(57)【要約】【課題】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し、フォトレジストの解像限界よりも微細な開口径を有するとともに、逆テーパ状の開口端部形状を有するレジストパターンを、簡便な手法で形成しうるレジストパターン形成方法を提供する。【解決手段】基板１０上にフォトレジスト膜１２を形成し、フォトレジスト膜１２に、基板１０に達し側壁部分の上方ほど親水性及びフォトレジスト膜を膨潤化する薬液１６に対する親和性の高い開口部を形成し、基板１０に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜１２を形成し、開口部が形成されたフォトレジスト膜１２に薬液１６を作用させることによりフォトレジスト膜１６を膨潤化し、開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする。【選択図】  図１
2005107116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、前記基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と
を有することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項２】
請求項１記載のレジストパターンの形成方法において、
前記フォトレジスト膜を形成する工程では、側壁部分の親水性及び前記薬液に対する親和性が上部ほど高い前記開口部を形成する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項３】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記フォトレジスト膜を形成する工程は、第１の樹脂膜を形成する工程と、前記第１の樹脂膜上に、前記薬液に対する反応性が前記第１の樹脂膜とは異なる第２の樹脂膜を形成する工程と、前記第２の樹脂膜及び前記第１の樹脂膜に前記開口部を形成する工程とを有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【請求項４】
半導体基板上に、前記半導体基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、
導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記半導体基板に接続された電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
半導体基板上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、前記絶縁膜に達する第１の開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記絶縁膜に前記半導体基板に達する第２の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記第１の開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、
導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記第２の開口部内において前記半導体基板に接続された電極を形成する工程と
を有す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、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係り、特に、フォトレジストの解像限界よりも小さい開口部を有するレジストパターンの形成方法及びこのレジストパターンの形成方法を用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
化合物半導体材料を用いた電界効果トランジスタでは、ゲート電極やオーミック電極を形成する際、半導体表面へのダメージを低減するために、蒸着リフトオフ法が広く用いられている（例えば、特許文献１〜３を参照）。リフトオフによる電極形成プロセスでは、フォトレジスト膜の開口部が導電膜によって完全に埋め込まれないように、開口部の端部が逆テーパ状或いは庇状のフォトレジスト膜を形成する。
【０００３】
このような形状を有するフォトレジスト膜を形成するための一手法として、感度の異なる２種類のフォトレジスト材料を用いる方法が知られている。この方法では、感度の高いフォトレジスト膜上に感度の低いフォトレジスト膜を形成し、これらフォトレジスト膜を同時に露光・現像する。これにより、感度の高いフォトレジスト膜における開口幅が感度の低いフォトレジスト膜における開口幅より広くなり、庇状のフォトレジスト膜を形成することができる。また、このような形状を有するフォトレジスト膜を形成するための他の手法としては、紫外線吸収色素を添加した紫外線感光レジストを用いる方法も提案されている。
【０００４】
図１３及び図１４は、蒸着リフトオフ法及び２層レジストプロセスを用いた従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【０００５】
まず、化合物半導体基板１００上に、例えばＣＶＤ法により、例えばシリコン窒化膜を堆積し、シリコン窒化膜よりなる絶縁膜１０２を形成する（図１３（ａ））。
【０００６】
次いで、フォトリソグラフィーにより、絶縁膜１０２上に、ゲート電極の形成予定領域を露出するフォトレジスト膜１０４を形成する（図１３（ｂ））。
【０００７】
次いで、フォトレジスト膜１０４をマスクとして、ドライエッチングにより絶縁膜１０２をエッチングし、絶縁膜１０２に、化合物半導体基板１００に達する開口部１０６を形成する。
【０００８】
次いで、例えばアッシングにより、フォトレジスト膜１０４を除去する（図１３（ｃ））。
【０００９】
次いで、開口部１０６が形成された絶縁膜１０２上に、フォトレジスト膜１０８と、フォトレジスト膜１０８とは光学特性及びエッチング特性が異なるフォトレジスト膜１１０とを形成する。
【００１０】
次いで、フォトリソグラフィーにより、フォトレジスト膜１０８をパターニングし、開口部１０６が形成された領域を含む領域のフォトレジスト膜１１０に開口部１１２を形成する。
【００１１】
次いで、例えばウェットエッチングにより、フォトレジスト膜１１０をマスクとしてフォトレジスト膜１０８を等方的にエッチングし、フォトレジスト膜１０８に、開口部１１２よりも広い開口部１１４を形成する（図１３（ｄ））。
【００１２】
次いで、例えば蒸着法により、ゲート電極となる金属膜１１６を堆積する（図１４（ａ））。
【００１３】
次いで、例えばレジスト剥離剤により、フォトレジスト膜１０８，１１０を除去する。同時に、フォトレジスト膜１１０上の金属膜１１６は、フォトレジスト膜１０８，１１０とともに除去（リフトオフ）される。これにより、金属膜１１６よりなり、開口部１０６を介して化合物半導体基板１００に接続されたゲート電極１１８を形成することができる。
【００１４】
一方、半導体装置の微細化に伴い、フォトリソグラフィーに用いられる露光光の短波長化が進んでいる。しかしながら、露光光の短波長化には、それに対応する解像限界を有するフォトレジスト材料の研究や新たな露光装置への投資など、多大な費用や時間を要する。また、電子ビーム露光では、光露光と同様のスループットを確保することは困難である。このため、フォトレジストの解像限界よりも微細なパターンを形成する技術が検討されており、露光光波長を延命する手法が模索されている。
【００１５】
このような背景において、近年、フォトレジストの解像限界よりも微細なパターンを有するフォトレジスト膜を形成する技術として、パターニングしたフォトレジスト膜に所定の補助剤を作用させることにより、レジストパターンを膨潤させ、フォトリソグラフィーにより形成したパターンよりも微細なパターンを形成する方法が開発されている（例えば、特許文献４及び非特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開平０７−１５３６６６号公報
【特許文献２】特開平０８−１１５９２３号公報
【特許文献３】特開平１１−３０７５４９号公報
【特許文献４】特開平１０−０７３９２７号公報
【非特許文献１】"Advanced Micro-Lithography Process for I-line Lithography", T. Ishibashi et al., Jpn. J. Appl. Phys. Vol. 40 (2001) p.7156
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
リフトオフにより電極を形成するためには、上述の通り、レジストパターンの開口部が逆テーパ形状或いは庇形状を有している必要がある。また、製造コストを抑えるためには、安価な露光光源、例えばｉ線紫外光を用いたフォトリソグラフィーが有利である。
【００１７】
しかしながら、ｉ線露光技術を用いた場合、０．４μｍ以下の微細なリフトオフ電極を形成することは困難であった。また、上記特許文献４及び非特許文献１に記載されている方法では、逆テーパ形状のレジストパターンを形成することはできなかった。
【００１８】
また、図１３及び図１４に示す上記従来の半導体装置の製造方法では、絶縁膜１０２に形成する開口部１０６とフォトレジスト膜１１０に形成する開口部１１２とを別々のフォトリソグラフィー工程により形成するため、開口部１０６に対する開口部１１２の位置合わせずれが生じると、図１４（ｃ）に示すように、ゲート電極１１８が絶縁膜１０２上に乗り上げる部分の長さが変動する。ゲート電極１１８が絶縁膜１０２上に乗り上げている部分は、素子の破壊耐圧やゲート電極の寄生容量を決定する部分である。このため、従来の半導体装置の製造方法では、フォトリソグラフィーの位置合わせずれに起因して素子特性がばらつくことがあった。
【００１９】
本発明の目的は、フォトレジストの解像限界よりも微細な開口径を有するとともに、逆テーパ状或いは庇状の開口端部形状を有するレジストパターンを、簡便な手法で形成しうるレジストパターン形成方法、並びにこのようなレジストパターンの形成方法を用いた半導体装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的は、基板上に、前記基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程とを有することを特徴とするレジストパターンの形成方法によって達成される。
【００２１】
また、上記目的は、半導体基板上に、前記半導体基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記半導体基板に接続された電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によっても達成される。
【００２２】
また、上記目的は、半導体基板上に、絶縁膜を形成する工程と、前記絶縁膜上に、前記絶縁膜に達する第１の開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記絶縁膜に前記半導体基板に達する第２の開口部を形成する工程と、前記第１の開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記第１の開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記第２の開口部内において前記半導体基板に接続された電極を形成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法によっても達成される。
【発明の効果】
【００２３】
以上の通り、本発明によれば、フォトレジスト膜を膨潤化する際に、開口部内における親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の深さ方向分布を利用して、開口部の上方ほど膨潤量を大きくするので、逆テーパ状の開口端を有するフォトレジスト膜を容易に形成することができる。
【００２４】
また、フォトリソグラフィーによってフォトレジスト膜に開口部を形成後に膨潤化処理を行うので、フォトリソグラフィーにより開口した開口径よりも小さい開口径を有する開口部を形成することができる。これにより、フォトレジストの解像限界以下の開口径を有し側壁部分がテーパ形状である開口部を形成することができる。このような開口部を有するフォトレジスト膜は、リフトオフを用いた電極形成に好適である。
【００２５】
また、ゲート電極の端部が絶縁膜上に延在する構造のＴ型ゲート電極を形成する場合でも、ゲート電極を１回のフォトリソグラフィー工程により形成することができる。これにより、製造工程を簡略にできるとともに、ゲート電極のオーバーゲート部分を開口部に対して容易且つ再現性よく整合させることができる。したがって、素子特性のばらつきを大幅に低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態によるレジストパターンの形成方法について図１乃至図３を用いて説明する。図１は、本実施形態によるレジストパターンの形成方法を示す工程断面図、図２はシュリンク量とプリベーク温度との関係を示すグラフ、図３はシュリンク量と樹脂の種類との関係を示すグラフである。
【００２７】
例えば特許文献４や非特許文献１に記載されているように、微細なレジストパターンを形成する技術として、パターニングしたフォトレジスト膜に所定の補助剤を作用させることにより、レジストパターンを膨潤させ、フォトリソグラフィーにより形成したパターンよりも微細なパターンを形成する方法が知られている。
【００２８】
本願発明者等が上記技術について鋭意検討を行った結果、パターニングしたノボラック系フォトレジストに所定のレジストパターン膨潤化材料を作用させることにより、開口上部ほど縮小率が大きい形状、すなわち端部が逆テーパ形状であるレジストパターンを形成できることが初めて明らかとなった。
【００２９】
ノボラック系フォトレジスト材料は、半導体製造においてポピュラーなフォトレジスト材料であり、基材樹脂としてのノボラック樹脂と、ナフトキノンジアジド系の感光剤とにより構成されたものである。この系統のフォトレジスト材料では、未露光部ではアルカリ現像液への溶解性が低く、露光部では感光剤がインデンカルボン酸に変化することで現像液への溶解性が増大する。
【００３０】
ノボラック系フォトレジストを露光・現像して開口部を形成すると、開口部端面は、親水性のフェノール基を含むノボラック樹脂の効果により、親水性となる。よって、この開口部に親水性のレジストパターンを膨潤化する薬液（レジストパターン膨潤化材料）を作用させることで、親水性物質同士が物理化学的に吸着し、その後のベーキングによってミキシング・架橋を行い、開口縮小が実現される。
【００３１】
このとき、ノボラック系フォトレジストでは、ミキシング・架橋の度合いが、開口上部ほど大きくなる。ミキシング・架橋の度合いが開口上部ほど大きくなる詳細なメカニズムについては明らかではないが、ノボラック系フォトレジストの場合、光入射に対して深さ方向のレジスト変性度合いが大きいと考えられる。すなわち、ノボラック系フォトレジスト内において、感光剤がインデンカルボン酸に変化する度合いが光入射に対して深さ方向で敏感に変化し、開口上部の方が開口下部に比べてより親水性の性質を保有するようになると推測される。また、表面側ほどアルカリ現像液に曝される時間が長くなるため、レジストへのアルカリ現像液の染み込み度合いに違いが生じ、開口上部の方が開口下部に比べてより親水性の性質を保有するようになるとも推測される。
【００３２】
ポリメチルメタクリレート系レジストの場合にも、同様の膨潤化処理が可能である。例えば、電子線描画等によりポリメチルメタクリレート系レジストに開口を形成した後、例えば開口上部より酸素アッシング処理を施す。この開口部にレジストパターン膨潤化材料を作用させることで、親和性の高い物質同士が物理化学的に吸着・相互浸透し、その後のベーキングによってミキシング・架橋が生じ、開口縮小が実現される。この場合、酸素プラズマに曝された開口上部ほど、親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が向上し、酸素プラズマに曝されていない場合の約３〜４倍のシュリンク量を呈する。
【００３３】
以下、上記メカニズムについて、本実施形態によるレジストパターンの形成方法とともに説明する。
【００３４】
まず、基板１０上に、ノボラック系フォトレジスト材料よりなるフォトレジスト膜１２を形成する。なお、ノボラック系フォトレジスト材料としては、例えば、基材樹脂としてのノボラック樹脂と、感光剤としてのナフトキノンジアジゾとを含むレジスト材料を適用することができる。
【００３５】
次いで、フォトリソグラフィーにより、フォトレジスト膜１２を露光・現像し、フォトレジスト膜１２に開口部１３を形成する。このとき、感光剤の感応度合いや現像液の染み込み度合いが深さ方向で異なり、図１（ａ）に示すように、開口上部ほどに親水性が強い領域１４が広がっているものと考えられる。
【００３６】
次いで、パターニングしたフォトレジスト膜１２が形成された基板１０上に、レジストパターン膨潤化材料を塗布し、レジストパターン膨潤化膜１６を形成する（図１（ｂ））。
【００３７】
次いで、例えば８５℃６０秒間の熱処理（ソフトベーク）を行い、フォトレジスト膜１２とレジスト材料膨潤化膜１６とをなじませる（ミキシング）。
【００３８】
次いで、例えば９５℃６０秒間の熱処理（ハードベーク）を行い、フォトレジスト膜１２内部に浸透した膨潤化材料とレジスト材料との架橋を促進させる。
【００３９】
このとき、レジストパターン膨潤化材料は親水性の性質を有しているため、親水性物質同士が物理化学的に吸着し、親水性が強い領域１４が多い開口上部の領域ほどにミキシング・架橋が生じやすい。このため、フォトレジスト膜１２には、開口上部ほど張り出した形状のミキシング領域１８が形成される（図１（ｃ））。
【００４０】
この後、架橋していないレジストパターン膨潤化膜１６を現像除去することにより、開口の側壁部分が逆テーパ形状を有するフォトレジスト膜を形成することができる。
【００４１】
上述のレジストパターンの形成方法により形成した逆テーパ形状のフォトレジスト膜は、電極材料のリフトオフに用いるためのフォトレジスト膜として好適である。
【００４２】
ノボラック系フォトレジスト材料は、上述の通り、例えば、基材樹脂としてのノボラック樹脂と、ナフトキノンジアジド系の感光剤とにより構成されている。
【００４３】
ノボラック樹脂は、フェノール類とホルムアルデヒドを硫酸や塩酸などの酸性触媒下で縮合して得られる樹脂の総称である。フェノール類としては、ｍ−クレゾール、ｐ−クレゾール、ジメチルフェノール、トリメチルフェノール等を用いることができる。縮合剤としては、ホルムアルデヒド、サリチルアルデヒドなどを用いることができる。
【００４４】
レジストの特性には、ノボラック樹脂のモノマー種とその組成比、分子量、分子量分布、モノマーユニットの配列の仕方、溶解速度などが影響を与えるため、所望の特性に応じてこれらパラメータを適宜選択することができる。例えば、パターンのコントラストを上げるために未露光部の現像液膜減り量を抑えるため、溶解速度が遅くなりやすいジメチルフェノールやトリメチルフェノールの導入を行ったり、縮合反応をコントロールしてフェノール類がｐ位で縮合するモノマーユニットの配列を積極的に取り入れ未露光部でのジアゾカップリング反応を促進したりすることができる。
【００４５】
ナフトキノンジアジド系の感光剤としては、一般的に使用されているナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸エステルを用いることができる。ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホン酸エステルを、バラスト化合物と呼ばれる多価フェノール化合物にエステル結合させて用いるようにしてもよい。
【００４６】
ノボラック系フォトレジスト材料又はポリメチルメタクリレート系レジスト材料に作用させるレジストパターン膨潤化材料としては、樹脂と、架橋材と、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材料を適用することができる。
【００４７】
レジストパターン膨潤化材料は、水溶性乃至アルカリ可溶性を有している。レジストパターン膨潤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。
【００４８】
レジストパターン膨潤化材料を構成する樹脂としては、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、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或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。
【００４９】
上記樹脂が水溶性樹脂である場合、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。
【００５０】
このような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。
【００５１】
上記樹脂がアルカリ可溶性である場合、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。
【００５２】
このような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。
【００５３】
上記樹脂は、１種単独で使用してもよいし、２種類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。
【００５４】
上記樹脂のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、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。
【００５５】
レジストパターン膨潤化材料を構成する架橋剤としては、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。
【００５６】
上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。
【００５７】
上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。
【００５８】
上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。
【００５９】
上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。
【００６０】
上記架橋剤のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂の種類・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。
【００６１】
レジストパターン膨潤化材料を構成する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。
【００６２】
上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。
【００６３】
上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。
【００６４】
上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。
【００６５】
上記界面活性剤のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂、上記架橋剤等の種類・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。
【００６６】
レジストパターン膨潤化材料が水溶性芳香族化合物を含有していると、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。
【００６７】
上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以上溶解する水曜死を示すものが特に好ましい。
【００６８】
上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。
【００６９】
上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。
【００７０】
上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。
【００７１】
上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。
【００７２】
上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、その誘導体又は配糖体などが挙げられる。
【００７３】
上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。
【００７４】
上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。
【００７５】
上記極性基としては、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。
【００７６】
上記水溶性芳香族化合物のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂、上記架橋剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。
【００７７】
レジストパターン膨潤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、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。
【００７８】
上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ものが好ましく、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すくなくとも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。
【００７９】
上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。
【００８０】
上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。
【００８１】
上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。
【００８２】
上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。この製造方法は、例えば、酸触媒下、ポリビニルアルコールと、この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、米国特許第５，１６９，８９７号、米国特許第５，２６２，２７０号、特開平０５−７８４１４号公報等に開示された方法が好適に挙げられる。
【００８３】
上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（ウィリアムソン（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号公報、特開平０６−１１６１９４号公報等に開示された方法などが好適に挙げられる。
【００８４】
上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。
【００８５】
上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。
【００８６】
上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基少なくとも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。
【００８７】
上記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂における方向増苦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、上記芳香族化合物を恥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。
【００８８】
上記芳香族化合物を一部に有してなる樹脂のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂、上記架橋剤等の種類・含有量に応じて適宜決定することができる。
【００８９】
上記有機溶剤は、レジストパターン膨潤化材料に包有させることにより、レジストパターン膨潤化材料における、上記樹脂、上記架橋剤等の溶解性を向上させることができる。
【００９０】
上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。
【００９１】
上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。
【００９２】
上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。
【００９３】
上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。
【００９４】
上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。
【００９５】
上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。
【００９６】
上記環状エーテル系有機溶剤としては、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。
【００９７】
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、膨潤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。
【００９８】
上記有機溶剤のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂、上記架橋剤、上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。
【００９９】
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。
【０１００】
上記その他の成分のレジストパターン膨潤化材料における含有量は、上記樹脂、上記架橋剤等の種類・含有量等に応じて適宜決定することができる。
【０１０１】
レジストパターン膨潤化材料における水以外の成分の総含有量は、下地のフォトレジスト膜の膨潤量、すなわち開口径の縮小量の観点からは、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。
【０１０２】
レジストパターン膨潤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。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。塗布の際の塗布厚みとしては、通常、１０〜１０００ｎｍ程度であり、２００〜５００ｎｍ程度が好ましい。
【０１０３】
なお、塗布の際、界面活性剤については、レジストパターン膨潤化材料に含有させずに、レジストパターン膨潤化材料を塗布する前に別途塗布するようにしてもよい。
【０１０４】
レジストパターン膨潤化材料の塗布の際乃至その後で、塗布したレジストパターン膨潤化材料をソフトベーク（加温・乾燥のための熱処理）するのが、下地のフォトレジスト膜とレジストパターン膨潤化材料との界面においてレジストパターン膨潤化材料のフォトレジスト膜へのミキシング（含浸）を効率よく生じさせることができる等の点で好ましい。
【０１０５】
なお、ソフトベークの条件、方法等としては、下地のフォトレジスト膜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。
【０１０６】
また、ソフトベークの後で、塗布したレジストパターン膨潤化材料のハードベーク（架橋反応のための熱処理）を行うのが、下地のフォトレジスト膜とレジストパターン膨潤化材料との界面においてミキシング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。
【０１０７】
なお、ハードベークの条件、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、ソフトベークよりも通常高い温度条件が採用される。ハードベークの条件としては、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。
【０１０８】
レジストパターン膨潤化材料をパターニングしたノボラック系フォトレジスト膜上に塗布し架橋させると、レジスト膜の開口部が膨潤し、開口部の径が縮小される。フォトレジスト膜の膨潤量、すなわち開口径の縮小量は、レジストパターン膨潤化材料の組成、組成比、配合量、濃度、粘度、塗布厚み、フォトレジストのベーク温度及び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。
【０１０９】
図２は、開口部の縮小量（シュリンク量）とフォトレジストのプリベーク温度との関係を示すグラフである。ここで、プリベークとは、フォトレジスト材料を塗布した後、レジストパターンの膨潤化処理前に行うベーク処理であり、フォトレジスト材料中の溶剤を揮発して固化させる目的で行うものである。なお、レジストパターンの膨潤化処理は、ソフトベークを８５℃、６０秒間、ハードベークを９５℃、６０秒間とし、純水洗浄を６０秒間とした。また、フォトレジストには、東京応化社製ＩＰ３５００を用いた。
【０１１０】
図示するように、プリベーク温度が増加するほどにシュリンク量が低下している。これは、プリベーク温度が高いほどフォトレジスト膜の緻密性が高くなり、現像液の染み込み等による親水性の増加が少なくなると考えられる。
【０１１１】
リフトオフ法により電極を形成する場合、少なくとも片側０．０５μｍ程度の逆テーパ形状が必要である。この点を考慮すると、プリベーク温度は、１２０℃以下に設定することが望ましい。
【０１１２】
図２の結果から、プリベーク温度によりシュリンク量を制御できることがわかる。また、プリベーク温度が高い条件で形成したフォトレジスト膜と、プリベーク温度が低い条件で形成したフォトレジスト膜とを積層し、これに開口部を形成して膨潤化処理を施すことにより、開口部の上部と下部とでシュリンク量を変化させることも可能である。これにより、開口部のテーパ形状を容易に大きくできるとともに、シュリンク量の制御を高精度で行うことができる。
【０１１３】
例えば、プリベーク温度の異なる東京応化製ＩＰ３５００を２層積層する場合、１２０℃でプリベークした下層レジスト及び１０５℃でプリベークした上層レジストとを積層後、露光、現像及び開口縮小工程を施すことにより、片側で約０．０５μｍ（上層レジスト開口端の位置と下層レジスト開口端の位置との差）の逆テーパ形状を得ることができる。
【０１１４】
図３は、シュリンク量と樹脂の種類との関係を示すグラフである。図３中、樹脂Ａはノボラック樹脂（東京応化社製、ＩＰ３５００）、樹脂Ｂはポリメチルメタクリレート（ＭＣＣ社製、ＰＭＭＡ４９５Ｋ）、樹脂Ｃはポリスチレン重合体（日本ゼオン社製、ＺＥＰ５２０）、樹脂Ｄはポリメチルグルタルイミド（ＭＣＣ社製、ＰＭＧＩ）である。
【０１１５】
図示するように、レジストパターンのシュリンク量は、レジスト材料を構成する樹脂によって大きく変化する。この違いは、樹脂材料のレジストパターン膨潤化材料に対する反応性の違い、主としてレジスト材料の親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の違いによるものと考えられる。
【０１１６】
なお、レジストパターン膨潤化材料に対する親和性とは、例えばレジスト材料とレジストパターン膨潤化材料とのなじみや相互溶解性の度合いを示すものである。レジストパターン膨潤化材料は水溶性であり、基本的に親水性のレジストになじむといえる。しかしながら、同じ親水性のレジストであっても、レジストパターン膨潤化材料との親和性が低ければ、レジストパターンの膨潤化はできない。例えば、図３に示す結果に関していえば、ノボラック樹脂やＰＭＧＩは同じ親水性を呈するが、レジストパターン膨潤化材料とＰＭＧＩとは親和せず、レジストパターンを膨潤化することはできない。
【０１１７】
図３の結果から、レジスト膜の材料によってシュリンク量を制御できることがわかる。また、シュリンク量の小さい材料よりなるフォトレジスト膜とシュリンク量の大きい材料よりなるフォトレジスト膜とを積層し、これに開口部を形成して膨潤化処理を施すことにより、開口部の上部と下部とでシュリンク量を変化させることも可能である。これにより、開口部のテーパ形状を容易に大きくできるとともに、シュリンク量の制御を高精度で行うことができる。
【０１１８】
図３に示す樹脂は基本構造が互いに異なっているため、本発明に好適な親和性度を定義することは困難であるが、２層の樹脂を積層し逆テーパ形状を実現する場合、各樹脂上にレジストパターン膨潤化材料を滴下した場合の接触角が５°以上異なる材料を選択し、接触角の大きい樹脂を下層に、接触角の小さい樹脂を上層に配置することにより、リフトオフに必要な片側０．０５μｍ程度の逆テーパを実現できると考えられる。なお、少なくとも上層樹脂は、感光性を有することが必要である。
【０１１９】
また、フォトレジスト膜の表面領域に、親水性を向上させる処理を積極的に行うことも、開口部のテーパ形状を大きくするうえで効果的である。このような処理としては、フォトレジスト膜のアッシング処理等を適用することができる。
【０１２０】
このように、本実施形態によれば、フォトレジスト膜を膨潤化する際に、開口部内における親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の深さ方向分布を利用して、開口部の上部ほどに縮小率が大きい形状、すなわち開口の側壁部分が逆テーパ状であるレジストパターンを容易に形成することができる。
【０１２１】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態による半導体装置及びその製造方法について図４乃至図６を用いて説明する。
【０１２２】
図４は本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図、図５及び図６は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【０１２３】
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図４を用いて説明する。
【０１２４】
ＩｎＰやＧａＮ等の化合物半導体層が表面に形成された化合物半導体基板２０上には、絶縁膜２２が形成されている。絶縁膜２２には、化合物半導体基板２０に達する開口部２８が形成されている。開口部２８が形成された絶縁膜２２上には、開口部２８内において化合物半導体基板２０に接し、絶縁膜２２上に乗り上げるように形成され、側壁部分が順テーパ形状を有するゲート電極３６が形成されている。
【０１２５】
本実施形態による半導体装置では、ゲート電極３６の形成過程に第１実施形態によるレジストパターンの形成方法を適用している。第１実施形態によるレジストパターンの形成方法を適用することにより、一回のフォトリソグラフィー工程によりゲート電極３６を形成することができ、ゲート電極３６のオーバーゲート部分を開口部２８に対して容易に整合できるとともに、再現性よく形成することができる。したがって、素子特性のばらつきを大幅に低減することができる。
【０１２６】
しかも、ゲート電極３６が化合物半導体基板２０に接する領域以外の化合物半導体基板２０の表面領域は、絶縁膜２２により覆うことができる。したがって、化合物半導体基板２０の表面が絶縁膜２２によりパッシベートされ、表面準位によるキャリアのトラップ準位の形成を抑止し、キンク現象やコラプス現象等を防止することができる。ＩｎＰ系やＧａＮ系等の化合物半導体材料の表面は不安定なことが知られており、ゲート電極形成領域以外の半導体表面が絶縁膜２２によりパッシベートされているこのような構造は特に有効である。
【０１２７】
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図５及び図６を用いて説明する。
【０１２８】
まず、化合物半導体基板２０上に、例えばプラズマＣＶＤ法により、例えば膜厚２０ｎｍのシリコン窒化膜又はシリコン窒化酸化膜を堆積し、これら膜よりなる絶縁膜２２を形成する（図５（ａ））。なお、本願明細書において、半導体基板とは、半導体基板そのもののみならず、所定の機能層が形成された半導体基板をも含むものである。
【０１２９】
次いで、絶縁膜２２上に、スピンコート法により、例えば膜厚８００ｎｍのノボラック系フォトレジスト（例えば住友化学社製、ＰＦＩ−３２等）を塗布し、ｉ線露光によってゲート開口部のパターニングを行う。これにより、ゲート開口部に開口部２４を有するフォトレジスト膜２６を形成する（図５（ｂ））。
【０１３０】
次いで、ドライエッチングにより、フォトレジスト膜２６をマスクとして絶縁膜２２をエッチングし、絶縁膜２２に化合物半導体基板２０の表面を露出する開口部２４を形成する。
【０１３１】
このとき、絶縁膜２２のドライエッチングには、例えばエッチングガスとしてＳＦ６を用い、例えばバイアスを５０Ｖ、圧力を１．０Ｐａ、エッチング狙い膜厚を６０ｎｍの条件で行う。フォトレジスト膜２６は絶縁膜２２よりもサイドエッチングレートが速いため、絶縁膜２２の膜厚に対してこのように大きくオーバーエッチングを行うことにより、フォトレジスト膜２６が横方向にエッチングされ、開口部２４の幅が開口部２８の幅よりも大きくなる（図５（ｃ））。
【０１３２】
次いで、全面に、例えば回転数を３００ｒｐｍ、時間を６０秒として、スピンコート法により、レジストパターン膨潤化材料を塗布し、レジストパターン膨潤化膜３０を形成する（図５（ｄ））。
【０１３３】
次いで、例えば８５℃、７０秒間のソフトベークを行い、開口部２４の端面においてフォトレジスト膜２６とレジストパターン膨潤化膜３０とをミキシングさせ、ミキシング領域３２を形成する（図６（ａ））。
【０１３４】
次いで、例えば９５℃、７０秒間のハードベークを行い、ミキシング領域３２を架橋させる。以下では、架橋したミキシング領域３２をも一括してフォトレジスト膜２６と呼ぶ。
【０１３５】
次いで、水、イソプロピルアルコール又は弱アルカリ水溶液により、例えば６０秒間の現像を行うことにより、未架橋のレジストパターン膨潤化膜３０を溶解・除去する。これにより、フォトレジスト膜２６に、上部ほど開口幅が狭い逆テーパ形状の開口部２４を形成する（図６（ｂ））。なお、水により現像を行った場合、開口上端の縮小量は約０．１μｍであり、逆テーパの角度は約７°程度であった。
【０１３６】
ここで、図５（ｂ）〜（ｃ）の工程において形成する開口部２４の開口径をフォトレジスト膜２６の解像限界程度の寸法に設定すると、上記膨潤化処理を行うことにより、開口部２４の上部開口径をフォトレジスト膜２６の解像限界以下まで縮小することができる。
【０１３７】
次いで、蒸着法により、膜厚１ｎｍのチタン（Ｔｉ）膜と、膜厚３０ｎｍの白金（Ｐｔ）膜と、膜厚５００ｎｍの金（Ａｕ）膜とを順次蒸着し、これら金属の積層膜よりなる導電膜３４を形成する（図６（ｃ））。
【０１３８】
次いで、リフトオフにより、フォトレジスト膜２６上の導電膜３４とともにフォトレジスト膜２６を除去することにより、開口部２８内の化合物半導体基板２０上に選択的に導電膜３４を残存させ、この導電膜３４よりなるゲート電極３６を形成する（図６（ｄ））。
【０１３９】
このように、本実施形態によれば、フォトレジスト膜を膨潤化する際に、開口部内における親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の深さ方向分布を利用して、開口部の上方ほど膨潤量を大きくするので、逆テーパ状の開口端を有するフォトレジスト膜を容易に形成することができる。この場合は、ドライエッチングにより開口上部のレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が選択的に向上している。
【０１４０】
また、フォトリソグラフィーによってフォトレジスト膜に開口部を形成後に膨潤化処理を行うので、フォトリソグラフィーにより開口した開口径よりも小さい開口径を有する開口部を形成することができる。これにより、フォトレジストの解像限界以下の開口径を有し側壁部分がテーパ状である開口部を形成することができる。このような開口部を有するフォトレジスト膜は、リフトオフを用いた電極形成に好適である。
【０１４１】
また、ゲート電極３６の端部が絶縁膜２２上に延在する構造のＴ型ゲート電極を形成する場合でも、ゲート電極３６を１回のフォトリソグラフィー工程により形成することができる。これにより、製造工程を簡略にできるとともに、ゲート電極３６のオーバーゲート部分を開口部２８に対して容易且つ再現性よく整合させることができる。したがって、素子特性のばらつきを大幅に低減することができる。
【０１４２】
また、ゲート電極３６が化合物半導体基板２０に接する領域以外の化合物半導体基板２０の表面領域を絶縁膜２２により覆うことができるので、化合物半導体基板２０の表面が絶縁膜２２によりパッシベートされ、表面準位によるキャリアのトラップ準位の形成を抑止し、キンク現象やコラプス現象等を防止することができる。
【０１４３】
［第３実施形態］
本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法について図７乃至図１０を用いて説明する。
【０１４４】
図７は本実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図、図８乃至図１０は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【０１４５】
はじめに、本実施形態による半導体装置の構造について図７を用いて説明する。
【０１４６】
ＩｎＰ基板４０上には、ＩｎＡｌＡｓよりなるバッファ層４２が形成されている。バッファ層４２上には、ＩｎＧａＡｓよりなるチャネル層４４が形成されている。チャネル層４４上には、ＩｎＡｌＡｓよりなる供給層４６が形成されている。供給層４６は、ｉ−ＩｎＡｌＡｓ／ｎ−ＩｎＡｌＡｓ／ｉ−ＩｎＡｌＡｓの積層構造を有している。供給層４６上には、ＩｎＰよりなるストッパ層４７が形成されている。ストッパ層４７上には、ｎ−ＩｎＧａＡｓよりなるキャップ層４８が形成されている。
【０１４７】
キャップ層４８には、ソース電極及びドレイン電極となるオーミック電極５８が形成されている。オーミック電極５８間のキャップ層４８には、ストッパ層４７に達するゲートリセス領域６０が設けられている。ゲートリセス領域６０のストッパ層４７上には、ゲート電極７２が形成されている。
【０１４８】
次に、本実施形態による半導体装置の製造方法について図８乃至図１０を用いて説明する。
【０１４９】
まず、ＩｎＰ基板４０に、例えばＭＯＣＶＤ法により、ＩｎＡｌＡｓよりなるバッファ層４２と、ＩｎＧａＡｓチャネル層４４と、ｉ−ＩｎＡｌＡｓ／ｎ−ＩｎＡｌＡｓ／ｉ−ＩｎＡｌＡｓの積層構造を有する供給層４６と、ＩｎＰよりなるストッパ層４７と、ｎ−ＩｎＧａＡｓよりなるキャップ層４８とを、順次堆積する。
【０１５０】
次いで、キャップ層４８上に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚１μｍのノボラック系フォトレジスト（例えば東京応化製、ＩＰ３５００）を塗布し、１００℃、９０秒間のプリベークを行い、フォトレジスト膜５０を形成する。
【０１５１】
次いで、ｉ線を用いたフォトリソグラフィーによりオーミック電極の形成領域のフォトレジスト膜５０を露光し、アルカリ現像液により現像することにより、フォトレジスト膜５０にキャップ層４８に達する開口部５２を形成する（図８（ａ））。なお、開口部５２では、相対的露光量が多く且つ現像液への暴露時間が長いフォトレジスト膜５０の表面側ほど親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が高く、相対的露光量が少なく且つ現像液への暴露時間が短いフォトレジスト膜５０のキャップ層４８側ほど親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性は低くなる。
【０１５２】
次いで、例えば１００Ｗ、１００秒間のアッシング処理を行う。これにより、フォトレジスト膜５０の表面近傍側の親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が更に増加し、フォトレジスト膜５０の表面に高親水性領域５０ａが形成される（図８（ｂ））。
【０１５３】
次いで、例えば第１実施形態によるレジストパターンの形成方法と同様にして、フォトレジスト膜５０の膨潤化処理を行う。まず、スピンコート法により、例えば回転数３００ｒｐｍ、時間６０秒として膜厚３００ｎｍのレジストパターン膨潤化材料を塗布した後、例えば９５℃、６０秒間の熱処理によりミキシング・架橋を行う。次いで、例えば純水により６０秒間の洗浄処理を行い、未架橋のレジストパターン膨潤化材料を除去する。これにより、開口部５２は、上部開口幅が約０．２μｍ縮小し、底部開口幅が約０．１μｍ縮小し、約６°の逆テーパを有する開口部５４となる（図８（ｃ））。なお、フォトレジスト膜膨潤化材料の濃度は、フォトレジスト膜５０に必要とされる所望のサイズシフト（シュリンク量）に応じて適宜設定することが望ましい。
【０１５４】
次いで、例えば蒸着法やスパッタ法により、膜厚２０ｎｍのＡｕＧｅ膜と、膜厚２００ｎｍのＡｕ膜とを順次堆積し、これら金属の積層膜よりなる導電膜５６を形成する（図８（ｄ））。
【０１５５】
次いで、加熱した有機溶媒を用いてリフトオフを行い、フォトレジスト膜５０上の導電膜５６とともにフォトレジスト膜５０を除去し、開口部５４内のキャップ層４８上に選択的に導電膜５６を残存させる。これにより、導電膜５６よりなるオーミック電極５８を形成する（図９（ａ））。
【０１５６】
次いで、フォトリソグラフィー及びウェットエッチングにより、ゲート電極形成領域のキャップ層４８を除去し、ゲートリセス領域６０を形成する（図９（ｂ））。
【０１５７】
次いで、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚０．５μｍのノボラック系フォトレジスト（例えば東京応化製、ＩＰ３５００）を塗布し、１２０℃、９０秒間のプリベークを行い、フォトレジスト膜６２を形成する。
【０１５８】
次いで、フォトレジスト膜６２上に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚０．５μｍのノボラック系フォトレジスト（例えば東京応化製、ＩＰ３５００）を塗布し、１００℃、９０秒間のプリベークを行い、フォトレジスト膜６４を形成する。
【０１５９】
次いで、ｉ線を用いたフォトリソグラフィーによりゲート電極の形成領域のフォトレジスト膜６２，６４を露光し、アルカリ現像液により現像することにより、フォトレジスト膜６２，６４に、開口幅が０．６μｍの供給層４６に達する開口部６６を形成する（図９（ｃ））。なお、開口部６６では、相対的露光量が多く且つ現像液への暴露時間が長いフォトレジスト膜６４の表面側ほど親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が高く、相対的露光量が少なく且つ現像液への暴露時間が短いフォトレジスト膜６２の供給層４６側ほど親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性は低くなる。また、プリベーク温度が低いフォトレジスト膜６４の方が、プリベーク温度が高いフォトレジスト膜６２よりも親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が高い。
【０１６０】
次いで、例えば第１実施形態によるレジストパターンの形成方法を用い、フォトレジスト膜６２，６４の膨潤化処理を行う。まず、スピンコート法により、例えば回転数３００ｒｐｍ、時間６０秒として膜厚３００ｎｍのレジストパターン膨潤化材料を塗布した後、例えば９５℃、６０秒間の熱処理によりミキシング・架橋を行う。次いで、例えば純水により６０秒間の洗浄処理を行い、未架橋のレジストパターン膨潤化材料を除去する。これにより、開口部６６は、上部開口幅が約０．４μｍ縮小し、底部開口幅が約０．２μｍ縮小し、逆テーパ状或いは庇状の開口部６８となる（図１０（ａ））。なお、フォトレジスト膜膨潤化材料の濃度は、フォトレジスト膜６２，６４に必要とされる所望のサイズシフト（シュリンク量）に応じて適宜設定することが望ましい。
【０１６１】
次いで、例えば蒸着法或いはスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚２０ｎｍのＰｔ膜と、膜厚３００ｎｍのＡｕ膜とを順次堆積し、これら金属の積層膜よりなる導電膜７０を形成する（図１０（ｂ））。
【０１６２】
次いで、加熱した有機溶媒を用いてリフトオフを行い、フォトレジスト膜６４上の導電膜７０とともにフォトレジスト膜６２，６４を除去し、開口部６８内のストッパ層４７上に選択的に導電膜７０を残存させる。これにより、導電膜７０よりなるゲート電極７２を形成する（図１０（ｃ））。
【０１６３】
このように、本実施形態によれば、親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の低いフォトレジスト膜と親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の高いフォトレジスト膜とを形成し、フォトレジスト膜を膨潤化する際に、開口部内における親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の深さ方向分布を利用して、開口部の上方ほど膨潤量を大きくするので、逆テーパ状の開口端を有するフォトレジスト膜を容易に形成することができる。
【０１６４】
また、フォトリソグラフィーによってフォトレジスト膜に開口部を形成後に膨潤化処理を行うので、フォトリソグラフィーにより開口した開口径よりも小さい開口径を有する開口部を形成することができる。これにより、フォトレジストの解像限界以下の開口径を有し側壁部分がテーパ状である開口部を形成することができる。このような開口部を有するフォトレジスト膜は、リフトオフを用いた電極形成に好適である。
【０１６５】
また、フォトレジスト膜を形成する際のプリベーク温度によりフォトレジスト膜の親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性を制御するので、開口内におけるフォトレジスト膜の膨潤量を正確に制御することができる。
【０１６６】
［第４実施形態］
本発明の第４実施形態による半導体装置について図１１及び図１２を用いて説明する。図７乃至図１０に示す第３実施形態による半導体装置及びその製造方法と同様の構成要素には同一の符号を付し説明を省略し或いは簡略にする。
【０１６７】
図１１及び図１２は本実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図である。
【０１６８】
本実施形態では、図７に示す第３実施形態による半導体装置の他の製造方法を示す。
【０１６９】
まず、図８（ａ）乃至図９（ｂ）に示す第３実施形態による半導体装置の製造方法と同様にして、オーミック電極５８及びゲートリセス領域６０等を形成する（図１１（ａ））。
【０１７０】
次いで、全面に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚０．５μｍのポリメチルグルタルイミド樹脂（ＭＣＣ社製、ＰＭＧＩ）を塗布し、１８０℃、１２０秒間のプリベークを行い、樹脂層７４を形成する。
【０１７１】
次いで、樹脂層７４上に、例えばスピンコート法により、例えば膜厚０．５μｍのノボラック系フォトレジスト（例えば東京応化製、ＩＰ３５００）を塗布し、１２０℃、９０秒間のプリベークを行い、フォトレジスト膜７６を形成する。
【０１７２】
次いで、ｉ線を用いたフォトリソグラフィーによりゲート電極の形成領域のフォトレジスト膜７６を露光し、アルカリ現像液により現像することにより、フォトレジスト膜７６に、開口幅が０．４μｍの開口部６６を形成する。
【０１７３】
この際、アルカリ可溶性であるポリメチルグルタルイミド樹脂よりなる樹脂層７４はフォトレジスト膜７６の現像液によりエッチングされ、樹脂層７４には開口部６６ａが形成される。また、樹脂層７４のアルカリ現像液に対するエッチングレートは、フォトレジスト膜７６のアルカリ現像液に対するエッチングレートよりも早いため、樹脂層７４における開口部６６ａは、フォトレジスト膜７６における開口部６６ｂよりも大きく開口する。これにより、樹脂層７４及びフォトレジスト膜７６に形成された開口部６６は、実質的に逆テーパ形状或いは庇状となる（図１１（ｂ））。
【０１７４】
次いで、例えば第１実施形態によるレジストパターンの形成方法を用い、フォトレジスト膜７６の膨潤化処理を行う。まず、スピンコート法により、例えば膜厚１μｍのレジストパターン膨潤化材料を塗布した後、例えば９５℃、６０秒間の熱処理によりミキシング・架橋を行う。次いで、例えば純水により６０秒間の洗浄処理を行い、未架橋のレジストパターン膨潤化材料を除去する。
【０１７５】
ここで、レジストパターン膨潤化材料に対する親和性の乏しいＰＭＧＩよりなる樹脂層７４では、ほとんど膨潤化が生じない。これにより、開口部６６ｂは、フォトレジスト膜７６における開口幅が約０．２μｍ縮小し、開口部６８となる（図１１（ｃ））。
【０１７６】
次いで、例えば蒸着法或いはスパッタ法により、膜厚１０ｎｍのＴｉ膜と、膜厚２０ｎｍのＰｔ膜と、膜厚３００ｎｍのＡｕ膜とを順次堆積し、これら金属の積層膜よりなる導電膜７０を形成する（図１２（ａ））。
【０１７７】
次いで、加熱した有機溶媒を用いてリフトオフを行い、フォトレジスト膜７６上の導電膜７０とともにフォトレジスト膜７４，７６を除去し、開口部６８内のストッパ層４７上に選択的に導電膜７０を残存させる。これにより、導電膜７０よりなるゲート電極７２を形成する（図１２（ｂ））。
【０１７８】
このように、本実施形態によれば、親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の低い樹脂層と、親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の高いフォトレジスト膜とを形成し、フォトレジスト膜を膨潤化する際に、開口部内における親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性の深さ方向分布を利用して、開口部の上方ほど膨潤量を大きくするので、逆テーパ状の開口端を有するフォトレジスト膜を容易に形成することができる。
【０１７９】
また、フォトリソグラフィーによってフォトレジスト膜に開口部を形成後に膨潤化処理を行うので、フォトリソグラフィーにより開口した開口径よりも小さい開口径を有する開口部を形成することができる。これにより、フォトレジストの解像限界以下の開口径を有し側壁部分がテーパ状である開口部を形成することができる。このような開口部を有するフォトレジスト膜は、リフトオフを用いた電極形成に好適である。
【０１８０】
また、フォトレジスト膜を構成する樹脂材料の選択によりフォトレジスト膜の親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性を制御するので、開口内におけるフォトレジスト膜の膨潤量を正確に制御することができる。
【０１８１】
［変形実施形態］
本発明は上記実施形態に限らず種々の変形が可能である。
【０１８２】
例えば、上記第２乃至第４実施形態では、第１実施形態によるレジストパターンの形成方法を電界効果トランジスタのゲート電極形成プロセス或いはオーミック電極形成プロセスに適用した場合を説明したが、本発明によるレジストパターンの形成方法は、ゲート電極形成プロセス及びオーミック電極形成プロセスへの適用に限定されるものではない。本発明によるレジストパターン形成方法は、開口部の側壁部分の形状が逆テーパ形状であるフォトレジスト膜を所望する種々のプロセスに広く適用することができ、例えばキャパシタやインダクタなどの受動素子の電極を形成する際のリフトオフ工程においても、同様に適用することができる。
【０１８３】
また、上記第２実施形態では、絶縁膜２２に開口部２８を形成した後に膨潤化処理を行っているが、膨潤化処理を行った後に開口部２８を形成するようにしてもよい。また、ゲート電極３６は必ずしも絶縁膜２２上に延在している必要はなく、開口部２８内のみに形成するようにしてもよい。但し、基板表面をパッシベートする観点からは、開口部２８内の全面にゲート電極３６を形成することが望ましい。
【０１８４】
また、上記第３及び第４実施形態では、ＩｎＡｌＡｓ層を供給層とする電界効果トランジスタについて示したが、本発明のゲート電極構造を適用しうる半導体装置はこれに限定されるものではない。例えば、ＧａＡｓ基板上に、ＧａＡｓよりなるバッファ層と、ＩｎＧａＡｓよりなるチャネル層と、ＡｌＧａＡｓよりなる供給層（ｉ−ＡｌＧａＡｓ／ｎ−ＡｌＧａＡｓ／ｉ−ＡｌＧａＡｓの積層構造）或いはＩｎＧａＰよりなる供給層と、ｎ−ＧａＡｓよりなるキャップ層とが形成され、ＡｌＧａＡｓ供給層にゲート電極が接続された構造を有する電界効果トランジスタにおいても、本発明を適用することができる。
【０１８５】
また、上記第３及び第４実施形態では、親水性及びレジストパターン膨潤化材料に対する親和性が異なる２層のフォトレジスト膜を積層する場合を示したが、３層以上のフォトレジスト膜を積層するようにしてもよい。
【０１８６】
上述したとおり、本発明の特徴をまとめると以下の通りとなる。
【０１８７】
（付記１）
基板上に、前記基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と
を有することを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１８８】
（付記２）
付記１記載のレジストパターンの形成方法において、
前記フォトレジスト膜を形成する工程では、側壁部分の親水性及び前記薬液に対する親和性が上部ほど高い前記開口部を形成する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１８９】
（付記３）
付記１又は２記載のレジストパターンの形成方法において、
前記フォトレジスト膜を形成する工程の後に、前記フォトレジスト膜の表面領域の親水性及び前記薬液に対する親和性を増加する処理を行う工程を更に有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９０】
（付記４）
付記１乃至３のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記フォトレジスト膜を形成する工程は、第１の樹脂膜を形成する工程と、前記第１の樹脂膜上に、前記薬液に対する反応性が前記第１の樹脂膜とは異なる第２の樹脂膜を形成する工程と、前記第２の樹脂膜及び前記第１の樹脂膜に前記開口部を形成する工程とを有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９１】
（付記５）
付記４記載のレジストパターンの形成方法において、
前記第１の樹脂膜を形成するためのプリベーク温度は、前記第２の樹脂膜を形成するためのプリベーク温度よりも高い
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９２】
（付記６）
付記４又は５記載のレジストパターンの形成方法において、
前記第１の樹脂膜を形成する工程では、第１の基材樹脂を含む前記第１の樹脂膜を形成し、
前記第２の樹脂膜を形成する工程では、前記薬液に対する反応性が前記第１の基材樹脂とは異なる第２の基材樹脂を含み、感光性を有する前記第２の樹脂膜を形成する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９３】
（付記７）
付記４乃至６のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記第１の樹脂膜の前記薬液に対する接触角は、前記第２の樹脂膜の前記薬液に対する接触角よりも５°以上大きい
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９４】
（付記８）
付記１乃至７のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記開口部の最小開口幅は、前記フォトレジスト膜の解像限界以下である
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９５】
（付記９）
付記１乃至８のいずれか１項に記載のレジストパターン形成方法において、
前記フォトレジスト膜は、ノボラック系フォトレジスト材料又はポリメチルメタクリレート系レジスト材料よりなる膜を含む
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９６】
（付記１０）
付記１乃至９のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記薬液は、樹脂と、架橋剤と、界面活性剤を含有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９７】
（付記１１）
付記１０記載のレジストパターンの形成方法において、
前記薬液は、水溶性又はアルカリ可溶性を有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９８】
（付記１２）
付記１０又は１１記載のレジストパターンの形成方法において、
前記界面活性剤は、非イオン性界面活性剤である
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０１９９】
（付記１３）
付記１０乃至１２のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記樹脂は、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
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０２００】
（付記１４）
付記１０乃至１３のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記架橋剤は、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
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０２０１】
（付記１５）
付記１０乃至１４のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記薬液は、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種を更に含有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０２０２】
（付記１６）
付記１５記載のレジストパターンの形成方法において、
前記水溶性芳香族化合物は、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前記樹脂は、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
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０２０３】
（付記１７）
付記１０乃至１６のいずれか１項に記載のレジストパターンの形成方法において、
前記薬液は、有機溶剤として、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種を更に有する
ことを特徴とするレジストパターンの形成方法。
【０２０４】
（付記１８）
半導体基板上に、前記半導体基板に達する開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、
導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記半導体基板に接続された電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０２０５】
（付記１９）
半導体基板上に、絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に、前記絶縁膜に達する第１の開口部が形成されたフォトレジスト膜を形成する工程と、
前記フォトレジスト膜をマスクとして前記絶縁膜をエッチングし、前記絶縁膜に前記半導体基板に達する第２の開口部を形成する工程と、
前記第１の開口部が形成された前記フォトレジスト膜に、前記フォトレジスト膜を膨潤化する薬液を作用させることにより、前記フォトレジスト膜を膨潤化するとともに、前記第１の開口部の側壁部分を逆テーパ形状にする工程と、
導電膜を堆積した後、前記フォトレジスト膜上の前記導電膜を前記フォトレジスト膜とともに選択的に除去することにより、前記導電膜よりなり、前記第２の開口部内において前記半導体基板に接続された電極を形成する工程と
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０２０６】
（付記２０）
付記１９記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の開口部を形成する工程は、前記フォトレジスト膜を膨潤化する工程の前に行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０２０７】
（付記２１）
付記２０記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の開口部を形成する工程では、前記第２の開口部を形成すると同時に、前記第１の開口部の幅を前記第２の開口部の幅よりも広げる
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【０２０８】
（付記２２）
付記２１記載の半導体装置の製造方法において、
前記電極を形成する工程では、前記絶縁膜上に延在する前記ゲート電極を形成する
ことを特徴とする半導体装置。
【０２０９】
（付記２３）
付記１９記載の半導体装置の製造方法において、
前記第２の開口部を形成する工程は、前記フォトレジスト膜を膨潤化する工程の後に行う
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【０２１０】
【図１】本発明の第１実施形態によるレジストパターン形成方法を示す工程断面図である。
【図２】シュリンク量とプリベーク温度との関係を示すグラフである。
【図３】シュリンク量と樹脂の種類との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図６】本発明の第２実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図７】本発明の第３実施形態による半導体装置の構造を示す概略断面図である。
【図８】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図９】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１０】本発明の第３実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図１１】本発明の第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１２】本発明の第４実施形態による半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図１３】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図１４】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【符号の説明】
【０２１１】
１０…化合物半導体基板
１２…フォトレジスト膜
１４…親水性の強い領域
１６…レジストパターン膨潤化膜
１８…ミキシング領域
２０…化合物半導体基板
２２…絶縁膜
２４，２８…開口部
２６…フォトレジスト膜
３０…レジストパターン膨潤化膜
３２…ミキシング領域
３４…導電膜
３６…ゲート電極
４０…ＩｎＰ基板
４２…ＩｎＡｌＡｓバッファ層
４４…ＩｎＧａＡｓチャネル層
４６…ＩｎＡｌＡｓ供給層４６
４８…ｎ−ＩｎＧａＡｓキャップ層
５０，６２，６４，７６…フォトレジスト膜
５２，５４，６６，６８…開口部
５６，７０…導電層
５８…オーミック電極
６０…ゲートリセス領域
７２…ゲート電極
７４…樹脂層
１００…化合物半導体基板
１０２…絶縁膜
１０４，１０８，１１０…フォトレジスト膜
１０６，１１２，１１４…開口部
１１６…金属膜
１１８…ゲート電極
【図１】
2005107116.tif 000003
【図２】
2005107116.tif 000004
【図３】
2005107116.tif 000005
【図４】
2005107116.tif 000006
【図５】
2005107116.tif 000007
【図６】
2005107116.tif 000008
【図７】
2005107116.tif 000009
【図８】
2005107116.tif 000010
【図９】
2005107116.tif 000011
【図１０】
2005107116.tif 000012
【図１１】
2005107116.tif 000013
【図１２】
2005107116.tif 000014
【図１３】
2005107116.tif 000015
【図１４】
2005107116.tif 000016