JP2003100600A - レジストパターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スループットを向上し、精度よく微細なレジ
ストパターンを形成する。 【解決手段】 基板１にレジスト２を塗布し、更にブリ
ーチング効果のある物質で感光層３を形成する。マスク
４を介して感光層３を露光して透明な感光領域６を形成
する。全面露光光７によって全面露光を行い、感光領域
６から滲み出した近接場光８の散乱光によってレジスト
２を感光させる。こうして、マスク４を用いた露光で得
られる感光領域６の半分の解像度のスペースパターンを
有するレジストパターン１０を得る。その際に、マスク
４を用いた露光で形成された透明な感光領域６を有する
感光層３をマスクパターンとして全面露光を行なうので
スループットを大幅に向上できる。また、アライメント
の回数は１回のみでありアライメント精度,パターンの
つなぎ合わせ精度および露光精度の悪化を解消できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、露光技術で微細
パターンを形成するリソグラフィ技術で用いるレジスト
パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩ(大規模集積回路)等の半導体装置
の製造方法において、エッチングマスクの材料としてレ
ジストが広く用いられている。そして、電子機器の多機
能化や素子の高度化に伴って高密度化を図るためレジス
トパターンの微細化が望まれ、そのために露光に用いる
光の短波長化や電離放射線または電子線を用いたパター
ン形成方法が提案されている。

【０００３】従来、光リソグラフィ技術において、微細
化を実現するために、露光波長の短波長化や投影光学系
の高ＮＡ(開口数)化が進められてきている。しかしなが
ら、種々の要因によって上記短波長化および高ＮＡ化が
限界に突き当たりつつある。投影露光装置による解像パ
ターンの解像度Ｒと焦点深度ＤＯＦとは、式(１)および
式(２)のレーリーの式によって表せることが知られてい
る。 Ｒ＝ｋ₁λ/ＮＡ …(１) ＤＯＦ＝ｋ₂λ/ＮＡ² …(２) ここで、λは波長であり、ＮＡは光学系の開口数であ
る。また、ｋ₁,ｋ₂はプロセスパラメータであり、通常
０.３から１.０程度の値をとる。

【０００４】式(１)から、解像度Ｒを小さくする高解像
度化には、波長λを小さくする短波長化、または、ＮＡ
を大きくする高ＮＡ化が必要である。しかしながら、式
(２)から、高ＮＡ化による高解像度化は、焦点深度ＤＯ
Ｆを小さくする結果となる。

【０００５】また、一方において、微細パターンを形成
する方法として、露光波長の短波長化および投影光学系
の高ＮＡ化に頼らない露光方式であるプローブ型の露光
がある。例えば、特開平１１‐３１７３５１号公報等に
開示されているようなプローブ型の露光方式が提案され
ている。この露光方式は、被加工面に対向して配置した
微小開口を備えた近接場光ヘッドを被露光面に対して位
置合わせし、光源からの光照射および非照射を制御し、
上記微小開口の先端から滲み出るエバネッセント光によ
って被露光面を露光して微細加工を行うものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平１１‐３１７３５１号公報等に開示されたプローブ
型の露光方式においては、以下のような問題がある。す
なわち、上記微小開口を備えた近接場光ヘッドで成るプ
ローブによる一筆書きによって微細加工を行う必要があ
るために、スループットの向上を図る上で問題がある。
さらに、微小領域でアライメントして露光を行うるため
に、アライメントおよび露光の回数が、通常のステッパ
に比べて非常に多くなる。そのため、アライメント精度
や、微小領域間でのパターンのつなぎ合わせ精度や、露
光精度の悪化等の問題がある。

【０００７】また、上記プローブの先端を被加工面に近
接させて露光するために、被加工面の凹凸に依存してプ
ローブ先端と被加工面の距離が変化する。そのために、
上記微小開口付近の散乱や非近接場光と近接場光とのＳ
/Ｎの低下等の問題がある。

【０００８】そこで、この発明の目的は、アライメント
精度やパターンのつなぎ合わせ精度や露光精度の悪化が
なく、近接場光の散乱や非近接場光と近接場光とのＳ/
Ｎの低下がなく、スループットの向上を図りつつ微細な
パターンを精度よく形成できるレジストパターン形成方
法を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第１の発明のレジストパターン形成方法は、基板表
面にレジスト層を形成する工程と、さらに上記レジスト
層の上に感光層を形成する工程と、マスクを介して上記
感光層を露光して上記感光層における感光部分を透明に
する工程と、上記マスクを介した露光が行われた感光層
をマスクパターンとして全面露光する工程と、上記レジ
スト層を現像する工程を備えたことを特徴としている。

【００１０】上記構成によれば、マスクを介した露光に
よって感光部分が透明になった感光層をマスクパターン
として全面露光が行われる。その際に、上記感光層にお
ける感光部分(透明部分)の口径が全面露光光の波長より
も小さい場合であっても、近接場光が透明な感光部分か
らレジスト層中に滲み出す。そして、この滲み出した近
接場光の散乱光によって上記レジスト層が感光される。
こうして、所謂近接場露光が行われることによって、上
記マスクを介した露光によって感光層に形成された透明
な感光部分の解像度の半分の解像度のパターンを有する
レジストパターンが得られるのである。

【００１１】また、１実施例では、上記第１の発明のレ
ジストパターン形成方法において、上記感光層は、ブリ
ーチング効果を有する物質で構成されている。

【００１２】この実施例によれば、上記感光層はブリー
チング効果を有する物質で構成されているため、上記マ
スクを介した露光によって感光部分が露光光に対して吸
光度が小さくなって透明になる。こうして、上記感光層
における感光部分の透明化が容易に行われる。

【００１３】また、１実施例では、上記第１の発明のレ
ジストパターン形成方法において、上記レジスト層はポ
ジ型レジスト層である。

【００１４】この実施例によれば、上記レジスト層はポ
ジ型レジスト層であるので、上記基板上にはスペースパ
ターンを有するレジストパターンが形成される。

【００１５】また、１実施例では、上記第１の発明のレ
ジストパターン形成方法において、上記レジスト層はネ
ガ型レジスト層である。

【００１６】この実施例によれば、上記レジスト層はネ
ガ型レジスト層であるので、上記基板上にはラインパタ
ーンを有するレジストパターンが形成される。

【００１７】また、第２の発明のレジストパターン形成
方法は、基板表面に第１レジスト層を形成する工程と、
さらに上記第１レジスト層の上に第２レジスト層を形成
する工程と、マスクを介して上記第２レジスト層を露光
する工程と、上記第２レジスト層を現像する工程と、上
記現像された第２レジスト層をマスクパターンとして全
面露光する工程と、上記第１レジスト層を現像する工程
を備えたことを特徴としている。

【００１８】上記構成によれば、マスクを介した露光と
現像とによって感光部分あるいは非感光部分が開口した
第２レジスト層をマスクパターンとして、全面露光が行
われる。その際に、上記第２レジスト層における上記開
口部分の口径が全面露光光の波長よりも小さい場合であ
っても、近接場光が開口部分から第１レジスト層中に滲
み出す。そして、この滲み出した近接場光の散乱光によ
って上記第１レジスト層が感光される。こうして、近接
場露光が行われることによって、上記マスクを介した露
光によって上記第２レジスト層に形成された開口部分の
解像度の半分の解像度のパターンを有するレジストパタ
ーンが得られるのである。

【００１９】また、第３の発明のレジストパターン形成
方法は、基板表面に第１レジスト層を形成する工程と、
さらに上記第１レジスト層の上に中間層を形成する工程
と、さらに上記中間層の上に第２レジスト層を形成する
工程と、マスクを介して上記第２レジスト層を露光する
工程と、上記第２レジスト層を現像する工程と、上記現
像された第２レジスト層をマスクパターンとして全面露
光する工程と、上記第１レジスト層を現像する工程を備
えたことを特徴としている。

【００２０】上記構成によれば、マスクを介した露光と
現像とによって感光部分あるいは非感光部分が開口した
第２レジスト層をマスクパターンとして、全面露光が行
われる。その際に、上記中間層が全面露光光の波長に対
して透明であれば、上記第２レジスト層における上記開
口部分の口径が全面露光光の波長よりも小さい場合で
も、近接場露光が行われる。こうして、上記マスクを介
した露光によって上記第２レジスト層に形成された開口
部分の解像度の半分の解像度のパターンを有するレジス
トパターンが得られる。

【００２１】また、１実施例では、上記第３の発明のレ
ジストパターン形成方法において、上記中間層は、上記
全面露光を行う際の露光光の波長に対して透明な物質で
構成されている。

【００２２】この実施例によれば、上記中間層は、上記
全面露光光の波長に対して透明な物質で構成されてい
る。したがって、上記第２レジスト層における開口部分
からの近接場光の第１レジスト層中への滲み出しが、よ
り効果的に行われる。

【００２３】また、１実施例では、上記第３の発明のレ
ジストパターン形成方法において、上記第２レジスト層
を現像した後であって、且つ、上記全面露光を行う前
に、上記現像によって上記第２レジスト層に形成された
開口部直下に位置する上記中間層の領域をエッチングで
除去して開口を形成する。

【００２４】この実施例によれば、マスクを介した露光
と現像とによって上記第２レジスト層に形成された開口
部の直下に位置する上記中間層の領域に開口が形成され
る。したがって、上記第２レジスト層における開口部分
からの近接場光の第１レジスト層中への滲み出しが、上
記中間層に形成された上記開口を介して行われる。こう
して、上記全面露光光の波長に対して透明な物質で構成
されていない上記中間層の使用が可能になる。

【００２５】また、１実施例では、上記第２の発明ある
いは第３の発明のレジストパターン形成方法において、
上記第１レジスト層はポジ型レジスト層である。

【００２６】この実施例によれば、上記第１レジスト層
はポジ型レジスト層であるので、上記基板上にはスペー
スパターンを有するレジストパターンが形成される。

【００２７】また、１実施例では、上記第２の発明ある
いは第３の発明のレジストパターン形成方法において、
上記第１レジスト層はネガ型レジスト層である。

【００２８】この実施例によれば、上記第１レジスト層
はネガ型レジスト層であるので、上記基板上にはライン
パターンを有するレジストパターンが形成される。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、この発明を図示の実施の形
態により詳細に説明する。 ＜第１実施の形態＞図１は、本実施の形態のレジストパ
ターン形成方法を説明するための各工程における断面図
である。また、図２は本実施の形態のレジストパターン
形成方法における基本的な流れを示すフローチャートで
ある。先ず、図２に従って、レジストパターン形成方法
の概略を説明する。

【００３０】ステップＳ1で、基板にレジストが塗布さ
れる。ステップＳ2で、上記レジスト上に感光層が塗布
される。ステップＳ3で、マスクを用いて上記感光層に
対して露光が行われ、上記感光層におけるマスクの開口
部の位置が感光する。ステップＳ4で、全面露光が行わ
れる。その場合、近接場光(エバネッセント光)が上記感
光層の感光領域から上記レジストに滲み出して、露光光
の回折限界以下のパターン(露光光の波長に依存しない
パターン)で上記レジストが感光される(近接場露光)。
ステップＳ5で、上記レジストの現像が行われる。こう
して、レジストパターンが形成されるのである。

【００３１】次に、図１に従って、本実施の形態のレジ
ストパターン形成方法をさらに詳細に説明する。先ず、
図１(a)に示すように、基板１にレジスト２を塗布し、
更にその上層に感光層３を形成する。その場合における
レジスト２としては、ＤＮＱ‐ノボラック型のｉ線,ｇ
線用のレジストを用いる。本実施の形態においては、Ｐ
ＦＩ‐３８(住友化学工業(株)製)を用い、１μm厚のレ
ジスト膜２を基板１上に形成した。また、上層の感光層
３としては、ポリビニルアルコールを水に溶解させ、そ
の溶液に感光剤Ａを溶解させたものを用いる。感光剤Ａ
として適当な物質は、露光光に対してブリーチング効果
を有する物質である。尚、このブリーチング効果とは、
露光によって分解し、露光光に対する吸光度が小さくな
って露光された領域が透明になり、その部分だけ露光が
進む効果である。このようなブリーチング効果を有する
物質の一例として、３６５nmの水銀灯のｉ線を用いる場
合は、ジアゾ化合物が有効である。また、２４８nmのＫ
rＦエキシマレーザ光を用いる場合は、ジアゾメルドラ
ム酸が有効である。

【００３２】上記感光層３の膜厚は、近接場露光の際
に、未露光部分を感光させない膜厚であればよい。本実
施の形態では、０.１μmの膜厚とした。

【００３３】次に、図１(b)に示すように、マスク４を
介して感光層３に露光光５を照射して感光層３を感光さ
せ、感光層３に、図１(c)に示すような感光領域６を形
成する。その場合、この感光領域６は次工程の全面露光
における露光波長に対して透過率が高く、非感光領域は
透過率が低くなっている。つまり、感光領域６は微細開
口として機能するのである。次に、図１(d)に示すよう
に、全面露光光７によって全面露光を行う。この全面露
光によって、前工程において形成された感光領域６で成
る透明領域から近接場光８がレジスト２中に滲み出し
て、レジスト２を感光させる。こうして、図１(e)に示
すような感光領域９がレジスト２に形成される。次に、
感光層３を除去し、最後にレジスト２を現像して、図１
(f)に示すようなレジストパターン１０が形成される。

【００３４】以下、上記近接場光８のレジスト２中への
滲み出しによってレジスト２の感光を行う近接場露光の
機構について、図３に従って詳細に説明する。図１(c)
に示すように、感光層３に感光領域(透明領域)６が形成
された後、全面露光光７によって全面露光が行われる。
その際に、感光領域６の口径が露光波長よりも小さい場
合には、全面露光光７は感光領域６で成る透明領域を通
過できない。しかしながら、近接場光８が感光領域６か
らレジスト２中に滲み出す。そして、この滲み出した近
接場光８がレジスト２中で散乱され、散乱光１１として
レジスト２中を伝搬して感光させるのである。したがっ
て、レジスト２中の感光部を現像することによって、全
面露光光７の回折限界以下の微細なスペースパターンを
有するレジストパターン１０が形成されるのである。

【００３５】このような近接場露光に用いる光の波長
は、感光層３およびレジスト２を感光させるものであれ
ばどのような波長でも可能である。さらに、単色光でな
くとも構わなく、ブロードな波長分布を持った光でも可
能であり、複数個の単色光が混じっていても構わない。
つまり、最終的に得られるスペースパターンの形状は露
光光に依存せず、マスク４を用いた１回目の露光によっ
て感光層３に得られる感光領域６のパターンで決まる。
その感光領域６のパターンは、例えばｉ線露光の場合に
は解像度０.３μmのスペースパターンが得られるが、２
回目の近接場露光を行うことによってその半分の解像度
０.１５μmのスペースパターンが得られるのである。ま
た、ＫrＦエキシマレーザを用いた露光の場合には、マ
スク４を用いた１回目の露光では解像度０.２μmのスペ
ースパターンが得られるが、２回目の近接場露光を行う
ことによってその半分の解像度０.１０μmのスペースパ
ターンが得られるのである。

【００３６】このように、本実施の形態においては、基
板１にレジスト２を塗布し、更にその上にブリーチング
効果のある物質で感光層３を形成する。そして、マスク
４を介して感光層３を露光して、マスク４の開口部に対
応する感光層３の位置に透明な感光領域６を形成する。
以下、全面露光光７によって全面露光を行うことによっ
て、近接場光８が感光領域６からレジスト２中に滲み出
し、この滲み出した近接場光８の散乱光１１によってレ
ジスト２を感光させる。こうして、近接場露光を行なう
ことによって、分解能が露光光に依存しない露光が可能
になり、マスク４を用いた１回目の露光で得られる感光
領域６の半分の解像度のスペースパターンを有するレジ
ストパターン１０を得ることできるのである。

【００３７】このように、本実施の形態においては、上
記近接場露光を、ブリーチング効果を呈する感光層３に
対してマスク４を用いた露光を行って透明な感光領域６
を形成したものをマスクパターンとして行なう。したが
って、微小開口と近接場光とのセットを加工プローブと
して用いる上記従来の近接場露光の場合に比して、スル
ープットを大幅に向上させることができるのである。

【００３８】また、その場合におけるアライメントの回
数は、上記マスク４に対する１回のみである。したがっ
て、上記加工プローブによる近接場露光の場合に比し
て、アライメント精度は飛躍的に向上でき、パターンの
つなぎ合わせ精度や露光精度の悪化を解消することがで
きる。さらに、上記全面露光(近接場露光)時に用いるマ
スクパターン(感光層３)は被加工面に密着している。し
たがって、被加工面の凹凸に依存した上記近接場光の散
乱や非近接場光と近接場光とのＳ/Ｎの低下等の問題を
解消することができるのである。

【００３９】＜第２実施の形態＞図４は、本実施の形態
のレジストパターン形成方法を説明するための各工程に
おける断面図である。また、図５は本実施の形態のレジ
ストパターン形成方法における基本的な流れを示すフロ
ーチャートである。先ず、図５に従って、本レジストパ
ターン形成方法の概略を説明する。

【００４０】ステップＳ11で、基板に第１層目の第１レ
ジストが塗布される。ステップＳ12で、さらに第２層目
の第２レジストが塗布される。ステップＳ13で、マスク
を用いて上記第２レジストに対して露光が行われ、上記
第２レジストにおけるマスクの開口部の位置が感光す
る。ステップＳ14で、上記第２レジストの現像が行われ
る。こうして、近接場露光用のマスクパターンが形成さ
れる。ステップＳ15で、全面露光が行われる。つまり、
上記第１実施の形態の図２におけるステップＳ4と同じ
近接場露光が行われるのである。ステップＳ16で、上記
第１レジストの現像が行われる。こうして、レジストパ
ターンが形成されるのである。

【００４１】次に、図４に従って、本実施の形態のレジ
ストパターン形成方法をさらに詳細に説明する。先ず、
図４(a)に示すように、基板２１に第１層目の第１レジ
スト２２を塗布し、その上層に第２層目の第２レジスト
２３を塗布する。その場合における第１,第２レジスト
２２,２３としては、ＤＮＱ‐ノボラック型のｉ線,ｇ線
用のレジストを用いる。本実施の形態においては、ＰＦ
Ｉ‐３８(住友化学工業(株)製)を用い、夫々１μmの厚
さのレジスト膜２２,２３を基板２１上に形成した。そ
の場合、第２レジスト２３を塗布する際に、第１レジス
ト２２と混ざらないことが重要である。このような膜構
造は、第１レジスト２２の溶剤と第２レジスト２３の溶
剤とを工夫することで得ることが可能である。

【００４２】次に、図４(b)に示すように、マスク２４
を介して上記第２レジスト２３に露光光２５を照射し、
第２レジスト２３を感光させる。そして、第２レジスト
２３を現像して、図４(c)に示すような微細開口２７を
有する第１レジストパターン２６を第１レジスト２２上
に形成する。次に、図４(d)に示すように、全面露光光
２８による全面露光を行う。この全面露光によって、前
工程において形成された微細開口２７から近接場光２９
が第１レジスト２２中に滲み出し、第１レジスト２２を
感光させる。こうして、図４(e)に示すような感光領域
３０が第１レジスト２２に形成されるのである。次に、
第１レジストパターン２６としての第２レジスト２３を
除去する。最後に、第１レジスト２２を現像して、図４
(f)に示すような第２レジストパターン３１が形成され
るのである。

【００４３】このような近接場露光に用いる光の波長
は、第１,第２レジスト２２,２３を感光させるものであ
ればどのような波長でも可能である。さらに、単色光で
なくとも構わなく、ブロードな波長分布を持った光でも
可能であり、複数個の単色光が混じっていても構わな
い。つまり、最終的に得られるスペースパターンの形状
は露光光に依存せず、マスク２４を用いた１回目の露光
によって第２レジスト２３に得られる微細開口２７のパ
ターンで決まる。その微細開口２７のパターンは、例え
ばｉ線露光の場合には解像度０.３μmのスペースパター
ンが得られるが、２回目の近接場露光を行うことによっ
てその半分の解像度０.１５μmのスペースパターンが得
られるのである。また、ＫrＦエキシマレーザを用いた
露光の場合には、マスク２４を用いた１回目の露光では
解像度０.２μmのスペースパターンが得られるが、２回
目の近接場露光を行うことによってその半分の解像度
０.１０μmのスペースパターンが得られるのである。

【００４４】このように、本実施の形態においては、基
板２１に第１層目の第１レジスト２２を塗布し、更にそ
の上に第２層目の第２レジスト２３を塗布する。そし
て、マスク２４を介して第２レジスト２３を露光した後
に現像し、上記マスク２４の開口部に対応する第２レジ
スト２３の位置に微細開口２７を形成する。以下、微細
開口２７が形成された第１レジストパターン２６を介し
て全面露光を行うことによって、近接場光２９が微細開
口２７から第１レジスト２２中に滲み出し、この滲み出
した近接場光２９の散乱光によって第１レジスト２２を
感光させる。こうして、近接場露光を行なうことによっ
て、分解能が露光光に依存しない露光が可能になり、マ
スク２４を用いた１回目の露光で得られる微細開口２７
の半分の解像度のスペースパターンを得ることできるの
である。

【００４５】このように、本実施の形態においては、上
記近接場露光を、第２レジスト２３にマスク露光を行っ
て微細開口２７を形成した第１レジストパターン２６を
マスクパターンとして行なうのである。

【００４６】したがって、上記第１実施の形態の場合と
同様に、微小開口と近接場光とのセットを加工プローブ
として用いる上記従来の近接場露光の場合に比して、ス
ループットを大幅に向上させることができる。さらに、
アライメント精度やパターンのつなぎ合わせ精度や露光
精度の悪化を解消することができる。さらに、被加工面
の凹凸に依存した近接場光の散乱や非近接場光と近接場
光とのＳ/Ｎの低下等の問題を解消することができるの
である。

【００４７】＜第３実施の形態＞本実施の形態は、上記
第２実施の形態におけるプロセスの改良に関する。図６
は、本実施の形態のレジストパターン形成方法を説明す
るための各工程における断面図である。以下、図６に従
って、本実施の形態のレジストパターン形成方法を説明
する。

【００４８】先ず、図６(a)に示すように、基板４１に
第１層目の第１レジスト４２を塗布し、続いて中間層４
３を塗布する。さらにその上層に第２層目の第２レジス
ト４４を塗布する。

【００４９】次に、図６(b)に示すように、マスク４５
を介して上記第２レジスト４４に露光光４６を照射し、
第２レジスト４４を感光させる。そして、第２レジスト
４４を現像して、図６(c)に示すような微細開口４８を
有する第１レジストパターン４７を第１レジスト４２上
に形成する。

【００５０】次に、上記第１レジストパターン４７をマ
スクとしてドライエッチングを行って、図６(d)に示す
ように、上記第１レジストパターン４７の微細開口４８
直下の中間層４３を除去して微細開口４９を設ける。こ
こで、中間層４３は、第１レジスト４２と第２レジスト
４４とのインターミキシングを防ぐ役割を有し、第１レ
ジスト４２と第２レジスト４４との選択の幅を広げるこ
とを可能にする。本実施の形態においては、アルコール
を溶媒としたスピンオングラス(ＳＯＧ)を用いた。尚、
本実施の形態においては、中間層４３にドライエッチン
グを行って微細開口４９を形成しているが、中間層４３
が次工程の全面露光光５０の波長に対して透明であれ
ば、つまり中間層４３を介した第１レジスト４２に対す
る露光が可能であれば、中間層４３に微細開口４９を形
成する必要はない。

【００５１】次に、図６(d)に示すように、全面露光光
５０によって全面露光を行う。この全面露光によって、
前工程において形成された微細開口４８,４９から近接
場光５１が第１レジスト４２中に滲み出し、第１レジス
ト４２を感光させる。こうして、図６(e)に示すような
感光領域５２が第１レジスト４２に形成されるのであ
る。次に、第１レジストパターン４７としての第２レジ
スト４４を除去する。最後に、第１レジスト４２を現像
して、図６(f)に示すような第２レジストパターン５３
が形成されるのである。

【００５２】このような近接場露光に用いる光の波長
は、第１,第２レジスト４２,４４を感光させるものであ
ればどのような波長でも可能である。さらに、単色光で
なくとも構わなく、ブロードな波長分布を持った光でも
可能であり、複数個の単色光が混じっていても構わな
い。つまり、最終的に得られるスペースパターンの形状
は露光光に依存せず、マスク４５を用いた１回目の露光
によって第２レジスト４４に得られる微細開口４８のパ
ターンで決まる。その微細開口４８のパターンは、例え
ばｉ線露光の場合には解像度０.３μmのスペースパター
ンが得られるが、２回目の近接場露光を行うことによっ
てその半分の解像度０.１５μmのスペースパターンが得
られるのである。また、ＫrＦエキシマレーザを用いた
露光の場合には、マスク４５を用いた１回目の露光では
解像度０.２μmのスペースパターンが得られるが、２回
目の近接場露光を行うことによってその半分の解像度
０.１０μmのスペースパターンが得られるのである。

【００５３】このように、本実施の形態においては、第
１層目の第１レジスト４２と第２層目の第２レジスト４
４との間に、両レジスト４２,４４間のインターミキシ
ングを防ぐ機能を有する中間層４３を形成している。し
たがって、上記第２実施の形態の効果に加えて、第１レ
ジスト４２と第２レジスト４４との選択の幅を広げるこ
とが可能になるのである。

【００５４】尚、上記各実施の形態においては、レジス
ト２,２２,４２にポジ型レジストを用いた場合を例に説
明しているが、ネガ型レジストを用いてもレジストパタ
ーンの形成は可能である。但し、その場合は、基板１,
２１,４１上にはラインパターンが形成されることにな
る。

【００５５】

【発明の効果】以上より明らかなように、第１の発明の
レジストパターン形成方法は、レジスト層に対する近接
場露光を、マスクを介した露光によって感光部分が透明
にされた感光層をマスクパターンとした全面露光によっ
て行なうので、微小開口と近接場光とのセットを加工プ
ローブとして用いる従来の近接場露光の場合に比して、
スループットを大幅に向上することができる。

【００５６】さらに、アライメントの回数を上記マスク
に対する１回のみにできる。したがって、上記加工プロ
ーブによる近接場露光の場合に比して、アライメント精
度を向上でき、パターンのつなぎ合わせ精度や露光精度
の悪化を解消することができる。さらに、上記全面露光
時に用いるマスクパターン(感光層)は被加工面に密着し
ている。したがって、上記レジスト層の表面の凹凸に依
存した近接場光の散乱や非近接場光と近接場光とのＳ/
Ｎの低下等の問題を解消することができる。

【００５７】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記感光層を、ブリーチング効果を有する物質で
構成するので、上記マスクを介した露光によって感光部
分が露光光に対して吸光度が小さくなって透明になる。
したがって、上記感光層における感光部分の透明化を容
易に行うことができる。

【００５８】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記レジスト層をポジ型レジスト層としたので、
上記基板上にスペースパターンを有するレジストパター
ンを形成できる。

【００５９】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記レジスト層をネガ型レジスト層としたので、
上記基板上にラインパターンを有するレジストパターン
を形成できる。

【００６０】また、第２の発明のレジストパターン形成
方法は、第１レジスト層に対する近接場露光を、上記第
１レジスト層に積層されると共に、マスクを介した露光
と現像とによって感光部分または非感光部分が開口され
た第２レジスト層をマスクパターンとした全面露光によ
って行なうので、微小開口と近接場光とのセットを加工
プローブとして用いる従来の近接場露光の場合に比し
て、スループットを大幅に向上させることができる。さ
らに、上記第１の発明の場合と同様に、アライメント精
度やパターンのつなぎ合わせ精度や露光精度の悪化を解
消でき、上記第１レジスト層の表面の凹凸に依存した上
記近接場光の散乱や非近接場光と近接場光とのＳ/Ｎの
低下等の問題を解消できる。

【００６１】また、第３の発明のレジストパターン形成
方法は、第１レジスト層に対する近接場露光を、上記第
１レジスト層に中間層を介して積層されると共に、マス
クを介した露光と現像とによって感光部分または非感光
部分が開口された第２レジスト層をマスクパターンと
し、上記中間層を介した全面露光によって行なうので、
上記中間層が全面露光光の波長に対して透明であれば、
上記第１の発明の場合と同様にスループットを大幅に向
上させることができる。さらに、アライメント精度やパ
ターンのつなぎ合わせ精度や露光精度の悪化を解消で
き、上記第１レジスト層の表面の凹凸に依存した上記近
接場光の散乱や非近接場光と近接場光とのＳ/Ｎの低下
等の問題を解消できる。

【００６２】さらに、上記中間層は、上記第１レジスト
層と第２レジスト層とのインターミキシングを防ぐ役割
を有している。したがって、上記第１レジスト層と第２
レジスト層との組成として互いが混ざるような組成であ
っても適用することが可能になり、上記組成の選択の幅
を広げることができる。

【００６３】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記中間層を、上記全面露光を行う際の露光光の
波長に対して透明な物質で構成したので、上記第２レジ
スト層における開口部分からの近接場光の第１レジスト
層中への滲み出しを、より効果的に行うことができる。

【００６４】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記第２レジスト層を現像した後に、上記第２レ
ジスト層に形成された開口部直下に位置する上記中間層
の領域をエッチングで除去して開口を形成するので、上
記第２レジスト層における開口部分からの近接場光の第
１レジスト層中への滲み出しを、上記中間層の開口を介
して行うことができる。したがって、上記中間層を、上
記全面露光光の波長に対して不透明な物質で構成するこ
とが可能になる。

【００６５】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記第１レジスト層をポジ型レジスト層としたの
で、上記基板上にスペースパターンを有するレジストパ
ターンを形成できる。

【００６６】また、１実施例のレジストパターン形成方
法は、上記第１レジスト層をネガ型レジスト層としたの
で、上記基板上にラインパターンを有するレジストパタ
ーンを形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明のレジストパターン形成方法におけ
る各工程での断面図である。

【図２】 図１に示すレジストパターン形成方法の基本
フローチャートである。

【図３】 図２における近接場露光の説明図である。

【図４】 図１とは異なるレジストパターン形成方法に
おける各工程での断面図である。

【図５】 図４に示すレジストパターン形成方法の基本
フローチャートである。

【図６】 図１および図４とは異なるレジストパターン
形成方法における各工程での断面図である。

【符号の説明】

１,２１,４１…基板、 ２…レジスト、 ３…感光層、 ４,２４,４５…マスク、 ５,２５,４６…露光光、 ６…感光領域(透明領域)、 ７,２８,５０…全面露光光、 ８,２９,５１…近接場光、 ９,３０,５２…感光領域、 １０…レジストパターン、 １１…散乱光、 ２２,４２…第１レジスト、 ２３,４４…第２レジスト、 ２６,４７…第１レジストパターン、 ２７,４８,４９…微細開口、 ３１,５３…第２レジストパターン、 ４３…中間層。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１２ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｄ ５７５ ５７３ Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AC01 AC08 AD01 AD03 DA02 FA01 FA03 FA14 2H096 AA25 BA01 BA09 DA10 EA02 EA04 EA05 GA00 KA02 5F046 BA10 NA01 NA19

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板表面にレジスト層を形成する工程
   と、 さらに上記レジスト層の上に感光層を形成する工程と、 マスクを介して上記感光層を露光して、上記感光層にお
   ける感光部分を透明にする工程と、 上記マスクを介した露光が行われた感光層をマスクパタ
   ーンとして全面露光する工程と、 上記レジスト層を現像する工程を備えたことを特徴とす
   るレジストパターン形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のレジストパターン形成
   方法において、 上記感光層は、ブリーチング効果を有する物質で構成さ
   れていることを特徴とするレジストパターン形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１あるいは請求項２に記載のレジ
   ストパターン形成方法において、 上記レジスト層は、ポジ型レジスト層であることを特徴
   とするレジストパターン形成方法。
4. 【請求項４】 請求項１あるいは請求項２に記載のレジ
   ストパターン形成方法において、 上記レジスト層は、ネガ型レジスト層であることを特徴
   とするレジストパターン形成方法。
5. 【請求項５】 基板表面に第１レジスト層を形成する工
   程と、 さらに上記第１レジスト層の上に第２レジスト層を形成
   する工程と、 マスクを介して上記第２レジスト層を露光する工程と、 上記第２レジスト層を現像する工程と、 上記現像された第２レジスト層をマスクパターンとして
   全面露光する工程と、 上記第１レジスト層を現像する工程を備えたことを特徴
   とするレジストパターン形成方法。
6. 【請求項６】 基板表面に第１レジスト層を形成する工
   程と、 さらに上記第１レジスト層の上に中間層を形成する工程
   と、 さらに上記中間層の上に第２レジスト層を形成する工程
   と、 マスクを介して上記第２レジスト層を露光する工程と、 上記第２レジスト層を現像する工程と、 上記現像された第２レジスト層をマスクパターンとして
   全面露光する工程と、 上記第１レジスト層を現像する工程を備えたことを特徴
   とするレジストパターン形成方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載のレジストパターン形成
   方法において、 上記中間層は、上記全面露光を行う際の露光光の波長に
   対して透明な物質で構成されていることを特徴とするレ
   ジストパターン形成方法。
8. 【請求項８】 請求項６に記載のレジストパターン形成
   方法において、上記第２レジスト層を現像した後であっ
   て、且つ、上記全面露光を行う前に、上記現像によって
   上記第２レジスト層に形成された開口部直下に位置する
   上記中間層の領域をエッチングで除去して開口を形成す
   る工程を備えたことを特徴とするレジストパターン形成
   方法。
9. 【請求項９】 請求項５乃至請求項８の何れか一つに記
   載のレジストパターン形成方法において、 上記第１レジスト層は、ポジ型レジスト層であることを
   特徴とするレジストパターン形成方法。
10. 【請求項１０】 請求項５乃至請求項８の何れか一つに
    記載のレジストパターン形成方法において、 上記第１レジスト層は、ネガ型レジスト層であることを
    特徴とするレジストパターン形成方法。