(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）半導体ウェハ上に被加工膜を形成する工程と、
（ｂ）前記被加工膜上に酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、
（ｃ）前記レジスト膜にマスクパターンを介して活性光線あるいは放射線を照射することにより、前記レジスト膜の照射領域において前記酸発生剤から酸を発生させる工程と、
（ｄ）前記半導体ウェハを薬液に浸漬することにより、前記レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する工程と、
（ｅ）前記レジスト膜中の酸を拡散させる加熱処理を行なう工程と、
（ｆ）前記レジスト膜に対して現像処理を行なう工程とを備え、
前記薬液は、前記レジスト膜の表面に酸を補填し、
前記薬液は、酸を含有し、
前記薬液は、２−メチル−１−プロパノールに、Ｎ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍを酸として添加したものであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
（ａ）半導体ウェハ上に被加工膜を形成する工程と、
（ｂ）前記被加工膜上に酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、
（ｃ）前記レジスト膜にマスクパターンを介して活性光線あるいは放射線を照射することにより、前記レジスト膜の照射領域において前記酸発生剤から酸を発生させる工程と、
（ｄ）前記半導体ウェハを薬液に浸漬することにより、前記レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する工程と、
（ｅ）前記レジスト膜中の酸を拡散させる加熱処理を行なう工程と、
（ｆ）前記レジスト膜に対して現像処理を行なう工程とを備え、
前記薬液は、前記半導体ウェハを前記薬液に浸漬しない場合に比べて前記レジスト膜の表面に存在する酸の濃度を減少させるように機能し、
前記薬液は、前記酸発生剤から発生した酸と反応し、
前記薬液は、官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルであることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
（ａ）半導体ウェハ上に被加工膜を形成する工程と、
（ｂ）前記被加工膜上に酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、
（ｃ）前記レジスト膜にマスクパターンを介して活性光線あるいは放射線を照射することにより、前記レジスト膜の照射領域において前記酸発生剤から酸を発生させる工程と、
（ｄ）前記半導体ウェハを薬液に浸漬することにより、前記レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する工程と、
（ｅ）前記レジスト膜中の酸を拡散させる加熱処理を行なう工程と、
（ｆ）前記レジスト膜に対して現像処理を行なう工程とを備え、
前記（ｃ）工程は、前記半導体ウェハと投影レンズの間に空気より屈折率の高い液浸液を充填した液浸露光装置を使用し、
前記（ｄ）工程において、前記薬液は、さらに、前記（ｃ）工程を実施することにより前記半導体ウェハの表面に付着した前記液浸液を洗い流す機能も有し、
前記薬液は、前記液浸液と相溶性があり、
前記（ｄ）工程において、前記薬液は、前記半導体ウェハを前記薬液に浸漬しない場合に比べて前記レジスト膜の表面に存在する酸の濃度を減少させるように機能し、
前記（ｃ）工程で使用する前記液浸液は、直鎖パーフルオロエーテルであり、前記（ｄ）工程で使用する前記薬液は、官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルである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、半導体装置の製造技術に関し、特に、活性光線あるいは放射線を用いてレジスト膜をパターニングするフォトリソグラフィ工程に適用して有効な技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特開平５−１９４７６号公報（特許文献１）には、レジスト膜上にトップコート膜を設け、このトップコート膜に酸あるいは酸発生剤を含有させることにより、酸の失活などでレジスト膜の表面で不足した酸をトップコート膜に含有される酸により補填する技術が開示されている。
【０００３】
特開２００４−２１２５６３号公報（特許文献２）には、露光後の加熱処理を酸あるいは酸発生剤を含んだ雰囲気下で実施し、レジスト膜の表面に酸を補填する技術が開示されている。
【０００４】
特開２０００−２６７２９８号公報（特許文献３）には化学増幅系レジストを露光後にＰｈ４．０〜１０．０の水溶液に浸漬してレジストの酸の濃度を調整してＴトップ形状あるいはラウンドトップ形状を防止するパターン形成方法の開示がある。
【０００５】
特開平５−３４３３１３号公報（特許文献４）には化学増幅系レジストを露光後に酸性雰囲気にレジストを曝してその後にポストベーク、現像を行なうパターン形成方法の開示がある。
【０００６】
特開平６−２６７８３８号公報（特許文献５）には化学増幅系レジストを露光後に酸性雰囲気にレジストを曝してその後にポストベーク、現像を行なうパターン形成方法の開示がある。
【０００７】
特開平１１−１５３８６７号公報（特許文献６）には化学増幅系レジストを露光後に塩基性雰囲気にレジストを曝してその後にポストベーク、現像を行なうパターン形成方法の開示がある。
【０００８】
特開平６−１８６７５４号公報（特許文献７）には化学増幅系レジストを露光後に酸性水溶液に浸漬してその後にポストベーク、現像を行なうパターン形成方法の開示がある。
【０００９】
特開平５−５３３３１号公報（特許文献８）には化学増幅系レジストを露光後に純粋処理して中和してからポストベーク、現像を行なうパターン形成方法の開示がある。
【特許文献１】特開平５−１９４７６号公報
【特許文献２】特開２００４−２１２５６３号公報
【特許文献３】特開２０００−２６７２９８号公報（［００１３］〜［００１６］）
【特許文献４】特開平５−３４３３１３号公報（［００１３］〜［００１４］）
【特許文献５】特開平６−２６７８３８号公報（［００１０］、［００１１］）
【特許文献６】特開平１１−１５３８６７号公報（［０００６］、［００１１］）
【特許文献７】特開平６−１８６７５４号公報（［００２２］〜［００２３］）
【特許文献８】特開平５−５３３３１号公報（［００１２］〜［００１４］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ＩＣ（integrated circuit）、ＬＳＩ（large scale integration）、液晶表示素子などの集積回路は、近年の高性能化および高集積化に伴い、個々の素子における寸法の微細化が進んでいる。このため、各素子を接続する配線の幅やＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）を構成するゲート電極のゲート幅も微細なものが要求されている。このような微細化を支えている技術がフォトリソグラフィ技術である。
【００１１】
フォトリソグラフィ技術では、シリコン単結晶よりなる半導体ウェハやガラス基板上に被加工膜を形成し、この被加工膜上にレジスト膜を塗布する。そして、塗布したレジスト膜に対し、マスクパターンを介して活性光線あるいは放射線を照射することにより、レジスト膜の所定領域を感光する。その後、現像処理を行ない、レジスト膜をパターニングする。
【００１２】
このようして形成されたレジスト膜のパターン（レジストパターンという）は、これをマスクとしたエッチング技術によりレジスト膜の下層に形成されている被加工膜に転写される。ここで、マスクとなるレジストパターンの形状は、下層の被加工膜にパターンを忠実に再現するため、矩形形状である必要がある。レジストパターンのトップが逆テーパ形になるＴトップ形状になったり、レジストパターンのトップが丸くなってしまうラウンド形状になったりすると、エッチング工程による被加工膜の加工の際、これらの形状が転写され、被加工膜の形状不良を引き起こす。したがって、歩留まりが落ちてしまう。
【００１３】
通常、レジストパターンがＴトップ形状やラウンド形状になる場合、レジスト膜のフォーミュレーションを改良するか、レジスト膜自体を変更して、矩形形状のレジストパターンが得られるようにする。つまり、レジスト膜を構成する成分の組成比を変更するか、レジスト膜の主成分であるベース樹脂を変更することが行なわれる。
【００１４】
しかし、レジスト膜の選択・改良には、それ相応の評価時間と手間が必要となる。レジスト膜を変更せずにレジストパターンの形状を改良する方法としては、特許文献１に記載された技術や特許文献２に記載された技術がある。ところが、特許文献１に記載された技術では、トップコート膜などの有機膜がレジスト膜とミキシングを起こしてしまい、トップコート膜を塗布するだけでレジスト膜の性質を変えてしまうおそれがある。また、特許文献２に記載された技術では、加熱処理装置の改良が必要で、さらに、酸あるいは酸発生剤を含んだ雰囲気が加熱処理装置を汚染するおそれがある。
【００１５】
本発明の目的は、レジスト膜のパターン形状が、例えばＴトップ形状やラウンド形状といった形状不良になる場合に、レジスト膜自体の変更や製造装置の改良をすることなく、容易にレジスト膜のパターン形状を改良できる技術を提供することにある。
【００１６】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
【００１８】
本発明による半導体装置の製造方法は、（ａ）半導体ウェハ上に被加工膜を形成する工程と、（ｂ）前記被加工膜上に酸発生剤を含むレジスト膜を形成する工程と、（ｃ）前記レジスト膜にマスクパターンを介して活性光線あるいは放射線を照射することにより、前記レジスト膜の照射領域において前記酸発生剤から酸を発生させる工程と、（ｄ）前記半導体ウェハを薬液に浸漬することにより、前記レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する工程と、（ｅ）前記レジスト膜中の酸を拡散させる加熱処理を行なう工程と、（ｆ）前記レジスト膜に対して現像処理を行なう工程とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２０】
フォトリソグラフィ技術において、半導体ウェハを薬液に浸漬することにより、レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する工程を備えるように構成したので、レジスト膜自体の変更や製造装置の改良をすることなく、容易にレジスト膜のパターン形状を改良できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、詳細、補足説明等の関係にある。
【００２２】
また、以下の実施の形態において、要素の数等（個数、数値、量、範囲等を含む）に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。
【００２３】
さらに、以下の実施の形態において、その構成要素（要素ステップ等も含む）は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではないことは言うまでもない。
【００２４】
同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうではないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数値および範囲についても同様である。
【００２５】
また、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするため、平面図であってもハッチングを付す場合がある。
【００２６】
半導体装置を構成する各素子の微細化に伴って、近年、レジスト膜のパターン（レジストパターン）には高い解像性能が要求されている。このような高い解像性能を満たすレジスト膜として、化学増幅型レジスト膜が多く用いられている。この化学増幅型レジスト膜の仕組みについてポジレジスト膜を例にあげて説明する。
【００２７】
一般的に、化学増幅型レジスト膜（ポジレジスト膜）（以下、レジスト膜という）は、保護基を結合したベース樹脂、酸を発生させる酸発生剤、酸の拡散を抑制するクエンチャーから構成される。ベース樹脂自体は、現像処理に使用する現像液に溶解するが、保護基を結合することによりベース樹脂は現像液に不溶となる。このため、感光前のレジスト膜は現像液に不溶である。活性光線あるいは放射線によってレジスト膜を感光すると（露光処理）、感光した領域の酸発生剤は酸を発生する。そして、露光処理後に加熱処理を行なうと、酸発生剤から発生した酸が拡散し、拡散した酸がベース樹脂に結合している保護基を脱離させる。この状態で現像処理を行なうと、感光されて保護基が脱離したベース樹脂のみ溶解するようになり、レジストパターンが形成される。形成されたレジストパターンは、エッチング工程によって被加工膜に転写され、被加工膜の加工が完成する。フォトリソグラフィ工程とエッチング工程を繰り返すことで半導体装置が形成される。
【００２８】
上述したようにして形成されたレジストパターンは、これをマスクとしたエッチング工程により被加工膜に転写される。ここで、マスクとなるレジストパターンの形状は、下層の被加工膜にパターンを忠実に再現するため、矩形形状である必要がある。レジストパターンのトップが逆テーパ形になるＴトップ形状になったり、レジストパターンのトップが丸くなってラウンド形状になったりすると、エッチング工程における被加工膜の加工の際、これらの形状が転写され、被加工膜の形状不良を引き起こす。図１は、レジストパターン１０３のトップが逆テーパ形になるＴトップ形状を示した断面図である。図１に示すように、半導体基板１０１上には被加工膜１０２が形成され、この被加工膜１０２上にレジストパターン１０３が形成されている。レジストパターン１０３の形状は、トップが逆テーパ状になっており、Ｔトップ形状となっている。図２は、レジストパターン１０４のトップが削れてラウンド形状になる例を示した断面図である。図２において、半導体基板１０１上には被加工膜１０２が形成され、この被加工膜１０２上にレジストパターン１０４が形成されている。レジストパターン１０４の形状は、角部が削れたラウンド形状をしている。
【００２９】
レジストパターンの形状がＴトップ形状やラウンド形状になるのは、保護基の保護化率が適切でないこと、レジスト膜の表面で大気中のアミンや水分と酸発生剤から発生した酸が反応して酸が失活すること、酸発生剤から発生した酸がレジスト膜の膜厚方向で分布があることなどが原因として考えられる。
【００３０】
通常、レジストパターンがＴトップ形状やラウンド形状のように形状不良となる場合、例えば、レジスト膜のフォーミュレーションを改良するか（レジスト膜を構成する成分の組成比の変更）、レジスト膜自体（ベース樹脂）を変更して、矩形形状のレジストパターンが得られるようにする。しかし、レジスト膜の選択・改良にはそれ相応の評価時間と手間が必要となる。
【００３１】
そこで、本実施の形態では、レジスト膜のパターン形状がＴトップ形状やラウンド形状となる場合に、レジスト膜自体の改良や製造装置の改良をすることなく、容易にレジスト膜のパターン形状を改良している。以下に、この技術的思想の概要について説明する。
【００３２】
上記に化学増幅型レジスト膜の反応メカニズムを示したが、化学増幅型レジスト膜では、そのパターン形成に酸の挙動が大きな役割を果たしている。つまり、レジスト膜中の酸の濃度を制御できれば、レジストパターンの形状を変えることが可能になる。この点に本発明者は着目した。
【００３３】
例えば、化学増幅型レジスト膜としてポジレジスト膜を使用し、レジストパターンの形状がＴトップ形状となる場合、レジスト膜の表面が難溶化しているため、レジスト膜の表面に酸を補填し、レジスト膜の表面での現像液に対する溶解速度を高めればよい。レジストパターンの形状がＴトップ形状となるのは以下に示すメカニズムによる。すなわち、光を照射した領域において、酸発生剤から酸が発生するが、レジスト膜の表面で、発生した酸が大気中のアミンなどと反応して失活する。これにより、レジスト膜の表面では酸の濃度が減少する。したがって、レジスト膜の表面で、ベース樹脂に結合している保護基の脱離が充分に行なわれず、現像液に溶けにくくなる。このため、光を照射した領域にもかかわらず、レジスト膜の表面でレジスト膜が残存する。一方、光が照射されたレジスト膜の内部では、酸が充分にあるので、ベース樹脂に結合している保護基の脱離が充分に行なわれ現像液に溶ける。このようにして、光が照射された領域において、レジスト膜の表面にだけレジスト膜が残存することになり、Ｔトップ形状が形成される。このようなＴトップ形状を解消するには、レジスト膜の表面に充分に酸を補填すればよい。
【００３４】
レジスト膜の表面に酸を補填する方法としては、沸点が例えば１１０℃より低く（揮発性が高く）、レジスト膜を溶解させず、かつ、酸を含有する薬液を用意する。そして、レジスト膜を感光した後の半導体ウェハをこの薬液に浸漬する。これにより、レジスト膜の表面に酸を補填することができるので、レジスト膜の表面での現像液に対する溶解速度が高まることになる。薬液中の酸の濃度と浸漬時間によりレジスト膜の表面における酸の補填効果は変化するので、薬液中の酸の濃度と浸漬時間は、レジストパターンの形状不良の度合いに応じて最適化を行なう必要がある。薬液に浸漬後、半導体ウェハを薬液より取り出し、半導体ウェハを乾燥させる。このとき、乾燥しやすいように薬液は沸点が１１０℃より低く揮発性が高いことが望ましい。また、レジスト膜を薬液に浸漬するので、レジストパターンがなくならないように、薬液はレジスト膜に溶解しない必要がある。その後、加熱処理（ＰＥＢ処理）および現像処理を実施すると、レジストパターンの形状を矩形形状に改良することが可能となる。
【００３５】
同様に、化学増幅型レジスト膜としてポジレジスト膜を使用し、レジストパターンの形状がラウンド形状となる場合、レジスト膜の表面が現像液に溶解しやすくなっているので、レジスト膜の表面における酸の濃度を減少させて、レジスト膜の表面の現像液に対する溶解速度を低めてやればよい。レジストパターンの形状がラウンド形状となるのは以下に示すメカニズムによる。すなわち、光を照射した領域において、酸発生剤から酸が発生するが、この発生量がレジスト膜の表面で過度に多くなる。これにより、レジスト膜の表面では、酸の濃度が大きくなる。したがって、レジスト膜の表面で、ベース樹脂に結合している保護基の脱離が進行し、光を照射した領域と光を照射しない領域との境界を越えて光を照射しない領域のベース樹脂に結合している保護基も脱離する。このため、現像処理において、光を照射した領域と光を照射しない領域の境界を越えて光を照射しない領域のレジスト膜の一部が溶解する。このようにして、レジストパターンがラウンド形状になる。この状態を解消するには、レジスト膜の表面における酸の濃度を減少させればよい。
【００３６】
レジスト膜の表面における酸の濃度を減少させる方法としては、沸点が水よりも低いことにより揮発性が高く、レジスト膜を溶解させず、かつ、酸と反応しやすい薬液を用意する。そして、レジスト膜を感光した後の半導体ウェハをこの薬液に浸漬する。ここで、薬液と酸が反応することにより、酸が化学変化し、酸としての機能を失うことになる。これにより、レジスト膜の表面における酸の濃度を減少させることができるので、レジスト膜の表面での現像液に対する溶解速度が低くなる。薬液と酸との反応性および浸漬時間によりレジスト膜の表面における酸の濃度は変化するので、薬液と酸との反応性および浸漬時間は予め事前に観察されたパターン形状に応じて最適化を行なう必要がある。薬液と酸との反応性は、薬液を構成する分子の末端にある官能基の種類に大きく影響を受けるので、酸との反応性を変える方法としては、末端の官能基の種類を変えることが挙げられる。
【００３７】
薬液に浸漬後、半導体ウェハを薬液より取り出し、半導体ウェハを乾燥させる。このとき、乾燥しやすいように薬液は水より沸点が低く揮発性が高いことが望ましい。また、レジスト膜を薬液に浸漬するので、レジストパターンがなくならないように、薬液はレジスト膜に溶解しない必要がある。その後、加熱処理（ＰＥＢ処理）および現像処理を実施すると、レジストパターンの形状を矩形形状に改良することが可能となる。
【００３８】
化学増幅型レジスト膜としてネガレジスト膜を使用した場合も同様に、レジスト膜を感光した後、レジスト膜中の酸に対して適切な反応性を持つ薬液あるいは酸を含有する薬液に、適切な時間浸漬し、レジスト膜の表面における酸の濃度を制御する。その後、加熱処理および現像処理を行なうことで、容易にレジストパターンの形状を改良することが可能となる。
【００３９】
また、最近、フォトリソグラフィ技術において、レジストパターンの解像性能向上を目的として、投影レンズと半導体ウェハの間に空気より屈折率の高い液浸液で満たした状態で、レジスト膜の露光を行なう液浸露光技術が確立しはじめられている。特に、露光光源にＡｒＦエキシマレーザを用いる液浸露光技術は実用化に近いところまできている。液浸液には、通常屈折率が１．４４の純水が使用されるが、更なる解像性能の向上を目指して、水より高屈折率の液体を使用することも考えられている。液浸露光技術では、液浸液を半導体ウェハに接触させることになるが、水を液浸液として使用する場合、露光後の半導体ウェハ表面に付着している液浸液を除去することは容易である。これに対し、水以外の高屈折率の液体を液浸液として使用する場合、露光後の半導体ウェハ表面に付着している液浸液を除去することが困難な場合がある。この場合、液浸液と相溶性のあるリンス液を使用して、露光後に半導体ウェハの表面に付着した液浸液を洗い流すことになる（リンス）。
【００４０】
上述した液浸露光技術を用いて形成したレジストパターンに形状不良が発生した場合、このリンス液に、上述したリンス機能の他にさらに、レジスト膜中の酸に対して適切な反応性を持たせるか、あるいは酸を含有させることでレジスト膜の表面における酸の濃度を制御する機能を持たせる。これにより、液浸露光技術においても、レジスト膜自体の改良あるいは製造装置の改良をすることなく、レジストパターンの形状不良を改善することができる。
【００４１】
以下では、半導体装置の一例としてＣＭＩＳＦＥＴ（Complementary Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）を製造する工程に本発明を適用する例について説明する。
【００４２】
（実施の形態１）
まず、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてＣＭＩＳＦＥＴのゲート電極を形成するためのレジストパターンを形成したところ、レジストパターンの形状が図２に示すようなラウンド形状となった。このようなレジストパターンが図２に示すラウンド形状であると、エッチング工程による被加工膜の加工の際、これらの形状が転写され、被加工膜の形状不良（ゲート電極の形状不良）を引き起こす。そこで、ラウンド形状となるレジストパターンを矩形形状に改良する方法について、本実施の形態１で説明する。
【００４３】
図３に示すように、ｐ型不純物を導入したシリコン単結晶からなる半導体基板（半導体ウェハ）１上に、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより素子分離溝を形成する。そして、素子分離溝を埋め込むように、例えば酸化シリコン膜を半導体基板１上に形成する。酸化シリコン膜は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。その後、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ；Chemical Mechanical Polishing）により半導体基板１上に形成されている酸化シリコン膜を除去し、図３に示すように、素子分離溝内にだけ酸化シリコン膜が残るようにする。これにより、素子分離溝内に酸化シリコン膜を埋め込んだ素子分離領域２を形成することができる。
【００４４】
続いて、図３に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ（Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor）形成領域にｐ型ウェル３を形成する。ｐ型ウェル３は、例えばホウ素（Ｂ）などのｐ型不純物を半導体基板１内に導入することにより形成することができる。同様にして、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｎ型ウェル４を形成する。ｎ型ウェル４は、例えばリン（Ｐ）や砒素（Ａｓ）などのｎ型不純物を半導体基板１内に導入することにより形成することができる。
【００４５】
次に、図４に示すように、例えば熱酸化法を使用することにより、半導体基板１の主面上にゲート絶縁膜５を形成する。ゲート絶縁膜５は、例えば酸化シリコン膜から形成されるが、酸化シリコン膜より誘電率の高い高誘電体膜から形成してもよい。
【００４６】
従来、絶縁耐性が高い、シリコン−酸化シリコン界面の電気的・物性的安定性が優れているとの観点から、ゲート絶縁膜５として酸化シリコン膜が使用されている。
【００４７】
しかし、素子の微細化に伴い、ゲート絶縁膜の膜厚について極薄化が要求されるようになってきている。このように薄い酸化シリコン膜をゲート電極として使用すると、ＭＩＳＦＥＴのチャネルを流れる電子が酸化シリコン膜によって形成される障壁をトンネルしてゲート電極に流れる、いわゆるトンネル電流が発生してしまう。
【００４８】
そこで、酸化シリコン膜より誘電率の高い材料を使用することにより、容量が同じでも物理的膜厚を増加させることができる高誘電体膜が使用されるようになってきている。高誘電体膜によれば、容量を同じにしても物理的膜厚を増加させることができるので、リーク電流を低減することができる。
【００４９】
例えば、高誘電体膜として、ハフニウム酸化物の一つであるハフニウムアルミネート膜（ＨｆＡｌＯＮ膜）が使用されるが、ハフニウムアルミネート膜に代えて、酸化ハフニウム膜、ＨｆＯＮ膜、ＨｆＳｉＯ膜、ＨｆＳｉＯＮ膜、ＨｆＡｌＯ膜のような他のハフニウム系絶縁膜を使用することもできる。さらに、これらのハフニウム系絶縁膜に酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ランタン、酸化イットリウムなどの酸化物を導入したハフニウム系絶縁膜を使用することもできる。ハフニウム系絶縁膜は、ハフニウムアルミネート膜と同様、酸化シリコン膜や酸窒化シリコン膜より誘電率が高いので、ハフニウムアルミネート膜を用いた場合と同様の効果が得られる。
【００５０】
さらに、高誘電体膜として、Ｌａ２Ｏ３、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ、Ｌａ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｙ２Ｏ３、Ｙ−Ｓｉ−Ｏ、Ｙ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎ、Ｇｄ２Ｏ３、Ｇｄ−Ｓｉ−Ｏ、Ｇｄ−Ｓｉ−Ｏ−Ｎのいずれかを主成分とする膜から形成するようにしてもよい。
【００５１】
続いて、ゲート絶縁膜５上にポリシリコン膜６を形成する。このポリシリコン膜６は、例えばＣＶＤ法を使用して形成することができる。その後、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、ポリシリコン膜６のｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｎ型不純物を導入する。一方、ポリシリコン膜６のｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にｐ型不純物を導入する。
【００５２】
次に、ポリシリコン膜６を加工してゲート電極を形成するが、ゲート電極を形成するには、フォトリソグラフィ技術によりゲート電極形成用のレジストパターンを形成した後、このレジストパターンをマスクにしたエッチングが行なわれる。以下では、始めにゲート電極用のレジストパターンを形成する工程について説明し、その後、このレジストパターンをマスクにしたエッチング工程について説明する。
【００５３】
図５は、レジストパターンの形成工程を示したフローチャートである。まず、図６に示すように、ポリシリコン膜６上に、例えば有機絶縁膜からなる反射防止膜７を塗布した後、この反射防止膜７上にレジスト膜８を塗布する（図５のＳ１０１）。反射防止膜７は、その後行われる露光工程において、レジスト膜８を透過してレジスト膜８とポリシリコン膜６（下地）との境界で反射する反射光を抑制するため、レジスト膜８とポリシリコン膜６との間に設けられる膜である。例えば、反射防止膜７として、ブリューワサイエンス社のＤＵＶ３０Ｊを使用することができる。また、レジスト膜８は、例えば化学増幅型のポジレジスト膜が使用され、主に保護基を結合したベース樹脂、酸を発生させる酸発生剤、酸の拡散を抑制するクエンチャーから構成される。レジスト膜８として、例えばフッ素主鎖ポジレジストを使用することができる。
【００５４】
続いて、レジスト膜８を形成した半導体基板１を加熱してレジスト膜８に含まれる溶剤を除去することによりレジスト膜８を半硬化させる（プリベーク処理）（図５のＳ１０２）。そして、レジスト膜８の所定領域を感光する（図５のＳ１０３）。レジスト膜８の所定領域を感光するには、図７に示すように、半導体基板１上に形成されたレジスト膜８に対し、パターンが形成されたマスク９を介して露光光を照射することにより行なわれる。マスク９は、例えば、透明な石英基板から構成されるブランクスに、例えばクロム膜などによりゲート電極形成用のパターンが形成されている。マスク９において、クロム膜によるパターンが形成された領域では、露光光が遮断され、クロム膜によるパターンが形成されていない領域では、露光光が透過し、レジスト膜８に照射される。さらに、本実施の形態１では、マスク９としてレベンソン型位相シフトマスクが使用されている。レベンソン型位相シフトマスクとは、クロム膜によるパターンがない領域のブランクスの一部を削ることで、透過する光の位相をシフトさせる。これにより、露光光の干渉効果を利用して解像度を上げているマスクである。
【００５５】
マスク９には、クロム膜によりゲート電極形成パターンが形成されており、ポリシリコン膜６のゲート電極形成領域上に塗布されているレジスト膜８には、露光光が照射されない一方、ゲート電極形成領域以外の領域に塗布されているレジスト膜８には、露光光が照射されるようになっている。
【００５６】
図８は本実施の形態１の露光工程で使用する投影露光装置（スキャナ）の構成を示した図である。図８は、スキャナ１０の一例を示している。スキャナ１０は、例えば縮小比４：１の走査型縮小投影露光装置である。図８において、露光光源１０ａから発する露光光ＥＸＬは、フライアイレンズ１０ｂ、アパーチャ１０ｃ、コンデンサレンズ１０ｄ１、１０ｄ２およびミラー１０ｅを介してマスク（レチクル）９を照明する。本実施の形態１では、露光光源１０ａから発する露光光ＥＸＬとして、波長が１５７ｎｍのＦ２レーザを用いているが、その他の活性光線あるいは放射線を用いてもよい。例えば、アルゴンフッ化（ＡｒＦ）レーザ（波長１９３ｎｍ）を使用してもよい。照明条件としては、レンズ開口数が０．９で、シグマが０．８の通常照明光源を用いている。光学条件のうち、コヒーレントファクタはアパーチャ１０ｆの開口部の大きさを変化させることにより調整した。マスク９上には異物付着によるパターン転写不良などを防止するためのペリクルＰＥが設けられている。マスク９上に描かれたマスクパターンは、投影レンズ１０ｇを介して試料基板である半導体基板（半導体ウェハ）１の主面上に形成されたレジスト膜に投影される。なお、マスク９は、マスク位置制御手段１０ｈおよびミラー１０ｉ１で制御されたマスクステージ１０ｉ２上に配置され、その中心と投影レンズ１０ｇの光軸とは正確に位置合わせがなされている。
【００５７】
半導体基板１は、試料台１０ｊ上に真空吸着されている。試料台１０ｊは、投影レンズ１０ｇの光軸方向、すなわち、試料台１０ｊのウェハ配置面に垂直な方向に移動可能なＺステージ１０ｋ上に配置され、さらにＺステージ１０ｋは、試料台１０ｊのウェハ配置面に平行な方向に移動可能なＸＹステージ１０ｍ上に配置されている。
【００５８】
Ｚステージ１０ｋおよびＸＹステージ１０ｍは、主制御系１０ｎからの制御命令に応じて、それぞれの駆動手段１０ｐ、１０ｑにより駆動されるので、半導体基板１を所望の露光位置に移動することができる。所望の露光位置はＺステージ１０ｋに固定されたミラー１０ｒの位置として、レーザ測長機１０ｓで正確にモニタされている。また、半導体基板１の表面位置は、通常の露光装置が有する焦点位置検出手段で計測される。そして、計測結果に応じてＺステージ１０ｋを駆動させることにより、半導体基板１の主面は常に投影レンズ１０ｇの結像面と一致させることができる。
【００５９】
マスク９と半導体基板１とは、縮小比に応じて同期して駆動される。そして、露光領域がマスク９の主面を走査することにより、マスクパターンが半導体基板１の主面に形成されたレジスト膜に縮小転写される。このとき、半導体基板１の主面の位置も上述した手段により、半導体基板１の走査に対して動的に駆動制御される。半導体基板１に形成された回路パターンに対してマスク９上のマスクパターンを重ね合わせ露光する場合、半導体基板１上に形成されたマークパターンの位置を、アライメント検出光学系１０ｔを用いて検出し、その検出結果から半導体基板１の位置決めをして重ね合わせ転写をする。なお、主制御系１０ｎはネットワーク装置１０ｕと電気的に接続されており、スキャナ１０の状態を遠隔監視することができるようになっている。
【００６０】
図９は、スキャナ１０のスキャンニング露光動作を模式的に示した説明図である。
【００６１】
スキャナ１０を使用したスキャンニング露光処理では、マスク９と半導体基板１とをそれぞれの主面を平行に保ちながら相対的に逆方向に移動させる。すなわち、マスク９と半導体基板１とは鏡面対称の関係となるので、露光処理に際し、マスク９の走査（スキャン）方向と半導体基板１の走査（スキャン）方向とは、図９の矢印で示すステージスキャン方向Ｇ、Ｈに示すように逆向きになる。駆動距離は縮小比が４：１の場合、マスク９の移動量を４とすると、半導体基板１の移動量は１になる。このとき、露光光ＥＸＬをアパーチャ１０ｆの平面長方形状のスリット１０ｆｓを通じてマスク９に照射する。すなわち、投影レンズ１０ｇの有効露光領域内に含まれるスリット状の露光領域を実効的な露光領域として使用する。
【００６２】
特に限定されないが、スリット１０ｆｓの幅（短方向寸法）は、通常半導体基板１上において、例えば４ｍｍ〜７ｍｍ程度である。そして、そのスリット状の露光領域をスリット１０ｆｓの幅方向（短方向）、すなわち、スリット１０ｆｓの長手方向に対して直交または斜めに交差する方向に連続移動（走査）させ、さらに結像光学系（投影レンズ１０ｇ）を介して半導体基板１の主面上に露光光を照射する。これにより、マスク９のマスクパターンを半導体基板１上にある複数のチップ領域ＣＡのそれぞれに転写することができる。なお、ここでは、スキャナ１０の機能を説明するために必要な部分のみを示したが、その他の通常のスキャナに必要な部分は通常の範囲で同様である。
【００６３】
このようにして露光工程が実施され、図７に示すように、ポリシリコン膜６のゲート電極形成領域上に塗布されているレジスト膜８には、露光光が照射されない一方、ゲート電極形成領域以外の領域に塗布されているレジスト膜８には、露光光が照射される。このとき、レジスト膜８のうち露光光が照射された領域では、レジスト膜８に含まれる酸発生剤から酸が発生する。ここで本実施の形態１では、レジスト膜８の表面における酸の濃度が通常より高くなるとしているため、この後、加熱処理および現像処理を行なうと、レジスト膜８をパターニングして得られるレジストパターンがラウンド形状となってしまう。すなわち、レジスト膜８の表面が現像液に溶解しやすくなっている。
【００６４】
そこで、本実施の形態１では、レジスト膜８の表面における酸の濃度を低減させることにより、レジスト膜８の表面において現像液に対する溶解速度を低めるようにしている。具体的に、レジスト膜８の表面における酸の濃度を低減させる方法としては、図１０に示すように、酸と反応する薬液１１に感光後の半導体基板１を浸漬する（図５のＳ１０４）。これにより、レジスト膜８の表面に存在する酸と薬液１１が反応して、酸が化学変化し、酸としての機能を失うことになる。したがって、半導体基板１を薬液１１に浸漬することにより、半導体基板１を薬液１１に浸漬しない場合に比べて、レジスト膜８の表面における酸の濃度を低減することができる。
【００６５】
薬液１１の酸との反応性および浸漬時間により、レジスト膜８の表面における酸の濃度の低減効果は変化するので、薬液１１の酸との反応性および浸漬時間は、事前に観察されたレジストパターンのラウンド形状に応じて最適化を行なう必要がある。薬液１１と酸との反応性は、薬液１１の末端にある官能基の種類に大きく影響を受けるので、薬液１１と酸との反応性を変える方法として、末端の官能基の種類を変えることが挙げられる。
【００６６】
ここで、薬液１１は、レジスト膜８に浸漬させるので、レジスト膜８を溶解しないものである必要がある。また、薬液１１は、例えば水よりも沸点が低く、揮発性が高いことが望ましい。なぜなら、半導体基板１を薬液１１に浸漬した後、半導体基板１を乾燥させるからである。
【００６７】
レジスト膜８の表面に存在する酸と反応する薬液１１は、例えば、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテル（例えば、ＨＦＥ−７２００（住友３Ｍ社製））を挙げることができる。分子構造の末端にエチル基を有する溶液は酸との反応性があるからである。末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルによれば、レジスト膜８を溶解させない。さらに、沸点が７６℃で水よりも沸点が低いので揮発性が高い。なお、薬液１１の例として末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルを挙げているが、これに限らず、レジスト膜８の表面に存在する酸と反応して酸の濃度を減少できる溶液であれば薬液１１として使用することができる。
【００６８】
薬液１１として、例えば、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルを使用する場合、この薬液１１に感光後の半導体基板１を約３０秒間浸漬し、その後、薬液１１より半導体基板１を取り出す。そして、半導体基板１を約１０秒間、自然乾燥させる（図５のＳ１０４）。
【００６９】
次に、図１１に示すように、半導体基板１を乾燥した後、露光後加熱処理（ＰＥＢ（post exposure bake））として、ベーク板の上で１１０℃の加熱処理を約６０秒間行なう（図５のＳ１０５）。このＰＥＢ処理は、レジスト膜８中の酸を拡散させる機能を有する。この段階で、レジスト膜８の感光領域では、ベース樹脂に結合している保護基が酸によって脱離する。
【００７０】
続いて、半導体基板１を冷却後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて現像処理を６０秒間行なうと、図１２に示すようなレジストパターン８ａ、８ｂを得ることができる（図５のＳ１０６）。つまり、レジスト膜８の感光領域では、ベース樹脂に結合している保護基が酸によって脱離しているので、現像液によって感光領域のレジスト膜８が溶解する。一方、レジスト膜８の非感光領域では、酸が発生しないため、ベース樹脂には保護基が結合している。したがって、非感光領域のレジスト膜８は、現像液に溶解せずに残存する。ここで、本実施の形態１では、薬液１１に半導体基板１を浸漬して、レジスト膜８の表面に存在する酸の濃度を低減している。このため、現像処理によってレジストパターン８ａ、８ｂの角部が過度に溶解することを防止でき、矩形形状のレジストパターン８ａ、８ｂを形成することができる。
【００７１】
次に、図１３に示すように、矩形形状のレジストパターン８ａ、８ｂをマスクにしたエッチングにより、ポリシリコン膜６を加工する。これにより、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極６ａを形成し、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極６ｂを形成することができる。このとき、レジストパターン８ａ、８ｂが矩形形状をしているため、このレジストパターンをマスクにして形成されたゲート電極６ａ、６ｂも矩形形状となる。このようにして、ゲート電極６ａ、６ｂの形状を改善することができる。
【００７２】
レジストパターン８ａ、８ｂがラウンド形状をしている場合、一般的には、レジスト膜８を構成するベース樹脂に結合している保護基の保護化率を上げるなどレジスト膜８自体の改良を必要とする。この改良は、試行錯誤が必要となるため、手間と時間がかかる。これに対し、本実施の形態１では、露光処理後、薬液１１に半導体基板１を一定時間浸漬するという工程を１つ追加するだけで、レジスト膜８自体に改良を加えることなく、レジストパターンの形状を改良することができる。この結果、エッチング工程後の被加工膜のパターン（例えば、ゲート電極）の形状を改善することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００７３】
続いて、図１４に示すように、レジストパターン８ａ、８ｂおよび反射防止膜７を除去することにより、半導体基板１上にゲート電極６ａ、６ｂを露出する。ここで、ゲート電極６ａには、ｎ型不純物が導入されており、ゲート電極６ｂには、ｐ型不純物が導入されているので、両方のＭＩＳＦＥＴでしきい値電圧を下げることができる（デュアルゲート構造）。
【００７４】
次に、図１５に示すように、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して、低濃度ｎ型不純物拡散領域１２を形成する。同様に、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法を使用して低濃度ｐ型不純物拡散領域１３を形成する。その後、半導体基板１上に酸化シリコン膜を形成し、形成した酸化シリコン膜に対して異方性エッチングを施すことにより、ゲート電極６ａ、６ｂの側壁にサイドウォール１４を形成する。
【００７５】
続いて、図１６に示すように、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して高濃度ｎ型不純物拡散領域１５および高濃度ｐ型不純物拡散領域１６を形成する。高濃度ｎ型不純物拡散領域１５には、低濃度ｎ型不純物拡散領域１２よりも高濃度にｎ型不純物が導入されている。同様に、高濃度ｐ型不純物拡散領域１６には、低濃度ｐ型不純物拡散領域１３よりも高濃度にｐ型不純物が導入されている。そして、半導体基板１上に、例えばスパッタリング法を使用してコバルト膜を形成した後、このコバルト膜に対して熱処理を施すことにより、コバルトシリサイド膜１７を形成する。これにより、ポリシリコン膜６とコバルトシリサイド膜１７よりなるゲート電極６ａ、６ｂを形成することができる。コバルトシリサイド膜１７を形成することにより、ゲート電極６ａ、６ｂの低抵抗化を図ることができる。なお、未反応のコバルト膜は除去される。シリサイド膜として、コバルトシリサイド膜１７に代えてチタンシリサイド膜などを使用してもよい。
【００７６】
次に、図１７に示すように、半導体基板１上に、例えばＣＶＤ法を使用して層間絶縁膜となる絶縁膜（酸化シリコン膜）１８を形成した後、この絶縁膜１８に対してＣＭＰ法による研磨を施す。これにより、絶縁膜１８の表面を平坦化する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用して、絶縁膜１８を貫通するコンタクトホール１９を形成する。続いて、コンタクトホール１９の内部を含む半導体基板１上に、例えばスパッタリング法を使用してチタン／窒化チタン膜２０ａを形成する。その後、コンタクトホール１９の内部を埋め込むように、例えばＣＶＤ法を使用してタングステン（Ｗ）膜２０ｂを形成する。そして、コンタクトホール１９の内部以外のチタン／窒化チタン膜２０ａおよびタングステン膜２０ｂを、例えばＣＭＰ法を使用して除去することにより、プラグ２１を形成する。
【００７７】
次に、図１８に示すように、半導体基板１上に、チタン／窒化チタン膜２２ａ、アルミニウム膜２２ｂおよびチタン／窒化チタン膜２２ｃを順次形成する。そして、フォトリソグラフィ技術およびエッチング技術を使用することにより、配線２３を形成する。この後、さらに多層配線を形成するが、本明細書では省略する。このようにして、半導体装置を形成することができる。
【００７８】
本実施の形態１では、ゲート電極６ａ、６ｂを形成するフォトリソグラフィ工程を例にして、レジストパターンを改良する技術的思想を説明したが、その他のフォトリソグラフィ工程にも適用できる。例えば、素子分離領域２を形成する工程、コンタクトホール１９を形成する工程、配線２３を形成する工程などで使用するレジストパターンの形成にも適用することができる。つまり、これらの工程においても、矩形形状のレジストパターンを容易に実現することができる。
【００７９】
（実施の形態２）
まず、一般的なフォトリソグラフィ技術を用いてＣＭＩＳＦＥＴのゲート電極を形成するためのレジストパターンを形成したところ、レジストパターンの形状が図１に示すようなＴトップ形状となった。このようなレジストパターンが図１に示すＴトップ形状であると、エッチング工程による被加工膜の加工の際、これらの形状が転写され、被加工膜の形状不良（ゲート電極の形状不良）を引き起こす。そこで、Ｔトップ形状となるレジストパターンを矩形形状に改良する方法について、本実施の形態２で説明する。
【００８０】
本実施の形態２は、前記実施の形態１とほぼ同様にしてＣＭＩＳＦＥＴを形成するので、ＣＭＩＳＦＥＴの製造工程の説明は省略し、異なる部分だけ説明する。異なる点は、従来のフォトリソグラフィ工程において、ゲート電極を形成するためのレジストパターンがラウンド形状ではなく、Ｔトップ形状となる点であり、本実施の形態２では、レジストパターンをＴトップ形状から矩形形状に改良する点について説明する。
【００８１】
図１９は、本実施の形態２におけるレジストパターン形成工程を示すフローチャートである。図１９に示すように、まず、ゲート電極を形成するための被加工膜であるポリシリコン膜上に、有機絶縁膜からなる反射防止膜を塗布し、この反射防止膜上にレジスト膜を塗布する（Ｓ２０１）。反射防止膜としては、例えばブリューワサイエンス社のＤＵＶ３０Ｊを使用し、レジスト膜として、例えばＦ２リソグラフィ用のフッ素主鎖ポジレジスト膜を使用することができる。
【００８２】
続いて、レジスト膜を形成した半導体基板を加熱してレジスト膜に含まれる溶剤を除去することによりレジスト膜を半硬化させる（プリベーク処理）（Ｓ２０２）。そして、レジスト膜の所定領域を感光する（Ｓ２０３）。レジスト膜の所定領域を感光するには、半導体基板上に形成されたレジスト膜に対し、パターンが形成されたマスクを介して露光光を照射することにより行なわれる。マスクは、例えば、透明な石英基板から構成されるブランクスに、例えばクロム膜などによりゲート電極形成用のパターンが形成されている。
【００８３】
つまり、マスクには、クロム膜によりゲート電極形成パターンが形成されており、ポリシリコン膜のゲート電極形成領域上に塗布されているレジスト膜には、露光光が照射されない一方、ゲート電極形成領域以外の領域に塗布されているレジスト膜には、露光光が照射されるようになっている。
【００８４】
レジスト膜の感光処理には、前記実施の形態１で説明した図８に示す投影露光装置（スキャナ）が使用される。露光光源には、例えば波長１５７ｎｍのＦ２レーザを使用し、照明条件としては、レンズ開口数が０．９０で、シグマが０．８の通常照明光源を用いる。マスクは、ゲート電極パターンが描画されているレベンソン型位相シフトマスクが使用される。
【００８５】
このような条件でレジスト膜の感光処理が実施されるが、レジスト膜のうち露光光が照射された領域（感光領域）では、レジスト膜に含まれる酸発生剤から酸が発生する。ここで本実施の形態２では、レジスト膜の表面における酸の濃度が通常より低くなるとしているため、この後、加熱処理および現像処理を行なうと、レジスト膜をパターニングして得られるレジストパターンがＴトップ形状となってしまう。すなわち、レジスト膜の表面が現像液に溶解しにくくなっている。感光領域において、レジスト膜から酸が発生するが、レジスト膜の表面では、発生した酸が大気中のアミンや水と反応して酸の濃度が低減する。すると、レジスト膜の表面において、レジスト膜を構成するベース樹脂に結合している保護基の脱離が充分に行なわれない。そのため、現像処理をおこなっても、感光領域のレジスト膜の表面が現像液に溶解せず、残存することになる。一方、感光領域のレジスト膜の内部では、酸が充分にあるため、現像液に溶解する。このことから、レジストパターンがＴトップ形状となってしまう。すなわち、感光後、直ちにＰＥＢ処理および現像処理を実施する通常処理を行なうとレジスト膜の表面がＴトップ形状になる。
【００８６】
そこで、本実施の形態２では、レジスト膜の表面における酸の濃度を増加させることにより、レジスト膜の表面において現像液に対する溶解速度を高めるようにしている。具体的に、レジスト膜の表面における酸の濃度を増加させる方法としては、レジスト膜の表面に酸を補填することが考えられる。レジスト膜の表面に酸を補填する一例として、酸を含有する薬液に感光後の半導体基板を浸漬する（Ｓ２０４）。これにより、レジスト膜の表面の酸の濃度が増加することになる。したがって、半導体基板を薬液に浸漬することにより、半導体基板を薬液に浸漬しない場合に比べて、レジスト膜の表面における酸の濃度を増加することができる。レジスト膜の表面における酸の濃度が増加することにより、感光領域では、ベース樹脂に結合している保護基の脱離が充分に行なわれ、感光したレジスト膜の表面においても、現像液にレジスト膜が充分に溶解する。したがって、レジストパターンをＴトップ形状ではなく、矩形形状にすることができる。
【００８７】
薬液に含まれる酸の量および浸漬時間により、レジスト膜の表面における酸の濃度の増加量は変化するので、薬液に含まれる酸の量および浸漬時間は、事前に観察されたレジストパターンのＴトップ形状に応じて最適化を行なう必要がある。
【００８８】
ここで、薬液は、レジスト膜に浸漬させるので、レジスト膜を溶解しないものである必要がある。また、薬液は、例えば１１０℃よりも沸点が低く（水程度の沸点を有する）、揮発性が高いことが望ましい。なぜなら、半導体基板を薬液に浸漬した後、半導体基板を乾燥させるからである。
【００８９】
レジスト膜の表面に酸を補填する薬液は、例えば、２−メチル−１−プロパノールに、Ｎ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍを酸として１００ｐｐｍの濃度で添加したものが挙げられる。この薬液によれば、レジスト膜を溶解させない。さらに、沸点が１０８℃（１１０℃以下）で水と同程度の沸点を有するので揮発性が高い。なお、薬液の例として、２−メチル−１−プロパノールに、Ｎ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍを酸として添加したものを挙げているが、これに限らず、レジスト膜の表面に酸を補填できる溶液であれば薬液として使用することができる。
【００９０】
薬液として、例えば、２−メチル−１−プロパノールに、Ｎ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍを酸として添加したものを使用する場合、この薬液に感光後の半導体基板を約３０秒間浸漬し、その後、薬液より半導体基板を取り出す。そして、半導体基板を約６０秒間、自然乾燥させる（Ｓ２０４）。
【００９１】
ここでＮ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍの構造式は図２３に示すものである。
【００９２】
次に、半導体基板を乾燥した後、露光後加熱処理（ＰＥＢ（post exposure bake））として、ベーク板の上で１１０℃の加熱処理を約６０秒間行なう（Ｓ２０５）。このＰＥＢ処理は、レジスト膜中の酸を拡散させる機能を有する。この段階で、レジスト膜の感光領域では、ベース樹脂に結合している保護基が酸によって脱離する。本実施の形態２では、感光領域の表面に酸を補填しているので、感光領域の表面においても、ベース樹脂に結合している保護基の脱離が充分に行なわれる。
【００９３】
続いて、半導体基板を冷却後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて現像処理を６０秒間行なうと、矩形形状のレジストパターンを得ることができる（Ｓ２０６）。つまり、レジスト膜の感光領域では、ベース樹脂に結合している保護基が酸によって脱離しているので、現像液によって感光領域のレジスト膜が溶解する。一方、レジスト膜の非感光領域では、酸が発生しないため、ベース樹脂には保護基が結合している。したがって、非感光領域のレジスト膜は、現像液に溶解せずに残存する。ここで、本実施の形態２では、薬液に半導体基板を浸漬して、レジスト膜の表面に酸を補填している。このため、現像処理によってレジストパターンのＴトップ形状を防止でき、矩形形状のレジストパターンを形成することができる。
【００９４】
次に、矩形形状のレジストパターンをマスクにしたエッチングにより、被加工膜であるポリシリコン膜を加工する。これにより、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成し、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成することができる。このとき、レジストパターンが矩形形状をしているため、このレジストパターンをマスクにして形成されたゲート電極も矩形形状となる。このようにして、ゲート電極の形状を改善することができる。
【００９５】
レジストパターンがＴトップ形状をしている場合、一般的には、レジスト膜を構成するベース樹脂に結合している保護基の保護化率を下げるなどレジスト膜自体の改良を必要とする。この改良は、試行錯誤が必要となるため、手間と時間がかかる。これに対し、本実施の形態２では、露光処理後、薬液に半導体基板を一定時間浸漬するという工程を１つ追加するだけで、レジスト膜自体に改良を加えることなく、レジストパターンの形状を改良することができる。この結果、エッチング工程後の被加工膜のパターン（例えば、ゲート電極）の形状を改善することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【００９６】
本実施の形態２では、ゲート電極を形成するフォトリソグラフィ工程を例にして、レジストパターンを改良する技術的思想を説明したが、その他のフォトリソグラフィ工程にも適用できる。例えば、素子分離領域を形成する工程、コンタクトホールを形成する工程、配線を形成する工程などで使用するレジストパターンの形成にも適用することができる。
【００９７】
（実施の形態３）
前記実施の形態１、２では、通常の投影露光装置を使用する例について説明したが、本実施の形態３では、液浸投影露光装置を使用する例について説明する。
【００９８】
一般に、投影露光装置の解像度Ｒは、光源波長λと開口度ＮＡ（投影レンズの明るさ）を用いて、以下に示す式で与えられる。
【００９９】
Ｒ＝ｋ×λ/ＮＡ ・・・（１）
ここで、ｋはプロセス係数である。（１）式より、光源の波長λが短いほど、投影レンズの開口度ＮＡが大きいほど高い解像度Ｒが得られることがわかる。
【０１００】
また、開口度ＮＡは、ＮＡ＝ｎ×sinθで与えられる。ここで、ｎは露光光が通過する媒質の屈折率であり、θは露光光が形成する角度である。通常の露光は大気中で行われるためｎ＝１である。これに対して液浸投影露光装置では、投影レンズと半導体ウェハの間に、屈折率 ｎが１よりも大きな液体を満たすことができるので、開口度ＮＡを１よりも大きくすることができる。したがって、露光を大気中で行うよりも高解像度を得ることができる。
【０１０１】
液浸投影露光装置において、通常の投影露光装置と同一の角度θでは、最小解像寸法を１／ｎに縮小（改善）することができる。一方、通常の投影露光装置と同一の開口度ＮＡの場合、θを小さくできるため、焦点深度をｎ倍に拡大（改善）することが可能になる。このような観点から液浸投影露光装置の使用が検討されている。
【０１０２】
図２０は、本実施の形態３における液浸投影露光装置の一部を示した構成図である。図２０において、本実施の形態３における液浸投影露光装置は、ウェハステージ３０ａ、投影レンズ３０、液浸液３１、圧力流量調整部３２、圧力計３３ａ、３３ｂ、差圧計３４および流量計３５を有している。
【０１０３】
ウェハステージ３０ａは、半導体基板１を配置できるように構成されており、上下に移動できるような駆動機構を備えている。この駆動機構は、非常に精度良く半導体基板の位置を調整できるようになっている。
【０１０４】
投影レンズ３０は、投影レンズ３０の上部に配置されたマスク（図示せず）のパターンを半導体基板１上に投影するための光学部品であり、例えばＦ２レーザ（波長１５７ｎｍ）よりなる露光光源を使用してマスクのパターンを半導体基板１上に縮小投影できるように構成されている。
【０１０５】
半導体基板１と投影レンズ３０との間には、液浸液３１が充填されている。液浸液３１は、空気（ｎ＝１）よりも屈折率の大きな液体から構成されている。このように半導体基板１と投影レンズ３０との間を空気よりも屈折率の大きい液浸液３１で満たすことにより、以下に示す効果が得られる。
【０１０６】
投影露光装置の解像度は、露光光の波長に比例するとともに開口度に反比例する。つまり、開口度が大きいほど高解像度を得ることができる。開口度は、屈折率×ｓｉｎθ（θは露光光が形成する角度）で決定されるが、液浸投影露光装置では、空気に比べて屈折率の大きな液浸液３１を使用しているので、同じｓｉｎθの値であれば、空気を使用した通常の投影露光装置よりも開口度が大きくなる。このため、液浸投影露光装置では、高解像度を得ることができる。また、空気を使用した投影露光装置と同じ開口度である場合、液浸投影露光装置では、屈折率が大きいため、露光光が形成する角度θを小さくできる。したがって、露光光が形成する角度を小さくすることができるので、投影レンズにおける焦点深度を増加させることができる。つまり、空気を使用した投影露光装置に比べて、半導体基板の位置合わせの精度を緩くしても、正確のマスクのパターンを転写することができる。言い換えれば、半導体基板１の位置が焦点位置から多少ずれていても、焦点深度が大きいので、そのずれをカバーできる。
【０１０７】
液浸液３１は、供給側から回収側に流れている。すなわち、液浸液３１は、半導体基板１と投影レンズ３０との間を満たしながら流れている。この液浸液３１の流量および圧力は、供給側および回収側に設けられた圧力流量調節部３２によって調節されている。また、液浸液３１の供給側には、圧力計３３ａが設けられており、この圧力計３３ａによって、液浸液３１の供給圧力が測定できるようになっている。同様に、液浸液３１の回収側には、圧力計３３ｂが設けられており、この圧力計３３ｂによって、液浸液３１の回収圧力が測定できるようになっている。また、液浸液３１の供給側と回収側の間には、供給圧力と回収圧力との差圧を測定できるように、差圧計３４が設けられている。なお、本実施の形態３では、圧力計３３ａ、３３ｂと差圧計３４とを両方備えるように構成しているが、必須ではなく、例えば圧力計３３ａ、３３ｂだけを設けてもよいし、差圧計３４だけを設けるようにしてもよい。
【０１０８】
液浸液３１の供給側および回収側には、さらに流量計３５が設けられている。この流量計３５は、半導体基板１と投影レンズ３０との間を流れる液浸液３１の流量値を測定できるようになっている。
【０１０９】
本実施の形態３における液浸投影露光装置の主要部は上記のように構成されており、その他の部分の構成は、前記実施の形態１で説明した図８とほぼ同様である。
【０１１０】
上述した液浸投影露光装置を用いてＣＭＩＳＦＥＴのゲート電極を形成するためのレジストパターンを形成したところ、レジストパターンの形状が図１に示すようなラウンド形状となった。このようなレジストパターンが図２に示すラウンド形状であると、エッチング工程による被加工膜の加工の際、これらの形状が転写され、被加工膜の形状不良（ゲート電極の形状不良）を引き起こす。そこで、ラウンド形状となるレジストパターンを矩形形状に改良する方法について、本実施の形態３で説明する。
【０１１１】
液浸投影露光装置として露光光源に波長１５７ｎｍのＦ２レーザを用い、照明条件としては、レンズ開口数が１．３５で、シグマが０．８の通常照明光源を使用する。マスクは、ゲート電極パターンが描画されているレベンソン型位相シフトマスクが使用される。反射防止膜にブリューワサイエンス社のＤＵＶ３０Ｊを使用し、レジスト膜としてＦ２リソグラフィ用のフッ素主鎖ポジレジスト膜を使用する。
【０１１２】
最初に液浸投影露光装置を使用した通常のフォトリソグラフィ技術でレジストパターンを形成する場合について説明する。
【０１１３】
半導体基板上に形成されたポリシリコン膜上に反射防止膜を塗布し、この反射防止膜上にレジスト膜を塗布する。そして、半導体基板に対して加熱処理（プリベーク処理）を施す。その後、レジスト膜を塗布した半導体基板を液浸投影露光装置内に搬送し、露光位置に半導体基板を移動させる。続いて、投影レンズと半導体基板の間を液浸液で満たす。液浸液には、Ｆ２レーザに対して比較的透明である直鎖パーフルオロエーテルを使用する。次に、投影レンズと半導体基板との間を液浸液で満たした状態で、Ｆ２レーザを照射し、マスク上にあるゲート電極パターンをレジスト膜上に転写する（露光処理）。この露光処理において、レジスト膜の感光領域では、酸発生剤から酸が発生する。ここで、感光領域の表面における酸の濃度は通常より高くなってしまっている。露光終了後、投影レンズと半導体基板の間を満たす液浸液を除去し、半導体基板を液浸投影露光装置から搬出する。半導体基板には液浸液が付着しているため、パーフルオロヘプタンをリンス液に用いて半導体基板を３０秒間リンスする。そして、リンス液より半導体基板を取り出してから１０秒間自然乾燥させる。ここで、リンス液として用いたパーフルオロヘプタンは、末端の官能基がトリフルオロメチル基であるパーフルオロアルカンで、酸に対して非常に不活性である。したがって、パーフルオロヘプタンよりなるリンス液に半導体基板を浸漬したとしても、レジスト膜の表面に存在する酸と反応することはなく、感光領域の表面における酸の濃度は通常より高くなったままである。すなわち、リンス液であるパーフルオロヘプタンは、レジスト膜の表面にある酸の濃度を低減する効果はない。半導体基板を乾燥させた後、露光後加熱処理（ＰＥＢ処理）としてベーク板の上で１１０℃の加熱処理を６０秒間行なう。そして、半導体基板を冷却した後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて６０秒間現像処理を行なう。このようにして、レジストパターンが形成されるが、形成されるレジストパターンはラウンド形状となる。
【０１１４】
そこで、本実施の形態３におけるフォトリソグラフィ工程を実施する。以下に、液浸投影露光装置を用いたフォトリソグラフィ工程について図２１を参照しながら説明する。
【０１１５】
上述した結果をもとに、本実施の形態３では、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテル（例えば、ＨＦＥ−７２００（住友３Ｍ社製））をリンス液として使用する。すなわち、従来使用していたパーフルオロヘプタンに変えて、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルをリンス液とする。この末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルは、液浸液である直鎖パーフルオロエーテルと相溶性があるため、半導体基板に付着した液浸液を充分に除去することができる。さらに、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルは、酸と反応しやすい性質を持っているので、感光領域の表面に過剰に存在する酸の濃度を低減させることができる。つまり、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルは、液浸液をリンスする機能を有するとともに、レジスト膜の表面に存在する酸の濃度を低減する機能も有することになる。このようにリンス液にレジスト膜の表面に存在する酸の濃度を低減する機能も持たせる点が実施の形態３の１つの特徴である。
【０１１６】
まず、半導体基板上に形成されたポリシリコン膜（被加工膜）上に反射防止膜を塗布し、この反射防止膜上にレジスト膜を塗布する（Ｓ３０１）。そして、半導体基板に対して加熱処理（プリベーク処理）を施す（Ｓ３０２）。その後、レジスト膜を塗布した半導体基板を液浸投影露光装置内に搬送し、露光位置に半導体基板を移動させる（Ｓ３０３）。続いて、投影レンズと半導体基板の間を液浸液で満たす（Ｓ３０４）。液浸液には、Ｆ２レーザに対して比較的透明である直鎖パーフルオロエーテルを使用する。次に、投影レンズと半導体基板との間を液浸液で満たした状態で、Ｆ２レーザを照射し、マスク上にあるゲート電極パターンをレジスト膜上に転写する（露光処理）（Ｓ３０５）。この露光処理において、レジスト膜の感光領域では、酸発生剤から酸が発生する。ここで、感光領域の表面における酸の濃度は通常より高くなってしまっている。露光終了後、投影レンズと半導体基板の間を満たす液浸液を除去し、半導体基板を液浸投影露光装置から搬出する。ここで、半導体基板には液浸液が付着しているため、末端に官能基としてエチル基を持つフッ素エーテルをリンス液に用いて半導体基板を３０秒間リンスする（Ｓ３０６）。このリンス液（薬液）は、液浸液と相溶性があるため、半導体基板に付着した液浸液を効果的に洗い流すことができる。また、リンス液の沸点が７６℃と低いため、容易に乾燥させることができる。さらに、このリンス液は、レジスト膜の表面に存在する酸と反応するので、レジスト膜の表面に存在する過剰な酸の濃度を低減することができる。したがって、リンス処理後、感光領域の表面における酸の濃度は、リンス処理をする前に比べて低くなる。
【０１１７】
その後、半導体基板を乾燥させた後、露光後加熱処理（ＰＥＢ処理）としてベーク板の上で１１０℃の加熱処理を６０秒間行なう（Ｓ３０７）。そして、半導体基板を冷却した後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて６０秒間現像処理を行なう（Ｓ３０８）。リンス処理として酸と反応する性質を持つ薬液を使用しているので、現像処理によってレジストパターンの角部が過度に溶解することを防止でき、矩形形状のレジストパターンを形成することができる。
【０１１８】
次に、矩形形状のレジストパターンをマスクにしたエッチングにより、被加工膜であるポリシリコン膜を加工する。これにより、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成し、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成することができる。このとき、レジストパターンが矩形形状をしているため、このレジストパターンをマスクにして形成されたゲート電極も矩形形状となる。このようにして、ゲート電極の形状を改善することができる。
【０１１９】
レジストパターンの形状がラウンド形状となる場合、一般的には、レジスト膜を構成するベース樹脂に結合している保護基の保護化率を上げるなどレジスト膜の改良を必要とする。しかし、本実施の形態３によれば、液浸液の除去に使用するリンス液に、レジスト膜の表面における酸の濃度を低減する効果を含めることで、プロセス工程を変える必要もなく、かつ、レジスト膜自体の変更もせずに、レジストパターンの形状を改良することができる。その結果、エッチング工程後の被加工膜のパターン（例えば、ゲート電極）の形状を改善することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１２０】
本実施の形態３では、ゲート電極を形成するフォトリソグラフィ工程を例にして、レジストパターンを改良する技術的思想を説明したが、その他のフォトリソグラフィ工程にも適用できる。例えば、素子分離領域を形成する工程、コンタクトホールを形成する工程、配線を形成する工程などで使用するレジストパターンの形成にも適用することができる。
【０１２１】
（実施の形態４）
前記実施の形態３では、液浸投影露光装置を使用する場合において、レジストパターンがラウンド形状となることを改良する例について説明したが、本実施の形態４では、液浸投影露光装置を使用する場合において、レジストパターンがＴトップ形状となることを改良する例について図２２を参照しながら説明する。
【０１２２】
まず、半導体基板上に形成されたポリシリコン膜（被加工膜）上に反射防止膜を塗布し、この反射防止膜上にレジスト膜を塗布する（Ｓ４０１）。そして、半導体基板に対して加熱処理（プリベーク処理）を施す（Ｓ４０２）。その後、レジスト膜を塗布した半導体基板を液浸投影露光装置内に搬送し、露光位置に半導体基板を移動させる（Ｓ４０３）。続いて、投影レンズと半導体基板の間を液浸液で満たす（Ｓ４０４）。液浸液には、Ｆ２レーザに対して比較的透明である直鎖パーフルオロエーテルを使用する。次に、投影レンズと半導体基板との間を液浸液で満たした状態で、Ｆ２レーザを照射し、マスク上にあるゲート電極パターンをレジスト膜上に転写する（露光処理）（Ｓ４０５）。この露光処理において、レジスト膜の感光領域では、酸発生剤から酸が発生する。ここで、感光領域において、レジスト膜から酸が発生するが、レジスト膜の表面では、発生した酸が大気中のアミンや水と反応して酸の濃度が低減する。
【０１２３】
露光終了後、投影レンズと半導体基板の間を満たす液浸液を除去し、半導体基板を液浸投影露光装置から搬出する。ここで、半導体基板には液浸液が付着しているため、液浸液に相溶し、かつ、レジスト膜の表面に酸を補填するリンス液に用いて半導体基板をリンスする（Ｓ４０６）。このリンス液（薬液）は、液浸液と相溶性があるため、半導体基板に付着した液浸液を効果的に洗い流すことができる。また、このリンス液は、レジスト膜の表面に酸を補填する機能を有しているので、感光領域の表面における酸の濃度は、リンス液に浸漬する前に比べて増加する。
【０１２４】
その後、半導体基板を乾燥させた後、露光後加熱処理（ＰＥＢ処理）としてベーク板の上で１１０℃の加熱処理を６０秒間行なう（Ｓ４０７）。そして、半導体基板を冷却した後、２．３８％の水酸化テトラメチルアンモニウム（ＴＭＡＨ）現像液を用いて現像処理を行なう（Ｓ４０８）。リンス処理として酸を補填する薬液を使用しているので、現像処理によってレジストパターンがＴトップ形状になることを防止でき、矩形形状のレジストパターンを形成することができる。
【０１２５】
次に、矩形形状のレジストパターンをマスクにしたエッチングにより、被加工膜であるポリシリコン膜を加工する。これにより、ｎ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成し、ｐ型ＭＩＳＦＥＴ形成領域にゲート電極を形成することができる。このとき、レジストパターンが矩形形状をしているため、このレジストパターンをマスクにして形成されたゲート電極も矩形形状となる。このようにして、ゲート電極の形状を改善することができる。
【０１２６】
レジストパターンの形状がＴトップ形状となる場合、一般的には、レジスト膜を構成するベース樹脂に結合している保護基の保護化率を下げるなどレジスト膜の改良を必要とする。しかし、本実施の形態４によれば、液浸液の除去に使用するリンス液に、レジスト膜の表面における酸を補填する効果を含めることで、プロセス工程を変える必要もなく、かつ、レジスト膜自体の変更もせずに、レジストパターンの形状を改良することができる。その結果、エッチング工程後の被加工膜のパターン（例えば、ゲート電極）の形状を改善することができ、半導体装置の製造歩留まりを向上させることができる。
【０１２７】
本実施の形態４では、ゲート電極を形成するフォトリソグラフィ工程を例にして、レジストパターンを改良する技術的思想を説明したが、その他のフォトリソグラフィ工程にも適用できる。例えば、素子分離領域を形成する工程、コンタクトホールを形成する工程、配線を形成する工程などで使用するレジストパターンの形成にも適用することができる。
【０１２８】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１２９】
本発明は、半導体装置を製造する製造業に幅広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】レジストパターンの形状がＴトップ形状となる例を示す断面図である。
【図２】レジストパターンの形状がラウンド形状となる例を示す断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図４】図３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】実施の形態１におけるレジストパターンの形成工程を示すフローチャートである。
【図６】図４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】図６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】投影露光装置の構成を示す図である。
【図９】スキャンニング動作を示す図である。
【図１０】図７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く半導体装置の製造工程を示す断面図である。
【図１９】実施の形態２におけるレジストパターンの形成工程を示すフローチャートである。
【図２０】液浸投影露光装置の主要部の構成を示す図である。
【図２１】実施の形態３におけるレジストパターンの形成工程を示すフローチャートである。
【図２２】実施の形態４におけるレジストパターンの形成工程を示すフローチャートである。
【図２３】Ｎ−ｏｘｏ−Ｎ−（２−（ｔｏｓｙｌｏｘｙｍｅｔｈｙｌ）ｐｈｅｎｙｌ）ｈｙｄｒｏｘｙｌａｍｍｏｎｉｕｍの構造式を示す図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１  半導体基板
２  素子分離領域
３  ｐ型ウェル
４  ｎ型ウェル
５  ゲート絶縁膜
６  ポリシリコン膜
６ａ  ゲート電極
６ｂ  ゲート電極
７  反射防止膜
８  レジスト膜
８ａ  レジストパターン
８ｂ  レジストパターン
９  マスク
１０  スキャナ
１０ａ  露光光源
１０ｂ  フライアイレンズ
１０ｃ  アパーチャ
１０ｄ１  コンデンサレンズ
１０ｄ２  コンデンサレンズ
１０ｅ  ミラー
１０ｆ  アパーチャ
１０ｆｓ  スリット
１０ｇ  投影レンズ
１０ｈ  マスク位置制御手段
１０ｉ１  ミラー
１０ｉ２  マスクステージ
１０ｊ  試料台
１０ｋ  Ｚステージ
１０ｍ  ＸＹステージ
１０ｎ  主制御系
１０ｐ  駆動手段
１０ｑ  駆動手段
１０ｒ  ミラー
１０ｓ  レーザ測長機
１０ｔ  アライメント検出光学系
１０ｕ  ネットワーク装置
１１  薬液
１２  低濃度ｎ型不純物拡散領域
１３  低濃度ｐ型不純物拡散領域
１４  サイドウォール
１５  高濃度ｎ型不純物拡散領域
１６  高濃度ｐ型不純物拡散領域
１７  コバルトシリサイド膜
１８  絶縁膜
１９  コンタクトホール
２０ａ  チタン／窒化チタン膜
２０ｂ  タングステン膜
２１  プラグ
２２ａ  チタン／窒化チタン膜
２２ｂ  アルミニウム膜
２２ｃ  チタン／窒化チタン膜
２３  配線
３０ａ  ウェハステージ
３０  投影レンズ
３１  液浸液
３２  圧力流量調節部
３３ａ  圧力計
３３ｂ  圧力計
３４  差圧計
３５  流量計
１０１  半導体基板
１０２  被加工膜
１０３  レジストパターン
１０４  レジストパターン
【図１】
0004746979.tif 000002
【図２】
0004746979.tif 000003
【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】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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