JPH06250379A - パターン形成方法、位相シフト法用ホトマスクの形成方法 - Google Patents
パターン形成方法、位相シフト法用ホトマスクの形成方法Info
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- JPH06250379A JPH06250379A JP3761693A JP3761693A JPH06250379A JP H06250379 A JPH06250379 A JP H06250379A JP 3761693 A JP3761693 A JP 3761693A JP 3761693 A JP3761693 A JP 3761693A JP H06250379 A JPH06250379 A JP H06250379A
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- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
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- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 一度形成したパターン１５ａを汎用性良く太
らせて所望のパターンを得ることができるパターン形成
方法を提供すること。 【構成】 シリコン基板１１上に酸発生剤１３を含んだ
ｉ線用ポジ型レジストの層１５を形成する。この層１５
のラインアンドスペースパタン１５ａを得る。試料に紫
外線照射及び加熱を行いパターン１５ａ中に酸１３ａを
発生させる。この試料上に、酸の作用により架橋する化
学増幅型のレジストの層１７を形成する。この試料を１
００℃の温度で１分間熱処理し、パターン１５ａ中の酸
１３ａをレジスト層１７中に熱処理条件に応じた距離拡
散させる。レジスト層１７の、酸１３ａが及んだ部分は
架橋するのでこの部分は現像液に不溶性を示す変性層に
変換される。レジスト層１７を現像液で除去する。パタ
ーン１５ａと変性層とから成る所望のパターンが得られ
る。
らせて所望のパターンを得ることができるパターン形成
方法を提供すること。 【構成】 シリコン基板１１上に酸発生剤１３を含んだ
ｉ線用ポジ型レジストの層１５を形成する。この層１５
のラインアンドスペースパタン１５ａを得る。試料に紫
外線照射及び加熱を行いパターン１５ａ中に酸１３ａを
発生させる。この試料上に、酸の作用により架橋する化
学増幅型のレジストの層１７を形成する。この試料を１
００℃の温度で１分間熱処理し、パターン１５ａ中の酸
１３ａをレジスト層１７中に熱処理条件に応じた距離拡
散させる。レジスト層１７の、酸１３ａが及んだ部分は
架橋するのでこの部分は現像液に不溶性を示す変性層に
変換される。レジスト層１７を現像液で除去する。パタ
ーン１５ａと変性層とから成る所望のパターンが得られ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、パターン形成方法及
びこれを利用した位相シフト法用ホトマスクの形成方法
に関するものである。
びこれを利用した位相シフト法用ホトマスクの形成方法
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】リソグラフィ技術の分野においても半導
体装置の高集積化に対応可能な微細なレジストパターン
を形成する技術が種々提案されている。それらの中に、
例えば文献（プロシーディング1991インターナショナル
マイクロプロセス カンファレンス（Proc.of 1991 I
ntern.MicroProcess Conference ），ｐｐ１４５−１５
２）に開示されている、ＣＡＲＬ（Chemical Amplifica
tion of Resist Lines）と称される技術がある。この技
術は、(1).一般のリソグラフィ技術により形成したレジ
ストパターンをさらにシリル化することでこのレジスト
パターンの体積を膨張させシリル化前の状態より太らせ
るか、(2).レジストを露光後にこのレジストをシリル化
して露光部を太らせる技術である。この技術では、シリ
ル化によってレジストパターンを太らせた分だけレジス
トパターンにおけるスペース部が狭くできる。すなわ
ち、露光・現像のみで形成されるレジストパターンに比
べ、小さなホールパターンを形成でき、また、同じピッ
チでも線幅自体が太い配線（換言すれば配線抵抗が低い
配線）を形成できた。
体装置の高集積化に対応可能な微細なレジストパターン
を形成する技術が種々提案されている。それらの中に、
例えば文献（プロシーディング1991インターナショナル
マイクロプロセス カンファレンス（Proc.of 1991 I
ntern.MicroProcess Conference ），ｐｐ１４５−１５
２）に開示されている、ＣＡＲＬ（Chemical Amplifica
tion of Resist Lines）と称される技術がある。この技
術は、(1).一般のリソグラフィ技術により形成したレジ
ストパターンをさらにシリル化することでこのレジスト
パターンの体積を膨張させシリル化前の状態より太らせ
るか、(2).レジストを露光後にこのレジストをシリル化
して露光部を太らせる技術である。この技術では、シリ
ル化によってレジストパターンを太らせた分だけレジス
トパターンにおけるスペース部が狭くできる。すなわ
ち、露光・現像のみで形成されるレジストパターンに比
べ、小さなホールパターンを形成でき、また、同じピッ
チでも線幅自体が太い配線（換言すれば配線抵抗が低い
配線）を形成できた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ＣＡＲＬ技術の場合、シリル化のために特殊なレジスト
を使用する必要がある。半導体装置の製造においては一
度形成したレジストパターンを汎用の材料を使用し太ら
せることができた方が好ましい場合が多いので改善が望
まれる。
ＣＡＲＬ技術の場合、シリル化のために特殊なレジスト
を使用する必要がある。半導体装置の製造においては一
度形成したレジストパターンを汎用の材料を使用し太ら
せることができた方が好ましい場合が多いので改善が望
まれる。
【０００４】また、上述のＣＡＲＬ技術では得られるレ
ジストパターンはＳｉＯ2 系のものとなるので例えばＳ
ｉＯ2 膜をエッチング加工しようとした場合はレジスト
パターン及び被エッチング物（ＳｉＯ2 膜）間の選択比
がとれない。このため、ＳｉＯ2 膜をエッチング加工す
る場合はシリル化されるレジストの下層に他のレジスト
を形成しておくいわゆる２層レジストプロセスが必要で
ある。この点からも、一度形成したレジストパターンを
太らせることをシリル化以外の方法でも行える方法が望
まれる。
ジストパターンはＳｉＯ2 系のものとなるので例えばＳ
ｉＯ2 膜をエッチング加工しようとした場合はレジスト
パターン及び被エッチング物（ＳｉＯ2 膜）間の選択比
がとれない。このため、ＳｉＯ2 膜をエッチング加工す
る場合はシリル化されるレジストの下層に他のレジスト
を形成しておくいわゆる２層レジストプロセスが必要で
ある。この点からも、一度形成したレジストパターンを
太らせることをシリル化以外の方法でも行える方法が望
まれる。
【０００５】この出願はこのような点に鑑みなされたも
のであり従ってこの出願の第一発明の目的は、露光現像
により得られたパターンを太らせて所望のパターンを得
ることをより汎用性良く行えるパターン形成方法を提供
することにある。また、この出願の第二発明の目的は、
第一発明の方法を利用したＲｉｍ型の位相シフト法用ホ
トマスクの形成方法を提供することにある。また、この
出願の第三発明の目的は第一発明の方法を利用した多段
型の位相シフト法用ホトマスクの形成方法を提供するこ
とにある。
のであり従ってこの出願の第一発明の目的は、露光現像
により得られたパターンを太らせて所望のパターンを得
ることをより汎用性良く行えるパターン形成方法を提供
することにある。また、この出願の第二発明の目的は、
第一発明の方法を利用したＲｉｍ型の位相シフト法用ホ
トマスクの形成方法を提供することにある。また、この
出願の第三発明の目的は第一発明の方法を利用した多段
型の位相シフト法用ホトマスクの形成方法を提供するこ
とにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この第一発明の目的の達
成を図るため、この第一発明によれば、下地上に所望の
パターンを形成するに当たり、前述の下地上に、前述の
所望のパターンに対し所定関係の形状の第１のパターン
であってこの上に後に形成される第２のパターン形成材
の層の一部を該第２のパターン形成材の溶解液に不溶と
する一方の因子を含む第１のパターンを、形成する工程
と、該第１のパターンの形成が済んだ前述の下地上に、
該第１のパターンを覆うように第２のパターン形成材の
層であって該層を前述の溶解液に不溶とする他方の因子
を含む第２のパターン形成材の層を、形成する工程と、
少なくとも該第２のパターン形成材の層の、前述の第１
のパターンとの界面から所定厚さ部分までを、前述の一
方の因子及び他方の因子を利用して、前述の第２のパタ
ーン形成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換す
る工程と、該変性層が形成された第２のパターン形成材
の層の変性層以外の部分を前述の溶解液により溶解し、
所望のパターンとしての、前述の第１のパターン及び前
述の変性層から成るパターンを得る工程とを含むことを
特徴とする。
成を図るため、この第一発明によれば、下地上に所望の
パターンを形成するに当たり、前述の下地上に、前述の
所望のパターンに対し所定関係の形状の第１のパターン
であってこの上に後に形成される第２のパターン形成材
の層の一部を該第２のパターン形成材の溶解液に不溶と
する一方の因子を含む第１のパターンを、形成する工程
と、該第１のパターンの形成が済んだ前述の下地上に、
該第１のパターンを覆うように第２のパターン形成材の
層であって該層を前述の溶解液に不溶とする他方の因子
を含む第２のパターン形成材の層を、形成する工程と、
少なくとも該第２のパターン形成材の層の、前述の第１
のパターンとの界面から所定厚さ部分までを、前述の一
方の因子及び他方の因子を利用して、前述の第２のパタ
ーン形成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換す
る工程と、該変性層が形成された第２のパターン形成材
の層の変性層以外の部分を前述の溶解液により溶解し、
所望のパターンとしての、前述の第１のパターン及び前
述の変性層から成るパターンを得る工程とを含むことを
特徴とする。
【０００７】ここで、下地とは、パターンを形成したい
種々のものとできる。また所望のパターンに対し所定関
係の形状の第１のパターンとは、上述の変性層が形成さ
れた後に第１のパターン及びこの変性層によって所望の
パターンが得られるよう予め定められるものをいう。例
えば所望のパターンに相似する形状を有したものとでき
る。なお、第１のパターンが第２のパターン形成材（例
えば第２のパターン形成材の溶媒）によって溶解される
恐れがある場合は第１のパターンに対し不溶化処理を行
うのが良い。この不溶化処理は第１のパターンに対し熱
を加えるとか紫外線を照射するなどの処理を行うこと好
ましくは過度に行うことにより可能である。
種々のものとできる。また所望のパターンに対し所定関
係の形状の第１のパターンとは、上述の変性層が形成さ
れた後に第１のパターン及びこの変性層によって所望の
パターンが得られるよう予め定められるものをいう。例
えば所望のパターンに相似する形状を有したものとでき
る。なお、第１のパターンが第２のパターン形成材（例
えば第２のパターン形成材の溶媒）によって溶解される
恐れがある場合は第１のパターンに対し不溶化処理を行
うのが良い。この不溶化処理は第１のパターンに対し熱
を加えるとか紫外線を照射するなどの処理を行うこと好
ましくは過度に行うことにより可能である。
【０００８】また、この第一発明の実施に当たり、前述
の一方の因子を酸又は酸発生剤とし、前述の他方の因子
を含む前述の第２のパターン形成材を酸の作用により前
述の溶解液に不溶化する材料とすることができる。具体
的には第１のパターン形成材を酸若しくは酸発生剤を含
むレジスト例えばノボラック−キノンジアジド系のレジ
ストとし、第２のパターン形成材を酸の作用により現像
液に対し不溶化する化学増幅型レジストとすることがで
きる。或いは、第１の及び第２のパターン形成材共に同
じもの例えば化学増幅型のレジストとしても良い。
の一方の因子を酸又は酸発生剤とし、前述の他方の因子
を含む前述の第２のパターン形成材を酸の作用により前
述の溶解液に不溶化する材料とすることができる。具体
的には第１のパターン形成材を酸若しくは酸発生剤を含
むレジスト例えばノボラック−キノンジアジド系のレジ
ストとし、第２のパターン形成材を酸の作用により現像
液に対し不溶化する化学増幅型レジストとすることがで
きる。或いは、第１の及び第２のパターン形成材共に同
じもの例えば化学増幅型のレジストとしても良い。
【０００９】または、前述の一方の因子を塩基とし、前
述の他方の因子を含む前述の第２のパターン形成材を塩
基の作用により前述の溶解液に不溶化する材料とするこ
ともできる。または、前述の一方の因子及び前述の他方
の因子を、前述の第１のパターンと前述の第２のパター
ン形成材の層との境界領域に両者のミキシング層を形成
し得る因子とできる。例えば、第１のパターン形成材料
が溶質及び溶媒で構成されている場合のこれら溶質及び
溶媒のいずれか一方または双方はミキシング層を形成し
得る一方の因子と考えることができ、また、第２のパタ
ーン形成材料が溶質及び溶媒で構成されている場合のこ
れら溶質及び溶媒のいずれか一方または双方はミキシン
グ層を形成し得る他方の因子と考えることができる。
述の他方の因子を含む前述の第２のパターン形成材を塩
基の作用により前述の溶解液に不溶化する材料とするこ
ともできる。または、前述の一方の因子及び前述の他方
の因子を、前述の第１のパターンと前述の第２のパター
ン形成材の層との境界領域に両者のミキシング層を形成
し得る因子とできる。例えば、第１のパターン形成材料
が溶質及び溶媒で構成されている場合のこれら溶質及び
溶媒のいずれか一方または双方はミキシング層を形成し
得る一方の因子と考えることができ、また、第２のパタ
ーン形成材料が溶質及び溶媒で構成されている場合のこ
れら溶質及び溶媒のいずれか一方または双方はミキシン
グ層を形成し得る他方の因子と考えることができる。
【００１０】なお、前述の一方の因子を含む前述の第１
のパターンは、該一方の因子を予め含む第１のパターン
形成材（例えば上述の、酸若しくは酸発生剤を含むノボ
ラック−キノンジアジド系のレジスト）をパターニング
することにより形成しても良く、または、前記一方の因
子を予め含まない第１のパターン形成材（例えばノボラ
ック−キノンジアジド系のレジスト）をパターニングし
た後にこれに該一方の因子（例えば酸）を導入すること
により形成しても良い。
のパターンは、該一方の因子を予め含む第１のパターン
形成材（例えば上述の、酸若しくは酸発生剤を含むノボ
ラック−キノンジアジド系のレジスト）をパターニング
することにより形成しても良く、または、前記一方の因
子を予め含まない第１のパターン形成材（例えばノボラ
ック−キノンジアジド系のレジスト）をパターニングし
た後にこれに該一方の因子（例えば酸）を導入すること
により形成しても良い。
【００１１】また、前述の変性層の形成は、前述の第１
のパターン及び第２のパターン形成材の層の形成の終え
た試料に熱を加えることにより行い、該変性層の厚さを
該熱の印加条件によって制御するのが好適である。
のパターン及び第２のパターン形成材の層の形成の終え
た試料に熱を加えることにより行い、該変性層の厚さを
該熱の印加条件によって制御するのが好適である。
【００１２】また、この出願の第二発明によれば、透過
領域の内側に透過領域を決定する遮光パターンに沿って
位相シフタを具える（換言すれば位相シフタ上に遮光パ
ターンであってその少なくとも一部のエッジが前述の位
相シフタの領域内に納まっている遮光パターンを具え
る）いわゆるＲｉｍ型と称される位相シフト法用ホトマ
スクを形成する方法において、位相シフタ形成用の位相
シフタ形成材上に遮光部形成用の薄膜を形成する工程
と、遮光部形成用の薄膜上に、遮光部形成用マスクとし
ての第１のパターンであってこの上に後に形成される第
２のパターン形成材の層の一部を該第２のパターン形成
材の溶解液に不溶とする一方の因子を含む第１のパター
ン若しくは該一方の因子を含まない第１のパターンを、
形成する工程と、該第１のパターンをマスクとして前述
の遮光部形成用の薄膜をパターニングして遮光部を得る
工程と、該遮光部の形成の済んだ試料上に、前記第１の
パターンが前記一方の因子を含まない場合は該パターン
に該一方の因子を導入した後、前述の第１のパターンを
覆うように第２のパターン形成材の層であって該層を前
述の溶解液に不溶とする他方の因子を含む第２のパター
ン形成材の層を、形成する工程と、少なくとも該第２の
パターン形成材の層の、前述の第１のパターンとの界面
から所定厚さ部分までを前述の一方の因子及び他方の因
子を利用して、前述の第２のパターン形成材の溶解液に
対し不溶性を示す変性層に変換する工程と、該変性層が
形成された第２のパターン形成材の層の変性層以外の部
分を前述の溶解液により溶解し、前述の第１のパターン
及び前述の変性層から成る位相シフタ形成用マスクパタ
ーンを得る工程と、該位相シフタ形成用マスクパターン
をマスクとして前述の位相シフタ形成材をパターニング
して位相シフタを得る工程とを含むことを特徴とする。
領域の内側に透過領域を決定する遮光パターンに沿って
位相シフタを具える（換言すれば位相シフタ上に遮光パ
ターンであってその少なくとも一部のエッジが前述の位
相シフタの領域内に納まっている遮光パターンを具え
る）いわゆるＲｉｍ型と称される位相シフト法用ホトマ
スクを形成する方法において、位相シフタ形成用の位相
シフタ形成材上に遮光部形成用の薄膜を形成する工程
と、遮光部形成用の薄膜上に、遮光部形成用マスクとし
ての第１のパターンであってこの上に後に形成される第
２のパターン形成材の層の一部を該第２のパターン形成
材の溶解液に不溶とする一方の因子を含む第１のパター
ン若しくは該一方の因子を含まない第１のパターンを、
形成する工程と、該第１のパターンをマスクとして前述
の遮光部形成用の薄膜をパターニングして遮光部を得る
工程と、該遮光部の形成の済んだ試料上に、前記第１の
パターンが前記一方の因子を含まない場合は該パターン
に該一方の因子を導入した後、前述の第１のパターンを
覆うように第２のパターン形成材の層であって該層を前
述の溶解液に不溶とする他方の因子を含む第２のパター
ン形成材の層を、形成する工程と、少なくとも該第２の
パターン形成材の層の、前述の第１のパターンとの界面
から所定厚さ部分までを前述の一方の因子及び他方の因
子を利用して、前述の第２のパターン形成材の溶解液に
対し不溶性を示す変性層に変換する工程と、該変性層が
形成された第２のパターン形成材の層の変性層以外の部
分を前述の溶解液により溶解し、前述の第１のパターン
及び前述の変性層から成る位相シフタ形成用マスクパタ
ーンを得る工程と、該位相シフタ形成用マスクパターン
をマスクとして前述の位相シフタ形成材をパターニング
して位相シフタを得る工程とを含むことを特徴とする。
【００１３】また、この出願の第三発明によれば、位相
シフタのエッジ部が露光光の位相のシフト量を段階的と
するために段階的に異なる厚さとされているいわゆる多
段型と称される位相シフト法用ホトマスクを形成する方
法において、位相シフタ形成材上に、位相シフタの第１
の厚さの部分を得るためのマスクとしての第１のパター
ンであってこの上に後に形成される第２のパターン形成
材の層の一部を該第２のパターン形成材の溶解液に不溶
とする一方の因子を含む第１のパターン若しくは該一方
の因子を含まない第１のパターンを、形成する工程と、
該第１のパターンをマスクとして前述の位相シフタ形成
材の該第１のパターンから露出する部分を第２の厚さと
なるまでエッチングする工程と、該エッチングの済んだ
試料上に、前記第１のパターンが前記一方の因子を含ま
ない場合は該パターンに該一方の因子を導入した後、該
第１のパターンを覆うように第２のパターン形成材の層
であって該層を前述の溶解液に不溶とする他方の因子を
含む第２のパターン形成材の層を、形成する工程と、少
なくとも該第２のパターン形成材の層の、前述の第１の
パターンとの界面から所定厚さ部分までを、前述の一方
の因子及び他方の因子を利用して、前述の第２のパター
ン形成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換する
工程と、該変性層が形成された第２のパターン形成材の
層の変性層以外の部分を前述の溶解液により溶解し、前
述の第１のパターン及び前述の変性層から成る第２のパ
ターンを得る工程と、該第２のパターンをマスクとして
前述の位相シフタ形成材を第３の厚さとなるまで若しく
は裏面に至るまでエッチングする工程とを含むことを特
徴とする。
シフタのエッジ部が露光光の位相のシフト量を段階的と
するために段階的に異なる厚さとされているいわゆる多
段型と称される位相シフト法用ホトマスクを形成する方
法において、位相シフタ形成材上に、位相シフタの第１
の厚さの部分を得るためのマスクとしての第１のパター
ンであってこの上に後に形成される第２のパターン形成
材の層の一部を該第２のパターン形成材の溶解液に不溶
とする一方の因子を含む第１のパターン若しくは該一方
の因子を含まない第１のパターンを、形成する工程と、
該第１のパターンをマスクとして前述の位相シフタ形成
材の該第１のパターンから露出する部分を第２の厚さと
なるまでエッチングする工程と、該エッチングの済んだ
試料上に、前記第１のパターンが前記一方の因子を含ま
ない場合は該パターンに該一方の因子を導入した後、該
第１のパターンを覆うように第２のパターン形成材の層
であって該層を前述の溶解液に不溶とする他方の因子を
含む第２のパターン形成材の層を、形成する工程と、少
なくとも該第２のパターン形成材の層の、前述の第１の
パターンとの界面から所定厚さ部分までを、前述の一方
の因子及び他方の因子を利用して、前述の第２のパター
ン形成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換する
工程と、該変性層が形成された第２のパターン形成材の
層の変性層以外の部分を前述の溶解液により溶解し、前
述の第１のパターン及び前述の変性層から成る第２のパ
ターンを得る工程と、該第２のパターンをマスクとして
前述の位相シフタ形成材を第３の厚さとなるまで若しく
は裏面に至るまでエッチングする工程とを含むことを特
徴とする。
【００１４】なお、これらホトマスクの形成方法の実施
に当たり、第１のパター形成材や第２のパターン形成材
の選択は第一発明と同様に行うことができる。
に当たり、第１のパター形成材や第２のパターン形成材
の選択は第一発明と同様に行うことができる。
【００１５】
【作用】この出願の第一発明の構成によれば、所定の一
方の因子を含む第１のパターンと所定の他方の因子を含
む第２のパターン形成材の層との相互作用を利用してこ
の第１のパターンの周囲にこの第１のパターンを太らせ
るための新たな層としての変性層が形成される。この際
の一方の因子及び他方の因子の組み合わせは種々考えら
れるので、一度形成したレジストパターンを太らせるこ
とをより汎用性良く行える。さらに、この変性層は、第
１のパターンに対しセルフアライン的に形成できるの
で、所望のパターンが得られ易いと考えられる。
方の因子を含む第１のパターンと所定の他方の因子を含
む第２のパターン形成材の層との相互作用を利用してこ
の第１のパターンの周囲にこの第１のパターンを太らせ
るための新たな層としての変性層が形成される。この際
の一方の因子及び他方の因子の組み合わせは種々考えら
れるので、一度形成したレジストパターンを太らせるこ
とをより汎用性良く行える。さらに、この変性層は、第
１のパターンに対しセルフアライン的に形成できるの
で、所望のパターンが得られ易いと考えられる。
【００１６】また、変性層を形成するための因子として
の、酸、酸発生剤、塩基、または、ミキシング層形成因
子は、熱により制御し易い因子であるので、変性層の形
成を簡易に行え、しかも、変性層の膜厚制御を実用的な
ものとできる。
の、酸、酸発生剤、塩基、または、ミキシング層形成因
子は、熱により制御し易い因子であるので、変性層の形
成を簡易に行え、しかも、変性層の膜厚制御を実用的な
ものとできる。
【００１７】また、この出願の第二発明の位相シフト法
用ホトマスクの形成方法によれば、遮光部形成用のマス
クパターンを形成した後にこのマスクパターンを基に位
相シフタ形成用のマスクパターンをセルフアライン的に
形成できる。
用ホトマスクの形成方法によれば、遮光部形成用のマス
クパターンを形成した後にこのマスクパターンを基に位
相シフタ形成用のマスクパターンをセルフアライン的に
形成できる。
【００１８】また、この出願の第三発明の位相シフト法
用ホトマスクの形成方法によれば、位相シフタの最も厚
さが厚い部分を形成するためのマスクパターンを形成し
た後にこのマスクパターンを基に順次厚みの異なる部分
を形成するためのマスクパターンをセルフアライン的に
それぞれ形成できる。
用ホトマスクの形成方法によれば、位相シフタの最も厚
さが厚い部分を形成するためのマスクパターンを形成し
た後にこのマスクパターンを基に順次厚みの異なる部分
を形成するためのマスクパターンをセルフアライン的に
それぞれ形成できる。
【００１９】
【実施例】以下、図面を参照してこの出願の第一〜第三
の各発明の実施例についてそれぞれ説明する。しかしな
がら、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度
に、各構成成分の寸法、形状、および配置関係を概略的
に示してあるにすぎない。また、各図において同様な構
成成分については同一の符号を付して示してある。ま
た、以下の説明で述べる使用材料及びその使用量、使用
装置、また、膜厚、温度、時間などはこれらの発明の範
囲内の一例にすぎない。
の各発明の実施例についてそれぞれ説明する。しかしな
がら、説明に用いる各図はこの発明を理解できる程度
に、各構成成分の寸法、形状、および配置関係を概略的
に示してあるにすぎない。また、各図において同様な構
成成分については同一の符号を付して示してある。ま
た、以下の説明で述べる使用材料及びその使用量、使用
装置、また、膜厚、温度、時間などはこれらの発明の範
囲内の一例にすぎない。
【００２０】１．第一発明の説明 １−１．第１実施例 先ず、第１のパターン形成材として酸発生剤を含むポジ
型レジストを用い、第２のパターン形成材として酸の作
用により架橋する化学増幅型のレジストを用いて、ライ
ンアンドスペースパターン形成用のレジストパターンを
形成する例を説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２
（Ａ）及び（Ｂ）はその説明に供する工程図である。い
ずれも試料を基板の厚み方向に沿って切った断面図によ
って示したものである（以下の各図において同じ。）。
型レジストを用い、第２のパターン形成材として酸の作
用により架橋する化学増幅型のレジストを用いて、ライ
ンアンドスペースパターン形成用のレジストパターンを
形成する例を説明する。図１（Ａ）〜（Ｃ）及び図２
（Ａ）及び（Ｂ）はその説明に供する工程図である。い
ずれも試料を基板の厚み方向に沿って切った断面図によ
って示したものである（以下の各図において同じ。）。
【００２１】下地としての例えばシリコン基板１１上
に、酸発生剤１３としてこの場合オニウム塩を０．１重
量％含んだｉ線用ポジ型レジスト（ＦＨｉ−３９５０と
称されるノボラック−キノンジアジド系レジスト（富士
ハント社製））の層１５を形成する（図１（Ａ））。
に、酸発生剤１３としてこの場合オニウム塩を０．１重
量％含んだｉ線用ポジ型レジスト（ＦＨｉ−３９５０と
称されるノボラック−キノンジアジド系レジスト（富士
ハント社製））の層１５を形成する（図１（Ａ））。
【００２２】次に、このレジスト層１３に露光前ベーク
を実施し、その後、露光及び現像を行い、第１のパター
ンとしてラインアンドスペースパターン１５ａを得る。
この実施例では、ライン部の幅Ｗ1 、スペース部の幅Ｗ
2 （図１（Ｂ）参照）がいずれも０．５μｍのラインア
ンドスペースパタン１５ａを形成している。
を実施し、その後、露光及び現像を行い、第１のパター
ンとしてラインアンドスペースパターン１５ａを得る。
この実施例では、ライン部の幅Ｗ1 、スペース部の幅Ｗ
2 （図１（Ｂ）参照）がいずれも０．５μｍのラインア
ンドスペースパタン１５ａを形成している。
【００２３】次に、この第１のパターン１５ａ形成済み
の試料に対し波長２００〜４００ｎｍの紫外線（露光光
より短い波長の紫外線が良い。）を適当な光量となるよ
う照射する。この紫外線照射によって、第１のパターン
１５ａは、後に形成される第２のパターン形成材として
のＳＡＬ−６０１（詳細は後述する）の溶媒に対し不溶
性を示すようになる。また、第１のパターン１５ａ中に
含まれていた酸発生剤１３はこの紫外線照射によって酸
１３ａを発する（図１（Ｂ））。なお、図１（Ｂ）にお
いては、発明の原理の説明の都合上酸発生剤１３と酸１
３ａとが共存しているような模式図を示しているが第１
のパターン１５ａ内の状態はこれに限られない。
の試料に対し波長２００〜４００ｎｍの紫外線（露光光
より短い波長の紫外線が良い。）を適当な光量となるよ
う照射する。この紫外線照射によって、第１のパターン
１５ａは、後に形成される第２のパターン形成材として
のＳＡＬ−６０１（詳細は後述する）の溶媒に対し不溶
性を示すようになる。また、第１のパターン１５ａ中に
含まれていた酸発生剤１３はこの紫外線照射によって酸
１３ａを発する（図１（Ｂ））。なお、図１（Ｂ）にお
いては、発明の原理の説明の都合上酸発生剤１３と酸１
３ａとが共存しているような模式図を示しているが第１
のパターン１５ａ内の状態はこれに限られない。
【００２４】次に、この試料上に、第１のパターン１５
ａを覆うように、酸の作用により架橋する化学増幅型の
レジストとしてＳＡＬ−６０１と称されるシップレー社
製のレジストの層１７を形成する（図１（Ｃ））。
ａを覆うように、酸の作用により架橋する化学増幅型の
レジストとしてＳＡＬ−６０１と称されるシップレー社
製のレジストの層１７を形成する（図１（Ｃ））。
【００２５】次に、ＳＡＬ−６０１の層１７の形成の済
んだ試料を１００℃の温度で１分間熱処理する。第１の
パターン１５ａ中に生じていた酸１３ａはこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層１７の熱処理条件に応じた距
離拡散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１
３ａが及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６
０１の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変
換される（図２（Ａ））。
んだ試料を１００℃の温度で１分間熱処理する。第１の
パターン１５ａ中に生じていた酸１３ａはこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層１７の熱処理条件に応じた距
離拡散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１
３ａが及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６
０１の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変
換される（図２（Ａ））。
【００２６】次に、変性層１９が形成されたＳＡＬ−６
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン１５ａ及び変
性層１９で構成されるライン部を有する所望のラインア
ンドスペースパターン２１が得られる（図２（Ｂ））。
このラインアンドスペースパターン２１のライン部の幅
をＳＥＭ則長機Ｓ−６１００（日立製）により測定した
ところ、０．６５μｍになっていることが判った。した
がって、ライン部の幅が０．５μｍであった第１のパタ
ーン１５ａのライン部をこの第１実施例の条件では０．
１５μｍ太らせることができることがわかる。
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン１５ａ及び変
性層１９で構成されるライン部を有する所望のラインア
ンドスペースパターン２１が得られる（図２（Ｂ））。
このラインアンドスペースパターン２１のライン部の幅
をＳＥＭ則長機Ｓ−６１００（日立製）により測定した
ところ、０．６５μｍになっていることが判った。した
がって、ライン部の幅が０．５μｍであった第１のパタ
ーン１５ａのライン部をこの第１実施例の条件では０．
１５μｍ太らせることができることがわかる。
【００２７】なお、この第１実施例とは別に、ＳＡＬ−
６０１の層１７の形成後であって現像前に行う熱処理の
条件を種々に設定してそれぞれパターン２１を形成し、
それぞれの場合のラインアンドスペースパターン２１の
ライン部の幅をそれぞれ調べたところ、熱処理温度や熱
処理時間を変更することによりライン部の太り具合（す
なわち変性層１９の厚さ）を制御できることが判った。
例えば、上記実施例において１００℃の温度で１分間の
熱処理を１１０℃の温度で１分間に変更した場合ライン
部の幅は０．７μｍとなり第１のパターン１５ａのライ
ン部幅に対し０．２μｍ太らせ得ることが判った。
６０１の層１７の形成後であって現像前に行う熱処理の
条件を種々に設定してそれぞれパターン２１を形成し、
それぞれの場合のラインアンドスペースパターン２１の
ライン部の幅をそれぞれ調べたところ、熱処理温度や熱
処理時間を変更することによりライン部の太り具合（す
なわち変性層１９の厚さ）を制御できることが判った。
例えば、上記実施例において１００℃の温度で１分間の
熱処理を１１０℃の温度で１分間に変更した場合ライン
部の幅は０．７μｍとなり第１のパターン１５ａのライ
ン部幅に対し０．２μｍ太らせ得ることが判った。
【００２８】１−２．第２実施例 上述の第１実施例では第１のパターン形成材に予め酸発
生剤（一方の因子）を含ませておきこの形成材をパター
ニングして第１のパターンを得ていた。しかし一方の因
子を予め含まない第１のパターン形成材をパターニング
しこれに一方の因子を後から含ませるようにして第１の
パターンを形成しても良い。この第２実施例はその例で
ある。ただし、この第２実施例もラインアンドスペース
パターンを形成する例で説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）
はその要部説明に供する工程図である。
生剤（一方の因子）を含ませておきこの形成材をパター
ニングして第１のパターンを得ていた。しかし一方の因
子を予め含まない第１のパターン形成材をパターニング
しこれに一方の因子を後から含ませるようにして第１の
パターンを形成しても良い。この第２実施例はその例で
ある。ただし、この第２実施例もラインアンドスペース
パターンを形成する例で説明する。図３（Ａ）〜（Ｃ）
はその要部説明に供する工程図である。
【００２９】先ず、下地としてのシリコン基板１１に第
１実施例でも使用した富士ハント社製のＦＨｉ−３９５
０と称されるレジストの層１５を例えば１μｍの厚さに
形成する（図示せず）。次にこの試料をホットプレート
上で９５℃の温度で９０秒加熱して露光前ベークを行
い、その後、ｉ線ステッパＮＳＲｉ７Ｅ（ニコン製）に
より露光する。次に、この試料をホットプレート上で１
１０℃の温度で９０秒加熱して露光後ベークを行い、そ
の後、現像する。これにより、一方の因子が含まれてい
ない第１のパターン１５ｘ（以下、「予備パターン１５
ｘ」と呼ぶ。）を得る（図３（Ａ））。なお、この場合
予備パターン１５ｘは、ライン部の幅、スペース部の幅
がいずれも０．５μｍのラインアンドスペースパターン
とした。
１実施例でも使用した富士ハント社製のＦＨｉ−３９５
０と称されるレジストの層１５を例えば１μｍの厚さに
形成する（図示せず）。次にこの試料をホットプレート
上で９５℃の温度で９０秒加熱して露光前ベークを行
い、その後、ｉ線ステッパＮＳＲｉ７Ｅ（ニコン製）に
より露光する。次に、この試料をホットプレート上で１
１０℃の温度で９０秒加熱して露光後ベークを行い、そ
の後、現像する。これにより、一方の因子が含まれてい
ない第１のパターン１５ｘ（以下、「予備パターン１５
ｘ」と呼ぶ。）を得る（図３（Ａ））。なお、この場合
予備パターン１５ｘは、ライン部の幅、スペース部の幅
がいずれも０．５μｍのラインアンドスペースパターン
とした。
【００３０】次に、この予備パターン１５ｘを硬化させ
る処理を行う。これは、後に用いられるエスペイサー１
００（詳細は後述する。）により予備パターン１５ｘの
形状がくずれるのを防止するためである。この硬化処理
を、この実施例では、水銀ランプからの波長２２０〜４
００ｎｍの輝線を試料に照射しながらこの試料を１９０
℃の温度に加熱することにより行う。この処理時間は２
分間とした。また、紫外線照射はＦＸ２０００ＯＶと称
される装置（ウシオ製）により行った。なお、予備パタ
ーンのパターンくずれの心配が無い場合は硬化処理は勿
論不要である。
る処理を行う。これは、後に用いられるエスペイサー１
００（詳細は後述する。）により予備パターン１５ｘの
形状がくずれるのを防止するためである。この硬化処理
を、この実施例では、水銀ランプからの波長２２０〜４
００ｎｍの輝線を試料に照射しながらこの試料を１９０
℃の温度に加熱することにより行う。この処理時間は２
分間とした。また、紫外線照射はＦＸ２０００ＯＶと称
される装置（ウシオ製）により行った。なお、予備パタ
ーンのパターンくずれの心配が無い場合は硬化処理は勿
論不要である。
【００３１】次に、この予備パターン１５ｘに一方の因
子としてこの場合酸を含ませるために、予備パターン１
５ｘの形成の済んだ試料上に一方の因子１３（この場合
酸）を含んでいる他の物質の層２３を形成する（図３
（Ｂ））。この実施例ではエスペイサー１００と称され
る酸を含む導電性膜形成材（昭和電工製）をスピンコー
ト法により２０００回転／分の塗布条件で塗布してこの
層２３を形成した。次に、この試料をホットプレート上
で１００℃の温度で１分間加熱する。エスペイサー１０
０中の酸はこの加熱処理において予備パターン１５ｘ中
に拡散するので、予備パターン１５ｘは一方の因子１３
を含む第１のパターン１５ａになる（図３（Ｃ））。な
お、不要となったエスペイサー１００の層２３を水によ
り除去する。
子としてこの場合酸を含ませるために、予備パターン１
５ｘの形成の済んだ試料上に一方の因子１３（この場合
酸）を含んでいる他の物質の層２３を形成する（図３
（Ｂ））。この実施例ではエスペイサー１００と称され
る酸を含む導電性膜形成材（昭和電工製）をスピンコー
ト法により２０００回転／分の塗布条件で塗布してこの
層２３を形成した。次に、この試料をホットプレート上
で１００℃の温度で１分間加熱する。エスペイサー１０
０中の酸はこの加熱処理において予備パターン１５ｘ中
に拡散するので、予備パターン１５ｘは一方の因子１３
を含む第１のパターン１５ａになる（図３（Ｃ））。な
お、不要となったエスペイサー１００の層２３を水によ
り除去する。
【００３２】その後は、第１実施例の図１（Ｂ）〜図２
（Ｂ）を用いて説明した処理と同様な処理を行う。これ
により、第１のパターンを所望通り太らせることができ
る。
（Ｂ）を用いて説明した処理と同様な処理を行う。これ
により、第１のパターンを所望通り太らせることができ
る。
【００３３】１−３．第３実施例 上述の第１及び第２実施例では一方の因子として酸を用
い、第２のパターン形成材として酸の作用により架橋す
るレジストを用いていたが、一方の因子を塩基とし、第
２のパターン形成材を塩基の作用により第２のパターン
形成材の溶解液に不溶化する材料としてもこの発明は成
立する。この第３実施例はその例である。ただし、この
第３実施例も、ラインアンドスペースパターンを形成す
る例で説明する。図４はその要部説明に供する工程図で
ある。
い、第２のパターン形成材として酸の作用により架橋す
るレジストを用いていたが、一方の因子を塩基とし、第
２のパターン形成材を塩基の作用により第２のパターン
形成材の溶解液に不溶化する材料としてもこの発明は成
立する。この第３実施例はその例である。ただし、この
第３実施例も、ラインアンドスペースパターンを形成す
る例で説明する。図４はその要部説明に供する工程図で
ある。
【００３４】先ず、第２実施例の図３（Ａ）を用いて説
明した手順と同様な手順により下地１１上に予備パター
ン１５ｘを形成し、さらに、第２実施例で説明したと同
様な手順によりこの予備パターン１５ｘの硬化処理を行
う（図４（Ａ））。
明した手順と同様な手順により下地１１上に予備パター
ン１５ｘを形成し、さらに、第２実施例で説明したと同
様な手順によりこの予備パターン１５ｘの硬化処理を行
う（図４（Ａ））。
【００３５】次に、この試料上に一方の因子（塩基）２
５としてこの場合アミン系物質であるヘキサメチルジシ
ラザンを含む液２７（この場合東京応化工業（株）のＯ
ＡＰ）をスピンコート法により塗布し自然放置する（図
４（Ｂ））。この一連の処理の際、一方の因子２７とし
のヘキサメチルジシラザンは予備パターン１５ｘ中に導
入されるので予備パターン１５ｘは一方の因子としての
ヘキサメチルジシラザンを含む第１のパターン１５ａに
なる（図４（Ｃ））。
５としてこの場合アミン系物質であるヘキサメチルジシ
ラザンを含む液２７（この場合東京応化工業（株）のＯ
ＡＰ）をスピンコート法により塗布し自然放置する（図
４（Ｂ））。この一連の処理の際、一方の因子２７とし
のヘキサメチルジシラザンは予備パターン１５ｘ中に導
入されるので予備パターン１５ｘは一方の因子としての
ヘキサメチルジシラザンを含む第１のパターン１５ａに
なる（図４（Ｃ））。
【００３６】その後、この試料上に、図示せずも、塩基
の作用により現像液に不溶化する第２のパターン形成材
としてこの第３実施例では化学増幅型のポジ型レジスト
ＷＫＲ−ＴＰ−１（和光純薬製）を塗布し、次に、この
レジスト全面に上記紫外線照射装置ＦＸ−２０００ＯＶ
（ウシオ製）を用い波長２２０〜４００ｎｍの紫外線を
照射する。続いて、この試料をホットプレート上で１０
０℃の温度で１分間加熱し、その後、現像液により現像
する。
の作用により現像液に不溶化する第２のパターン形成材
としてこの第３実施例では化学増幅型のポジ型レジスト
ＷＫＲ−ＴＰ−１（和光純薬製）を塗布し、次に、この
レジスト全面に上記紫外線照射装置ＦＸ−２０００ＯＶ
（ウシオ製）を用い波長２２０〜４００ｎｍの紫外線を
照射する。続いて、この試料をホットプレート上で１０
０℃の温度で１分間加熱し、その後、現像液により現像
する。
【００３７】ＷＫＲ−ＴＰ−１レジストは、ポジ型の化
学増幅型のレジストであるので紫外線を照射された部分
で酸が発生しこの部分が現像液に溶解するはずであるか
ら、この第３実施例のごとく紫外線を全面照射しその後
現像したなら本来はこのレジスト層はすべて溶解されて
しまうはずである。しかし、この第３実施例では、第１
のパターン１５ａ中のヘキサメチルジシラザン（一方の
因子）２７がポジ型レジストＷＫＲ−ＴＰ−１の層中に
上記１００℃１分間の熱処理においてこの熱処理条件に
応じた距離まで拡散しているので、ヘキサメチルジシラ
ザンが拡散した領域ではこのヘキサメチルジシラザンが
上記発生した酸を失活させる。このため、ＷＫＲ−ＴＰ
−１の層の、ヘキサメチルジシラザンが拡散した領域
は、ＷＫＲ−ＴＰ−１の現像液に対し不溶化する。すな
わち、変性層が形成されるメカニズムは第１及び第２実
施例と違うものの、第１、第２実施例同様に変性層が得
られる。したがって、第１のパターン１５ａをこの変性
層によって太らせることができる。
学増幅型のレジストであるので紫外線を照射された部分
で酸が発生しこの部分が現像液に溶解するはずであるか
ら、この第３実施例のごとく紫外線を全面照射しその後
現像したなら本来はこのレジスト層はすべて溶解されて
しまうはずである。しかし、この第３実施例では、第１
のパターン１５ａ中のヘキサメチルジシラザン（一方の
因子）２７がポジ型レジストＷＫＲ−ＴＰ−１の層中に
上記１００℃１分間の熱処理においてこの熱処理条件に
応じた距離まで拡散しているので、ヘキサメチルジシラ
ザンが拡散した領域ではこのヘキサメチルジシラザンが
上記発生した酸を失活させる。このため、ＷＫＲ−ＴＰ
−１の層の、ヘキサメチルジシラザンが拡散した領域
は、ＷＫＲ−ＴＰ−１の現像液に対し不溶化する。すな
わち、変性層が形成されるメカニズムは第１及び第２実
施例と違うものの、第１、第２実施例同様に変性層が得
られる。したがって、第１のパターン１５ａをこの変性
層によって太らせることができる。
【００３８】１−４．第４実施例 予備パターン１５ｘが形成された下地１１にＯＡＰ蒸気
を吹きつけることによりヘキサメチルジシラザンを予備
パターン１５ｘに導入したこと以外は、第３実施例と同
様な手順でパターン形成を行う。なお、ＯＡＰ蒸気の吹
きつけは、この実施例の場合、東京エレクトロン製のＭ
ＫIIと称されるコータにＯＡＰを入れこれをＮ2 （窒
素）によってバブリングしてＯＡＰ蒸気を生成すること
により行った。
を吹きつけることによりヘキサメチルジシラザンを予備
パターン１５ｘに導入したこと以外は、第３実施例と同
様な手順でパターン形成を行う。なお、ＯＡＰ蒸気の吹
きつけは、この実施例の場合、東京エレクトロン製のＭ
ＫIIと称されるコータにＯＡＰを入れこれをＮ2 （窒
素）によってバブリングしてＯＡＰ蒸気を生成すること
により行った。
【００３９】この第４実施例の場合も第３実施例と同様
に第１のパターンを太らせ得ることがわかった。
に第１のパターンを太らせ得ることがわかった。
【００４０】１−５．第５実施例 第１のパターン形成材と第２のパターン形成材を同一の
物とした場合も材料の選択を適正に行い適正な処理を行
うことでこの発明は成立する。この第５実施例はその例
である。この第５実施例では第１及び第２のパターン形
成材としてＡＺＩＮ−４と称されるｉ線用のネガ型レジ
ストであって化学増幅型のレジスト（ヘキスト製）をそ
れぞれ用いる。
物とした場合も材料の選択を適正に行い適正な処理を行
うことでこの発明は成立する。この第５実施例はその例
である。この第５実施例では第１及び第２のパターン形
成材としてＡＺＩＮ−４と称されるｉ線用のネガ型レジ
ストであって化学増幅型のレジスト（ヘキスト製）をそ
れぞれ用いる。
【００４１】先ず、図示せずも、下地としてのシリコン
基板上にＡＺＩＮ−４を所定膜厚に塗布しその後所定条
件による露光・現像などを行い第１のパターンとしての
ラインアンドスペースパターンを形成する。
基板上にＡＺＩＮ−４を所定膜厚に塗布しその後所定条
件による露光・現像などを行い第１のパターンとしての
ラインアンドスペースパターンを形成する。
【００４２】次に、この第１のパターンに対し再びｉ線
を十分に照射する。これにより第１のパターン中には一
方の因子としての酸がより十分に発生する。
を十分に照射する。これにより第１のパターン中には一
方の因子としての酸がより十分に発生する。
【００４３】次に、これから再度塗布されるＡＺＩＮ−
４によって第１のパターンが侵されることを防止するた
めに、試料を１８０℃の温度で１分間加熱して第１のパ
ターンをＡＺＩＮ−４の溶媒に対し不溶化させる。
４によって第１のパターンが侵されることを防止するた
めに、試料を１８０℃の温度で１分間加熱して第１のパ
ターンをＡＺＩＮ−４の溶媒に対し不溶化させる。
【００４４】次に、この試料上全面にＡＺＩＮ−４の層
を形成する。その後、この試料を１１０℃の温度で１分
間加熱する。第１のパターン中の酸はこのＡＺＩＮ−４
の層中にこの加熱処理条件に応じた距離拡散する。ＡＺ
ＩＮ−４の層の酸が拡散した部分は、ＡＺＩＮ−４の現
像液に対し不溶性を示す変性層になる。その後、現像を
行う。ＡＺＩＮ−４の変性層以外の部分は現像の際に除
去され変性層のみ残存する。したがって、第１〜第４実
施例同様この変性層により第１のパターンを太らせるこ
とができる。また、この場合は第２のパターン形成材の
露光工程を不要にできる。
を形成する。その後、この試料を１１０℃の温度で１分
間加熱する。第１のパターン中の酸はこのＡＺＩＮ−４
の層中にこの加熱処理条件に応じた距離拡散する。ＡＺ
ＩＮ−４の層の酸が拡散した部分は、ＡＺＩＮ−４の現
像液に対し不溶性を示す変性層になる。その後、現像を
行う。ＡＺＩＮ−４の変性層以外の部分は現像の際に除
去され変性層のみ残存する。したがって、第１〜第４実
施例同様この変性層により第１のパターンを太らせるこ
とができる。また、この場合は第２のパターン形成材の
露光工程を不要にできる。
【００４５】１−６．第６実施例 上述の第１〜第５の実施例では第１のパターン側から酸
や塩基などの一方の因子を他方の因子を含む第２のパタ
ーン形成材の層中に拡散させ、これら因子の相互作用に
より変性層を形成していたが、第１のパターンと第２の
パターン形成材との境界領域にこれら形成材の相互作用
によりミキシング部を形成しそれにより変性層を構成す
ることもできる。この第６実施例はその例である。図５
（Ａ）〜（Ｄ）はその説明に供する要部工程図である。
や塩基などの一方の因子を他方の因子を含む第２のパタ
ーン形成材の層中に拡散させ、これら因子の相互作用に
より変性層を形成していたが、第１のパターンと第２の
パターン形成材との境界領域にこれら形成材の相互作用
によりミキシング部を形成しそれにより変性層を構成す
ることもできる。この第６実施例はその例である。図５
（Ａ）〜（Ｄ）はその説明に供する要部工程図である。
【００４６】下地としての例えばシリコン基板１１上に
富士ハント製のレジストＦＨｉ−３９５０を用い第１の
パターン１５ａとしてこの場合も０．５μｍのラインア
ンドスペースパターンを形成する（図５（Ａ））。次
に、この試料上に、第２のパターン形成材の層２９とし
てＰＭＭＡをモノクロロベンゼンに溶解したものの層２
９を形成する（図５（Ｂ））。次にこの試料をホットプ
レート上で１１０℃の温度で５分間加熱する。この熱処
理において、第１のパターン１５ａ（ＦＨｉ−３９５０
の層）とＰＭＭＡをモノクロロベンゼンに溶解したもの
の層２９との境界では両者のミキシング部３１が形成さ
れるのでこのミキシング部３１で構成される変性層３１
が得られる（図５（Ｃ））。次に、ＰＭＭＡをモノクロ
ロベンゼンに溶解したものの層２９をモノクロロベンゼ
ンにより現像する。この現像においてミキシング部３１
はモノクロロベンゼンに溶解しないか溶解しずらくなっ
ているため残存するので、第１のパターン１５ａはほぼ
ミキシング部３１の厚さ分太り、この結果所望のパター
ン３３が得られる（図５（Ｄ））。なお、ほぼミキシン
グ部３１の厚さ分と述べたのは、第１のパターン１５ａ
側に生じるミキシング部はパターン太りに寄与しないか
らである。この第６実施例の条件では０．５μｍ幅であ
ったライン部が０．６μｍの幅に太ることがわかった。
富士ハント製のレジストＦＨｉ−３９５０を用い第１の
パターン１５ａとしてこの場合も０．５μｍのラインア
ンドスペースパターンを形成する（図５（Ａ））。次
に、この試料上に、第２のパターン形成材の層２９とし
てＰＭＭＡをモノクロロベンゼンに溶解したものの層２
９を形成する（図５（Ｂ））。次にこの試料をホットプ
レート上で１１０℃の温度で５分間加熱する。この熱処
理において、第１のパターン１５ａ（ＦＨｉ−３９５０
の層）とＰＭＭＡをモノクロロベンゼンに溶解したもの
の層２９との境界では両者のミキシング部３１が形成さ
れるのでこのミキシング部３１で構成される変性層３１
が得られる（図５（Ｃ））。次に、ＰＭＭＡをモノクロ
ロベンゼンに溶解したものの層２９をモノクロロベンゼ
ンにより現像する。この現像においてミキシング部３１
はモノクロロベンゼンに溶解しないか溶解しずらくなっ
ているため残存するので、第１のパターン１５ａはほぼ
ミキシング部３１の厚さ分太り、この結果所望のパター
ン３３が得られる（図５（Ｄ））。なお、ほぼミキシン
グ部３１の厚さ分と述べたのは、第１のパターン１５ａ
側に生じるミキシング部はパターン太りに寄与しないか
らである。この第６実施例の条件では０．５μｍ幅であ
ったライン部が０．６μｍの幅に太ることがわかった。
【００４７】１−７．第７実施例 第６実施例ではＰＭＭＡをモノクロロベンゼンに溶解し
たものを第２のパターン形成材としていた。この第７実
施例ではその代わりに、ポリビニルアルコール水溶液を
第２のパターン形成材として用い、その現像液を水とす
る。それ以外は以外は第６実施例と同様な手順でパター
ン形成を行った。この場合も、０．５μｍ幅であったラ
イン部を０．６μｍの幅に太らせ得ることがわかった。
たものを第２のパターン形成材としていた。この第７実
施例ではその代わりに、ポリビニルアルコール水溶液を
第２のパターン形成材として用い、その現像液を水とす
る。それ以外は以外は第６実施例と同様な手順でパター
ン形成を行った。この場合も、０．５μｍ幅であったラ
イン部を０．６μｍの幅に太らせ得ることがわかった。
【００４８】１−８．第８〜第１４実施例 上述の第１〜第７の各実施例ではラインアンドスペース
パターンを形成する例を説明したが、第１〜第７の実施
例の方法は他の形状のパターン形成にも適用できる。そ
の一例として、ホールパターンの形成を第１実施例の方
法を用いて行う例を説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）と図
７（Ａ）及び（Ｂ）とはその説明に供する工程図であ
る。
パターンを形成する例を説明したが、第１〜第７の実施
例の方法は他の形状のパターン形成にも適用できる。そ
の一例として、ホールパターンの形成を第１実施例の方
法を用いて行う例を説明する。図６（Ａ）〜（Ｃ）と図
７（Ａ）及び（Ｂ）とはその説明に供する工程図であ
る。
【００４９】下地としての例えばシリコン基板１１上
に、酸発生剤１３としてオニウム塩を０．１重量％含ん
だＦＨｉ−３９５０（富士ハント社製レジスト）の層１
５を形成する（図６（Ａ））。
に、酸発生剤１３としてオニウム塩を０．１重量％含ん
だＦＨｉ−３９５０（富士ハント社製レジスト）の層１
５を形成する（図６（Ａ））。
【００５０】次に、このレジスト層１３に露光前ベーク
を実施し、その後、露光及び現像を行い、第１のパター
ンとしてホールパターン１５ａを得る（図６（Ｂ））。
なお、この実施例では穴の直径φ（図６（Ｂ）参照）が
０．５μｍのホールパタン１５ａを形成している。
を実施し、その後、露光及び現像を行い、第１のパター
ンとしてホールパターン１５ａを得る（図６（Ｂ））。
なお、この実施例では穴の直径φ（図６（Ｂ）参照）が
０．５μｍのホールパタン１５ａを形成している。
【００５１】次に、この第１のパターン１５ａ形成済み
の試料に対し波長２００〜４００ｎｍの紫外線（露光光
より短い波長の紫外線が良い。）を適当な光量となるよ
う照射する。この紫外線照射によって、第１のパターン
１５ａは、後に形成される第２のパターン形成材として
のＳＡＬ−６０１（詳細は後述する）の溶媒に対し不溶
性を示すようになる。また、第１のパターン１５ａ中に
含まれていた酸発生剤１３はこの紫外線照射によって酸
１３ａを発する（図６（Ｂ））。
の試料に対し波長２００〜４００ｎｍの紫外線（露光光
より短い波長の紫外線が良い。）を適当な光量となるよ
う照射する。この紫外線照射によって、第１のパターン
１５ａは、後に形成される第２のパターン形成材として
のＳＡＬ−６０１（詳細は後述する）の溶媒に対し不溶
性を示すようになる。また、第１のパターン１５ａ中に
含まれていた酸発生剤１３はこの紫外線照射によって酸
１３ａを発する（図６（Ｂ））。
【００５２】次に、この試料上に、第１のパターン１５
ａを覆うように、酸の作用により架橋する化学増幅型の
レジストとしてＳＡＬ−６０１の層１７を形成する（図
６（Ｃ））。
ａを覆うように、酸の作用により架橋する化学増幅型の
レジストとしてＳＡＬ−６０１の層１７を形成する（図
６（Ｃ））。
【００５３】次に、ＳＡＬ−６０１の層１７の形成の済
んだ試料を１００℃の温度で１分間熱処理する。第１の
パターン１５ａ中に生じていた酸１３ａはこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層１７の熱処理条件に応じた距
離拡散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１
３ａが及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６
０１の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変
換される（図７（Ａ））。
んだ試料を１００℃の温度で１分間熱処理する。第１の
パターン１５ａ中に生じていた酸１３ａはこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層１７の熱処理条件に応じた距
離拡散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１
３ａが及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６
０１の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変
換される（図７（Ａ））。
【００５４】次に、変性層１９が形成されたＳＡＬ−６
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン１５ａ及び変
性層１９で構成される所望のホールパターン３５を得る
（図７（Ｂ））。このホールパターン３５の穴部の直径
をＳＥＭ則長機Ｓ−６１００（日立製）により測定した
ところ、０．３５μｍになっていることが判った。した
がって、穴部の直径が０．５μｍであった第１のパター
ン１５ａの穴部の直径をこの第８実施例の条件では０．
１５μｍ小さくできる（換言すれば壁を０．１５μｍ太
らせ得る）ことがわかる。
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン１５ａ及び変
性層１９で構成される所望のホールパターン３５を得る
（図７（Ｂ））。このホールパターン３５の穴部の直径
をＳＥＭ則長機Ｓ−６１００（日立製）により測定した
ところ、０．３５μｍになっていることが判った。した
がって、穴部の直径が０．５μｍであった第１のパター
ン１５ａの穴部の直径をこの第８実施例の条件では０．
１５μｍ小さくできる（換言すれば壁を０．１５μｍ太
らせ得る）ことがわかる。
【００５５】なお、この第８実施例においても、ＳＡＬ
−６０１の層１７の形成後であって現像前に行う熱処理
の条件を種々に変えることで変性層１９の厚さを制御で
きホールパターン３５の穴部の大きさ制御ができること
が判った。
−６０１の層１７の形成後であって現像前に行う熱処理
の条件を種々に変えることで変性層１９の厚さを制御で
きホールパターン３５の穴部の大きさ制御ができること
が判った。
【００５６】第９実施例〜第１４実施例として、第２実
施例〜第７実施例の各方法によりホールパターンをそれ
ぞれ形成したところ、第２実施例同様にホールパターン
の穴部の直径を細めることが可能なことが判った。
施例〜第７実施例の各方法によりホールパターンをそれ
ぞれ形成したところ、第２実施例同様にホールパターン
の穴部の直径を細めることが可能なことが判った。
【００５７】２．第二発明の説明 次に、第一発明のパターン形成方法を利用して、位相シ
フト法用のホトマスクであってＲｉｍ型のものを形成す
る例を説明する。これは、第一発明の例えば第１〜第７
実施例のいずれの方法でも形成できる。ここでは、第一
発明の第２実施例の方法、第５実施例の方法それぞれに
より上記ホトマスクをそれぞれ形成する例を説明する。
フト法用のホトマスクであってＲｉｍ型のものを形成す
る例を説明する。これは、第一発明の例えば第１〜第７
実施例のいずれの方法でも形成できる。ここでは、第一
発明の第２実施例の方法、第５実施例の方法それぞれに
より上記ホトマスクをそれぞれ形成する例を説明する。
【００５８】２−１．第二発明の第１実施例 先ず、Ｒｉｍ型のホトマスクを第一発明の第２実施例の
方法（エスペイサー１００を用いた方法）により形成す
る例を説明する。ただし、ここでは、ホールパターン用
のホトマスク（図１０（Ｂ）の平面図及び断面図参照）
を形成する例を説明する。図８〜図１０はその説明に供
する工程図である。ただし、いずれの図も位相シフタの
エッジ部分が形成される領域のみに着目して示してあ
る。
方法（エスペイサー１００を用いた方法）により形成す
る例を説明する。ただし、ここでは、ホールパターン用
のホトマスク（図１０（Ｂ）の平面図及び断面図参照）
を形成する例を説明する。図８〜図１０はその説明に供
する工程図である。ただし、いずれの図も位相シフタの
エッジ部分が形成される領域のみに着目して示してあ
る。
【００５９】先ず、ホトマスク形成用基板としての例え
ば石英ガラス基板４１上に導電性膜４３、位相シフタ形
成材としてのＳＯＧ膜４５、遮光パターン形成用薄膜と
してのクロム膜４７をこの順に具えるブランクス４９を
用意する。なお、導電性膜４３は電子線描画時のレジス
トでのチャージアップ防止のためのものである。次に、
このブランクス４９のクロム膜４７上に第１のパターン
形成材としてこの場合ＣＭＳ−ＥＸと称される電子線レ
ジスト（東ソ製）の層５１を形成する（図８（Ａ））。
ば石英ガラス基板４１上に導電性膜４３、位相シフタ形
成材としてのＳＯＧ膜４５、遮光パターン形成用薄膜と
してのクロム膜４７をこの順に具えるブランクス４９を
用意する。なお、導電性膜４３は電子線描画時のレジス
トでのチャージアップ防止のためのものである。次に、
このブランクス４９のクロム膜４７上に第１のパターン
形成材としてこの場合ＣＭＳ−ＥＸと称される電子線レ
ジスト（東ソ製）の層５１を形成する（図８（Ａ））。
【００６０】次に、この電子線レジストの層５１に電子
線によりパターンを描画した後このレジスト層を現像し
て遮光パターン形成用マスクとしての第１のパターン５
１ｂであって未だこの発明で言う一方の因子を含んでい
ない第１のパターン５１ｂ（以下、「予備パターン５１
ｂという。）を得る（図８（Ｂ））。なお、この実施例
では一辺が３μｍ（３μｍ□）の穴部５１ａを有する予
備パターン５１ｂを形成している。
線によりパターンを描画した後このレジスト層を現像し
て遮光パターン形成用マスクとしての第１のパターン５
１ｂであって未だこの発明で言う一方の因子を含んでい
ない第１のパターン５１ｂ（以下、「予備パターン５１
ｂという。）を得る（図８（Ｂ））。なお、この実施例
では一辺が３μｍ（３μｍ□）の穴部５１ａを有する予
備パターン５１ｂを形成している。
【００６１】次に、この予備パターン５１ｂをマスクと
して遮光パターン形成用薄膜４７を選択的に除去し遮光
パターン（遮光部）４７ａを形成する（図８（Ｃ））。
して遮光パターン形成用薄膜４７を選択的に除去し遮光
パターン（遮光部）４７ａを形成する（図８（Ｃ））。
【００６２】次に、この試料上にエスペイサー１００の
層２３をスピンコート法により形成する（図８
（Ｄ））。次に、この試料を１１０℃の温度で２分間加
熱する。エスペイサー１００中の酸はこの加熱処理にお
いて予備パターン５１ｂ中に拡散するので、予備パター
ン５１ｂは一方の因子である酸を含む第１のパターン５
１ｘになる（図９（Ａ））。なお、不要となったエスペ
イサー１００の層２３を水により除去する。
層２３をスピンコート法により形成する（図８
（Ｄ））。次に、この試料を１１０℃の温度で２分間加
熱する。エスペイサー１００中の酸はこの加熱処理にお
いて予備パターン５１ｂ中に拡散するので、予備パター
ン５１ｂは一方の因子である酸を含む第１のパターン５
１ｘになる（図９（Ａ））。なお、不要となったエスペ
イサー１００の層２３を水により除去する。
【００６３】次に、この試料上に第１のパターン５１ｘ
を覆うように、ＳＡＬ−６０１の層１７を形成する（図
９（Ｂ））。
を覆うように、ＳＡＬ−６０１の層１７を形成する（図
９（Ｂ））。
【００６４】次に、ＳＡＬ−６０１の層１７の形成の済
んだ試料を１１０℃の温度で５分間熱処理する。第１の
パターン５１ｘ中の酸１３ａはこの熱処理においてＳＡ
Ｌ−６０１の層１７中にこの熱処理条件に応じた距離拡
散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１３ａ
が及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６０１
の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変換さ
れる（図９（Ｃ））。
んだ試料を１１０℃の温度で５分間熱処理する。第１の
パターン５１ｘ中の酸１３ａはこの熱処理においてＳＡ
Ｌ−６０１の層１７中にこの熱処理条件に応じた距離拡
散する。このため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１３ａ
が及んだ部分は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６０１
の現像液（溶解液）に不溶性を示す変性層１９に変換さ
れる（図９（Ｃ））。
【００６５】次に、変性層１９が形成されたＳＡＬ−６
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン５１ｘ及び変
性層１９で構成される所望のパターン（位相シフタ形成
用マスクパターン）５３を得る（図９（Ｄ））。なお、
このパターン５３の穴部は一辺が２．２μｍ（２．２μ
ｍ□）になっていることがわかった。
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン５１ｘ及び変
性層１９で構成される所望のパターン（位相シフタ形成
用マスクパターン）５３を得る（図９（Ｄ））。なお、
このパターン５３の穴部は一辺が２．２μｍ（２．２μ
ｍ□）になっていることがわかった。
【００６６】次に、このパターン５３をマスクとして位
相シフタ形成材４５であるＳＯＧ膜をドライエッチング
法により選択的に除去し位相シフタ４５ａを得る（図１
０（Ａ））。なお、このエッチングを実施する前の試料
を観察したところＳＯＧ膜上にＳＡＬ−６０１がわずか
に残存していた。これはエスペイサー１００の処理にお
いてエスペイサー１００中の酸がＳＯＧ膜に残存しこれ
がＳＡＬ−６０１に作用してＳＯＧ膜上に薄い変性層を
形成したためと考えられる。しかしこれは僅かであるた
めＳＯＧ膜のパターニングは問題なく行うことができ
た。
相シフタ形成材４５であるＳＯＧ膜をドライエッチング
法により選択的に除去し位相シフタ４５ａを得る（図１
０（Ａ））。なお、このエッチングを実施する前の試料
を観察したところＳＯＧ膜上にＳＡＬ−６０１がわずか
に残存していた。これはエスペイサー１００の処理にお
いてエスペイサー１００中の酸がＳＯＧ膜に残存しこれ
がＳＡＬ−６０１に作用してＳＯＧ膜上に薄い変性層を
形成したためと考えられる。しかしこれは僅かであるた
めＳＯＧ膜のパターニングは問題なく行うことができ
た。
【００６７】次に、パターン５３を除去する。これによ
り、Ｒｉｍ型のホトマスクであってホールパターン形成
用のホトマスク５５が得られる（図１０（Ｂ））。
り、Ｒｉｍ型のホトマスクであってホールパターン形成
用のホトマスク５５が得られる（図１０（Ｂ））。
【００６８】この実施例の説明から明らかなように、こ
の第二発明の位相シフト法用ホトマスクの形成方法によ
れば、Ｒｉｍ型ホトマスクの遮光パターン及び位相シフ
タをセルフアライン的に形成できることがわかる。
の第二発明の位相シフト法用ホトマスクの形成方法によ
れば、Ｒｉｍ型ホトマスクの遮光パターン及び位相シフ
タをセルフアライン的に形成できることがわかる。
【００６９】また、上記実施例のホトマスク形成方法
を、図１１に示したような、位相シフタ形成材をホトマ
スク形成用基板４１そのものとしこの基板４１の厚さを
一部違えて基板の一部を位相シフタ４５ａとし、かつ、
該基板４１上の所定部分に遮光部４７ａを具える型のＲ
ｉｍ型のホトマスク５７を形成する場合に適用した場合
も、所望のホトマスク５７が得られることがわかった。
そしてこの場合は、ホトマスク形成用基板４１にはエス
ペイサー１００から酸は導入されなかったためか、基板
４１上にＳＡＬ−６０１が残るようなことはなかった。
を、図１１に示したような、位相シフタ形成材をホトマ
スク形成用基板４１そのものとしこの基板４１の厚さを
一部違えて基板の一部を位相シフタ４５ａとし、かつ、
該基板４１上の所定部分に遮光部４７ａを具える型のＲ
ｉｍ型のホトマスク５７を形成する場合に適用した場合
も、所望のホトマスク５７が得られることがわかった。
そしてこの場合は、ホトマスク形成用基板４１にはエス
ペイサー１００から酸は導入されなかったためか、基板
４１上にＳＡＬ−６０１が残るようなことはなかった。
【００７０】なお、上述の実施例では予備パターン５１
ｂをマスクとしてクロム膜４７をエッチングし、その後
にこの予備パターン５１ｂにエスペイサー１００を用い
て酸を導入していたが、場合によっては、クロム膜４７
をエッチングする前に予備パターン５１ｂエスペイサー
１００を用いて酸を導入し第１のパターン５１ｘを得こ
の第１のパターン５１ｘをマスクとしてクロム膜４７を
エッチングしても良い。
ｂをマスクとしてクロム膜４７をエッチングし、その後
にこの予備パターン５１ｂにエスペイサー１００を用い
て酸を導入していたが、場合によっては、クロム膜４７
をエッチングする前に予備パターン５１ｂエスペイサー
１００を用いて酸を導入し第１のパターン５１ｘを得こ
の第１のパターン５１ｘをマスクとしてクロム膜４７を
エッチングしても良い。
【００７１】２−２．第二発明の第２実施例 次に、Ｒｉｍ型のホトマスクを第一発明の第５実施例の
方法（第１及び第２のパターン形成材共に化学増幅型の
レジストを用いる方法）により形成する例を説明する。
この説明を図１２及び図１３を参照して行う。
方法（第１及び第２のパターン形成材共に化学増幅型の
レジストを用いる方法）により形成する例を説明する。
この説明を図１２及び図１３を参照して行う。
【００７２】先ず、石英ガラス基板４１上に導電性膜４
３、位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５、遮光パタ
ーン形成用薄膜としてのクロム膜４７をこの順に具える
ブランクス４９を用意する。そして、このブランクス４
９のクロム膜４７上に第１のパターン形成材としてＳＡ
Ｌ−６０１の層６１形成する（図１２（Ａ））。次に、
この層６１に電子線で描画をし、その後この層６１を現
像して、遮光パターン形成用マスクとしての第１のパタ
ーン６１ｂを得る（図１２（Ｂ））。この第１のパター
ン６１ｂは化学増幅型レジストで構成されているので酸
発生剤を含んだ状態のものである。なお、この実施例で
は第１のパターン６１ｂは一辺が３μｍ（３μｍ□）の
穴部６１ａを有したものとしている。次に、この第１の
パターン６１ｂをマスクとして遮光パターン形成用薄膜
４７を選択的に除去し遮光パターン４７ａを形成する。
次に、この試料を１８０℃の温度で５分間加熱する。こ
の熱処理によりＳＡＬ−６０１のパターン中に酸１３ａ
が十分発生するので酸を含む第１のパターン６１ｘが得
られる（図１２（Ｃ））。次にこの試料上に再びＳＡＬ
−６０１の層６３を形成する（図１３（Ａ））。そして
この試料を１２０℃の温度で１０分間加熱する。第１の
パターン６１ｘ中の酸はこの熱処理においてＳＡＬ−６
０１の層６３側に拡散するのでＳＡＬ−６０１の層６３
の、酸が拡散した領域は、変性層１９になる（図１３
（Ｂ））。次に、このＳＡＬ−６０１の層６３を現像液
により除去する。これにより、第１のパターン６１ｘ及
び変性層１９で構成される所望のパターン６５が得られ
る（図１３（Ｃ））。
３、位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５、遮光パタ
ーン形成用薄膜としてのクロム膜４７をこの順に具える
ブランクス４９を用意する。そして、このブランクス４
９のクロム膜４７上に第１のパターン形成材としてＳＡ
Ｌ−６０１の層６１形成する（図１２（Ａ））。次に、
この層６１に電子線で描画をし、その後この層６１を現
像して、遮光パターン形成用マスクとしての第１のパタ
ーン６１ｂを得る（図１２（Ｂ））。この第１のパター
ン６１ｂは化学増幅型レジストで構成されているので酸
発生剤を含んだ状態のものである。なお、この実施例で
は第１のパターン６１ｂは一辺が３μｍ（３μｍ□）の
穴部６１ａを有したものとしている。次に、この第１の
パターン６１ｂをマスクとして遮光パターン形成用薄膜
４７を選択的に除去し遮光パターン４７ａを形成する。
次に、この試料を１８０℃の温度で５分間加熱する。こ
の熱処理によりＳＡＬ−６０１のパターン中に酸１３ａ
が十分発生するので酸を含む第１のパターン６１ｘが得
られる（図１２（Ｃ））。次にこの試料上に再びＳＡＬ
−６０１の層６３を形成する（図１３（Ａ））。そして
この試料を１２０℃の温度で１０分間加熱する。第１の
パターン６１ｘ中の酸はこの熱処理においてＳＡＬ−６
０１の層６３側に拡散するのでＳＡＬ−６０１の層６３
の、酸が拡散した領域は、変性層１９になる（図１３
（Ｂ））。次に、このＳＡＬ−６０１の層６３を現像液
により除去する。これにより、第１のパターン６１ｘ及
び変性層１９で構成される所望のパターン６５が得られ
る（図１３（Ｃ））。
【００７３】その後は、このパターン６５をマスクとし
て位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５を選択的に除
去して位相シフタ４５ａを得、さらに、パターン６５を
除去することで所望のホトマスクが得られる。
て位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５を選択的に除
去して位相シフタ４５ａを得、さらに、パターン６５を
除去することで所望のホトマスクが得られる。
【００７４】なお、この第２実施例の方法も図１１を用
いて説明したホトマスクの形成に適用できる。また、こ
の第２実施例では、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）を用い説明
したように、パターン６１ｂをマスクとしてクロム膜４
７をエッチングした後にこの試料に熱処理をして酸を十
分に発生させてパターン６１ｘを得ていた。しかし、場
合によっては、クロム膜４７をエッチングする前に試料
に熱処理をしパターン６１ｂに酸を発生させパターン６
１ｘを得、その後クロム膜をエッチングするようにして
も良い。さらには、パターン６１ｂはそもそも化学増幅
型レジストであるので、パターン６１ｂ上に第２のパタ
ーン形成材としてのＳＡＬ−６０１の塗布前に特に熱処
理をしなくても良い場合もあり得る。
いて説明したホトマスクの形成に適用できる。また、こ
の第２実施例では、図１２（Ｂ）及び（Ｃ）を用い説明
したように、パターン６１ｂをマスクとしてクロム膜４
７をエッチングした後にこの試料に熱処理をして酸を十
分に発生させてパターン６１ｘを得ていた。しかし、場
合によっては、クロム膜４７をエッチングする前に試料
に熱処理をしパターン６１ｂに酸を発生させパターン６
１ｘを得、その後クロム膜をエッチングするようにして
も良い。さらには、パターン６１ｂはそもそも化学増幅
型レジストであるので、パターン６１ｂ上に第２のパタ
ーン形成材としてのＳＡＬ−６０１の塗布前に特に熱処
理をしなくても良い場合もあり得る。
【００７５】３．第三発明の説明 次に、第一発明のパターン形成方法を利用して、位相シ
フト法用のホトマスクであって多段型のものを形成する
例を説明する。この多段型のものも、第二発明の場合と
同様に、第一発明の例えば第１〜第７実施例のいずれの
方法でも形成できる。ここでは、第一発明の第２実施例
の方法、第５実施例の方法それぞれにより上記ホトマス
クをそれぞれ形成する例を説明する。なお、多段型の位
相シフト法用ホトマスクとは、位相シフタのエッジ部に
段階的に厚さの異なる部分を設けたものである。多段型
でない場合で位相シフタのエッジがホトマスクの光透過
領域上にある場合にエッジラインでは光強度が著しく減
少しこれによりレジストにエッジラインが転写されてし
まうが、多段型ではこの問題を回避できる。
フト法用のホトマスクであって多段型のものを形成する
例を説明する。この多段型のものも、第二発明の場合と
同様に、第一発明の例えば第１〜第７実施例のいずれの
方法でも形成できる。ここでは、第一発明の第２実施例
の方法、第５実施例の方法それぞれにより上記ホトマス
クをそれぞれ形成する例を説明する。なお、多段型の位
相シフト法用ホトマスクとは、位相シフタのエッジ部に
段階的に厚さの異なる部分を設けたものである。多段型
でない場合で位相シフタのエッジがホトマスクの光透過
領域上にある場合にエッジラインでは光強度が著しく減
少しこれによりレジストにエッジラインが転写されてし
まうが、多段型ではこの問題を回避できる。
【００７６】３−１．第三発明の第１実施例 先ず、多段型のホトマスクを第一発明の第２実施例の方
法（エスペイサー１００を用いた方法）により形成する
例を説明する。図１４〜図１６はその説明に供する工程
図である。ただし、いずれの図も位相シフタのエッジ部
分が形成される領域のみに着目して示してある。
法（エスペイサー１００を用いた方法）により形成する
例を説明する。図１４〜図１６はその説明に供する工程
図である。ただし、いずれの図も位相シフタのエッジ部
分が形成される領域のみに着目して示してある。
【００７７】先ず、ホトマスク形成用基板としての例え
ば石英ガラス基板４１上に導電性膜４３、位相シフタ形
成材としてのＳＯＧ膜４５をこの順に具えるブランクス
４９を用意する。そして、このブランクス４９のクロム
膜４７上に第１のパターン形成材としてこの場合ＣＭＳ
−ＥＸと称される電子線レジスト（東ソ製）から成り、
位相シフタの第１の厚さの部分を得るための第１のパタ
ーン７１であって未だこの発明で言う一方の因子を含ん
でいない第１のパターン７１（以下、「予備パターン７
１という。）を得る（図１４（Ａ））。なお、この実施
例では予備パターン７１は幅が１μｍのラインパターン
としている。
ば石英ガラス基板４１上に導電性膜４３、位相シフタ形
成材としてのＳＯＧ膜４５をこの順に具えるブランクス
４９を用意する。そして、このブランクス４９のクロム
膜４７上に第１のパターン形成材としてこの場合ＣＭＳ
−ＥＸと称される電子線レジスト（東ソ製）から成り、
位相シフタの第１の厚さの部分を得るための第１のパタ
ーン７１であって未だこの発明で言う一方の因子を含ん
でいない第１のパターン７１（以下、「予備パターン７
１という。）を得る（図１４（Ａ））。なお、この実施
例では予備パターン７１は幅が１μｍのラインパターン
としている。
【００７８】次に、この予備パターン７１をマスクとし
て位相シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５を所定の厚さｄ
1 だけ公知の好適な方法により除去する。これにより位
相シフタの第１の厚さｔ1 の部分４５ａを得る（図１４
（Ｂ））。
て位相シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５を所定の厚さｄ
1 だけ公知の好適な方法により除去する。これにより位
相シフタの第１の厚さｔ1 の部分４５ａを得る（図１４
（Ｂ））。
【００７９】次に、この試料上にエスペイサー１００の
層２３をスピンコート法により形成する（図１４
（Ｃ））。次に、この試料を１１０℃の温度で３分間加
熱する。エスペイサー１００中の酸１３ａはこの加熱処
理において予備パターン７１中に拡散するので、予備パ
ターン７１は一方の因子である酸を含む第１のパターン
７１ｘになる（図１５（Ａ）））。なお、不要となった
エスペイサー１００の層２３を水により除去する。
層２３をスピンコート法により形成する（図１４
（Ｃ））。次に、この試料を１１０℃の温度で３分間加
熱する。エスペイサー１００中の酸１３ａはこの加熱処
理において予備パターン７１中に拡散するので、予備パ
ターン７１は一方の因子である酸を含む第１のパターン
７１ｘになる（図１５（Ａ）））。なお、不要となった
エスペイサー１００の層２３を水により除去する。
【００８０】次に、この試料上に第１のパターン７１ｘ
を覆うように、ＳＡＬ−６０１の層１７を形成する。次
に、ＳＡＬ−６０１の層１７の形成の済んだ試料を１２
０℃の温度で１０分間熱処理する。第１のパターン７１
ｘ中の酸１３ａはこの熱処理においてＳＡＬ−６０１の
層１７中にこの熱処理条件に応じた距離拡散する。この
ため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１３ａが及んだ部分
は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６０１の現像液（溶
解液）に不溶性を示す変性層１９に変換される（図１５
（Ｂ））。
を覆うように、ＳＡＬ−６０１の層１７を形成する。次
に、ＳＡＬ−６０１の層１７の形成の済んだ試料を１２
０℃の温度で１０分間熱処理する。第１のパターン７１
ｘ中の酸１３ａはこの熱処理においてＳＡＬ−６０１の
層１７中にこの熱処理条件に応じた距離拡散する。この
ため、ＳＡＬ−６０１の層１７の酸１３ａが及んだ部分
は架橋するのでこの部分はＳＡＬ−６０１の現像液（溶
解液）に不溶性を示す変性層１９に変換される（図１５
（Ｂ））。
【００８１】次に、変性層１９が形成されたＳＡＬ−６
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン７１ｘ及び変
性層１９で構成され位相シフタの第２の厚さの部分を得
るための第２のパターン７３を得る（図１５（Ｃ））。
０１の層１７の変性層１９以外の部分をＳＡＬ−６０１
の現像液により溶解して、第１のパターン７１ｘ及び変
性層１９で構成され位相シフタの第２の厚さの部分を得
るための第２のパターン７３を得る（図１５（Ｃ））。
【００８２】次に、このパターン７３をマスクとして位
相シフタ形成材４５であるＳＯＧ膜を再度選択的に除去
し位相シフタの第２の厚さｔ2 の部分４５ｂを得る（図
１６（Ａ））。なお、この場合は導電膜４３が露出する
までＳＯＧ膜の不要部分を除去している。これによりエ
ッジ部に厚さ ｔ1 及びｔ2 の段階的な厚さの異なる部
分を有する位相シフタ４５ｘが得られる。ここで、厚さ
ｔ1 、ｔ2 をそれぞれどの程度にするかは設計に応じ任
意とできるが、この場合は厚さｔ2 部分で露光光に例え
ば９０度の位相差を与えることができ、厚さｔ1 部分で
露光光に例えば１８０度の位相差を与えることができる
厚さにそれぞれするのが良い。
相シフタ形成材４５であるＳＯＧ膜を再度選択的に除去
し位相シフタの第２の厚さｔ2 の部分４５ｂを得る（図
１６（Ａ））。なお、この場合は導電膜４３が露出する
までＳＯＧ膜の不要部分を除去している。これによりエ
ッジ部に厚さ ｔ1 及びｔ2 の段階的な厚さの異なる部
分を有する位相シフタ４５ｘが得られる。ここで、厚さ
ｔ1 、ｔ2 をそれぞれどの程度にするかは設計に応じ任
意とできるが、この場合は厚さｔ2 部分で露光光に例え
ば９０度の位相差を与えることができ、厚さｔ1 部分で
露光光に例えば１８０度の位相差を与えることができる
厚さにそれぞれするのが良い。
【００８３】次に、第２のパターン７３を除去する。こ
れにより多段型の位相シフト法用ホトマスク７５が得ら
れる。
れにより多段型の位相シフト法用ホトマスク７５が得ら
れる。
【００８４】この実施例の説明から明らかなように、こ
の第三発明の位相シフト法用ホトマスクの形成方法によ
れば、多段型ホトマスクの位相シフタの厚みが異なる部
分をセルフアライン的に形成できることがわかる。
の第三発明の位相シフト法用ホトマスクの形成方法によ
れば、多段型ホトマスクの位相シフタの厚みが異なる部
分をセルフアライン的に形成できることがわかる。
【００８５】なお、上述の実施例では予備パターン７１
をマスクとして位相シフタ形成材の第１の厚みとなる部
分以外をエッチングし、その後にこの予備パターン７１
にエスペイサー１００を用いて酸を導入していたが、場
合によっては、位相シフタ形成材をエッチングする前に
予備パターン７１にエスペイサー１００を用いて酸を導
入し第１のパターン７１ｘを得この第１のパターン７１
ｘをマスクとして位相シフタ形成材をエッチングしても
良い。
をマスクとして位相シフタ形成材の第１の厚みとなる部
分以外をエッチングし、その後にこの予備パターン７１
にエスペイサー１００を用いて酸を導入していたが、場
合によっては、位相シフタ形成材をエッチングする前に
予備パターン７１にエスペイサー１００を用いて酸を導
入し第１のパターン７１ｘを得この第１のパターン７１
ｘをマスクとして位相シフタ形成材をエッチングしても
良い。
【００８６】また、シフタのエッジ部に厚さの異なる部
分をさらに形成したい場合は、第２のパターン形成後の
ＳＯＧ膜のエッチングを途中で止め、その後第２のパタ
ーンを除去し、再び、第１のパターンを形成する工程か
ら第三発明を繰り返せば良い。
分をさらに形成したい場合は、第２のパターン形成後の
ＳＯＧ膜のエッチングを途中で止め、その後第２のパタ
ーンを除去し、再び、第１のパターンを形成する工程か
ら第三発明を繰り返せば良い。
【００８７】また、この第三発明の場合も、これを、位
相シフタタ形成材が石英ガラス基板４１自体の場合の多
段型ホトマスク形成に適用できる。
相シフタタ形成材が石英ガラス基板４１自体の場合の多
段型ホトマスク形成に適用できる。
【００８８】３−２．第三発明の第２実施例 次に、多段型のホトマスクを第一発明の第５実施例の方
法（第１及び第２のパターン形成材共に化学増幅型のレ
ジストを用いる方法）により形成する例を説明する。こ
の説明を図１７及び図１８を参照して行う。
法（第１及び第２のパターン形成材共に化学増幅型のレ
ジストを用いる方法）により形成する例を説明する。こ
の説明を図１７及び図１８を参照して行う。
【００８９】先ず、石英ガラス基板４１上に導電性膜４
３、位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５をこの順に
具えるブランクス４９を用意する。そして、このブラン
クス４９の位相シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５上にＳ
ＡＬ−６０１を用い位相シフタの第１の厚さの部分を得
るためのマスクとして第１のパターン７７を形成する
（図１７（Ａ））。
３、位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５をこの順に
具えるブランクス４９を用意する。そして、このブラン
クス４９の位相シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５上にＳ
ＡＬ−６０１を用い位相シフタの第１の厚さの部分を得
るためのマスクとして第１のパターン７７を形成する
（図１７（Ａ））。
【００９０】次に、このマスク７７をマスクとして位相
シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５を所定の厚さｄ1 だけ
公知の好適な方法により除去する。これにより位相シフ
タの第１の厚さｔ1 の部分４５ａを得る（図１７
（Ｂ））。この第１のパターン７７は化学増幅型レジス
トで構成されているので酸発生剤を含んだ状態のもので
ある。
シフタ形成材であるＳＯＧ膜４５を所定の厚さｄ1 だけ
公知の好適な方法により除去する。これにより位相シフ
タの第１の厚さｔ1 の部分４５ａを得る（図１７
（Ｂ））。この第１のパターン７７は化学増幅型レジス
トで構成されているので酸発生剤を含んだ状態のもので
ある。
【００９１】次に、この試料を１８０℃の温度で３分間
加熱する。この熱処理によりＳＡＬ−６０１のパターン
７７中に酸１３ａが十分発生するので酸を含む第１のパ
ターン７７ｘが得られる（図１７（Ｃ））。次にこの試
料上に再びＳＡＬ−６０１の層７９を形成する（図１８
（Ａ））。そしてこの試料を１２０℃の温度で１０分間
加熱する。第１のパターン７７ｘ中の酸はこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層７９側に拡散するのでＳＡＬ
−６０１の層７９の、酸が拡散した領域は、変性層１９
になる（図１８（Ｂ））。次に、このＳＡＬ−６０１の
層７９を現像液により除去する。これにより、第１のパ
ターン７７ｘ及び変性層１９で構成され位相シフタの第
２の厚さの部分を得るための第２のパターン８１を得る
（図１８（Ｃ））。
加熱する。この熱処理によりＳＡＬ−６０１のパターン
７７中に酸１３ａが十分発生するので酸を含む第１のパ
ターン７７ｘが得られる（図１７（Ｃ））。次にこの試
料上に再びＳＡＬ−６０１の層７９を形成する（図１８
（Ａ））。そしてこの試料を１２０℃の温度で１０分間
加熱する。第１のパターン７７ｘ中の酸はこの熱処理に
おいてＳＡＬ−６０１の層７９側に拡散するのでＳＡＬ
−６０１の層７９の、酸が拡散した領域は、変性層１９
になる（図１８（Ｂ））。次に、このＳＡＬ−６０１の
層７９を現像液により除去する。これにより、第１のパ
ターン７７ｘ及び変性層１９で構成され位相シフタの第
２の厚さの部分を得るための第２のパターン８１を得る
（図１８（Ｃ））。
【００９２】その後は、このパターン８１をマスクとし
て位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５を選択的に除
去して位相シフタの第２の厚さの部分４５ｂを得る。
て位相シフタ形成材としてのＳＯＧ膜４５を選択的に除
去して位相シフタの第２の厚さの部分４５ｂを得る。
【００９３】なお、この第三発明の第２実施例では、図
１７（Ｂ）及び（Ｃ）を用い説明したように、パターン
７７をマスクとしてシフタ形成材４５をエッチングした
後にこの試料に熱処理をして酸を十分に発生させてパタ
ーン７７ｘを得ていた。しかし、場合によっては、シフ
タ形成材４５をエッチングする前に試料に熱処理をしパ
ターン７７に酸を発生させパターン７７ｘを得、その後
シフタ形成材４５をエッチングするようにしても良い。
さらには、パターン７７はそもそも化学増幅型レジスト
であるので、パターン７７上に第２のパターン形成材と
してのＳＡＬ−６０１の塗布前に特に熱処理をしなくて
も良い場合もあり得る。
１７（Ｂ）及び（Ｃ）を用い説明したように、パターン
７７をマスクとしてシフタ形成材４５をエッチングした
後にこの試料に熱処理をして酸を十分に発生させてパタ
ーン７７ｘを得ていた。しかし、場合によっては、シフ
タ形成材４５をエッチングする前に試料に熱処理をしパ
ターン７７に酸を発生させパターン７７ｘを得、その後
シフタ形成材４５をエッチングするようにしても良い。
さらには、パターン７７はそもそも化学増幅型レジスト
であるので、パターン７７上に第２のパターン形成材と
してのＳＡＬ−６０１の塗布前に特に熱処理をしなくて
も良い場合もあり得る。
【００９４】
【発明の効果】上述した説明から明らかなようにこの出
願の第一発明のパターン形成方法によれば、所定の因子
を含む第１のパターンとこれを覆うように形成され所定
の因子を含む第２のパターン形成材の層との各因子の相
互作用を利用して第１のパターンの周囲にこの第１のパ
ターンを太らせるための新たな層としての変性層を形成
できる。これらの因子の組み合わせは種々考えられるの
で、一度形成したレジストパターンを太らせることをよ
り汎用性良く行える。さらに、この変性層は、第１のパ
ターンに対しセルフアライン的に形成できる。従って、
例えば第１のパターンを従来の露光装置の限界レベルの
微細なパターンとしておきこの第１のパターンにこの発
明を適用してこの第１のパターンを太らせると従来の露
光装置の解像限界より微細なパターンを従来技術を用い
汎用性良く形成できる。
願の第一発明のパターン形成方法によれば、所定の因子
を含む第１のパターンとこれを覆うように形成され所定
の因子を含む第２のパターン形成材の層との各因子の相
互作用を利用して第１のパターンの周囲にこの第１のパ
ターンを太らせるための新たな層としての変性層を形成
できる。これらの因子の組み合わせは種々考えられるの
で、一度形成したレジストパターンを太らせることをよ
り汎用性良く行える。さらに、この変性層は、第１のパ
ターンに対しセルフアライン的に形成できる。従って、
例えば第１のパターンを従来の露光装置の限界レベルの
微細なパターンとしておきこの第１のパターンにこの発
明を適用してこの第１のパターンを太らせると従来の露
光装置の解像限界より微細なパターンを従来技術を用い
汎用性良く形成できる。
【００９５】また、変性層を形成するための因子として
の、酸、酸発生剤、塩基、または、ミキシング層形成因
子は、熱により制御し易い因子であるので、変性層の形
成を簡易に行え、しかも、変性層の膜厚制御を実用的な
ものとできる。
の、酸、酸発生剤、塩基、または、ミキシング層形成因
子は、熱により制御し易い因子であるので、変性層の形
成を簡易に行え、しかも、変性層の膜厚制御を実用的な
ものとできる。
【００９６】また、この出願の第二発明の位相シフト法
用ホトマスクの形成方法によれば、Ｒｉｍ型のものを簡
易にかつ上記第一発明の効果をもって形成でき、また、
この出願の第三発明の位相シフト法用ホトマスクの形成
方法によれば、多段型のものを簡易にかつ上記第一発明
の効果をもって形成できる。
用ホトマスクの形成方法によれば、Ｒｉｍ型のものを簡
易にかつ上記第一発明の効果をもって形成でき、また、
この出願の第三発明の位相シフト法用ホトマスクの形成
方法によれば、多段型のものを簡易にかつ上記第一発明
の効果をもって形成できる。
【図１】第一発明の第１実施例の説明に供する工程図で
ある。
ある。
【図２】第一発明の第１実施例の説明に供する図１に続
く工程図である。
く工程図である。
【図３】第一発明の第２実施例の要部説明に供する工程
図である。
図である。
【図４】第一発明の第３実施例の要部説明に供する工程
図である。第二発明の実施例の説明に供する要部斜視図
である。
図である。第二発明の実施例の説明に供する要部斜視図
である。
【図５】第一発明の第６実施例の説明に供する工程図で
ある。
ある。
【図６】第一発明の第８実施例の説明に供する工程図で
ある。
ある。
【図７】第一発明の第８実施例の説明に供する図６に続
く工程図である。
く工程図である。
【図８】第二発明の第１実施例の説明に供する工程図で
ある。
ある。
【図９】第二発明の第１実施例の説明に供する図８に続
く工程図である。
く工程図である。
【図１０】第二発明の第１実施例の説明に供する図９に
続く工程図である。
続く工程図である。
【図１１】Ｒｉｍ型ホトマスクの他の例の説明図であ
る。
る。
【図１２】第二発明の第２実施例の説明に供する工程図
である。
である。
【図１３】第二発明の第２実施例の説明に供する図１２
に続く工程図である。
に続く工程図である。
【図１４】第三発明の第１実施例の説明に供する工程図
である。
である。
【図１５】第三発明の第１実施例の説明に供する図１４
に続く工程図である。
に続く工程図である。
【図１６】第三発明の第１実施例の説明に供する図１５
に続く工程図である。
に続く工程図である。
【図１７】第三発明の第２実施例の説明に供する工程図
である。
である。
【図１８】第三発明の第２実施例の説明に供する図１７
続く工程図である。
続く工程図である。
１１：前面基板 １３：一方の因
子（例えば酸発生剤） １３ａ：一方の因子（例えば酸） １５：第１のパ
ターン形成材 １７：所定の第２のパターン形成材の層 １９：変性層 ２１：所望のパ
ターン ２５：一方の因子（例えばアルカリ） ３１：変性層
（ミキシング部）
子（例えば酸発生剤） １３ａ：一方の因子（例えば酸） １５：第１のパ
ターン形成材 １７：所定の第２のパターン形成材の層 １９：変性層 ２１：所望のパ
ターン ２５：一方の因子（例えばアルカリ） ３１：変性層
（ミキシング部）
Claims (11)
- 【請求項１】 下地上に所望のパターンを形成するに当
たり、 前記下地上に、前記所望のパターンに対し所定関係の形
状の第１のパターンであってこの上に後に形成される第
２のパターン形成材の層の一部を該第２のパターン形成
材の溶解液に不溶とする一方の因子を含む第１のパター
ンを、形成する工程と、 該第１のパターンの形成が済んだ前記下地上に、該第１
のパターンを覆うように第２のパターン形成材の層であ
って該層を前記溶解液に不溶とする他方の因子を含む第
２のパターン形成材の層を、形成する工程と、 少なくとも該第２のパターン形成材の層の、前記第１の
パターンとの界面から所定厚さ部分までを、前記一方の
因子及び他方の因子の作用により、前記第２のパターン
形成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換する工
程と、 該変性層が形成された第２のパターン形成材の層の変性
層以外の部分を前記溶解液により溶解して、所望のパタ
ーンとしての、前記第１のパターン及び前記変性層から
成るパターンを得る工程とを含むことを特徴とするパタ
ーン形成方法。 - 【請求項２】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記一方の因子を、前記第２のパターン形成材の層を不
溶化し得る物質若しくはそのような物質に変化する物質
としたことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項３】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記一方の因子を酸又は酸発生剤とし、前記他方の因子
を含む前記第２のパターン形成材を酸の作用により前記
溶解液に不溶化する材料としたことを特徴とするパター
ン形成方法。 - 【請求項４】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記一方の因子を塩基とし、前記他方の因子を含む前記
第２のパターン形成材を塩基の作用により前記溶解液に
不溶化する材料としたことを特徴とするパターン形成方
法。 - 【請求項５】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記一方の因子及び前記他方の因子を、前記第１のパタ
ーンと前記第２のパターン形成材の層との境界領域に両
者のミキシング層であって前記現像液に不溶なミキシン
グ層を形成し得る因子としたことを特徴とするパターン
形成方法。 - 【請求項６】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記一方の因子を含む前記第１のパターンは、該一方の
因子を予め含む第１のパターン形成材をパターニングす
ることにより形成するか、または、前記一方の因子を予
め含まない第１のパターン形成材をパターニングした後
にこれに前記一方の因子を導入することにより形成する
ことを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項７】 請求項１に記載のパターン形成方法にお
いて、 前記変性層の形成は、前記第１のパターン及び第２のパ
ターン形成材の層の形成の終えた試料に熱を加えること
により行い、該変性層の厚さを該熱の印加条件によって
制御することを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項８】 透過領域の内側に透過領域を決定する遮
光パターンに沿って位相シフタを具える位相シフト法用
ホトマスクを形成する方法において、 位相シフタ形成用の位相シフタ形成材上に遮光パターン
形成用の薄膜を形成する工程と、 該遮光パターン形成用の薄膜上に、遮光パターン形成用
マスクとしての第１のパターンであってこの上に後に形
成される第２のパターン形成材の層の一部を該第２のパ
ターン形成材の溶解液に不溶とする一方の因子を含む第
１のパターン若しくは該一方の因子を含まない第１のパ
ターンを、形成する工程と、 該第１のパターンをマスクとして前記遮光パターン形成
用の薄膜をパターニングして遮光パターンを得る工程
と、 該遮光パターンの形成の済んだ試料上に、前記第１のパ
ターンが前記一方の因子を含まない場合は該パターンに
該一方の因子を導入した後、前記第１のパターンを覆う
ように第２のパターン形成材の層であって該層を前記溶
解液に不溶とする他方の因子を含む第２のパターン形成
材の層を、形成する工程と、 少なくとも該第２のパターン形成材の層の、前記第１の
パターンとの界面から所定厚さ部分までを前記一方の因
子及び他方の因子を利用して、前記第２のパターン形成
材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換する工程
と、 該変性層が形成された第２のパターン形成材の層の変性
層以外の部分を前記溶解液により溶解し、前記第１のパ
ターン及び前記変性層から成る位相シフタ形成用マスク
パターンを得る工程と、 該位相シフタ形成用マスクパターンをマスクとして前記
位相シフタ形成材をパターニングして位相シフタを得る
工程とを含むことを特徴とする位相シフト法用ホトマス
クの形成方法。 - 【請求項９】 位相シフタのエッジ部が露光光の位相の
シフト量を段階的とするために段階的に異なる厚さとさ
れている位相シフト法用ホトマスクを形成する方法にお
いて、 位相シフタ形成用の位相シフタ形成材上に、位相シフタ
の第１の厚さの部分を得るためのマスクとしての第１の
パターンであってこの上に後に形成される第２のパター
ン形成材の層の一部を該第２のパターン形成材の溶解液
に不溶とする一方の因子を含む第１のパターン若しくは
該一方の因子を含まない第１のパターンを、形成する工
程と、 該第１のパターンをマスクとして前記位相シフタ形成材
の該第１のパターンから露出する部分を第２の厚さとな
るまでエッチングする工程と、 該エッチングの済んだ試料上に、前記第１のパターンが
前記一方の因子を含まない場合は該パターンに該一方の
因子を導入した後、前記第１のパターンを覆うように第
２のパターン形成材の層であって該層を前記溶解液に不
溶とする他方の因子を含む第２のパターン形成材の層
を、形成する工程と、 少なくとも該第２のパターン形成材の層の、前記第１の
パターンとの界面から所定厚さ部分までを、前記一方の
因子及び他方の因子を利用して、前記第２のパターン形
成材の溶解液に対し不溶性を示す変性層に変換する工程
と、 該変性層が形成された第２のパターン形成材の層の変性
層以外の部分を前記溶解液により溶解し、前記第１のパ
ターン及び前記変性層から成る第２のパターンを得る工
程と、 該第２のパターンをマスクとして前記位相シフタ形成材
を第３の厚さとなるまで若しくは裏面に至るまでエッチ
ングする工程とを含むことを特徴とする位相シフト法用
ホトマスクの形成方法。 - 【請求項１０】 請求項８または９に記載の位相シフト
法用ホトマスクの形成方法において、 前記位相シフタ形成材を、ホトマスク形成用基板また
は、ホトマスク形成用基板上に形成された位相シフタ形
成用の薄膜としたことを特徴とする位相シフト法用ホト
マスクの形成方法。 - 【請求項１１】 請求項８または９に記載の位相シフト
法用ホトマスクの形成方法において、 前記変性層の形成に当たり、請求項２〜７のいずれか１
項に記載の方法を用いることを特徴とする位相シフト法
用ホトマスクの形成方法。
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