(57)【要約】【課題】形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成可能なレジスト組成物、微細かつ高精細なレジストパターンを効率的かつ寸法精度よく形成可能なレジストパターンの形成方法、及び半導体装置の製造方法の提供。【解決手段】本発明のレジスト組成物は、基材樹脂、光酸発生剤、第１添加剤及び第２添加剤を少なくとも含んでなり、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧よりも低い。本発明のレジストパターンの形成方法は、被加工面上に、本発明の前記レジスト組成物を塗布し加熱してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、該レジスト膜に対して、電離放射線を選択的に照射する電離放射線照射工程と、電離放射線が照射された該レジスト膜を加熱する加熱工程と、現像する現像工程とを少なくとも含む。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材樹脂、光酸発生剤、第１添加剤及び第２添加剤を少なくとも含んでなり、
前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧よりも低いことを特徴とするレジスト組成物。
【請求項２】
第２添加剤のｐＫａが、第１添加剤のｐＫａに対して、２以上大きい請求項１に記載のレジスト組成物。
【請求項３】
第１添加剤及び第２添加剤のｐＫａが、４以上である請求項１から２のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項４】
レジスト成膜温度において、第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧に対して、２６．６６ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）以上低い請求項１から３のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項５】
レジスト成膜温度において、第１添加剤及び第２添加剤の蒸気圧が、１０１．３０８ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）以下である請求項１から４のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項６】
第１添加剤及び第２添加剤の添加モル比（第１添加剤／第２添加剤）が、１／１０〜１０／１である請求項１から５のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項７】
第１添加剤及び第２添加剤が、カルボン酸及び含窒素化合物から選択される少なくとも１種である請求項１から６のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項８】
有機溶剤を更に含み、ポジ型である請求項１から７のいずれかに記載のレジスト組成物。
【請求項９】
被加工面上に、請求項１から７のいずれかに記載のレジスト組成物を塗布し加熱してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、該レジスト膜に対して、電離放射線を選択的に照射する電離放射線照射工程と、電離放射線が照射された該レジスト膜を加熱する加熱工程と、現像する現像工程とを少なくとも含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のレジストパターンの形成方法により、被加工面上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該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面をパターニングする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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細かつ高精細なレジストパターンの形成に好適なレジスト組成物、該レジスト組成物を用いたレジストパターンの形成方法、及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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）の短波長化により、更には、電子線やＸ線等を使用し、より微細なパターン形成の実現が検討されるに至っている。
【０００３】
電子線、Ｘ線などを用いたリソグラフィに使用可能なレジスト材料としては、光酸発生剤を含有する化学増幅レジストが有望視されている。該化学増幅レジストは、例えば、電子線、Ｘ線、収束イオンビーム等が照射されると、前記光酸発生剤から酸が発生し、その後にベーク処理が行われると、触媒反応により、前記電子線等の照射領域が、アルカリ可溶（ポジ型）又はアルカリ不溶（ネガ型）に変化する。このため、見かけの量子効率を向上させて、高感度化を図ることができる。このような化学増幅レジストは、一般に、基材樹脂、光酸発生剤、各種添加剤、有機溶剤等を含んでおり、特にネガ型レジストでは、更に架橋剤を含んでいる。
【０００４】
ところで、電子線を用いたリソグラフィでは、レジスト膜に入射する電子が電荷を有することから、電子線の照射の際にレジスト組成物中の物質の原子核や電子との相互作用が生じる。このため、基板２００上に形成されたポジ型レジスト膜２１０については、図２６Ａに示すように、基板２００上に形成されたネガ型レジスト膜２２０については、図２６Ｂに示すように、それぞれ電子線が入射すると、散乱（前方散乱）が生じ、レジスト膜２１０及び２２０における電子線照射部では、照射面積がレジスト膜２１０及び２２０の表面よりも底部の方で大きくなる。その結果、ポジ型レジストでは、図２６Ｃに示すように、現像後に得られるレジスト抜けパターン（レジストパターン２１２間の開口部２１４）の断面形状が逆テーパ形状となり、ネガ型レジストでは、図２６Ｄに示すように、現像後に得られるレジスト抜けパターン（レジストパターン２２２間の開口部２２４）の断面形状が順テーパ形状となる。
このようなレジストパターンの形状異常、特に逆テーパ形状が生じると、パターン上面から観察する際、寸法の正確な測定を行うことができず、半導体デバイスの微細加工が困難になるという問題があった。
【０００５】
前記電子線を用いたリソグラフィにおけるパターンの形状異常は、電子線散乱のプロファイルが反映されたものであり、レジストの解像性が向上するほどプロファイルを忠実に再現し、形状がより悪化する。このため、従来では、レジスト材料のアルカリ溶解性を調節し、解像性を低下させることにより、レジスト膜の表面から内部に向かって徐々に溶解させ、テーパ角の小さい（垂直な）パターンを形成していた。しかし、この方法では、電子線を照射する領域のサイズに対して、現像後に得られるパターンサイズが大幅に拡がり、微細パターンの形成が困難であった。
【０００６】
順テーパ形状のレジストパターンを形成する方法としては、例えば、電子ビームの照射によりガラス転移温度が上昇する性質を有するポジ型レジストを用いてレジストパターンを形成した後、該レジストパターンの表面に電子ビームを照射し、上層部のガラス転移温度を上昇させる。そして、ベーク処理を行うことにより、電子ビームが照射されていない下層部のレジストパターンを流動化させ、下部の開口部を縮小させて、レジスト抜けパターンの断面形状が順テーパ形状であるレジストパターンを得る方法が提案されている（特許文献１参照）。しかし、この方法は、開口部の断面が垂直形状のレジストパターンを形成した後、断面形状を順テーパ形状に変化させるものであり、断面が逆テーパ形状になるのを抑制して、順テーパ形状のレジストパターンを形成するものではない。また、先ずレジストパターンを形成させてから種々の処理を行っているため、非効率的である。
また、特定の構造を有する酸分解性樹脂を含有させることにより、優れたパターンプロファイルの形状が得られるポジ型レジスト組成物が提案されており、露光から加熱までの経時による性能変化を低下させるためには、更に塩基性化合物を含むのが好ましい点が、開示されている（特許文献２参照）。しかし、このポジ型レジスト組成物においては、単に塩基性化合物が１種添加されただけであり、レジストパターンの断面におけるテーパ角を精度よく制御する点では不充分である。
【０００７】
したがって、形状異常の発生を抑制可能で微細かつ高精細なレジストパターンを効率的かつ寸法精度よく形成可能なレジスト組成物及びこれを用いた関連技術は、未だ提供されていないのが現状である。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−９１４１５号公報
【特許文献２】特開２００５−２０８３６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来における前記問題を解決し、以下の目的を達成することを課題とする。即ち、本発明は、形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成可能なレジスト組成物、該レジスト組成物を用い、微細かつ高精細なレジストパターンを効率的かつ寸法精度よく形成可能なレジストパターンの形成方法、及び前記レジスト組成物を用い、形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを形成可能であり、該レジスト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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するための手段としては、後述する付記に列挙した通りである。即ち、
本発明のレジスト組成物は、基材樹脂、光酸発生剤、第１添加剤及び第２添加剤を少なくとも含んでなり、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、前記第１添加剤の蒸気圧よりも低いことを特徴とする。
該レジスト組成物においては、前記第１添加剤及び前記第２添加剤を含み、レジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、前記第１添加剤の蒸気圧よりも低いので、該レジスト組成物を用いてレジスト膜を形成すると、該レジスト膜の下部に前記第２添加剤が偏在する。また、前記第２添加剤のｐＫａ（酸解離定数Ｋａの逆数の対数値）が、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きいので、前記レジスト膜の下部における塩基性度が高められ、パターニング時に電離放射線が照射されて発生する酸が中和され、前記基材樹脂の反応を抑制し、レジスト抜けパターン（レジストパターン間の開口部）の断面形状におけるテーパ角を制御し、形状異常の発生を抑制することができ、微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成することができる。
【００１１】
本発明のレジストパターンの形成方法は、被加工面上に本発明の前記レジスト組成物を塗布し加熱してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、該レジスト膜に対して、電離放射線を選択的に照射する電離放射線照射工程と、電離放射線が照射された該レジスト膜を加熱する加熱工程と、現像する現像工程とを少なくとも含むことを特徴とする。
該レジストパターンの形成方法では、前記レジスト膜形成工程において、前記被加工面１上に、本発明の前記レジスト組成物が塗布され、図１Ａに示すように、第１添加剤Ａ及び第２添加剤Ｂが膜中に散在した、レジスト膜２が形成される。次いで、該レジスト膜２が加熱される。このとき、該加熱の温度（レジスト成膜温度）において、第２添加剤Ｂの蒸気圧が、第１添加剤Ａの蒸気圧よりも低いので、図１Ｂに示すように、前記レジスト膜２の上部に第１添加剤Ａが、下部に第２添加剤Ｂが、それぞれ偏在する。次いで、前記電離放射線照射工程において、該レジスト膜に対して、前記電離放射線が選択的に照射される。ここで、該電離放射線が、例えば電子線である場合、図１Ｂに示すように、電子線がレジスト膜２に入射すると、散乱（前方散乱）が生じ、レジスト膜２における電子線照射部では、照射面積がレジスト膜２の表面よりも底部の方で大きくなる。しかし、レジスト膜２の下部に偏在している第２添加剤ＢのｐＫａが、レジスト膜２の上部に位置する第１添加剤ＡのｐＫａよりも大きいので、前記レジスト膜２の下部における塩基性度が高められ、電子線が照射されて発生する酸が中和され、前記基材樹脂の反応が抑制される。その後、前記加熱工程において、該レジスト膜２が加熱される。そして、前記現像工程において、現像される。その結果、前記レジスト組成物がポジ型である場合、図１Ｃに示すように、前記レジスト抜けパターンの断面形状が、垂直乃至順テーパ形状（レジストパターン３間の開口部４における角度θが、９０°以上）であるレジストパターン３が形成される。該レジストパターン３は、微細かつ高精細であり、エッチング処理等することにより半導体装置を製造する際のマスクに好適である。
【００１２】
本発明の半導体装置の製造方法は、本発明の前記レジストパターンの形成方法により、被加工面上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該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面をパターニングする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、前記レジストパターン形成工程において、本発明の前記レジストパターンの形成方法により、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面上にレジストパターンが形成される。該レジストパターンは、形状異常の発生が抑制され、微細かつ高精細である。次に、前記パターニング工程において、前記レジストパターン形成工程において形成されたレジストパターンをマスクとして用いてエッチングを行うことにより、前記被加工面が微細かつ高精細にしかも寸法精度よ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かつ高性能な半導体装置が効率よく製造される。
【００１３】
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たことを特徴とする。該半導体装置は、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し、高品質かつ高性能である。
【発明の効果】
【００１４】
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、形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成可能なレジスト組成物、該レジスト組成物を用い、微細かつ高精細なレジストパターンを効率的かつ寸法精度よく形成可能なレジストパターンの形成方法、及び前記レジスト組成物を用い、形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを形成可能であり、該レジスト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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
（レジスト組成物）
本発明のレジスト組成物は、基材樹脂、光酸発生剤、及び少なくとも２種の添加剤を少なくとも含んでなり、有機溶剤、更に必要に応じて適宜選択した、界面活性剤等のその他の成分を含んでなる。
本発明の前記レジスト組成物は、電子線等の電離放射線の照射によりレジストパターンを形成する場合、レジストパターンの形状異常を効果的に抑制することができる点で、ポジ型であるのが好ましい。
【００１６】
−添加剤−
前記添加剤は、少なくとも２種（第１添加剤及び第２添加剤）使用することが必要であり、第１添加剤及び第２添加剤の特性としては、以下の条件を充たすことが必要である。即ち、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、前記第１添加剤の蒸気圧よりも低いことが必要である。
この場合、レジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、前記第１添加剤の蒸気圧よりも低いので、該レジスト膜の下部に前記第２添加剤が偏在する。また、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きいので、前記レジスト膜の下部における塩基性度が高められ、パターニング時に電離放射線等が照射されて発生する酸が中和され、前記基材樹脂の反応を抑制し、形成されるレジストパターンの断面形状におけるテーパ角を制御することができる。
【００１７】
前記第１添加剤及び前記第２添加剤のｐＫａ（酸解離定数Ｋａの逆数の対数値）としては、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大き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、前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａに対して、２以上大きいのが好ましく、３以上大きいのがより好ましい。
前記第２添加剤のｐＫａと前記第１添加剤のｐＫａとの差が、２未満であると、電離放射線の照射により発生する酸の中和度合いに差が生じず、レジスト抜けパターン（レジストパターン間の開口部）の断面形状におけるテーパ角の制御を充分に行うことができないことがある。
【００１８】
また、前記第１添加剤及び前記第２添加剤のｐＫａ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、それぞれ４以上が好ましく、６以上がより好ましい。
前記ｐＫａが、４未満であると、前記第１添加剤及び前記第２添加剤自体が、前記基材樹脂と反応してしまい、レジスト材料としての機能が発揮されないことがある。
【００１９】
前記第１添加剤及び前記第２添加剤のレジスト成膜温度における蒸気圧としては、第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧よりも低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、第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧に対して、２６．６６ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）以上低いのが好ましい。
前記第２添加剤の蒸気圧と前記第１添加剤の蒸気圧との差が、２６．６６ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）未満であると、各添加剤のレジスト膜中での偏在化が不充分となり、レジストパターンの断面形状におけるテーパ角の制御を充分に行うことができないことがある。
【００２０】
また、前記第１添加剤及び前記第２添加剤のレジスト成膜温度における蒸気圧としては、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、それぞれ１０１．３０８ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）以下が好ましい。
前記蒸気圧が、１０１．３０８ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）を超えると、レジスト成膜時の加熱（ベーク処理）において、前記添加剤のレジスト膜外への蒸発量が増大し、レジストパターンの断面形状におけるテーパ角の制御を充分に行うことができないことがある。
【００２１】
前記レジスト成膜温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、４０〜１５０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましい。
前記温度が、４０℃未満であると、前記レジスト膜中の溶剤成分の蒸発が充分に行われないことがあり、１５０℃を超えると、前記レジスト膜が軟化することがある。
【００２２】
前記第１添加剤及び前記第２添加剤の添加モル比（第１添加剤／第２添加剤）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、１／１０〜１０／１が好ましい。
前記添加モル比が、前記数値範囲から外れると、各添加剤のレジスト膜の厚み方向での偏在化が不充分となり、また、電離放射線の照射により発生する酸の中和度合いに差が生じず、レジストパターンの断面形状におけるテーパ角の制御を充分に行うことができないことがある。
【００２３】
本発明の前記レジスト組成物においては、前記添加剤を少なくとも２種含んでいればよく、前記第１添加剤及び前記第２添加剤に加えて、更なる添加剤、例えば第３添加剤を含んでいてもよい。該第３添加剤を含む場合、前記第３添加剤のｐＫａが、前記第２添加剤のｐＫａよりも大きく、かつ前記レジスト成膜温度において、前記第３添加剤の蒸気圧が、前記第２添加剤の蒸気圧よりも低いのが好ましい。
この場合、レジスト成膜温度において、蒸気圧が、前記第３添加剤、前記第２添加剤、及び前記第１添加剤の順に低いので、該レジスト膜の上部から下部に向かって、前記第１添加剤、前記第２添加剤、及び前記第３添加剤の順に偏在する。また、これらの添加剤のｐＫａは、前記第３添加剤、前記第２添加剤、及び前記第１添加剤の順に大きいので、前記レジスト膜の上部から下部に向かうにつれて塩基性度が高められる。このため、前記レジスト膜の下部においては、パターニング時に電離放射線等が照射されて発生する酸が、より中和され、前記基材樹脂の反応を抑制し、形成されるレジストパターン間の開口部の断面形状におけるテーパ角を制御することができる。
【００２４】
前記第１添加剤及び前記第２添加剤に加えて、更に前記第３添加剤を添加する場合、これらの添加剤の添加量としては、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、各添加剤を等モルで添加するのが好ましい。
【００２５】
前記第１添加剤、前記第２添加剤及び前記第３添加剤としては、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、例えば、カルボン酸、含窒素化合物などが好適に挙げられる。
前記カルボン酸としては、例えば、ギ酸（ｐＫａ＝３．５４）、酢酸（ｐＫａ＝４．７６）、乳酸（ｐＫａ＝３．６４）、酪酸（ｐＫａ＝４．５７）、吉草酸（ｐＫａ＝５．１７）、ビニル酢酸（ｐＫａ＝４．１２）、プロピオン酸（ｐＫａ＝４．６２）、コハク酸（ｐＫａ＝３．９９）、安息香酸（ｐＫａ＝４．００）、フマル酸（ｐＫａ＝３．０７）、マロン酸（ｐＫａ＝２．６０）、などが挙げられる。
【００２６】
前記含窒素化合物としては、例えば、脂肪族アミン、芳香族アミンなどが好適に挙げられる。
前記脂肪族アミンとしては、例えば、メチルアミン（ｐＫａ＝１０．５１）、ジメチルアミン（ｐＫａ＝１１．０２）、エチルアミン（ｐＫａ＝１０．６６）、ジエチルアミン（ｐＫａ＝１１．０２）、トリエチルアミン（ｐＫａ＝１０．６８）、プロピルアミン（ｐＫａ＝１０．９３）、ブチルアミン（ｐＫａ＝１０．７７）、ペンチルアミン（ｐＫａ＝１０．９３）、シクロペンチルアミン（ｐＫａ＝１０．５６）、ヘキシルアミン（ｐＫａ＝１０．８５）、シクロヘキシルアミン（ｐＫａ＝１０．６２）、ヘプチルアミン（ｐＫａ＝１０．６６）、エチレンジアミン（ｐＫａ＝７．１２）、ベンジルアミン（ｐＫａ＝９．４３）、２−アミノエタノール（ｐＫａ＝９．６４）、ジエタノールアミン（ｐＫａ＝８．８７）、トリエタノールアミン（ｐＫａ＝７．７６）、ヒドロキシルアミン（ｐＫａ＝６．１４）、ピペラジン（ｐＫａ＝５．６８）、ピペリジン（ｐＫａ＝１１．２４）、ピロリジン（ｐＫａ＝１１．４０）、などが挙げられる。
前記芳香族アミンとしては、例えば、アニリン（ｐＫａ＝４．６３）、メチルアニリン（ｐＫａ＝４．４４〜４．７９）、ジメチルアニリン（ｐＫａ＝５．０７）、キノリン（ｐＫａ＝４．９７）、イソキノリン（ｐＫａ＝５．１４）、イミダゾール（ｐＫａ＝７．０４）、ジフェニルアミン（ｐＫａ＝１３．６５）、１−ナフチルアミン（ｐＫａ＝３．９８）、２−ヒドロキシベンジルアミン（ｐＫａ＝８．６３）、ピリジン（ｐＫａ＝５．６７）、メチルピリジン（ｐＫａ＝５．８０〜６．１０）、などが挙げられる。
【００２７】
前記レジスト組成物における、前記第１添加剤、前記第２添加剤及び前記第３添加剤の存在を確認する方法としては、特に制限はなく、公知の方法により行うことができ、例えば、赤外分光分析装置（ＦＴ−ＩＲ）、核磁気共鳴分析装置（ＮＭＲ）などを用いて分析することができる。
【００２８】
−基材樹脂−
前記基材樹脂としては、水溶性乃至アルカリ可溶性であれば、特に制限はなく、目的に応じて公知のものの中から適宜選択することができ、例えば、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、及びこれらの誘導体樹脂などが挙げられる。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。
【００２９】
また、前記基材樹脂は、現像液に対する溶解性を制御することができる点で、酸解離性保護基を有しているのが好ましい。
前記酸解離性保護基としては、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、ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル基、ｔｅｒｔ−アミルオキシカルボニル基等の第三級アルキルオキシカルボニル基；ｔｅｒｔ−ブトキシカルボニルメチル基等の第三級アルコキシカルボニルアルキル基；ｔｅｒｔ−ブチル基等の第三級アルキル基；エトキシエチル基、メトキシプロピル基等のアルコキシアルキル基；テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等のアセタール基；ベンジル基、トリメチルシリル基、などが挙げられる。
【００３０】
−光酸発生剤−
前記光酸発生剤は、添加することにより、電離放射線の照射による前記レジスト組成物の反応を有効に開始させることができる。
前記光酸発生剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、ハロゲン化合物、スルホン酸エステル化合物、イミド化合物、カルボニル化合物、ジスルフォン、α，α−ビスアリルスルフォニルジアゾメタン、ジアゾニウム塩などが挙げられる。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。
【００３１】
前記ヨードニウム塩（ｉｏｄｏｎｉｕｍ  ｓａｌｔｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化１】
2008083196.tif 000002
【００３２】
前記スルホニウム塩（ｓｕｌｐｈｏｎｉｕｍ  ｓａｌｔｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化２】
2008083196.tif 000003
【００３３】
【化３】
2008083196.tif 000004
【００３４】
前記ハロゲン化合物（ｈａｌｏｇｅｎ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化４】
2008083196.tif 000005
【００３５】
【化５】
2008083196.tif 000006
【００３６】
前記スルホン酸エステル化合物（ｓｕｌｆｏｎａｔｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化６】
2008083196.tif 000007
【００３７】
前記イミド化合物（ｉｍｉｄｅ  ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化７】
2008083196.tif 000008
【００３８】
前記カルボニル化合物（ｃａｒｂｏｎｙｌ  ｃｏｍｐｕｎｄｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化８】
2008083196.tif 000009
【００３９】
前記ジスルフォン（ｄｉｓｕｌｆｏｎｅ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化９】
2008083196.tif 000010
【００４０】
前記α，α−ビスアリルスルフォニルジアゾメタン（α，α−ｂｉｓａｌｌｙｌ  ｓｕｆｆｏｎｙｌ  ｄｉａｚｏｍｅｔｈａｎｅ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。  
【化１０】
2008083196.tif 000011
【００４１】
前記ジアゾニウム塩（ｄｉａｚｏｎｉｕｍ  ｓａｌｔｓ）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、下記一般式で表されるものが好適に挙げられる。
【化１１】
2008083196.tif 000012
【００４２】
前記光酸発生剤のレジスト組成物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、前記基材樹脂１００質量部に対して１〜３０質量部が好ましく、３〜２０質量部がより好ましい。
前記含有量が、１質量部未満であると、反応性に劣り、露光感度が低下することがあり、３０質量部を超えると、成膜性が低下し、コントラストが低下して解像性が悪化することがある。
【００４３】
−有機溶剤−
前記有機溶剤としては、前記レジスト組成物中の各成分を溶解可能であり、かつ適当な乾燥速度を有し、該有機溶剤の蒸発後に、均一で平滑な塗膜が形成可能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、塗布溶媒として一般的に使用されているものを用いることができる。具体的には、例えば、グリコールエーテルエステル類、グリコールエーテル類、エステル類、ケトン類、環状エステル類、アルコール類などが挙げられる。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。
【００４４】
前記グリコールエーテルエステル類としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、などが挙げられる。
前記グリコールエーテル類としては、例えば、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、などが挙げられる。
前記エステル類としては、例えば、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、ピルビン酸エチル、などが挙げられる。
前記ケトン類としては、例えば、２−ヘプタノン、シクロヘキサノン、などが挙げられる。
前記環状エステル類としては、例えば、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
前記アルコール類としては、例えば、メターノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール、などが挙げられる。
【００４５】
−その他の成分−
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、例えば、前記レジスト組成物の溶解性や塗布性の向上を目的とした場合には、イソプロピルアルコール、界面活性剤などを添加することができる。
前記界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、非イオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤などが挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。これらの中でも、金属イオンを含有しない点で非イオン性界面活性剤が好ましい。
【００４６】
前記非イオン性界面活性剤としては、アルコキシレート系界面活性剤、脂肪酸エステル系界面活性剤、アミド系界面活性剤、アルコール系界面活性剤、及びエチレンジアミン系界面活性剤から選択されるものが好適に挙げられる。なお、これらの具体例としては、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレン縮合物化合物、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレンアルキルエーテル化合物、ポリオキシエチレン誘導体化合物、ソルビタン脂肪酸エステル化合物、グリセリン脂肪酸エステル化合物、第１級アルコールエトキシレート化合物、フェノールエトキシレート化合物、ノニルフェノールエトキシレート系、オクチルフェノールエトキシレート系、ラウリルアルコールエトキシレート系、オレイルアルコールエトキシレート系、脂肪酸エステル系、アミド系、天然アルコール系、エチレンジアミン系、第２級アルコールエトキシレート系、などが挙げられる。
前記カチオン性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アルキルカチオン系界面活性剤、アミド型４級カチオン系界面活性剤、エステル型４級カチオン系界面活性剤などが挙げられる。
前記両性界面活性剤としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、アミンオキサイド系界面活性剤、ベタイン系界面活性剤などが挙げられる。
前記界面活性剤の前記レジスト組成物における含有量としては、前記アルカリ可溶性基を少なくとも有するケイ素含有ポリマー、前記有機溶剤等の種類や含有量などに応じて適宜決定することができる。
【００４７】
本発明のレジスト組成物は、形状異常の発生を抑制し微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成可能であり、以下の本発明の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などに特に好適に使用することができる。
【００４８】
（レジストパターンの形成方法）
本発明のレジストパターンの形成方法は、レジスト膜形成工程、電離放射線照射工程、加熱工程、及び現像工程を少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
【００４９】
＜レジスト膜形成工程＞
前記レジスト膜形成工程は、被加工面上に、本発明の前記レジスト組成物を塗布し加熱してレジスト膜を形成する工程である。
【００５０】
前記被加工面（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、前記レジスト膜が半導体装置等の電子デバイスに形成される場合には、該被加工面（基材）としては、半導体基材表面が挙げられ、具体的には、シリコンウェハー等の基板、各種酸化膜などが好適に挙げられる。
【００５１】
前記塗布の方法としては、特に制限はなく、目的に応じて公知の塗布方法の中から適宜選択することができるが、例えば、スピンコート法などが好適に挙げられる。該スピンコート法の場合、その条件としては、例えば、回転数が１００〜１０，０００ｒｐｍ程度であり、８００〜５，０００ｒｐｍが好ましく、時間が１秒間〜１０分間程度であり、１〜９０秒間が好ましい。
前記塗布の際の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
【００５２】
前記加熱は、前記レジスト組成物の塗布の際乃至その後で行ない、前記レジスト組成物を乾燥させるのが好ましい。
前記加熱の条件、方法などとしては、前記被加工面上に塗布されたレジスト組成物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、例えば、その温度としては、４０〜１５０℃が好ましく、８０〜１２０℃がより好ましい。
前記温度が、４０℃未満であると、前記レジスト膜（前記レジスト組成物）中の溶剤成分の蒸発が充分に行われないことがあり、１５０℃を超えると、前記レジスト膜が軟化することがある。
また、その時間としては、１０秒間〜５分間程度が好ましく、３０〜９０秒間がより好ましい。
以上の工程により、前記被加工面上に、前記レジスト組成物が塗布され、加熱されて前記レジスト膜が形成される。このとき、前記加熱により、前記レジスト組成物中の前記第１添加剤及び前記第２添加剤のうち、レジスト成膜温度における蒸気圧が低い前記第２添加剤が、前記レジスト膜の下部に偏在化される。
【００５３】
＜電離放射線照射工程＞
前記電離放射線照射工程は、前記レジスト膜に対して、電離放射線を選択的に照射する工程である。
前記電離放射線の照射により、照射領域における前記レジスト組成物中の前記光酸発生剤が分解されて酸を発生し、前記レジスト組成物の硬化反応が生じてパターン潜像が形成される。
前記電離放射線が、前記レジスト膜の一部の領域に対して選択的に照射されると、該一部の領域の極性が変化し、後述の現像工程において、ポジ型である前記レジスト組成物からなるレジスト膜における、極性変化させた一部の領域が除去され、該領域以外の未反応領域が残存してレジストパターンが形成される。
【００５４】
前記電離放射線としては、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、荷電粒子線、Ｘ線が好適に挙げられる。これらの中でも、微細かつ高精細なパターンを形成可能な点で、荷電粒子線が好ましい。
前記荷電粒子線としては、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、電子線、収束イオンビーム等の活性エネルギー線などが挙げられる。
以上の工程により、前記レジスト膜に対して、前記電離放射線が選択的に照射される。
【００５５】
＜加熱工程＞
前記加熱工程は、前記電離放射線照射工程により、前記電離放射線が照射されたレジスト膜を加熱する工程である。
前記加熱工程により、前記電離放射線が照射された領域における前記レジスト膜の極性変化反応が促進される。
【００５６】
前記加熱工程における加熱温度としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、５０〜２００℃が好ましく、７０〜１８０℃がより好ましい。
前記加熱温度が、５０℃未満であると、極性変化反応が充分に進行しないことがあり、２００℃を超えると、前記レジスト組成物中の構成材料の熱分解が生じることがある。
以上の工程により、前記電離放射線照射工程により得られたレジスト膜が加熱される。
【００５７】
＜現像工程＞
前記現像工程は、前記レジスト膜を現像する工程である。
前記現像工程では、前記電離放射線照射工程において、前記レジスト膜のうち、極性変化した領域を除去する。
【００５８】
前記現像は、現像液を用いて行うことができ、該現像液としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、環境への負荷を軽減する点で、水、アルカリ水溶液が好適に挙げられる。
前記アルカリ水溶液におけるアルカリ成分としては、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、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、アンモニア等の無機アルカリ；エチルアミン、プロピルアミン等の第一級アミン；ジエチルアミン、ジプロピルアミン等の第二級アミン；トリメチルアミン、トリエチルアミン等の第三級アミン；ジエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルコールアミン；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、トリエチルヒドロキシメチルアンモニウムヒドロキシド、トリメチルヒドロキシエチルアンモニウム等の第四級アンモニウムヒドロキシド；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。
また、必要に応じて、前記アルカリ水溶液には、メチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、エチレングリコール等の水溶性有機溶剤、界面活性剤、樹脂の溶解抑止剤、等を添加することができる。なお、該界面活性剤としては、本発明の前記レジスト組成物に添加する界面活性剤と同様のものを使用することができる。
【００５９】
以上の工程により、前記レジスト膜における極性変化領域が除去され、レジストパターンが形成（現像）される。
得られたレジストパターンにおける、レジスト抜けパターン（レジストパターン同士の間に位置する開口部）の断面形状は、垂直形状乃至テーパ形状であるのが好ましく、テーパ角としては、例えば、８５°以上が好ましく、９０°以上がより好ましい。
前記テーパ角が、８５°未満であると、形成されたレジストパターンを、その上面から観察した場合、寸法の正確な測定を行なうことができず、半導体デバイスの微細加工が困難になることがある。
【００６０】
本発明のレジストパターンの形成方法によると、形状異常の発生を抑制し、微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成することができるので、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、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。
【００６１】
本発明の前記レジストパターンの形成方法により形成されるレジストパターンが、マスクとして用いられるマスクパターンである場合、これを用いて選択的に蒸着、エッチング等を行うと、金属、その他の材料からなり、線幅が一定で極めて狭い、微細加工パターンを形成することができるため、該微細加工パターンを有する各種装置を製造することができ、例えば、線間幅が、１００ｎｍ程度の配線を有する半導体装置を容易に製造することができる。
【００６２】
（半導体装置の製造方法）
本発明の半導体装置の製造方法は、レジストパターン形成工程と、パターニング工程とを少なくとも含み、更に必要に応じて適宜選択したその他の工程を含む。
【００６３】
＜レジストパターン形成工程＞
前記レジストパターン形成工程は、本発明の前記レジストパターンの形成方法により、被加工面上にレジストパターンを形成する工程である。該レジストパターン形成工程により、前記被加工面上にレジストパターンが形成される。
該レジストパターン形成工程における詳細は、本発明の前記レジストパターンの形成方法と同様である。
なお、前記被加工面としては、半導体装置における各種部材の表面層が挙げられるが、シリコンウェハー等の基板乃至その表面、各種酸化膜などが好適に挙げられる。前記レジストパターンは上述した通りである。
【００６４】
＜パターニング工程＞
前記パターニング工程は、前記レジストパターンをマスクとして用いて（マスクパターンなどとして用いて）、エッチングにより前記被加工面をパターニングする工程である。
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。
【００６５】
本発明の半導体装置の製造方法によると、形状異常の発生を抑制して微細かつ高精細なレジストパターンを寸法精度よく形成可能であり、該レジスト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、例えば、フラッシュメモリ、ＤＲＡＭ、ＦＲＡＭ、などを効率的に量産することができる。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明は下記実施例に何ら限定されるものではない。
【００６７】
レジスト組成物の構成材料として、下記物質を用意した。
（１）基材樹脂
１Ａ・・・３０質量％ｔ−Ｂｏｃ化ポリｐ−ヒドロキシスチレン（Ｍｗ＝１１，０００）
１Ｂ・・・メバロニックラクトンメタクリレート／２−アダマンチルメタクリレート（１／１）共重合体（Ｍｗ＝１０，０００）
（２）光酸発生剤
２Ａ・・・トリフェニルスルフォニウムトリフルオロメタンスルホネート
（３）溶剤
３Ａ・・・プロピレングルコールモノメチルエーテルアセテート
（４）添加剤
４Ａ・・・ギ酸
４Ｂ・・・酪酸
４Ｃ・・・酢酸
４Ｄ・・・エチレンジアミン
４Ｅ・・・ヘキシルアミン
４Ｆ・・・ペンチルアミン
なお、添加剤のｐＫａ及び１００℃における蒸気圧を、表１に示す。
【００６８】
【表１】
2008083196.tif 000013
【００６９】
（実施例１〜９）
−ポジ型レジスト組成物の調製−
基材樹脂１Ａを１００質量部、光酸発生剤２Ａを基材樹脂１Ａに対して５質量部、溶剤４Ａを基材樹脂１Ａに対して６００質量部、及び、添加剤４Ａ〜４Ｆから選択される２種の添加剤（第１添加剤及び第２添加剤）、又は３種の添加剤（第１添加剤、第２添加剤及び第３添加剤）を、下記表２に示す組合せで、それぞれ光酸発生剤２Ａに対するモル比で所定量添加して混合し、ポジ型レジスト組成物を調製した。
【００７０】
−レジストパターンの形成−
得られたポジ型レジスト組成物を、Ｓｉ基板上に、４５０ｎｍの厚みとなるように、スピンコート法により塗布した（条件：２，５００ｒｐｍ、６０秒間）。次いで、該レジスト膜に対して、１００℃（レジスト成膜温度）で９０秒間ベークした。以上が前記レジスト膜形成工程である。
次に、加速電圧５０ｋｅＶの電子線露光機を用いて、前記レジスト膜上に、０．０８μｍ幅のラインを描画した。以上が、前記電離放射線照射工程である。
更に、１００℃で９０秒間ベーク（ポストエクスポージャーベーク（ＰＥＢ））した。以上が、前記加熱工程である。
その後、２．３８質量％水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用い、６０秒間現像を行った。以上が、前記現像工程である。
その結果、前記レジスト膜における、電子線が照射された部分が除去され、レジストパターンが形成された。
【００７１】
得られたレジストパターンの断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察し、図１Ｃに示すように、レジストパターン３同士の間に位置する開口部（レジスト抜けパターン）４の断面におけるテーパ角θを測定した。結果を表２に示す。
【００７２】
（比較例１〜１１）
実施例１において、２種の添加剤（第１添加剤及び第２添加剤）の組合せを、表２に示すように変えた以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、レジストパターンを形成した。また、得られたレジストパターンの断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、テーパ角θ（図１Ｃ参照）を測定した。結果を表２に併せて示す。
【００７３】
【表２】
2008083196.tif 000014
【００７４】
表２より、第１添加剤、及び該第１添加剤よりもｐＫａが大きく、かつレジスト成膜温度における蒸気圧が低い第２添加剤を含む、実施例１〜８のポジ型レジスト組成物を用いると、レジストパターン間の開口部（レジスト抜けパターン）の断面が、垂直形状乃至順テーパ形状であるレジストパターンが得られた。
また、第１添加剤及び第２添加剤に加えて、該第２添加剤よりもｐＫａが大きく、かつレジスト成膜温度における蒸気圧が低い、第３添加剤を更に添加した実施例９のポジ型レジスト組成物を用いると、レジストパターン間の開口部の断面形状に優れることが判った。
一方、比較例１〜１１では、得られるレジストパターン間の開口部の断面形状が、逆テーパ形状となり、レジストパターン上面からパターンサイズを測定すると、寸法精度が悪いことが判った。
【００７５】
（実施例１０）
実施例１において、基材樹脂１Ａを、基材樹脂１Ｂに変え、添加剤４Ｃ及び４Ｅを、それぞれ光酸発生剤２Ａに対するモル比で所定量添加して混合した以外は、実施例１と同様にしてレジスト組成物を調製し、レジストパターンを形成した。また、得られたレジストパターンの断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、レジスト抜けパターン（レジストパターン間の開口部）の断面におけるテーパ角θ（図１Ｃ参照）を測定した。結果を表３に示す。
【００７６】
（比較例１２〜１４）
実施例１０において、添加剤４Ｃ及び４Ｅを、添加しない、又はいずれか一方のみ添加した以外は、実施例１０と同様にしてレジスト組成物を調製し、レジストパターンを形成した。また、得られたレジストパターンの断面を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて観察し、レジスト抜けパターン（レジストパターン間の開口部）の断面におけるテーパ角θ（図１Ｃ参照）を測定した。結果を表３に示す。
【００７７】
【表３】
2008083196.tif 000015
【００７８】
表３より、第１添加剤、及び該第１添加剤よりもｐＫａが大きく、かつレジスト成膜温度における蒸気圧が低い第２添加剤を含む、実施例１０のポジ型レジスト組成物を用いると、レジストパターン間の開口部（レジスト抜けパターン）の断面が、順テーパ形状であるレジストパターンが得られた。一方、比較例１２〜１４では、得られるレジストパターン間の開口部の断面が、逆テーパ形状となり、レジストパターン上面から測定した寸法精度が悪くなることが判った。
【００７９】
（実施例１１）
−フラッシュメモリ及びその製造−
実施例１１は、本発明のレジスト組成物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１１では、以下のレジスト膜２６、２７、２９及び３２が、実施例４のレジスト組成物を用いて実施例４におけるのと同様の方法により形成されたものである。
【００８０】
図２及び図３は、ＦＬＯＴＯＸ型又はＥＴＯＸ型と呼ばれるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの上面図（平面図）であり、図４〜図１２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２及び図３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２及び図３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２及び図３におけるＡ方向断面）概略図である。
【００８１】
まず、図４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ＳｉＯ２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ＳｉＯ２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ＳｉＯ２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。
【００８２】
次に、前記メモリセル部（図４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４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。
【００８３】
次に、前記周辺回路部（図５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５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。
【００８４】
次に、前記メモリセル部（図６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６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。
【００８５】
その後、図７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７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７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。
【００８６】
次に、（図８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、ＳｉＯ２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８の右図）の第１ポリシリコン膜２８上にもＳｉＯ２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ＳｉＯ２膜のみで形成されているが、ＳｉＯ２膜及びＳｉ３Ｎ４膜が２〜３積層された複合膜で形成されていてもよい。
【００８７】
次に、図８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。
【００８８】
次に、図９に示すように、前記メモリセル部（図９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９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。
【００８９】
次に、図１０に示すように、前記メモリセル部（図１０の左図及び中央図）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１０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。
【００９０】
次に、前記メモリセル部（図１１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１１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。
【００９１】
次に、前記メモリセル部（図１２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１２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。
【００９２】
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、本発明の前記レジスト組成物によるホールパターンを形成してから常法に従って行った。
【００９３】
以上により、図１２に示すように、半導体装置としてＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭを製造した。
【００９４】
このＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭにおいては、前記周辺回路部（図４〜図１２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４〜図１２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。
【００９５】
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２及び図３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２及び図３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２及び図３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２及び図３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。
【００９６】
図１３〜図１５に示すＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造例は、上記実施例において図１２で示した工程の後が図１３〜図１５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１２に示すように、前記メモリセル部（図１２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１２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１３の後の工程、即ち図１４〜図１５に示す工程は、図１０〜図１２と同様に行った。図１０〜図１２と同様の工程については説明を省略し、図１３〜図１５においては図１０〜図１２と同じものは同記号で表示した。
以上により、図１５に示すように、半導体装置としてＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭを製造した。
【００９７】
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。
【００９８】
図１６〜図１８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１６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１６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）／ＳｉＯ２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１７又は図１８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。
【００９９】
ここでは、図１７に示すように、第１ポリシリコン膜２８ｂ（第１導電体膜）／ＳｉＯ２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１６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１８に示すように、ＳｉＯ２膜３０ｄ（キャパシタ絶縁膜）／第２ポリシリコン膜３１ｂ（第２導電体膜）を貫通する開口部５２ｂを形成して開口部５２ｂの底部に下層の第１ポリシリコン膜２８ｂを表出させた後、開口部５２ｂ内に第３導電体膜、例えばＷ膜又はＴｉ膜等の高融点金属膜５３ｂを埋め込むことにより、第１ポリシリコン膜２８ｂ及び第２ポリシリコン膜３１ｂをショートさせている。
【０１００】
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。
【０１０１】
（実施例１２）
−磁気ヘッド及びその製造−
実施例１２は、本発明のレジスト組成物を用いた本発明のレジストパターンの応用例としての複合型磁器ヘッドの製造に関する。
図１９は、複合型磁気ヘッドの要部を示す分解斜視図である。この分解斜視図では、磁気ヘッドの内部を明らかにするため、最上位層の保護層を省略し、また、記録ヘッドＷＲの図で見て左半分を削除している。
【０１０２】
図１９に示す複合型磁気ヘッドは、基板１０１と、該基板１０１の上に形成された基板保護膜１０２と、該基板保護膜１０２の上に形成された再生ヘッドＲＥと、該再生ヘッドＲＥの上に形成された記録ヘッドＷＲと、該記録ヘッドＷＲの上に形成された保護層１１７（図示せず）とを備えている。
再生ヘッドＲＥは、再生下側磁気シールド層１０３と、該下側磁気シールド層１０３の上に形成された第一の非磁性絶縁層（再生下側ギャップ層）１０４と、該第一の非磁性絶縁層１０４上に形成された磁気トランデューサ１０５と、該磁気トランデューサ１０５の両端に形成された一対の端子１０６ａ及び１０６ｂ（一方のみ図示）と、これら磁気トランデューサ１０５、並びに一対の端子１０６ａ及び１０６ｂの上に形成された第二の非磁性絶縁層（再生上側ギャップ層）１０７と、該第二の非磁性絶縁層１０７の上に形成された再生上側磁気シールド層１０８と、を有している。即ち、再生ヘッドＲＥは、磁気トランデューサ１０５、並びに端子１０６ａ及び１０６ｂのＺ方向両面を、第一の非磁性絶縁層１０４及び第二の非磁性絶縁層１０７で覆い、更に第一の非磁性絶縁層１０４及び第二の非磁性絶縁層１０７の両側を、下側磁気シールド層１０３及び上側磁気シールド層１０８で覆う構造を有している。
【０１０３】
再生上側磁気シールド層１０８は、後述する記録ヘッドＷＲの下部磁極と兼用されているマージ型であり、再生上側磁気シールド層兼記録下部磁極となっている。従って、再生上側磁気シールド層兼記録下部磁極１０８は、以下、（再生）上側磁気シールド層又は（記録）下部磁極と称することがある。
記録ヘッドＷＲは、記録下部磁極１０８と、記録ギャップ層１０９と、該記録ギャップ層１０９に配置された渦巻き状の記録コイル１１２と、該記録コイル１１２を覆う第三の非磁性絶縁層１１０及び第四の非磁性絶縁層１１１と、該第三の非磁性絶縁層１１０及び第四の非磁性絶縁層１１１の上に形成された記録上部磁極１１６とを有している。即ち、記録ヘッドＷＲは、記録コイル１１２を挟み込んだギャップ層１０９、並びに第三の非磁性絶縁層１１０及び第四の非磁性絶縁層１１１の両面を、記録下部磁極１０８及び記録上部磁極１１６で覆う構造を有している。
【０１０４】
なお、記録コイル１１２の渦巻き状の中心部領域１１３には、記録コイル１１２は存在しておらず、この中心部領域１１３において、記録上部磁極１１６は凹んで記録下部磁極１０８に対して接続している。また、記録上部磁極１１６は、磁気記録媒体１２０に向かって先細り形状となっており、この部分を特にポール１１６ａと称している。
このように、図１９に示す複合型磁気ヘッドは、再生ヘッドＲＥの背部に記録ヘッドＷＲを付加するピギーバック構造となっている。なお、磁気ヘッドの各要素の位置関係を明確にするため、図示するように、記録上部磁極１１６のＡＢＳ面をＸ方向、ＡＢＳ面から見て磁気ヘッドの奥行き方向をＹ方向、磁気ヘッドの積層方向をＺ方向とする。
【０１０５】
次に、このような複合型磁気ヘッドを構成する各要素について説明する。
基板１０１は、例えば、アルミナ・チタン・カーバイド（Ａｌ２Ｏ３ＴｉＣ）、フェライト、チタン酸カルシウム等の材料からなる、略円盤形状のウェハである。
基板保護層１０２、第一の非磁性絶縁層１０４及び第二の非磁性絶縁層１０７、並びに記録ギャップ層１０９はいずれも、例えば、Ａｌ２Ｏ３から形成されている。ギャップ層１０９は、膜厚約０．２〜０．６μｍ程度であり、ギャップ層１０９の両側に位置する記録上部磁極１１６のポール１１６ａと記録下部磁極１０８のＡＢＳ面で、記録媒体１２０に書き込むための記録磁界が発生する。
【０１０６】
再生下側磁気シールド層１０３、再生上側磁気シールド層兼記録下部磁極１０８、及び記録上部磁極１１６は、いずれも、例えば、ＮｉＦｅ合金等から形成されている。代替的に、例えばＣｏＮｉＦｅ、ＣｏＺｒ等のＣｏ系合金、例えばＦｅＮ、ＦｅＮＺｒ等のＦｅ系合金などを使用することもできる。また、記録上部磁極１１６の膜厚としては、数μｍ程度である。
【０１０７】
磁気トランデューサ１０５としては、例えば、異方性磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、典型的にはスピンバルブ磁気抵抗効果素子のような巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）等を使用することができる。磁気トランデューサ１０５の両端には、一対の端子１０６ａ及び１０６ｂが接続され、読み取り動作時には一定電流（センス電流）がこの端子を介して磁気トランデューサ１０５に対して流されるようになっている。
【０１０８】
複合型磁気ヘッドは、磁気ディスクのような記録媒体１２０に対して僅かな距離（浮上量）だけ離れて対向して位置決めされ、記録媒体１２０に対してトラック長手方向に向かって相対的に移動しながら、再生ヘッドＲＥによって磁気記録媒体１２０に記録されている磁気記録情報を読み取り、また、記録ヘッドＷＲによって記録媒体１２０に対して情報を磁気的に書き込んでいる。
なお、磁気ヘッドの磁気記録媒体１２０に対向する面は、ＡＢＳ（Air  Bearing  Surface）又は浮上面と呼ばれている。
【０１０９】
図２０Ａは、記録媒体側から見た磁気ヘッドのＡＢＳ面断面図であり、また、図２０Ｂは、記録コイルの中心を通るＹ−Ｚ面の切断面図である。なお、図２０Ａは、図２０ＢのＡ−Ａ線に沿った切断面図に相当する。
図２０Ａ及び図２０Ｂに示すように、磁気ヘッドは、下から順に、基板１０１と、基板１０１の上に形成された保護層１０２と、保護層１０２の上に形成された下側磁気シールド層１０３と、第一の非磁性絶縁層１０４と、該第一の非磁性絶縁層１０４の上に形成された磁気トランデューサ１０５、並びに一対の端子１０６ａ及び１０６ｂと、これら磁気トランデューサ１０５、並びに一対の端子１０６ａ及び１０６ｂを覆うようにして、第一の非磁性絶縁層１０４の上に形成された第二の非磁性絶縁層１０７と、第二の非磁性絶縁層１０７の上に形成された上側磁気シールド層兼下部磁極１０８と、該下部磁極１０８の上に形成されたギャップ層１０９と、該ギャップ層１０９の上に形成された第三の非磁性絶縁層１１０と、該第三の非磁性絶縁層１１０の上に形成された渦巻状の記録コイル１１２と、該記録コイル１１２を覆っている第四の非磁性絶縁層１１１と、第四の非磁性絶縁層１１１の上に形成されたメッキベース層１１４と、該メッキベース層１１４の上に形成された上部電極１１６と、該上部電極１１６の上に形成された保護層１１７とを備えている。
【０１１０】
ここで、図２０Ａに関連した部分拡大図で示すように、第一の非磁性絶縁層１０４と第二の非磁性絶縁層１０７との間には、磁気トランデューサ１０５が挟まれて配置され、磁気トランデューサ１０５の両端には、一対の端子１０６ａ及び１０６ｂが夫々接続されている。
図２０Ｂに示すように、磁気ヘッドは、ＡＢＳで、上部磁極１１６は先細り形状のポール１１６ａとなっている。また、その詳細については後述するが、下部電極１０８の上部磁極１１６に対向する面は、このポール１１６ａの真下部分の両側に、一対の溝又は凹部１０８ａ及び１０８ｂが形成されている。
【０１１１】
次に、本発明のレジスト組成物を用いた複合型磁気ヘッドの製造について、以下に説明する。
図２１Ａ〜図２１Ｃ及び図２２Ａ〜図２２Ｃは、これらの全図を通して、各製造工程における磁気ヘッドのＡＢＳ面断面図である。図２３Ａ〜図２３Ｃ及び図２４Ａ〜図２４Ｃは、これらの全図を通して、各製造工程における、記録コイルの中心を通るＹ−Ｚ面の切断面図である。
【０１１２】
まず、再生下側磁気シールド層１０３を形成した。具体的には、図２３Ａに示すように、基板１０１を用意し、該基板１０１の上に基板保護膜１０２を形成し、該基板保護膜１０２の上に下側磁気シールド層１０３を形成した。
次に、下側磁気シールド層１０３の上に、第一の非磁性絶縁層（再生下側ギャップ層）１０４を形成した。
【０１１３】
次いで、磁気トランデューサ１０５、並びに一対の端子１０６ａ及び１０６ｂを形成した。具体的には、第一の非磁性絶縁層１０４の上に、ＭＲ膜、ＧＭＲ膜等を成膜し、パターニングして磁気トランデューサ１０５を形成した。次に、磁気トランデューサ１０５の両端に、一対の端子１０６ａ及び１０６ｂを夫々形成した。
そして、磁気トランデューサ５、並びに一対の端子１０６ａ及び１０６ｂを覆うようにして、第一の非磁性絶縁層１０４の上に、第二の非磁性絶縁層（再生上側ギャップ層）１０７を形成した。
【０１１４】
次いで、第二の非磁性絶縁層１０７の上に、再生上側磁気シールド層兼記録下部磁極１０８を形成した。該下部磁極１０８は、メッキ法又はスパッタリング法により形成することができる。下部電極１０８をメッキ法で形成する場合には、ＮｉＦｅ合金、あるいはＣｏＮｉＦｅ等のＣｏ系合金などを使用し、予めスパッタあるいは蒸着法にてメッキベース層１１４を形成した後、電解メッキ法にて数μｍ程度の膜厚にした。下部電極１０８をスパッタリング法で成膜する場合には、ＦｅＮ、ＦｅＮＺｒ等のＦｅ系合金、ＣｏＺｒ等のＣｏ系合金を使用した。なお、この場合、メッキベース層は不要である。
【０１１５】
次に、記録下部磁極１０８の上に、記録ギャップ層１０９を形成した。記録ギャップ層１０９は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を用いて形成した。
ただし、記録ギャップ層１０９として、例えばＳｉＯ２等のエッチングレートの速い膜を単独で用いると、後工程の第三の非磁性絶縁層（レジストの熱硬化（ハードキュア）層）、記録コイル及び第四の非磁性絶縁層（レジストの熱硬化（ハードキュア）層）の形成過程にて、記録ギャップ層１０９の膜厚の減少を生じることがある。このため、該記録ギャップ層１０９の膜厚減少を回避するため、所望により、記録ギャップ層１０９の上にキャップ保護層を設けてもよい。
【０１１６】
次に、ギャップ層１０９の上に、第三の非磁性絶縁層１１０を形成した。該第三の非磁性絶縁層１１０は、ポジレジストを用いてスピンコート法で塗布し、パターニングして渦巻き状の記録コイル１１２の中心領域に相当する部分を除去し、その後、熱硬化（ハードキュア）して形成した。
【０１１７】
次いで、記録コイル１１２を形成した。
まず、記録コイル１１２を覆うようにして、第三の非磁性絶縁層（本発明のレジスト組成物を用いて形成したレジストパターン）１１０の上に第四の非磁性絶縁層１１１を形成した。図２１Ａ及び図２３Ａは、この段階における磁気ヘッドの形状を示している。第四の非磁性絶縁層１１１も、第三の非磁性絶縁層１１０と同様に、ポジレジストを用いてスピンコート法で塗布し、パターニングして渦巻き状の記録コイル１１２の中心領域に相当する部分を除去し、その後、熱硬化（ハードキュア）して形成した。こうして、記録コイル１１２の中心領域には、下部磁極１０８に達する穴１１３が形成された。なお、穴１１３の形成は、第三の非磁性絶縁層１１０及び第四の非磁性絶縁層１１１を形成した後、一度に行ってもよい。
【０１１８】
次に、図２１Ｂ及び図２３Ｂに示すように、メッキベース層１１４を形成した。具体的には、ＮｉＦｅからなるメッキベース層１１４を、穴１１３の内面を含んで、第四の非磁性絶縁層１１１及びギャップ層１０９の上に、スパッタリング法あるいは蒸着法等によって薄く形成した。
次いで、上部磁極１１６を形成した。具体的には、メッキベース層１１４の上に、実施例１０で調製した本発明のレジスト組成物を塗布してレジスト膜１１５を形成し、これを露光及び現像して、上部磁極形成箇所に開口部１１５ａを形成した。
【０１１９】
次に、図２１Ｃ及び図２３Ｃに示すように、レジスト膜１１５の開口部１１５ａの中に、ＮｉＦｅからなる上部磁極１１６を、電解メッキ法により数μｍの厚さに形成した。上部磁極１１６は、磁気記録媒体１２０の近傍では、磁気記録媒体１２０に向かって先細りになり、磁気記録媒体に対向する領域では、細長いポール形状１１６ａとなっている。また、上部磁極１１６は、渦巻き状の記録コイル１１２の中心領域に位置する穴１１３を通して、下部磁極１０８と接続している。
【０１２０】
次いで、図２２Ａ及び図２４Ａに示すように、上部電極１１６のポール１１６ａ及び下部電極１０８の上層部を、イオンミリング法により部分的にトリミングして、所定形状に整形した。具体的には、基板１０１を分断する前に、イオンミリング法により、上部磁極１１６の内のギャップ層１０９に接しているポール１１６ａの両側部をトリミングして、所定形状に整形した。同時に、このポール１１６ａの下方に位置する下部磁極１０８を部分的にトリミングして、下部磁極１０８の上層部に所定形状の溝又は凹部１０８ａを形成した。
【０１２１】
このトリミング作業を終了した後、図２２Ｂ及び図２４Ｂに示すように、上部磁極１１６以外で露出しているメッキベース層１１４をイオンミリング法によって、除去した。このとき、上部磁極１１６もメッキベース層１１４に相当する厚さだけ減少するが、メッキベース層１１４と上部磁極１１６とは同じ材料から形成されているので、上部磁極１１６の下に残ったメッキベース層１１４は、上部磁極１１６の一部として取り込まれて、上部磁極１１６は実質的に形成当初の厚さになる。その後、トランデューサ１０５の両端の端子に接続する電極パッド（図示せず）、記録コイル１１２の両端の電極パッド等（図示せず）を形成した。
【０１２２】
このトリミング処理は、上部磁極形成後から保護層成膜前までの期間内であれば、任意のときに実施することができる。ポール１１６ａ及び下部磁極１０８の部分的なトリミング処理については、従来の集束イオンビームの照射と比較して、作業時間が大幅に短縮でき、その結果、磁気ヘッドの製造時間が短縮され、製造コストの低減を図ることができる。その理由は、第１に、集束イオンミリング法は、イオンビームの焦点合わせの作業を必要とし、また、１ヘッド単位で逐次的に製造しているのに対して、本実施例におけるイオンミリング法は、焦点合わせを必要とせず、また、１つの基板に収納されている約１０，０００個のヘッドを同時にトリミング処理することができるからである。
【０１２３】
次いで、図２２Ｃ及び図２４Ｃに示すように、上部磁極１１６の略全体に、例えばＡｌ２Ｏ３からなる保護層１１７を形成した。このとき、ポール１１６ａの両側に位置する下部磁極１０８における溝１０８ａは、保護層１１７によって埋め込まれた。
次に、基板１０１を分割し、スライダを形成した。これまでの工程は、基板１０１を分割せずに一体として各工程の処理が行われている。従って、図２５Ａに示すように、複合型磁気ヘッド１１８は、基板１０１の上に縦横に複数個（５インチウェハで約１０，１０００個）並んで形成された状態となっている。ここで、図２５Ｂに示すように、基板１０１を複数個の棒状体１０１ａに切断して分割した。次に、図２５Ｃに示すように、分割された棒状体１０１ａに対して、レール面１０１ｂ及び１０１ｃを形成し、その後、更に棒状体１０１ａを分割して、スライダ１１９の形状に仕上げた。
その結果、図１９に示す、再生ヘッドＲＥと記録ヘッドＷＲとを備えた複合型磁気ヘッドが製造された。
本実施例においては、前記上部磁極等の形成の際に、本発明の前記レジスト組成物を用いて形成したレジストパターンを使用したので、寸法精度よく磁気ヘッドを製造することができた。
【０１２４】
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）  基材樹脂、光酸発生剤、第１添加剤及び第２添加剤を少なくとも含んでなり、
前記第２添加剤のｐＫａが、前記第１添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第２添加剤の蒸気圧が、前記第１添加剤の蒸気圧よりも低いことを特徴とするレジスト組成物。
（付記２）  第２添加剤のｐＫａが、第１添加剤のｐＫａに対して、２以上大きい付記１に記載のレジスト組成物。
（付記３）  第１添加剤及び第２添加剤のｐＫａが、４以上である付記１から２のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記４）  レジスト成膜温度において、第２添加剤の蒸気圧が、第１添加剤の蒸気圧に対して、２６．６６ｋＰａ（２００Ｔｏｒｒ）以上低い付記１から３のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記５）  レジスト成膜温度において、第１添加剤及び第２添加剤の蒸気圧が、１０１．３０８ｋＰａ（７６０Ｔｏｒｒ）以下である付記１から４のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記６）  第１添加剤及び第２添加剤の添加モル比（第１添加剤／第２添加剤）が、１／１０〜１０／１である付記１から５のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記７）  第３添加剤を更に含んでなり、
前記第３添加剤のｐＫａが、第２添加剤のｐＫａよりも大きく、かつレジスト成膜温度において、前記第３添加剤の蒸気圧が、前記第２添加剤の蒸気圧よりも低い付記１から６のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記８）  第１添加剤、第２添加剤及び第３添加剤が、カルボン酸及び含窒素化合物から選択される少なくとも１種である付記１から７のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記９）  基材樹脂が、ノボラック系樹脂、ポリビニルフェノール系樹脂、アクリル系樹脂、シクロオレフィン系樹脂、及びこれらの誘導体樹脂から選択される少なくとも１種である付記１から８のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記１０）  基材樹脂が、酸解離性保護基を有する付記１から９のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記１１）  有機溶剤を更に含み、ポジ型である付記１から１０のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記１２）  界面活性剤を含む付記１から１１のいずれかに記載のレジスト組成物。
（付記１３）  被加工面上に、付記１から１２のいずれかに記載のレジスト組成物を塗布し加熱してレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、該レジスト膜に対して、電離放射線を選択的に照射する電離放射線照射工程と、電離放射線が照射された該レジスト膜を加熱する加熱工程と、現像する現像工程とを少なくとも含むことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
（付記１４）  レジスト膜形成工程における加熱温度が、４０〜１５０℃である付記１３に記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１５）  加熱工程における加熱温度が、５０〜２００℃である付記１３から１４のいずれかに記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１６）  電離放射線が、荷電粒子線である付記１３から１５のいずれかに記載のレジストパターンの形成方法。
（付記１７）  付記１３から１６のいずれかに記載のレジストパターンの形成方法により、被加工面上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、該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面をパターニングする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。
【産業上の利用可能性】
【０１２５】
本発明のレジスト組成物は、各種のパターニング方法、半導体の製造方法等に好適に適用することができ、本発明の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に特に好適に用いることができる。
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、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に好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成するメカニズムの説明図であり、レジスト膜を形成した状態を表す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成するメカニズムの説明図であり、レジスト膜に電子線が照射された状態を表す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明のレジスト組成物を用いてレジストパターンを形成するメカニズムの説明図であり、レジストパターンが形成された状態を表す。
【図２】図２は、本発明の半導体装置の製造方法により製造されるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの第一の例を示す平面図である。
【図３】図３は、本発明の半導体装置の製造方法により製造されるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの第一の例を示す平面図である。
【図４】図４は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図である。
【図５】図５は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図４の次のステップを表す。
【図６】図６は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図５の次のステップを表す。
【図７】図７は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図６の次のステップを表す。
【図８】図８は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図７の次のステップを表す。
【図９】図９は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図８の次のステップを表す。
【図１０】図１０は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図９の次のステップを表す。
【図１１】図１１は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図１０の次のステップを表す。
【図１２】図１２は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第一の例の概略説明図であり、図１１の次のステップを表す。
【図１３】図１３は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第二の例の概略説明図である。
【図１４】図１４は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第二の例の概略説明図であり、図１３の次のステップを表す。
【図１５】図１５は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第二の例の概略説明図であり、図１４の次のステップを表す。
【図１６】図１６は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第三の例の概略説明図である。
【図１７】図１７は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第三の例の概略説明図であり、図１６の次のステップを表す。
【図１８】図１８は、本発明の半導体装置の製造方法によるＦＬＡＳＨ  ＥＰＲＯＭの製造の第三の例の概略説明図であり、図１７の次のステップを表す。
【図１９】図１９は、本発明のレジストパターンの形成方法を用いて製造される複合型磁気ヘッドの要部を示す分解斜視図である。
【図２０Ａ】図２０Ａは、図１９に示す磁気ヘッドを記録媒体側から見たときのＡＢＳ面断面図である。
【図２０Ｂ】図２０Ｂは、図１９に示す磁気ヘッドの記録コイルの中心を通るＹ−Ｚ面の切断面図である。
【図２１Ａ】図２１Ａは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、磁気ヘッドのＡＢＳ面断面図である。
【図２１Ｂ】図２１Ｂは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、図２１Ａの次のステップを表す。
【図２１Ｃ】図２１Ｃは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、図２１Ｂの次のステップを表す。
【図２２Ａ】図２２Ａは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、図２１Ｃの次のステップを表す。
【図２２Ｂ】図２２Ｂは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、図２２Ａの次のステップを表す。
【図２２Ｃ】図２２Ｃは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の概略説明図であり、図２２Ｂの次のステップを表す。
【図２３Ａ】図２３Ａは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２１Ａの対応図であり、記録コイルの中心を通るＹ−Ｚ面の切断面図である。
【図２３Ｂ】図２３Ｂは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２１Ｂの対応図であり、図２３Ａの次のステップを表す。
【図２３Ｃ】図２３Ｃは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２１Ｃの対応図であり、図２３Ｂの次のステップを表す。
【図２４Ａ】図２４Ａは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２２Ａの対応図であり、図２３Ｃの次のステップを表す。
【図２４Ｂ】図２４Ｂは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２２Ｂの対応図であり、図２４Ａの次のステップを表す。
【図２４Ｃ】図２４Ｃは、本発明のレジストパターンの形成方法を用いた磁気ヘッドの製造の図２２Ｃの対応図であり、図２４Ｂの次のステップを表す。
【図２５Ａ】図２５Ａは、１個のウェハ上に複数個の磁気ヘッドが形成された状態を表す概略説明図である。
【図２５Ｂ】図２５Ｂは、図２５Ａのウェハを棒状体に切断した状態を表す概略説明図である。
【図２５Ｃ】図２５Ｃは、図２５Ｂのウェハ棒状体からスライダを作製した状態を表す概略説明図である。
【図２６Ａ】図２６Ａは、従来のポジ型レジスト膜に電子線を照射した状態を表す概略説明図である。
【図２６Ｂ】図２６Ｂは、従来のネガ型レジスト膜に電子線を照射した状態を表す概略説明図である。
【図２６Ｃ】図２６Ｃは、従来のポジ型レジストを用いて作製したレジストパターンを示す概略説明図である。
【図２６Ｄ】図２６Ｄは、従来のネガ型レジストを用いて作製したレジストパターンを示す概略説明図である。
【符号の説明】
【０１２７】
１              被加工面
２              レジスト膜（本発明のレジスト組成物）
３              レジストパターン
４              開口部
Ａ              第１添加剤
Ｂ              第２添加剤
２２            Ｓｉ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
２６，２７      レジスト膜
２８            第１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〜３３ｃ  キャパシタ絶縁膜
３０ｄ          ＳｉＯ２膜
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，３３ｃ  第２ゲート部
３４            レジスト膜
３５ａ，３５ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３６ａ，３６ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
３７            層間絶縁膜
３８ａ，３８ｂ  コンタクトホール
３９ａ，３９ｂ  コンタクトホール
４０ａ，４０ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
４１ａ，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，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，４５ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４６ａ，４６ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）領域層
４７            層間絶縁膜
４８ａ，４８ｂ  コンタクトホール
４９ａ，４９ｂ  コンタクトホール
５０ａ，５０ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５１ａ，５１ｂ  Ｓ／Ｄ（ソース・ドレイン）電極
５２ａ，５２ｂ  開口部
５３ａ，５３ｂ  高融点金属膜（第３導電体膜）
５４            絶縁膜
１０１          基板
１０２          基板保護膜
１０３          再生下側磁気シールド層
１０４          第一の非磁性絶縁層（再生下側ギャップ層）
１０５          磁気トランデューサ
１０７          第二の非磁性絶縁層（再生上側ギャップ層）
１０８          再生上側磁気シールド層（記録下部磁極）
１０９          記録ギャップ層
１１０          第三の非磁性絶縁層
１１１          第四の非磁性絶縁層
１１２          記録コイル
１１４          メッキベース層
１１５          レジスト膜
１１５ａ        開口部
１１６          記録上部磁極
１１６ａ        ポール
１１９          スライダ
１２０          磁気記録媒体
ＲＥ            再生ヘッド
ＷＲ            記録ヘッド
２００          基板
２１０          ポジ型レジスト膜
２２０          ネガ型レジスト膜
２１２，２２２  レジストパターン
２１４，２２４  レジストパターン間の開口部
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2008083196.tif 000029
【図１６】
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【図１８】
2008083196.tif 000031
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
2008083196.tif 000033
【図１Ｃ】
2008083196.tif 000034
【図１７】
2008083196.tif 000035
【図１９】
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【図２０Ａ】
2008083196.tif 000037
【図２０Ｂ】
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【図２１Ａ】
2008083196.tif 000039
【図２１Ｂ】
2008083196.tif 000040
【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
2008083196.tif 000042
【図２２Ｂ】
2008083196.tif 000043
【図２２Ｃ】
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【図２３Ａ】
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【図２３Ｂ】
2008083196.tif 000046
【図２３Ｃ】
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【図２４Ａ】
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【図２４Ｂ】
2008083196.tif 000049
【図２４Ｃ】
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【図２５Ａ】
2008083196.tif 000051
【図２５Ｂ】
2008083196.tif 000052
【図２５Ｃ】
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【図２６Ａ】
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【図２６Ｂ】
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【図２６Ｃ】
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【図２６Ｄ】
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