JP2010054604A - パターン形成体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】パターン形成体の製造方法は、ワーク5に複数の位置決めマークP1〜P4を設けるマーキング工程と、電磁ビーム出射装置(レーザ光出射装置3)から出射される電磁ビームでワーク5の表面を走査する走査工程と、位置決めマークP1〜P4で反射された電磁ビームを電磁ビーム出射装置の検出装置で検出する検出工程と、検出した電磁ビームに基づいて各位置決めマークの位置を算出する算出工程と、算出した各位置決めマークの位置に基づいてワーク5のずれ量を算出し、このずれ量に基づいてパターンデータを補正する補正工程と、補正されたパターンデータに基づいて電磁ビームを明滅させることで、電磁ビームでワーク5に所定パターンの穴部を形成する露光工程と、を備える。
【選択図】図6
Description
レーザ光出射装置3から出射したレーザ光をレーザ光出射装置3自身に取り込んでディテクタ37で検出することで、従来のように環境変化によって照射位置と撮像位置とがずれて照明装置からの光をCCDカメラに十分に取り入れることができなくなるという問題が発生しないので、レーザ光の位置決め精度を高くすることができる。また、ワーク5に位置決めマークP1〜P4が設けられているので、レーザ光で位置決めマークP1〜P4を走査するだけでレーザ光を容易に位置決めすることができる。
前記実施形態では、同じフォトレジスト層52上に第1パターンFPと第2パターンSPを形成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、半導体集積回路の製造方法のような方法に本発明を適用してもよい。具体的には、シリコン基板上のシリコン酸化膜(絶縁体)に形成した第1フォトレジスト層に第1パターンを形成した後、エッチングして第1フォトレジスト層を除去し、再度その上から多結晶シリコン(導電体)と第2フォトレジスト層を形成し、この第2フォトレジスト層に第2パターンを形成してエッチング・第2フォトレジスト層の除去を行う方法に本発明を適用してもよい。この場合、第1パターンを形成する際に位置決めマークも形成しておき、第1フォトレジスト層のうち位置決めマークが形成された部分を除去しないようにして後工程で利用できるようにしておけばよい。これによれば、第1フォトレジスト層に第1パターンを形成した後にワークをステージから取り外してエッチング等を行い、再度ステージにワークを付け直しても、第2フォトレジスト層の形成時に位置決めマークを利用して良好に第1パターンに対して第2パターンを形成することができる。
また、フォトレジスト層52に位置決めマークP1〜P4を形成した後、エッチングを行ってフォトレジスト層52を除去することで、基板51に位置決めマークP1〜P4を溝として残してもよい。また、エッチングを位置決めマークに対して行わないことで、基板に位置決めマークに対応した溝が残らないようにしてもよい。
前記実施形態では、位置決めマークを4つ設けたが、本発明はこれに限定されず、2つ以上であれば、いくつであってもよい。
従って、フォトレジスト層に含有されるフォトレジスト材料としては、色素等の有機化合物が挙げられる。なお、フォトレジスト材料としては、有機材料に限られず、無機材料または無機材料と有機材料の複合材料を使用できる。ただし、有機材料であると、成膜をスピンコートやスプレー塗布により容易にでき、転移温度が低い材料を得易いため、有機材料を採用するのが好ましい。また、有機材料の中でも、光吸収量が分子設計で制御可能な色素を採用するのが好ましい。
例えば、レーザ光源の発振波長が780nm(近赤外領域)付近であった場合、ペンタメチンシアニン色素、ヘプタメチンオキソノール色素、ペンタメチンオキソノール色素、フタロシアニン色素、ナフタロシアニン色素などから選択することが有利である。この中でも、フタロシアニン色素またはペンタメチンシアニン色素を用いるのが好ましい。
また、レーザ光源の発振波長が660nm(可視領域)付近であった場合は、トリメチンシアニン色素、ペンタメチンオキソノール色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ピロメテン錯体色素などから選択することが有利である。
さらに、レーザ光源の発振波長が405nm(近紫外領域)付近であった場合は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、錯体色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、1−アミノブタジエン誘導体、キノフタロン系色素などから選択することが有利である。
なお、上記の上限値及び下限値は、それぞれが任意で組み合わせることができる。
ここで、フォトレジスト層は、単層でも重層でもよく、重層構造の場合、塗布工程を複数回行うことによって形成される。
塗布液中の色素の濃度は、一般に0.01〜15質量%の範囲であり、好ましくは0.1〜10質量%の範囲、より好ましくは0.5〜5質量%の範囲、最も好ましくは0.5〜3質量%の範囲である。
上記溶剤は使用する色素の溶解性を考慮して単独で、或いは二種以上を組み合わせて使用することができる。塗布液中には、更に、酸化防止剤、UV吸収剤、可塑剤、潤滑剤等各種の添加剤を目的に応じて添加してもよい。
フォトレジスト層は、スピンコート法による形成に有利であるという点から、有機溶媒に対して0.3wt%以上30wt%以下で溶解することが好ましく、1wt%以上20wt%以下で溶解することがより好ましい。特にテトラフルオロプロパノールに1wt%以上20wt%以下で溶解することが好ましい。また、フォトレジスト材料は、熱分解温度が150℃以上500℃以下であることが好ましく、200℃以上400℃以下であることがより好ましい。
塗布の際、塗布液の温度は、23〜50℃の範囲であることが好ましく、24〜40℃の範囲であることがより好ましく、中でも、25〜30℃の範囲であることが特に好ましい。
褪色防止剤としては、一般的に一重項酸素クエンチャーが用いられる。一重項酸素クエンチャーとしては、既に公知の特許明細書等の刊行物に記載のものを利用することができる。
その具体例としては、特開昭58−175693号公報、同59−81194号公報、同60−18387号公報、同60−19586号公報、同60−19587号公報、同60−35054号公報、同60−36190号公報、同60−36191号公報、同60−44554号公報、同60−44555号公報、同60−44389号公報、同60−44390号公報、同60−54892号公報、同60−47069号公報、同63−209995号公報、特開平4−25492号公報、特公平1−38680号公報、及び同6−26028号公報等の各公報、ドイツ特許350399号明細書、そして日本化学会誌1992年10月号第1141頁等に記載のものを挙げることができる。前記一重項酸素クエンチャー等の褪色防止剤の使用量は、色素の量に対して、通常0.1〜50質量%の範囲であり、好ましくは、0.5〜45質量%の範囲、更に好ましくは、3〜40質量%の範囲、特に好ましくは5〜25質量%の範囲である。
この色素の吸収ピークの波長は、必ずしも可視光の波長域内であるものに限定されず、紫外域や、赤外域にあるものであっても構わない。
この厚みは、例えば、1〜10000nmの範囲で適宜設定することができ、厚さの下限は、好ましくは10nmであり、より好ましくは30nmである。厚さの下限値を前述した値に設定すると、エッチングマスクとしての効果を十分発揮することができる。また、厚さの上限は、好ましくは1000nmであり、より好ましくは500nmである。厚さの上限値を前述した値に設定すると、大きなレーザパワーが不要になるとともに、容易に深い穴を形成することができ、さらには、加工速度を上げることができる。
まず、前記実施形態と同様のワークを製造した。具体的には、4インチのシリコン基板上にスピンコートにより100nm厚の色素層(フォトレジスト層)を形成することでワークを製造した。
2 ステージ
3 レーザ光出射装置
4 制御装置
5 ワーク
6 駆動装置
31 レーザ光源
37 ディテクタ
41 記憶手段
42 指示判断手段
43 露光手段
44 走査手段
45 基準位置算出手段
46 加工データ補正手段
51 基板
52 フォトレジスト層
52a 穴部
FP 第1パターン
L1 線
P1〜P4 位置決めマーク
SP 第2パターン
Claims (8)
- ワークの表面に複数の位置決めマークを設けるマーキング工程と、
電磁ビーム出射装置から出射される電磁ビームで、ステージに支持された前記ワークの表面を走査する走査工程と、
前記位置決めマークで反射された電磁ビームを前記電磁ビーム出射装置内に設けられる検出装置で検出する検出工程と、
検出した電磁ビームに基づいて各位置決めマークの位置を算出する算出工程と、
算出した各位置決めマークの位置に基づいて、前記ステージにおける前記ワークの正規位置に対するワークのずれ量を算出し、このずれ量に基づいて前記ワークに形成する所定パターンに対応したパターンデータを補正する補正工程と、
補正されたパターンデータに基づいて前記電磁ビームを明滅させることで、前記電磁ビームで前記ワークに所定パターンの穴部を形成する露光工程と、を備えたことを特徴とするパターン形成体の製造方法。 - 前記電磁ビームで前記ワークに前記所定パターンとは別の初期パターンの穴部を形成する初期露光工程をさらに備え、
前記マーキング工程において、前記電磁ビームで前記ワーク上に位置決めマークを形成するとともに、前記初期露光工程も同時に行うことを特徴とする請求項1に記載のパターン形成体の製造方法。 - 前記位置決めマークは、
前記電磁ビームの走査方向に交差する互いに非平行な2本の線を含んで構成されることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のパターン形成体の製造方法。 - 前記位置決めマークを構成する前記2本の線は、
前記走査方向に対して5度以上の角度で傾いていることを特徴とする請求項3に記載のパターン形成体の製造方法。 - 前記電磁ビームがレーザ光であるとともに、
前記ワークには、ヒートモードの形状変化が可能なフォトレジスト層が形成され、
前記位置決めマークおよび前記パターンが、前記レーザ光によって前記フォトレジスト層に形成されることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のパターン形成体の製造方法。 - 前記フォトレジスト層は、光を熱に変化させ、この熱で気化または飛散して変形する材料で形成されていることを特徴とする請求項5に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記フォトレジスト層の厚さが、1〜10000nmの範囲内に設定されていることを特徴とする請求項5または請求項6に記載のパターン形成体の製造方法。
- 前記フォトレジスト層は、モノメチンシアニン色素、モノメチンオキソノール色素、ゼロメチンメロシアニン色素、フタロシアニン色素、アゾ色素、アゾ金属錯体色素、ポルフィリン色素、アリリデン色素、クマリン色素、アゾール誘導体、トリアジン誘導体、ベンゾトリアゾール誘導体、1−アミノブタジエン誘導体およびキノフタロン系色素のうち少なくとも1つを含んでいることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか1項に記載のパターン形成体の製造方法。
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2008
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