JP2003142399A - 半導体デバイス製造におけるパターン転写方法 - Google Patents
半導体デバイス製造におけるパターン転写方法Info
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- JP2003142399A JP2003142399A JP2002243364A JP2002243364A JP2003142399A JP 2003142399 A JP2003142399 A JP 2003142399A JP 2002243364 A JP2002243364 A JP 2002243364A JP 2002243364 A JP2002243364 A JP 2002243364A JP 2003142399 A JP2003142399 A JP 2003142399A
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- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】安価な露光装置を用いつつ工法が容易かつ高解
像度のパターンが繰り返し得られるパターン転写方法を
提供する。 【解決手段】基板４上に、下層の感光性レジスト膜５と
表層の紫外線遮蔽効果のある高分子材料膜２からなる２
層構造のレジスト膜を形成し、高分子材料膜２に鋳型３
をプレスして回路パターン形状を凹凸形状２ａ，２ｂに
加工し、紫外線による露光を行い、ウェットエッチング
により現像を行う。凸部分２ａにおいては十分に紫外線
が遮蔽され、凹部分２ｂにおいては紫外線が一部透過す
るため、紫外線が厳密な平行ビームでなくとも、感光性
レジスト膜５には平行に近い紫外線が到達する。
像度のパターンが繰り返し得られるパターン転写方法を
提供する。 【解決手段】基板４上に、下層の感光性レジスト膜５と
表層の紫外線遮蔽効果のある高分子材料膜２からなる２
層構造のレジスト膜を形成し、高分子材料膜２に鋳型３
をプレスして回路パターン形状を凹凸形状２ａ，２ｂに
加工し、紫外線による露光を行い、ウェットエッチング
により現像を行う。凸部分２ａにおいては十分に紫外線
が遮蔽され、凹部分２ｂにおいては紫外線が一部透過す
るため、紫外線が厳密な平行ビームでなくとも、感光性
レジスト膜５には平行に近い紫外線が到達する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレ
イ、フィールドエミッションディスプレイ、有機ＥＬデ
ィスプレイや太陽電池、あるいはそれらに使用されるＩ
Ｃなどの半導体デバイスの製造におけるパターン転写方
法に関するものである。
イ、フィールドエミッションディスプレイ、有機ＥＬデ
ィスプレイや太陽電池、あるいはそれらに使用されるＩ
Ｃなどの半導体デバイスの製造におけるパターン転写方
法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体デバイス製造でのパターン転写
は、一般にフォトリソグラフィー法によって行なわれて
いる。この方法は、基板上に感光性レジストを塗布した
後、Ｃｒなどの蒸着膜でパターンマスクを形成したフォ
トマスクを介して、紫外線による露光を行ない、感光性
レジストの露光部分を可溶性あるいは不溶性に変性させ
た後、現像して、パターン転写を行うものである。
は、一般にフォトリソグラフィー法によって行なわれて
いる。この方法は、基板上に感光性レジストを塗布した
後、Ｃｒなどの蒸着膜でパターンマスクを形成したフォ
トマスクを介して、紫外線による露光を行ない、感光性
レジストの露光部分を可溶性あるいは不溶性に変性させ
た後、現像して、パターン転写を行うものである。
【０００３】露光方式には、フォトマスクをレジスト膜
に密着させるコンタクト露光方式や、フォトマスクをレ
ジスト膜から離して露光させる投影露光方式等、様々な
種類が従来から知られている。コンタクト露光方式は初
期導入コストが低く、投影露光方式は高解像度が得られ
る特徴がある。
に密着させるコンタクト露光方式や、フォトマスクをレ
ジスト膜から離して露光させる投影露光方式等、様々な
種類が従来から知られている。コンタクト露光方式は初
期導入コストが低く、投影露光方式は高解像度が得られ
る特徴がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コンタクト露
光方式は、フォトマスクとレジスト膜とを完全に密着さ
せる必要があり、フォトマスクとレジスト膜との間を真
空排気する等の工程が必要であったり、特開平０７−２
４８６０７号公報に示されるようにフォトマスクとレジ
スト膜とが嵌合するような形状を設けたりする必要があ
った。また、フォトマスクとレジスト膜とを密着させる
ため、フォトマスクの欠損やフォトマスクへのレジスト
膜残留は避けられない問題であり、予備のフォトマスク
を多数用意する必要があった。特に、レジスト膜に感光
性レジストを使用した場合、フォトマスクへの付着が多
く、大きな問題となっていた。そのため、現在は投影露
光方式が主流であるが、フォトマスクとレジスト膜とが
所定距離をおいて配置されるため、光源の制御が重要で
あり、例えば特開平１０−１１６７６２公報に示される
ように光源にレーザーを用いたり大型レンズを多数使用
したりするため、装置の維持及びメンテナンスにかかる
手数や費用が多く、また、装置価格も非常に高いものと
なっていた。
光方式は、フォトマスクとレジスト膜とを完全に密着さ
せる必要があり、フォトマスクとレジスト膜との間を真
空排気する等の工程が必要であったり、特開平０７−２
４８６０７号公報に示されるようにフォトマスクとレジ
スト膜とが嵌合するような形状を設けたりする必要があ
った。また、フォトマスクとレジスト膜とを密着させる
ため、フォトマスクの欠損やフォトマスクへのレジスト
膜残留は避けられない問題であり、予備のフォトマスク
を多数用意する必要があった。特に、レジスト膜に感光
性レジストを使用した場合、フォトマスクへの付着が多
く、大きな問題となっていた。そのため、現在は投影露
光方式が主流であるが、フォトマスクとレジスト膜とが
所定距離をおいて配置されるため、光源の制御が重要で
あり、例えば特開平１０−１１６７６２公報に示される
ように光源にレーザーを用いたり大型レンズを多数使用
したりするため、装置の維持及びメンテナンスにかかる
手数や費用が多く、また、装置価格も非常に高いものと
なっていた。
【０００５】そこで、本発明は、上述の課題点を解消
し、安価な露光装置を用いつつ工法が容易かつ高解像度
のパターンが繰り返し得られるパターン転写方法を提供
することを目的とする。
し、安価な露光装置を用いつつ工法が容易かつ高解像度
のパターンが繰り返し得られるパターン転写方法を提供
することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１記載の
半導体デバイス製造におけるパターン転写方法は、基板
上への回路パターンの転写に際し、基板上に形成された
高分子材料のレジスト膜に凹凸を有する凹凸型をプレス
して行う半導体デバイス製造におけるパターン転写方法
において、上記レジスト膜は２層構造であり、基板側に
紫外線照射によって変性する下層のレジスト膜を形成
し、その表層側に凹凸型のプレスによって凹凸パターン
が形成される表層のレジスト膜を形成し、凹凸型のプレ
スによって形成されたレジスト膜の凸パターン部分と凹
パターン部分に紫外線照射させて、レジスト膜に変性部
と非変性部とを選択的に形成することを特徴とする。
半導体デバイス製造におけるパターン転写方法は、基板
上への回路パターンの転写に際し、基板上に形成された
高分子材料のレジスト膜に凹凸を有する凹凸型をプレス
して行う半導体デバイス製造におけるパターン転写方法
において、上記レジスト膜は２層構造であり、基板側に
紫外線照射によって変性する下層のレジスト膜を形成
し、その表層側に凹凸型のプレスによって凹凸パターン
が形成される表層のレジスト膜を形成し、凹凸型のプレ
スによって形成されたレジスト膜の凸パターン部分と凹
パターン部分に紫外線照射させて、レジスト膜に変性部
と非変性部とを選択的に形成することを特徴とする。
【０００７】この発明において、レジスト膜は２層構造
であり、基板側に紫外線照射によって変性する下層のレ
ジスト膜が形成され、その表層側に凹凸型のプレスによ
って凹凸パターンが形成される表層のレジスト膜が形成
されることとなる。したがって、表層側において、凹凸
型のプレスによって形成された凸部分は膜厚が厚いため
紫外線が下部にまで到達せず、凹部分は膜厚が薄いため
紫外線が下部に透過する。基板側においては、表層側の
凹部分を透過した紫外線によってレジスト膜が変性し、
これをエッチングすることによってパターン転写が可能
となる。
であり、基板側に紫外線照射によって変性する下層のレ
ジスト膜が形成され、その表層側に凹凸型のプレスによ
って凹凸パターンが形成される表層のレジスト膜が形成
されることとなる。したがって、表層側において、凹凸
型のプレスによって形成された凸部分は膜厚が厚いため
紫外線が下部にまで到達せず、凹部分は膜厚が薄いため
紫外線が下部に透過する。基板側においては、表層側の
凹部分を透過した紫外線によってレジスト膜が変性し、
これをエッチングすることによってパターン転写が可能
となる。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の発明を前提として、前記紫外線照射によって変性す
る下層のレジスト膜は、感光性レジスト膜であり、前記
表層のレジスト膜は、紫外線遮蔽効果のある高分子材料
膜であることを特徴とする。
載の発明を前提として、前記紫外線照射によって変性す
る下層のレジスト膜は、感光性レジスト膜であり、前記
表層のレジスト膜は、紫外線遮蔽効果のある高分子材料
膜であることを特徴とする。
【０００９】この発明によれば、表層側のレジスト膜
は、紫外線遮蔽効果のある高分子材料膜であるため、凹
凸型のプレス後に紫外線を照射すると、表層側のレジス
ト膜の表面（すなわち照射面）から一定の厚さにおい
て、紫外線が遮蔽される。したがって、表層側のレジス
ト膜の凸部分においては十分に紫外線が遮蔽され、凹部
分においては紫外線の一部が遮蔽されるものの、膜厚が
薄いため、紫外線が下部に透過することとなる。このと
き、紫外線が厳密に平行ビームでなかったとしても、表
層側の高分子材料膜の凸部分側面で紫外線が遮蔽される
ため、基板に対して斜めに入射する紫外線が基板側のレ
ジスト膜にまで達することはほとんどなく、基板側のレ
ジスト膜には紫外線ビームの平行な成分が達することと
なる。また、この発明において、基板側のレジスト膜は
感光性レジストであるため、所定のパワーの紫外線が照
射されることによって速やかに変性することとなる。す
なわち、紫外線連続照射等により表層側のレジスト膜が
劣化しても、凸部分における遮蔽効果が失われる前に、
凹部分を透過する紫外線によって速やかに基板側のレジ
スト膜が変性することとなる。したがって、本発明にお
いては、必ずしも紫外線を厳密な平行ビームとすること
なく、正確なパターン転写を行うことができる。
は、紫外線遮蔽効果のある高分子材料膜であるため、凹
凸型のプレス後に紫外線を照射すると、表層側のレジス
ト膜の表面（すなわち照射面）から一定の厚さにおい
て、紫外線が遮蔽される。したがって、表層側のレジス
ト膜の凸部分においては十分に紫外線が遮蔽され、凹部
分においては紫外線の一部が遮蔽されるものの、膜厚が
薄いため、紫外線が下部に透過することとなる。このと
き、紫外線が厳密に平行ビームでなかったとしても、表
層側の高分子材料膜の凸部分側面で紫外線が遮蔽される
ため、基板に対して斜めに入射する紫外線が基板側のレ
ジスト膜にまで達することはほとんどなく、基板側のレ
ジスト膜には紫外線ビームの平行な成分が達することと
なる。また、この発明において、基板側のレジスト膜は
感光性レジストであるため、所定のパワーの紫外線が照
射されることによって速やかに変性することとなる。す
なわち、紫外線連続照射等により表層側のレジスト膜が
劣化しても、凸部分における遮蔽効果が失われる前に、
凹部分を透過する紫外線によって速やかに基板側のレジ
スト膜が変性することとなる。したがって、本発明にお
いては、必ずしも紫外線を厳密な平行ビームとすること
なく、正確なパターン転写を行うことができる。
【００１０】また、請求項３記載の発明は、請求項１又
は請求項２記載の発明を前提として、前記レジスト膜
は、少なくとも２種類の高分子フィルムを貼りあわせて
形成されることを特徴とする。
は請求項２記載の発明を前提として、前記レジスト膜
は、少なくとも２種類の高分子フィルムを貼りあわせて
形成されることを特徴とする。
【００１１】この発明によれば、レジスト膜は少なくと
も２種類の高分子フィルムを貼りあわせて形成されるた
め、従来の露光方式と比べ、レジスト膜形成の工程が簡
略化され、また、レジスト膜材料の無駄な消費が抑制さ
れ、さらに、大きなサイズの基板においても膜厚を均一
に形成することができる。また、２層構造のレジスト膜
の１層を、複数種類の高分子フィルムを貼りあわせて形
成してもよい。特に、表層のレジスト膜を複数種類の高
分子フィルムを貼りあわせて形成する場合は、最も外側
（すなわち最も表層側）のレジスト膜に、凹凸型の凸形
状厚さより薄くかつ凹凸形状を保持しやすい材料を選択
した場合は、内側のレジスト膜が凹凸形状を保持しにく
い材料を選択することもできる。
も２種類の高分子フィルムを貼りあわせて形成されるた
め、従来の露光方式と比べ、レジスト膜形成の工程が簡
略化され、また、レジスト膜材料の無駄な消費が抑制さ
れ、さらに、大きなサイズの基板においても膜厚を均一
に形成することができる。また、２層構造のレジスト膜
の１層を、複数種類の高分子フィルムを貼りあわせて形
成してもよい。特に、表層のレジスト膜を複数種類の高
分子フィルムを貼りあわせて形成する場合は、最も外側
（すなわち最も表層側）のレジスト膜に、凹凸型の凸形
状厚さより薄くかつ凹凸形状を保持しやすい材料を選択
した場合は、内側のレジスト膜が凹凸形状を保持しにく
い材料を選択することもできる。
【００１２】また、請求項４記載の発明は、フォトリソ
グラフィー法を用いた基板上への回路パターンの転写に
際し、回路パターンが凹凸形状に加工された紫外線遮蔽
効果を有する高分子材料膜が透明なガラス基板上に形成
されたものを、フォトマスクとして使用することを特徴
とする。
グラフィー法を用いた基板上への回路パターンの転写に
際し、回路パターンが凹凸形状に加工された紫外線遮蔽
効果を有する高分子材料膜が透明なガラス基板上に形成
されたものを、フォトマスクとして使用することを特徴
とする。
【００１３】この発明によれば、紫外線遮蔽効果を有す
る高分子材料膜によって回路パターンが凹凸形状に加工
されたものをフォトマスクとして使用するため、露光の
際に、膜厚の薄い凹部のみにおいて紫外線が透過される
こととなる。また、紫外線が斜めに入射されたとして
も、凸部分の内部や側面において紫外線が遮蔽されるた
め、露光装置において厳密に平行な紫外線ビームを生成
しなくとも、フォトマスクにおいてほとんど平行な紫外
線ビームのみが透過され、高精度なパターン転写が可能
となる。
る高分子材料膜によって回路パターンが凹凸形状に加工
されたものをフォトマスクとして使用するため、露光の
際に、膜厚の薄い凹部のみにおいて紫外線が透過される
こととなる。また、紫外線が斜めに入射されたとして
も、凸部分の内部や側面において紫外線が遮蔽されるた
め、露光装置において厳密に平行な紫外線ビームを生成
しなくとも、フォトマスクにおいてほとんど平行な紫外
線ビームのみが透過され、高精度なパターン転写が可能
となる。
【００１４】また、請求項５記載の発明は、請求項１乃
至請求項４記載の発明を前提として、前記表層のレジス
ト膜又は紫外線遮蔽効果を有する高分子材料膜に、二重
共役結合を有するポリスチレン、ポリアセチレン、ＡＳ
樹脂、ＡＢＳ樹脂、芳香族ナイロン、ポリカーボネー
ト、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリシクロヘキシレンジメチ
レンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フェ
ノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂の
いずれかを用いることを特徴とする。
至請求項４記載の発明を前提として、前記表層のレジス
ト膜又は紫外線遮蔽効果を有する高分子材料膜に、二重
共役結合を有するポリスチレン、ポリアセチレン、ＡＳ
樹脂、ＡＢＳ樹脂、芳香族ナイロン、ポリカーボネー
ト、変性ポリフェニレンエーテル、ポリブチレンテレフ
タレート、ポリサルホン、ポリエーテルサルホン、ポリ
フェニレンサルファイド、ポリシクロヘキシレンジメチ
レンテレフタレート、ポリアリレート、ポリエーテルイ
ミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド、フェ
ノール樹脂、ジアリルフタレート樹脂、エポキシ樹脂の
いずれかを用いることを特徴とする。
【００１５】この発明によれば、前記表層のレジスト膜
又は紫外線遮蔽効果を有する高分子材料膜に、二重共役
結合を有する高分子材料を使用するため、照射された紫
外線を吸収することにより、紫外線遮蔽効果を持たせる
ことができる。
又は紫外線遮蔽効果を有する高分子材料膜に、二重共役
結合を有する高分子材料を使用するため、照射された紫
外線を吸収することにより、紫外線遮蔽効果を持たせる
ことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明を図面に基づいて、以下に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
【００１７】（第一の実施の形態）本実施の形態におけ
るパターン転写方法は、高分子材料膜を基板上に製膜
し、これに対して、凹凸形状の鋳型をプレスして、高分
子材料膜に凹凸を形成し、これに紫外線照射を行って、
パターン転写を行うものである。この方法について、図
１から図６を用いて説明する。
るパターン転写方法は、高分子材料膜を基板上に製膜
し、これに対して、凹凸形状の鋳型をプレスして、高分
子材料膜に凹凸を形成し、これに紫外線照射を行って、
パターン転写を行うものである。この方法について、図
１から図６を用いて説明する。
【００１８】図１は、基板上へのレジスト膜形成を示し
ている。４は基板であり、Ｓｉ基板、ガラス基板、石英
基板あるいは、これらの基板上にシリコン窒化膜、シリ
コン酸化膜、アモルファスシリコン、多結晶シリコンな
どの金属の積層膜が堆積されたものである。５は、基板
側のレジスト膜であり、紫外線照射によって硬化する感
光性レジスト（以下、ネガ型フォトレジスト）、あるい
は紫外線照射によって可溶性となる感光性レジスト（以
下、ポジ型フォトレジスト）が使用される。
ている。４は基板であり、Ｓｉ基板、ガラス基板、石英
基板あるいは、これらの基板上にシリコン窒化膜、シリ
コン酸化膜、アモルファスシリコン、多結晶シリコンな
どの金属の積層膜が堆積されたものである。５は、基板
側のレジスト膜であり、紫外線照射によって硬化する感
光性レジスト（以下、ネガ型フォトレジスト）、あるい
は紫外線照射によって可溶性となる感光性レジスト（以
下、ポジ型フォトレジスト）が使用される。
【００１９】次に、図２に示すように、基板４上に形成
した基板側のレジスト膜５の上に、表層側のレジスト膜
として高分子材料膜２を形成する。この高分子材料膜２
は、紫外線透過量を制御できる高分子材料もしくは、紫
外線吸収剤、紫外線遮蔽剤を添加した高分子材料を使用
する。高分子材料膜２及び基板側のレジスト膜５の製膜
方法は、スピンコート法、ディップコート法、フィルム
貼り付け、蒸着によって行うことができるが、レジスト
膜形成の工程が簡略化され、また、レジスト膜材料の無
駄な消費が抑制され、さらに、大きなサイズの基板にお
いても膜厚を均一に形成するため、フィルム状の高分子
材料を選択することが好ましい。
した基板側のレジスト膜５の上に、表層側のレジスト膜
として高分子材料膜２を形成する。この高分子材料膜２
は、紫外線透過量を制御できる高分子材料もしくは、紫
外線吸収剤、紫外線遮蔽剤を添加した高分子材料を使用
する。高分子材料膜２及び基板側のレジスト膜５の製膜
方法は、スピンコート法、ディップコート法、フィルム
貼り付け、蒸着によって行うことができるが、レジスト
膜形成の工程が簡略化され、また、レジスト膜材料の無
駄な消費が抑制され、さらに、大きなサイズの基板にお
いても膜厚を均一に形成するため、フィルム状の高分子
材料を選択することが好ましい。
【００２０】図３は、形成された高分子材料膜２に、パ
ターン形状が凹凸形状３ａ，３ｂに加工された鋳型３を
加熱プレスすることによって、高分子材料膜２に凹凸形
状２ａ，２ｂを形成する工程を示している。鋳型３の材
質は、Ｓｉ基板、ガラス基板、あるいは石英基板が好ま
しい。この鋳型３は、フォトリソグラフィー法によって
パターン転写後、ウェットエッチングあるいはドライエ
ッチングによって作成することができる。鋳型３の凸部
３ａもしくは凹部３ｂのどちらを転写するパターン形状
となるように加工するかは、パターン密度やパターン幅
あるいは基板側のレジスト膜５の材料等とを総合的に考
慮して決定することが望ましい。例えば、パターン幅や
パターン密度が小さい場合は、凸部３ａがパターン形状
となるように鋳型３を加工することにより、鋳型３の加
熱プレス時に必要なプレス荷重を少なくすることができ
る。このとき、基板側のレジスト膜５にはネガ型フォト
レジストが使用される。また、経済性等の理由により、
基板側のレジスト膜５にポジ型フォトレジストを使用す
べきである場合は、転写するパターン形状が凹部３ｂと
なるように鋳型３を加工する。プレス温度は、高分子材
料膜２の軟化温度であるガラス転移温度以上とすること
が好ましい。プレス荷重は、高分子材料膜２の材質や凸
部３ａの面積等に応じて、適宜選択する。また、鋳型３
の表面には、離型のために、フッ素樹脂コートなどの表
面処理を行うか、石英製の材料で鋳型３を形成すること
が望ましい。
ターン形状が凹凸形状３ａ，３ｂに加工された鋳型３を
加熱プレスすることによって、高分子材料膜２に凹凸形
状２ａ，２ｂを形成する工程を示している。鋳型３の材
質は、Ｓｉ基板、ガラス基板、あるいは石英基板が好ま
しい。この鋳型３は、フォトリソグラフィー法によって
パターン転写後、ウェットエッチングあるいはドライエ
ッチングによって作成することができる。鋳型３の凸部
３ａもしくは凹部３ｂのどちらを転写するパターン形状
となるように加工するかは、パターン密度やパターン幅
あるいは基板側のレジスト膜５の材料等とを総合的に考
慮して決定することが望ましい。例えば、パターン幅や
パターン密度が小さい場合は、凸部３ａがパターン形状
となるように鋳型３を加工することにより、鋳型３の加
熱プレス時に必要なプレス荷重を少なくすることができ
る。このとき、基板側のレジスト膜５にはネガ型フォト
レジストが使用される。また、経済性等の理由により、
基板側のレジスト膜５にポジ型フォトレジストを使用す
べきである場合は、転写するパターン形状が凹部３ｂと
なるように鋳型３を加工する。プレス温度は、高分子材
料膜２の軟化温度であるガラス転移温度以上とすること
が好ましい。プレス荷重は、高分子材料膜２の材質や凸
部３ａの面積等に応じて、適宜選択する。また、鋳型３
の表面には、離型のために、フッ素樹脂コートなどの表
面処理を行うか、石英製の材料で鋳型３を形成すること
が望ましい。
【００２１】図４は、紫外線照射工程を示している。鋳
型３の加熱プレス後、凹凸形状２ａ，２ｂが形成された
高分子材料膜２に対して、紫外線照射を行ない、高分子
材料膜２の下層となる基板側のレジスト膜５を変性させ
る。紫外線Ｕの照射は、紫外線ランプの照射によって行
う。この紫外線照射によって、高分子材料膜２の凸部２
ａにおいて紫外線が遮蔽され、凹部２ｂ下の基板側のレ
ジスト膜５が紫外線Ｕによって変性する。例えば、基板
側のレジスト膜５にネガ型フォトレジストを用いた場
合、紫外線照射を受けた基板側のレジスト膜５は硬化
し、ポジ型フォトレジストを用いた場合は、可溶化す
る。
型３の加熱プレス後、凹凸形状２ａ，２ｂが形成された
高分子材料膜２に対して、紫外線照射を行ない、高分子
材料膜２の下層となる基板側のレジスト膜５を変性させ
る。紫外線Ｕの照射は、紫外線ランプの照射によって行
う。この紫外線照射によって、高分子材料膜２の凸部２
ａにおいて紫外線が遮蔽され、凹部２ｂ下の基板側のレ
ジスト膜５が紫外線Ｕによって変性する。例えば、基板
側のレジスト膜５にネガ型フォトレジストを用いた場
合、紫外線照射を受けた基板側のレジスト膜５は硬化
し、ポジ型フォトレジストを用いた場合は、可溶化す
る。
【００２２】高分子材料膜２が、二重共役結合を持つ材
料で形成されている場合は、二重共役結合の長さに応じ
た波長の紫外線エネルギーが吸収され、紫外線遮蔽効果
を持つ。このため、照射される紫外線Ｕのパワー及び照
射時間に応じて、表面側から一定の厚さにおいて紫外線
Ｕが遮蔽され、すなわち、膜厚が厚いほど紫外線遮蔽効
果は高く、膜厚が薄い場合は、紫外線Ｕの一部が漏れる
こととなる。紫外線Ｕが完全に平行ビームであり、か
つ、基板４に対して垂直に入射する場合は、高分子材料
膜２の凹凸部２ａ，２ｂにおいて、膜厚の厚い凸部２ａ
においては十分に紫外線Ｕが遮蔽され、膜厚の薄い凹部
２ｂにおいては紫外線Ｕの一部が下方に漏れて、基板側
のレジスト膜５に到達する。図５に示すように、紫外線
Ｕ１，Ｕ２が厳密に平行ビームでない場合、凸部２ａお
よび凹部２ｂの表面全体に紫外線Ｕ１，Ｕ２が入射され
ることとなり、高分子材料膜２に入射された紫外線Ｕ
１，Ｕ２は、表面から徐々に減衰されていき、表面から
所定の深さ２ｃにしか紫外線Ｕ１，Ｕ２が届かない。所
定の深さ２ｃは、高分子材料膜２の材料や、紫外線Ｕ
１，Ｕ２の波長及び強度あるいは照射時間等による。こ
のため、基板４に対して斜めに入射された紫外線Ｕ１
は、凸部２ａの側面において遮蔽され、入射角θ（紫外
線Ｕ１，Ｕ２と基板４の法線とがなす角）が大きい紫外
線Ｕ１ほど凸部２ａの側面にて遮蔽される。したがっ
て、凹部２ｂに到達する紫外線Ｕ２は、入射角θが小さ
い、すなわちほとんど平行ビームに近い状態であるた
め、凹部２ｂの形状に沿って、基板側のレジスト膜５を
変性させることとなる。高分子材料膜２の材料が、紫外
線Ｕ１，Ｕ２を吸収しつつ変性する材質（例えば、ポリ
スチレン）であったとしても、凸部２ａはその後のエッ
チングにおいて除去されるため、凸部２ａの非変性部分
２ｄにおいて角が丸くなるように変性されても、凸部２
ａの下方に紫外線Ｕ１，Ｕ２が届かなければ、パターン
転写には問題ない。これにより、厳密に平行ではない紫
外線ビームＵ１，Ｕ２が照射された場合においても、凹
部２ｂの形状を基板側のレジスト膜５の変性部分５ｃ
に、正確に写すことができ、高精度な回路パターン転写
が行われることとなる。
料で形成されている場合は、二重共役結合の長さに応じ
た波長の紫外線エネルギーが吸収され、紫外線遮蔽効果
を持つ。このため、照射される紫外線Ｕのパワー及び照
射時間に応じて、表面側から一定の厚さにおいて紫外線
Ｕが遮蔽され、すなわち、膜厚が厚いほど紫外線遮蔽効
果は高く、膜厚が薄い場合は、紫外線Ｕの一部が漏れる
こととなる。紫外線Ｕが完全に平行ビームであり、か
つ、基板４に対して垂直に入射する場合は、高分子材料
膜２の凹凸部２ａ，２ｂにおいて、膜厚の厚い凸部２ａ
においては十分に紫外線Ｕが遮蔽され、膜厚の薄い凹部
２ｂにおいては紫外線Ｕの一部が下方に漏れて、基板側
のレジスト膜５に到達する。図５に示すように、紫外線
Ｕ１，Ｕ２が厳密に平行ビームでない場合、凸部２ａお
よび凹部２ｂの表面全体に紫外線Ｕ１，Ｕ２が入射され
ることとなり、高分子材料膜２に入射された紫外線Ｕ
１，Ｕ２は、表面から徐々に減衰されていき、表面から
所定の深さ２ｃにしか紫外線Ｕ１，Ｕ２が届かない。所
定の深さ２ｃは、高分子材料膜２の材料や、紫外線Ｕ
１，Ｕ２の波長及び強度あるいは照射時間等による。こ
のため、基板４に対して斜めに入射された紫外線Ｕ１
は、凸部２ａの側面において遮蔽され、入射角θ（紫外
線Ｕ１，Ｕ２と基板４の法線とがなす角）が大きい紫外
線Ｕ１ほど凸部２ａの側面にて遮蔽される。したがっ
て、凹部２ｂに到達する紫外線Ｕ２は、入射角θが小さ
い、すなわちほとんど平行ビームに近い状態であるた
め、凹部２ｂの形状に沿って、基板側のレジスト膜５を
変性させることとなる。高分子材料膜２の材料が、紫外
線Ｕ１，Ｕ２を吸収しつつ変性する材質（例えば、ポリ
スチレン）であったとしても、凸部２ａはその後のエッ
チングにおいて除去されるため、凸部２ａの非変性部分
２ｄにおいて角が丸くなるように変性されても、凸部２
ａの下方に紫外線Ｕ１，Ｕ２が届かなければ、パターン
転写には問題ない。これにより、厳密に平行ではない紫
外線ビームＵ１，Ｕ２が照射された場合においても、凹
部２ｂの形状を基板側のレジスト膜５の変性部分５ｃ
に、正確に写すことができ、高精度な回路パターン転写
が行われることとなる。
【００２３】また、基板側のレジスト膜５は、感光性レ
ジスト（ネガ型フォトレジストあるいはポジ型フォトレ
ジスト）であるため、所定のパワーの紫外線Ｕ１，Ｕ２
が照射されることによって速やかに変性することとな
る。すなわち、紫外線遮蔽効果を持つ高分子材料膜２
が、長時間及び強大なパワーの紫外線照射によって徐々
に劣化し、紫外線遮蔽効果が表面から次第に低下するよ
うな場合においても、非変性部分２ｄが失われて全て変
性部分２ｃとなる前、すなわち、凸部２ａにおける遮蔽
効果（特に、斜めに入射された紫外線Ｕ１に対する遮蔽
効果）が失われる前に、凹部２ｂの下部にある基板側の
レジスト膜５が速やかに変性するため、凹部２ｂの形状
に正確に沿った変性が得られる。このとき、高分子材料
膜２において、凹部２ｂの膜厚はできるだけ薄く、か
つ、アスペクト比を高くして、凹部２ｂの膜厚が凸部２
ａの高さを超えないようにすることが望ましい。
ジスト（ネガ型フォトレジストあるいはポジ型フォトレ
ジスト）であるため、所定のパワーの紫外線Ｕ１，Ｕ２
が照射されることによって速やかに変性することとな
る。すなわち、紫外線遮蔽効果を持つ高分子材料膜２
が、長時間及び強大なパワーの紫外線照射によって徐々
に劣化し、紫外線遮蔽効果が表面から次第に低下するよ
うな場合においても、非変性部分２ｄが失われて全て変
性部分２ｃとなる前、すなわち、凸部２ａにおける遮蔽
効果（特に、斜めに入射された紫外線Ｕ１に対する遮蔽
効果）が失われる前に、凹部２ｂの下部にある基板側の
レジスト膜５が速やかに変性するため、凹部２ｂの形状
に正確に沿った変性が得られる。このとき、高分子材料
膜２において、凹部２ｂの膜厚はできるだけ薄く、か
つ、アスペクト比を高くして、凹部２ｂの膜厚が凸部２
ａの高さを超えないようにすることが望ましい。
【００２４】基板側のレジスト膜５を変性させた後、高
分子材料膜２を除去した後に基板側のレジスト膜５を現
像してパターン転写を完成する。図６は、その現像工程
を示している。高分子材料膜２の除去とレジスト膜５の
現像を同時に行ってもよい。容器８に入った現像液７に
基板を浸すことによって、基板側のレジスト膜５の現像
を行う。現像後、洗浄のためのリンスやベーキングを必
要に応じて行う。以上のようにして、パターン転写を行
う。
分子材料膜２を除去した後に基板側のレジスト膜５を現
像してパターン転写を完成する。図６は、その現像工程
を示している。高分子材料膜２の除去とレジスト膜５の
現像を同時に行ってもよい。容器８に入った現像液７に
基板を浸すことによって、基板側のレジスト膜５の現像
を行う。現像後、洗浄のためのリンスやベーキングを必
要に応じて行う。以上のようにして、パターン転写を行
う。
【００２５】本実施の形態においては、基板４上に高分
子材料膜２と基板側のレジスト膜５の２層構造の膜を形
成する場合で説明したが、２層以上の膜を形成すること
としてもよい。このとき、最も基板に近い下層の膜に
は、感光性レジストのように紫外線照射による変性速度
が速いものを使用し、中間層の膜には、ポリスチレンの
ように紫外線遮蔽効果を持つものを使用し、最上層の膜
には、ポリエチレンのように凹凸の加工を施しやすい材
質のものを使用することが好ましい。
子材料膜２と基板側のレジスト膜５の２層構造の膜を形
成する場合で説明したが、２層以上の膜を形成すること
としてもよい。このとき、最も基板に近い下層の膜に
は、感光性レジストのように紫外線照射による変性速度
が速いものを使用し、中間層の膜には、ポリスチレンの
ように紫外線遮蔽効果を持つものを使用し、最上層の膜
には、ポリエチレンのように凹凸の加工を施しやすい材
質のものを使用することが好ましい。
【００２６】（第二の実施の形態）本実施の形態は、透
明なガラス基板上に回路パターンが凹凸形状に加工され
た高分子材料膜を形成し、これをフォトマスクとして、
フォトリソグラフィー法によってパターン転写する方法
である。まず、フォトマスクの加工について述べる。図
７において、１はフォトマスク用基板であり、このフォ
トマスク用基板１は透明なガラスまたは石英でできてい
る。２は、高分子材料膜を示している。この高分子材料
膜２は、紫外線透過を制御するために、紫外線Ｕを吸収
する二重共役結合を有するポリスチレンなどの高分子材
料、または、紫外線吸収剤であるベンゼフェノンなどを
添加した、ポリエチレンなどの軟質な高分子材料、もし
くは、紫外線遮蔽剤である酸化チタンなどを添加した高
分子材料を使用する。この高分子材料膜２の製膜は、ス
ピンコート法、ディップコート法、フィルム貼り付け、
蒸着によって行うことができる。
明なガラス基板上に回路パターンが凹凸形状に加工され
た高分子材料膜を形成し、これをフォトマスクとして、
フォトリソグラフィー法によってパターン転写する方法
である。まず、フォトマスクの加工について述べる。図
７において、１はフォトマスク用基板であり、このフォ
トマスク用基板１は透明なガラスまたは石英でできてい
る。２は、高分子材料膜を示している。この高分子材料
膜２は、紫外線透過を制御するために、紫外線Ｕを吸収
する二重共役結合を有するポリスチレンなどの高分子材
料、または、紫外線吸収剤であるベンゼフェノンなどを
添加した、ポリエチレンなどの軟質な高分子材料、もし
くは、紫外線遮蔽剤である酸化チタンなどを添加した高
分子材料を使用する。この高分子材料膜２の製膜は、ス
ピンコート法、ディップコート法、フィルム貼り付け、
蒸着によって行うことができる。
【００２７】次に、図８に示すように、パターン形状が
凹凸形状３ａ，３ｂに加工された鋳型３を高分子材料膜
２に対して、加熱プレスする。プレス時の温度は、高分
子材料膜２の軟化温度であるガラス転移温度以上とする
ことが望ましい。プレス荷重は、高分子材料膜２の材質
や凸部３ａの面積等に応じて、適宜選択する。また、鋳
型３の表面には、離型のために、フッ素樹脂コートなど
の表面処理を行うか、石英性の材料で鋳型３を形成する
ことが望ましい。この鋳型３の加熱プレスによって、高
分子材料膜２に凹凸部２ａ，２ｂを形成して、凹凸形状
のフォトマスクを作製する。
凹凸形状３ａ，３ｂに加工された鋳型３を高分子材料膜
２に対して、加熱プレスする。プレス時の温度は、高分
子材料膜２の軟化温度であるガラス転移温度以上とする
ことが望ましい。プレス荷重は、高分子材料膜２の材質
や凸部３ａの面積等に応じて、適宜選択する。また、鋳
型３の表面には、離型のために、フッ素樹脂コートなど
の表面処理を行うか、石英性の材料で鋳型３を形成する
ことが望ましい。この鋳型３の加熱プレスによって、高
分子材料膜２に凹凸部２ａ，２ｂを形成して、凹凸形状
のフォトマスクを作製する。
【００２８】次に、高分子材料膜２を凹凸形状に加工し
たフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法による
パターン転写方法について、図９から図１２を用いて説
明する。図９にて、レジスト膜形成について述べる。図
９において、４は基板であるが、この基板４は、Ｓｉ基
板、ガラス基板、石英基板あるいは、これらの基板上に
シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、アモルファスシリコ
ン、多結晶シリコンなどの金属の積層膜が堆積されたも
のでもよい。５は、レジスト膜で、このレジスト膜５の
形成は、溶媒にレジスト材料を溶解させて作製したレジ
スト液を回転させた基板に塗布して行うスピンコート
法、あるいは、レジスト材料のフィルムを基板４に直接
貼り付けるフィルム貼付法によって行うことができる。
レジスト膜５は、紫外線照射によって硬化するネガ型フ
ォトレジスト、あるいは紫外線照射によって可溶性とな
るポジ型フォトレジスト等の感光性レジストを使用す
る。
たフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー法による
パターン転写方法について、図９から図１２を用いて説
明する。図９にて、レジスト膜形成について述べる。図
９において、４は基板であるが、この基板４は、Ｓｉ基
板、ガラス基板、石英基板あるいは、これらの基板上に
シリコン窒化膜、シリコン酸化膜、アモルファスシリコ
ン、多結晶シリコンなどの金属の積層膜が堆積されたも
のでもよい。５は、レジスト膜で、このレジスト膜５の
形成は、溶媒にレジスト材料を溶解させて作製したレジ
スト液を回転させた基板に塗布して行うスピンコート
法、あるいは、レジスト材料のフィルムを基板４に直接
貼り付けるフィルム貼付法によって行うことができる。
レジスト膜５は、紫外線照射によって硬化するネガ型フ
ォトレジスト、あるいは紫外線照射によって可溶性とな
るポジ型フォトレジスト等の感光性レジストを使用す
る。
【００２９】図１０は、露光工程を示す。フォトマスク
の高分子材料膜２を、レジスト膜５の上に配する。高分
子材料膜２の材料としては、二重共役結合を有するポリ
スチレン、ポリアセチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、芳
香族ナイロン、ポリカーボネート、変性ポリフェニレン
エーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、
ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
の高分子材料膜２を、レジスト膜５の上に配する。高分
子材料膜２の材料としては、二重共役結合を有するポリ
スチレン、ポリアセチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、芳
香族ナイロン、ポリカーボネート、変性ポリフェニレン
エーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、
ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。
【００３０】その後、図１０に示すように、上方から紫
外線照射ランプ６によって紫外線照射を行う。このと
き、高分子材料膜２は紫外線遮蔽効果を持つため、凸部
分２ａにおいては十分に紫外線Ｕが遮蔽され、凹部分２
ｂにおいては、紫外線Ｕの一部が下方に漏れてレジスト
膜５に達する。ここで、図１１に示すように、紫外線Ｕ
が厳密に平行ビームでなかったとしても、凸部分２ａに
おいては十分に遮蔽され、凹部分２ｂに対して斜め上方
から入射された紫外線Ｕ１は、高分子材料膜２の材料固
有の屈折率に従って屈折して斜めに出射するものの、凸
部２ａの側面に入射して遮蔽されることとなり、結果と
して、凹部２ｂの下方に位置するレジスト膜５に到達す
る紫外線Ｕ２は、ほとんど平行な状態となる。また、フ
ォトマスク用基板１及び高分子材料膜２の屈折率が空気
よりも大きい場合、入射角θ１（紫外線Ｕ１と入射する
面の法線とがなす角）よりも出射角θ２（出射する紫外
線Ｕ１と出射する面の法線とがなす角）のほうが小さく
なるため、凹部２ｂから出射する紫外線Ｕ２は、より平
行に近くなる。したがって、厳密に平行ではない紫外線
Ｕ１，Ｕ２が照射された場合においても、凹部２ｂの形
状に沿って正確にレジスト膜５を変性させることができ
る。
外線照射ランプ６によって紫外線照射を行う。このと
き、高分子材料膜２は紫外線遮蔽効果を持つため、凸部
分２ａにおいては十分に紫外線Ｕが遮蔽され、凹部分２
ｂにおいては、紫外線Ｕの一部が下方に漏れてレジスト
膜５に達する。ここで、図１１に示すように、紫外線Ｕ
が厳密に平行ビームでなかったとしても、凸部分２ａに
おいては十分に遮蔽され、凹部分２ｂに対して斜め上方
から入射された紫外線Ｕ１は、高分子材料膜２の材料固
有の屈折率に従って屈折して斜めに出射するものの、凸
部２ａの側面に入射して遮蔽されることとなり、結果と
して、凹部２ｂの下方に位置するレジスト膜５に到達す
る紫外線Ｕ２は、ほとんど平行な状態となる。また、フ
ォトマスク用基板１及び高分子材料膜２の屈折率が空気
よりも大きい場合、入射角θ１（紫外線Ｕ１と入射する
面の法線とがなす角）よりも出射角θ２（出射する紫外
線Ｕ１と出射する面の法線とがなす角）のほうが小さく
なるため、凹部２ｂから出射する紫外線Ｕ２は、より平
行に近くなる。したがって、厳密に平行ではない紫外線
Ｕ１，Ｕ２が照射された場合においても、凹部２ｂの形
状に沿って正確にレジスト膜５を変性させることができ
る。
【００３１】また、レジスト膜５は、感光性レジスト
（ネガ型フォトレジストあるいはポジ型フォトレジス
ト）であるため、所定のパワーの紫外線Ｕ１，Ｕ２が照
射されることによって速やかに変性することとなる。す
なわち、紫外線遮蔽効果を持つ高分子材料膜２が、長時
間及び強大なパワーの紫外線照射によって徐々に劣化
し、紫外線遮蔽効果が表面から次第に低下するような場
合においても、非変性部分２ｄが失われて全て変性部分
２ｃとなる前、すなわち、凸部２ａにおける遮蔽効果
（特に、斜めに入射された紫外線の遮蔽効果）が失われ
る前に、凹部２ｂの下部にあるレジスト膜５が速やかに
変性するため、凹部２ｂの形状に正確に沿った変性が得
られる。このとき、高分子材料膜２において、凹部２ｂ
の膜厚はできるだけ薄く、かつ、アスペクト比を高くし
て、凹部２ｂの膜厚が凸部２ａの高さを超えないように
することが望ましい。
（ネガ型フォトレジストあるいはポジ型フォトレジス
ト）であるため、所定のパワーの紫外線Ｕ１，Ｕ２が照
射されることによって速やかに変性することとなる。す
なわち、紫外線遮蔽効果を持つ高分子材料膜２が、長時
間及び強大なパワーの紫外線照射によって徐々に劣化
し、紫外線遮蔽効果が表面から次第に低下するような場
合においても、非変性部分２ｄが失われて全て変性部分
２ｃとなる前、すなわち、凸部２ａにおける遮蔽効果
（特に、斜めに入射された紫外線の遮蔽効果）が失われ
る前に、凹部２ｂの下部にあるレジスト膜５が速やかに
変性するため、凹部２ｂの形状に正確に沿った変性が得
られる。このとき、高分子材料膜２において、凹部２ｂ
の膜厚はできるだけ薄く、かつ、アスペクト比を高くし
て、凹部２ｂの膜厚が凸部２ａの高さを超えないように
することが望ましい。
【００３２】露光後、図１２に示すように、レジスト膜
の現像を行う。フォトマスクを外した後、基板４を現像
液７が入った容器８に浸し、レジスト膜５の現像を行
う。現像後、洗浄のためのリンスやベーキングを必要に
応じて行う。以上のようにして、パターン転写を行う。
の現像を行う。フォトマスクを外した後、基板４を現像
液７が入った容器８に浸し、レジスト膜５の現像を行
う。現像後、洗浄のためのリンスやベーキングを必要に
応じて行う。以上のようにして、パターン転写を行う。
【００３３】（実施例１）２０ｍｍ角で厚さ１ｍｍの石
英ガラス基板４の表面にスピンコート法により、基板側
のレジスト膜５として膜厚０．５μｍの感光性レジスト
（ＺＥＰ５２０：日本ゼオン（株）製）を製膜し、溶媒
を揮発させた後、スピンコート法により、高分子材料膜
２として膜厚５μｍのポリスチレンを製膜し、溶媒を揮
発させて膜を固形化させた。鋳型３は、２０ｍｍ角で厚
さ１ｍｍであり、片面に深さ２．５μｍの凹パターンに
て最小線幅が１００μｍであるパターン形状が設けられ
ている。この基板４の高分子材料膜２に、鋳型３の凹凸
面を温度１２０℃、プレス圧力１５ｋｇｆ／ｃｍ2でプ
レスした。プレス後、高分子材料膜２には、パターン形
状の凸部２ｂが高さ２．５μｍで形成された。次いで、
波長２５４ｎｍ、出力０．０４ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ラ
ンプ６により、３０分間の紫外線照射を行った。その
後、ポリスチレンの現像液によって高分子材料膜２を除
去し、感光性レジストの現像液及びリンス液によって、
基板側レジスト膜５の現像、リンスを行った後、所定の
温度でベーキングを行った。その結果、基板上にパター
ン形状の凸パターンのみが残っていることを確認した。
英ガラス基板４の表面にスピンコート法により、基板側
のレジスト膜５として膜厚０．５μｍの感光性レジスト
（ＺＥＰ５２０：日本ゼオン（株）製）を製膜し、溶媒
を揮発させた後、スピンコート法により、高分子材料膜
２として膜厚５μｍのポリスチレンを製膜し、溶媒を揮
発させて膜を固形化させた。鋳型３は、２０ｍｍ角で厚
さ１ｍｍであり、片面に深さ２．５μｍの凹パターンに
て最小線幅が１００μｍであるパターン形状が設けられ
ている。この基板４の高分子材料膜２に、鋳型３の凹凸
面を温度１２０℃、プレス圧力１５ｋｇｆ／ｃｍ2でプ
レスした。プレス後、高分子材料膜２には、パターン形
状の凸部２ｂが高さ２．５μｍで形成された。次いで、
波長２５４ｎｍ、出力０．０４ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ラ
ンプ６により、３０分間の紫外線照射を行った。その
後、ポリスチレンの現像液によって高分子材料膜２を除
去し、感光性レジストの現像液及びリンス液によって、
基板側レジスト膜５の現像、リンスを行った後、所定の
温度でベーキングを行った。その結果、基板上にパター
ン形状の凸パターンのみが残っていることを確認した。
【００３４】（実施例２）２０ｍｍ角で厚さ１ｍｍの石
英ガラス基板１の表面にスピンコート法により、高分子
材料膜２として膜厚１０μｍのポリスチレンを製膜し
た。鋳型３は、２０ｍｍ角、厚さ１ｍｍであって、片面
には、最小線幅が１００μｍであるパターン形状が、高
さ１６μｍの凸形状に設けられている。この基板１の高
分子材料膜２に、鋳型３を温度１２０℃、プレス圧力１
５ｋｇｆ／ｃｍ2でプレスした。プレス後、高分子材料
膜２には、パターン形状の凹部分２ｂが形成された。こ
の高分子材料膜２に凹部分２ｂが形成された基板１をフ
ォトマスクとした。次に、２０ｍｍ角で厚さ０．６ｍｍ
のシリコン製の基板４にスピンコート法により、膜厚
１．６μｍのネガ型フォトレジストのレジスト膜５を製
膜した。この基板４のレジスト膜５に、上記フォトマス
クの高分子材料膜２の凸部分２ａを密着させた後、その
上方（フォトマスクの裏面側）より、波長２５４ｎｍ、
出力０．０４ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ランプにより、紫外
線照射を３０分間行った。その後、レジスト膜５の現像
液及びリンス液によって、レジスト膜の現像、リンスを
行った後、所定の温度でベーキングを行った。その結
果、基板４上にパターン形状の凸パターンのみが残って
いることを確認した。
英ガラス基板１の表面にスピンコート法により、高分子
材料膜２として膜厚１０μｍのポリスチレンを製膜し
た。鋳型３は、２０ｍｍ角、厚さ１ｍｍであって、片面
には、最小線幅が１００μｍであるパターン形状が、高
さ１６μｍの凸形状に設けられている。この基板１の高
分子材料膜２に、鋳型３を温度１２０℃、プレス圧力１
５ｋｇｆ／ｃｍ2でプレスした。プレス後、高分子材料
膜２には、パターン形状の凹部分２ｂが形成された。こ
の高分子材料膜２に凹部分２ｂが形成された基板１をフ
ォトマスクとした。次に、２０ｍｍ角で厚さ０．６ｍｍ
のシリコン製の基板４にスピンコート法により、膜厚
１．６μｍのネガ型フォトレジストのレジスト膜５を製
膜した。この基板４のレジスト膜５に、上記フォトマス
クの高分子材料膜２の凸部分２ａを密着させた後、その
上方（フォトマスクの裏面側）より、波長２５４ｎｍ、
出力０．０４ｍＷ／ｃｍ2の紫外線ランプにより、紫外
線照射を３０分間行った。その後、レジスト膜５の現像
液及びリンス液によって、レジスト膜の現像、リンスを
行った後、所定の温度でベーキングを行った。その結
果、基板４上にパターン形状の凸パターンのみが残って
いることを確認した。
【００３５】
【発明の効果】本発明は、基板上に回路パターンを転写
するに際し、レジスト膜を２層構造とし、基板側に紫外
線照射によって変性する下層のレジスト膜が形成され、
その表層側に凹凸型のプレスによって凹凸パターンが形
成される表層のレジスト膜が形成されるため、凸部分に
おいては紫外線が下部にまで到達せず、凹部分において
は紫外線が下部に到達することとなり、基板側におい
て、表層側の凹部分を透過した紫外線によってレジスト
膜が変性する。すなわち、表層側の凹凸部分により、レ
ジスト膜を選択的に変性させることができ、凹凸部分は
レジスト膜の現像において除去されるため、従来のフォ
トリソグラフィー法によるフォトマスクの欠損やフォト
マスクへのレジスト膜の残膜といった問題点は、起こら
ないこととなる。
するに際し、レジスト膜を２層構造とし、基板側に紫外
線照射によって変性する下層のレジスト膜が形成され、
その表層側に凹凸型のプレスによって凹凸パターンが形
成される表層のレジスト膜が形成されるため、凸部分に
おいては紫外線が下部にまで到達せず、凹部分において
は紫外線が下部に到達することとなり、基板側におい
て、表層側の凹部分を透過した紫外線によってレジスト
膜が変性する。すなわち、表層側の凹凸部分により、レ
ジスト膜を選択的に変性させることができ、凹凸部分は
レジスト膜の現像において除去されるため、従来のフォ
トリソグラフィー法によるフォトマスクの欠損やフォト
マスクへのレジスト膜の残膜といった問題点は、起こら
ないこととなる。
【００３６】また、下層のレジスト膜に感光性レジスト
膜を使用し、表層のレジスト膜に紫外線遮蔽効果のある
高分子材料を使用することにより、凹部分において透過
する紫外線を受けて速やかに変性されることとなる。こ
のとき、紫外線が厳密に平行ビームでなかったとして
も、凸部分の側面にて、斜めに入射される紫外線が遮蔽
されるため、凹部分には平行な紫外線ビームが達するこ
ととなる。したがって、凹部分の形状に正確に沿って感
光性レジスト膜が変性し、回路パターン形状の正確な転
写が行えることとなるとともに、露光装置に紫外線を平
行ビームとするための高価な装置が必要とされないた
め、低価格な露光装置を使用することができる。
膜を使用し、表層のレジスト膜に紫外線遮蔽効果のある
高分子材料を使用することにより、凹部分において透過
する紫外線を受けて速やかに変性されることとなる。こ
のとき、紫外線が厳密に平行ビームでなかったとして
も、凸部分の側面にて、斜めに入射される紫外線が遮蔽
されるため、凹部分には平行な紫外線ビームが達するこ
ととなる。したがって、凹部分の形状に正確に沿って感
光性レジスト膜が変性し、回路パターン形状の正確な転
写が行えることとなるとともに、露光装置に紫外線を平
行ビームとするための高価な装置が必要とされないた
め、低価格な露光装置を使用することができる。
【００３７】さらに、表層側のレジスト膜材料は、凹凸
型でのプレス条件を考慮して選択することが可能とな
り、基板側のレジスト膜は、凹凸成形のしやすさを考慮
する必要がなく、紫外線照射条件を考慮して選択するこ
とが可能となる。すなわち、感光性レジスト膜の、紫外
線照射による変性速度が速い（紫外線に対する感度が高
い）という性質を生かしつつ、感光性レジスト膜の表面
を凹凸成形がしやすくかつ紫外線遮蔽効果のある高分子
材料で覆うことにより、従来のフォトリソグラフィー法
のように、フォトマスクへの感光性レジスト膜残留とい
った問題が起こらない。特に、高分子材料膜にポリスチ
レンを使用する場合は、鋳型への付着も起こりにくい。
また、紫外線遮蔽効果のある高分子材料としては、二重
共役結合を有するポリスチレン、ポリアセチレン等が挙
げられる。
型でのプレス条件を考慮して選択することが可能とな
り、基板側のレジスト膜は、凹凸成形のしやすさを考慮
する必要がなく、紫外線照射条件を考慮して選択するこ
とが可能となる。すなわち、感光性レジスト膜の、紫外
線照射による変性速度が速い（紫外線に対する感度が高
い）という性質を生かしつつ、感光性レジスト膜の表面
を凹凸成形がしやすくかつ紫外線遮蔽効果のある高分子
材料で覆うことにより、従来のフォトリソグラフィー法
のように、フォトマスクへの感光性レジスト膜残留とい
った問題が起こらない。特に、高分子材料膜にポリスチ
レンを使用する場合は、鋳型への付着も起こりにくい。
また、紫外線遮蔽効果のある高分子材料としては、二重
共役結合を有するポリスチレン、ポリアセチレン等が挙
げられる。
【００３８】また、パターン形状が凹凸に加工された高
分子材料膜をフォトマスクとしてフォトリソグラフィー
法によるパターン転写を行うことで、紫外線が厳密に平
行ビームでなくとも、凸部分の内部や側面において、斜
めに入射する紫外線が遮蔽されるため、高精度なパター
ン転写が可能となる。さらに、紫外線を平行ビームにす
る必要がないため、精密な光学系機器を必要とせず、安
価な露光装置を使用することが可能となる。
分子材料膜をフォトマスクとしてフォトリソグラフィー
法によるパターン転写を行うことで、紫外線が厳密に平
行ビームでなくとも、凸部分の内部や側面において、斜
めに入射する紫外線が遮蔽されるため、高精度なパター
ン転写が可能となる。さらに、紫外線を平行ビームにす
る必要がないため、精密な光学系機器を必要とせず、安
価な露光装置を使用することが可能となる。
【００３９】
【図１】レジスト膜を基板表面に形成した段階の説明図
である。
である。
【図２】基板上のレジスト膜の上に高分子材料膜を形成
した状態の断面図
した状態の断面図
【図３】高分子材料膜に鋳型を加熱プレスして高分子材
料膜に凹凸パターンを加工した状態の断面図
料膜に凹凸パターンを加工した状態の断面図
【図４】紫外線照射工程の説明図
【図５】紫外線による変性の説明図
【図６】現像工程の説明図
【図７】高分子材料膜をフォトマスク用基板表面に形成
した状態の断面図
した状態の断面図
【図８】高分子材料膜に凹凸形状の鋳型を加熱プレスし
て、高分子材料膜に凹凸パターンを加工した状態の断面
図
て、高分子材料膜に凹凸パターンを加工した状態の断面
図
【図９】レジスト膜を基板表面に形成した状態の断面図
【図１０】フォトマスクを用いてレジスト膜への紫外線
照射を行う工程の説明図
照射を行う工程の説明図
【図１１】紫外線による変性の説明図
【図１２】現像工程の説明図
１ フォトマスク用基板
２ 高分子材料膜
２ａ 凸部
２ｂ 凹部
３ 鋳型
３ａ 凸部
３ｂ 凹部
４ 基板
５ レジスト膜（基板側のレジスト膜）
５ｃ 変性部分
５ｄ 非変性部分
６ 紫外線ランプ
７ 現像液
８ 容器
Ｕ，Ｕ１，Ｕ２ 紫外線
θ，θ１ 入射角
θ２ 出射角
─────────────────────────────────────────────────────
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）
Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７３
５０２Ｐ
５０２Ｒ
(72)発明者 新田 晃平
石川県金沢市高尾南１丁目221番地
(72)発明者 木田 健一郎
石川県松任市坊丸町３番地
Ｆターム(参考） 2H025 AA02 AA17 AB16 AC01 AD01
BC13 DA03 FA01
2H095 BA07 BB01 BC01 BC06
5F046 AA01 AA28 BA01 CB17 LB06
NA01 NA11 NA15
Claims (5)
- 【請求項１】 基板上への回路パターンの転写に際し、
基板上に形成された高分子材料のレジスト膜に凹凸を有
する凹凸型をプレスして行う半導体デバイス製造におけ
るパターン転写方法において、 上記レジスト膜は２層構造であり、基板側に紫外線照射
によって変性する下層のレジスト膜を形成し、その表層
側に凹凸型のプレスによって凹凸パターンが形成される
表層のレジスト膜を形成し、 凹凸型のプレスによって形成されたレジスト膜の凸パタ
ーン部分と凹パターン部分に紫外線照射させて、レジス
ト膜に変性部と非変性部とを選択的に形成することを特
徴とする半導体デバイス製造におけるパターン転写方
法。 - 【請求項２】 前記紫外線照射によって変性する下層の
レジスト膜は、感光性レジスト膜であり、前記表層のレ
ジスト膜は、紫外線遮蔽効果のある高分子材料膜である
ことを特徴とする請求項１記載の半導体デバイス製造に
おけるパターン転写方法。 - 【請求項３】 前記レジスト膜は、少なくとも２種類の
高分子フィルムを貼りあわせて形成されることを特徴と
する請求項１又は請求項２記載の半導体デバイス製造に
おけるパターン転写方法。 - 【請求項４】 フォトリソグラフィー法を用いた基板上
への回路パターンの転写に際し、回路パターンが凹凸形
状に加工された紫外線遮蔽効果を有する高分子材料膜が
透明なガラス基板上に形成されたものを、フォトマスク
として使用することを特徴とする半導体デバイス製造に
おけるパターン転写方法。 - 【請求項５】 前記表層のレジスト膜又は紫外線遮蔽効
果を有する高分子材料膜に、二重共役結合を有するポリ
スチレン、ポリアセチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、芳
香族ナイロン、ポリカーボネート、変性ポリフェニレン
エーテル、ポリブチレンテレフタレート、ポリサルホ
ン、ポリエーテルサルホン、ポリフェニレンサルファイ
ド、ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート、
ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリイミド、フェノール樹脂、ジアリル
フタレート樹脂、エポキシ樹脂のいずれかを用いること
を特徴とする請求項１乃至請求項４記載の半導体デバイ
ス製造におけるパターン転写方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002243364A JP4105919B2 (ja) | 2001-08-23 | 2002-08-23 | 半導体デバイス製造におけるパターン転写方法 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-252337 | 2001-08-23 | ||
| JP2001252337A JP2002158192A (ja) | 2000-08-30 | 2001-08-23 | 半導体デバイス製造におけるパターン転写法 |
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|---|---|
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| JP2015115524A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 大日本印刷株式会社 | インプリントモールドの製造方法 |
| WO2018120008A1 (zh) * | 2016-12-26 | 2018-07-05 | 上海锦湖日丽塑料有限公司 | 适合超声波焊接的聚酯组合物及其制备方法 |
| KR102237277B1 (ko) * | 2020-07-01 | 2021-04-07 | 주식회사 기가레인 | 나노 임프린트용 레플리카 몰드 제작 장치 |
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2002
- 2002-08-23 JP JP2002243364A patent/JP4105919B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| JP2011014875A (ja) * | 2009-06-03 | 2011-01-20 | Canon Inc | 構造体の製造方法 |
| JP2015115524A (ja) * | 2013-12-13 | 2015-06-22 | 大日本印刷株式会社 | インプリントモールドの製造方法 |
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