JP2010210665A - Method of manufacturing resist pattern - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、微細加工技術であるレジストパターンの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a resist pattern, which is a fine processing technique.
例えば、半導体の分野では、一般的に、微細なパターン構造物の作製のために、フォトレジスト材料（感光材料）を用いたフォトリソグラフィー法が知られている。そして、このフォトリソグラフィー法で製造されるパターン構造物に含まれるレジストパターンには、最近、高いアスペクト比が要求される（なお、アスペクト比とは、レジストパターンの高さをパターンの幅で除算した値である）。 For example, in the field of semiconductors, a photolithography method using a photoresist material (photosensitive material) is generally known for producing a fine pattern structure. The resist pattern included in the pattern structure manufactured by this photolithography method has recently been required to have a high aspect ratio (Note that the aspect ratio is obtained by dividing the height of the resist pattern by the width of the pattern. Value).
この要求を満たすレジストパターンの製造方法として、特許文献１・２が挙げられる。特許文献１のレジストパターンの製造方法では、ポジ型レジスト材料が複数回、重ね塗りされることで、基板上に比較的厚いレジスト膜が形成される。そして、そのレジスト膜に対し、複数回の露光および現像から成る処理工程が繰り返される。これにより、基板上に、高アスペクト比を有するレジストパターンが完成する。 Patent document 1 and 2 are mentioned as the manufacturing method of the resist pattern which satisfy | fills this request | requirement. In the method for producing a resist pattern disclosed in Patent Document 1, a positive resist material is overcoated several times to form a relatively thick resist film on a substrate. Then, a processing step including a plurality of times of exposure and development is repeated for the resist film. Thereby, a resist pattern having a high aspect ratio is completed on the substrate.
また、特許文献２のレジストパターンの製造方法では、支持基板のベースメタル層上に、ポジ型レジスト材料で層が形成される。さらに、形成されたポジ型レジスト材料層の上に、遮光膜を介しながら、再びポジ型レジスト材料で層が形成される。そして、この工程が繰り返されることで、支持基板上に、遮光膜を介しながらポジ型レジスト材料層が積み上がる。 In the resist pattern manufacturing method disclosed in Patent Document 2, a layer is formed of a positive resist material on a base metal layer of a support substrate. Further, a layer is again formed of the positive resist material on the formed positive resist material layer through a light shielding film. Then, by repeating this process, a positive resist material layer is stacked on the support substrate with a light shielding film interposed therebetween.
その後、最上のポジ型レジスト材料層に対して、マスクを用いて露光と現像とが行われることで、ポジ型レジスト材料層に開口部が形成され、さらに、その開口部から露出する遮光膜がエッチングで除去される。そして、エッチングにより除去された遮光膜をマスクとしたポジ型レジスト材料層の露光・現像、さらには、遮光膜のエッチングが繰り返される。これにより、支持基板上に、高アスペクト比を有するレジストパターンが完成する。 Thereafter, the uppermost positive resist material layer is exposed and developed using a mask, so that an opening is formed in the positive resist material layer, and a light shielding film exposed from the opening is further formed. It is removed by etching. Then, exposure / development of the positive resist material layer using the light-shielding film removed by etching as a mask, and etching of the light-shielding film are repeated. Thereby, a resist pattern having a high aspect ratio is completed on the support substrate.
しかしながら、特許文献１のレジストパターンの製造方法では、製造負担が比較的重い。なぜなら、特許文献１の製造方法では、特許文献１の図１に示すように、複数回の露光および現像から成る処理工程が行われる場合、毎回、フォトマスクが用いられるためである。その上、このようなフォトマスクが複数回用いられる場合、そのフォトマスクの位置は、毎回ズレやすく、レジストパターンのパターン精度が低下する。 However, in the resist pattern manufacturing method of Patent Document 1, the manufacturing burden is relatively heavy. This is because, in the manufacturing method of Patent Document 1, as shown in FIG. 1 of Patent Document 1, a photomask is used every time processing steps including multiple exposures and developments are performed. In addition, when such a photomask is used a plurality of times, the position of the photomask is easily shifted each time, and the pattern accuracy of the resist pattern is lowered.
また、特許文献２のレジストパターンの製造方法も、製造負担が比較的重い。なぜなら、支持基板に積み上げられるポジ型レジスト材料層は、必ず遮光膜を介さねばならず、さらに、ポジ型レジスト材料層にパターンが刻まれるためには、遮光膜のエッチングも必要になるためである。 Further, the manufacturing method of the resist pattern of Patent Document 2 is relatively heavy. This is because the positive resist material layer stacked on the support substrate must be provided with a light-shielding film, and the light-shielding film needs to be etched in order for the pattern to be engraved on the positive resist material layer. .
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものである。そして、その目的は、簡単に、高アスペクト比のレジストパターンを製造できる製造方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems. And the objective is to provide the manufacturing method which can manufacture a resist pattern of a high aspect ratio simply.
レジストパターンの製造方法では、透過性基板と、その透過性基板にて対向する第１面および第２面のうち、第１面に、高低差のある透過部と遮光部とを並べ、高い方の上記透過部をマスクの窓部に、低い方の遮光部、および、その遮光部上に位置し透過部から成る媒質よりも低屈折率な媒質をマスクの被覆部にしたマスクパターン層と、を含む土台ユニットを用いる。詳説すると、この土台ユニットに対し、以下の工程が行われる。 In the method for producing a resist pattern, a transmissive part and a transmissive part and a light-shielding part having different heights are arranged on the first surface of the transmissive substrate and the first surface and the second surface that are opposed to the transmissive substrate, and the higher one A mask pattern layer in which the transmissive portion is a window portion of the mask, a lower light shielding portion, and a mask covering layer made of a medium having a lower refractive index than the medium formed on the light shielding portion and made of the transmissive portion; Use a base unit that includes More specifically, the following steps are performed on this base unit.
すなわち、土台ユニットのマスクパターン層上に、ネガレジスト材料層を形成し、透明基板の第２面からの露光によるフォトリソグラフィー法で、ネガレジスト材料層を透過部だけに重なるように残すことで、レジストパターンを形成する工程（１）が行われる。 That is, by forming a negative resist material layer on the mask pattern layer of the base unit and leaving the negative resist material layer so as to overlap only the transmissive portion by photolithography by exposure from the second surface of the transparent substrate, Step (1) of forming a resist pattern is performed.
このようになっていると、露光の光が、透過部の領域から遮光部上の領域に進入しようとしても、領域間の境界で全反射が起きやすく、遮光部上の領域に光が進入しない。そのため、マスクパターン層に応じた露光が、ネガレジスト材料層になされる。そのため、土台ユニットにおけるマスクパターン層上のネガレジスト材料層は、別個のフォトマスク等を要することなく、パターンを刻まれ、レジストパターンに変化する。つまり、簡単にレジストパターンが形成される。 In this case, even if the exposure light tries to enter the area on the light shielding part from the area of the transmission part, total reflection is likely to occur at the boundary between the areas, and the light does not enter the area on the light shielding part. . Therefore, exposure according to the mask pattern layer is performed on the negative resist material layer. Therefore, the negative resist material layer on the mask pattern layer in the base unit is engraved with a pattern without a separate photomask or the like, and changes to a resist pattern. That is, a resist pattern is easily formed.
また、透過部と残ったネガレジスト材料の一部とを新たな透過部とし、その新たな透過部をマスクの窓部に、遮光部と遮光部上に位置し新たな透過部から成る媒質よりも低屈折率な媒質とをマスクの被覆部にした新たなマスクパターン層とし、さらに上記（１）の工程が行われるとよい。 Further, the transmissive portion and a part of the remaining negative resist material are used as a new transmissive portion, and the new transmissive portion is located on the mask window portion, and the light shielding portion and a medium composed of the new transmissive portion on the light shielding portion. In addition, a new mask pattern layer in which a low refractive index medium is used as a mask covering portion may be used, and the step (1) may be further performed.
このようになっていると、既にパターン化されたネガレジスト材料層がマスクパターン層として機能するので、新たなネガレジスト材料層も、別個のフォトマスク等を要することなく、パターンを刻まれ、レジストパターンに変化する。そのため、（１）の工程が繰り返されれば、レジストパターンが簡単に積み上がり、それらは高アスペクトなレジストパターンとなる。 In this case, since the already patterned negative resist material layer functions as a mask pattern layer, the new negative resist material layer is also engraved with a pattern without requiring a separate photomask or the like. It changes to a pattern. Therefore, if the step (1) is repeated, the resist patterns are easily piled up to form a high aspect resist pattern.
なお、低屈折率の媒質が空気であると望ましい。 It is desirable that the low refractive index medium is air.
また、ネガレジスト材料層の一例としては、ドライフィルムが挙げられる｛なお、ドライフィルムとは、光によって固まる樹脂(フォトレジスト層)がポリエチレン等のフィルムによって挟まれたフィルム状のレジストのことである｝。また、ネガレジスト材料層は、基材層、離型層、および塗布型レジスト層を、この順で積み重ねた積層型ネガレジストユニットにあって、剥離後の塗布型レジスト層であってもよい。また、ネガレジスト材料層は、塗布可能な液体状のネガレジスト材料で形成されていてもよい。 An example of the negative resist material layer is a dry film {Note that a dry film is a film-like resist in which a resin (photoresist layer) hardened by light is sandwiched between films such as polyethylene. }. Further, the negative resist material layer may be a coated resist layer after peeling in a laminated negative resist unit in which a base material layer, a release layer, and a coating resist layer are stacked in this order. The negative resist material layer may be formed of a liquid negative resist material that can be applied.
本発明によると、フォトマスク等を要せず、簡単に、高アスペクト比のレジストパターンを製造できる。 According to the present invention, a resist pattern having a high aspect ratio can be easily manufactured without requiring a photomask or the like.
［実施の形態１］
実施の一形態について、図面に基づいて説明すれば、以下の通りである。なお、便宜上、ハッチングおよび部材符号等を省略する場合もあるが、かかる場合、他の図面を参照するものとする。逆に、断面図以外であっても、便宜上、ハッチングを付す場合もある。また、図面上での黒丸は紙面に対し垂直方向を意味し、白色矢印は光を意味する。さらに、記載される数値例は、一例にすぎず、その数値に限定されるものではない。
[Embodiment 1]
The following describes one embodiment with reference to the drawings. In addition, although hatching, a member code | symbol, etc. may be abbreviate | omitted for convenience, in such a case, it shall refer to another drawing. On the contrary, even if it is not a cross-sectional view, it may be hatched for convenience. Moreover, the black circle on the drawing means the direction perpendicular to the paper surface, and the white arrow means light. Furthermore, the numerical examples described are merely examples, and are not limited to the numerical values.
図１６は、例えば、微細加工技術を用いて製造されるパターン構造物ＰＳである。このようなパターン構造物ＰＳは、種々の分野にて利用されるものであり、昨今では、アスペクト比の高いものが要望されている｛なお、アスペクト比とは、パターン構造物ＰＳに含まれるレジストパターンＲＰの高さ（Ｈ）をパターン片ＢＫの幅（Ｗ）で除算した値のことである｝。そこで、以下に、高アスペクト比を有するレジストパターンＲＰ、ひいてはパターン構造物ＰＳの製造方法について、図１６に加えて、図２Ａ〜図４Ｍを用いて説明する（なお、図１６における“Ｐ”は、レジストパターンＲＰの周期を意味する）。 FIG. 16 shows a pattern structure PS manufactured using, for example, a fine processing technique. Such a pattern structure PS is used in various fields, and recently, a high aspect ratio is desired {Note that the aspect ratio is a resist included in the pattern structure PS. The value obtained by dividing the height (H) of the pattern RP by the width (W) of the pattern piece BK}. Therefore, a method for manufacturing a resist pattern RP having a high aspect ratio, and thus a pattern structure PS, will be described below with reference to FIGS. 2A to 4M in addition to FIG. 16 (note that “P” in FIG. 16 represents , Meaning the period of the resist pattern RP).
なお、便宜上、レジストパターンＲＰの高さ方向をＸ方向、パターン片ＢＫの並ぶ方向をＹ方向、Ｘ方向およびＹ方向に対して交差する（例えば直交する）方向をＺ方向とする。また、便宜上、材料自体および層になった材料にも同じ部材番号を付す。また、レジストパターンＲＰに付される数値、後述のドライフィルムＤＦに付される数値は、ガラス基板１１に近い側からの順番を意味する。 For convenience, the height direction of the resist pattern RP is defined as the X direction, the direction in which the pattern pieces BK are arranged is defined as the Y direction, and the direction intersecting (for example, orthogonal to) the X direction and the Y direction is defined as the Z direction. Moreover, the same member number is attached | subjected to material itself and the material used as a layer for convenience. Moreover, the numerical value attached | subjected to the resist pattern RP and the numerical value attached | subjected to the dry film DF mentioned later mean the order from the side close | similar to the glass substrate 11. FIG.
まず、図２Ａに示すように、パターン構造物ＰＳの土台になる透光性の（光を通過させる）ガラス基板１１の表面（第１面）１１ｆに、遮光材料の一例であるクロム（Ｃｒ）１２が、蒸着されて層（膜）となる［遮光材料層形成工程］。 First, as shown in FIG. 2A, chromium (Cr), which is an example of a light-shielding material, is formed on a surface (first surface) 11f of a light-transmitting (transmitting light) glass substrate 11 serving as a base of the pattern structure PS. 12 is deposited to form a layer (film) [light shielding material layer forming step].
続いて、図２Ｂに示すように、クロム層１２を覆うようにして、レジスト（感光性材料）１３が塗布され、さらに、レジスト１３に含まれる有機溶剤を蒸発させるべく、その塗布されたレジスト１３はプリベークされる［レジスト層形成工程］。なお、レジスト１３はポジ型またはネガ型のいずれであってもかまわないが、図中のレジスト１３はポジ型である。 Subsequently, as shown in FIG. 2B, a resist (photosensitive material) 13 is applied so as to cover the chromium layer 12, and further, the applied resist 13 is evaporated to evaporate the organic solvent contained in the resist 13. Is pre-baked [resist layer forming step]. The resist 13 may be either a positive type or a negative type, but the resist 13 in the figure is a positive type.
その後、図２Ｃに示すように、レジスト層１３にフォトマスクＰＭが被せられる。このフォトマスクＰＭは、透過性を有する基板２１上に、遮光片２２を縞模様に敷き詰めたものである（なお、レジスト層１３とフォトマスクＰＭの遮光片２２とは密着していると望ましい）。そして、この縞模様（ライン＆スペース構造）のフォトマスクＰＭを介して、紫外線（ＵＶ）等の光がレジスト層１３に照射される［レジスト層露光工程］。 Thereafter, as shown in FIG. 2C, a photomask PM is placed on the resist layer 13. This photomask PM is obtained by spreading light shielding pieces 22 in a striped pattern on a transparent substrate 21 (note that the resist layer 13 and the light shielding pieces 22 of the photomask PM are preferably in close contact). . Then, the resist layer 13 is irradiated with light such as ultraviolet rays (UV) through the photomask PM having a striped pattern (line and space structure) [resist layer exposure step].
その後、フォトマスクＰＭは、レジスト層１３から外され、図２Ｄに示すように、現像液によって現像される。すなわち、レジスト層１３にて光照射された部分が現像により除去される［レジスト層現像工程］。なお、フォトマスクＰＭに合わせてパターン化したレジスト層１３は、クロム層１２との密着度を高めるべくポストベークされる。 Thereafter, the photomask PM is removed from the resist layer 13 and developed with a developer as shown in FIG. 2D. That is, the portion irradiated with light in the resist layer 13 is removed by development [resist layer development step]. The resist layer 13 patterned in accordance with the photomask PM is post-baked to increase the degree of adhesion with the chromium layer 12.
次に、図２Ｅに示すように、パターン化したレジスト層１３をマスクとして、クロム層１２に対してエッチングが行われる［遮光材料層エッチング工程］。なお、ここでのエッチングは、ドライエッチングであってもウエットエッチングであってもかまわない。そして、エッチングされることでパターン化したクロム層１２を覆うレジスト１３は、図２Ｆに示すように、有機溶剤によって溶融除去される［レジスト層溶融工程］。 Next, as shown in FIG. 2E, the chromium layer 12 is etched using the patterned resist layer 13 as a mask [light shielding material layer etching step]. Note that the etching here may be dry etching or wet etching. Then, the resist 13 covering the chromium layer 12 patterned by etching is melted and removed by an organic solvent as shown in FIG. 2F [resist layer melting step].
ここまでの工程を経ることで、ガラス基板１１の表面１１ｆに、クロム層１２の存在しない透過領域と、クロム層１２の位置する遮光領域とが交互に並ぶ。そのため、このパターン化されたクロム層１２を敷き詰めたガラス基板１１をマスクとして使用できる（なお、このようなクロム層１２とガラス基板１１とを含むユニットをマスクユニットＭＵと称する）。 Through the steps up to here, the transmission region where the chromium layer 12 does not exist and the light shielding region where the chromium layer 12 is located are alternately arranged on the surface 11 f of the glass substrate 11. Therefore, the glass substrate 11 covered with the patterned chrome layer 12 can be used as a mask (a unit including such a chrome layer 12 and the glass substrate 11 is referred to as a mask unit MU).
そこで、このマスクユニットＭＵにおけるガラス基板１１の表面１１ｆ側の面（マスク面ＭＵＳとも称する）に、図３Ｇに示すように、ネガ型のドライフィルムＤＦが被せられる［ネガレジスト材料層形成工程］。そして、このドライフィルムＤＦ（１層目ドライフィルムＤＦ１）は、図３Ｈに示すように、表面１１ｆに対向するガラス基板１１の裏面（第２面）１１ｒから、紫外線（ＵＶ）等の光を受ける［ネガレジスト材料層露光工程］。 Therefore, as shown in FIG. 3G, a negative dry film DF is covered on the surface (also referred to as mask surface MUS) on the surface 11f side of the glass substrate 11 in the mask unit MU [negative resist material layer forming step]. And this dry film DF (1st layer dry film DF1) receives light, such as an ultraviolet-ray (UV), from the back surface (2nd surface) 11r of the glass substrate 11 which opposes the surface 11f, as shown to FIG. 3H. [Negative resist material layer exposure step].
すると、光はガラス基板（透過性基板）１１を通過するものの、パターン化したクロム層１２によって一部を遮られる。一方で、遮られなかった光はドライフィルムＤＦ１に到達する。その結果、ドライフィルムＤＦ１は、図３Ｈに示すように、クロム層１２の間隙を通過してくる光によって露光される（なお、露光されたドライフィルムＤＦ１の部分は網点のハッチングを付す）。 Then, although light passes through the glass substrate (transparent substrate) 11, a part of the light is blocked by the patterned chromium layer 12. On the other hand, the light that has not been blocked reaches the dry film DF1. As a result, as shown in FIG. 3H, the dry film DF1 is exposed by light passing through the gap of the chrome layer 12 (the exposed dry film DF1 is hatched with halftone dots).
露光されたドライフィルムＤＦ１はネガ型である（例えば、エポキシ系ネガ型厚膜レジスト；一例としては、化薬マイクロケム株式会社製のＳＵ−８）。そのため、図３Ｉに示すように、露光されなかったドライフィルムＤＦ１の部分、すなわち、クロム層１２に重なるドライフィルムＤＦ１の部分は、現像液によって除去される［ネガレジスト材料層現像工程］。すると、ドライフィルムＤＦ１には、除去部分（溝部ＤＨ）が並列することで、パターンが形成される。 The exposed dry film DF1 is of a negative type (for example, an epoxy-type negative thick film resist; as an example, SU-8 manufactured by Kayaku Microchem Corporation). Therefore, as shown in FIG. 3I, the portion of the dry film DF1 that has not been exposed, that is, the portion of the dry film DF1 that overlaps the chromium layer 12 is removed by the developer [negative resist material layer development step]. Then, a pattern is formed in the dry film DF1 by the removal part (groove part DH) being juxtaposed.
このようなパターン化された層状のドライフィルムＤＦ１は、例えば、比較的厚くなっていれば、高アスペクトなレジストパターンＲＰといえる。なお、このようなレジストパターンＲＰの製造過程では、ドライフィルムＤＦ１とマスク面ＭＵＳとが比較的強固に密着させられる。そのため、例えば、空気のような光を散乱させる媒質がドライフィルムＤＦ１とマスク面ＭＵＳとの間に介在しにくい。 Such a patterned layered dry film DF1 can be said to be a high aspect resist pattern RP if it is relatively thick, for example. Note that in the process of manufacturing such a resist pattern RP, the dry film DF1 and the mask surface MUS are adhered relatively firmly. Therefore, for example, a medium that scatters light such as air is unlikely to intervene between the dry film DF1 and the mask surface MUS.
すると、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光で、光が散乱することなく所望方向に進み、精度よくドライフィルムＤＦ１の一部が感光する。その結果、高精度（高解像度）のレジストパターンＲＰが完成する。 Then, the exposure from the back surface 11r of the glass substrate 11 proceeds in a desired direction without scattering, and a part of the dry film DF1 is exposed with high accuracy. As a result, a highly accurate (high resolution) resist pattern RP is completed.
そして、さらなる高アスペクトのレジストパターンＲＰを製造するには、以下の工程を経るとよい。なお、便宜上、マスクユニットＭＵのマスク面ＭＵＳに密着するレジストパターンＲＰは、第１レジストパターンＲＰ１と称する場合がある。 And in order to manufacture the resist pattern RP of further high aspect, it is good to go through the following processes. For convenience, the resist pattern RP that is in close contact with the mask surface MUS of the mask unit MU may be referred to as a first resist pattern RP1.
まず、図３Ｉに示されるパターン構造物ＰＳは、ガラス基板１１の表面１１ｆに、高低差のある第１レジストパターン（透過部）ＲＰ１とクロム層（遮光部）１２とを混在させる（並べる）。すると、ガラス基板１１の裏面１１ｒから光が入射する場合、透過性（屈折率１．６程度）を有する高い方の第１レジストパターンＲＰ１がマスクの窓になる一方、低い方のクロム層１２とそのクロム層１２上に位置する空気（すなわち、溝部ＤＨを埋める空気という媒質）とがマスクの被覆部になる。 First, in the pattern structure PS shown in FIG. 3I, a first resist pattern (transmission portion) RP1 and a chromium layer (light-shielding portion) 12 having different heights are mixed (arranged) on the surface 11f of the glass substrate 11. Then, when light enters from the back surface 11r of the glass substrate 11, the higher first resist pattern RP1 having transparency (refractive index of about 1.6) serves as a mask window, while the lower chrome layer 12 and The air located on the chromium layer 12 (that is, a medium called air filling the groove DH) becomes a mask covering portion.
そこで、この第１レジストパターンＲＰ１をマスクの窓部、クロム層１２およびクロム層１２上に位置する空気（屈折率１．０）をマスクの被覆部、とするパターンを、マスクパターン層ＭＰにする。さらに、このマスクパターン層ＭＰとガラス基板１１とを合わせたものを土台ユニットＵＴとする。 Therefore, a pattern in which the first resist pattern RP1 is the window portion of the mask and the air (refractive index of 1.0) positioned on the chromium layer 12 and the mask covering portion is the mask pattern layer MP. . Further, a combination of the mask pattern layer MP and the glass substrate 11 is defined as a base unit UT.
そして、図３Ｊに示すように、土台ユニットＵＴのマスクパターン層ＭＰ上に、新たなドライフィルムＤＦ（２層目ドライフィルムＤＦ２）が被せられる［ネガレジスト材料層形成工程］。その後、図４Ｋに示すように、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの紫外線等の光が、マスクパターン層ＭＰを介して、２層目ドライフィルムＤＦ２に照射される［ネガレジスト材料層露光工程］。 Then, as shown in FIG. 3J, a new dry film DF (second layer dry film DF2) is placed on the mask pattern layer MP of the base unit UT [negative resist material layer forming step]. Thereafter, as shown in FIG. 4K, light such as ultraviolet rays from the back surface 11r of the glass substrate 11 is irradiated to the second dry film DF2 through the mask pattern layer MP [negative resist material layer exposure step].
すると、ガラス基板１１を通過してきた光のうち、一部の光はクロム層１２によって遮られ、残りの光は第１レジストパターンＲＰ１を通過し、さらに、２層目ドライフィルムＤＦ２に到達する（なお、露光された２層目ドライフィルムＤＦ２の部分は網点のハッチングを付す）。 Then, a part of the light that has passed through the glass substrate 11 is blocked by the chromium layer 12, and the remaining light passes through the first resist pattern RP1 and further reaches the second-layer dry film DF2 ( The exposed portion of the second layer dry film DF2 is hatched with halftone dots).
詳説すると、図１に示すように、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、一部の光は、第１レジストパターンＲＰ１の厚み方向（Ｘ方向と同方向）に沿って、回折することなく直進し、２層目ドライフィルムＤＦ２に到達する（一点鎖線矢印参照）。 More specifically, as shown in FIG. 1, a part of the light entering the first resist pattern RP1 is diffracted along the thickness direction (the same direction as the X direction) of the first resist pattern RP1. Go straight and reach the second-layer dry film DF2 (see the dashed line arrow).
また、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、残りの光の大部分は、第１レジストパターンＲＰ１からマスクパターン層ＭＰの空気の領域に進入しようとする（点線矢印参照）。しかしながら、その光は、第１レジストパターンＲＰ１と空気との境界に対し、臨界角を超えて入射する。そのため、その光は、全反射し、空気に進入することなく、第１レジストパターンＲＰ１内を導波する。そして、その導波した光は、第１レジストパターンＲＰ１を通過し、２層目ドライフィルムＤＦ２に到達する（つまり、クロム層１２だけでなく、空気がマスクの被覆部の役割を果たす）。 In addition, most of the remaining light entering the first resist pattern RP1 tries to enter the air region of the mask pattern layer MP from the first resist pattern RP1 (see the dotted arrow). However, the light is incident on the boundary between the first resist pattern RP1 and air beyond the critical angle. Therefore, the light is totally reflected and guided in the first resist pattern RP1 without entering the air. Then, the guided light passes through the first resist pattern RP1 and reaches the second-layer dry film DF2 (that is, not only the chromium layer 12 but also air serves as a mask covering portion).
その結果、このような第１レジストパターンＲＰ１における光の挙動により、その第１レジストパターンＲＰ１に重なる２層目ドライフィルムＤＦ２の部分のみが露光される（図４Ｋ参照）。そして、図４Ｌに示すように、現像により、第１レジストパターンＲＰ１に重なる２層目ドライフィルムＤＦ２の部分は除去されずに残る一方、クロム層１２およびクロム層１２上の空気に重なる２層目ドライフィルムＤＦ２の部分は除去される［ネガレジスト材料層現像工程］。 As a result, only the portion of the second-layer dry film DF2 that overlaps the first resist pattern RP1 is exposed due to the behavior of light in the first resist pattern RP1 (see FIG. 4K). Then, as shown in FIG. 4L, the portion of the second layer dry film DF2 that overlaps the first resist pattern RP1 remains without being removed by development, while the second layer that overlaps the air on the chromium layer 12 and the chromium layer 12 remains. The portion of the dry film DF2 is removed [negative resist material layer development step].
すると、第１レジストパターンＲＰ１上には、パターン化された２層目ドライフィルムＤＦ２（第２レジストパターンＲＰ２）が積み重なる。つまり、マスクパターン層ＭＰ上に被せられた２層目ドライフィルムＤＦ２が、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光によるフォトリソグラフィー法で、第１レジストパターンＲＰ１だけに重なるように残る。その結果、図５および図６に示す走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）の写真に示すように、積層型のレジストパターンＲＰが完成する。 Then, the patterned second-layer dry film DF2 (second resist pattern RP2) is stacked on the first resist pattern RP1. That is, the second-layer dry film DF2 placed on the mask pattern layer MP remains so as to overlap only the first resist pattern RP1 by photolithography using exposure from the back surface 11r of the glass substrate 11. As a result, a multilayer resist pattern RP is completed as shown in the scanning electron microscope (SEM) photographs shown in FIGS.
なお、このレジストパターンＲＰを積み重ねる工程は、図４Ｍに示すように、適宜、繰り返されてもよい。 The process of stacking the resist patterns RP may be repeated as appropriate as shown in FIG. 4M.
詳説すると、第１レジストパターンＲＰ１と残った２層目ドライフィルムＤＦ２の一部（すなわち、層状の第２レジストパターンＲＰ２）とを新たな透過部とする。そして、この新たな透過部をマスクの窓部、クロム層１２およびそのクロム層１２上に位置する空気をマスクの被覆部、とする新たなマスクパターン層ＭＰにする。続いて、この新たなマスクパターン層ＭＰに対し、さらなるドライフィルムＤＦ（３層目ドライフィルムＤＦ３）を被せ、そのドライフィルムＤＦ３に対して、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光によるフォトリソグラフィー法を行えばよい。 More specifically, the first resist pattern RP1 and a part of the remaining second-layer dry film DF2 (that is, the layered second resist pattern RP2) are used as new transmission portions. Then, this new transmission part is made into a new mask pattern layer MP in which the window part of the mask, the chromium layer 12 and the air located on the chromium layer 12 are the mask covering part. Subsequently, the new mask pattern layer MP is covered with a further dry film DF (third layer dry film DF3), and the dry film DF3 is subjected to a photolithography method by exposure from the back surface 11r of the glass substrate 11. Just do it.
以上のような製造工程を経ることで、図１６に示すように、積み重なることで多層化したレジストパターンＲＰ、ひいては、このレジストパターンＲＰを含むパターン構造物ＰＳが製造される。特に、レジストパターンＲＰが積み重なっていくことで、アスペクト比が比較的簡単に高められる。 Through the manufacturing process as described above, as shown in FIG. 16, the resist pattern RP that is multilayered by stacking, and thus the pattern structure PS including the resist pattern RP, is manufactured. In particular, the aspect ratio can be relatively easily increased by stacking the resist patterns RP.
その上、露光の工程では、露光されるドライフィルム（例えば、２層目ドライフィルムＤＦ２）の直下のレジストパターンＲＰ（例えば、第１レジストパターンＲＰ１）が、マスクパターン層ＭＰとして機能する。そのため、レジストパターンＲＰはずれることなく積み重なる。つまり、この製造方法では、自己整合的に、レジストパターンＲＰが積み重なる。したがって、例えば、別個のマスクが不要になるだけでなく、マスクパターン層ＭＰの位置合わせも不要である（要は、このレジストパターンＲＰの製造方法は、極めて簡単といえる）。 In addition, in the exposure process, the resist pattern RP (for example, the first resist pattern RP1) immediately below the exposed dry film (for example, the second layer dry film DF2) functions as the mask pattern layer MP. Therefore, the resist patterns RP are stacked without shifting. That is, in this manufacturing method, the resist patterns RP are stacked in a self-aligning manner. Therefore, for example, not only a separate mask is unnecessary, but also the alignment of the mask pattern layer MP is unnecessary (in short, the method of manufacturing the resist pattern RP can be said to be extremely simple).
また、この製造方法では、ガラス基板１１の裏面１１ｒから光が入射する。そのため、ガラス基板１１に近いドライフィルムＤＦほど受光量が多くなり、その受光量の多い部分が現像によって残部となる場合、その残部の強度は比較的高い。したがって、多層のレジストパターンＲＰ（ひいては、パターン構造物ＰＳ）の根元付近が硬くなり、構造物としての安定度が増す。 Moreover, in this manufacturing method, light enters from the back surface 11r of the glass substrate 11. Therefore, when the dry film DF closer to the glass substrate 11 has a larger amount of received light and a portion with a larger amount of received light becomes a remaining portion due to development, the strength of the remaining portion is relatively high. Accordingly, the vicinity of the root of the multilayer resist pattern RP (and thus the pattern structure PS) is hardened, and the stability as the structure is increased.
ところで、図５および図６に示されるレジストパターンＲＰは、以下の数値条件（Ａ１）〜（Ａ６）で製造されたものである。
・フォトマスクＰＭにおける遮光片２２の幅（Ｙ方向の幅）；５．５μｍ程度…(Ａ１)
・フォトマスクＰＭにおける窓の幅（Ｙ方向の幅） ；２．５μｍ程度…(Ａ２)
・フォトマスクＰＭにおける遮光片の周期（ピッチ） ；８μｍ程度 …(Ａ３)
・露光に用いた光の波長 ；３６０ｎｍ程度…(Ａ４)
・１層目ドライフィルムＤＦ１の膜厚 ；２５μｍ程度 …(Ａ５)
・２層目ドライフィルムＤＦ２の膜厚 ；１２μｍ程度 …(Ａ６)
Incidentally, the resist pattern RP shown in FIGS. 5 and 6 is manufactured under the following numerical conditions (A1) to (A6).
The width of the light shielding piece 22 in the photomask PM (the width in the Y direction): about 5.5 μm (A1)
Window width in photomask PM (width in Y direction); about 2.5 μm (A2)
-Period (pitch) of light shielding pieces in the photomask PM; about 8 μm (A3)
-Wavelength of light used for exposure; about 360 nm (A4)
・ Film thickness of first layer dry film DF1; about 25 μm (A5)
-The thickness of the second layer dry film DF2; about 12 μm (A6)
なお、ドライフィルムＤＦの厚みは、以下の理由から制限がある。例えば、ガラス基板１１の裏面１１ｒから露光がされる場合、フォトマスクＰＭの窓を通過する光には、回折が生じることで、光が拡がり、フォトマスクＰＭの形状を忠実に転写できない。そして、一般的に、フレネル回折近似が成り立つ領域（フレネル領域ＦＡ）は、以下の式（１）の範囲とされている。
Ｄ2／λ≦ＦＡ≦２×Ｄ2／λ … 式（１）
ただし、
Ｄ：マスクの窓（開口幅）
λ：光の波長
である。
The thickness of the dry film DF is limited for the following reasons. For example, when exposure is performed from the back surface 11r of the glass substrate 11, the light passing through the window of the photomask PM is diffracted so that the light spreads and the shape of the photomask PM cannot be faithfully transferred. In general, the region where the Fresnel diffraction approximation is satisfied (Fresnel region FA) is set to the range of the following equation (1).
D 2 / λ ≦ FA ≦ 2 × D 2 / λ Formula (1)
However,
D: Mask window (opening width)
λ: wavelength of light.
すると、上記の（Ａ２）・（Ａ４）を用いて式（１）の範囲を求めると、以下のようになる。
２．５2(μｍ)／０．３６(μｍ)≦ＦＡ≦２×２．５2(μｍ)／０．３６(μｍ)
≒１７(μｍ)≦ＦＡ≦３５(μｍ)
Then, when the range of Formula (1) is calculated | required using said (A2) * (A4), it will become as follows.
2.5 2 (μm) /0.36 (μm) ≦ FA ≦ 2 × 2.5 2 (μm) /0.36 (μm)
≒ 17 (μm) ≦ FA ≦ 35 (μm)
これにより、ガラス基板１１に最も近い１層目ドライフィルムＤＦ１であれば、フレネル領域ＦＡの上限値程度の膜厚２５（μｍ）程度であれば、フォトリソグラフィー法を用いて、その１層目ドライフィルムＤＦ１を第１レジストパターンＲＰ１に変化させられることがわかる。 Thus, if the first dry film DF1 closest to the glass substrate 11 is about 25 (μm) thick, which is about the upper limit value of the Fresnel region FA, the first layer dry film DF1 is dried using a photolithography method. It can be seen that the film DF1 can be changed to the first resist pattern RP1.
ただし、ガラス基板１１から離れる２層目ドライフィルムＤＦ２の場合、第１層目ドライフィルムＤＦ１を導波してきた光により露光されることで、回折による光の広がりがより大きくなるために、露光が十分になされない可能性がある。そこで、第２層目ドライフィルムＤＦ２は、第１層目ドライフィルムＤＦ１よりも薄い膜厚１２（μｍ）程度であると望ましいといえる。 However, in the case of the second-layer dry film DF2 that is separated from the glass substrate 11, the exposure by light guided through the first-layer dry film DF1 increases the spread of light due to diffraction, so that exposure is performed. It may not be done enough. Therefore, it can be said that the second-layer dry film DF2 is preferably about 12 (μm) thinner than the first-layer dry film DF1.
なお、露光の光の波長を短くすることで、フレネル領域ＦＡの拡大を図ることも考えられる。しかしながら、波長の短い光は、高効率でネガレジスト材料に吸収される特質がある。そのため、例えば、第１レジストパターンＲＰ１を含むマスクパターン層ＭＰを介した露光の場合に、光が第１レジストパターン層ＲＰ１に吸収されてしまい、２層目ドライフィルムＤＦ２にまで光が届きにくくなる。 It is also conceivable to enlarge the Fresnel area FA by shortening the wavelength of the exposure light. However, light having a short wavelength has a characteristic of being absorbed by the negative resist material with high efficiency. Therefore, for example, in the case of exposure through the mask pattern layer MP including the first resist pattern RP1, the light is absorbed by the first resist pattern layer RP1, and the light does not easily reach the second layer dry film DF2. .
［実施の形態２］
実施の形態２について説明する。なお、実施の形態１で用いた部材と同様の機能を有する部材については同一の符号を付記し、その説明を省略する。
[Embodiment 2]
A second embodiment will be described. In addition, about the member which has the same function as the member used in Embodiment 1, the same code | symbol is attached and the description is abbreviate | omitted.
実施の形態１では、土台ユニットＵＴに対して、取り扱い容易なドライフィルム（２層目ドライフィルムＤＦ２等）が積層していき、レジストパターンＲＰ、ひいてはパターン構造物ＰＳが製造されていた。しかし、積層されるネガレジスト材料層は、ドライフィルムＤＦに限定されるものではない。そこで、別例の製造方法について説明する。 In the first embodiment, easy-to-handle dry films (second-layer dry film DF2 and the like) are laminated on the base unit UT, and the resist pattern RP and eventually the pattern structure PS are manufactured. However, the negative resist material layer to be laminated is not limited to the dry film DF. Therefore, another manufacturing method will be described.
なお、以下のような製造方法であっても、実施の形態１同様に、多層化した（高アスペクトな）レジストパターンＲＰ（ひいては、パターン構造物ＰＳ）が簡単に製造される。また、実施の形態１同様、これらの製造方法は、製造負荷を軽減でき、さらに、強度を安定させたレジストパターンＲＰを製造できる。 Even in the following manufacturing method, as in the first embodiment, a multilayered (high aspect) resist pattern RP (and thus a pattern structure PS) is easily manufactured. Further, as in the first embodiment, these manufacturing methods can reduce the manufacturing load, and can further manufacture a resist pattern RP with a stable strength.
一例として挙げられる製造方法では、液状のネガレジスト材料が、積層されるネガレジスト材料層に用いられる。例えば、後述の図７Ｂに示すように、基材層３１の上に離型層３２が重なられ、さらに、その離型層３２の上に、液状のネガレジスト材料ＮＬ（ＮＬ１）が塗られ、硬化したものを使用してもよい。 In the manufacturing method mentioned as an example, a liquid negative resist material is used for the negative resist material layer to be laminated. For example, as shown in FIG. 7B, which will be described later, a release layer 32 is superimposed on the base material layer 31, and a liquid negative resist material NL (NL1) is applied on the release layer 32. A cured product may be used.
なお、基材層３１、離型層３２、および液状のネガレジスト材料ＮＬ１が層化したもの（塗布硬化型レジスト層ＮＬ１）を、この順で積み重ねたものを、剥離型ネガレジストユニットＥＮＵと称する。そこで、このような剥離型ネガレジストユニットＥＮＵを用いたレジストパターンＲＰの製造方法について、図７Ａ〜図８Ｆを用いて説明する。 In addition, what laminated | stacked the base material layer 31, the mold release layer 32, and the liquid negative resist material NL1 (coating hardening type resist layer NL1) in this order is called peeling type negative resist unit ENU. . Therefore, a method for producing a resist pattern RP using such a peelable negative resist unit ENU will be described with reference to FIGS. 7A to 8F.
まず、図７Ａに示すような土台ユニットＵＴに対して、剥離型ネガレジストユニットＥＮＵが被せられる。詳説すると、図７Ｂに示すように、土台ユニットＵＴにおけるマスクパターン層ＭＰと、剥離型ネガレジストユニットＥＮＵの塗布硬化型レジスト層ＮＬ１とが密着させられる［ネガレジスト材料層形成工程］。その後、図７Ｃに示すように、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの紫外線等の光が塗布硬化型レジスト層ＮＬ１に照射される［ネガレジスト材料層露光工程］。 First, the peelable negative resist unit ENU is placed on the base unit UT as shown in FIG. 7A. More specifically, as shown in FIG. 7B, the mask pattern layer MP in the base unit UT and the coating-curing resist layer NL1 of the peelable negative resist unit ENU are brought into close contact with each other [negative resist material layer forming step]. Then, as shown in FIG. 7C, light such as ultraviolet rays from the back surface 11r of the glass substrate 11 is irradiated onto the coating-curing resist layer NL1 [negative resist material layer exposure step].
すると、透光性のガラス基板１１を通過してきた光のうち、一部の光はクロム層１２によって遮られ、残りの光は第１レジストパターンＲＰ１を通過し、さらに、塗布硬化型レジスト層ＮＬ１に到達する（なお、露光された塗布硬化型レジスト層ＮＬ１の部分は網点のハッチングを付す）。そして、露光された塗布硬化型レジスト層ＮＬ１の部分は硬化する。 Then, a part of the light that has passed through the translucent glass substrate 11 is blocked by the chromium layer 12, the remaining light passes through the first resist pattern RP1, and further, the coating-curing resist layer NL1. (The exposed portion of the coating-curing resist layer NL1 is hatched with halftone dots). Then, the exposed portion of the coating-curing resist layer NL1 is cured.
このような露光が完了した後、図８Ｄに示すように、離型層３２と基材層１１とが塗布硬化型レジスト層ＮＬ１から剥がされる［不要層剥離工程］。その後、図８Ｅに示すように、現像により、第１レジストパターンＲＰ１に重なる塗布硬化型レジスト層ＮＬ１の部分は除去されずに残る一方、クロム層１２およびクロム層１２上の空気に重なる塗布硬化型レジスト層ＮＬ１の部分は除去される［ネガレジスト材料層現像工程］。 After such exposure is completed, as shown in FIG. 8D, the release layer 32 and the base material layer 11 are peeled off from the coating-curing resist layer NL1 [unnecessary layer peeling step]. Thereafter, as shown in FIG. 8E, the portion of the coating curable resist layer NL1 that overlaps the first resist pattern RP1 remains without being removed by development, while the coating curable type that overlaps the chromium layer 12 and the air on the chromium layer 12 The resist layer NL1 is removed [negative resist material layer development step].
その結果、第１レジストパターンＲＰ１上に、塗布硬化型レジスト層ＮＬ１で形成される第２レジストパターンＲＰ２が積み重なる。なお、このレジストパターンＲＰを積み重ねる工程は、図８Ｆに示すように、適宜、繰り返されてもよい。 As a result, the second resist pattern RP2 formed of the coating / curing resist layer NL1 is stacked on the first resist pattern RP1. The step of stacking the resist patterns RP may be repeated as appropriate as shown in FIG. 8F.
詳説すると、第１レジストパターンＲＰ１と残った塗布硬化型レジスト層ＮＬ１の一部（すなわち、第２レジストパターンＲＰ２）とを新たな透過部とする。そして、この新たな透過部をマスクの窓部、クロム層１２およびそのクロム層１２上に位置する空気をマスクの被覆部、とする新たなマスクパターン層ＭＰにする。続いて、この新たなマスクパターン層ＭＰに対し、新たな剥離型ネガレジストユニットＥＮＵを被せ、その剥離型ネガレジストユニットＥＮＵの塗布硬化型レジスト層ＮＬ１に対して、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光によるフォトリソグラフィー法が行われればよい。 More specifically, the first resist pattern RP1 and a part of the remaining coating-curing resist layer NL1 (that is, the second resist pattern RP2) are used as new transmission parts. Then, this new transmission part is made into a new mask pattern layer MP in which the window part of the mask, the chromium layer 12 and the air located on the chromium layer 12 are the mask covering part. Subsequently, this new mask pattern layer MP is covered with a new peelable negative resist unit ENU, and the coating-curing resist layer NL1 of the peelable negative resist unit ENU is exposed from the back surface 11r of the glass substrate 11. What is necessary is just to perform the photolithographic method by exposure.
なお、以上の製造方法では、塗布硬化型レジスト層ＮＬ１が露光により硬化した後、その塗布硬化型レジスト層ＮＬ１から、離型層３２と基材層３１とが剥がされていた。しかし、これに限定されるものではない。すなわち、剥離型ネガレジストユニットＥＮＵが、土台ユニットＵＴに被せられた後で、露光前に、離型層３２と基材層３１とが塗布硬化型レジスト層ＮＬ１から剥がされてもかまわない。 In the above manufacturing method, after the coating curable resist layer NL1 is cured by exposure, the release layer 32 and the base material layer 31 are peeled off from the coating curable resist layer NL1. However, it is not limited to this. That is, the release layer 32 and the base material layer 31 may be peeled off from the coating-curing resist layer NL1 after the peeling negative resist unit ENU is placed on the base unit UT and before exposure.
次の別例を説明する。別例としては、図９Ａ〜図１０Ｇに示すような、レジストパターンＲＰの製造方法も一例として挙げられる。まず、図９Ａに示すような土台ユニットＵＴに対して、第１層目レジストパターンＲＰ１の有する屈折率（１．６程度）よりも低い材料、例えば、屈折率１．４程度のＳＯＧ（Spin On Glass）４１を塗布する。 The following another example will be described. As another example, a method of manufacturing a resist pattern RP as shown in FIGS. 9A to 10G can be cited as an example. First, with respect to the base unit UT as shown in FIG. 9A, a material lower than the refractive index (about 1.6) of the first layer resist pattern RP1, for example, SOG (Spin On Glass) 41 is applied.
詳説すると、図９Ｂに示すように、土台ユニットＵＴにおけるマスクパターン層ＭＰに対して、ＳＯＧ４１がスピンナー等により塗布される。これにより、ＳＯＧ４１が、クロム層１２と第１レジストパターンＲＰ１とによって囲まれる溝部ＤＨに埋まる。 More specifically, as shown in FIG. 9B, the SOG 41 is applied to the mask pattern layer MP in the base unit UT by a spinner or the like. As a result, the SOG 41 is buried in the groove DH surrounded by the chromium layer 12 and the first resist pattern RP1.
このようにして、第１レジストパターンＲＰ１の溝部ＤＨが埋まると、ＳＯＧ４１と第１レジストパターンＲＰ１とで、マスクパターン層ＭＰが形成される。そこで、図９Ｃに示すように、土台ユニットＵＴのマスクパターン層ＭＰ上に、液状のネガレジスト材料ＮＬ（ＮＬ２）を層状に塗布する［ネガレジスト材料層形成工程］。その後、図９Ｄに示すように、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの紫外線等の光が、塗布された層状のネガレジスト材料ＮＬ２に照射される［ネガレジスト材料層露光工程］。 Thus, when the groove DH of the first resist pattern RP1 is filled, the mask pattern layer MP is formed by the SOG 41 and the first resist pattern RP1. Therefore, as shown in FIG. 9C, a liquid negative resist material NL (NL2) is applied in layers on the mask pattern layer MP of the base unit UT [negative resist material layer forming step]. Thereafter, as shown in FIG. 9D, the applied layered negative resist material NL2 is irradiated with light such as ultraviolet rays from the back surface 11r of the glass substrate 11 [negative resist material layer exposure step].
すると、実施の形態１に類似した光の挙動が生じる。すなわち、ガラス基板１１を通過してきた光のうち、一部の光はクロム層１２によって遮られ、残りの光は第１レジストパターンＲＰ１を通過し、さらに、ネガレジスト材料ＮＬ２に到達する（なお、露光されたネガレジスト材料ＮＬ２の部分は網点のハッチングを付す）。 Then, the light behavior similar to that of the first embodiment occurs. That is, some of the light that has passed through the glass substrate 11 is blocked by the chromium layer 12, and the remaining light passes through the first resist pattern RP1 and further reaches the negative resist material NL2 (note that The exposed negative resist material NL2 is hatched with halftone dots).
詳説すると、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、一部の光は、第１レジストパターンＲＰ１の厚み方向に沿って、回折することなく直進し、ネガレジスト材料ＮＬ２に到達する。 More specifically, some of the light entering the first resist pattern RP1 travels straight without being diffracted along the thickness direction of the first resist pattern RP1, and reaches the negative resist material NL2.
また、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、残りの光の大部分は、第１レジストパターンＲＰ１からマスクパターン層ＭＰのＳＯＧ４１の領域に進入しようとする。しかしながら、その光は、第１レジストパターンＲＰ１とＳＯＧ４１との境界に対し、臨界角を超えて入射する。そのため、その光は、全反射し、ＳＯＧ４１に進入することなく、第１レジストパターンＲＰ１内を導波する。そして、その導波した光は、第１レジストパターンＲＰ１を通過し、ネガレジスト材料ＮＬ２に到達する（つまり、クロム層１２だけでなく、ＳＯＧ４１がマスクの被覆部の役割を果たす）。 In addition, most of the remaining light entering the first resist pattern RP1 tends to enter the SOG 41 region of the mask pattern layer MP from the first resist pattern RP1. However, the light is incident on the boundary between the first resist pattern RP1 and the SOG 41 beyond the critical angle. Therefore, the light is totally reflected and guided in the first resist pattern RP1 without entering the SOG 41. Then, the guided light passes through the first resist pattern RP1 and reaches the negative resist material NL2 (that is, not only the chromium layer 12 but also the SOG 41 serves as a mask covering portion).
その結果、このような第１レジストパターンＲＰ１における光の挙動により、その第１レジストパターンＲＰ１に重なるネガレジスト材料ＮＬ２の部分のみが露光される（図９Ｄ参照）。そして、図１０Ｅに示すように、現像により、第１レジストパターンＲＰ１に重なるネガレジスト材料ＮＬ２の部分は除去されずに残る一方、クロム層１２およびＳＯＧ４１に重なるネガレジスト材料ＮＬ２の部分は除去される［ネガレジスト材料層現像工程］。 As a result, only the portion of the negative resist material NL2 that overlaps the first resist pattern RP1 is exposed due to the behavior of light in the first resist pattern RP1 (see FIG. 9D). Then, as shown in FIG. 10E, the portion of the negative resist material NL2 that overlaps the first resist pattern RP1 remains without being removed by development, while the portion of the negative resist material NL2 that overlaps the chromium layer 12 and the SOG 41 is removed. [Negative resist material layer development step].
すると、第１レジストパターンＲＰ１上には、パターン化された層状のネガレジスト材料ＮＬ２（第２レジストパターンＲＰ２）が積み重なる。なお、このレジストパターンＲＰを積み重ねる工程は、適宜、繰り返されてもよい。 Then, the patterned layered negative resist material NL2 (second resist pattern RP2) is stacked on the first resist pattern RP1. Note that the step of stacking the resist patterns RP may be repeated as appropriate.
詳説すると、図１０Ｆに示すように、第２レジストパターンＲＰ２に対して、ＳＯＧ４１がスピンコート等により塗布される。ここで、第１レジストパターンＲＰ１と残った層状のネガレジスト材料ＮＬ２の一部（すなわち、第２レジストパターンＲＰ２）とを新たな透過部とする。また、この新たな透過部をマスクの窓部、クロム層１２およびそのクロム層１２上に位置するＳＯＧ４１をマスクの被覆部、とする新たなマスクパターン層ＭＰにする。 More specifically, as shown in FIG. 10F, SOG 41 is applied to the second resist pattern RP2 by spin coating or the like. Here, the first resist pattern RP1 and a part of the remaining layered negative resist material NL2 (that is, the second resist pattern RP2) are used as new transmission portions. Further, this new transmission part is a new mask pattern layer MP having the mask window part, the chromium layer 12 and the SOG 41 located on the chromium layer 12 as the mask covering part.
そして、図１０Ｇに示すように、ＳＯＧ４１で埋まった第２レジストパターンＲＰ２上に、液状のネガレジスト材料ＮＬ２が塗布される［ネガレジスト材料層形成工程］。その後、塗布されたネガレジスト材料ＮＬ２に対して、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光によるフォトリソグラフィー法が行われればよい。なお、このようなフォトリソグラフィー法が繰り返し行われることで、所望のアスペクト比を有するレジストパターンが形成されれば、最後に、フッ酸等により、ＳＯＧ４１は溶解除去される。 Then, as shown in FIG. 10G, a liquid negative resist material NL2 is applied on the second resist pattern RP2 filled with SOG 41 [negative resist material layer forming step]. Thereafter, the applied negative resist material NL2 may be subjected to a photolithography method by exposure from the back surface 11r of the glass substrate 11. If a resist pattern having a desired aspect ratio is formed by repeating such a photolithography method, the SOG 41 is finally dissolved and removed by hydrofluoric acid or the like.
また、別例として、図１１Ａ〜図１２Ｅに示されるような、化学増幅型のネガレジスト材料を用いたレジストパターンＲＰの製造方法もある。化学増幅型のネガレジスト材料では、露光（光反応）により酸が生成され、露光の後に行われる熱処理（ポストベーク）で生成した酸が触媒になって、内部の基材樹脂が反応し、パターンが形成される。 As another example, there is a method of manufacturing a resist pattern RP using a chemically amplified negative resist material as shown in FIGS. 11A to 12E. In chemically amplified negative resist materials, acid is generated by exposure (photoreaction), and the acid generated by heat treatment (post-bake) performed after exposure is used as a catalyst to react with the internal base resin to form a pattern. Is formed.
そして、このような化学増幅型のネガレジスト材料では、感光した部分と未感光の部分とで、屈折率に差が生じる。例えば、上述したＳＵ−８等の一部の化学増幅型レジストでは、感光した部分の屈折率は、未感光の部分の屈折率よりも大きい。そこで、この屈折率差の現象を利用して、レジストパターンＲＰが製造される。 In such a chemically amplified negative resist material, a difference in refractive index occurs between the exposed portion and the unexposed portion. For example, in some chemically amplified resists such as SU-8 described above, the refractive index of the exposed portion is greater than the refractive index of the unexposed portion. Therefore, the resist pattern RP is manufactured by utilizing this phenomenon of refractive index difference.
まず、図１１Ａに示すような土台ユニットＵＴに対して、液状の化学増幅型レジスト材料ＮＬ（ＮＬ３）を塗布する。詳説すると、図１１Ｂに示すように、土台ユニットＵＴにおけるマスクパターン層ＭＰに対して、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３がスピンナー等により塗布される［ネガレジスト材料層形成工程］。 First, a liquid chemically amplified resist material NL (NL3) is applied to the base unit UT as shown in FIG. 11A. More specifically, as shown in FIG. 11B, a chemically amplified negative material NL3 is applied to the mask pattern layer MP in the base unit UT by a spinner or the like [negative resist material layer forming step].
これにより、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３が、クロム層１２と第１レジストパターンＲＰ１とによって囲まれる溝部ＤＨに埋まる。その上、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の滴下量を調整することで、マスクパターン層ＭＰ上に、厚みを有する化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の膜（層）が形成される。 Thereby, the chemically amplified negative material NL3 is buried in the groove DH surrounded by the chromium layer 12 and the first resist pattern RP1. In addition, by adjusting the dropping amount of the chemically amplified negative material NL3, a film (layer) of the chemically amplified negative material NL3 having a thickness is formed on the mask pattern layer MP.
その後、図１１Ｃに示すように、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの紫外線等の光が、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に照射される［ネガレジスト材料層露光工程］。すると、感光する化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分（第１レジストパターンＲＰ１に重なる部分）と未感光の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分（クロム層１２に重なる化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分）とで、屈折率差が生じる（なお、露光された化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分は網点のハッチングを付す）。 Then, as shown to FIG. 11C, light, such as an ultraviolet-ray, from the back surface 11r of the glass substrate 11 is irradiated to the chemical amplification type negativeist material NL3 [negative resist material layer exposure process]. Then, a photosensitive chemically amplified negative material NL3 (a portion overlapping the first resist pattern RP1) and a non-photosensitive chemically amplified negative material NL3 (a portion of the chemically amplified negative material NL3 overlapping the chromium layer 12), Thus, a difference in refractive index is generated (note that the exposed portion of the chemically amplified negative material NL3 is hatched).
そのため、実施の形態１に類似した光の挙動が生じる。すなわち、ガラス基板１１を通過してきた光のうち、一部の光はクロム層１２によって遮られ、残りの光は第１層レジストパターンＲＰを通過し、さらに、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に到達する。 Therefore, the light behavior similar to that of the first embodiment occurs. That is, a part of the light that has passed through the glass substrate 11 is blocked by the chromium layer 12, and the remaining light passes through the first layer resist pattern RP and further reaches the chemically amplified negative material NL3. .
詳説すると、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、一部の光は、第１レジストパターンＲＰ１の厚み方向に沿って、回折することなく直進し、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に到達する。 More specifically, some of the light entering the first resist pattern RP1 travels straight without being diffracted along the thickness direction of the first resist pattern RP1, and reaches the chemically amplified negative material NL3.
また、第１レジストパターンＲＰ１に進入する光のうち、残りの光の大部分は、第１レジストパターンＲＰ１から第１レジストパターンＲＰ１の溝部ＤＨに埋まる化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に進入しようとする。しかしながら、その光は、第１レジストパターンＲＰ１と化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３との境界に対し、臨界角を超えて入射する。 Also, most of the remaining light entering the first resist pattern RP1 tends to enter the chemically amplified negative material NL3 buried in the groove DH of the first resist pattern RP1 from the first resist pattern RP1. However, the light is incident on the boundary between the first resist pattern RP1 and the chemically amplified negative material NL3 beyond the critical angle.
そのため、その光は、全反射し、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に進入することなく、第１レジストパターンＲＰ１内を導波する。そして、その導波した光は、第１レジストパターンＲＰ１を通過し、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に到達する（つまり、クロム層１２だけでなく、未感光の化学増幅型ネガレジスト材料ＮＬ３がマスクの被覆部の役割を果たす）。 Therefore, the light is totally reflected and guided in the first resist pattern RP1 without entering the chemically amplified negative material NL3. Then, the guided light passes through the first resist pattern RP1 and reaches the chemically amplified negative resist material NL3 (that is, not only the chromium layer 12 but also the non-photosensitive chemically amplified negative resist material NL3 is used as a mask). It plays the role of a covering part).
その結果、このような第１レジストパターンＲＰ１における光の挙動により、その第１レジストパターンＲＰ１に重なる化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分のみが露光される（図１１Ｃ参照）。その後、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に対し、熱処理が加えられることで、露光により生成した酸を触媒とする化学反応が発生し、露光部分が固まる［熱処理工程］。 As a result, due to the behavior of light in the first resist pattern RP1, only the portion of the chemically amplified negative material NL3 that overlaps the first resist pattern RP1 is exposed (see FIG. 11C). Thereafter, a heat treatment is applied to the chemically amplified negative material NL3, whereby a chemical reaction using an acid generated by exposure as a catalyst occurs and the exposed portion is hardened [heat treatment step].
そして、図１２Ｄに示すように、現像により、第１レジストパターンＲＰ１に重なる化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分は除去されずに残る一方、未感光の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分は除去される［ネガレジスト材料層現像工程］。 Then, as shown in FIG. 12D, the portion of the chemically amplified negative material NL3 that overlaps the first resist pattern RP1 remains without being removed by development, while the portion of the non-photosensitive chemically amplified negative material NL3 is removed. [Negative resist material layer development step].
すると、第１レジストパターンＲＰ１上には、パターン化された化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３（第２レジストパターンＲＰ２）が積み重なる。なお、このレジストパターンＲＰ積み重ねる工程は、適宜、繰り返されてもよい。 Then, the patterned chemically amplified negative material NL3 (second resist pattern RP2) is stacked on the first resist pattern RP1. Note that the process of stacking the resist patterns RP may be repeated as appropriate.
詳説すると、図１２Ｅに示すように、第２レジストパターンＲＰ２に対して、新たに化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３がスピンコート等により塗布される。ここで、第１レジストパターンＲＰ１と残った層状の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の一部（すなわち、第２レジストパターンＲＰ２）とを新たな透過部とする。また、この新たな透過部をマスクの窓部、クロム層１２およびそのクロム層１２上に位置する未感光の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３をマスクの被覆部、とする新たなマスクパターン層ＭＰにする。そして、図１２Ｅに示すように、新たに塗布された化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に対して、ガラス基板１１の裏面１１ｒからの露光によるフォトリソグラフィー法が行われればよい。 More specifically, as shown in FIG. 12E, the chemically amplified negative material NL3 is newly applied to the second resist pattern RP2 by spin coating or the like. Here, the first resist pattern RP1 and the remaining part of the layered chemically amplified negative material NL3 (that is, the second resist pattern RP2) are used as new transmission parts. Further, this new transmission part is a new mask pattern layer MP in which the mask window part, the chrome layer 12 and the non-photosensitive chemically amplified negative material NL3 located on the chrome layer 12 are used as the mask cover part. . Then, as shown in FIG. 12E, the newly applied chemically amplified negativeist material NL3 may be subjected to photolithography by exposure from the back surface 11r of the glass substrate 11.
なお、このレジストパターンＲＰを積み重ねる工程が繰り返される場合に、各工程で現像が必要になるとは限らない。例えば、図１１Ｃに示される化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の露光と熱処理が行われた後、図１３Ｐに示すように、現像することなく、化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３が、熱処理後の化学増幅型ネガレジスト材料ＮＬ３（すなわち、第２レジストパターンＲＰ２）上に塗布されてもよい［ネガレジスト材料層形成工程］。 In addition, when the process of stacking the resist patterns RP is repeated, development is not necessarily required in each process. For example, after the chemical amplification negative material NL3 shown in FIG. 11C is exposed and heat-treated, as shown in FIG. 13P, the chemical amplification negative material NL3 is not developed, and the chemically amplified negative material NL3 is processed. It may be applied on the resist material NL3 (that is, the second resist pattern RP2) [negative resist material layer forming step].
そして、図１３Ｑに示すように、第１レジストパターンＲＰ１とそれに重なる熱処理後の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の一部（すなわち、第２レジストパターンＲＰ２）とを新たな透過部とする。また、この新たな透過部をマスクの窓部、クロム層１２およびそのクロム層１２上に位置する未感光の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３をマスクの被覆部、とする新たなマスクパターン層ＭＰにする。そして、図１３Ｑに示すように、新たに塗布された化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３は、ガラス基板１１の裏面１１ｒから露光される［ネガレジスト材料層露光工程］。 Then, as shown in FIG. 13Q, the first resist pattern RP1 and a part of the chemically amplified negative resist material NL3 after the heat treatment that overlaps the first resist pattern RP1 (that is, the second resist pattern RP2) are used as new transmission portions. Further, this new transmission part is a new mask pattern layer MP in which the mask window part, the chrome layer 12 and the non-photosensitive chemically amplified negative material NL3 located on the chrome layer 12 are used as the mask cover part. . Then, as shown in FIG. 13Q, the newly applied chemically amplified negative material NL3 is exposed from the back surface 11r of the glass substrate 11 [negative resist material layer exposure step].
その後、新たな化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３に対し、熱処理が加えられることで、露光部分が固まる［熱処理工程］。最後に、図１３Ｒに示すように、現像により、未感光の化学増幅型ネガジスト材料ＮＬ３の部分が除去され［ネガレジスト材料層現像工程］、所望の高アスペクト比を有するレジストパターンＲＰが形成される。 Thereafter, the exposed portion is hardened by applying a heat treatment to the new chemically amplified negative material NL3 [heat treatment step]. Finally, as shown in FIG. 13R, the unexposed portion of the chemically amplified negative resist material NL3 is removed by development [negative resist material layer developing step], and a resist pattern RP having a desired high aspect ratio is formed. .
［その他の実施の形態］
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
[Other embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
例えば、以上の製造方法では、マスクユニットＭＵが形成される場合に、縞模様のフォトマスクＰＭが用いられていた（図２Ｃ参照）。そのため、土台ユニットＵＴにおける第１レジストパターンＲＰ１も縞模様になり、さらに、その土台ユニットＵＴを利用して作られるレジストパターンＲＰ（例えば、第２レジストパターンＲＰ２）も縞模様になっていた。しかし、レジストパターンＲＰの模様は、縞模様に限定されるものではない（いいかえると、レジストパターンＲＰのパターン片ＢＫの形状は、直方体に限られるものではない）。 For example, in the above manufacturing method, when the mask unit MU is formed, a striped photomask PM is used (see FIG. 2C). For this reason, the first resist pattern RP1 in the base unit UT is also striped, and the resist pattern RP (for example, the second resist pattern RP2) made using the base unit UT is also striped. However, the pattern of the resist pattern RP is not limited to a striped pattern (in other words, the shape of the pattern piece BK of the resist pattern RP is not limited to a rectangular parallelepiped).
例えば、図１４Ａに示すように、フォトマスクＰＭが、透過性（透光性）を有する基板２１上に円柱状の遮光片２２を敷き詰めたものである場合、土台ユニットＵＴ上に積み重なって完成するレジストパターンＲＰは、図１４Ｂに示すようになる。すなわち、円柱状の空洞ＣＹを内蔵する層を積み上げたレジストパターンＲＰになる。 For example, as shown in FIG. 14A, when the photomask PM is obtained by laying cylindrical light shielding pieces 22 on a substrate 21 having transparency (translucency), the photomask PM is stacked on the base unit UT to be completed. The resist pattern RP is as shown in FIG. 14B. That is, the resist pattern RP is obtained by stacking layers containing the cylindrical cavities CY.
また、図１５Ａに示すように、フォトマスクＰＭが、円柱状の開孔２４を敷き詰めた遮光プレート２５の場合、土台ユニットＵＴ上に積み重なって完成するレジストパターンＲＰは、図１５Ｂに示すようになる。すなわち、積み上がる円柱状のパターン片ＢＫを敷き詰めたレジストパターンＰＳになる。 Further, as shown in FIG. 15A, when the photomask PM is a light shielding plate 25 in which cylindrical openings 24 are spread, the resist pattern RP that is completed by being stacked on the base unit UT is as shown in FIG. 15B. . That is, the resist pattern PS is formed by laying the stacked columnar pattern pieces BK.
つまり、以上の製造方法であれば、フォトマスクＰＭにおける遮光領域の形状と、その遮光領域以外の透過領域の形状とによって、種々形状のレジストパターンＲＰ（ひいては、パターン構造物ＰＳ）が形成される。 That is, in the above manufacturing method, resist patterns RP (and thus pattern structures PS) having various shapes are formed according to the shape of the light shielding region in the photomask PM and the shape of the transmission region other than the light shielding region. .
ＲＰ レジストパターン
ＤＦ ドライフィルム
ＰＳ パターン構造物
ＭＵ マスクユニット
ＭＵＳ マスク面
１１ ガラス基板（透過性基板）
１１ｆ ガラス基板の表面（第１面）
１１ｒ ガラス基板の裏面（第２面）
１２ クロム層（遮光材料層）
１３ レジスト層
ＰＭ フォトマスク
２１ 透過性を有する基板
２２ 遮光片
２４ 開孔
２５ 遮光プレート
ＵＴ 土台ユニット
ＤＨ 溝部
ＮＬ ネガレジスト材料（ネガレジスト材料層）
ＥＮＵ 剥離型ネガレジストユニット
３１ 基材層
３２ 離型層
ＮＬ１ 塗布硬化型レジスト層（ネガレジスト材料層）
ＮＬ２ 液状のネガレジスト材料（ネガレジスト材料層）
ＮＬ３ 化学増幅型レジスト材料（ネガレジスト材料層）
４１ ＳＯＧ（低屈折率な媒質）
RP resist pattern DF dry film PS pattern structure MU mask unit MUS mask surface 11 Glass substrate (transparent substrate)
11f Surface of glass substrate (first surface)
11r Back surface of glass substrate (second surface)
12 Chrome layer (light shielding material layer)
13 resist layer PM photomask 21 transparent substrate 22 light shielding piece 24 opening 25 light shielding plate UT base unit DH groove NL negative resist material (negative resist material layer)
ENU Peeling type negative resist unit 31 Base material layer 32 Release layer NL1 Coating and curing type resist layer (negative resist material layer)
NL2 liquid negative resist material (negative resist material layer)
NL3 chemically amplified resist material (negative resist material layer)
41 SOG (low refractive index medium)
Claims (6)
上記透過性基板にて対向する第１面および第２面のうち、上記第１面に、高低差のあ
る透過部と遮光部とを並べ、高い方の上記透過部をマスクの窓部に、低い方の上記遮
光部、および、その遮光部上に位置し上記透過部から成る媒質よりも低屈折率な媒質を
マスクの被覆部にしたマスクパターン層と、
を含む土台ユニットに対して、
（１） 上記マスクパターン層上に、ネガレジスト材料層を形成し、上記第２面からの
露光によるフォトリソグラフィー法で、上記ネガレジスト材料層を上記透過部だ
けに重なるように残すことで、レジストパターンとする、
レジストパターンの製造方法。 A transparent substrate;
Of the first and second surfaces facing each other on the transmissive substrate, a transmissive portion and a light-shielding portion having a height difference are arranged on the first surface, and the higher transmissive portion is used as a mask window portion. A mask pattern layer having a mask covering portion made of a medium having a lower refractive index than the medium formed of the transmitting portion and positioned on the light shielding portion, the lower light shielding portion;
For the base unit including
(1) By forming a negative resist material layer on the mask pattern layer and leaving the negative resist material layer so as to overlap only the transmissive portion by photolithography using exposure from the second surface, A resist pattern,
A method for producing a resist pattern.
その新たな透過部をマスクの窓部に、上記遮光部と上記遮光部上に位置し新たな透過部から成る媒質よりも低屈折率な媒質とをマスクの被覆部にした新たなマスクパターン層とし、
さらに上記（１）の工程を行う請求項１に記載のレジストパターンの製造方法。 The transmission part and a part of the remaining negative resist material as a new transmission part,
A new mask pattern layer in which the new transmissive part is used as a mask window part, and the mask part is formed by the mask part with the light shielding part and a medium located on the light shielding part and having a lower refractive index than the medium composed of the new transmissive part age,
Furthermore, the manufacturing method of the resist pattern of Claim 1 which performs the process of said (1).
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