JP2001135566A

JP2001135566A - 微細パターン作製方法

Info

Publication number: JP2001135566A
Application number: JP31701599A
Authority: JP
Inventors: Takako Yamaguchi; 貴子山口; Yasuhiro Shimada; 康弘島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-11-08
Filing date: 1999-11-08
Publication date: 2001-05-18

Abstract

(57)【要約】【課題】フォトプロセスの自由度、及び歩留まりを向上
させることができ、露光時間の短縮化が可能となり、ま
た、デバイスの作製が容易となるコントラストの大きい
微細パターンを形成することができる微細パターン作製
方法を提供する。【解決手段】微細パターン作製方法において、フォトマ
スクの遮光膜を、基板上のフォトレジストに接触させた
後、さらに押し付け、遮光膜によって形成された微小開
口と前記フォトレジストとの距離を近付けてから、エバ
ネッセント光によってフォトレジストを露光するように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は微細パターン作製方
法に関し、特に、フォトプロセスの自由度、及び歩留ま
りを向上させることができ、露光時間の短縮化が可能と
なり、また、デバイスの作製が容易となるコントラスト
の大きい微細パターンを形成する微細パターン作製方法
の実現を目指すものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセ
ッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフ
ィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなってい
る。一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界
は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラ
フィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外
線レーザーが用いられ、０．１μｍ程度の微細加工が可
能となっている。

【０００３】このように、微細化が進む光リソグラフィ
ーであるが、０．１μｍ以下の微細加工を行なうために
は、レーザーのさらなる短波長化、その波長域でのレン
ズ開発等解決しなければならない課題も多い。一方、光
による０．１μｍ以下の微細加工を可能にする手段とし
て、近接場光学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）の構成を
用いた微細加工装置が提案されている。例えば、１００
ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセン
ト光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所
的な露光を行なう装置である。

【０００４】しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリ
ソグラフィー装置では、いずれも１本（または数本）の
加工プローブで一筆書きのように微細加工を行なってい
く構成であるため、あまりスループットが向上しないと
いう問題点を有していた。これを解決する方法として、
光マスクに対してプリズムを設け、全反射の角度で光を
入射させ、全反射面から滲み出るエバネッセント光を用
いて光マスクのパターンをレジストに対して一括して転
写する（特開平０８−１７９４９３号公報）という提案
がなされている。

【０００５】特開平０８−１７９４９３号公報に記載の
プリズムを用いたエバネッセント光による一括露光装置
では、プリズム・マスクとレジスト面との間隔を１００
ｎｍ以下に設定することが必須である。しかしながら、
実際はプリズム・マスクや基板の面精度に限界があり、
プリズム・マスク面全面にわたってレジスト面との間隔
を１００ｎｍ以下に設定することが難しい。これを解決
する方法として、マスクを弾性体で構成してレジスト面
形状に対してならうようにマスクを弾性変形させること
により、マスク全面をレジスト面に密着させ、マスク上
の金属薄膜に形成されている微小開口パターンから滲み
出るエバネッセント光によりレジスト露光を行う（特開
平１１−１４５０５１号公報）という提案がなされてい
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のエバネッセント
光を用いた露光において、フォトマスク上の遮光部の厚
さを１００ｎｍ程度とすれば、入射光のうち、遮光膜を
透過する直接透過光をほぼ１００％遮光することがで
き、微小開口パターン形成部分に対向する部分以外のレ
ジスト表面が露光することを防止することができる。し
かし、さらに線幅の小さいパターンを形成するために
は、微小開口パターンの開口幅を小さくする必要があ
る。微小開口パターンの開口幅が小さくなるにつれ、エ
バネッセント光の光量が減少する。また、同じ開口幅で
あっても、金属薄膜の膜厚が大きいほど、エバネッセン
ト光の光量が減少する。これは、光波長より小さい幅の
通り路の長さが長いほどエバネッセント光が滲み出しに
くいことによる。

【０００７】図２（ａ）は、遮光膜厚が厚いフォトマス
クでの露光について示した図である。遮光膜厚が厚い
と、ガラス基板１０１上に遮光膜１０２によって作られ
た微小開口１１３から滲み出すエバネッセント光１１０
の光量が減少してしまい、基板１０４上に塗布されたフ
ォトレジスト１０３に対しての、エバネッセント光１１
０によるフォトレジスト反応部１０７ができにくくな
る。したがって、微細パターン転写のためには長時間の
露光が必要となる。また、フォトマスクが、エバネッセ
ント光が滲み出す大きさの微小開口と、伝播光が通過す
る大きさの開口が混在しているパターンを有している場
合には、長時間の露光を行っていると、露光用光１０５
の伝播光１１１によるフォトレジストの反応部１０６が
広がってしまうため、正確な微細パターン転写が行えな
い。

【０００８】一方、図２（ｂ）のように遮光膜が薄いフ
ォトマスクを使用すると、遮光膜下でも遮光膜からの透
過光１１２によって、フォトレジストの露光が行われて
しまうため、遮光膜のあるところと遮光膜のないところ
での露光量の差が、遮光膜部が厚いフォトマスクを使用
するときよりも小さくなる。従ってフォトレジストを露
光する際の許容露光量が狭い範囲に制限され、プロセス
の自由度が下がり、フォトプロセスの歩留まりが低下す
る。また、基板上のフォトレジストには、コントラスト
の小さいパターンが転写されるため、これを用いてのデ
バイス製造が困難となる。

【０００９】そこで、本発明は、上記課題を解決し、フ
ォトプロセスの自由度、及び歩留まりを向上させること
ができ、露光時間の短縮化が可能となり、また、デバイ
スの作製が容易となるコントラストの大きい微細パター
ンを形成することができる微細パターン作製方法を提供
することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの（１）〜（９）のように構成した微
細パターン作製方法を提供する。（１）遮光膜による転写元微細パターンを有するフォト
マスクを用い、該遮光膜によって形成された微小開口か
ら染み出すエバネッセント光によって基板上のフォトレ
ジストを露光し、前記転写元微細パターンを前記基板上
のフォトレジストに転写して、微細パターンを形成する
微細パターン作製方法であって、前記フォトマスクの遮
光膜を、前記基板上のフォトレジストに接触させた後、
さらに押し付け、前記遮光膜によって形成された微小開
口と前記フォトレジストとの距離を近付けてから、前記
エバネッセント光によってフォトレジストを露光するこ
とを特徴とする微細パターン作製方法。（２）前記遮光膜によって形成された微小開口と前記フ
ォトレジストとの距離を、１ｎｍ以上近づけることを特
徴とする上記（１）に記載の微細パターン作製方法。（３）前記フォトレジストが、ネガ型であることを特徴
とする上記（１）または上記（２）に記載の微細パター
ン作製方法。（４）前記フォトレジストが、３層構造を有し、基板上
の１層目が耐ドライエッチング性の膜厚１００ｎｍ以上
の有機材料層であり、その上の２層目が酸素ＲＩＥ（Ｒ
ｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）耐性のある
物質による薄膜層であり、その上の３層目が膜厚１００
ｎｍ以下で露光光に感光する像形成用のフォトレジスト
層であることを特徴とする上記（１）または上記（２）
に記載の微細パターン作製方法。（５）前記３層目のフォトレジスト層が、ネガ型である
ことを特徴とする上記（４）に記載の微細パターン作製
方法。（６）前記フォトレジストが、２層構造を有し、前記基
板上の１層目が耐ドライエッチング性の膜厚１００ｎｍ
以上の有機材料層であり、その上の２層目が１００ｎｍ
以下の膜厚を有し、酸素ＲＩＥ耐性のある物質で、かつ
露光光に感光する像形成用のフォトレジストの特性を有
する層であることを特徴とする上記（１）または上記
（２）に記載の微細パターン作製方法。（７）前記２層目の酸素ＲＩＥ耐性のある物質で、かつ
露光光に感光する像形成用のフォトレジストの特性を有
する層が、ネガ型であることを特徴とする上記（６）に
記載の微細パターン作製方法。（８）前記遮光膜の膜厚が、遮光膜を透過する透過光が
フォトレジストを露光しない厚さを有することを特徴と
する上記（１）〜（７）のいずれかに記載の微細パター
ン作製方法。（９）前記遮光膜の膜厚が、該遮光膜の膜厚をＬとし、
使用する遮光膜材料の消衰係数をｋ、フォトレジスト感
度をＥｔｈ、露光波長をλ、露光時間をｔ、露光光量を
Ｐとしたとき、少なくとも、次式（１）を満たすことを
特徴とする上記（８）に記載の微細パターン作製方法。Ｌ＞ｌｎＡ・λ／２πｋ（Ａ＝Ｐ・ｔ／Ｅｔｈ）・・・（１）（ここで、ｌｎ：自然対数である。）

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の発明の実施の形
態である微細パターン作製方法を表す図面である。フォ
トマスクとして、露光用の光を透過させるガラス基板１
０１上の片側に、微細パターン転写用の元パターンを、
露光用光を遮光する遮光膜１０２で形成する。遮光膜材
料としては、露光用光を通さない、微細元パターンとし
て加工が容易であるなどの理由から、ＡｕやＡｌ（アル
ミニウム）、Ｃｒ等の金属が良い。特に、固くて傷が付
きにくく、フォトマスクをフォトレジストに押し付ける
際にフォトマスクに付着したフォトレジスト残さを酸化
剤の入った洗浄液で洗い流すことができる、化学的に安
定しているＣｒがより望ましい。

【００１２】遮光膜の膜厚は、遮光膜を透過する透過光
がフォトレジストを露光しないような厚さとする。使用
する遮光膜材料の消衰係数をｋ、フォトレジスト感度を
Ｅｔｈ、露光波長をλ、露光時間をｔ、露光光量をＰと
すると、遮光膜の膜厚Ｌは、Ｌ＞ｌｎＡ・λ／２πｋ（Ａ＝Ｐ・ｔ／Ｅｔｈ）・・・（１）（ここで、ｌｎ：自然対数である。）を満たすものであ
れば効率のよいパターン形成が実現される。しかし、遮
光膜の作製において、膜厚が薄い方が正確、容易である
ので、（１）式を満たす、最小の値であることが望まし
い。

【００１３】次に、基板１０４の表面にフォトレジスト
１０３を塗布する。前述のフォトマスク上の微小開口１
１３から滲み出たエバネッセント光１１０は、マスクか
ら距離が遠ざかるにつれて指数関数的に減衰する。ま
た、フォトレジスト１０３に当たったエバネッセント光
１１０は伝搬光となり、散乱されるようにレジスト中に
広がり、露光パターン幅を広げることになることを考慮
すると、フォトレジスト１０３の厚さは、１００ｎｍ以
下が望ましい。レジスト１０３の材料としては、通常の
半導体プロセスに用いられるフォトレジスト材料を選択
すれば良い。これらのレジスト材料に対して露光可能な
光波長はおおむね２００〜５００ｎｍの範囲にあるが、
特に３５０〜４５０ｎｍの範囲にあるｇ線、ｉ線対応の
フォトレジストを選択すれば、種類も多く、比較的安価
であるため、プロセス自由度も高く、コストが低減でき
る。

【００１４】露光光としては、用いるフォトレジスト１
０３を露光可能な波長の光を照射するものを用いる必要
がある。例えばフォトレジスト１０３として前述のｇ
線、ｉ線対応のフォトレジストを選択した場合、露光と
しては、ＨｅＣｄレーザー（光波長：３２５ｎｍ、４４
２ｎｍ）、ＧａＮ系の青色半導体レーザー（同：〜４１
０ｎｍ）や、赤外光レーザーの第２高調波（ＳＨＧ）レ
ーザーや第３高調波（ＴＨＧ）レーザー、水銀ランプ
（ｇ線：４３６ｎｍ，ｉ線：３６５ｎｍ）を用いれば
良いが、単色光であるレーザ光を露光光としたときに、
フォトマスク上のパターンに周期性があった場合互いに
干渉を起こしパターンが正確にフォトレジストに転写さ
れない現象が観察されたので、水銀ランプのようなイン
コヒーレント光を露光光として用いることがより望まし
い。

【００１５】以下、本発明の実施の形態である微細パタ
ーン作製方法の詳細について、図１を用いて説明する。
まず、図１（ａ）のように、フォトマスクのガラス基板
１０１上の遮光膜１０２がある側をフォトレジスト１０
３に接近させる。図１（ｂ）のように、遮光膜１０２と
フォトレジスト１０３が接触してから、さらに遮光膜１
０２によってフォトレジスト１０３を塑性変形させて、
フォトマスク上の微小開口１１３とフォトレジスト１０
３との距離を近づける（図１（ｃ））。このように、フ
ォトマスク上の遮光膜をフォトレジストに押し付けるこ
とによって、フォトレジストの非露光部の体積が減るた
めに、遮光膜が厚くても微小開口１１３とフォトマスク
を近接させることができる。従って、フォトレジスト露
光のためのエバネッセント光強度が高いまま露光を行う
ことができるため、露光、現像時間の短縮になり、露光
光量の選択幅が広がるので、フォトプロセスの歩留まり
向上につながる。また、遮光膜が厚いため、遮光膜を透
過する露光用光がフォトレジストを露光する現象を防ぐ
ことができる。したがって、遮光膜の有無による現像後
のフォトレジストパターンのコントラストが大きくなる
ので、その後のデバイスプロセスが容易になる。

【００１６】フォトマスク上の微小開口をフォトレジス
トに近づける方法としては、ポンプなどを使用してフォ
トマスクとフォトレジスト間を減圧したり、フォトマス
クとフォトレジストのどちらか一方を固定しておき、残
る一方の側から固体、液体、気体を利用して加圧する方
法、マスクアライナーを用いる方法が考えられる。ここ
で、マスクアライナーとは、例えば、フォトマスクを低
圧チャックで固定しておき、フォトレジストが塗布され
た基板が搭載されたステージを、マイクロメーターを用
いてフォトマスクに近づけていくというものである。ス
テージは球状物体に乗っており、基板上のフォトレジス
トとフォトマスク全体が均一に接触できる構成になって
いる。次に、図１（ｄ）のようにガラス基板１０１上の
遮光膜１０２がない側から、露光用光１０５を照射する
ことによってフォトレジスト１０３の露光を行う。

【００１７】フォトレジストとしては、ポジ型でもネガ
型でも良い。しかし、遮光膜部分を押し付けることによ
り、遮光膜に接しているところが塑性変形を起こし、図
１（ｅ）のように体積が小さくなるので、露光用光で照
射部分が現像によって溶解するポジ型では、基板１０４
上に作製される微細パターンのアスペクト比が小さくな
る。したがって、その後のデバイスプロセスを考える
と、基板１０４上に作製される微細パターンのアスペク
ト比がより大きくなるネガ型の方がより望ましい。ネガ
型では、露光用光が照射された部分、つまり、フォトレ
ジスト反応部１１１が耐現像性を有し、現像してもそれ
によって溶解することがない。図１では、フォトレジス
トとしてネガ型のものを使用した様子を示している。

【００１８】露光によってフォトマスク上の遮光膜１０
２のない部分の下のネガ型フォトレジスト１０３が、耐
現像性となる。そしてフォトマスクを剥がし図１
（ｅ）、現像を行う図１（ｆ）ことにより、基板１０４
上のレジスト残留部と非残留部とのコントラストが高い
転写パターンを得ることができる。このようにエバネッ
セント光による露光を行なった後は、通常のプロセスを
用いて基板１０４の加工を行う。例えば、レジストを現
像した後、エッチングを行うことにより、基板１０４に
対して基板上のレジストに形成された微細パターンに応
じた微小パターンを形成する。基板１０４上のフォトレ
ジストパターンコントラストが大きいため、このデバイ
スプロセスの自由度、歩留まりも向上する。

【００１９】

【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する。［実施例１］図３に、本発明の実施例１における微細パ
ターン作製方法の構成を示す。同図において、まず、Ｓ
ｉ基板３０１上にｇ線対応のネガ型フォトレジスト３０
２を膜厚６０ｎｍとなるようにスピンコータを用いて塗
布する。その後、プリベークを行う。ガラス基板３０３
の片側に、膜厚６０ｎｍのＣｒ薄膜を蒸着して、ＥＢ
（ＥｌｅｃｔｏｎＢｅａｍ）描画装置で転写元微細パ
ターンである遮光膜３０４を作製したフォトマスクを、
図３（ａ）のように、マスクアライナー（ＭＡ−１０、
ミカサ社製）のマスク固定チャック３０５に取り付け、
真空ポンプ３０６でチャックを減圧することによって固
定する。

【００２０】Ｓｉ基板３０１を、マスクアライナーの試
料台３０７に置き、試料台３０７を、試料台の上下の駆
動装置に連動させてあるマイクロメーター３０８でフォ
トマスクに近づけていく。図３（ｂ）のように、フォト
レジスト３０２がフォトマスク上のＣｒ薄膜による遮光
膜３０４に接触してから、マイクロメーター３０８をさ
らに操作して、遮光膜３０４とネガ型フォトレジスト３
０２との距離をさらに５ｎｍ近づける。

【００２１】図３（ｃ）のように水銀ランプからの露光
用光３０９（〜１０ｍＷ）でフォトレジスト３０２を１
秒間照射し、エバネッセント光３１０による露光を行っ
た後、フォトマスクとフォトレジスト３０２を剥がし、
フォトレジスト３０２の現像、ポストベークを行う。フ
ォトマスク上のエバネッセント光３１０の染み出し口で
ある微小開口３１１と、フォトレジスト３０２が接近し
ているため、エバネッセント光３１０によって露光され
たことによるフォトレジスト反応部３１２は、フォトマ
スク上の転写元微細パターン３０４をより正確に転写し
ている。以上のような手順により、より短時間の露光
で、フォトマスク上の転写元微細パターンが、基板上に
はっきりとしたコントラストで転写された。

【００２２】［実施例２］図４に、本発明の実施例２に
おける３層レジストを用いた微細パターン作製方法の構
成を示す。同図において、まず、Ｓｉ基板４０１上に、
ポジ型フォトレジストを膜厚５００ｎｍとなるようにス
ピンコータを用いて塗布する。その後、１２０℃で３０
分加熱して１層目４０２とする。１層目４０２の上に、
ＳＯＩ（ＳｐｉｎＯｎＧｌａｓｓ）の有機溶媒溶液
を塗布し、加熱して膜厚１００ｎｍの酸化Ｓｉ薄膜を作
る。これを２層目４０３とする。２層目４０３の上に第
３層４０４の像形成用として、ネガ型フォトレジストを
膜厚５０ｎｍで塗布し、１１０℃で１０分プリベークを
行う。

【００２３】ガラス基板４０５の片側に、膜厚６０ｎｍ
のＣｒ薄膜を蒸着して、ＥＢ（ＥｌｅｃｔｏｎＢｅａ
ｍ）描画装置で転写元微細パターンである遮光膜４０６
を作製したフォトマスクを、マスクアライナーのマスク
固定チャックに取り付け、真空ポンプでチャックを減圧
することによって固定する。Ｓｉ基板４０１を、マスク
アライナーの試料台に置き、試料台をマイクロメーター
でフォトマスクに近づけていく（図４（ａ））。３層目
４０４のフォトレジストが、フォトマスク上のＣｒ薄膜
による転写元微細パターン４０６に接触してから、マイ
クロメーターをさらに操作して、さらに５ｎｍ近づけ
る。

【００２４】露光用光４０７で３層目４０４をエバネッ
セント光４０８で露光することにより、遮光膜４０６の
パターンを、３層目４０４内に、フォトレジスト反応部
４０９として転写する（図４（ｂ））。その後、フォト
マスクと３層目４０４のフォトレジストを剥がし、３層
目４０４フォトレジストの現像、ポストベークを行う。
このことによって、フォトマスク上の転写元微細パター
ンが３層目４０４に転写された（図４（ｃ））。その
後、３層目４０４に転写された微細パターンをマスクと
して、２層目４０３をドライエッチングによりパターン
ニングする（図４（ｄ））。このようにして作製した２
層目４０３の微細パターンをマスクとして、１層目４０
２を酸素ＲＩＥによって加工する（図４（ｅ））。以上
のような手順で、フォトマスク上の転写元微細パターン
４０６がＳｉ基板４０１上によりはっきりとしたコント
ラストで転写された。また、Ｓｉ基板４０１上のレジス
トによる微細パターンのアスペクト比が高いため、後の
デバイス加工プロセスが容易な微細パターンを形成する
ことができた。

【００２５】［実施例３］図５に、本発明の実施例３に
おける２層レジストを用いた微細パターン作製方法の構
成を示す。同図において、まず、Ｓｉ基板５０１上に、
ポジ型フォトレジストを膜厚４００ｎｍとなるようにス
ピンコータを用いて塗布する。その後、１２０℃で３０
分加熱して１層目５０２とする。１層目５０２の上に、
Ｓｉ含有ネガ型フォトレジストを膜厚８０ｎｍとなるよ
うに塗布後、プリベークしてこれを２層目５０３とす
る。

【００２６】ガラス基板５０５の片側に、膜厚８０ｎｍ
のＣｒ薄膜を蒸着して、ＥＢ（ＥｌｅｃｔｏｎＢｅａ
ｍ）描画装置で転写元微細パターンである遮光膜５０６
を作製したフォトマスクを、マスクアライナーのマスク
固定チャックに取り付け、真空ポンプでチャックを減圧
することによって固定する。２層構造レジストが塗布さ
れたＳｉ基板５０１を、マスクアライナーの試料台に置
き、試料台をマイクロメーターでフォトマスクに近づけ
ていく（図５（ａ））。２層目５０４のフォトレジスト
が、フォトマスク上のＣｒ薄膜による転写元微細パター
ン５０６に接触してから、マイクロメーターを操作し
て、さらに５ｎｍ近づける。

【００２７】露光用光５０７で２層目５０３を露光する
ことにより、遮光膜５０６のパターンを、フォトレジス
ト反応部５０９として２層目５０３に転写する（図５
（ｂ））。その後、フォトマスクとフォトレジストを剥
がし、フォトレジストの現像、ポストベークを行う。こ
のことによって、フォトマスク上の転写元微細パターン
が２層目５０３に転写された（図５（ｃ））。その後、
２層目に転写された微細パターンをマスクとして、１層
目を酸素ＲＩＥによって加工する（図５（ｄ））。加工
に酸素ＲＩＥを用いることで、２層目に含まれているＳ
ｉが酸化され、酸素ＲＩＥ耐性が増す。以上のような手
順で、フォトマスク上の転写元微細パターンが基板上に
はっきりとしたコントラストで転写された。また、レジ
スト塗布回数が２回に減り、微細パターンの転写回数も
減るため、スループットがより向上した。

【００２８】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、微細パターン作製方法において、フォトマスクの遮
光膜を、基板上のフォトレジストに接触させた後、さら
に押し付け、前記遮光膜によって形成された微小開口と
前記フォトレジストとの距離を近付けてから、エバネッ
セント光によってフォトレジストを露光することで、フ
ォトプロセスの自由度、及び歩留まりを向上させること
ができ、露光時間の短縮化が可能となり、また、デバイ
スの作製が容易となるコントラストの大きい微細パター
ンを形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における微細パターン作製
方法を表す図である。

【図２】遮光膜厚の違いによる露光の様子を示す図であ
る。

【図３】本発明の実施例１における微細パターン作製方
法、特に押し付けについて示す図である。

【図４】本発明の実施例２における３層レジスト構造を
用いた微細パターン作製方法を表す図である。

【図５】本発明の実施例３における２層レジスト構造を
用いた微細パターン作製方法を表す図である。

【符号の説明】

１０１：ガラス基板１０２：遮光膜１０３：フォトレジスト１０４：基板１０５：露光用光１０６：フォトレジスト反応部１０７：フォトレジスト反応部１１０：エバネッセント光１１１：フォトレジスト反応部１１２：遮光膜からの透過光１１３：微小開口３０１：Ｓｉ基板３０２：ネガ型フォトレジスト３０３：ガラス基板３０４：遮光膜３０５：マスク固定チャック３０６：真空ポンプ３０７：試料台３０８：マイクロメーター３０９：露光用光３１０：エバネッセント光３１１：微小開口３１２：フォトレジスト反応部４０１：Ｓｉ基板４０２：１層目４０３：２層目４０４：３層目４０５：ガラス基板４０６：遮光膜４０７：露光用光４０８：エバネッセント光４０９：フォトレジスト反応部５０１：Ｓｉ基板５０２：１層目５０３：２層目５０５：ガラス基板５０６：遮光膜５０７：露光用光５０８：エバネッセント光５０９：フォトレジスト反応部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】遮光膜による転写元微細パターンを有する
フォトマスクを用い、該遮光膜によって形成された微小
開口から染み出すエバネッセント光によって基板上のフ
ォトレジストを露光し、前記転写元微細パターンを前記
基板上のフォトレジストに転写して、微細パターンを形
成する微細パターン作製方法であって、前記フォトマスクの遮光膜を、前記基板上のフォトレジ
ストに接触させた後、さらに押し付け、前記遮光膜によ
って形成された微小開口と前記フォトレジストとの距離
を近付けてから、前記エバネッセント光によってフォト
レジストを露光することを特徴とする微細パターン作製
方法。
【請求項２】前記遮光膜によって形成された微小開口と
前記フォトレジストとの距離を、１ｎｍ以上近づけるこ
とを特徴とする請求項１に記載の微細パターン作製方
法。
【請求項３】前記フォトレジストが、ネガ型であること
を特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細パタ
ーン作製方法。
【請求項４】前記フォトレジストが、３層構造を有し、
基板上の１層目が耐ドライエッチング性の膜厚１００ｎ
ｍ以上の有機材料層であり、その上の２層目が酸素ＲＩ
Ｅ（ＲｅａｃｔｉｖｅＩｏｎＥｔｃｈｉｎｇ）耐性
のある物質による薄膜層であり、その上の３層目が膜厚
１００ｎｍ以下で露光光に感光する像形成用のフォトレ
ジスト層であることを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の微細パターン作製方法。
【請求項５】前記３層目のフォトレジスト層が、ネガ型
であることを特徴とする請求項４に記載の微細パターン
作製方法。
【請求項６】前記フォトレジストが、２層構造を有し、
前記基板上の１層目が耐ドライエッチング性の膜厚１０
０ｎｍ以上の有機材料層であり、そ上の２層目が１００
ｎｍ以下の膜厚を有し、酸素ＲＩＥ耐性のある物質で、
かつ露光光に感光する像形成用のフォトレジストの特性
を有する層であることを特徴とする請求項１または請求
項２に記載の微細パターン作製方法。
【請求項７】前記２層目の酸素ＲＩＥ耐性のある物質
で、かつ露光光に感光する像形成用のフォトレジストの
特性を有する層が、ネガ型であることを特徴とする請求
項６に記載の微細パターン作製方法。
【請求項８】前記遮光膜の膜厚が、遮光膜を透過する透
過光がフォトレジストを露光しない厚さを有することを
特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の微細パ
ターン作製方法。
【請求項９】前記遮光膜の膜厚が、該遮光膜の膜厚をＬ
とし、使用する遮光膜材料の消衰係数をｋ、フォトレジ
スト感度をＥｔｈ、露光波長をλ、露光時間をｔ、露光
光量をＰとしたとき、少なくとも、次式（１）を満たす
ことを特徴とする請求項８に記載の微細パターン作製方
法。Ｌ＞ｌｎＡ・λ／２πｋ（Ａ＝Ｐ・ｔ／Ｅｔｈ）・・・（１）（ここで、ｌｎ：自然対数である。）