(57)【要約】【課題】微細Ｔ型電極を安価で高スループットに製造可能な方法の提供。【解決手段】Ｔ型ゲート電極形成面上に、最上層に紫外線に感光する紫外線感光レジスト層を含む積層レジストを形成する積層レジスト形成工程、積層レジストに紫外線を照射し紫外線感光レジスト層のみをパターニングし最上層開口を形成する最上層開口形成工程、紫外線感光レジスト層にレジストパターン厚肉化材料を塗付して紫外線感光レジスト層に形成された前記最上層開口の径を縮小させる最上層開口縮小工程、紫外線感光レジスト層に形成された最上層開口を下層に転写し、積層レジストを貫通させ、積層レジストの最下層における最下層開口を形成する最下層開口形成工程、積層レジストの最下層における最下層開口の大きさを縮小させる最下層開口縮小工程、積層レジストを貫通形成された開口部にＴ型電極を形成するＴ型電極形成工程を含む微細Ｔ型電極の製造方法。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｔ型ゲート電極形成面上に、少なくとも最上層に光に感応するフォトレジスト層を含む積層レジストを形成する積層レジスト形成工程と、該積層レジストに光を照射させて前記フォトレジスト層のみをパターニングし最上層開口を形成する最上層開口形成工程と、前記フォトレジスト層にレジストパターン厚肉化材料を塗付することにより該フォトレジスト層に形成された前記最上層開口の径を縮小させる最上層開口縮小工程と、前記フォトレジスト層に形成された前記最上層開口を該フォトレジスト層の下層に転写し、前記積層レジストを貫通させ、前記積層レジストの最下層における最下層開口を形成する最下層開口形成工程と、前記積層レジストの最下層における最下層開口の大きさを縮小させる最下層開口縮小工程と、前記積層レジストを貫通して形成された開口部にＴ型電極を形成するＴ型電極形成工程とを含むことを特徴とする微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項２】
最下層開口縮小工程が、露出する最下層の表面にレジストパターン厚肉化材料を塗付して該最下層に形成された最下層開口の径を縮小させることにより行われる請求項１に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項３】
最下層開口形成工程が、エッチング処理により行われる請求項１又は２に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項４】
最下層開口形成工程が、加熱処理を含み、該加熱処理により最下層開口をテーパー構造にする請求項１から３のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項５】
最下層が電子線レジストで形成された請求項１から４のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項６】
最下層の直上の層がサイドエッチング可能である請求項１から５のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項７】
最下層の直上の層がフォトレジストで形成された請求項１から６のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項８】
最上層の直下の層が電子線レジストで形成された請求項１から７のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項９】
レジストパターン厚肉化材料が、樹脂と、架橋剤と、界面活性剤とを含有する請求項１から８のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【請求項１０】
レジストパターン厚肉化材料における水以外の成分の総含有量が、１〜８０質量％である請求項９に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子線描画やＳＯＲ光露光等の高価なプロセスを用いることなく、微細Ｔ型電極を安価で高スループットに製造することができる微細Ｔ型電極の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
微細Ｔ型電極は、マイクロ波やミリ波帯等の高周波を利用する高度な通信分野における電界効果型トランジスタのゲート電極として用いられる。このような用途の場合、前記微細Ｔ型電極における根元部のゲート長が０．１μｍ以下であることが必要とされる。また、ゲート抵抗値を可能な限り低くしたいという要求から、前記微細Ｔ型電極においては、そのオーバーゲート部が前記根元部よりも大きく設計されるのが一般的である。
前記微細Ｔ型電極を製造する場合、積層レジストを用い、該積層レジストの下層に前記ゲート長の寸法を決める開口を、前記積層レジストの上層に前記オーバーゲート部の大きさを決める開口をそれぞれ形成することが従来より行われている。この場合、大きさの異なる開口が互いに別の層に形成された積層レジストを得るには、感度の異なる複数のレジスト材料が必要である。また、前記微細Ｔ型電極の製造にリフトオフ法を用いる場合には、リフトオフ容易性を確保する中間層用レジストを前記積層レジストに設ける必要がある。従来より、電子線レジストには感度の異なるものが多数あることから、また、前記微細Ｔ型電極における根元部のゲート長を０．１μｍ以下にする必要から、前記電子線レジストを前記積層レジストに用い、高コストな電子線描画を利用して微細Ｔ型電極を製造することが一般に行われてきた。しかしながら、この場合、安価かつ高スループットに前記微細Ｔ型電極を製造することができないという問題がある。
【０００３】
そこで、前記問題を解決するために、前記電子線レジストのみならず、電子線描画よりもスループットに優れるフォトレジストを併用した多層レジストを用い、前記微細Ｔ型電極の製造に、光露光を一部用いるプロセスが提案されている。例えば、特開平７−１５３６６６号公報においては、図２３（ａ）に示すように、基板２０上に塗布形成された下層レジスト１１に電子線描画により開口１２を形成し、その上に上層レジスト１４を塗布形成し、上層レジスト１４と下層レジスト１１とのミキシング層１５を形成する。そして、図２３（ｂ）に示すように、紫外線１６を上層レジスト１４に露光することにより断面Ｔ字型のパターンを形成し、その後、図２３（ｃ）に示すように、Ｔ型ゲート電極を形成し、図２３（ｄ）に示すように、下層レジスト１１等を除去することにより、微細なＴ型ゲート電極を製造することが開示されている。ここでは、Ｔ型ゲート電極１８におけるオーバーゲート部分を光露光で形成し、下層レジスト１１に電子線レジストを用い電子線描画により開口を形成することによりＴ型ゲート電極１８における根元部分のゲート長を短くすることが提案されている。
しかし、この場合、０．１μｍ以下のゲート長を得るためには下層レジスト１１に設ける開口１２を電子線描画により形成しなければならず、高コストかつ低スループットであるという問題がある。
【０００４】
一方、特開平１１−３０７５４９号公報には、ｉ線ステッパを用いて高スループットでかつＥＢ露光並みに微細なパターニングを行うことにより、微細Ｔ型電極を形成することが開示されている。図２４（ａ）に示すように、基板２０上に、ＥＢ露光用レジスト膜２３とバッファ膜２４とｉ線露光用レジスト膜２５とを順次、塗布形成し、その後、ｉ線露光用レジスト膜２５及びバッファ膜２４に対しｉ線露光を行ってパターンニングを行い、第１の開口部２５ａを形成する。次に、図２４（ｂ）に示すように、ｉ線露光用レジスト膜２５をマスクとしてＥＢ露光用レジスト膜２３に対してドライエッチングを行なって、ＥＢ露光用レジスト膜２３にｉ線露光用レジスト膜２５のパターンが転写された第２の開口部２３ａを形成する。次に、図２４（ｃ）に示すように、ＥＢ露光用レジスト膜２３の全面に、ＥＢ露光用レジスト膜２３とミキシング層２７を形成可能な化学増幅型の第３のレジスト膜２６を塗布する。これにより、第２の開口部２３ａの壁面がミキシング層２７に覆われて第２の開口部２３ａの開口幅が縮小される。その後、図２４（ｄ）に示すように、第３のレジスト膜２６に対しｉ線露光を行ってパターンニングを行う。そして、電極を形成しレジスト膜を除去することにより、Ｔ型ゲート電極を得ることが開示されている。この場合、ｉ線ステッパによる光露光のみを用い、電子線描画を行わない点で低コストが期待される。
しかしながら、ｉ線露光用レジスト膜２５の開口時と第３のレジスト膜２６の開口時との２回にわたってｉ線ステッパを用いた露光を行わなくてはならず、スループット性の観点からは十分ではない。また、ｉ線露光用レジスト膜２５の開口は、０．４μｍ前後であり、第１の開口部２３ａも同程度の寸法となるが、この寸法から０．１μｍ以下までミキシング層２７により開口を縮めるのは、寸法制御性が悪く困難であるという問題がある。また、Ｔ型形状を第３のレジスト膜２６とミキシング層２７との２層で形成しているため、０．１μｍ以下の微細Ｔ型ゲート電極の製造時におけるレジスト膜のリフトオフが容易でないという問題がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
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、電子線描画やＳＯＲ光露光等の高価なプロセスを用いることなく、微細Ｔ型電極を安価で高スループットに製造することができる微細Ｔ型電極の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、Ｔ型ゲート電極形成面上に、少なくとも最上層に光に感応するフォトレジスト層を含む積層レジストを形成する積層レジスト形成工程と、該積層レジストに光を照射させて前記フォトレジスト層のみをパターニングし最上層開口を形成する最上層開口形成工程と、前記フォトレジスト層にレジストパターン厚肉化材料を塗付することにより該フォトレジスト層に形成された前記最上層開口の径を縮小させる最上層開口縮小工程と、前記フォトレジスト層に形成された前記最上層開口を該フォトレジスト層の下層に転写し、前記積層レジストを貫通させ、前記積層レジストの最下層における最下層開口を形成する最下層開口形成工程と、前記積層レジストの最下層における最下層開口の大きさを縮小させる最下層開口縮小工程と、前記積層レジストを貫通して形成された開口部にＴ型電極を形成するＴ型電極形成工程とを含むことを特徴とする微細Ｔ型電極の製造方法である。
前記積層レジスト形成工程において、Ｔ型ゲート電極形成面上に、少なくとも最上層に光に感応するフォトレジスト層を有する積層レジストが形成される。前記最上層開口形成工程において、前記フォトレジスト層にレジストパターン厚肉化材料が塗付され、該フォトレジスト層に形成された前記最上層開口の径が縮小される。前記最下層開口形成工程において、前記フォトレジスト層に形成された前記最上層開口が該フォトレジスト層の下層に転写され、前記積層レジストが貫通され、前記積層レジストの最下層における最下層開口が形成される。前記最下層開口縮小工程において、前記積層レジストの最下層における最下層開口の大きさが縮小される。前記Ｔ型電極形成工程において、前記積層レジストを貫通して形成された開口部にＴ型電極が形成される。以上により、ゲート長が０．１μｍ程度以下である微細Ｔ型電極が安価かつ高スループットに製造される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（微細Ｔ型電極の製造方法）
本発明の微細Ｔ型電極の製造方法は、積層レジスト形成工程と、最上層開口形成工程と、最上層開口縮小工程と、最下層開口形成工程と、最下層開口縮小工程と、Ｔ型電極形成工程とを含み、更に必要に応じて適宜選択した工程を含む。
【０００８】
−積層レジスト形成工程−
前記積層レジスト形成工程は、Ｔ型ゲート電極形成面上に、少なくとも最上層に光に感応するフォトレジスト層を有する積層レジストを形成する工程である。
【０００９】
前記Ｔ型ゲート電極形成面としては、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、各種半導体装置におけるゲート電極形成面などが挙げられるが、これらの中でも、マイクロ波やミリ波帯等の高周波を利用する高度な通信分野における電界効果型トランジスタのゲート電極形成面が特に好適に挙げられる。
【００１０】
前記積層レジストとしては、最上層に光に感応するフォトレジスト層を有すること以外は特に制限はなく、目的に応じてその積層数、レジストの種類、各層の厚み、開口径などを適宜選択することができる。
【００１１】
前記フォトレジスト層（以下「最上層」と称することがある）を形成するフォトレジストとしては、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、ｇ線レジスト、ｉ線レジスト、ＫｒＦレジスト、ＡｒＦレジスト、Ｆ２レジストなどが好適に挙げられ、これらの中でも、安価かつ高スループットに微細Ｔ型電極を製造する観点からは、ｉ線レジストが好ましい。これらは、市販品を使用してもよい。
【００１２】
前記積層レジストの層数としては、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）微細Ｔ型電極の根元部分を形成するための開口を形成するための最下層と、微細Ｔ型電極のオーバーゲート部を形成するための開口を形成するための上層と、前記最上層との３層構造、（２）前記最下層と、リフトオフ容易性を達成するための中間層と、前記上層と、前記最上層との４層構造（図１参照）、（３）前記最下層と、前記上層と、その直上に設けられたエッチング耐性に優れた絶縁層と、前記最上層との４層構造、（４）前記最下層と、リフトオフ容易性を達成するための中間層と、前記上層と、前記絶縁層と、前記最上層との５層構造（図２参照）、などが好適に挙げられる。
【００１３】
前記積層レジストを構成する各層のレジストの材料としては、前記最上層がフォトレジストであること以外には特に制限はないが、該最上層の直下の層、好ましくは該最上層以外の層が、該最上層が感光する光に感応しない材料の中から適宜選択することができる。
【００１４】
前記最下層の材料としては、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、光に感応しない材料が好ましく、前記レジストパターン厚肉化材料により厚肉化可能な材料がより好ましく、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）系レジストなどが好適に挙げられる。
【００１５】
前記中間層の材料としては、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、前記微細Ｔ型電極のオーバーゲート部の効率的な形成の観点からは、サイドエッチング可能な材料であるのがより好ましく、例えば、ポリジメチルグルタルイミド（ＰＭＧＩ）を主成分とするレジストなどが好適に挙げられる。
【００１６】
前記上層の材料としては、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、光に感応しない材料が好ましく、例えば、ポリスチレン重合体とアクリル樹脂とを含有するポリスチレン重合体含有レジストなどが好適に挙げられる。
これらの材料としては、適宜、市販品を使用することができる。
【００１７】
前記絶縁層の材料としては、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、プラズマＣＶＤ法により堆積形成可能であるのものが好ましく、具体的にはＳｉＮ、ＳｉＯＮなどが好適に挙げられる。前記積層レジスト中に該絶縁層が設けられていると、前記フォトレジスト層（最上層）のエッチング耐性が十分でない場合であっても、前記最上層開口の形状を維持することができる点で有利である。
【００１８】
前記積層レジストを構成する各層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、Ｔ型電極製造に従来から用いられている厚み条件を採用することができる。
【００１９】
−最上層開口形成工程−
前記最上層開口形成工程は、前記積層レジストに光を照射させて前記最上層のみをパターニングし最上層開口を形成する工程である。
【００２０】
前記積層レジストに照射する光としては、特に制限はなく、前記積層レジストにおける最上層を形成するレジスト材の種類に応じて適宜選択することができるが、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エキシマレーザーなどが挙げられ、これらの中でも紫外線が好ましく、安価かつ高スループットに微細Ｔ型電極を製造する観点からは、ｉ線が特に好ましい。
光を照射する際の露光機としては、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、ｉ線ステッパなどが好適に挙げられる。また、前記最上層をパターニングする際には、フォトマスクなどを好適に使用することができる。
【００２１】
前記積層レジストに形成する開口径としては、前記最上層においては、微細Ｔ型電極におけるゲート長を短くすること、ｉ線等の露光を行うこと等を考慮すると、０．３５〜０．５０μｍ程度であるのが好ましい。
【００２２】
前記最上層開口形成工程において、前記積層レジストに光を照射させることにより、前記フォトレジスト層（最上層）のみをパターニングし最上層開口を形成することができる。
【００２３】
−最上層開口縮小工程−
前記最上層開口縮小工程は、前記フォトレジスト層（最上層）にレジストパターン厚肉化材料を塗付することにより該フォトレジスト層（最上層）に形成された前記最上層開口の径を縮小させる工程である。
【００２４】
−−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、樹脂と、架橋剤と、界面活性剤とを含有してなり、更に必要に応じて適宜選択した、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、その他の成分などを含有してなる。
【００２５】
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。
前記レジストパターン厚肉化材料の態様としては、水溶液状、コロイド液状、エマルジョン液状などの態様であってもよいが、水溶液状であるのが好ましい。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
前記樹脂がアルカリ可溶性である場合、該アルカリ可溶性樹脂としては、２５℃の２．３８％ＴＭＡＨ水溶液に対し、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。
【００２９】
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い。
【００３０】
前記樹脂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、前記架橋剤等の種類・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。
【００３１】
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るが、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、例えば、アミノ系架橋剤が好適に挙げられる。
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。
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
以上の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。
【００３８】
前記レジストパターン厚肉化材料が水溶性芳香族化合物を含有していると、前記最上層開口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。
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。
【００３９】
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、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。
【００４０】
前記ポリフェノール化合物及びその誘導体としては、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、これらの誘導体又は配糖体などが挙げられる。
【００４１】
前記芳香族カルボン酸化合物及びその誘導体としては、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、これらの誘導体又は配糖体、などが挙げられる。
【００４２】
前記ナフタレン多価アルコール化合物及びその誘導体としては、例えば、ナフタレンジオール、ナフタレントリオール、これらの誘導体又は配糖体などが挙げられる。
【００４３】
前記ベンゾフェノン化合物及びその誘導体としては、例えば、アリザリンイエローＡ、これらの誘導体又は配糖体などが挙げられる。
【００４４】
前記フラボノイド化合物及びその誘導体としては、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、これらの誘導体又は配糖体などが挙げられる。
【００４５】
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るが、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。
【００４６】
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、前記架橋剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。
【００４７】
前記レジストパターン厚肉化材料が芳香族化合物を一部に有してなる樹脂を含有していると、前記最上層開口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。
前記芳香族化合物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、架橋反応を生ずることができるのが好ましく、例えば、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より好ましい。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。
【００４８】
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。
【００４９】
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るが、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。
【００５０】
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るが、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。
【００５１】
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るが、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。
【００５２】
前記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂における芳香族化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、単環性芳香族のベンゼン誘導体、ピリジン誘導体等、芳香族環が複数個連結した化合物（ナフタレン、アントラセン等の多環性芳香族）、などが好適に挙げられる。
【００５３】
前記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂における芳香族化合物は、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適であり、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。
【００５４】
前記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂における芳香族化合物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るが、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、前記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂における芳香族化合物のモル含有率は、例えば、ＮＭＲ等を用いて測定することができる。
【００５５】
前記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂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・含有量等に応じて適宜決定することができる。
【００５６】
前記有機溶剤は、前記レジストパターン厚肉化材料に含有させることにより、該レジストパターン厚肉化材料における、前記樹脂、前記架橋剤等の溶解性を向上させることができる。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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、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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
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、前記架橋剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。
【００６２】
前記レジストパターン厚肉化材料を前記最上層開口に塗布し架橋させると、該最上層開口が厚肉化され、該最上層開口上に表層が形成され、該最上層開口の径が縮小される。その結果、電子線描画等を使用することなく、前記最上層開口を形成する際に用いた露光装置の光源の露光限界を超えて、より微細な最上層開口が形成される。
【００６３】
なお、このとき、前記最上層開口の厚肉化量、即ち前記最上層開口の径の縮小量は、前記レジストパターン厚肉化材料の組成、組成比、配合量、濃度、粘度、塗布厚み、ベーク温度、ベーク時間等を適宜調節することにより、所望の範囲に制御することができる。
前記レジストパターン厚肉化材料の組成、組成比、配合量、濃度、粘度等としては、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。
前記レジストパターン厚肉化材料における水以外の成分の総含有量としては、前記最上層開口の厚肉化量、即ち前記最上層開口の径の縮小量の制御の観点からは、通常、１〜８０質量％であり、５〜５０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。
【００６４】
前記塗布後に現像処理を行うことができる。該現像処理を行うと、前記最上層との間でミキシング層を形成しなかった余分な前記レジストパターン厚肉化材料を除去することができる。
前記現像処理は、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。
【００６５】
なお、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、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、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１００〜１００００ｒｐｍ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。
前記塗布の際の塗布厚みとしては、通常、１００〜１００００Å程度であり、２０００〜５０００Å程度が好ましい。
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。
【００６６】
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、前記最上層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前記最上層へのミキシング（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、前記最上層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、温度が４０〜１２０℃程度であり、７０〜１００℃が好ましく、時間が１０秒〜５分程度であり、４０秒〜１００秒が好ましい。
【００６７】
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架橋ベーク（架橋反応）を行うのが、前記最上層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、前記架橋ベーク（架橋反応）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。前記架橋ベーク（架橋反応）の条件としては、例えば、温度が７０〜１５０℃程度であり、９０〜１３０℃が好ましく、時間が１０秒〜５分程度であり、４０秒〜１００秒が好ましい。
【００６８】
更に、前記架橋ベーク（架橋反応）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、前記最上層と架橋していない部分乃至架橋が弱い部分（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。
【００６９】
−最下層開口形成工程−
前記最下層開口形成工程は、前記フォトレジスト層に形成された前記最上層開口を該フォトレジスト層の下層に転写し、前記積層レジストを貫通させ、前記積層レジストの最下層における最下層開口を形成する工程である。
【００７０】
前記最上層開口を前記フォトレジスト層（最上層）の下層（前記上層、前記中間層、前記最下層等）に転写する方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、エッチングなどが好適に挙げられる。
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、プラズマアッシングなどが好適に挙げられるが、これらの中でもドライエッチングが好ましい。
前記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。
前記エッチングに用いるガスとしては、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、酸素原子、フッ素原子及び塩素原子の少なくとも１種を分子内に含むエッチングガス、酸素プラズマなどが好適に挙げられる。
【００７１】
なお、前記プラズマアッシングとしては、酸素プラズマアッシングが好適に挙げられ、前記上層がポリスチレン重合体含有レジストである場合に特に好適である。この場合、前記中間層は、露光・現像し、前記最下層も酸素プラズマアッシングするのが好ましい。
【００７２】
前記最下層開口形成工程においては、前記最上層開口が形成された前記最上層がマスクとして機能し、該最上層における前記最上層開口から露出する、最上層以外の層（前記上層、前記中間層、前記最下層）がエッチングされて削除される。その結果、該最上層開口が、前記最上層以外の層に転写され、前記積層レジストが貫通され、最終的に、前記積層レジストの最下層において、最下層開口が形成される。なお、このとき、前記上層及び前記中間層はサイドエッチングされ、前記最上層開口よりも開口径が大きい。この上層及び中間層に形成された開口部がオーバーゲート部形成のための空間となる。
【００７３】
なお、本発明においては、前記最下層開口形成工程の後、前記最下層開口縮小工程の前において、前記中間層の開口を該中間層可溶液を用いてサイドエッチングするサイドエッチング工程、前記最下層を熱処理することにより前記最下層開口にテーパ構造を形成する熱処理工程、などが含まれていてもよい。
なお、前記サイドエッチング工程を行うと、前期中間層がサイドエッチングされ、オーバーゲート部を形成するための空間を、前記積層レジストに形成された開口に確保することができる点で好ましい。
【００７４】
−最下層開口縮小工程−
前記最下層開口縮小工程は、前記積層レジストの最下層における最下層開口の大きさを縮小させる工程である。
【００７５】
前記最下層開口の大きさを縮小させる方法としては、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、前記レジストパターン厚肉化材料を前記最下層開口に塗付することによりその開口径を縮小させる方法、前記最下層開口を加熱させることによりその開口径を縮小させる方法などが挙げられ、これらの中でも、前記レジストパターン厚肉化材料を前記最下層開口に塗付することによりその開口径を縮小させる方法が好ましい。前記最下層開口を加熱させることによりその開口径を縮小させる方法は、前記最下層がポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）系レジストで形成されている場合に好適に採用することができる。
【００７６】
前記最下層開口縮小工程においては、前記積層レジストの最下層における最下層開口が厚肉化され、その開口の大きさが縮小される。前記最下層開口縮小工程では、上述のレジストパターン厚肉化材料を好適に用いることができ、この場合には、前記最下層開口に該レジストパターン厚肉化材料が塗布され架橋されると、該最下層開口が厚肉化され、該最下層開口上に表層が形成され、該最下層開口の径（大きさ）が縮小される。その結果、電子線描画等を使用することなく、上述の最上層開口を形成する際に用いた露光装置の光源の露光限界を超えて、より微細な最下層開口が形成される。
【００７７】
なお、このとき、前記最下層開口の厚肉化量、即ち前記最下層開口の径の縮小量は、前記レジストパターン厚肉化材料の組成、組成比、配合量、濃度、粘度、塗布厚み、ベーク温度、ベーク時間等を適宜調節することにより、所望の範囲に制御することができる。
前記レジストパターン厚肉化材料の組成、組成比、配合量、濃度、粘度等としては、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。
前記レジストパターン厚肉化材料における水以外の成分の総含有量としては、前記最上層開口の厚肉化量、即ち前記最上層開口の径の縮小量の制御の観点からは、通常、１〜８０質量％であり、５〜５０質量％が好ましく、１０〜２０質量％がより好ましい。
【００７８】
−Ｔ型電極形成工程−
前記Ｔ型電極形成工程は、前記積層レジストを貫通して形成された開口部にＴ型電極を形成する工程である。
前記Ｔ型電極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るが、例えば、蒸着法などが好適に挙げられる。
前記蒸着法により蒸着させる金属材料としては、電極材料として公知のものの中から適宜選択することができるが、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕ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。また、これらの金属は、積層されて前記Ｔ型電極を形成してもよく、この場合、例えば、Ｔｉ、Ｐｔ、Ａｕの積層膜により前記Ｔ型電極を形成する態様などが好適に挙げられる。
【００７９】
また、前記Ｔ型電極形成後においては、前記積層レジストを除去することが必要であるが、該積層レジストの除去方法としては、例えば、リフトオフ法、エッチング法などが挙げられ、これらの中でもリフトオフ法が好適に挙げられる。これらの方法の条件等については、特に制限はなく、公知の条件等の中から適宜選択することができる。
【００８０】
前記Ｔ型電極形成工程においては、前記積層レジストを貫通して形成された開口部に、Ｔ型電極が形成される。具体的には、前記最下層開口の部分で前記微細Ｔ型電極の根元部分が形成され、サイドエッチングされた前記中間層における開口部に、オーバーゲート部が形成されるための空間となる。そして、前記積層レジストが除去されて、微細Ｔ型電極が得られる。
【００８１】
次に、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法の具体的実施形態について、図面を参照しながら説明する。
【００８２】
（第一の実施形態）
図１に示すように、微細Ｔ型電極の形成面１（ここでは半導体面）上に、ＰＭＭＡ系レジスト２（ポリメチルメタクリレート系レジスト）とＰＭＧＩレジスト３（ポリジメチルグルタルイミドを主成分とするレジスト）とポリスチレン重合体含有レジスト４（ポリスチレン重合体とアクリル樹脂とを含有する電子線レジスト）とｉ線レジスト５とを順次塗布することにより、積層レジストを形成した。以上が、前記積層レジスト形成工程である。なお、図２に示すように、ポリスチレン重合体含有レジスト４（ポリスチレン重合体とアクリル樹脂とを含有する電子線レジスト）とｉ線レジスト５との間に絶縁層３０を設けてもよい。
【００８３】
次に、図３に示すように、ｉ線レジスト５上にｉ線６を選択的に照射し、フォトリソグラフィー法により微細Ｔ型電極を形成するための開口をパターニングした。すると、図４に示すように、ｉ線レジスト５上に開口５ａが形成された。開口５ａの開口寸法（開口径）は、露光条件によっても変わるが、ここでは約０．３５μｍ〜０．５０μｍ程度であった。この開口５ａが前記最上層開口である。以上が、前記最上層開口形成工程である。
【００８４】
次に、レジストパターン厚肉化材料をｉ線レジスト５上に塗布し、前記プリベークを行うと、開口５ａの界面でｉ線レジスト５と該レジストパターン厚肉化材料がミキシングし、ミキシング層７が形成される。その後、前記プリベークよりも温度の高い前記架橋ベークを行うと、ミキシング層７が架橋する。この状態で、水若しくはＩＰＡ、又は弱アルカリ水溶液を用いて現像すると、架橋したミキシング層７以外のレジストパターン厚肉化材料が溶解し除去された。その結果、図５に示すように、開口５ａの開口寸法（開口径）が縮小された。以上が、前記最上層開口縮小工程である。
【００８５】
前記前記最上層開口縮小工程において、前記レジストパターン厚肉化材料に含まれる前記樹脂、前記架橋剤等の種類、組成、組成比、配合量、濃度等を調整することにより、あるいは前記レジストパターン厚肉化材料の塗付条件を適宜変更することにより、あるいは塗付後に行うベークの温度や時間を調整することにより、前記ミキシング層の厚みや該ミキシング層における架橋度を変化させることができ、現像処理により溶解除去される前記レジストパターン厚肉化材料の量を変化させることができ、開口５ａの開口寸法（開口径）の縮小を所望の程度に制御することができた。
具体的には、前記レジストパターン厚肉化材料として、ポリビニルアセタール（前記樹脂に相当）と、ウリル誘導体（前記架橋剤に相当）とを総含有量で５〜４０重量％含有するものを用いたところ、初期の開口寸法（開口径）が０．５μｍであった開口５ａの開口寸法（開口径）が、０．０７〜０．２３μｍの範囲で縮小された。
【００８６】
次に、開口５ａよりフッ素原子を含むエッチングガスを用いてドライエッチングを行ったところ、図６に示すように、開口５ａから露出するポリスチレン重合体含有レジスト４及びその近傍がエッチングされ除去され、開口４ａが形成された。このとき、ポリスチレン重合体含有レジスト４の層に形成された開口はテーパー構造をしていた。引き続きドライエッチングを行うと、図７に示すように、開口５ａから露出するＰＭＧＩレジスト３の層がエッチングされ除去され、開口３ａが形成された。更に引き続きドライエッチングを行うと、図８に示すように、開口５ａから露出するＰＭＭＡ系レジスト２の層がエッチングされ除去された。その結果、開口５ａは、ＰＭＭＡ系レジスト２とＰＭＧＩ３とポリスチレン重合体含有レジスト４とからなる多層レジストに順次転写され、開口２ａが形成された。開口２ａからは、微細Ｔ型電極の形成面１が一部露出している。そして、ＰＭＭＡ系レジスト２の層がエッチングされる間、ポリスチレン重合体含有レジスト４がサイドエッチングされるが、ＰＭＧＩ３及びその下方に位置するＰＭＭＡ系レジスト２は、ほぼ垂直にエッチングされ除去された。ＰＭＭＡ系レジスト２の層の開口寸法（開口径）は、０．２１〜０．３７μｍであった。以上が、前記最下層開口形成工程である。なお、図５から図８までに示す処理は、実際には連続的に行われる。
【００８７】
続いて、微細Ｔ型電極におけるオーバーゲート部を形成するために、前記積層レジストにおける前記中間層であるＰＭＧＩ３の層を、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液等のＰＭＧＩ可溶液を用いてサイドエッチング処理を行った。ＰＭＧＩ３の層のサイドエッチング量は、前記ＰＭＧＩ可溶液の処理時間を調整することにより容易に制御できる。このサイドエッチング処理の際、ｉ線レジスト５も溶解するため、図９に示すように、ＰＭＧＩ３の層の開口寸法（開口径）が、ＰＭＭＡ系レジスト２及びポリスチレン重合体含有レジスト４の各層の開口寸法（開口径）よりも大きな形状となった。以上が、前記サイドエッチング工程である。
更に続けて、熱処理を行い、図１０に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口をテーパ構造にした。以上が、前記熱処理工程である。
【００８８】
その後、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口上にレジストパターン厚肉化材料８を塗布し、プリベークをした後、プリベークよりも温度の高い架橋ベークを行い、ｉ線レジスト５の開口を縮小させた場合と同様にしたところ、図１１に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａの開口寸法（開口径）を縮小させることができた。以上が、前記最下層開口縮小工程である。
【００８９】
次に、開口２ａから露出する微細Ｔ型電極の形成面１に向けて電極材料の金属の蒸着を行うことにより、図１２に示すように、微細Ｔ型電極１０を形成した。このとき、ポリスチレン重合体含有レジスト４上にも前記電極材料の金属が蒸着された。そして、リフトオフ法により前記積層レジストを溶解剥離除去すると、図１３に示すように、微細Ｔ型電極の形成面１上に微細Ｔ型電極１０が形成された。以上が、前記Ｔ型電極形成工程である。
【００９０】
前記最下層開口縮小工程において、前記レジストパターン厚肉化材料に含まれる前記樹脂、前記架橋剤等の種類、組成、組成比、配合量、濃度等を調整することにより、あるいは前記レジストパターン厚肉化材料の塗付条件を適宜変更することにより、あるいは塗付後に行うベークの温度や時間を調整することにより、前記ミキシング層の厚みや該ミキシング層における架橋度を変化させることができ、現像処理により溶解除去される前記レジストパターン厚肉化材料の量を変化させることができ、開口２ａの開口寸法（開口径）の縮小を所望の程度に制御することができた。
具体的には、前記レジストパターン厚肉化材料として、ポリビニルアセタール（前記樹脂に相当）と、ウリル誘導体（前記架橋剤に相当）とを総含有量で１０〜２０重量％含有するものを用いたところ、初期の開口寸法（開口径）が０．１０〜０．４０μｍであった開口２ａの開口寸法（開口径）が、０．０２〜０．２０μｍの範囲で縮小された。これにより、ゲート長を決定するＰＭＭＡ系レジスト２の開口寸法（開口径）を０．１μｍ程度以下に形成することができた。
【００９１】
（第２の実施形態）
第２の実施形態では、前記最上層開口縮小工程までは前記第１の実施形態と同様にした。
次に、図５においてｉ線レジスト５の開口５ａより酸素プラズマによるアッシングを行うと、図６に示すように、ポリスチレン重合体含有レジスト４に開口４ａが形成された。次に、開口４ａにエキシマキセノンランプによる紫外光を照射した。ＰＭＧＩ３は、紫外光が照射されると現像液への溶解度が大きくなるため、紫外光を照射した後、ＰＭＧＩ現像液を用いて処理すると、図７に示すように、ＰＭＧＩ３において開口３ａが形成された。次に、ＰＭＧＩ３の開口３ａより酸素プラズマによるアッシングを行うと、図８に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２において開口２ａが形成された。以上が、前記最下層開口形成工程である。
第２の実施形態においては、前記最下層開口形成工程において、エッチングに酸素アッシャーを用いるので、前記第１の実施形態におけるドライエッチングよりも簡便かつ安価に最下層開口を形成することができる。
【００９２】
続いて、前記積層レジストにおける前記中間層であるＰＭＧＩ３を、水酸化テトラメチルアンモニウム（ＮＭＤ−Ｗ）等のＰＭＧＩ可溶液を用いてサイドエッチング処理を行ったところ、図９に示すように、ＰＭＧＩ３の層の開口寸法（開口径）が、ＰＭＭＡ系レジスト２及びポリスチレン重合体含有レジスト４の各層の開口寸法（開口径）よりも大きな形状となった。以上が、前記サイドエッチング工程である。
【００９３】
前記最下層開口縮小工程、前記電極形成工程は、前記第１の実施形態と同様にして行い、図１３に示すように、微細Ｔ型電極が形成された。
【００９４】
（第３の形態）
第３の形態では、前記熱処理工程までは前記第１の実施形態と同様にして行った。そして、前記熱処理工程により、図１４に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａをテーパ構造とした。
ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａをテーパ構造とした後、更に熱処理を行うことにより、図１５に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａを縮小して、開口寸法（開口径）を縮小させた。以上が、前記最下層開口縮小工程である。この最下層開口縮小工程における熱処理条件は、前記熱処理工程において開口２ａをテーパ構造とする時とは異なるが、処理温度、処理時間等を適宜調整することにより、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａの縮小量を所望の値に制御することができる。
前記最下層開口縮小工程における熱処理で、熱処理時間を５〜７分間とし、熱処理温度を１３６〜１４１℃としたところ、開口２ａの開口寸法（開口径）の縮小量が０超０．２μｍの範囲で縮小された。これにより、ゲート長を決定するＰＭＭＡ系レジスト２の開口寸法（開口径）を０．１μｍ程度以下に形成することができた。
【００９５】
前記電極形成工程は、前記第１の実施形態と同様にして行い、図１６及び図１７に示すように、微細Ｔ型電極が形成された。
【００９６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、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。
【００９７】
（実施例１）
以下に示すように、前記積層レジスト形成工程を行った。即ち、図１に示すように、微細Ｔ型電極の形成面１であるＧａＡｓ基板上に、ＰＭＭＡ系レジスト２（日本ゼオン社製：ＺＥＰ−２０００）を厚みが２６００Åとなるように、ＰＭＧＩ３（ＭＣＣ社製：ＰＭＧＩ−ＳＦ８）を厚みが５５００Åとなるように、ポリスチレン重合体含有レジスト４（日本ゼオン社製：ＺＥＰ−５２０）を厚みが２７００Åとなるように、ｉ線レジスト５（住友化学社製：ＰＦＩ−３２）を厚みが８５００Åとなるように、この順に塗布して積層レジストを形成した。
【００９８】
次に、前記最上層開口形成工程を行った。即ち、図３に示すように、ｉ線を用いたフォトリソグラフィー法により、ｉ線６をｉ線レジスト５に選択的に露光（露光時間４５０ｍｓｅｃ．）し、図４に示すように、微細Ｔ型電極を形成するための開口５ａを形成した。開口５ａの寸法は、０．４３μｍであった。
【００９９】
次に、前記最上層開口縮小工程を行った。まず、レジストパターン厚肉化材料を調製した。即ち、前記樹脂としてのポリビニルアセタール樹脂（積水化学社製、ＫＷ−３）１６質量部と、前記架橋剤としてのテトラメトキシメチルグリコールウリル（積水化学社製）１〜１．５質量部と、前記界面活性剤としてのポリオキシエチレンモノアルキルエーテル系界面活性剤（旭電化社製、ＴＮ−８０、非イオン性界面活性剤）０．０６〜０．３質量部とを含有する。また、前記樹脂、前記架橋剤及び前記界面活性剤を除いた主溶剤成分として、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）を使用した。次に、図４に示すように、このレジストパターン厚肉化材料をスピンコート法により、３０００ｒｐｍ、６０秒間塗布した後、プリベークを８５℃、７０秒間行い、図５に示すように、開口５ａの表面でｉ線レジスト５と前記レジストパターン厚肉化材料とのミキシング層７を形成させた。その後、９５℃、７０秒間の架橋ベークを行い、ミキシング層７を架橋させた。そして、水を用いて６０秒間現像処理することにより、架橋した部分以外のレジストパターン厚肉化材料を溶解除去させた。その結果、開口５ａの開口寸法は、０．２１μｍであり、開口５ａの開口寸法は０．２２μｍ縮小された。
【０１００】
次に、前記最下層開口工程を行った。開口５ａよりＳＦ６とＣＨＦ３との混合ガスによるドライエッチングを行った。ドライエッチングの条件は、圧力０．５Ｐａ、エッチング膜厚狙いを１．３μｍとした。そして、まず、図６に示すように、ポリスチレン重合体含有レジスト４に開口４ａを形成した。開口４ａはテーパー構造となった。ドライエッチングを続け、図７に示すように、ＰＭＧＩ３に開口３ａを形成し、図８に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２に開口２ａを形成した。開口２ａの開口寸法は０．２７μｍであった。
【０１０１】
次に、前記サイドエッチング工程を行った。即ち、前記積層レジストにおける中間層としてのＰＭＧＩ３の開口３ａに、ＰＭＧＩ可溶液である水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＮＭＤ−Ｗ）を４０秒間処理させて、図９に示すように、開口３ａのサイドエッチングを行った。開口３ａのサイドエッチング量は、０．２０μｍであり、リフトオフを容易にするには十分な量であった。
【０１０２】
次に、前記熱処理工程を行った。前記積層レジストに、１３８℃、５分間の熱処理を行うことにより、図１０に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａをテーパ構造とした。
【０１０３】
次に、前記最下層開口縮小工程を行った。即ち、前記最上層開口縮小工程で用いた前記レジストパターン厚肉化材料を３０００ｒｐｍ、６０秒間塗布し、ミキシング層８を形成し、プリベークを８５℃、７０秒間行った後、９５℃、７０秒間架橋ベークを行い前記最上層開口縮小工程における場合と同様にしてミキシング層８を架橋させた。そして、水を用いて６０秒間の現像処理を行うことにより、架橋した部分以外のレジストパターン厚肉化材料を溶解除去させた。その結果、図１１に示すように、開口２ａが縮小され、開口２ａの開口寸法は、０．１１μｍであった。開口２ａの開口寸法の縮小量は、０．１６μｍであった。
【０１０４】
次に、前記電極形成工程を行った。即ち、図１２に示すように、蒸着法（２×１０−７Ｔｏｒｒ以下の真空チャンバ内での電子銃加熱方式又は抵抗加熱方式）により、Ｔｉの厚みが１０Å、Ｐｔの厚みが３００Å、Ａｕの厚みが５０００Åである電極を蒸着形成した。その後、リフトオフ法（Ｎ−メチル−２−ピロリジノン（東京応化社製）の７５℃の湯せん液中に２時間浸漬する方法）により、前記積層レジストを除去し、図１３に示すように、ゲート長が０．１μｍ程度の微細Ｔ型電極を形成した。
以上により、微細Ｔ型電極を製造した。
【０１０５】
（実施例２）
前記最上層開口縮小工程までは、実施例１と同様にした。
次に、前記最下層開口形成工程を行った。即ち、図５においてｉ線レジスト５の開口５ａより酸素プラズマによるアッシングを３００Ｗ、５分間行うと、図６に示すように、ポリスチレン重合体含有レジスト４に開口４ａが形成された。次に、開口４ａにエキシマキセノンランプによる紫外光を１０秒間照射した。ＰＭＧＩ３は、紫外光が照射されると現像液への溶解度が大きくなるため、紫外光を照射した後、ＰＭＧＩ現像液としての水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液（ＮＭＤ−Ｗ）を用いて４０秒間処理すると、図７に示すように、ＰＭＧＩ３において開口３ａが形成された。次に、ＰＭＧＩ３の開口３ａより酸素プラズマによるアッシングを３００Ｗ、５分間行うと、図８に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２において開口２ａが形成された。開口２ａの開口寸法は、０．３０μｍであった。
【０１０６】
前記最下層開口縮小工程、前記電極形成工程は、前記第１の実施形態と同様にして行い、図１３に示すように、ゲート長０．１μｍ程度の微細Ｔ型電極を形成した。
【０１０７】
（実施例３）
前記熱処理工程までは、実施例１と同様にした。
次に、前記最下層開口縮小工程を行った。即ち、図１４に示すように、開口２ａに１４１℃、７分間熱処理することにより、図１５に示すように、開口寸法を縮小した。
前記電極形成工程は、前記第１の実施形態と同様にして行い、図１３に示すように、ゲート長０．１μｍ程度の微細Ｔ型電極を形成した。
【０１０８】
（実施例４）
実施例４は、ＦＥＴやＨＥＭＴ等で汎用されているゲートリセス構造を有する素子に、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法を用いて微細Ｔ型電極を形成したものである。
実施例１において、微細Ｔ型電極の形成面１であるＧａＡｓ基板の代わりに、図１８に示すように、ショットキー層１ａとしてのＩｎＡｌＡｓ、リセスを形成するキャップ層１ｂとして厚みが３００ÅであるＩｎＧａＡｓをこの順に積層してなるものを微細Ｔ型電極の形成面１とした。そして、実施例１と同様にして前記最下層開口形成工程までを行った。
次に、前記熱処理工程を１３８℃、５分間行い、図１８に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａをテーパ構造とした。
【０１０９】
次に、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａからリン酸系のエッチャントによりキャップ層１ｂであるＩｎＧａＡｓをエッチングすると、図１９に示すように、ゲートリセス部開口１ｃを形成した。この時、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａを０．２５μｍ程度とすると、ゲートリセス部の開口の開口寸法は、０．３０μｍ程度であった。
【０１１０】
次に、図２０に示すように、実施例１で用いた上述のレジストパターン厚肉化材料を、開口２ａ及び前記ゲートリセス部の開口に、３０００ｒｐｍ、６０秒間塗布してミキシング層８を形成し、プリベークを８５℃、７０秒間行い、その後、９５℃、７０秒の架橋ベークを行い、実施例１の前記最下層開口縮小工程におけるのと同様にしてミキシング層８を架橋させた。そして、実施例１における現像処理と同様に処理することにより、図２０に示すように、ＰＭＭＡ系レジスト２の開口２ａを縮小させた。開口２ａの開口寸法は０．１２μｍ程度であり、開口２ａの縮小量は、０．１９μｍであった。
【０１１１】
次に、実施例１における前記電極形成工程と同様にして、図２１に示すように、ゲートリセス内にゲート長０．１μｍ程度の微細Ｔ型電極１０を形成した。実施例１におけるリフトオフと同様の処理により、図２２に示す微細Ｔ型電極１０を形成した。
【０１１２】
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）　Ｔ型ゲート電極形成面上に、少なくとも最上層に光に感応するフォトレジスト層を含む積層レジストを形成する積層レジスト形成工程と、該積層レジストに光を照射させて前記フォトレジスト層のみをパターニングし最上層開口を形成する最上層開口形成工程と、前記フォトレジスト層にレジストパターン厚肉化材料を塗付することにより該フォトレジスト層に形成された前記最上層開口の径を縮小させる最上層開口縮小工程と、前記フォトレジスト層に形成された前記最上層開口を該フォトレジスト層の下層に転写し、前記積層レジストを貫通させ、前記積層レジストの最下層における最下層開口を形成する最下層開口形成工程と、前記積層レジストの最下層における最下層開口の大きさを縮小させる最下層開口縮小工程と、前記積層レジストを貫通して形成された開口部にＴ型電極を形成するＴ型電極形成工程とを含むことを特徴とする微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２）　最下層開口縮小工程が、露出する最下層の表面にレジストパターン厚肉化材料を塗付して該最下層に形成された最下層開口の径を縮小させることにより行われる付記１に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記３）　最下層開口縮小工程が、最下層を１３６〜１４１℃で加熱することにより行われ、該最下層がポリメチルメタクリレート系レジストで形成された付記１に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記４）　最下層開口形成工程が、エッチング処理により行われる付記１から３のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記５）　エッチング処理がドライエッチングである付記４に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記６）　エッチング処理が酸素プラズマによるアッシングを行うことを含む付記４に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記７）　最下層開口形成工程が、加熱処理を含み、該加熱処理により最下層開口をテーパー構造にする付記１から６のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記８）　積層レジストが、フォトレジスト層の直下に絶縁層を含む付記１から７のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記９）　絶縁層が、プラズマＣＶＤ法により堆積形成された付記８に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１０）　最下層が、レジストパターン厚肉化材料により厚肉化可能な材料で形成された付記１から９のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１１）　最下層が電子線レジストで形成された付記１から１０のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１２）　最下層がポリメチルメタクリレート系レジストで形成された付記１から１１のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１３）　最下層の直上の層がサイドエッチング可能である付記１から１２のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１４）　最下層の直上の層がフォトレジストで形成された付記１から１３のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１５）　最下層の直上の層がポリジメチルグルタルイミドを主成分とするレジストで形成された付記１から１４のいずれかで形成された微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１６）　最上層の直下の層が電子線レジストで形成された付記１から１５のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１７）　最上層の直下の層がポリスチレン重合体含有レジストで形成された付記１から１６のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１８）　積層レジストが４層からなり、最下層がポリメチルメタクリレート系レジストで形成され、該最下層の直上の層がポリジメチルグルタルイミドを主成分とするレジストで形成され、その上の層がポリスチレン重合体含有レジストで形成され、最上層が紫外線感光レジストで形成された付記１から１７に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記１９）　Ｔ型電極形成工程が、蒸着法によりＴ型電極を形成した後、積層レジストの除去が行われる付記１から１８のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２０）　積層レジストの除去がリフトオフ法により行われる付記１９に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２１）　レジストパターン厚肉化材料が、樹脂と、架橋剤と、界面活性剤とを含有する付記１から２０のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２２）　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２１に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２３）　界面活性剤が非イオン性界面活性剤である付記２１又は２２に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２４）　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２１から２３のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２５）　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２１から２４のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２６）　水溶性芳香族化合物及び芳香族化合物を一部に有してなる樹脂から選択される少なくとも１種を含有する付記２１から２５のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２７）　水溶性芳香族化合物が、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、芳香族化合物を一部に有してなる樹脂が、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、及びポリビニルアリールエステル樹脂から選択される付記２６に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２８）　有機溶剤を含む付記２１から２７のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記２９）　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２８に記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
（付記３０）　レジストパターン厚肉化材料における水以外の成分の総含有量が、１〜８０質量％である付記２１から２９のいずれかに記載の微細Ｔ型電極の製造方法。
【０１１３】
【発明の効果】
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、電子線描画やＳＯＲ光露光等の高価なプロセスを用いることなく、微細Ｔ型電極を安価で高スループットに製造することができる微細Ｔ型電極の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における積層レジスト形成工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図２】図２は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における積層レジスト形成工程の他の一例を説明するための概略説明図である。
【図３】図３は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最上層開口形成工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図４】図４は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最上層開口形成工程により最上層開口が形成された状態の一例を説明するための概略説明図である。
【図５】図５は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最上層開口縮小工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図６】図６は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口形成工程の一例（その１）を説明するための概略説明図である。
【図７】図７は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口形成工程の一例（その２）を説明するための概略説明図である。
【図８】図８は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口形成工程の一例（その３）を説明するための概略説明図である。
【図９】図９は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法におけるサイドエッチング工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図１０】図１０は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における熱処理工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図１１】図１１は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口縮小工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図１２】図１２は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の一例（その１）を説明するための概略説明図である。
【図１３】図１３は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の一例（その２）を説明するための概略説明図である。
【図１４】図１４は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における熱処理工程の他の一例を説明するための概略説明図である。
【図１５】図１５は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口縮小工程の他の一例を説明するための概略説明図である。
【図１６】図１６は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の他の一例（その１）を説明するための概略説明図である。
【図１７】図１７は、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の他の一例（その２）を説明するための概略説明図である。
【図１８】図１８は、ゲートリセス構造を有する素子にＴ型電極を形成する例であって、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における熱処理工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図１９】図１９は、ゲートリセス構造を有する素子にＴ型電極を形成する例であって、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法におけるゲートリセス部を形成する工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図２０】図２０は、ゲートリセス構造を有する素子にＴ型電極を形成する例であって、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における最下層開口縮小工程の一例を説明するための概略説明図である。
【図２１】図２１は、ゲートリセス構造を有する素子にＴ型電極を形成する例であって、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の一例（その１）を説明するための概略説明図である。
【図２２】図２２は、ゲートリセス構造を有する素子にＴ型電極を形成する例であって、本発明の微細Ｔ型電極の製造方法における電極形成工程の一例（その２）を説明するための概略説明図である。
【図２３】図２３は、従来におけるＴ型電極の製造方法の一例を説明するための概略説明図である。
【図２４】図２４は、従来におけるＴ型電極の製造方法の他の一例を説明するための概略説明図である。
【符号の説明】
１　　　　微細Ｔ型電極の形成面
１ａ　　　ショットキー層
１ｂ　　　キャップ層
１ｃ　　　開口（ゲートリセス部開口）
２　　　　ＰＭＭＡ系レジスト
２ａ　　　開口（最下層開口）
３　　　　ＰＭＧＩ
３ａ　　　開口
４　　　　ポリスチレン重合体含有レジスト
４ａ　　　開口
５　　　　ｉ線レジスト
５ａ　　　開口（最上層開口）
６　　　　ｉ線
７　　　　ミキシング層
８　　　　ミキシング層
９　　　　電極材料層
１０　　　微細Ｔ型電極
１１　　　下層レジスト
１２　　　開口
１４　　　上層レジスト
１５　　　ミキシング層
１６　　　紫外線
１８　　　Ｔ型ゲート電極
２０　　　基板
２３　　　ＥＢ露光用レジスト膜
２３ａ　　第２の開口部
２４　　　バッファ膜
２５　　　ｉ線露光用レジスト膜
２５ａ　　第１の開口部
２６　　　第３のレジスト膜
２７　　　ミキシング層
３０　　　絶縁層
【図１】
2004079707.tif 000002
【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】
2004079707.tif 000014
【図１４】
2004079707.tif 000015
【図１５】
2004079707.tif 000016
【図１６】
2004079707.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
2004079707.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
2004079707.tif 000023
【図２３】
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【図２４】
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