JPH08288200A - パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微小なコンタクトホールの形成方法を提供す
る。 【構成】 基板１１上に下層レジストパターン１２Ａ及
びホールパターン１２Ｂを形成し、該パターン１２Ａ，
１２Ｂ上に上層レジスト１３を形成し、該上層レジスト
１３の一括露光における該上層レジスト１３の露光光に
対する吸収係数或いは膜厚に応じてホールパターン１２
Ｂの底部に上層レジスト１３が十分には露光されずに残
留するようにしているので、上層レジスト１３の吸収係
数や膜厚を適切な値に設定することにより、所望の量及
び断面形状の残留レジスト１３ａを下層レジストパター
ン１２Ａの側壁部１４及びホールパターン１２Ｂの底部
に付着残留させることができ、下層レジストパターン１
２Ａを所望のサイズ及び断面形状に変形することができ
る。従って、下層レジストパターン１２Ａで形成した微
小ホールを種々の断面形状及び開口寸法のものに変える
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体の製造工程にお
ける微細パターン形成方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、このような分野の技術としては、
例えば、次のような文献に記載されるものがあった。 文献；特開昭６２−６７５１４号公報 半導体素子の微細化に伴い、より微細なパターンの形成
技術が要求されている。ラインアンドスペース（Ｌ／
Ｓ）パターンでは、変形照明露光法や位相差露光法等が
微細パターン形成技術として検討されているが、いずれ
の露光方式でも原理的に孤立パターンに対しては解像性
向上効果が乏しく、コンタクトホールのような孤立パタ
ーンに対して微細なパターンを形成するのは益々困難と
なっている。このような孤立パターンに対しての解像性
向上法としては従来から色々な提案があるが、前記文献
に記載されているように、補助パターンを付与する補助
パターン方式の検討を挙げることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
補助パターン方式では、次のような課題があった。即
ち、従来の補助パターン方式は、孤立パターンの近傍に
解像限界以下の補助パターンを配しておき、該補助パタ
ーンからの回折光の寄与により、孤立パターンの転写特
性を改善するものである。ところが、この補助パターン
方式は、露光量を大きくし過ぎると補助パターン自体が
転写されてしまうので、前記孤立パターンが微小パター
ンである場合ではその効果が乏しい。又、補助パターン
作成のためのマスク等のデータ数が膨大となるという問
題がある。本発明は、前記従来技術が持っていた課題と
して、微小パターン、特に微小な孤立パターン形成が困
難であるという現状を鑑み、簡易にかつ微小な孤立パタ
ーンを形成できる方法を提供することを目的とするもの
であり、まず既存の方法により容易に形成できるサイズ
のレジストパターン（即ち、開口パターン）を形成し、
その後、該レジストパターンに第２のレジストを付着
し、より微小なレジストパターン（即ち、開ロパター
ン）を形成するものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、前記課題
を解決するために、第１のコンタクトホールを有するレ
ジストパターンを基板上に形成するレジストパターン形
成工程と、露光光に対する吸収率が大きい材料を用いて
前記レジストパターン上及び前記第１のコンタクトホー
ルに所望の厚さのポジレジストを形成するレジスト形成
工程とを行う。更に、前記基板に対して垂直方向に前記
ポジレジストを所望の露光量で露光する露光工程と、前
記第１のコンタクトホールの底面の所望の領域に前記基
板を露出させると共に該露出した領域の周辺に前記ポジ
レジストの残留レジストを生じさせることによって該第
１のコンタクトホールの寸法より小さい寸法の第２のコ
ンタクトホールを形成する現像工程とを行うようにして
いる。

【０００５】第２の発明では、第１の発明のレジストパ
ターン形成工程と、前記レジストパターンの表面及び側
壁に酸中和処理層を形成する酸中和処理層形成工程と、
前記第１のコンタクトホール及び表面及び側壁に前記酸
中和処理層が形成された前記レジストパターン上に酸発
生型化学増幅型の材料を用いて所望の厚さのポジレジス
トを形成するレジスト形成工程とを行う。更に、前記基
板に対して垂直方向に前記ポジレジストを所望の露光量
で露光する露光工程と、前記ポジレジストを露光する際
に発生する酸を前記酸中和処理層によって中和し、前記
レジストパターンと前記ポジレジストとの界面に残留レ
ジストを生じさせると共に前記基板を露出させることに
よって前記第１のコンタクトホールの寸法より小さい寸
法の第２のコンタクトホールを形成する現像工程とを行
うようにしている。

【０００６】第３の発明では、第１の発明のレジストパ
ターン形成工程と、前記レジストパターン上及び第１の
コンタクトホールに露光光に対する吸収率が大きい材料
を用いて所望の厚さのネガレジストを形成するレジスト
形成工程とを行う。更に、前記基板に対して斜め方向か
ら前記ネガレジストを所望の露光量で露光する露光工程
と、前記レジストパターンの表面及び肩部に該ネガレジ
ストの残留レジストを生じさせると共に前記基板を露出
させることによって前記第１のコンタクトホールの寸法
より小さい寸法の第２のコンタクトホールを形成する現
像工程とを行うようにしている。

【０００７】第４の発明では、第１の発明のレジストパ
ターン形成工程と、電子線照射によって２次電子が発生
する材料を用いて前記レジストパターンの表面と側壁及
び第１のコンタクトホールの底面に所望の膜厚の２次電
子発生膜を形成する２次電子発生膜形成工程と、電子線
レジストを用いて前記２次電子発生膜上にネガレジスト
を所望の厚さに形成するレジスト形成工程とを行う。更
に、前記ネガレジストに対して全面に所望の電子線量で
電子線照射を施す電子線照射工程と、前記レジストパタ
ーンの表面に前記ネガレジストの残留レジストを生じさ
せることによって前記第１のコンタクトホールの寸法よ
りも小さい寸法の第２のコンタクトホールを形成する現
像工程と、前記第１のコンタクトホールの領域の前記２
次電子発生膜を除去して前記基板を露出させる２次電子
発生膜除去工程とを行うようにしている。

【０００８】第５の発明では、表面に予め反射防止膜が
設けられた基板上に第１のコンタクトホールを有するレ
ジストパターンを形成するレジストパターン形成工程
と、前記レジストパターンに熱処理を施すことにより該
レジストパターンの光屈折率を大きくして該レジストパ
ターン表面における光反射率を大きくする熱処理工程
と、前記レジストパターン上及び第１のコンタクトホー
ルに透明度の高い材料を用いて所望の厚さのネガレジス
トを形成するレジスト形成工程とを行う。更に、前記基
板に対して垂直方向に前記ネガレジストを所望の露光量
で露光する露光工程と、前記第１のコンタクトホールの
前記ネガレジストを除去しかつ前記レジストパターン上
に選択的に該ネガレジストの残留レジストを生じさせる
ことによって該第１のコンタクトホールの寸法より小さ
い寸法の第２のコンタクトホールを形成する現像工程
と、前記第１のコンタクトホールの領域の前記反射防止
膜を除去して前記基板を露出させる反射防止膜除去工程
とを行うようにしている。

【０００９】第６の発明では、第１の発明のレジストパ
ターン形成工程と、前記レジストパターン上及び第１の
コンタクトホールに反射防止膜を形成する反射防止膜形
成工程と、前記反射防止膜をエッチバックすることによ
り前記第１のコンタクトホールのみに該反射防止膜を残
すエッチバック工程と、前記レジストパターン及び前記
反射防止膜上に透明度の高い材料を用いて所望の厚さの
ネガレジストを形成するレジスト形成工程とを行う。更
に、前記基板に対して垂直方向に前記ネガレジストを所
望の露光量で露光する露光工程と、前記第１のコンタク
トホールの前記ネガレジストを除去しかつ前記レジスト
パターン上に選択的に前記ネガレジストの残留レジスト
を生じさせることによって該第１のコンタクトホールの
寸法より小さい寸法の第２のコンタクトホールを形成す
る現像工程と、前記第１のコンタクトホールの領域の前
記反射防止膜を除去して前記基板を露出させる反射防止
膜除去工程とを行うようにしている。

【００１０】

【作用】第１の発明によれば、以上のようにパターン形
成方法を構成したので、基板上にレジストパターン及び
第１のコンタクトホールが形成され、その後、上層ポジ
レジストが形成される。この上層ポジレジストの一括露
光において、該上層ポジレジストの露光光の吸収率或い
は膜厚に応じて第１のコンタクトホールの底部に上層ポ
ジレジストが十分には露光されずに残留するようになっ
ているので、上層ポジレジストの露光光の吸収率や膜厚
を適切な値に設定することにより、所望の量及び断面形
状の残留レジストがレジストパターンの側壁部及び第１
のコンタクトホールの底部に付着残留し、該レジストパ
ターンが所望のサイズ及び断面形状に変形される。その
ため、レジストパターンで形成した微小ホールが種々の
断面形状及び開口寸法のものになり、第２のコンタクト
ホールが形成される。

【００１１】第２の発明によれば、レジストパターン及
び第１のコンタクトホールが形成され、該レジストパタ
ーン上に酸中和処理層が形成された後、該レジストパタ
ーン上に上層ポジレジストが形成されて一括露光され
る。このポジレジストの一括露光において、該ポジレジ
ストから生じる酸が前記レジストパターンとの境界部で
中和されるようにしているため、残留レジストが該レジ
ストパターン上に付着残留するようになるので、該レジ
ストパターン上に形成した前記酸中和処理層の量や濃度
を適切な値に設定することにより、容易にかつ簡易に所
望の量及び断面形状の残留レジストがレジストパターン
に付着残留し、該レジストパターンが所望のサイズ及び
断面形状に変形される。そのため、下層レジストパター
ンで形成した微小ホールが種々の断面形状及び開口寸法
のものになり、第２のコンタクトホールが形成される。

【００１２】第３の発明によれば、基板上にレジストパ
ターンが形成され、該レジストパターン上に露光光に対
する吸収率の大きい上層ネガレジストが薄く形成され、
該ネガレジストの一括露光において、レジスト塗布面に
対して斜方から露光するようにしたので、レジストパタ
ーン上に上層ネガレジストが残留するようになり、該上
層ネガレジストの膜厚や基板傾斜角を適切な値に設定す
ることにより、容易にかつ簡易に所望の量及び断面形状
の残留レジストがレジストパターン上に形成され、該レ
ジストパターンが所望のサイズ及び断面形状に変形され
る。そのため、下層レジストパターンで形成した微小ホ
ールが種々の断面形状及び開口寸法のものになり、第２
のコンタクトホールが形成される。

【００１３】第４の発明によれば、基板上にレジストパ
ターン及び第１のコンタクトホールが形成され、該レジ
ストパターン及び第１のコンタクトホール上に２次電子
発生膜が形成される。その後、上層ネガレジストが形成
され、該上層ネガレジストを電子線によリ一括露光を行
なう際に、該上層ネガレジストの膜厚に応じて２次電子
発生効率に差が生じることを利用して選択的にレジスト
パターン上に上層ネガレジストが残留するようにしてい
るので、上層ネガレジストの膜厚や電子線による一括露
光条件を適切な値に設定することにより、容易にかつ簡
易に所望の量及び断面形状の残留レジストがレジストパ
ターン上に生じ、該レジストパターンが所望のサイズ及
び断面形状に変形される。そのため、レジストパターン
で形成した微小ホールが種々の断面形状及び開口寸法の
ものになり、第２のコンタクトホールが形成される。

【００１４】第５の発明によれば、表面に予め反射防止
膜が設けられた基板上にレジストパターン及び第１のコ
ンタクトホールが形成され、該レジストパターンが熱処
理されて表面の反射率が大きくなる。更に、上層ネガレ
ジストを一括露光する際、レジストパターン上では露光
光の反射による定在波の寄与があるため、上層ネガレジ
ストが選択的に残留する。そのため、上層ネガレジスト
の膜厚や吸収係数を適切な値に設定することにより、容
易にかつ簡易に所望の量及び断面形状の残留レジストが
前記レジストパターン上に生じ、該レジストパターンが
所望のサイズ及び断面形状に変形される。そのため、レ
ジストパターンで形成した微小ホールが種々の断面形状
及び開口寸法のものになり、第２のコンタクトホールが
形成される。

【００１５】第６の発明によれば、基板上にレジストパ
ターン及び第１のコンタクトホールが形成され、該第１
のコンタクトホールに反射防止膜が選択的に形成され、
その後ネガレジストが形成されて該ネガレジストを一括
露光するようにしたので、基板からの反射の寄与を受け
やすい前記レジストパターン上の前記ネガレジストが露
光されて選択的に残留する。そのため、ネガレジストの
膜厚や露光光に対する吸収率を適切な値に設定すること
により、容易にかつ簡易に所望の量及び断面形状の残留
レジストが前記レジストパターン上に生じ、該レジスト
パターンが所望のサイズ及び断面形状に変形され、レジ
ストパターンで形成した微小ホールが種々の断面形状及
び開口寸法のものになり、第２のコンタクトホールが形
成される。従って、前記課題を解決できるのである。

【００１６】

【実施例】第１の実施例 図１（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第１の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（６）を説明する。 （１） 図１（ａ）の工程 基板１１上に下層ポジレジスト１２（例えば、和光純薬
製化学増幅型レジストWKR-PT-1を用いる）を回転塗布法
を用いて１μｍ厚に形成する。 （２） 図１（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 下層ポジレジスト１２に対して露光、露光後ベーク、及
びアルカリ現像を行ない、下層レジストパターン１２Ａ
及び第１のコンタクトホールであるホールパターン１２
Ｂの形成を行なう。ここで、露光量は基板材質やマスク
寸法等に大きく依存するが、シリコン酸化膜上で深さ0.
3 μｍ程度のホールパターンを形成する場合は、60〜70
mJ/ cm² 程度の露光量で行う。又、アルカリ現像は、現
像液として例えばテトラメチルアンモニウムハイドロオ
キサイド水溶液を用い、該現像液による現像処理後は純
水による水洗を行なう。

【００１７】（３） 図１（ｃ）の工程 下層レジストパターン１２Ａの全面に波長が 200〜300n
m 程の紫外線Ｐを照射しながら、加熱プレートＨを用い
て 200℃程の温度で加熱処理することにより、残留溶媒
の除去と共に下層レジストパターン１２Ａの架橋固化
（以下、ハードニング処理という）を行なう。このハー
ドニング処理により、下層レジストパターン１２Ａが溶
剤等に対して不溶なものになる。 （４） 図１（ｄ）の工程（レジスト形成工程） 下層レジストパターン１２Ａ上に、上層ポジレジスト１
３（例えば、富士ハント製レジストFH-EX1を用いる）を
回転塗布法により１μｍ厚に塗布しべークする。この上
層レジスト１３の塗布により、ホールパターン１２Ｂの
形成部では、上層レジスト１３が下層レジストパターン
１２Ａの上部よりも厚く塗られることになり、該ホール
パターン１２Ｂの形成部には2.0 μｍ程度の上層レジス
ト１３が形成される。ここで、上層レジスト１３として
は露光光に対しての吸収係数の大きいポジレジストを用
いることが肝要であり、吸収係数としては1.0 〜2.0 μ
ｍ^-1程が適切である。

【００１８】（５） 図１（ｅ）の工程（露光工程） 上層レジスト１３をマスクを介さないでＫｒＦエキシマ
光Ｐにより全面一括露光し、露光後ベーク及び現像処理
を行なう。この上層レジスト１３の一括露光及び現像に
おいて、上層レジスト１３として露光光の吸収が大きい
レジストが用いられ、かつホールパターン１２Ｂの形成
部（即ち、凹部）では、該ホールパターン１２Ｂの形成
部以外の領域と比較して上層レジスト１３が厚く塗布形
成されているので、露光量を適切に調整することによ
り、上層レジスト１３の深部までは十分に露光されず、
該深部では該上層レジスト１３の分解による構造変化が
不十分になる。そのため、この深部での上層レジスト１
３の現像工程における溶解速度は、ホールパターン１２
Ｂの形成部以外の領域に比べて相対的に遅くなる。 （６） 図１（ｆ）の工程（現像工程） ホールパターン１２Ｂの形成部の隅部に形成された上層
レジスト１３等は現像液の拡散が遅く、埋め込まれた上
層レジスト１３が溶解しにくいので、上層レジスト１３
の現像後には、ホールパターン１２Ｂの形成部の隅部１
２Ｂａ及び下層レジストパターン１２Ａの側壁部１４に
上層レジストの残留レジスト１３ａが生じる。そのた
め、最初に形成した下層レジストパターン１２Ａの側壁
１４に残留レジスト１３ａが付着残留するので、ホール
パターン底部の開口部１１ａの寸法がホールパターン１
２Ｂの形成部よりも小さくなり、第２のコンタクトホー
ルが形成される。ここで、上層レジスト１３として塗布
するレジストの膜厚及び吸収係数を制御することによ
り、下層レジストパターン１２Ａの側壁１４に付着して
残留する残留レジスト１３ａの形状や量を所望のものと
することができ、下層レジストパターン１２Ａで形成し
た微小ホールを種々の断面形状及び開口寸法のものに変
えることができる。

【００１９】以上のように、この第１の実施例では、基
板１１上に下層レジストパターン１２Ａ及びホールパタ
ーン１２Ｂを形成し、該パターン１２Ａ，１２Ｂ上に上
層レジスト１３を形成し、該上層レジスト１３の一括露
光における該上層レジスト１３の吸収係数或いは膜厚に
応じてホールパターン１２Ｂの底部に上層レジスト１３
が十分には露光されずに残留するようにしているので、
上層レジスト１３の吸収係数や膜厚を適切な値に設定す
ることにより、所望の量及び断面形状の残留レジスト１
３ａを下層レジストパターン１２Ａの側壁部１４及びホ
ールパターン１２Ｂの底部に付着残留させることがで
き、下層レジストパターン１２Ａを所望のサイズ及びプ
ロファイルに変形することができる。従って、下層レジ
ストパターン１２Ａで形成した微小ホールを種々の断面
形状及び開口寸法のものに変えることができる。

【００２０】第２の実施例 図２（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第２の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（７）を説明する。 （１） 図２（ａ）の工程 第１の実施例と同様に、基板２１上に下層ポジレジスト
層２２（例えば、和光純薬製化学増幅型レジストWKR-PT
-1を用いる）を回転塗布法により１μｍ厚に形成する。 （２） 図２（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 例えばＫｒＦエキシマ光による露光、露光後ベーク、及
びアルカリ現像を行ない、下層レジストパターン２２Ａ
及び第１のコンタクトホールであるホールパターン２２
Ｂの形成を行なう。ここで露光量は基板材質やマスク寸
法等に大きく依存するが、シリコン酸化膜上で0.3 μｍ
程のホールを形成する場合は60〜70mJ/ cm² 程度の露光
量で十分であり、現像は、現像液としてテトラメチルア
ンモニウムハイドロオキサイドの水溶液を用い、該現像
液による現像処理後は純水による水洗を行なう。

【００２１】（３） 図２（ｃ）の工程 下層レジストパターン２２Ａ及びホールパターン２２Ｂ
上に、光照射によって塩基を発生する塩基発生剤を含ん
だ樹脂（例えば、光塩基発生剤としてNitrobenzyl cycl
ohexyl carbamateを数Wt％含んだアクリル樹脂を用い
る）２３を塗布する。下層レジストパターン２２Ａ上で
の塗布を良好に行なうため、樹脂２３の溶剤は、該下層
レジストパターン２２Ａに対して貧溶媒であるクロロべ
ンゼンやキシレン等が適切である。 （４） 図２（ｄ）の工程（酸中和処理層形成工程） 樹脂２３を下層レジストパターン２２Ａ上に塗布すると
該樹脂２３と下層レジストパターン２２Ａとが混ざり、
樹脂２３と下層レジストパターン２２Ａとの境界には0.
1 μｍ厚程度の混合層である酸中和処理層２４が形成さ
れる。一度この酸中和処理層２４を形成し、その後クロ
ロベンゼンやキシレン等の溶剤により該樹脂２３を除去
することにより、下層レジストパターン２２Ａの表面及
び側壁部に、該下層レジストパターン２２Ａを覆うよう
に塩基発生剤を含んだ酸中和処理層２４を形成する。 （５） 図２（ｅ）の工程（レジスト形成工程） 酸中和処理層２４形成後、上層レジスト２５として酸発
生型化学増幅型ポジレジスト（例えば和光純薬製WKR-PT
-1を用いる）を１μｍ厚に塗布する。

【００２２】（６） 図２（ｆ）の工程（露光工程及び
現像工程） 上層レジスト２５全面を例えばＫｒＦエキシマ光Ｐで一
括露光して露光後ベーク及び現像をする。この露光及び
露光後ベーク処理において、上層ポジレジスト２５は酸
を発生して分解するが、前記酸中和処理層２４中に取り
込まれている塩基発生剤は塩基を発生する。そのため、
酸中和処理層２４の近傍では、塩基発生剤の塩基と共に
上層ポジレジスト２５の酸が同時に発生して中和する。 （７） 図２（ｇ）の工程（現像工程） 前記（６）における中和反応によって酸中和処理層２４
の近傍では酸濃度が減少するので、上層ポジレジスト２
５が分解せずに、下層レジストパターン２２Ａに付着し
て残留することになる。このようにして上層レジスト２
５の露光現像後に下層レジストパターン２２Ａと上層レ
ジスト２５との界面に残留レジスト２５Ａが生じ、ホー
ルパターン２２Ｂの開口部の開口寸法が小さくなり、第
２のコンタクトホールが形成される。

【００２３】以上のように、この第２の実施例では、下
層レジストパターン２２Ａ及びホールパターン２２Ｂを
形成し、該パターン２２Ａ上に酸中和処理剤として光照
射によって塩基を発生する塩基発生剤を含んだ樹脂２３
を形成した後、該下層レジストパターン２２Ａ上に上層
レジスト層２５を形成して一括露光し、該レジスト層２
５の一括露光において該レジスト層２５から生じる酸が
下層レジストパターン２２Ａとの境界部で中和されるよ
うにしているので、残留レジスト２５Ａが下層レジスト
パターン２２Ａ上に付着残留する。そのため、下層レジ
ストパターン２２Ａ上に形成した酸中和処理層２４の量
や濃度を適切な値に設定することにより、容易にかつ簡
易に所望の量及びプロファイルの残留レジスト２５Ａを
下層レジストパターン２２Ａ部に付着残留させることが
でき、下層レジストパターン２２Ａを所望のサイズ及び
プロファイルに変形することができる。従って、下層レ
ジストパターン１２Ａで形成した微小ホールを種々の断
面形状及び開口寸法のものに変えることができる。

【００２４】第３の実施例 図３（ａ）〜（ｆ）は、本発明の第３の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（６）を説明する。 （１） 図３（ａ）の工程 第１の実施例と同様に、基板３１上に下層レジスト層３
２（例えば和光純薬製化学増幅型レジストWKR-PT-1を用
いる）を回転塗布法により１μｍ厚に形成する。 （２） 図３（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 第１の実施例と同様に、露光、露光後ベーク、及びアル
カリ現像を行ない、下層レジストパターン３２Ａ及び第
１のコンタクトホールであるホールパターン３２Ｂの形
成を行なう。ここで、露光量は基板材質やマスク寸法等
に大きく依存するが、シリコン酸化膜上で0.3 μｍ程の
ホールを形成する場合は60〜70mJ/cm ² 程で十分であ
り、現像では、現像液としてテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド水溶液を用い、該現像液による現像
処理後は純水による水洗を行なう。

【００２５】（３） 図３（ｃ）の工程 第１の実施例と同様に、下層レジストパターン３２Ａ全
面に波長が200 〜300nm 程の紫外線Ｐを照射しながら、
加熱プレートＨを用いて２００℃程の温度で熱処理する
ことにより、残留溶媒の除去と共にレジストパターンの
ハードニング処理を行なう。このハードニング処理によ
り下層レジストパターン３２Ａを溶剤等に対して不溶に
することができる。 （４） 図３（ｄ）の工程（レジスト形成工程） 下層レジストパターン３２Ａ及びホールパターン３２Ｂ
上に、上層レジスト３３として、ＫｒＦエキシマ光に対
して吸収の大きいネガレジスト（例えば、東ソー製CMS
レジストを用いる) を0.2 〜0.3 μｍ厚に薄く回転塗布
してべークする。本上層レジスト３３の塗布において
は、下層レジストパターン３２Ａの膜厚が厚く、上層レ
ジスト３３の膜厚が薄いため、ホールパターン３２Ｂの
形成領域には上層レジスト３３が完全には埋め込まれて
いないので、凹部３３Ａが形成される。

【００２６】（５） 図３（ｅ）の工程（露光工程） 基板３１を５０〜８０°程度傾斜させ、上層レジスト３
３の全面に斜めからＫｒＦエキシマ光Ｐによリー括照射
する。この一括照射において、上層レジスト３３はＫｒ
Ｆエキシマ光に対しての吸収係数が大きいので、上層レ
ジスト３３のうちの下層レジストパターン３２Ａの表面
及び該下層レジストパターン３２Ａの肩部に塗布された
レジスト３３のみ架橋することになり、凹部３３Ａにお
けるレジスト３３は光照射されないので、架橋されない
ことになる。 （６） 図３（ｆ）の工程（現像工程） 上層レジストの凹部３３Ａは架橋されないので、アセト
ン等の溶媒による現像で溶解除去され、図３（ｆ）のよ
うに該上層レジスト３３の現像後では、下層レジストパ
ターン３２Ａの表層部及び肩部のみに上層レジスト３３
の残留レジスト３４が付着して残留する。下層レジスト
パターン３２Ａの表層部及び肩部に残留レジスト３４が
付着することにより、下層レジストパターン３２Ａの開
口寸法がホールパターン３２Ｂの形成部よりも小さくな
り、第２のコンタクトホールが形成される。

【００２７】以上のように、この第３の実施例では、下
層レジストパターン３２Ａを形成し、該下層レジストパ
ターン３２Ａ上に薄く吸収係数の大きい上層レジスト層
３３を形成して、該レジスト層３３の一括露光において
レジスト塗布面に対して斜方から露光するようにしてい
るため、下層レジストパターン３２Ａ上にレジスト３３
が残留するようになり、レジスト３３の膜厚や基板傾斜
角を適切な値に設定することにより、容易にかつ簡易に
所望の量及び断面形状の残留レジスト３４を下層レジス
トパターン３２Ａ上に形成することができ、下層レジス
トパターン３２Ａを所望のサイズ及び断面形状に変形す
ることができる。

【００２８】第４の実施例 図４（ａ）〜（ｇ）は、本発明の第４の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（７）を説明する。 （１） 図４（ａ）の工程 第１の実施例と同様に、基板４１上に下層レジスト層４
２（例えば、和光純薬製化学増幅型レジストWKR-PT-1を
用いる) を回転塗布法により１μｍ厚に形成する。 （２） 図４（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 第１の実施例と同様に、露光、露光後ベーク、及びアル
カリ現像を行ない、下層レジストパターン４２Ａ及び第
１のコンタクトホールであるホールパターン４２Ｂの形
成を行なう。ここで、露光量は基板材質やマスク寸法等
に大きく依存するが、シリコン酸化膜上で0.3 μｍ程の
ホールを形成する場合は60〜70mJ/ cm² 程で十分であ
り、現像では、現像液としてテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド水溶液を用い、該現像液による現像
処理後は純水による水洗を行なう。

【００２９】（３） 図４（ｃ）の工程 第１の実施例と同様に、下層レジストパターン４２Ａ全
面に波長が200 〜300nm 程の紫外線Ｐを照射しながら、
加熱プレートＨを用いて200 ℃程の温度で熱処理するこ
とにより、残留溶媒の除去と共にレジストパターンのハ
ードニング処理を行なう。このハードニング処理により
下層レジストパターン４２Ａを溶剤等に対して不溶にす
ることができる。 （４） 図４（ｄ）の工程（２次電子発生膜形成工程） 下層レジストパターン４２Ａ及びホールパターン４２Ｂ
全面に、例えばタングステンやタンタル等の重金属層４
３を数10Å程度蒸着する。この蒸着では、ホールパター
ン４２Ｂの形成部には重金属層４３が基板４１上に形成
され、ホールパターン４２Ｂ形成部以外は下層レジスト
パターン４２Ａの表面及び側壁に形成されることにな
る。 （５） 図４（ｅ）の工程（レジスト形成工程） 重金属層４３の全面に上層レジスト４４（例えば、東ソ
ー製CMS レジストのようなネガ型電子線レジストを用い
る）を２μｍ厚に塗布する。この上層レジスト４４塗布
によりホールパターン４２Ｂは上層レジスト４４で埋ま
り、該上層レジスト４４がほぼ平坦になる。

【００３０】（６） 図４（ｆ）の工程（電子線照射工
程） 上層レジスト４４の全面に電子線Ｅの照射（例えば、10
keV の加速電圧で一括露光）を行なう。ホールパターン
４２Ｂの形成部では、蒸着粒子（即ち、重金属膜４３）
が基板４１上に形成されているが、重金属膜４３上にレ
ジスト４４が厚く形成されている。10keV の加速電圧に
於ける上層レジスト４４中での電子線の飛程は約２μｍ
程度なので、入射電子は重金属膜４３まで達しないこと
になり、ホール底部の重金属膜４３からは２次電子が殆
ど発生しない。一方、ホールパターン４２Ｂの形成部以
外は下層レジストパターン４２Ａの表面及び側壁に重金
属膜４３が形成され、又、該重金属膜４３上に塗布され
ている上層レジスト４４の膜厚も薄いため、該重金属膜
４３から２次電子が発生するが、特にエッジ効果により
ホールパターン４２Ｂのエッジ部から２次電子が効率良
く発生する。このようにホールパターン４２Ｂのエッジ
部で２次電子が効率良く発生するため、上層レジスト４
４がこの２次電子により架橋して露光後の残留レジスト
が多くなる。 （７） 図４（ｇ）の工程（現像工程） 上層レジスト４４が架橋して下層レジストパターン４２
Ａに付着し、ホールパターン４２Ｂで形成された微小ホ
ールがより小さくなり、第２のコンタクトホールが形成
される。

【００３１】以上のように、この第４の実施例では、基
板４１上に下層レジストパターン４２Ａ及びホールパタ
ーン４２Ｂを形成し、該下層レジストパターン４２Ａ及
びホールパターン４２Ｂ上に２次電子発生効率の大きい
膜（つまり重金属膜４３）を薄く形成し、その後、上層
レジスト４４を形成して、該上層レジスト４４を電子線
によリ一括露光を行なう際に、該上層レジスト４４の膜
厚に応じて２次電子発生効率に差が生じることを利用し
て選択的に下層レジストパターン４２Ａ上に上層レジス
ト４４が残留するようにしているため、上層レジスト４
４の塗布膜厚や電子線による一括露光条件を適切な値に
設定することにより、容易にかつ簡易に所望の量及び断
面形状の残留レジスト４４Ａを下層レジストパターン４
２Ａ上に生じさせることができ、下層レジストパターン
４２Ａを所望のサイズ及び断面形状に変形することがで
きる。

【００３２】第５の実施例 図５（ａ）〜（ｈ）は、本発明の第５の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（８）を説明する。 （１） 図５（ａ）の工程 基板５１上に反射防止膜５２（例えば、bluwer science
製d-UV11を用いる）を0.1 μｍ厚程度塗布してベークす
る。その後、下層レジスト層５３（例えば、和光純薬製
化学増幅型レジストWKR-PT-1を用いる）を回転塗布法に
より１μｍ厚に形成する。 （２） 図５（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 第１の実施例と同様に、下層レジスト層５３の露光、露
光後ベーク、及びアルカリ現像を行ない、下層レジスト
パターン５３Ａ及び第１のコンタクトホールであるホー
ルパターン５３Ｂの形成を行なう。ここで、露光量は基
板材質やマスク寸法等に大きく依存するが、0.3 μｍ程
のホールを形成する場合は70〜80mJ/ cm² 程度で十分で
あり、現像は、現像液としてテトラメチルアンモニウム
ハイドロオキサイド水溶液を用い、該現像液による現像
処理後は純水による水洗を行なう。

【００３３】（３） 図５（ｃ）の工程 第１の実施例と同様に、下層レジストパターン５３Ａ及
びホールパターン５３Ｂの全面に波長が200 〜300nm 程
の紫外線Ｐを照射しながら、加熱プレートＨを用いて20
0 ℃程の温度で熱処理することにより、残留溶媒の除去
と共に下層レジストパターン５３Ａのハードニング処理
を行なう。このハードニング処理により下層レジストパ
ターン５３Ａを溶剤等に対して不溶にすることができ
る。 （４） 図５（ｄ）の工程（熱処理工程） 下層レジストパターン５３Ａを高温加熱プレートＨｈを
用いて300 〜350 ℃のべーク炉で60分程熱処理する。こ
の熱処理によって下層レジストパターン５３Ａの架橋が
より進み、該下層レジストパターン５３Ａの屈折率が大
きくなるので、該下層レジストパターン５３Ａ表面での
反射率が大きくなる。 （５） 図５（ｅ）の工程（レジスト形成工程） 下層レジストパターン５３Ａ及び下層レジストホールパ
ターン５３Ｂ上に、上層ネガレジスト５４（例えば、シ
ップレー製化学増幅型レジストXP8843を用いる）を回転
塗布法により１μｍ厚に塗布しべークする。

【００３４】本実施例においては、下地反射率の変化の
影響を受けやすい様なレジスト、つまり透明性の良好な
高感度及び高コントラストレジストを上層レジスト５４
として適用する必要がある。また本実施例のように、上
層レジスト５４として化学増幅型レジストを用いる場合
は、下層レジスト５３の現像後の純水による洗浄の後、
ＰＨ５〜ＰＨ７程の弱酸水で基板全体を中和処理するこ
とが肝要である。この中和処理としては、基板を回転さ
せながら中和処理液（例えば、0.03％程の塩酸）を滴下
し１分程浸漬するだけで十分である。上層レジスト５４
の塗布によって、図５（ｅ）に示すように下層レジスト
ホールパターン５３Ｂの形成部は上層レジスト５４で埋
まり、該上層レジスト５４の表面がほぼ平坦となる。下
層レジスト５３の膜厚が１μｍの場合は、下層レジスト
パターン５３Ａの有無で上層レジスト５４の膜厚は１μ
ｍ程度異なることになるので、該下層レジスト５３の膜
厚及び下層レジストパターン５３Ａの有無に起因する上
層レジスト５４の適性露光量差が生じることになる。

【００３５】（６） 図５（ｆ）の工程（露光工程及び
現像工程） 上層レジスト５４の全面に一括してＫｒＦエキシマ光Ｐ
による露光を行なう。この時、ホールパターン５３Ｂの
形成部つまり開口部では、下層レジスト５３がなくかつ
上層レジスト５４が厚く形成され、更に開口部に反射防
止膜５２があるので、上層レジスト５４に吸収される光
強度は小さい。一方、下層レジストパターン５３Ａの上
は上層レジスト５４の膜厚も薄く、該下層レジストパタ
ーン５３Ａ表面からの反射の影響もあるので、上層レジ
スト５４に吸収される光強度は大きくなり、実効的に高
感度となる。例えば、上層ネガレジスト５４の露光量と
して30mJ/ cm² を与えると、ホールパターン５３Ｂの形
成領域には、現像後に上層レジスト５４は残らないが、
下層レジストパターン５３Ａの上にはレジスト５４が露
光されて現像後に残留レジスト５４Ａが生じる。 （７） 図５（ｇ）の工程 上層レジスト５４の一括露光における露光量を適切に制
御することにより、現像後は下層レジスト５３の上に架
橋した上層レジスト５４が付着する。 （８） 図５（ｈ）の工程 例えば酸素を用いた反応性イオンエッチングを全面に施
すことにより、開口部の反射防止膜５２が除去され、よ
り小さいホールパターンである第２のコンタクトホール
が形成される。

【００３６】以上のように、この第５の実施例では、下
層レジストパターン５３Ａを熱処理して表面の反射率を
大きくする。更に、上層ネガレジスト５４を一括露光す
る際、レジストパターン５３Ａ上では露光光の反射によ
る定在波の寄与があるため、レジスト５４が選択的に露
光残留する。そのため、レジスト５４の膜厚や露光光に
対する吸収係数を適切な値に設定することにより、容易
にかつ簡易に所望の量及び断面形状の残留レジストをレ
ジストパターン５３Ａ上に生じさせることができ、レジ
ストパターン５３Ａを所望のサイズ及び断面形状に変形
することができる。

【００３７】第６の実施例 図６（ａ）〜（ｉ）は、本発明の第６の実施例を示すパ
ターン形成方法の工程図であり、以下、その各工程
（１）〜（９）を説明する。 （１） 図６（ａ）の工程 第１の実施例と同様に、基板６１上に下層レジスト層６
２（例えば和光純薬製化学増幅型レジストWKR-PT-1を用
いる）を回転塗布法により１μｍ厚に形成する。 （２） 図６（ｂ）の工程（レジストパターン形成工
程） 第１の実施例と同様に、露光、露光後ベーク、及びアル
カリ現像を行ない、下層レジストパターン６２Ａ及び第
１のコンタクトホールであるホールパターン６２Ｂの形
成を行なう。ここで、露光量は基板材質やマスク寸法等
に大きく依存するが、シリコン酸化膜上で0.3 μｍ程の
ホールを形成する場合は60〜70mJ/cm ² 程で十分であ
り、現像は、現像液としてテトラメチルアンモニウムハ
イドロオキサイドの2.38％水溶液を用い、該現像液によ
る現像処理後は純水による水洗を行なう。

【００３８】（３） 図６（ｃ）の工程 第１の実施例と同様に、下層レジストパターン６２Ａ及
びホールパターン６２Ｂに波長が200 〜300nm 程の紫外
線Ｐを照射しながら、加熱プレートＨを用いて200 ℃程
の温度で熱処理することにより、残留溶媒の除去と共に
レジストパターンのハードニング処理を行なう。このハ
ードニング処理により下層レジストパターン６２を溶剤
等に対して不溶にすることができる。 （４） 図６（ｄ）の工程（反射防止膜形成工程） 下層レジストパターン６２Ａ及びホールパターン６２Ｂ
上に、反射防止膜６３を0.1 μｍ厚程度全面に塗布す
る。この反射防止膜６３の塗布では凹部（即ち、ホール
パターン６２Ｂの形成部）が埋められるので、該凹部の
反射防止膜６３は厚く塗布形成される。 （５） 図６（ｅ）の工程（エッチバック工程） 反射防止膜６３全面に酸素を用いた反応性イオンエッチ
ングを施すことにより、厚く塗布された凹部（即ち、ホ
ールパターン６２Ｂの形成部）のみに反射防止膜６３Ａ
を残留させる。

【００３９】（６） 図６（ｆ）の工程（レジスト形成
工程） 反射防止膜６３Ａ上に上層ネガレジスト６４（例えば、
シップレー製レジストXP8843を用いる）を回転塗布法に
より１μｍ厚に塗布してベークする。 （７） 図６（ｇ）の工程（露光工程） 上層ネガレジスト６４全面に対して紫外線Ｐによる一括
露光を行なうと、反射防止膜６３Ａの無い領域、つまり
下層レジストパターン６２Ａは基板６１からの反射の影
響を受けるため実効的に高感度となるが、反射防止膜６
３Ａのある凹部（即ち、ホールパターン６２Ｂ形成部）
は基板６１からの反射の影響を受けないため実効的に低
感度となる。 （８） 図６（ｈ）の工程（現像工程） 適切な露光量で露光することにより、反射防止膜６３Ａ
上のネガレジスト６４は基板６１からの反射光による定
在波の寄与がないため、露光により架橋されず現像で溶
解するが、凹部以外の領域（即ち、下層レジストパター
ン６２Ａの領域）はレジスト６４が架橋して残留レジス
ト６４Ａが残留することになる。 （９） 図６（ｉ）の工程（反射防止膜除去工程） 酸素を用いた反応性イオンエッチングを全面に施すこと
により凹部の反射防止膜６３Ａが除去される。前述の一
括露光において、露光量を多めにするとネガレジスト６
４の残膜量が多くなるため開口部（即ち凹部）にせりだ
して上層レジスト６４Ｂが形成され、第２のコンタクト
ホールが形成される。つまり、ー括露光での露光量を適
切に調整することにより開口部（即ち、凹部）を所望の
寸法にすることができる。

【００４０】以上のように、この第６の実施例では、レ
ジストパターン６２Ａ及びホールパターン６２Ｂを形成
し、該ホールパターン６２Ｂに反射防止膜６３Ａを選択
的に形成し、その後、上層レジスト層６４を形成して、
該レジスト６４を一括露光するようにしているので、基
板６１からの反射の寄与を受けやすい下層レジストパタ
ーン６２Ａ上のレジスト６４が露光されて選択的に残留
するようになり、レジスト６４の膜厚や露光光に対する
吸収係数を適切な値に設定することにより、容易にかつ
簡易に所望の量及び断面形状の残留レジスト６４Ａをレ
ジストパターン６２Ａ上に生じさせることができ、レジ
ストパターン６２Ａを所望のサイズ及び断面形状に変形
することができる。

【００４１】尚、本発明は上記実施例に限定されず、種
々の変形が可能である。その変形例としては、例えば次
のようなものがある。 （ｉ） 第２の実施例では、非化学増幅型ポジレジスト
を用い、下層レジストパターン２２Ａ及びホールパター
ン２２Ｂ上に塩基発生剤含有混合層である酸中和処理層
２４を形成するようにしたが、下層レジスト２２として
光塩基発生型化学増幅ポジレジストを適用すること、ま
た、光照射によって塩基を発生する光塩基発生剤を含ん
だ溶液（例えば塩基発生剤を数wt％含んだキシレン溶
液）を全面に噴霧する方法でも、同様の作用及び効果が
得られる。 （ii） 第３の実施例では、下層レジスト３２としてポ
ジレジストを用いた場合について説明したが、露光光に
対して吸収係数の大きいネガレジストを用いると、現像
後の断面形状が逆台形となり、この第３の実施例の適用
がより効果的となるものと思われる。またこの第３の実
施例では、基板３１を傾斜状態で静止させて紫外線照射
を行なったが、基板３１ウエハを自転或いは公転させ
て、下層レジストパターン３２Ａの肩部へのレジスト付
着を効率的にさせることも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、第１の発明
によれば、基板上にレジストパターン及び第１のコンタ
クトホールを形成し、その後、上層ポジレジストを形成
し、該上層ポジレジストの一括露光における該上層ポジ
レジストの露光光に対する吸収率或いは膜厚に応じて第
１のコンタクトホールの底部に上層ポジレジストが十分
には露光されずに残留するようにしているので、前記上
層ポジレジストの吸収率や膜厚を適切な値に設定するこ
とにより、所望の量及び断面形状の残留レジストをレジ
ストパターンの側壁部及び第１のコンタクトホールの底
部に付着残留させることができ、該レジストパターンを
所望のサイズ及び断面形状に変形することができる。そ
のため、レジストパターンで形成した微小ホールを種々
の断面形状及び開口寸法のものに変えることができ、第
１のコンタクトホールの寸法よりも小さい寸法の第２の
コンタクトホールを形成できる。

【００４３】第２の発明によれば、レジストパターン及
び第１のコンタクトホールを形成し、該レジストパター
ン上に酸中和処理層を形成した後、該レジストパターン
上に上層ポジレジストを形成して一括露光するようにし
ており、該ポジレジストの一括露光において該ポジレジ
ストから生じる酸が前記レジストパターンとの境界部で
中和されるようにしているため、残留レジストが該レジ
ストパターン上に付着残留するようになるので、該レジ
ストパターン上に形成した酸中和処理層の量や濃度を適
切な値に設定することにより、容易にかつ簡易に所望の
量及び断面形状の残留レジストをレジストパターンに付
着残留させることができ、該レジストパターンを所望の
サイズ及び断面形状に変形することができる。そのた
め、レジストパターンで形成した微小ホールを種々の断
面形状及び開口寸法のものに変えることができ、第１の
コンタクトホールの寸法よりも小さい寸法の第２のコン
タクトホールを形成できる。

【００４４】第３の発明によれば、基板上にレジストパ
ターンを形成し、該レジストパターン上に露光光に対す
る吸収率の大きい上層ネガレジストを薄く形成して、該
ネガレジストの一括露光において、レジスト塗布面に対
して斜方から露光するようにしたので、レジストパター
ン上に上層ネガレジストが残留するようになり、該上層
ネガレジストの膜厚や基板傾斜角を適切な値に設定する
ことにより、容易にかつ簡易に所望の量及び断面形状の
残留レジストをレジストパターン上に形成することがで
きる。そのため、該レジストパターンを所望のサイズ及
び断面形状に変形でき、第１のコンタクトホールの寸法
よりも小さい寸法の第２のコンタクトホールを形成でき
る。

【００４５】第４の発明によれば、基板上にレジストパ
ターン及び第１のコンタクトホールを形成し、該レジス
トパターン及び第１のコンタクトホール上に２次電子発
生膜を形成し、その後、上層ネガレジストを形成して、
該上層ネガレジストを電子線によリ一括露光を行なう際
に、該上層ネガレジストの膜厚に応じて２次電子発生効
率に差が生じることを利用して選択的にレジストパター
ン上に上層ネガレジストが残留するようにしているた
め、上層ネガレジストの膜厚や電子線による一括露光条
件を適切な値に設定することにより、容易にかつ簡易に
所望の量及び断面形状の残留レジストをレジストパター
ン上に形成できる。そのため、レジストパターンを所望
のサイズ及び断面形状に変形でき、第１のコンタクトホ
ールの寸法よりも小さい寸法の第２のコンタクトホール
を形成できる。

【００４６】第５の発明によれば、表面に予め反射防止
膜が設けられた基板上にレジストパターン及び第１のコ
ンタクトホールを形成し、レジストパターンを熱処理し
て表面の反射率を大きくし、更に、上層ネガレジストを
一括露光する際、該レジストパターン上では露光光の反
射による定在波の寄与があるため、上層ネガレジストが
選択的に残留する。そのため、上層ネガレジストの膜厚
や露光光に対する吸収係数を適切な値に設定することに
より、容易にかつ簡易に所望の量及び断面形状の残留レ
ジストを前記レジストパターン上に形成できる、そのた
め、該レジストパターンを所望のサイズ及び断面形状に
変形でき、第１のコンタクトホールの寸法よりも小さい
寸法の第２のコンタクトホールを形成できる。

【００４７】第６の発明によれば、基板上にレジストパ
ターン及び第１のコンタクトホールを形成し、該第１の
コンタクトホールに反射防止膜を選択的に形成し、その
後ネガレジストを形成して該ネガレジストを一括露光す
るようにしたので、基板からの反射の寄与を受けやすい
前記レジストパターン上の前記ネガレジストが露光され
て選択的に残留するようになり、該ネガレジストの膜厚
や露光光に対する吸収率を適切な値に設定することによ
り、容易にかつ簡易に所望の量及び断面形状の残留レジ
ストを前記レジストパターン上に形成できる。そのた
め、該レジストパターンを所望のサイズ及び断面形状に
変形でき、第１のコンタクトホールの寸法よりも小さい
寸法の第２のコンタクトホールを形成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【図２】本発明の第２の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【図３】本発明の第３の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【図４】本発明の第４の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【図５】本発明の第５の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【図６】本発明の第６の実施例を示すパターン形成方法
の工程図である。

【符号の説明】

１１，２１，３１，４１，５１，６１ 基
板 １２，２２，３２，４２，５２，６２ 下
層レジスト １２Ａ，２２Ａ，３２Ａ，４２Ａ，５３Ａ，６２Ａ 下
層レジストパターン １２Ｂ，２２Ｂ，３２Ｂ，４２Ｂ，５３Ｂ，６２Ｂ ホ
ールパターン １３，３３，４４，５４，６４ 上
層レジスト ２３， 樹
脂層 ２４ 酸
中和処理層 １３ａ，２５Ａ，３４，５４Ａ，６４Ａ 残
留レジスト ４３ 蒸
着膜 ５２，６３，６３Ａ 反
射防止膜

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のコンタクトホールを有するレジス
   トパターンを基板上に形成するレジストパターン形成工
   程と、 露光光に対する吸収率が大きい材料を用いて前記レジス
   トパターン上及び前記第１のコンタクトホールに所望の
   厚さのポジレジストを形成するレジスト形成工程と、 前記基板に対して垂直方向に前記ポジレジストを所望の
   露光量で露光する露光工程と、 前記第１のコンタクトホールの底面の所望の領域に前記
   基板を露出させると共に該露出した領域の周辺に前記ポ
   ジレジストの残留レジストを生じさせることによって該
   第１のコンタクトホールの寸法より小さい寸法の第２の
   コンタクトホールを形成する現像工程とを、 行うことを特徴とするパターン形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載のレジストパターン形成工
   程と、 前記レジストパターンの表面及び側壁に酸中和処理層を
   形成する酸中和処理層形成工程と、 前記第１のコンタクトホール及び表面及び側壁に前記酸
   中和処理層が形成された前記レジストパターン上に酸発
   生型化学増幅型の材料を用いて所望の厚さのポジレジス
   トを形成するレジスト形成工程と、 前記基板に対して垂直方向に前記ポジレジストを所望の
   露光量で露光する露光工程と、 前記ポジレジストを露光する際に発生する酸を前記酸中
   和処理層によって中和し、前記レジストパターンと前記
   ポジレジストとの界面に残留レジストを生じさせると共
   に前記基板を露出させることによって前記第１のコンタ
   クトホールの寸法より小さい寸法の第２のコンタクトホ
   ールを形成する現像工程とを、 行うことを特徴とするパターン形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１記載のレジストパターン形成工
   程と、 前記レジストパターン上及び第１のコンタクトホールに
   露光光に対する吸収率が大きい材料を用いて所望の厚さ
   のネガレジストを形成するレジスト形成工程と、 前記基板に対して斜め方向から前記ネガレジストを所望
   の露光量で露光する露光工程と、 前記レジストパターンの表面及び肩部に該ネガレジスト
   の残留レジストを生じさせると共に前記基板を露出させ
   ることによって前記第１のコンタクトホールの寸法より
   小さい寸法の第２のコンタクトホールを形成する現像工
   程とを、 行うことを特徴とするパターン形成方法。
4. 【請求項４】 請求項１記載のレジストパターン形成工
   程と、 電子線照射によって２次電子が発生する材料を用いて前
   記レジストパターンの表面と側壁及び第１のコンタクト
   ホールの底面に所望の膜厚の２次電子発生膜を形成する
   ２次電子発生膜形成工程と、 電子線レジストを用いて前記２次電子発生膜上にネガレ
   ジストを所望の厚さに形成するレジスト形成工程と、 前記ネガレジストに対して全面に所望の電子線量で電子
   線照射を施す電子線照射工程と、 前記レジストパターンの表面に前記ネガレジストの残留
   レジストを生じさせることによって前記第１のコンタク
   トホールの寸法よりも小さい寸法の第２のコンタクトホ
   ールを形成する現像工程と、 前記第１のコンタクトホールの領域の前記２次電子発生
   膜を除去して前記基板を露出させる２次電子発生膜除去
   工程とを、 行うことを特徴とするパターン形成方法。
5. 【請求項５】 表面に予め反射防止膜が設けられた基板
   上に第１のコンタクトホールを有するレジストパターン
   を形成するレジストパターン形成工程と、 前記レジストパターンに熱処理を施すことにより該レジ
   ストパターンの光屈折率を大きくして該レジストパター
   ン表面における光反射率を大きくする熱処理工程と、 前記レジストパターン上及び第１のコンタクトホールに
   透明度の高い材料を用いて所望の厚さのネガレジストを
   形成するレジスト形成工程と、 前記基板に対して垂直方向に前記ネガレジストを所望の
   露光量で露光する露光工程と、 前記第１のコンタクトホールの前記ネガレジストを除去
   しかつ前記レジストパターン上に選択的に該ネガレジス
   トの残留レジストを生じさせることによって該第１のコ
   ンタクトホールの寸法より小さい寸法の第２のコンタク
   トホールを形成する現像工程と、 前記第１のコンタクトホールの領域の前記反射防止膜を
   除去して前記基板を露出させる反射防止膜除去工程と
   を、 行うことを特徴とするパターン形成方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載のレジストパターン形成工
   程と、 前記レジストパターン上及び第１のコンタクトホールに
   反射防止膜を形成する反射防止膜形成工程と、 前記反射防止膜をエッチバックすることにより前記第１
   のコンタクトホールのみに該反射防止膜を残すエッチバ
   ック工程と、 前記レジストパターン及び前記反射防止膜上に透明度の
   高い材料を用いて所望の厚さのネガレジストを形成する
   レジスト形成工程と、 前記基板に対して垂直方向に前記ネガレジストを所望の
   露光量で露光する露光工程と、 前記第１のコンタクトホールの前記ネガレジストを除去
   しかつ前記レジストパターン上に選択的に前記ネガレジ
   ストの残留レジストを生じさせることによって該第１の
   コンタクトホールの寸法より小さい寸法の第２のコンタ
   クトホールを形成する現像工程と、 前記第１のコンタクトホールの領域の前記反射防止膜を
   除去して前記基板を露出させる反射防止膜除去工程と
   を、 行うことを特徴とするパターン形成方法。