as the above embodiment except that the steps shown in FIG. 28 in the above embodiment are changed as shown in FIGS. That is, as shown in FIG. 29, on the second polysilicon film 31 in the memory cell portion (left and center views in FIG. 29) and the first polysilicon film 28 in the peripheral circuit portion (right view in FIG. 29). Further, a refractory metal film (fourth conductor film) 42 made of a tungsten (W) film or a titanium (Ti) film is formed so as to have a thickness of about 2,000 mm (200 nm), and a polycide film is provided. Only differs from the above embodiment. The subsequent steps of FIG. 29, that is, the steps shown in FIGS. 30 to 31 were performed in the same manner as FIGS. The description of the same steps as in FIGS. 26 to 28 is omitted, and in FIGS. 29 to 31, the same components as those in FIGS. 26 to 28 are denoted by the same symbols.
As described above, as shown in FIG. 31, a FLASH EPROM was manufactured as a semiconductor device.

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。
In this FLASH EPROM, since the refractory metal films (fourth conductor films) 42a and 42b are provided on the control gate electrode 31a and the gate electrode 28b, the electric resistance value can be further reduced.
Here, although the refractory metal films (fourth conductor film) 42a and 42b are used as the refractory metal film (fourth conductor film), a refractory metal silicide film such as a titanium silicide (TiSi) film is used. May be used.

図32〜図34に示すFLASH EPROMの製造例は、上記実施例において、前記周辺回路部(第2素子領域)(図32における右図)の第2ゲート部33cも、前記メモリセル部(第1素子領域)(図32における左図及び中央図)の第1ゲート部33aと同様に、第1ポリシリコン膜28b(第1導電体膜)/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33又は図34に示すように、第1ポリシリコン膜28b及び第2ポリシリコン膜31bをショートさせてゲート電極を形成している点で異なること以外は上記実施例と同様である。 The flash EPROM shown in FIGS. 32 to 34 is manufactured in the same manner as the above-described embodiment, except that the second gate portion 33c of the peripheral circuit portion (second element region) (the right diagram in FIG. 32) is also the memory cell portion (first portion). (1 element region) (first polysilicon film 28b (first conductor film) / SiO 2 film 30d (capacitor insulating film) / second, similarly to the first gate portion 33a in the left and middle diagrams in FIG. 32) The structure is a polysilicon film 31b (second conductor film), and as shown in FIG. 33 or 34, the first polysilicon film 28b and the second polysilicon film 31b are short-circuited to form a gate electrode. Except for the differences, this embodiment is the same as the above embodiment.

ここでは、図33に示すように、第1ポリシリコン膜28b(第1導電体膜)/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32に示す第2ゲート部33cとは別の箇所、例えば絶縁膜54上に形成し、開口部52a内に第3導電体膜、例えばW膜又はTi膜等の高融点金属膜53aを埋め込むことにより、第1ポリシリコン膜28b及び第2ポリシリコン膜31bをショートさせている。また、図34に示すように、第1ポリシリコン膜28b(第1導電体膜)/SiO膜30d(キャパシタ絶縁膜)を貫通する開口部52bを形成して開口部52bの底部に下層の第1ポリシリコン膜28bを表出させた後、開口部52b内に第3導電体膜、例えばW膜又はTi膜等の高融点金属膜53bを埋め込むことにより、第1ポリシリコン膜28b及び第2ポリシリコン膜31bをショートさせている。 Here, as shown in FIG. 33, the first polysilicon film 28b (first conductor film) / SiO 2 film 30d (capacitor insulating film) / second polysilicon film 31b (second conductor film) is penetrated. The opening 52a is formed, for example, on a portion different from the second gate portion 33c shown in FIG. 32, for example, on the insulating film 54, and a third conductor film such as a W film or a Ti film is formed in the opening 52a. By embedding the melting point metal film 53a, the first polysilicon film 28b and the second polysilicon film 31b are short-circuited. Further, as shown in FIG. 34, an opening 52b penetrating the first polysilicon film 28b (first conductor film) / SiO 2 film 30d (capacitor insulating film) is formed, and a lower layer is formed at the bottom of the opening 52b. After the first polysilicon film 28b is exposed, a third conductor film, for example, a refractory metal film 53b such as a W film or a Ti film is embedded in the opening 52b, whereby the first polysilicon film 28b and the first polysilicon film 28b are formed. 2 The polysilicon film 31b is short-circuited.

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。
In this FLASH EPROM, since the second gate portion 33c of the peripheral circuit portion has the same structure as the first gate portion 33a of the memory cell portion, the peripheral circuit portion is simultaneously formed when the memory cell portion is formed. It can be formed, and the manufacturing process can be simplified and efficient.
Although the third conductor film 53a or 53b and the refractory metal film (fourth conductor film) 42 are separately formed here, they may be formed simultaneously as a common refractory metal film. Good.

(実施例4)
−磁気ヘッドの製造−
実施例4は、前記レジストパターン厚肉化材料を用いたレジストパターンの形成方法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4では、以下のレジストパターン102及び126が、前記真空ベーク処理後、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて実施例1におけるのと同様の方法により厚肉化されたものである。
Example 4
-Manufacture of magnetic heads-
Example 4 relates to the manufacture of a magnetic head as an application example of a resist pattern forming method using the resist pattern thickening material. In Example 4, the following resist patterns 102 and 126 were thickened by the same method as in Example 1 using the resist pattern thickening material after the vacuum baking. is there.

図35〜図38は、磁気ヘッドの製造を説明するための工程図である。
まず、図35に示すように、層間絶縁層100上に、厚みが6μmとなるようにレジスト膜を形成し、露光、現像を行って、渦巻状の薄膜磁気コイル形成用の開口パターンを有するレジストパターン102を形成した。
次に、図36に示すように、層間絶縁層100上における、レジストパターン102上及びレジストパターン102が形成されていない部位、即ち開口部104の露出面上に、厚みが0.01μmであるTi密着膜と厚みが0.05μmであるCu密着膜とが積層されてなるメッキ被加工表面106を蒸着法により形成した。
35 to 38 are process diagrams for explaining the manufacture of the magnetic head.
First, as shown in FIG. 35, a resist film is formed on the interlayer insulating layer 100 so as to have a thickness of 6 μm, exposed, and developed to have a resist having an opening pattern for forming a spiral thin film magnetic coil. A pattern 102 was formed.
Next, as shown in FIG. 36, Ti having a thickness of 0.01 μm on the interlayer insulating layer 100 on the resist pattern 102 and the portion where the resist pattern 102 is not formed, that is, on the exposed surface of the opening 104. A plating work surface 106 formed by laminating an adhesion film and a Cu adhesion film having a thickness of 0.05 μm was formed by vapor deposition.

次に、図37に示すように、層間絶縁層100上における、レジストパターン102が形成されていない部位、即ち開口部104の露出面上に形成されたメッキ被加工表面106の表面に、厚みが3μmであるCuメッキ膜からなる薄膜導体108を形成した。
次に、図38に示すように、レジストパターン102を溶解除去し層間絶縁層100上からリフトオフすると、薄膜導体108の渦巻状パターンによる薄膜磁気コイル110が形成される。
以上により磁気ヘッドを製造した。
Next, as shown in FIG. 37, the thickness of the portion of the interlayer insulating layer 100 where the resist pattern 102 is not formed, that is, the surface of the plating processing surface 106 formed on the exposed surface of the opening 104 is increased. A thin film conductor 108 made of a Cu plating film having a thickness of 3 μm was formed.
Next, as shown in FIG. 38, when the resist pattern 102 is dissolved and removed and lifted off from above the interlayer insulating layer 100, a thin film magnetic coil 110 having a spiral pattern of the thin film conductor 108 is formed.
A magnetic head was manufactured as described above.

ここで得られた磁気ヘッドは、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化されたレジストパターン102により渦巻状パターンが微細に形成されているので、薄膜磁気コイル110は微細かつ精細であり、しかも量産性に優れる。   In the magnetic head obtained here, since the spiral pattern is finely formed by the resist pattern 102 thickened by using the resist pattern thickening material, the thin film magnetic coil 110 is fine and fine. Moreover, it is excellent in mass productivity.

図39〜図44は、他の磁気ヘッドの製造を説明するための工程図である。
図39示すように、セラミック製の非磁性基板112上にスパッタリング法によりギャップ層114を被覆形成した。なお、非磁性基板112上には、図示していないが予め酸化ケイ素による絶縁体層及びNi−Feパーマロイからなる導電性被加工表面がスパッタリング法により被覆形成され、更にNi−Feパーマロイからなる下部磁性層が形成されている。そして、図示しない前記下部磁性層の磁性先端部となる部分を除くギャップ層114上の所定領域に熱硬化樹脂により樹脂絶縁膜116を形成した。次に、樹脂絶縁膜116上にレジスト材を塗布してレジスト膜118を形成した。
39 to 44 are process diagrams for explaining the manufacture of another magnetic head.
As shown in FIG. 39, a gap layer 114 was formed on a nonmagnetic substrate 112 made of ceramic by a sputtering method. Although not shown, an insulating layer made of silicon oxide and a conductive work surface made of Ni—Fe permalloy are previously formed on the nonmagnetic substrate 112 by sputtering, and a lower portion made of Ni—Fe permalloy. A magnetic layer is formed. Then, a resin insulating film 116 was formed from a thermosetting resin in a predetermined region on the gap layer 114 excluding a portion that becomes a magnetic tip of the lower magnetic layer (not shown). Next, a resist material was applied onto the resin insulating film 116 to form a resist film 118.

次に、図40に示すように、レジスト膜118に露光、現像を行い、渦巻状パターンを形成した。そして、図41に示すように、この渦巻状パターンのレジスト膜118を数百℃で一時間程度熱硬化処理を行い、突起状の第1渦巻状パターン120を形成した。更に、その表面にCuからなる導電性被加工表面122を被覆形成した。   Next, as shown in FIG. 40, the resist film 118 was exposed and developed to form a spiral pattern. Then, as shown in FIG. 41, the resist film 118 having the spiral pattern was subjected to a thermosetting process at several hundred degrees C. for about one hour to form a first spiral pattern 120 having a protrusion shape. Further, a conductive work surface 122 made of Cu was formed on the surface.

次に、図42に示すように、導電性被加工表面122上にレジスト材をスピンコート法により塗布してレジスト膜124を形成した後、レジスト膜124を第1渦巻状パターン120上にパターニングしてレジストパターン126を形成した。   Next, as shown in FIG. 42, a resist material is applied onto the conductive work surface 122 by spin coating to form a resist film 124, and then the resist film 124 is patterned on the first spiral pattern 120. Thus, a resist pattern 126 was formed.

次に、図43に示すように、導電性被加工表面122の露出面上に、即ちレジストパターン126が形成されていない部位上に、Cu導体層128をメッキ法により形成した。その後、図44に示すように、レジストパターン126を溶解除去することにより、導電性被加工表面122上からリフトオフし、Cu導体層128による渦巻状の薄膜磁気コイル130を形成した。
以上により、図45の平面図に示すような、樹脂絶縁膜116上に磁性層132を有し、表面に薄膜磁気コイル130が設けられた磁気ヘッドを製造した。
Next, as shown in FIG. 43, a Cu conductor layer 128 was formed by plating on the exposed surface of the conductive surface 122, that is, on the portion where the resist pattern 126 was not formed. Thereafter, as shown in FIG. 44, the resist pattern 126 was dissolved and removed to lift off from the conductive surface 122 to form a spiral thin film magnetic coil 130 made of the Cu conductor layer 128.
As described above, a magnetic head having the magnetic layer 132 on the resin insulating film 116 and the thin film magnetic coil 130 provided on the surface as shown in the plan view of FIG. 45 was manufactured.

ここで得られた磁気ヘッドは、前記レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化されたレジストパターン126により渦巻状パターンが微細に形成されているので、薄膜磁気コイル130は微細かつ精細であり、しかも量産性に優れる。   In the magnetic head obtained here, since the spiral pattern is finely formed by the resist pattern 126 thickened using the resist pattern thickening material, the thin film magnetic coil 130 is fine and fine. Moreover, it is excellent in mass productivity.

ここで、本発明の好ましい態様を付記すると、以下の通りである。
(付記1) 被加工表面上にレジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することにより該レジストパターンを厚肉化して厚肉化レジストパターンを形成する厚肉化レジストパターン形成工程と、
該厚肉化レジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工表面にパターニングを行うパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記2) 真空ベーク処理の温度が、60〜150℃である付記1に記載の半導体装置の製造方法。
(付記3) 真空ベーク処理の時間が、10〜300秒である付記1から2のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記4) 真空ベーク処理の真空度が、50torr以下である付記1から3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記5) レジストパターン厚肉化材料の塗布後、60〜150℃でベークするミキシングベーク処理を行う付記1から4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記6) ミキシングベーク処理の時間が、30〜300秒である付記5に記載の半導体装置の製造方法。
(付記7) ミキシングベーク処理の後、レジストパターン厚肉化材料の現像処理を行う付記5から6のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記8) 現像処理が純水を用いて行われる付記7に記載の半導体装置の製造方法。
(付記9) レジストパターン厚肉化材料が水溶性乃至アルカリ可溶性である付記1から8のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記10) 樹脂が、環状構造を少なくとも一部に有してなる付記1から9のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記11) 環状構造が、芳香族化合物、脂環族化合物及びヘテロ環状化合物から選択される付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(付記12) 環状構造の樹脂におけるモル含有率が5mol%以上である付記10から11のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 樹脂が、水溶性乃至アルカリ可溶性である付記1から12のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記14) 樹脂が、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール及びポリビニルアセテートから選択される少なくとも1種である付記1から13のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記15) 樹脂が、ポリビニルアセタールを5〜40質量%含有する付記1から14のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記16) 樹脂が、極性基を2以上有する付記1から15のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記17) 極性基が、水酸基、アミノ基、スルホニル基、カルボニル基、カルボキシル基及びこれらの誘導基から選択される付記16に記載の半導体装置の製造方法。
(付記18) レジストパターン厚肉化材料が架橋剤を含む付記1から17のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記19) 架橋剤が、メラミン誘導体、ユリア誘導体及びウリル誘導体から選択される少なくとも1種である付記18に記載の半導体装置の製造方法。
(付記20) レジストパターン厚肉化材料が界面活性剤を含む付記1から19のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記21) 界面活性剤が、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、及び両性界面活性剤から選択される少なくとも1種である付記20に記載の半導体装置の製造方法。
(付記22) 界面活性剤が、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、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、エチレンジアミン系界面活性剤、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、アミンオキサイド系界面活性剤、及びベタイン系界面活性剤から選択される付記20から21のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記23) レジストパターン厚肉化材料が含環状構造化合物を含む付記1から22のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記24) 含環状構造化合物が、25℃の水100g及び2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド100gのいずれかに対し1g以上溶解する水溶性を示す付記23に記載の半導体装置の製造方法。
(付記25) 含環状構造化合物が極性基を2以上有する付記23から24のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記26) 極性基が、水酸基、アミノ基、スルホニル基、カルボニル基、カルボキシル基及びこれらの誘導基から選択される付記25に記載の半導体装置の製造方法。
(付記27) 含環状構造化合物が、芳香族化合物、脂環族化合物及びヘテロ環状化合物から選択される少なくとも1種である付記24から26のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記28) 芳香族化合物が、ポリフェノール化合物、芳香族カルボン酸化合物、ナフタレン多価アルコール化合物、ベンゾフェノン化合物、フラボノイド化合物、これらの誘導体及びこれらの配糖体から選択され、
脂環族化合物が、ポリシクロアルカン、シクロアルカン、ステロイド類、これらの誘導体及びこれらの配糖体から選択され、
ヘテロ環状化合物が、ピロリジン、ピリジン、イミダゾール、オキサゾール、モルホリン、ピロリドン、フラン、ピラン、糖類及びこれらの誘導体から選択される付記27に記載の半導体装置の製造方法。
(付記29) レジストパターン厚肉化材料が有機溶剤を含む付記1から28のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記30) 有機溶剤が、アルコール系溶剤、鎖状エステル系溶剤、環状エステル系溶剤、ケトン系溶剤、鎖状エーテル系溶剤、及び環状エーテル系溶剤から選択される少なくとも1種である付記29に記載の半導体装置の製造方法。
(付記31) レジストパターン厚肉化材料が相間移動触媒を含む付記1から30のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記32) レジストパターン厚肉化材料が水酸基を少なくとも2つ有する多価アルコールを含む付記1から31のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記33) レジストパターンが、ArFレジスト、及びアクリル系樹脂を含んでなるレジストの少なくともいずれかで形成された付記1から32のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記34) ArFレジストが、脂環族系官能基を側鎖に有するアクリル系レジスト、シクロオレフィン−マレイン酸無水物系レジスト及びシクロオレフィン系レジストから選択される少なくとも1種である付記33に記載の半導体装置の製造方法。
(付記35) 被加工表面が半導体基材表面である付記1から34のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記36) 厚肉化レジストパターンにより形成されるレジスト抜けパターンが、ライン&スペースパターン、ホールパターン、及びトレンチパターンから選択される少なくとも1種である付記1から35のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
(付記37) 付記1から36のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする半導体装置。
(付記38) レジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
Here, it will be as follows if the preferable aspect of this invention is appended.
(Appendix 1) After forming a resist pattern on the surface to be processed, vacuum resist baking is performed on the resist pattern, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern. A thickened resist pattern forming step of thickening the resist pattern to form a thickened resist pattern;
And a patterning step of patterning the surface to be processed by etching using the thickened resist pattern as a mask.
(Additional remark 2) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 1 whose temperature of a vacuum baking process is 60-150 degreeC.
(Additional remark 3) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 1 to 2 whose time of a vacuum baking process is 10 to 300 seconds.
(Additional remark 4) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 1 to 3 whose vacuum degree of a vacuum baking process is 50 torr or less.
(Additional remark 5) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional remark 1 to 4 which performs the mixing baking process baked at 60-150 degreeC after application | coating of a resist pattern thickening material.
(Additional remark 6) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 5 whose time of a mixing bake process is 30 to 300 second.
(Additional remark 7) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional remark 5 to 6 which develops a resist pattern thickening material after a mixing bake process.
(Additional remark 8) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 7 with which a development process is performed using a pure water.
(Supplementary note 9) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 8, wherein the resist pattern thickening material is water-soluble or alkali-soluble.
(Additional remark 10) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional remark 1 to 9 in which resin has a cyclic structure in at least one part.
(Additional remark 11) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 10 whose cyclic structure is selected from an aromatic compound, an alicyclic compound, and a heterocyclic compound.
(Additional remark 12) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 10 to 11 whose molar content rate in resin of cyclic structure is 5 mol% or more.
(Additional remark 13) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 1 to 12 whose resin is water solubility thru | or alkali solubility.
(Supplementary note 14) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 13, wherein the resin is at least one selected from polyvinyl alcohol, polyvinyl acetal, and polyvinyl acetate.
(Additional remark 15) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 1 to 14 in which resin contains 5-40 mass% of polyvinyl acetals.
(Additional remark 16) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional remarks 1-15 in which resin has two or more polar groups.
(Supplementary note 17) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 16, wherein the polar group is selected from a hydroxyl group, an amino group, a sulfonyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, and a derivative group thereof.
(Supplementary note 18) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 17, wherein the resist pattern thickening material includes a crosslinking agent.
(Additional remark 19) The manufacturing method of the semiconductor device of Additional remark 18 whose crosslinking agent is at least 1 sort (s) selected from a melamine derivative, a urea derivative, and a uril derivative.
(Supplementary note 20) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 19, wherein the resist pattern thickening material includes a surfactant.
(Supplementary note 21) The semiconductor device according to supplementary note 20, wherein the surfactant is at least one selected from a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and an amphoteric surfactant. Production method.
(Supplementary Note 22) The surfactant is a polyoxyethylene-polyoxypropylene condensate compound, a polyoxyalkylene alkyl ether compound, a polyoxyethylene alkyl ether compound, a polyoxyethylene derivative compound, a sorbitan fatty acid ester compound, a glycerin fatty acid ester compound, Primary alcohol ethoxylate compound, phenol ethoxylate compound, alkoxylate surfactant, fatty acid ester surfactant, amide surfactant, alcohol surfactant, ethylenediamine surfactant, alkyl cation surfactant Addendum 20 to 21 selected from an agent, an amide type quaternary cationic surfactant, an ester type quaternary cationic surfactant, an amine oxide surfactant, and a betaine surfactant A method for manufacturing a semiconductor device.
(Supplementary note 23) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 22, wherein the resist pattern thickening material includes a cyclic structure compound.
(Supplementary note 24) The method for producing a semiconductor device according to supplementary note 23, wherein the cyclic structure compound is soluble in 1 g or more in either 100 g of water at 25 ° C. or 100 g of 2.38 mass% tetramethylammonium hydroxide. .
(Additional remark 25) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remarks 23 to 24 in which a cyclic structure compound has two or more polar groups.
(Supplementary note 26) The method for manufacturing a semiconductor device according to supplementary note 25, wherein the polar group is selected from a hydroxyl group, an amino group, a sulfonyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, and derivatives thereof.
(Additional remark 27) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional marks 24 to 26 whose cyclic structure compound is at least 1 sort (s) selected from an aromatic compound, an alicyclic compound, and a heterocyclic compound.
(Supplementary note 28) The aromatic compound is selected from a polyphenol compound, an aromatic carboxylic acid compound, a naphthalene polyhydric alcohol compound, a benzophenone compound, a flavonoid compound, a derivative thereof and a glycoside thereof,
The alicyclic compound is selected from polycycloalkanes, cycloalkanes, steroids, derivatives thereof and glycosides thereof,
28. The method of manufacturing a semiconductor device according to appendix 27, wherein the heterocyclic compound is selected from pyrrolidine, pyridine, imidazole, oxazole, morpholine, pyrrolidone, furan, pyran, saccharide, and derivatives thereof.
(Supplementary note 29) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 28, wherein the resist pattern thickening material includes an organic solvent.
(Supplementary Note 30) In Supplementary Note 29, the organic solvent is at least one selected from alcohol solvents, chain ester solvents, cyclic ester solvents, ketone solvents, chain ether solvents, and cyclic ether solvents. The manufacturing method of the semiconductor device of description.
(Additional remark 31) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of Additional remark 1 to 30 in which a resist pattern thickening material contains a phase transfer catalyst.
(Supplementary note 32) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 31, wherein the resist pattern thickening material includes a polyhydric alcohol having at least two hydroxyl groups.
(Supplementary note 33) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of supplementary notes 1 to 32, wherein the resist pattern is formed of at least one of an ArF resist and a resist including an acrylic resin.
(Supplementary note 34) The supplementary note 33, wherein the ArF resist is at least one selected from an acrylic resist having a cycloaliphatic functional group in the side chain, a cycloolefin-maleic anhydride resist, and a cycloolefin resist. Semiconductor device manufacturing method.
(Additional remark 35) The manufacturing method of the semiconductor device in any one of additional marks 1-34 whose surface to be processed is a semiconductor substrate surface.
(Supplementary Note 36) The semiconductor device according to any one of Supplementary notes 1 to 35, wherein the resist removal pattern formed by the thickened resist pattern is at least one selected from a line & space pattern, a hole pattern, and a trench pattern. Manufacturing method.
(Appendix 37) A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to any one of Appendixes 1 to 36.
(Appendix 38) A resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern after the resist pattern is formed and then vacuum baking is performed to bake the resist pattern in a vacuum. Forming a resist pattern.

本発明のレジストパターンの形成方法は、例えば、マスクパターン、レチクルパターン、磁気ヘッド、LCD(液晶ディスプレイ)、PDP(プラズマディスプレイパネル)、SAWフィルタ(弾性表面波フィルタ)等の機能部品、光配線の接続に利用される光部品、マイクロアクチュエータ等の微細部品、半導体装置の製造に好適に適用することができ、後述する本発明の半導体装置の製造方法に好適に用いることができる。
本発明の半導体装置の製造方法は、フラッシュメモリ、DRAM、FRAM、等を初めとする各種半導体装置の製造に好適に用いることができる。
本発明の半導体装置は、フラッシュメモリ、DRAM、FRAM、等として好適に用いることができる。
The resist pattern forming method of the present invention includes, for example, a mask pattern, a reticle pattern, a magnetic head, an LCD (liquid crystal display), a PDP (plasma display panel), a SAW filter (surface acoustic wave filter), and other functional parts, The present invention can be suitably applied to the manufacture of optical components used for connection, fine components such as microactuators, and semiconductor devices, and can be preferably used in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention described later.
The semiconductor device manufacturing method of the present invention can be suitably used for manufacturing various semiconductor devices including flash memory, DRAM, FRAM, and the like.
The semiconductor device of the present invention can be suitably used as a flash memory, DRAM, FRAM, or the like.

図1は、レジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化するメカニズムの説明図であり、レジストパターン厚肉化材料をレジストパターンの表面に付与した状態を表す。FIG. 1 is an explanatory diagram of a mechanism for thickening a resist pattern using a resist pattern thickening material, and shows a state in which the resist pattern thickening material is applied to the surface of the resist pattern. 図2は、レジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化するメカニズムの説明図であり、レジストパターン厚肉化材料がレジストパターン表面に染み込んだ状態を表す。FIG. 2 is an explanatory diagram of a mechanism for thickening a resist pattern using a resist pattern thickening material, and shows a state in which the resist pattern thickening material has permeated the resist pattern surface. 図3は、レジストパターンをレジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化するメカニズムの説明図であり、レジストパターン厚肉化材料によりレジストパターン表面が厚肉化された状態を表す。FIG. 3 is an explanatory diagram of a mechanism for thickening a resist pattern using a resist pattern thickening material, and shows a state in which the resist pattern surface is thickened by the resist pattern thickening material. 図4は、本発明のレジストパターンの形成方法の一例を説明するための概略図であり、レジスト膜を形成した状態を表す。FIG. 4 is a schematic view for explaining an example of a resist pattern forming method of the present invention, and shows a state in which a resist film is formed. 図5は、本発明のレジストパターンの形成方法の一例を説明するための概略図であり、レジスト膜をパターン化してレジストパターンを形成した状態を表す。FIG. 5 is a schematic view for explaining an example of a resist pattern forming method of the present invention, and shows a state in which a resist pattern is formed by patterning a resist film. 図6は、本発明のレジストパターンの形成方法の一例を説明するための概略図であり、レジストパターン表面にレジストパターン厚肉化材料を付与した状態を表す。FIG. 6 is a schematic view for explaining an example of a resist pattern forming method of the present invention, and shows a state in which a resist pattern thickening material is applied to the resist pattern surface. 図7は、本発明のレジストパターンの形成方法の一例を説明するための概略図であり、レジストパターン厚肉化材料がレジストパターン表面にミキシングし、染み込んだ状態を表す。FIG. 7 is a schematic diagram for explaining an example of a resist pattern forming method of the present invention, and shows a state in which a resist pattern thickening material is mixed and soaked into the resist pattern surface. 図8は、本発明のレジストパターンの形成方法の一例を説明するための概略図であり、厚肉化レジストパターンを現像した状態を表す。FIG. 8 is a schematic view for explaining an example of the resist pattern forming method of the present invention, and shows a state in which the thickened resist pattern is developed. 図9は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、シリコン基板上に層間絶縁膜を形成した状態を表す。FIG. 9 is a schematic view for explaining an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and shows a state in which an interlayer insulating film is formed on a silicon substrate. 図10は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、図9に示す層間絶縁膜上にチタン膜を形成した状態を表す。FIG. 10 is a schematic view for explaining an example of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and shows a state in which a titanium film is formed on the interlayer insulating film shown in FIG. 図11は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、チタン膜上にレジスト膜を形成し、チタン層にホールパターンを形成した状態を表す。FIG. 11 is a schematic view for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and shows a state in which a resist film is formed on a titanium film and a hole pattern is formed on the titanium layer. 図12は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、ホールパターンを層間絶縁膜にも形成した状態を表す。FIG. 12 is a schematic view for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and shows a state in which a hole pattern is also formed in an interlayer insulating film. 図13は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、ホールパターンを形成した層間絶縁膜上にCu膜を形成した状態を表す。FIG. 13 is a schematic diagram for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and shows a state in which a Cu film is formed on an interlayer insulating film in which a hole pattern is formed. 図14は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、ホールパターン上以外の層間絶縁膜上に堆積されたCuを除去した状態を表す。FIG. 14 is a schematic diagram for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and shows a state in which Cu deposited on an interlayer insulating film other than on the hole pattern is removed. 図15は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、ホールパターン内に形成されたCuプラグ上及び層間絶縁膜上に層間絶縁膜を形成した状態を表す。FIG. 15 is a schematic diagram for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and shows a state in which an interlayer insulating film is formed on a Cu plug and an interlayer insulating film formed in a hole pattern. 図16は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、表層としての層間絶縁膜にホールパターンを形成し、Cuプラグを形成した状態を表す。FIG. 16 is a schematic diagram for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and shows a state in which a hole pattern is formed in an interlayer insulating film as a surface layer and a Cu plug is formed. 図17は、本発明の半導体装置の製造方法の一例を説明するための概略図であり、三層構造の配線を形成した状態を表す。FIG. 17 is a schematic view for explaining an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and shows a state in which a wiring having a three-layer structure is formed. 図18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。FIG. 18 is a plan view showing a first example of a FLASH EPROM manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 図19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。FIG. 19 is a plan view showing a first example of a FLASH EPROM manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 図20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。FIG. 20 is a schematic explanatory view of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 図21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20の次のステップを表す。FIG. 21 is a schematic explanatory diagram of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図22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21の次のステップを表す。FIG. 22 is a schematic explanatory diagram of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図23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22の次のステップを表す。FIG. 23 is a schematic explanatory diagram of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図24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23の次のステップを表す。FIG. 24 is a schematic explanatory diagram of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図25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24の次のステップを表す。FIG. 25 is a schematic explanatory view of a first example of the manufacture of FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図26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25の次のステップを表す。FIG. 26 is a schematic explanatory view of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図27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26の次のステップを表す。FIG. 27 is a schematic explanatory view of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図28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27の次のステップを表す。FIG. 28 is a schematic explanatory view of a first example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図29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。FIG. 29 is a schematic explanatory diagram of a second example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 図30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29の次のステップを表す。FIG. 30 is a schematic explanatory diagram of a second example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図31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30の次のステップを表す。FIG. 31 is a schematic explanatory diagram of a second example of the manufacture of FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図32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。FIG. 32 is a schematic explanatory diagram of a third example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. 図33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32の次のステップを表す。FIG. 33 is a schematic explanatory view of a third example of manufacturing a FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図34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33の次のステップを表す。FIG. 34 is a schematic explanatory view of a third example of the manufacture of FLASH EPROM by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, and represents the next step of FIG. 図35は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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。FIG. 35 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head. 図36は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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35の次のステップを表す。FIG. 36 is a schematic cross-sectional explanatory view of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図37は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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36の次のステップを表す。FIG. 37 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図38は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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37の次のステップを表す。FIG. 38 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図39は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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38の次のステップを表す。FIG. 39 is a schematic cross-sectional explanatory view of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図40は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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39の次のステップを表す。FIG. 40 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図41は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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40の次のステップを表す。FIG. 41 is a schematic cross-sectional explanatory view of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図42は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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41の次のステップを表す。FIG. 42 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図43は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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42の次のステップを表す。FIG. 43 is a schematic cross-sectional explanatory view of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図44は、レジストパターン厚肉化材料を用いて厚肉化したレジストパターン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43の次のステップを表す。FIG. 44 is a schematic cross-sectional explanatory diagram of an example in which a resist pattern thickened using a resist pattern thickening material is applied to the manufacture of a magnetic head, and represents the next step of FIG. 図45は、図35〜図44のステップを経て製造された磁気ヘッドの一例を示す平面図である。FIG. 45 is a plan view showing an example of a magnetic head manufactured through the steps of FIGS.

符号の説明Explanation of symbols

1 レジストパターン厚肉化材料
3 レジストパターン
5 被加工表面(基材)
10 レジストパターン(本発明)
10a 表層
10b 内層レジストパターン
11 シリコン基板
12 層間絶縁膜
13 チタン膜
14 レジストパターン
15a 開口部
15b 開口部
16 TiN膜
16a TiN膜
17 Cu膜
17a 配線
18 層間絶縁膜
19 Cuプラグ
20 配線
21 配線
22 Si基板(半導体基板)
23 フィールド酸化膜
24a 第1ゲート絶縁膜
24b 第2ゲート絶縁膜
25a 第1閾値制御層
25b 第2閾値制御層
26 レジスト膜
27 レジスト膜
28 第1ポリシリコン層(第1導電体膜)
28a フローティングゲート電極
28b ゲート電極(第1ポリシリコン膜)
28c フローティングゲート電極
29 レジスト膜
30a キャパシタ絶縁膜
30b キャパシタ絶縁膜
30c キャパシタ絶縁膜
30d 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
36a S/D(ソース・ドレイン)領域層
37 層間絶縁膜
38a コンタクトホール
38b コンタクトホール
39a コンタクトホール
39b コンタクトホール
40a S/D(ソース・ドレイン)電極
40b S/D(ソース・ドレイン)電極
41a S/D(ソース・ドレイン)電極
41b S/D(ソース・ドレイン)電極
42 高融点金属膜(第4導電体膜)
42a 高融点金属膜(第4導電体膜)
42b 高融点金属膜(第4導電体膜)
44a 第1ゲート部
44b 第2ゲート部
45a S/D(ソース・ドレイン)領域層
45b S/D(ソース・ドレイン)領域層
46a S/D(ソース・ドレイン)領域層
46b S/D(ソース・ドレイン)領域層
47 層間絶縁膜
48a コンタクトホール
48b コンタクトホール
49a コンタクトホール
49b コンタクトホール
50a S/D(ソース・ドレイン)電極
50b S/D(ソース・ドレイン)電極
51a S/D(ソース・ドレイン)電極
51b S/D(ソース・ドレイン)電極
52a 開口部
52b 開口部
53a 高融点金属膜(第3導電体膜)
53b 高融点金属膜(第3導電体膜)
54 絶縁膜
100 層間絶縁層
102 レジストパターン
104 開口部
106 メッキ被加工表面
108 薄膜導体(Cuメッキ膜)
110 薄膜磁気コイル
112 非磁性基板
114 ギャップ層
116 樹脂絶縁層
118 レジスト膜
118a レジストパターン
120 第1渦巻状パターン
122 導電性被加工表面
124 レジスト膜
126 レジストパターン
128 Cu導体膜
130 薄膜磁気コイル
132 磁性層


1 Resist pattern thickening material 3 Resist pattern 5 Surface to be processed (base material)
10 resist pattern (present invention)
10a Surface layer 10b Inner layer resist pattern 11 Silicon substrate 12 Interlayer insulating film 13 Titanium film 14 Resist pattern 15a Opening 15b Opening 16 TiN film 16a TiN film 17 Cu film 17a Wiring 18 Interlayer insulating film 19 Cu plug 20 Wiring 21 Wiring 22 Si substrate (Semiconductor substrate)
23 field oxide film 24a first gate insulating film 24b second gate insulating film 25a first threshold control layer 25b second threshold control layer 26 resist film 27 resist film 28 first polysilicon layer (first conductor film)
28a Floating gate electrode 28b Gate electrode (first polysilicon film)
28c Floating gate electrode 29 Resist film 30a Capacitor insulating film 30b Capacitor insulating film 30c Capacitor insulating film 30d SiO 2 film 31 Second polysilicon layer (second conductor film)
31a Control gate electrode 31b Second polysilicon film 32 Resist film 33a First gate part 33b Second gate part 33c Second gate part 35a S / D (source / drain) region layer 35b S / D (source / drain) region layer 36a S / D (source / drain) region layer 36a S / D (source / drain) region layer 37 Interlayer insulating film 38a Contact hole 38b Contact hole 39a Contact hole 39b Contact hole 40a S / D (source / drain) electrode 40b S / D (source / drain) electrode 41a S / D (source / drain) electrode 41b S / D (source / drain) electrode 42 refractory metal film (fourth conductor film)
42a refractory metal film (fourth conductor film)
42b refractory metal film (fourth conductor film)
44a First gate portion 44b Second gate portion 45a S / D (source / drain) region layer 45b S / D (source / drain) region layer 46a S / D (source / drain) region layer 46b S / D (source / drain) region layer Drain) region layer 47 Interlayer insulating film 48a Contact hole 48b Contact hole 49a Contact hole 49b Contact hole 50a S / D (source / drain) electrode 50b S / D (source / drain) electrode 51a S / D (source / drain) electrode 51b S / D (Source / Drain) Electrode 52a Opening 52b Opening 53a Refractory Metal Film (Third Conductor Film)
53b refractory metal film (third conductor film)
54 Insulating film 100 Interlayer insulating layer 102 Resist pattern 104 Opening 106 Surface to be plated 108 Thin film conductor (Cu plating film)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 110 Thin film magnetic coil 112 Nonmagnetic board | substrate 114 Gap layer 116 Resin insulating layer 118 Resist film 118a Resist pattern 120 1st spiral pattern 122 Conductive processed surface 124 Resist film 126 Resist pattern 128 Cu conductor film 130 Thin film magnetic coil 132 Magnetic layer


Claims (5)

被加工表面上にレジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することにより該レジストパターンを厚肉化して厚肉化レジストパターンを形成する厚肉化レジストパターン形成工程と、
該厚肉化レジストパターンをマスクとしてエッチングにより前記被加工表面にパターニングを行うパターニング工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
After forming a resist pattern on the surface to be processed, the resist pattern is baked in a vacuum, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern. A thickened resist pattern forming step of forming a thickened resist pattern by thickening the resist pattern;
And a patterning step of patterning the surface to be processed by etching using the thickened resist pattern as a mask.
真空ベーク処理の温度が、60〜150℃である請求項1に記載の半導体装置の製造方法。   The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the temperature of the vacuum baking process is 60 to 150 ° C. 真空ベーク処理の時間が、10〜300秒である請求項1から2のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。   The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the time of the vacuum baking process is 10 to 300 seconds. 請求項1から3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法により製造されることを特徴とする半導体装置。   A semiconductor device manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1. レジストパターンを形成後、該レジストパターンを真空でベークする真空ベーク処理を行った後、少なくとも樹脂を含有するレジストパターン厚肉化材料を前記レジストパターンの表面に塗布することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
After the resist pattern is formed, the resist pattern is subjected to a vacuum baking process in which the resist pattern is baked in a vacuum, and then a resist pattern thickening material containing at least a resin is applied to the surface of the resist pattern. Forming method.
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