JPH0864508A

JPH0864508A - パターン形成方法

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Publication number: JPH0864508A
Application number: JP21522194A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Oiizumi; 博昭老泉
Original assignee: Soltec Co Ltd
Current assignee: Soltec Co Ltd
Priority date: 1994-08-18
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1996-03-08
Anticipated expiration: 2014-03-08
Also published as: JP2866010B2

Abstract

(57)【要約】【目的】マスク上のあらゆる寸法の吸収体パターンに
対応して感光性材料上に形成されるパターンが良好な形
状になるようにせんとするものである。【構成】潜像形成工程につき、吸収体パターン211a,2
11bの夫々の寸法に対応してウェハ100上の露光強度分布
のコントラストが最適になるように、マスクとウェハ10
0との間隔を変えて多重露光を行い、且つその多重露光
の際、吸収体211の厚みが異なる複数のマスク204,205を
用い、そのうち厚みの薄いもの204は微細パターン形成
領域及び大パターン形成領域に相当する部分の吸収体パ
ターン211a,211bが各形成されており、またその厚みの
厚いもの205は大パターン形成領域に相当する部分の吸
収体パターン211bのみが形成され、微細パターン形成領
域に相当する部分の吸収体パターンは形成されずに、該
領域相当部分全体が単にブロック状の吸収体211として
形成されているマスクにより、夫々露光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ＵＬＳＩ、半導体素
子、量子効果素子、マイクロロボット用部品等の製造を
行うリソグラフィやマイクロメカニクス等の分野におい
て、その製造用に利用又は実施されるパターン形成方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光性材料たるレジストに対してパター
ン形成を行うリソグラフィ工程では、ｉ線、deep-ＵＶ
（遠紫外線）、波長約０.７ｎｍのＸ線や波長１３ｎｍ
のＸ線等のエネルギ線を発する露光装置により、所望の
マスクを介して、基板に付着しているレジストに所定の
パターンを焼き付け、潜像を形成する。該潜像形成後、
必要ならば熱を印加する処理（露光後ベーク）を行っ
て、所定の現像液で現像し、レジストパターンの形成を
行っている。

【０００３】１９９２年秋の応用物理学会学術講演会等
において、近接等倍露光の露光々としてシンクロトロン
放射光を利用した０.２５μｍ以下の微細パターン形成
に際し、吸収体の膜厚が薄い所謂低コントラストマスク
（コントラスト１.５〜４.０）を用いることで露光量マ
ージンが大幅に向上することが報告されており、他のエ
ネルギ線を用いて微細パターンの形成が行われる場合に
も、該低コントラストマスクが用いられるようになっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近接露光（特に近接等
倍露光）時にこのような低コントラストマスクを用いて
パターン形成を行うと、図１３(ａ)(ｂ)に示すように、
微細パターンのみ露光強度分布のコントラストが高くな
り、それより大きい寸法のパターンのコントラストは低
くなるため、マスク２０６上のあらゆる寸法の吸収体パ
ターンに対して良好な形状のレジストパターンを得るこ
とは困難であった。

【０００５】本発明は以上のような問題に鑑み創案され
たもので、マスク上のあらゆる寸法の吸収体パターンに
対応して感光性材料上に形成されるパターンが良好な形
状になるようにせんとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そのため本発明は、少な
くとも基板に感光性材料を形成する工程と、エネルギ線
を実効的に透過する部分と部分的に阻止する部分とを形
成する吸収体パターンを具備したマスクを近接露光して
該エネルギ線により前記感光性材料に所望のパターンの
潜像を形成する工程と、該感光性材料の潜像からパター
ンを形成する工程からなるパターン形成方法において、
前記潜像形成工程につき、吸収体パターンの夫々の寸法
に対応して基板上の露光強度分布のコントラストが最適
になるように、マスクと基板との間隔を変えて多重露光
を行うことを基本的特徴としている。マスク上の吸収体
パターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分布
のコントラストが最適になるように、マスク・基板間の
間隔を変えて露光を行えば、感光性材料上に形成される
あらゆる寸法のパターンが良好な形状となる。

【０００７】また請求項第２項のパターン形成方法は、
前記潜像形成工程につき、エネルギ線を部分的に阻止す
る吸収体の厚みが異なる複数のマスクを用い、そのうち
厚みの薄いものは微細パターン形成領域及び大パターン
形成領域に相当する部分の吸収体パターンが各形成され
ており、またその厚みの厚いものは大パターン形成領域
に相当する部分の吸収体パターンのみが形成され、微細
パターン形成領域に相当する部分の吸収体パターンは形
成されずに、該領域相当部分全体が単にブロック状の吸
収体として形成されているマスクにより、多重露光する
というものである。例えば、図１(ａ)に示すように、低
コントラストマスク２０２を使って、基板上の感光性材
料に微細パターンが形成できる照射量で露光を行うと、
同図(ｂ)に示すように、大パターン形成領域では露光不
足となる。この大パターン形成領域における露光不足補
うため、図２(ａ)に示すように、高コントラストマスク
２０３を使用して露光する。該マスク２０３は、微細パ
ターン形成領域に相当する部分の吸収体パターンは形成
されずに、該領域相当部分全体が単にブロック状の吸収
体２１１として形成され、また大パターン形成領域に相
当する部分の吸収体パターン２１１ｂは、通常通り形成
されている。この時大パターン形成領域のみ、同図(ｂ)
に示すように、露光され、その結果図３に示すように、
感光性材料上のあらゆる寸法の吸収体パターン形成部に
おける露光量が等しくなり、感光性材料上に形成される
吸収体パターンは、いずれも良好な形状になる。

【０００８】請求項第３項のパターン形成方法は、請求
項第１項の構成及び第２項の構成を組み合わせて実施す
るもので、具体的には、前記潜像形成工程につき、吸収
体パターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分
布のコントラストが最適になるように、マスクと基板と
の間隔を変えて多重露光を行い、且つその多重露光の
際、エネルギ線を部分的に阻止する吸収体の厚みが異な
る複数のマスクを用い、そのうち厚みの薄いものは微細
パターン形成領域及び大パターン形成領域に相当する部
分の吸収体パターンが各形成されており、またその厚み
の厚いものは大パターン形成領域に相当する部分の吸収
体パターンのみが形成され、微細パターン形成領域に相
当する部分の吸収体パターンは形成されずに、該領域相
当部分全体が単にブロック状の吸収体として形成されて
いるマスクにより、夫々露光するというものである。こ
の構成には、吸収体厚みの異なる前記マスクの少なくと
も１つにおいて、対象とする吸収体パターンの寸法に対
応して基板上の露光強度分布のコントラストが最適にな
るように、マスクと基板との間隔を変えながら多重露光
を行う構成も含まれる。

【０００９】請求項第５項のパターン形成方法は、吸収
体パターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分
布のコントラストが最適になるように、露光中に連続的
にマスクと基板との間隔を変えるもので、請求項第１項
の構成のように該間隔を変えてその都度露光を行う多重
露光を行わなくても、同様な作用効果が得られることに
なる。更に請求項第６項のパターン形成方法では、露光
用エネルギ線がシンクロトロン放射光であり、放射光反
射ミラーの振動により該放射光の露光領域を広げた露光
構成を用いて実施することを前提としており、その場合
は、露光領域の中央と上下ではコントラストが変わるの
で、前記放射光反射ミラーの振動に同期させてマスクと
基板との間隔を変えながら露光を行うと良い。

【００１０】

【実施例】以下本発明の請求項第１項に係るパターン形
成方法と従来法とを、シンクロトロン放射光をエネルギ
線として用いる半導体リソグラフィ技術（図４に示され
るシンクロトロン放射光３０１を光源とする近接等倍露
光装置による半導体リソグラフィ）に適用した場合の具
体的実施例につき説明する。

【００１１】（実施例１）図５(ａ)乃至(ｃ)は、本発明
法によるパターン形成方法の実施例工程を示している。
まず同図(ａ)のように、基板となるシリコンウェハ１０
０に感光性材料たる化学増幅系ネガレジスト１０１（ヘ
キスト社製のＡＺ−ＰＮ１００）を０.３μｍの厚さに
塗布する。

【００１２】そして上記近接等倍露光装置により、同図
(ｂ)に示すように、Ｘ線マスク２０１を介してウェハ１
００上のレジスト１０１に所定のパターンを焼き付け、
潜像１０２を形成する。用いた所定のマスク２０１上に
は厚さ１.５μｍのＳｉＮメンブレン２１２と厚さ０.３
５μｍのＴａの吸収体２１１ａ、２１１ｂからなる、幅
寸法０.２、０.１５、０.１μｍのライン＆スペースパ
ターンが形成されている。また上記近接等倍露光装置
は、シンクロトロン放射光の発光点から２.７ｍ下流の
光軸上に短波長成分の除去と露光領域拡大のために、白
金を蒸着した平面ミラー３０２が、斜入射角が２１ｍｒ
ａｄとなるように配置してある。さらに長波長光を除去
するため、マスク２０１の光軸上の上流側に４０μｍ厚
のＢｅフィルタ３０３が配置してある。その結果レジス
ト１０１表面に到達する光は波長０.７ｎｍ近傍のＸ線
３０１である。

【００１３】上記の露光装置による露光は、マスク２０
１とウェハ１００との間隔１０６を夫々１０、２０、３
０、４０μｍに設定して、４回多重露光を行った。夫々
の露光量は３０ｍＪ／ｃｍ²で、合計１２０ｍＪ／ｃｍ²
である。

【００１４】潜像１０２形成後、露光後ベークと呼ばれ
る熱を印加する処理を２分間ホットプレートで行う。こ
こで熱の印加はウェハ１００の温度が１１０℃になるよ
うに設定した。

【００１５】その後ヘキスト社製のＡＺ３１２と超純水
とを１対２の割合で混合して調整した現像液で１分間現
像を行い、更に１分間超純水でリンス処理を行い、同図
(ｃ)に示すような厚さ０.３μｍの良好な形状の０.２、
０.１５、０.１μｍのライン＆スペースパターン１０５
が得られた。

【００１６】一方上記本発明法の比較例として、同様な
装置構成を用い、且つそれと略同じ実施条件でパターン
形成を行った。但しこの比較例では多重露光は行わず、
しかもマスク２０１とウェハ１００間の間隔１０６を１
０μｍのみに設定して露光を行った。その時の露光量は
１２０ｍＪ／ｃｍ²である。その結果０.１μｍのライン
＆スペースパターンは形成できたが、０.２、０.１５μ
ｍのライン＆スペースパターンは形成できなかった。

【００１７】（実施例２)図６(ａ)乃至(ｄ)は、本発明
法の請求項第２項によるパターン形成方法の実施例工程
を示している。まず同図(ａ)のように、シリコンウェハ
１００に化学増幅系ネガレジスト１０１（ヘキスト社製
のＡＺ−ＰＮ１００）を０.３μｍの厚さに塗布する。

【００１８】そして上記実施例１と同じ近接等倍露光装
置（レジスト１０１表面に到達するＸ線３０１は波長
０.７ｎｍ近傍となっている）により、同図(ｂ)に示す
ように、Ｘ線マスク２０２を介してウェハ１００上のレ
ジスト１０１に所定のパターンを焼き付け、潜像１０２
を形成する。この時用いた所定のマスク２０２上には厚
さ１.５μｍのＳｉＮメンブレン２１２と厚さ０.３５μ
ｍのＴａの吸収体２１１ａ、２１１ｂからなる、幅寸法
５μｍと０.１μｍのライン＆スペースパターンが形成
されている。またマスク２０２とウェハ１００との間隔
１０６は１０μｍに設定し、露光量は１２０ｍＪ／ｃｍ
²である。

【００１９】次に同図(ｃ)に示すように、別のマスク２
０３を用い、マスク２０３・ウェハ１００間の間隔１０
６を１０μｍに設定して、露光量を６０ｍＪ／ｃｍ²と
し、露光した。この時用いたマスク２０３の吸収体パタ
ーンは厚さ０.８μｍのＴａの吸収体２１１ｂからな
り、且つ幅寸法５μｍのライン＆スペースパターンのみ
が形成され、前記マスク２０２における幅寸法０.１μ
ｍのライン＆スペースパターンに相当する部分は、全体
が単にブロック状の吸収体２１１として形成されてい
る。よって０.１μｍライン＆スペースパターンに対し
ては露光量が１２０ｍＪ／ｃｍ²となり、５μｍライン
＆スペースパターンについては合計１８０ｍＪ／ｃｍ²
となる。

【００２０】以上の多重露光による潜像１０２形成後、
露光後ベークと呼ばれる熱を印加する処理を２分間ホッ
トプレートで行う。ここで熱の印加はウェハ１００の温
度が１１０℃になるように設定した。

【００２１】その後ヘキスト社製のＡＺ３１２と超純水
とを１対２の割合で混合して調整した現像液で１分間現
像を行い、更に１分間超純水でリンス処理を行い、同図
(ｄ)に示すような厚さ０.３μｍの良好な形状の５μｍ
と０.１μｍのライン＆スペースパターン１０５が得ら
れた。

【００２２】一方上記本発明法の比較例として、同様な
装置構成を用い、且つそれと略同じ実施条件でパターン
形成を行った。但しこの比較例では多重露光は行わず、
しかもマスク２０２とウェハ１００間の間隔１０６を１
０μｍのみに設定して露光を行った。その時の露光量は
１２０ｍＪ／ｃｍ²である。その結果厚さ０.３μｍの良
好な形状の０.１μｍのライン＆スペースパターンは形
成できたが、５μｍのライン＆スペースパターンは露光
量不足で形成できなかった。

【００２３】（実施例３）図７(ａ)乃至(ｄ)は、本発明
法の請求項第４項によるパターン形成方法の実施例工程
を示している。まず同図(ａ)のように、シリコンウェハ
１００に感光性材料たるポジレジスト１０１（日本ゼオ
ン社製のＺＥＰ）を０.３μｍの厚さに塗布する。

【００２４】そして上記実施例１及び２と同じ近接等倍
露光装置（レジスト１０１表面に到達するＸ線３０１は
波長０.７ｎｍ近傍となっている）により、同図(ｂ)に
示すように、Ｘ線マスク２０４を介してウェハ１００上
のレジスト１０１に所定のパターンを焼き付け、潜像１
０２を形成する。この時用いた所定のマスク２０４上に
は厚さ１.５μｍのＳｉＮメンブレン２１２と厚さ０.３
５μｍのＴａの吸収体２１１ａ、２１１ｂからなる、幅
寸法１、０.５、０.４、０.３、０.２５、０.２、０.１
５、０.１μｍのライン＆スペースパターンが形成され
ている。そしてマスク２０４とウェハ１００との間隔１
０６を、夫々１０、２０、３０、４０μｍに設定して、
４回多重露光を行った。夫々の露光量は１５０ｍＪ／ｃ
ｍ²で、合計６００ｍＪ／ｃｍ²である。１０μｍに設定
し、露光量は１２０ｍＪ／ｃｍ²である。

【００２５】次に同図(ｃ)に示すように、別のマスク２
０５を用い、マスク２０５・ウェハ１００間の間隔１０
６を１０μｍに設定して、露光量を３００ｍＪ／ｃｍ²
とし、露光した。この時用いたマスク２０５の吸収体パ
ターンは厚さ０.８μｍのＴａの吸収体２１１ｂからな
り、且つ幅寸法１、０.５、０.４、０.３、０.２５μｍ
のライン＆スペースパターンのみが形成され、前記マス
ク２０４における幅寸法０.２、０.１５、０.１μｍの
ライン＆スペースパターンに相当する部分は、全体が単
にブロック状の吸収体２１１として形成されている。よ
って０.２、０.１５、０.１μｍライン＆スペースパタ
ーンに対しては露光量が６００ｍＪ／ｃｍ²となり、
１、０.５、０.４、０.３、０.２５μｍライン＆スペー
スパターンについては合計９００ｍＪ／ｃｍ²となる。

【００２６】その後、キシレン現像液で２分間現像を行
い、同図(ｄ)に示すような厚さ０.３μｍの良好な形状
の１、０.５、０.４、０.３、０.２５、０.２、０.１
５、０.１μｍのライン＆スペースパターン１０５が得
られた。

【００２７】一方上記本発明法の比較例として、同様な
装置構成を用い、且つそれと略同じ実施条件でパターン
形成を行った。但しこの比較例では多重露光は行わず、
しかもマスク２０４とウェハ１００間の間隔１０６を１
０μｍのみに設定して露光を行った。その時の露光量は
６００ｍＪ／ｃｍ²である。その結果厚さ０.３μｍの良
好な形状の０.１μｍのライン＆スペースパターンは形
成できたが、１、０.５、０.４、０.３、０.２５、０.
２、０.１５μｍのライン＆スペースパターンは露光量
不足で形成できなかった。

【００２８】以上の３つの実施例で用いられたマスク２
０１乃至２０５を使用した場合のレジスト１０１面上の
パターンと光強度分布の関係を、図８(ａ)(ｂ)及び図９
(ａ)(ｂ)に示す。また図１０は、マスク２０４を用いた
場合の各パターンの線幅に対するコントラストを示して
いる。同図によれば、マスク・ウェハ間の間隔が２０μ
ｍ以下に設定される時はパターン線幅が０.２μｍより
小さくなる程コントラストが高くなり、線幅が０.２か
ら０.４μｍの間は線幅が大きくなる程その傾向が逆に
なり、その線幅が０.４μｍより大きくなると略飽和す
る。一方マスク・ウェハ間が３０μｍ以上に設定される
と、パターン線幅が０.１〜０.２μｍの間でコントラス
トが最大になり、線幅が０.２から０.４μｍを少し超え
る間は線幅が大きくなる程コントラストが逆に低下す
る。そして線幅が０.４〜０.５μｍの間で少し回復し、
その線幅が０.５μｍより大きくなると略飽和する。従
ってレジストの潜像形成時に線幅０.１μｍ以下の微細
パターン用にはマスク・ウェハ間の間隔１０６を２０μ
ｍ以下に設定し、線幅０.２μｍ前後のパターン用には
マスク・ウェハ間の間隔１０６を３０μｍ以上に設定す
る等、同図に基づいてマスク・ウェハ間の間隔１０６を
変更・設定して多重露光を行うと良い。更に図１１は前
記図４に示す近接等倍露光装置におけるマスク面上のＸ
線スペクトルを示している。

【００２９】（実施例４）最後に請求項第６項によるパ
ターン形成方法を実施した。まずシリコンウェハ１００
に化学増幅系ネガレジスト１０１（ヘキスト社製のＡＺ
−ＰＮ１００）を０.３μｍの厚さに塗布する。

【００３０】そして上記実施例１乃至３で用いられた近
接等倍露光装置により、Ｘ線マスク２０１を介してウェ
ハ１００上のレジスト１０１に所定のパターンを焼き付
け、潜像１０２を形成する。用いた所定のマスク２０１
上には厚さ１.５μｍのＳｉＮメンブレン２１２と厚さ
０.３５μｍのＴａの吸収体２１１ａ、２１１ｂからな
る、幅寸法０.２、０.１５、０.１μｍのライン＆スペ
ースパターンが形成されている。また上記近接等倍露光
装置は、シンクロトロン放射光の発光点から２.７ｍ下
流の光軸上に短波長成分の除去と露光領域拡大のため
に、白金を蒸着した平面ミラー３０２が、斜入射角が２
１ｍｒａｄとなるように配置してある。さらに長波長光
を除去するため、マスク２０１の光軸上の上流側に４０
μｍ厚のＢｅフィルタ３０３が配置してある。その結果
レジスト１０１表面に到達する光は波長０.７ｎｍ近傍
のＸ線３０１である。

【００３１】上記の露光装置による露光は、図１２に示
すように、マスク２０１・ウェハ１００間の間隔１０６
を平面ミラー３０２の振動に同期させて変化させ、多重
露光を行った。全露光量は合計で１２０ｍＪ／ｃｍ²で
ある。

【００３２】潜像１０２形成後、露光後ベークと呼ばれ
る熱を印加する処理を２分間ホットプレートで行う。こ
こで熱の印加はウェハ１００の温度が１１０℃になるよ
うに設定した。

【００３３】その後ヘキスト社製のＡＺ３１２と超純水
とを１対２の割合で混合して調整した現像液で１分間現
像を行い、更に１分間超純水でリンス処理を行い、厚さ
０.３μｍの良好な形状の０.２、０.１５、０.１μｍの
ライン＆スペースパターン１０５が得られた。

【００３４】

【発明の効果】以上詳述した本発明法によれば、マスク
上のあらゆる寸法の吸収体パターンに対応して感光性材
料上に形成されるパターンが良好な形状になるという効
果を有している。そのうち請求項第１項記載のパターン
形成方法によれば、マスク上の吸収体パターンの夫々の
寸法に対応して基板上の露光強度分布のコントラストが
最適になるように、マスク・基板間の間隔を変えて露光
を行っており、感光性材料上に形成される各寸法のパタ
ーンが良好な形状となる。また請求項第２項記載のパタ
ーン形成方法によれば、低コントラストマスクを使っ
て、基板上の感光性材料に微細パターンが形成できる照
射量で露光を行った後、大パターン形成領域における露
光不足補うため、大パターン形成領域のみへの照射を行
う高コントラストマスクを使用して露光するようにして
おり、感光性材料上のあらゆる寸法の吸収体パターン形
成部における露光量が等しくなり、感光性材料上に形成
される吸収体パターンは、いずれも良好な形状になる。
更に請求項第３項及び第４項記載のパターン形成方法で
は、多重露光の実施に際し、基板上の露光強度分布のコ
ントラストが吸収体パターンの夫々の寸法に対応して最
適になるように、マスク・基板間の間隔を変えながら行
われ、且つ形成すべきパターン寸法の夫々の大きさに適
合したコントラストを有するマスクを使用して実施され
るため、その効果は請求項第１項及び第２項のパターン
形成方法により得られる効果を相乗的にしたものとな
る。一方請求項第５項記載のパターン形成方法では、露
光中に連続的にマスクと基板との間隔を変えるもので、
請求項第１項の構成のように該間隔を変えながらその都
度露光を行う多重露光を行わなくても、１回の露光中で
同様な作用効果が得られることになる。また露光用エネ
ルギ線がシンクロトロン放射光であり、放射光反射ミラ
ーの振動により該放射光の露光領域を広げた露光構成を
用いて実施する請求項第６項のパターン形成方法では、
露光領域の中央と上下ではコントラストが変わるので、
前記放射光反射ミラーの振動に同期させてマスクと基板
との間隔を変えながら露光を行うと、基板上の露光強度
分布のコントラストが中央及び上下とも均一にすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】低コントラストマスクを使用して露光を行った
時の基板上におけるＸ線強度分布を示す説明図である。

【図２】所定の高コントラストマスクを使用して露光を
行った時の基板上におけるＸ線強度分布を示す説明図で
ある。

【図３】低及び高の両コントラストマスクを使用して露
光を行った場合の基板上における延べＸ線強度分布を示
すグラフ図である。

【図４】本発明法の実施例において用いられたシンクロ
トロン放射光を光源とする近接等倍露光装置による半導
体リソグラフィ構成を示す模式図である。

【図５】実施例１の実施例工程を示す工程説明図であ
る。

【図６】実施例２の実施例工程を示す工程説明図であ
る。

【図７】実施例３の実施例工程を示す工程説明図であ
る。

【図８】３つの実施例で夫々使用された低コントラスト
マスクによるレジスト面上のパターンと光強度分布の関
係を示す説明図である。

【図９】実施例２及び３で用いられた別の高コントラス
トマスクを使用した場合のレジスト面上のパターンと光
強度分布の関係を説明図である。

【図１０】実施例３で使用されたマスクを用いた場合の
各パターンの線幅に対するコントラストを示すグラフ図
である。

【図１１】本実施例において用いられた近接等倍露光装
置におけるマスク面上のＸ線スペクトルを示すグラフ図
である。

【図１２】実施例４において露光中に平面ミラーの振動
に対応したマスクとウェハ間の間隔の調整推移を示す説
明図である。

【図１３】近接等倍露光時に低コントラストマスクを用
いてパターン形成を行った時のＸ線強度分布を示す説明
図である。

【符号の説明】

１００基板１０１レジ
スト１０２潜像１０５レジ
ストパターン１０６間隔２０１、２０２、２０３、２０４、２０５、２０６マス
ク２１１吸収
体２１１ａ、２１１ｂ吸収
体パターン３０２平面
ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも基板に感光性材料を形成する
工程と、エネルギ線を実効的に透過する部分と部分的に
阻止する部分とを形成する吸収体パターンを具備したマ
スクを近接露光して該エネルギ線により前記感光性材料
に所望のパターンの潜像を形成する工程と、該感光性材
料の潜像からパターンを形成する工程からなるパターン
形成方法において、前記潜像形成工程につき、吸収体パ
ターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分布の
コントラストが最適になるように、マスクと基板との間
隔を変えて多重露光を行うことを特徴とするパターン形
成方法。
【請求項２】少なくとも基板に感光性材料を形成する
工程と、エネルギ線を実効的に透過する部分と部分的に
阻止する部分とを形成する吸収体パターンを具備したマ
スクを近接露光して該エネルギ線により前記感光性材料
に所望のパターンの潜像を形成する工程と、該感光性材
料の潜像からパターンを形成する工程からなるパターン
形成方法において、前記潜像形成工程につき、エネルギ
線を部分的に阻止する吸収体の厚みが異なる複数のマス
クを用い、そのうち厚みの薄いものは微細パターン形成
領域及び大パターン形成領域に相当する部分の吸収体パ
ターンが各形成されており、またその厚みの厚いものは
大パターン形成領域に相当する部分の吸収体パターンの
みが形成され、微細パターン形成領域に相当する部分の
吸収体パターンは形成されずに、該領域相当部分全体が
単にブロック状の吸収体として形成されているマスクに
より、多重露光することを特徴とするパターン形成方
法。
【請求項３】少なくとも基板に感光性材料を形成する
工程と、エネルギ線を実効的に透過する部分と部分的に
阻止する部分とを形成する吸収体パターンを具備したマ
スクを近接露光して該エネルギ線により前記感光性材料
に所望のパターンの潜像を形成する工程と、該感光性材
料の潜像からパターンを形成する工程からなるパターン
形成方法において、前記潜像形成工程につき、吸収体パ
ターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分布の
コントラストが最適になるように、マスクと基板との間
隔を変えて多重露光を行い、且つその多重露光の際、エ
ネルギ線を部分的に阻止する吸収体の厚みが異なる複数
のマスクを用い、そのうち厚みの薄いものは微細パター
ン形成領域及び大パターン形成領域に相当する部分の吸
収体パターンが各形成されており、またその厚みの厚い
ものは大パターン形成領域に相当する部分の吸収体パタ
ーンのみが形成され、微細パターン形成領域に相当する
部分の吸収体パターンは形成されずに、該領域相当部分
全体が単にブロック状の吸収体として形成されているマ
スクにより、夫々露光することを特徴とするパターン形
成方法。
【請求項４】請求項第３項記載のパターン形成方法に
おいて、吸収体厚みの異なる前記マスクの少なくとも１
つにおいて、対象とする吸収体パターンの寸法に対応し
て基板上の露光強度分布のコントラストが最適になるよ
うに、マスクと基板との間隔を変えながら多重露光を行
うことを特徴とする請求項第３項記載のパターン形成方
法。
【請求項５】少なくとも基板に感光性材料を形成する
工程と、エネルギ線を実効的に透過する部分と部分的に
阻止する部分とを形成する吸収体パターンを具備したマ
スクを近接露光して該エネルギ線により前記感光性材料
に所望のパターンの潜像を形成する工程と、該感光性材
料の潜像からパターンを形成する工程からなるパターン
形成方法において、前記潜像形成工程につき、吸収体パ
ターンの夫々の寸法に対応して基板上の露光強度分布の
コントラストが最適になるように、マスクと基板との間
隔を連続的に変えながら露光を行うことを特徴とするパ
ターン形成方法。
【請求項６】露光用エネルギ線がシンクロトロン放射
光であり、放射光反射ミラーの振動により該放射光の露
光領域を広げた露光構成を用いて実施される請求項第５
項記載のパターン形成方法において、前記放射光反射ミ
ラーの振動に同期させてマスクと基板との間隔を変えな
がら露光を行うことを特徴とする請求項第５項記載のパ
ターン形成方法。