(57)【要約】【課題】工程数が削減でき、低コストで倍周期のパターンを形成することが可能なパターン形成方法を提供すること。【解決手段】パターン形成方法は、被加工膜10の上にレジストパターン12を形成する工程と、前記レジストパターン12の上面にイオンを注入する工程と、前記イオンの注入後に、前記レジストパターン12を覆うように有機膜を形成する工程と、前記有機膜を加熱する工程と、加熱後の前記有機膜を現像することにより、前記レジストパターン12の側面に前記有機膜を熱架橋させた架橋樹脂膜15を形成する工程と、前記架橋樹脂膜15の形成後に前記レジストパターン12を除去する工程と、前記架橋樹脂膜15をマスクとして前記被加工膜10を加工する工程とを含む。【選択図】      図２
2008306144.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被加工膜の上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの上面にイオンを注入する工程と、
前記イオンの注入後に、前記レジストパターンを覆うように有機膜を形成する工程と、
前記有機膜を加熱する工程と、
加熱後の前記有機膜を現像することにより、前記レジストパターンの側面に前記有機膜を熱架橋させた架橋樹脂膜を形成する工程と、
前記架橋樹脂膜の形成後に前記レジストパターンを除去する工程と、
前記架橋樹脂膜をマスクとして前記被加工膜を加工する工程と
を具備したことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
被加工膜の上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンの一部の上面に選択的にイオンを注入する工程と、
前記イオンの注入後に、前記レジストパターンを覆うように有機膜を形成する工程と、
前記有機膜を加熱する工程と、
加熱後の前記有機膜を現像することにより、イオン注入された前記レジストパターン部の側面とイオン注入されていない前記レジストパターン部の側面及び上面に前記有機膜を熱架橋させた架橋樹脂膜を形成する工程と、
前記架橋樹脂膜の形成後にイオン注入された前記レジストパターン部を除去する工程と、
前記架橋樹脂膜およびイオン注入されていないレジストパターンをマスクとして前記被加工膜を加工する工程と
を具備したことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
前記レジストパターン又は前記架橋樹脂膜をスリミングする工程を更に含む
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記イオンはＨｅ、Ｎｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎ２の少なくとも一つを含むイオンである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記レジストパターンを除去する工程は、アッシングによりレジストパターンを除去するものである
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体のパターンを形成するリソグラフィー技術に関し、特にレジストパターンの倍ピッチのパターンを形成する技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装置の短波長化やＮＡの向上に比べて、デバイスの微細化が早まっている。このため倍周期のパターン形成方法が提案・検討されている。このひとつの方法が側壁残しプロセスである。
【０００３】
また、側壁にパターンを作る方法としてＲＥＬＡＣＳ(Resolution Enhancement Lithography Assisted by Chemical Shrink)が知られている。この技術では、露光の際に発生した酸がレジストパターン側面に存在するため、酸を利用して樹脂を架橋させ、レジストパターン側壁にパターンを形成する技術である（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
しかし微細パターンにおいては、露光の際の光の回折により、酸がパターン上方にも発生しており、パターン上方にもＲＥＬＡＣＳ膜が残存してしまう。この後全面ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を行うと、レジストとＲＥＬＡＣＳがミキシングしてしまい、レジスト除去が困難になってしまうという問題があった。
【特許文献１】米国特許第６３８３９５２号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、工程数が削減でき、低コストで倍周期のパターンを形成することが可能なパターン形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明の第１の態様に係るパターン形成方法は、被加工膜の上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの上面にイオンを注入する工程と、前記イオンの注入後に、前記レジストパターンを覆うように有機膜を形成する工程と、前記有機膜を加熱する工程と、加熱後の前記有機膜を現像することにより、前記レジストパターンの側面に前記有機膜を熱架橋させた架橋樹脂膜を形成する工程と、前記架橋樹脂膜の形成後に前記レジストパターンを除去する工程と、前記架橋樹脂膜をマスクとして前記被加工膜を加工する工程とを含む。
【０００７】
この発明の第２の態様に係るパターン形成方法は、被加工膜の上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンの一部の上面に選択的にイオンを注入する工程と、前記イオンの注入後に、前記レジストパターンを覆うように有機膜を形成する工程と、前記有機膜を加熱する工程と、加熱後の前記有機膜を現像することにより、イオン注入された前記レジストパターン部の側面とイオン注入されていない前記レジストパターン部の側面及び上面に前記有機膜を熱架橋させた架橋樹脂膜を形成する工程と、前記架橋樹脂膜の形成後にイオン注入された前記レジストパターン部を除去する工程と、前記架橋樹脂膜およびイオン注入されていないレジストパターンをマスクとして前記被加工膜を加工する工程とを含む。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、工程数が削減でき、低コストで倍周期のパターンを形成することが可能なパターン形成方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図面において、対応する部分には対応する符号を付し、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で示している。
【００１０】
(第１の実施形態)
本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法を図２を用いて説明する。
【００１１】
本実施形態においては、ＲＥＬＡＣＳを用いて側壁パターンを形成し、さらにレジストパターン上面にＲＥＬＡＣＳが残留しないようあらかじめイオンを打ち込んでレジストの酸発生剤（ＰＡＧ:Photo Acid Generator）を失活させる方法について述べる。
【００１２】
本実施形態と対比するために、はじめに従来の側壁残しプロセスの工程を図１に示す。従来方法では、まず、図１（ａ）に示すように、被加工膜１０の上にＴＥＯＳ膜等の酸化膜１１を形成し、さらにその上にレジストパターン１２を形成する。
【００１３】
次に、図１（ｂ）に示すように、レジストパターン１２を一旦、酸化膜１１に転写し、さらに、図１（ｃ）に示すように、レジストパターン１２を剥離する。
【００１４】
その後、図１（ｄ）に示すように、酸化膜１１のパターン及び被加工膜１０を覆うようにａ-Ｓｉ１３をスパッタする。この後、図１（ｅ）に示すように、全面ＲＩＥ等で平坦化を行って酸化膜パターン１１上方に形成されたａ-Ｓｉ１３を除去する。
【００１５】
その後、図１（ｆ）に示すように、酸化膜１１（ＴＥＯＳ膜）を除去し、図１（ｇ）に示すように、ａ-Ｓｉ１３をマスクとして例えば、電極材料等である被加工膜１０を加工するというプロセスを取る。このため工程数が多く、コストの増大につながっていた。
【００１６】
一方、本実施形態においては、図２（ａ）に示すように、被加工膜１０、例えばＳｉ、ｐｏｌｙ Ｓｉ、酸化膜、Ｗ等、上にレジストパターン１２を形成するところまでは従来のＲＥＬＡＣＳ処理と同じである。
【００１７】
そのまま所望のレジストパターン１２を露光により形成しても良いし、マージンを確保したい場合には、一旦レジストパターン１２を形成した後、アッシング等でレジストのスリミング化を行い、所望のパターンを形成してもよい。
【００１８】
この後、図２（ｂ）に示すように、イオンを注入してレジストパターン１２の表層のみにイオンを打ち込み、レジスト中のイオン注入層１４内の酸発生剤であるＰＡＧを失活させる。即ち、レジストパターン１２を形成するレジストはイオン注入により失活する酸発生剤（ＰＡＧ）を含んでいる。
【００１９】
この後、図２（ｃ）に示すように、ＲＥＬＡＣＳ処理を行う。
【００２０】
ここで、一般的なＲＥＬＡＣＳ処理について説明する。
【００２１】
ＲＥＬＡＣＳ材料は、酸の存在下加熱により架橋する樹脂を含む有機材料であり、酸の存在下で加熱すると、酸によりレジスト中の酸性基、例えばカルボン酸と架橋反応が起こる。その後、現像することで、架橋部のみが残る。レジストに露光光を照射すると、ＰＡＧが分解し、酸が発生する。ポジレジストの場合には発生した酸とレジスト高分子の保護基が外れて酸性基となる。酸性基を持つ高分子はアルカリ性の現像液に溶解し、レジストパターンが得られる。露光の際の光学像の強度はレジストパターンとなる部分と現像により溶解する部分とで急峻に変わるわけではない。また、ポストエクスポージャーベークの際に酸は拡散する。このためレジストパターン部でも酸や酸性基は存在する。
【００２２】
従って、レジストパターンにＲＥＬＡＣＳ剤（有機膜）を塗布し、加熱すると、レジストパターン側壁やその上方に存在する酸によりＲＥＬＡＣＳ剤は酸性基と熱架橋する。この後、水等で現像すると、架橋していないＲＥＬＡＣＳ剤は除去されて、レジストパターン側壁、上方のみに熱架橋して架橋樹脂膜となったＲＥＬＡＣＳ剤が残る。
【００２３】
よって、本実施形態で実行したようなインプラ処理を行わないと、図３に示すようにレジストパターン１２の上面にＲＥＬＡＣＳ剤１５が残存し、レジストパターン１２の上面を覆ってしまう。
【００２４】
しかし、本実施形態においては図２（ｂ）に示すように、イオン注入を行うことでレジストパターン１２の上面のＰＡＧを失活させている。このため、その後にレジストパターン１２を覆うようにＲＥＬＡＣＳ剤である有機膜を形成し、該有機膜を加熱し、さらにこの有機膜を現像するＲＥＬＡＣＳ処理を行うと、図２（ｃ）に示すように、レジストパターン１２の上面のイオン注入層１４の表面にはＲＥＬＡＣＳ剤１５は残存しなくなる。
【００２５】
図３に示すような場合、図１の従来例のようにレジストパターン１２上面のＲＥＬＡＣＳ剤１５を全面ＲＩＥのような方法で除去することは可能である。しかし、ＲＩＥ中にイオンやプラズマ等にさらされ両者のミキシングが起こりやすくなる。この後レジスト１２のみを除去する必要があるので、ミキシングが起こってしまうとレジスト１２の除去が困難となる。しかし、本実施形態においては、図２（ｃ）に示すようにレジストパターン１２上方にＲＥＬＡＣＳ剤が残存しないためミキシングを避けることができる。
【００２６】
ところで、ＲＥＬＡＣＳ剤の架橋を行わせるために加熱するが、この際に酸は拡散する。酸が拡散して表層まで達してしまうと、ＲＥＬＡＣＳ剤を架橋させてしまうため、一定以上の深さまでＰＡＧを分解しなくてはならない。従って、ＰＡＧが分解・失活する深さはある程度の深さが必要となる。
【００２７】
一方、ＰＡＧが分解・失活する深さは深くなりすぎてもいけない。ＰＡＧが分解・失活したレジストパターン部１４では酸が存在しないためＲＥＬＡＣＳ剤１５はその側壁に形成されない。ＲＥＬＡＣＳパターン１５は、この後電極材料等の被加工膜１０をエッチングする際のマスクとなるため、エッチングに耐えられるだけの十分な膜厚が必要なのである。
【００２８】
したがってＰＡＧが分解・失活されるべき深さは限定される。すなわち酸の拡散長より厚く、レジスト膜厚からＲＥＬＡＣＳパターンがエッチングマスクとなるのに必要な膜厚を引いた値より薄いことが必要である。
【００２９】
ＰＡＧの分解はイオンが到達しなければ起こらないので、レジスト材料が決まれば、イオンの加速電圧は限定される。すなわち、ＲＥＬＡＣＳ剤の架橋反応の際に酸が表層まで達しないようにするためには加速電圧を一定以上にしなくてはならない。一方、ＲＥＬＡＣＳパターンがエッチングマスクとなるとなるためにはイオンの加速電圧は一定以下でなくてはならない。
【００３０】
イオンの到達数は飛程より深くなると急激に減少する。したがって所望の深さだけＰＡＧの分解・失活を行うためには、図２（ｂ）において打ち込んだイオンのレジスト中の飛程が、レジスト中に発生した酸の拡散長よりは大きく、レジスト膜厚からＲＥＬＡＣＳパターンが被加工膜１０のエッチングマスクとなるのに必要な膜厚を引いた値より小さいことが望ましい。上記飛程はイオンの加速電圧を変化させることで調整する。
【００３１】
ここで望ましいとしているのは、ＰＡＧの分解確率はイオンドーズ量で決まるため効率的に行うには上記条件が望ましいが、ドーズを多くすれば、条件から外れても目的を達成できることがあるからである。
【００３２】
使用するイオンは電極材料に影響を与えないものやレジストの剥離に問題が生じないようにしなければならない。Ｈｅ、Ａｒ、Ｎｅ、Ｋｒ、Ｎ２といった不活性ガスは問題が生じにくいので使用可能であり、本実施形態においてはＡｒを用いた。
【００３３】
図２（ｃ）のＲＥＬＡＣＳ処理の後、図２（ｄ）に示すようにレジスト１２及び１４を除去する。レジストの剥離方法はアッシング、シンナー剥離、露光して現像する方法がある。一般に、イオン注入領域は架橋してしまうため、イオン注入量が多くなるとその部分はシンナーでは溶けなくなってくる。
【００３４】
従って、イオン注入のドーズ量が少ない場合はシンナー剥離でレジストを除去することができる。よって、ＲＥＬＡＣＳ剤とレジストとで溶剤であるシンナーに対する耐性が異なるような材料設計を行い、レジストのみ剥離して、ＲＥＬＡＣＳ剤は剥離しないシンナーを選択することにより、レジストのみ剥離する。
【００３５】
又、イオン注入量が少ない場合は露光及び現像を行ってレジストを除去することも可能で、この場合には、レジストはポジ型を用いる。パターニング時には未露光部に相当するが、図２（ｃ）のＲＥＬＡＣＳ処理の後、露光、ベークを行う。これにより発生した酸がレジストの保護基を脱離させ、現像液に可溶となる。この後、現像を行ってレジストパターン１２及び１４を除去する。
【００３６】
一方、イオン注入量が多い場合は、アッシングによりレジストを剥離する必要があるが、この場合にはＲＥＬＡＣＳ剤中に、アッシング中の酸化により形成された酸化物の蒸気圧が低い元素を含有させる。
【００３７】
酸化物の蒸気圧が低いとアッシング中に飛ばず、ＲＥＬＡＣＳパターンがアッシング後も残存する。これにより酸化物を含む側壁パターンが形成される。ＲＥＬＡＣＳ剤は例えばＳｉ含有のものを使用する。この場合には酸化ケイ素ができ、これが側壁パターンになる。
【００３８】
図２（ｄ）に示したようにレジストを除去した後、図２（ｅ）に示すようにＲＥＬＡＣＳ剤の側壁パターン１５をマスクとして被加工膜１０をエッチングし、最後に図２（ｆ）に示すようにＲＥＬＡＣＳ１５を除去して所望の被加工膜パターン１０を得る。
【００３９】
なお、図２（ｄ）に示したようにレジストを除去した後、被加工膜１０を加工する前に、ＲＥＬＡＣＳパターン１５に対してスリミングを実行してもよい。
【００４０】
上記では被加工膜剤の上にそのままレジストパターンを形成する場合を示した。しかし、実際には微細パターンを形成する場合には有機ＢＡＲＣ(Bottom Anti-Reflection Coating：下層反射防止膜）や２層ＢＡＲＣを用いることが多い。２層ＢＡＲＣは、透過率を抑える有機膜の下層とその上層である位相を調整する膜の組み合わせからなるＢＡＲＣである。多くの場合、後者の位相調整層はシリコン酸化膜系の材料を使用する。例えば、下層の透過率調整層はスピンオンカーボン、上層の位相調整層はスピンオングラスなどである。
【００４１】
これらを用いる場合には、図２（ｄ）の被加工膜１０の上にＢＡＲＣや２層ＢＡＲＣが形成されるため、図２（ｄ）までの工程は同じで、そこから図２（ｅ）までの間にＲＥＬＡＣＳパターン１５によるＢＡＲＣのエッチング工程が入る。
【００４２】
ＢＡＲＣをレジストパターンの下に形成することは反射防止ということでリソグラフィー性能を向上させるばかりではなく、本実施形態においてイオン注入の際の被加工膜１０の保護という点でも効果がある。
【００４３】
図４は被加工膜１０の上にＢＡＲＣ１６を形成した場合の図２（ｂ）に対応する図である。イオン注入の際にはレジストばかりでなく、ＢＡＲＣ１６中にもイオンが注入される。ＢＡＲＣエッチング時のエッチング速度は、ＢＡＲＣのイオン注入層１７においては非注入領域に比べて若干変化するが、大きな変化は無い。従って、最終的にはＢＡＲＣ１６及び１７は剥離してしまうので、被加工膜１０にイオンが到達しないだけの膜厚のＢＡＲＣ１６を設ければ、被加工膜１０の保護膜となる。
【００４４】
一般に、イオン注入によって注入されたイオンの深さは、イオンの飛程＋（飛程の標準偏差）×３の深さにほぼおさまる。したがって、ＢＡＲＣ１６中のイオンの飛程＋（飛程の標準偏差）×３よりＢＡＲＣ１６の膜厚を厚くすれば被加工膜１０にイオンは到達しないことになる。
【００４５】
ＢＡＲＣ１６が２層ＢＡＲＣの場合には位相調整層と透過率調整層の２層でイオンがすべて止まるようにする必要がある。この場合には比較的膜厚の薄い上層の位相調整層を通過したイオンの、透過率調整層中の飛程＋（飛程の標準偏差）×３より透過率調整層の膜厚が大きいことが必要である。
【００４６】
ただし、イオン注入により影響が出ない被加工膜１０を用いる場合にはＢＡＲＣ１６の膜厚を特に考慮する必要は無い。
【００４７】
以上説明した本実施形態に係るパターン形成方法を用いて半導体装置を製造した場合の製造方法を以下に説明する。ここでは、素子分離層及びゲート電極を含む配線層の形成方法を説明する。
【００４８】
素子分離層形成においては、Ｓｉ上にＳｉＮを形成後、上記方法で形成されたＲＥＬＡＣＳパターンをマスクに下層のＳｉＮ、Ｓｉをエッチングする。また、ＳｉＮとＲＥＬＡＣＳパターンの間にａ-Ｓｉ、ＴＥＯＳ等のハードマスク等を設け、ＲＥＬＡＣＳパターンをマスクにしてハードマスクにパターンを転写後、ハードマスクパターンをマスクにＳｉＮ、Ｓｉをパターニングしても良い。
【００４９】
また、ＮＡＮＤフラッシュメモリを形成する際における素子分離層については、素子分離層を形成する前に、トンネル酸化膜、フローティングゲート形成のためのポリＳｉ膜を形成してしまうこともある。この場合にはＳｉ上ではなく、ポリＳｉ上にＳｉＮを形成した後、上記ＲＥＬＡＣＳパターンを用いてＳｉまで順に加工する。
【００５０】
いずれにせよ、ＲＥＬＡＣＳパターン剥離後、Ｓｉのトレンチパターンが形成される。この上に酸化膜を形成した後、ＣＭＰにより平坦化する。この後ＳｉＮを除去する。これによりトレンチが酸化膜で埋まり、素子分離パターンが形成される。
【００５１】
ゲート電極を含む配線層の形成においては、ゲート酸化膜、ポリＳｉ膜形成後、上記方法で形成されたＲＥＬＡＣＳパターンをマスクに下層のポリＳｉおよびゲート酸化膜をパターニングしてゲートパターンを形成する。また、ポリＳｉとＲＥＬＡＣＳパターンの間にＳｉＮ等を設け、ＲＥＬＡＣＳパターンをマスクにＳｉＮをパターニングし、ＳｉＮをマスクにポリＳｉをパターニングしても良い。
【００５２】
ＮＡＮＤフラッシュメモリの場合には、フローティングゲートを形成した後、インターポリ絶縁膜を形成し、この上にコントロールゲートとなるポリＳｉを形成する。この場合もポリＳｉ上にＲＥＬＡＣＳパターンを形成する。また、ポリＳｉとＲＥＬＡＣＳパターンの間にＳｉＮ等を設けても良い。
【００５３】
ゲート電極以外の配線層の形成においては、上記方法で形成されたＲＥＬＡＣＳパターンをマスクに下層の酸化膜（層間絶縁膜）をエッチングする。これにより酸化膜からなる溝パターンを形成する。この後、バリアメタル、Ｃｕシードをスパッタし、電解めっきによりＣｕを形成する。酸化膜上面のＣｕをＣＭＰにより除去し、Ｃｕ配線を形成する。
【００５４】
(第２の実施形態)
本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法を図２及び図５を用いて説明する。
【００５５】
第１の実施形態においては、セル部のみを作る場合を想定して説明した。しかしセル部と周辺回路部を別々に形成すると、コストが増加する。そこで本実施形態においては、周辺回路とセル部を同時に形成する方法について説明する。従って、以下の周辺回路部に対する工程は、第１の実施形態において説明した工程と同時並列的に実行することが可能である。
【００５６】
図５は周辺回路部についての製造工程の工程断面図を示したものであり、図５（ａ）〜（ｆ）の各工程は、それぞれ図２（ａ）〜（ｆ）の各工程と対応しており、それぞれが同時に実行される工程である。
【００５７】
まず、図５（ａ）に示すように、最初のレジストパターニング段階では周辺部はＲＥＬＡＣＳ処理においてパターン寸法が変化する量を見込んでライン幅が細くなるように形成する。アッシング等のレジストスリミングが入る場合にはスリミング量とＲＥＬＡＣＳにてパターン寸法が変化する量双方を考慮してパターニングを行う。
【００５８】
次に、セル部に関しては、図２（ｂ）に示すようにパターン上層にＲＥＬＡＣＳが形成されないようにイオン注入を行う。この際、セル部のみ選択的にイオンが注入できるように、例えば、セル部に対応する領域のみが開口したステンシルをウエハ上方に配置する（図示せず）。これにより、セル部のみにイオンが注入され、図５（ｂ）に示すように周辺回路部にはイオンが注入されなくなる。即ち、レジストパターン全体の一部の上面にのみイオンを注入する。
【００５９】
そして、ＲＥＬＡＣＳ剤の塗布、ベーク、現像を行い、図２（ｃ）及び図５（ｃ）に示すようにＲＥＬＡＣＳ１５をレジスト１２の側壁部に形成する。ただし、周辺回路部はイオン照射を行っていないため、レジスト１２の上部にもＲＥＬＡＣＳ１５が形成される（図５（ｃ））。このため、引き続く図５（ｄ）に示すレジスト除去の工程においては、図２（ｄ）とは異なりＲＥＬＡＣＳ１５がレジスト１２を保護しているため、周辺回路部のレジスト１２は除去されない。
【００６０】
この後、図５（ｅ）に示すように周辺回路部ではレジスト１２とＲＥＬＡＣＳ１５からなるパターンをマスクとして被加工膜１０のエッチングを行う。このとき、セル部では図２（ｅ）に示すようにＲＥＬＡＣＳパターン１５をマスクとして被加工膜１０がエッチングされる。
【００６１】
最後に、図５（ｆ）に示すように、ＲＥＬＡＣＳ１５およびレジスト１２を除去して、周辺回路部に対する所望の被加工膜パターン１０が得られる。
【００６２】
このように選択的イオン注入を行うことでセル部と周辺回路部を一度に形成することが可能となる。
【００６３】
デバイスの微細化に対応して倍周期のパターン形成方法が提案・検討されており、ひとつの方法として側壁残しプロセスがある。しかし従来方法では、レジストパターンを一旦、酸化膜に転写し、この側壁にａ-Ｓｉをスパッタする。そして、酸化膜パターン上方に形成されたａ-Ｓｉを全面ＲＩＥで除去後、酸化膜を除去し、側壁にスパッタされたａ-Ｓｉをマスクに電極材を加工するというプロセスを取る。このため工程数が多く、コストの増大につながっていた。
【００６４】
本実施形態においては、被加工膜の上にレジストパターンを形成後、レジストパターン上方の酸発生剤（ＰＡＧ）を失活させるためにレジスト表層にのみイオンを照射注入する。その後、Ｓｉ含有樹脂からなるＲＥＬＡＣＳ材を使って処理し、イオンが照射されていないレジストパターンの側壁にのみ架橋樹脂膜を形成してパターンを形成する。この後、アッシング等によりレジストパターンを除去して、架橋樹脂膜をマスクに被加工膜を加工する。これにより、レジストパターンを一旦転写してから側壁パターンを形成する方法に比べて工程数を削減して、低コストに倍周期のパターンを形成することが可能となる。
【００６５】
また、イオンをレジストパターン上部に注入することでレジスト中のＰＡＧが失活するためパターン上部に架橋樹脂膜が形成されなくなり、レジスト側壁のみに架橋樹脂膜が形成されるため、レジスト上部の架橋樹脂膜をあとから除去する必要が無くなり、レジストと架橋樹脂のミキシングを避けられる。これによりレジストの除去が容易になる。
【００６６】
なお、本願発明は上記実施形態に限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。また、上記実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより種々の発明が抽出されうる。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果の欄で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出されうる。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】従来の側壁残しプロセスによるパターン形成方法の工程を示す断面図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法の工程を示す断面図。
【図３】イオン注入を行わない場合にレジストパターンの上方にもＲＥＬＡＣＳパターンが形成される様子を説明する断面図。
【図４】第１の実施形態において被加工膜上にＢＡＲＣを形成した場合に、ＢＡＲＣへのイオン注入層ができる様子を説明する断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法の工程を示す断面図。
【符号の説明】
【００６８】
１０…被加工膜、１１…酸化膜、１２…レジストパターン、１３…ａ-Ｓｉ、
１４…イオン注入層、１５…ＲＥＬＡＣＳパターン、１６…ＢＡＲＣ、
１７…ＢＡＲＣのイオン注入層。
【図１】
2008306144.tif 000003
【図２】
2008306144.tif 000004
【図３】
2008306144.tif 000005
【図４】
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【図５】
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