(57)【要約】  【課題】  レジスト膜における解像度（溶解コントラスト）を向上して、良好な形状を持つ微細パターンを得られるようにする。  【解決手段】  基板１０１の上に酸化チタンを含むレジスト膜１０２を形成し、続いて、形成したレジスト膜１０２に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線からなる露光光１０３をマスク１０４を介して照射してパターン露光を行なう。その後、パターン露光を行なったレジスト膜１０２に対して現像を行なうことにより、レジスト膜１０２ａの未露光部からなるレジストパターン１０２ａを形成する。【選択図】      図１
2005292613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
酸化チタンを含むことを特徴とするレジスト材料。
【請求項２】
基板上に酸化チタンを含むレジスト膜を形成する工程と、
前記レジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、
パターン露光が行なわれた前記レジスト膜に対して現像を行なうことにより、前記レジスト膜からレジストパターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
基板上に有機膜を形成する工程と、
前記有機膜の上に酸化チタンを含む第１のレジスト膜を形成する工程と、
前記第１のレジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、
パターン露光が行なわれた前記第１のレジスト膜に対して現像を行なって、前記第１のレジスト膜から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をマスクとして前記有機膜に対してエッチングを行なうことにより、パターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項４】
前記有機膜を形成する工程と前記第１のレジスト膜を形成する工程との間に、前記有機膜の上に無機膜を形成する工程をさらに備え、
前記パターンを形成する工程において、前記パターンは、前記レジストパターンをマスクとした前記無機膜及び前記有機膜に対するエッチングによって形成することを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記レジスト膜は化学増幅型レジストよりなることを特徴とする請求項２に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
前記第１のレジスト膜は化学増幅型レジストよりなることを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項７】
前記有機膜を形成する工程は、前記基板上に第２のレジスト膜を形成した後、形成した前記第２のレジスト膜をハードベークする工程であることを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項８】
前記ハードベークは２００℃以上の温度で行なうことを特徴とする請求項７に記載のパターン形成方法。
【請求項９】
前記無機膜は、酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンよりなることを特徴とする請求項４に記載のパターン形成方法。
【請求項１０】
前記波長が４００ｎｍ以下の光は、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2 レーザ、ＡｒＫｒレーザ、Ａｒ2 レーザ又は波長が１ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下の極紫外線であることを特徴とする特許請求項２又は３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、半導体装置の製造プロセス等において用いられるレジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジングに伴って、リソグラフィ技術に求められる性能はますます大きくなってきている。特にパターンを微細化するために、レジスト材料に要求される性能は大きくなる一方である。このため、現在は微細パターンを得るために、レジスト材料には化学増幅型レジストを用いる場合が多い。化学増幅型レジストは、その成分中の酸発生剤から露光及び露光後の加熱により酸を発生させ、この発生した酸を触媒としてレジストの反応を起こさせるため、レジストの解像度及び感度を向上することができる。
【０００３】
以下、従来の化学増幅型レジストを用いたパターン形成方法について図７（ａ）〜図７（ｄ）を参照しながら説明する。
【０００４】
まず、以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【０００５】
ポリ（（t-ブチルオキシカルボニルメチルオキシスチレン）(35mol%)−（ヒドロキシスチレン）(65mol%)）（ベースポリマー）……………………………………………………２ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフレート（酸発生剤）………………………０．０５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）………………………………………０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）……………………１８ｇ
次に、図７（ａ）に示すように、基板１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布して、０．４μｍの厚さを持つレジスト膜２を形成する。
【０００６】
次に、図７（ｂ）に示すように、ＮＡが０．６８であるＫｒＦエキシマレーザよりなる露光光３をマスク４を介してレジスト膜２に照射してパターン露光を行なう。
【０００７】
次に、図７（ｃ）に示すように、パターン露光が行なわれたレジスト膜２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度下で６０秒間加熱する（露光後ベーク）。
【０００８】
次に、加熱されたレジスト膜２に対して、濃度が２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液５により現像を行なって、図７（ｄ）に示すように、レジスト膜２の未露光部よりなり０．１３μｍのライン幅を有するレジストパターン２ａを得る。
【非特許文献１】R. Wang et al., Nature, vol.388 p.431 (1997)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、前記従来のパターン形成方法により得られるレジストパターン２ａは、図７（ｄ）に示すように、パターンの下部が解像していない不良パターンが生じるという問題がある。このように、化学増幅型レジストを用いたとしても、レジストに対する解像性が十分に優れるとはいえない。このような形状が不良なレジストパターン２ａを用いて被処理膜に対してエッチングを行なうと、被処理膜から得られるパターンの形状も不良となってしまうため、半導体装置の製造プロセスにおける生産性及び歩留まりが低下してしまうことになる。
【００１０】
前記に鑑み、本発明は、レジスト膜における解像度（溶解コントラスト）を向上して、良好な形状を持つ微細パターンを得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本願発明者らは、レジスト膜に対する溶解コントラストを向上すべく種々の方法を検討した結果、以下のような知見を得ている。すなわち、波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を酸化チタンに照射すると親水性になり、このため、酸化チタンをレジストに添加すると、通常は酸発生剤又は光反応試薬の光反応で親水性となる露光部はより一層親水性が増す一方、未露光部は疎水性のままである。従って、酸化チタンを含むレジスト膜の露光部及び未露光部における親水性及び疎水性を示す極性の差が大きくなるというものである。このようにレジスト膜における露光部及び未露光部の極性の差が大きくなると、現像時のレジスト膜における露光部の溶解速度と未露光部の溶解速度との差である溶解コントラストが増大するため、レジスト膜の解像度及びパターン形状が向上することになる。
【００１２】
酸化チタンが紫外線により親水性を示すことは上記の非特許文献１に知られている。非特許文献１によると、紫外線を受けた酸化チタンが親水性を示す理由は、紫外線により酸化チタンに電子と正孔とが発生し、発生した電子と正孔とが空気中の酸素や水分子とそれぞれ結合して活性酸素種（スーパーオキサイドアニオン、ＯＨラジカル）となり、この活性酸素種が親水性を示すためである。
【００１３】
また、エッチングガスに酸素系のガスを用いるドライエッチングにおいて、酸化チタンを含むレジストは有機膜に対してエッチング耐性を持つため、酸化チタンを含むレジストパターンをマスクとして有機膜をエッチングすることにより、２層構造の積層パターンを形成することができる。また、酸化チタンを含むレジスト膜と有機膜との間に無機膜を積層してもよく、この場合には無機膜が酸化チタンの有機膜に対する酸素系エッチングを補強（補償）する３層構造の積層パターンとなる。
【００１４】
なお、酸化チタンのレジストへの含有量は、０．１ｗｔ％以上且つ１０ｗｔ％以下程度が適当ではあるが、この数値範囲に限定されない。また、酸化チタンのパーティクルサイズはナノパーティクルでもよく、４００ｎｍ以下の光又は電子線で露光した場合に親水性を示す。
【００１５】
本発明は、前記の知見に基づいてなされ、レジスト膜に酸化チタンを含ませ、露光部分の親水性を高めることにより溶解コントラストを増大させるものであって、具体的には以下の方法によって実現される。
【００１６】
本発明に係るレジスト材料は酸化チタンを含むことを特徴とする。
【００１７】
本発明のレジスト材料によると、酸化チタンを含むことにより、例えば、酸発生剤や光反応試薬の光反応で親水性となる露光部がより親水性となり、一方、未露光部は疎水性のままであるため、レジストの露光部及び未露光部における極性の差が大きくなる。従って、露光部及び未露光部における極性の差が大きくなると、現像における溶解コントラストが増大するので、レジストの解像度が向上して、形状に優れたレジストパターンを得ることができる。
【００１８】
本発明に係る第１のパターン形成方法は、基板上に酸化チタンを含むレジスト膜を形成する工程と、レジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、パターン露光が行なわれたレジスト膜に対して現像を行なうことにより、レジスト膜からレジストパターンを形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００１９】
第１のパターン形成方法によると、基板上に酸化チタンを含むレジスト膜を形成し、形成したレジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なうため、酸化チタンを含むレジスト膜は、その露光部がより親水性となる一方、未露光部は疎水性のままである。このため、レジスト膜の露光部及び未露光部における極性の差が大きくなるので、現像における溶解コントラストが増大し、その結果、レジスト膜の解像度が向上して、形状に優れたレジストパターンを得ることができる。
【００２０】
本発明に係る第２のパターン形成方法は、基板上に有機膜を形成する工程と、有機膜の上に酸化チタンを含む第１のレジスト膜を形成する工程と、第１のレジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なう工程と、パターン露光が行なわれた第１のレジスト膜に対して現像を行なって、第１のレジスト膜からレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをマスクとして有機膜に対してエッチングを行なうことによりパターンを形成する工程とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
第２のパターン形成方法によると、有機膜の上に酸化チタンを含む第１のレジスト膜を形成し、形成した第１のレジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なうため、酸化チタンを含む第１のレジスト膜は、その露光部がより親水性となる一方、未露光部は疎水性のままである。このため、第１のレジスト膜の露光部及び未露光部における極性の差が大きくなるので、現像における溶解コントラストが増大し、その結果、第１noレジスト膜の解像度が向上して、形状に優れたレジストパターンを得ることができる。その上、酸化チタンを含む第１のレジスト膜は酸化性雰囲気に対する耐ドライエッチング性が高いため、第１のレジスト膜から形成したレジストパターンをマスクとして、その下側に位置する有機膜を酸素プラズマによりエッチングすることができるので、レジストパターン及び有機膜からなり形状に優れた積層パターンを得ることができる。
【００２２】
第２のパターン形成方法は、有機膜を形成する工程と第１のレジスト膜を形成する工程との間に、有機膜の上に無機膜を形成する工程をさらに備え、パターンを形成する工程において、該パターンはレジストパターンをマスクとした無機膜及び有機膜に対するエッチングによって形成することが好ましい。このようにすると、無機膜は酸素プラズマに対する耐性が高いため、レジストパターンをマスクとして無機膜及び有機膜に対してエッチングを行なって、有機膜を含むパターンを形成する際に、無機膜がレジストパターンを補強（補償）する。
【００２３】
第１のパターン形成方法において、レジスト膜は化学増幅型レジストよりなることが好ましい。
【００２４】
また、第２のパターン形成方法において、第１のレジスト膜は化学増幅型レジストよりなることが好ましい。
【００２５】
第２のパターン形成方法において、有機膜を形成する工程は、基板上に第２のレジスト膜を形成した後、形成した第２のレジスト膜をハードベークする工程であることが好ましい。このようにすると、有機膜を容易に且つ確実に形成することができる。なお、有機膜は、ハードベークしたレジスト膜に限られず、炭化水素膜又はカーボン膜等を用いることができる。
【００２６】
この場合に、ハードベークは２００℃以上の温度で行なうことが好ましい。
【００２７】
第２のパターン形成方法において、無機膜を設ける場合に、該無機膜には酸化シリコン、窒化シリコン又は酸窒化シリコンを用いることができる。
【００２８】
第１又は第２のパターン形成方法において、波長が４００ｎｍ以下の光は、ｉ線、ＫｒＦエキシマレーザ、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2 レーザ、ＡｒＫｒレーザ、Ａｒ2 レーザ又は波長が１ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下の極紫外線であることが好ましい。このようにすると、レジストに添加された酸化チタンを確実に親水性にすることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明に係るレジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法によると、レジスト膜における解像度が向上するため、良好な形状を持つ微細パターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（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について図１（ａ）〜図１（ｄ）を参照しながら説明する。
【００３１】
まず、例えば以下の組成を有する第１のレジスト膜となるポジ型の化学増幅型レジスト材料を準備する。
【００３２】
ポリ（（t-ブチルオキシカルボニルメチルオキシスチレン）(35mol%)−（ヒドロキシスチレン）(65mol%)）（ベースポリマー）……………………………………………………２ｇ
酸化チタン（解像度増強剤）…………………………………………………………０．２ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフレート（酸発生剤）………………………０．０５ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）………………………………………０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）……………………１８ｇ
次に、図１（ａ）に示すように、基板１０１の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布して、０．４μｍの厚さを持つレジスト膜１０２を形成する。
【００３３】
次に、図１（ｂ）に示すように、ＮＡが０．６８であるＫｒＦエキシマレーザよりなる露光光１０３をマスク１０４を介してレジスト膜１０２に照射してパターン露光を行なう。
【００３４】
次に、図１（ｃ）に示すように、パターン露光が行なわれたレジスト膜１０２に対して、ホットプレートにより１０５℃の温度下で６０秒間加熱する（露光後ベーク）。
【００３５】
次に、図１（ｄ）に示すように、ベークされたレジスト膜１０２に対して、濃度が２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液（アルカリ現像液）により現像を行なうと、レジスト膜１０２の未露光部よりなり、０．１３μｍのライン幅を有し且つ形状に優れたレジストパターン１０２ａを得る。
【００３６】
このように、第１の実施形態によると、図１（ｂ）に示す露光工程において、組成に酸化チタンを含むレジスト膜１０２は、その露光部１０２ｂに含まれる酸化チタンが親水性となるため、酸発生剤の光反応で親水性となる露光部１０２ｂはより一層その親水性が高くなる。これに対し、レジスト膜１０２の未露光部１０２ａは疎水性を保ったままであるため、図１（ｄ）に示す現像工程において、露光部１０２ｂにおける溶解速度と未露光部１０２ａにおける溶解速度との差である溶解コントラストが増大するので、レジスト膜１０２の解像度が向上してレジストパターン１０２ａのパターン形状が良好となる。
【００３７】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法について図２（ａ）〜図２（ｄ）及び図３（ａ）〜図３（ｃ）を参照しながら説明する。
【００３８】
まず、例えば以下の組成を有する有機膜形成用のレジスト材料を準備する。
【００３９】
ノボラック樹脂（ベースポリマー）………………………………………………………３ｇ
1,2,3-トリヒドロキシベンゾフェノン-5-ジアゾナフトキノンスルフォン酸エステル…………………………………………………………………………………………………０．９ｇ
シクロヘキサノン（溶媒）………………………………………………………………１５ｇ
次に、図２（ａ）に示すように、基板２０１の上に前記のレジスト材料を塗布し、塗布したレジスト材料に対して２５０℃の温度下で１８０秒間のベークを行なうことにより、厚さが０．４μｍの有機膜２０５を形成する。ここで、ハードベークする前のレジスト膜が第２のレジスト膜である。
【００４０】
次に、図２（ｂ）に示すように、例えば以下の組成を有する第１のレジスト膜となるポジ型の化学増幅型レジスト材料を有機膜２０５の上に塗布して、厚さが０．２μｍのレジスト膜２０２を形成する。
【００４１】
ポリ（（t-ブチルオキシカルボニルメチルオキシスチレン）(35mol%)−（ヒドロキシスチレン）(65mol%)）（ベースポリマー）………………………………………………１．２ｇ
酸化チタン（解像度増強剤）…………………………………………………………０．２ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフレート（酸発生剤）………………………０．０４ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）………………………………………０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）……………………１８ｇ
次に、図２（ｃ）に示すように、ＮＡが０．６８であるＫｒＦエキシマレーザよりなる露光光２０３をマスク２０４を介してレジスト膜２０２に照射してパターン露光を行なう。
【００４２】
次に、図２（ｄ）に示すように、パターン露光が行なわれたレジスト膜２０２に対して、ホットプレートにより１１０℃の温度下で６０秒間加熱する（露光後ベーク）。
【００４３】
次に、図３（ａ）に示すように、ベークされたレジスト膜２０２に対して、濃度が２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液（アルカリ現像液）により現像を行なうと、レジスト膜２０２の未露光部よりなり、０．１３μｍのライン幅を有し、形状に優れたレジストパターン２０２ａを得る。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、レジストパターン２０２ａをマスクとして、有機膜２０５に対して酸素プラズマによるエッチングを行なって、レジストパターン２０２ａ及びその下側の有機膜パターン２０５ａよりなり、０．１３μｍのライン幅を有し且つ形状に優れた２層構造を持つ積層パターン２０６を得る。
【００４５】
このように、第２の実施形態によると、図２（ｃ）に示す露光工程において、組成に酸化チタンを含むレジスト膜２０２は、その露光部２０２ｂに含まれる酸化チタンが親水性となるため、酸発生剤の光反応で親水性となる露光部２０２ｂはより一層その親水性が高くなる。一方、レジスト膜２０２の未露光部２０２ａは疎水性を保ったままであるため、図３（ａ）に示す現像工程において、露光部２０２ｂにおける溶解速度と未露光部２０２ａにおける溶解速度との差である溶解コントラストが増大するので、レジスト膜２０２の解像度が向上してレジストパターン２０２ａのパターン形状が良好となる。
【００４６】
さらに、図３（ｂ）に示す酸素プラズマによるドライエッチング工程において、レジストパターン２０２ａは、酸化チタンを含むことから酸素プラズマに対して十分なエッチング耐性を示すため、得られた積層パターン２０６は矩形形状が良好となる。
【００４７】
なお、有機膜２０５は、ハードベークしたレジスト膜に限られず、炭化水素又はカーボン等を用いることができる。
【００４８】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法について図４（ａ）〜図４（ｄ）、図５（ａ）〜図５（ｄ）及び図６（ａ）〜図６（ｃ）を参照しながら説明する。
【００４９】
まず、例えば以下の組成を有する有機膜形成用のレジスト材料を準備する。
【００５０】
ノボラック樹脂（ベースポリマー）………………………………………………………３ｇ
1,2,3-トリヒドロキシベンゾフェノン-5-ジアゾナフトキノンスルフォン酸エステル…………………………………………………………………………………………………０．９ｇ
シクロヘキサノン（溶媒）………………………………………………………………１５ｇ
次に、図４（ａ）に示すように、基板３０１の上に前記のレジスト材料を塗布し、塗布したレジスト材料に対して２５０℃の温度下で１８０秒間のベークを行なうことにより、厚さが０．４μｍの有機膜３０５を形成する。
【００５１】
次に、図４（ｂ）に示すように、例えば化学的気相堆積法（ＣＶＤ）法により、有機膜３０５の上に、厚さが０．１μｍの酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）からなる無機膜３０６を形成する。
【００５２】
次に、図４（ｃ）に示すように、例えば以下の組成を有するポジ型の化学増幅型レジスト材料を無機膜３０６の上に塗布して、厚さが０．２μｍのレジスト膜３０２を形成する。
【００５３】
ポリ（（t-ブチルオキシカルボニルメチルオキシスチレン）(35mol%)−（ヒドロキシスチレン）(65mol%)）（ベースポリマー）………………………………………………１．２ｇ
酸化チタン（解像度増強剤）…………………………………………………………０．１ｇ
トリフェニルスルフォニウムノナフレート（酸発生剤）………………………０．０４ｇ
トリエタノールアミン（クエンチャー）………………………………………０．００２ｇ
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（溶媒）……………………１８ｇ
次に、図４（ｄ）に示すように、ＮＡが０．６８であるＫｒＦエキシマレーザよりなる露光光３０３をマスク３０４を介してレジスト膜３０２に照射してパターン露光を行なう。
【００５４】
次に、図５（ａ）に示すように、パターン露光が行なわれたレジスト膜３０２に対して、ホットプレートにより１１０℃の温度下で６０秒間加熱する（露光後ベーク）。
【００５５】
次に、図５（ｂ）に示すように、ベークされたレジスト膜３０２に対して、濃度が２．３８ｗｔ％のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド水溶液（アルカリ現像液）により現像を行なうと、レジスト膜３０２の未露光部よりなり、０．１３μｍのライン幅を有し、形状に優れたレジストパターン３０２ａを得る。
【００５６】
次に、図５（ｃ）に示すように、レジストパターン３０２ａをマスクとして、無機膜３０６に対してフッ素プラズマによるエッチングを行なって、無機膜３０６から無機膜パターン３０６ａを形成する。
【００５７】
次に、図６（ａ）に示すように、レジストパターン３０２ａ及び無機膜パターン３０６ａをマスクとして、有機膜３０５に対して酸素プラズマによるエッチングを行なって、レジストパターン３０２ａ、無機膜パターン３０６ａ及びその下側の有機膜パターン３０５ａよりなり、０．１３μｍのライン幅を有し且つ形状に優れた３層構造を持つ積層パターン３０７を得る。
【００５８】
このように、第３の実施形態によると、図４（ｄ）に示す露光工程において、組成に酸化チタンを含むレジスト膜３０２は、その露光部３０２ｂに含まれる酸化チタンが親水性となるため、酸発生剤の光反応で親水性となる露光部３０２ｂはより一層その親水性が高くなる。これに対し、レジスト膜３０２の未露光部３０２ａは疎水性を保ったままであるため、図５（ｂ）に示す現像工程において、露光部３０２ｂにおける溶解速度と未露光部３０２ａにおける溶解速度との差である溶解コントラストが増大するので、レジスト膜３０２の解像度が向上してレジストパターン３０２ａのパターン形状が良好となる。
【００５９】
また、図６（ａ）に示す酸素プラズマによるドライエッチング工程において、レジストパターン３０２ａは、酸化チタンを含むことから酸素プラズマに対して十分なエッチング耐性を示す。その上、レジストパターン３０２ａと有機膜３０５との間に耐酸素プラズマ性が高い無機膜３０６を介在させており、形状が良好なレジストパターン３０２ａを酸素プラズマに対して補強できるため、良好な形状の積層パターン３０７を確実に形成することができる。
【００６０】
なお、有機膜３０５は、ハードベークしたレジスト膜に限られず、炭化水素又はカーボン等を用いることができる。
【００６１】
また、無機膜３０６は、酸窒化シリコンに限られず、酸化シリコン又は窒化シリコン等の半導体製造プロセスになじみやすい材料を用いることができる。
【００６２】
また、第１〜第３の各実施形態においては、各露光光に、ＫｒＦエキシマレーザ光を用いたが、これに限られず、水銀ランプのｉ線、ＡｒＦエキシマレーザ、Ｆ2 レーザ、ＡｒＫｒレーザ、Ａｒ2 レーザ若しくは波長が１ｎｍ以上且つ３０ｎｍ以下の極紫外線等の光又は電子線を用いることができる。
【００６３】
また、各実施形態において、レジスト膜にポジ型の化学増幅型レジストを用いたがこれに限られない。また、ポジ型レジストに限られず、ネガ型レジストにも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係るレジスト材料及びそれを用いたパターン形成方法は、レジスト膜の解像度が向上して、良好な形状を持つ微細パターンを得ることができるという効果を有し、半導体装置の製造プロセス等において用いられるパターン形成方法等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｄ）は本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図７】（ａ）〜（ｄ）は従来の化学増幅型レジストを用いたパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１０１    基板
１０２    レジスト膜（チタン含有）
１０２ａ  レジストパターン（未露光部）
１０２ｂ  露光部
１０３    露光光
１０４    マスク
２０１    基板
２０２    レジスト膜（チタン含有）
２０２ａ  レジストパターン（未露光部）
２０２ｂ  露光部
２０３    露光光
２０４    マスク
２０５    有機膜
２０５ａ  有機膜パターン
２０６    積層パターン
３０１    基板
３０２    レジスト膜（チタン含有）
３０２ａ  レジストパターン（未露光部）
３０２ｂ  露光部
３０３    露光光
３０４    マスク
３０５    有機膜
３０５ａ  有機膜パターン
３０６    無機膜
３０６ａ  無機膜パターン
３０７    積層パターン
【図１】
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【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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【手続補正書】
【提出日】平成17年2月17日(2005.2.17)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
第２のパターン形成方法によると、有機膜の上に酸化チタンを含む第１のレジスト膜を形成し、形成した第１のレジスト膜に波長が４００ｎｍ以下の光又は電子線を選択的に照射してパターン露光を行なうため、酸化チタンを含む第１のレジスト膜は、その露光部がより親水性となる一方、未露光部は疎水性のままである。このため、第１のレジスト膜の露光部及び未露光部における極性の差が大きくなるので、現像における溶解コントラストが増大し、その結果、第１のレジスト膜の解像度が向上して、形状に優れたレジストパターンを得ることができる。その上、酸化チタンを含む第１のレジスト膜は酸化性雰囲気に対する耐ドライエッチング性が高いため、第１のレジスト膜から形成したレジストパターンをマスクとして、その下側に位置する有機膜を酸素プラズマによりエッチングすることができるので、レジストパターン及び有機膜からなり形状に優れた積層パターンを得ることができる。