(57)【要約】【課題】近接配置される少なくと２つの微細ホールパターンを、ドライエッチング耐性が十分得られる膜厚に形成する。【解決手段】光酸発生剤を含む第１レジストにスリット状開口部３ａを形成し、第１レジスト上に酸の作用により架橋反応を生じさせる架橋剤を含む第２レジストを形成し、第１レジストのスリット状開口部と交差する開口パターンを備えたマスクを介して露光することで、露光領域に酸を発生させ、第２レジストを架橋させ、架橋した第２レジスト５Ａによりスリット状開口部を少なくとも２つに分断する。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
近接配置される少なくとも２つの微細ホールパターンを形成する方法であって、
光酸発生剤を含む第１レジストにスリット状開口部を形成する工程、
前記スリット状開口部を形成した第１レジスト上に、酸の存在で架橋する材料を含む第２レジストを形成する工程、
前記第２レジスト及び第１レジストに、前記スリット状開口部と交差する方向に長手方向を有する細長矩形状の開口パターンを備えた第２マスクを介して第２露光を行い、該第２露光される領域の第１レジストから発生する酸を第２レジストに作用させ、前記スリット状開口部を少なくとも２つに分断する架橋層を形成する工程、及び
未反応の第２レジストを除去する工程、
とを含む微細ホールパターンの形成方法。
【請求項２】
前記架橋層は、第２露光に続く加熱処理により形成される請求項１に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項３】
前記第２露光を、該第２露光される領域のスリット状開口部の側面から形成される架橋層を結合させるに十分な酸を発生させる露光量で行う請求項１又は２に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項４】
前記加熱処理を、前記第２露光される領域のスリット状開口部の側面から形成される架橋層が結合するまで行う請求項２に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項５】
前記第２露光を、該第２露光される領域のスリット状開口部の側面から形成される架橋層を結合させるに十分でない酸を発生させる露光量で行った後、未反応の第２レジストを除去するための現像液により前記架橋層を膨潤させて結合させる請求項１又は２に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項６】
前記加熱処理を、前記第２露光される領域のスリット状開口部の側面から形成される架橋層が結合しない時間行い、未反応の第２レジストを除去するための現像液により前記架橋層を膨潤させて結合させる請求項２に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項７】
前記第２露光される領域外の前記スリット状開口部の側面に、前記スリット状開口部を閉塞しない膜厚に架橋層を形成する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項８】
前記第２レジストは、水溶性樹脂の１種以上と水溶性架橋剤の１種以上とを含む請求項１乃至７のいずれか１項に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項９】
前記第１レジストはポジ型の化学増幅型レジストであり、前記スリット状開口部は、該開口部に相当する開口パターンを有する第１マスクを用いたフォトリソグラフィー技術により形成される請求項１乃至８のいずれか１項に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項１０】
フォトリソグラフィー技術におけるパターン形成での最小加工寸法を寸法Ｆとして、前記第１マスク及び第２マスクの開口パターンの短手方向の幅が寸法Ｆである請求項９に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項１１】
前記第２マスクは、隣接する少なくとも２つの開口パターンをアレイ状に有し、該少なくとも２つの開口パターン間の間隔が寸法Ｆである請求項１０に記載の微細ホールパターンの形成方法。
【請求項１２】
基板上に、被エッチング材及びホールパターンを有するマスク層を形成し、該マスクを介して前記被エッチング材をドライエッチングする工程を有する半導体装置の製造方法において、
前記マスク層が、請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の形成方法により形成される半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー技術の限界以下の微細パターン、特に少なくとも２つの微細ホールパターンを近接して配置する微細ホールパターンの形成方法に関する。また、この方法で形成される微細ホールパターンを用いた半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置などの製造において、微細素子や微細加工を行うためにフォトリソグラフィー技術が多用されている。フォトリソグラフィー技術では、感光性樹脂（レジスト）に所望のパターンを露光し、現像してこれをマスクにドライエッチングなどにより下地の被加工物を加工するのが一般的である。
【０００３】
昨今、更なる微細化の要求により、露光波長の短波長化が進み、従来のｇ線（４３６ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）から、ＫｒＦ（２４８ｎｍ）やＡｒＦ（１９３ｎｍ）等のエキシマレーザへと短波長化している。これに伴い、露光波長に適したレジスト材料の開発も盛んに行われている。
【０００４】
また、露光波長の短波長化とは別に、レジストパターンを肉厚化することでパターン間隔を縮小する技術が知られている。例えば、特開平１０−７３９２７号公報では、露光により酸を発生する材料を含むレジストパターン（第１レジスト）の上を、酸の存在で架橋する材料を含むレジスト（第２レジスト）で覆い、加熱又は露光により第１レジストパターン中に酸を発生させ、第１レジストパターンの表面に出潤した酸により第２レジストを架橋させ、非架橋部を現像することで、ホール径の縮小、分離幅の縮小が可能となる。この技術に関連して、様々な肉厚化材や現像方法などが提案されている（特許文献２，３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−７３９２７号公報
【特許文献２】特開平１１−２０４３９９号公報
【特許文献３】特開２０００−５８５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、半導体製造のリソグラフィー工程では、極近接して並列するホールを形成する必要が生じることがある。上記の肉厚化技術では、隣接するホール間のピッチ（ホール中心の距離）は、第１レジストパターンのピッチに依存しており、そのピッチを狭めようとすると、より短波長に対応したレジスト材を用いる必要がある。しかしながら、短波長になるほど、焦点深度は浅くなるため、レジスト厚を薄くせざるを得なくなる。また、マスクレイアウトにおいてホールを近接させると、ホール間の分離を形成するための光学像コントラストが十分に得られず、ホール間の第１レジストパターンが劣化する。第２レジストによる膜厚の増加は、形成されている第１レジストパターン幅の１／２よりも小さいため、特に微細パターンの形成においては、期待できるものではない。このように、次工程の被加工物のドライエッチング工程で十分な耐性を得るためのレジスト高さを確保することが困難になりつつある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、従来の肉厚化技術では第１レジストに形成したパターンを埋めないように、第２レジストの架橋量を調整していたのに対し、第１レジストに光学像コントラストが容易に得られるスリット状パターンを形成し、該スリット状パターンの一部を第２レジストで埋めて分断することで、近接配置されたホールパターンを十分にエッチング耐性を確保した膜厚で形成できることを見出した。
【０００８】
すなわち、本発明の一実施形態によれば、
近接配置される少なくとも２つの微細ホールパターンを形成する方法であって、
光酸発生剤を含む第１レジストにスリット状開口部を形成する工程、
前記スリット状開口部を形成した第１レジスト上に、酸の存在で架橋する材料を含む第２レジストを形成する工程、
前記第２レジスト及び第１レジストに、前記スリット状開口部と交差する方向に長手方向を有する細長矩形状の開口パターンを備えた第２マスクを介して第２露光を行い、該第２露光される領域の第１レジストから発生する酸を第２レジストに作用させ、前記スリット状開口部を少なくとも２つに分断する架橋層を形成する工程、及び
未反応の第２レジストを除去する工程、
とを含む微細ホールパターンの形成方法が提供される。
【０００９】
また、本発明の別の実施形態によれば、
基板上に、被エッチング材及びホールパターンを有するマスク層を形成し、該マスクを介して前記被エッチング材をドライエッチングする工程を有する半導体装置の製造方法において、
前記マスク層が、上記の微細ホールパターンの形成方法により形成される半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一実施形態によれば、第１レジストに光学像コントラストが十分に得られるスリットパターンを形成しているため、第１レジストをエッチング耐性に十分な膜厚で形成することができ、そのスリットパターンを第２レジストにより分断することで複数の微小ホールパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び該工程に使用されるマスクパターンの平面図（Ｂ）を示す。
【図２】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ）は図１（Ａ）の１Ｘ−１Ｘ’での断面図、（ｂ）は１Ｙ−１Ｙ’での断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）、同図（Ａ）の２Ｘ−２Ｘ’での断面図（ａ）、及び２Ｙ−２Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び該工程に使用されるマスクパターンの平面図（Ｂ）を示す。
【図５】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ）は図４（Ａ）の３Ｘ−３Ｘ’での断面図、（ｂ）は３Ｙ−３Ｙ’での断面図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の４Ｘ１−４Ｘ１’での断面図（ａ１）、４Ｘ２−４Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び４Ｙ−４Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図７】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の５Ｘ１−５Ｘ１’での断面図（ａ１）、５Ｘ２−５Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び５Ｙ−５Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図８】本発明の一実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の６Ｘ１−６Ｘ１’での断面図（ａ１）、６Ｘ２−６Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び６Ｙ−６Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図９】本発明の別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び該工程に使用されるマスクパターンの平面図（Ｂ）を示す。
【図１０】本発明の別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ）は図９（Ａ）の７Ｘ−７Ｘ’での断面図、（ｂ）は７Ｙ−７Ｙ’での断面図である。
【図１１】本発明の別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の８Ｘ１−８Ｘ１’での断面図（ａ１）、８Ｘ２−８Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び８Ｙ−８Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図１２】本発明の別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の９Ｘ１−９Ｘ１’での断面図（ａ１）、９Ｘ２−９Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び９Ｙ−９Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図１３】本発明の別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）、同図（Ａ）の１０Ｘ１−１０Ｘ１’での断面図（ａ１）、１０Ｘ２−１０Ｘ２’での断面図（ａ２）、及び１０Ｙ−１０Ｙ’での断面図（ｂ）である。
【図１４】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び該工程に使用されるマスクパターンの平面図（Ｂ）を示す。
【図１５】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ）は図１４（Ａ）の１１Ｘ−１１Ｘ’での断面図、（ｂ）は１１Ｙ−１１Ｙ’での断面図である。
【図１６】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び該工程に使用されるマスクパターンの平面図（Ｂ）を示す。
【図１７】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ）は図１６（Ａ）の１２Ｘ−１２Ｘ’での断面図、（ｂ）は１２Ｙ−１２Ｙ’での断面図である。
【図１８】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰断面図（Ａ）及び部分拡大図（Ａ’）である。
【図１９】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ１）は図１８（Ａ）の１３Ｘ１−１３Ｘ１’での断面図、（ａ２）は１３Ｘ２−１３Ｘ２’での断面図、（ｂ）は１３Ｙ−１３Ｙ’での断面図である。
【図２０】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する俯瞰図（Ａ）及び部分拡大図（Ａ’）である。
【図２１】本発明のさらに別の実施形態に係る製造方法の一工程を説明する断面図であり、（ａ１）は図２０（Ａ）の１４Ｘ１−１４Ｘ１’での断面図、（ａ２）は１４Ｘ２−１４Ｘ２’での断面図、（ｂ）は１４Ｙ−１４Ｙ’での断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、具体例として、図面を参照して実施形態例を説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではなく、本発明の範囲内において適宜変更可能なものである。
【００１３】
なお、図面において、各図中の（Ａ）は、基板に対して平行な面での俯瞰図（上面図と断面図とを含む）であり、（Ｂ）は使用するマスクパターンの平面図を示す。また、図１（Ａ）に示すように、基板に対して平行な平面で、Ｘ軸、Ｙ軸を定義し、基板に対して垂直方向をＺ軸と定義する。各図中の（ａ）又は（ａ１）及び（ａ２）は、Ｘ軸方向での断面図であり、（ｂ）はＹ軸方向の断面図を示す。
【００１４】
〔実施例１〕
第１の実施例について、図１〜８を参照して説明する。
【００１５】
＜第１工程＞
図１（Ａ）は第１レジスト膜の露光・現像後の俯瞰図であり、図１（Ｂ）は第１レジストを露光する第１マスクの平面図である。また、図２（ａ）は図１（Ａ）の１Ｘ−１Ｘ’で切った断面図、図２（ｂ）は図１（Ａ）の１Ｙ−１Ｙ’で切った断面図をそれぞれ示す。
【００１６】
まず、図２（ａ）、（ｂ）に示すように、基板１上に、被エッチング膜として絶縁膜２を形成する。続いて、絶縁膜２上に第１レジスト膜３を形成する。ここで、第１レジスト膜３には、分子主鎖中に酸によって脱離する置換基を有する高分子樹脂と露光によって酸を発生する光酸発生剤を含む感光性材料を用いる。この酸に敏感な置換基を持つ樹脂は、例えばポリヒドロキシスチレンのＯＨ基を保護基で保護したものなどが挙げられ、酸によって保護基が外れることにより、現像液に可溶になる。また光酸発生剤としては、スルホニウム塩等のオニウム塩が挙げられる。
【００１７】
本実施例では、第１レジスト膜３は、ポリヒドロキシスチレン樹脂を含み、光酸発生剤としてオニウム塩を含むポジ型の化学増幅型レジストを用いた。膜厚は３００ｎｍで形成した。
【００１８】
細長矩形状の第１マスクパターン（Ｍ１Ａ）を有する第１マスク（Ｍ１）を用いて、フォトリソグラフィー技術により第１レジスト膜３にスリット状の第１開口部３ａを形成する（この工程における露光を第１露光とよぶ）。
【００１９】
第１露光には、形成される寸法に応じてｇ線、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＤｅｅｐＵＶ、ＥＢなどの露光方法を用いることができ、本実施例ではＡｒＦ露光を用いた。
【００２０】
第１開口部３ａは、Ｙ方向に長手方向を有する細長矩形状を持ち、Ｘ方向の幅をＬＸ１、Ｙ方向の幅をＬＹ１とする。フォトリソグラフィー技術におけるパターン形成での最小加工寸法を寸法Ｆとして、本実施例では、ＬＸ１は寸法Ｆ、ＬＹ１は３Ｆの長さにマスク設計され、寸法Ｆは８０ｎｍを用い、ＬＸ１は８０ｎｍ、ＬＹ１は２４０ｎｍに形成された。
【００２１】
＜第２工程＞
第１工程の後、図３に示すように、第２レジスト層４として水溶性補助剤層を形成する。水溶性補助剤層は、水溶性樹脂と、第１レジスト中の酸により水溶性樹脂と第１レジストもしくは水溶性樹脂同士を架橋させる水溶性架橋剤とを含み、第１レジスト膜３を溶解しない薬液を用いる。
【００２２】
水溶性樹脂は、ポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン等の１種類もしくは２種類以上の混合物を用いる。水溶性架橋剤は、メラミン誘導体、尿素誘導体等の１種類もしくは２種類以上の混合物を用いる。本実施例の水溶性補助剤は、水溶性樹脂であるポリビニルアセタールと水溶性架橋剤であるメラミン誘導体を含む薬液を用いた。膜厚は、３００ｎｍで形成した。
【００２３】
図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、細長矩形状の第２マスクパターン（Ｍ２Ａ）を持つ第２マスクＭ２を用いて、フォトリソグラフィー技術により、第２レジスト層４が形成された基板上を露光する（第２露光と呼ぶ）。第２露光は、第１レジストに酸を発生させることができる露光方法を用いることができ、ｇ線、ｉ線、ＫｒＦ、ＡｒＦ、ＤｅｅｐＵＶなどの露光方法を用いることができる。本実施例ではＡｒＦを用いた。露光量は、後述するように、第２マスク露光領域Ｅ２Ａにおける第１開口部３ａの側面から形成される架橋層を結合させるに十分な酸を発生させる第１露光量（Ｈν１）で行った。
【００２４】
基板上に第２マスク露光領域Ｅ２Ａが形成される。第２マスク露光領域Ｅ２Ａは、Ｘ方向に長手方向を有する細長矩形状をしており、第１開口部３ａのＹ方向中央部を横切るように形成される。第２マスク露光領域Ｅ２Ａの大きさは、Ｘ方向の幅をＭ２ＬＸ、Ｙ方向の幅をＭ２ＬＹとして、本実施例では、Ｍ２ＬＹは最小加工寸法Ｆ、Ｍ２ＬＸは３Ｆにマスク設計され、Ｍ２ＬＸは２４０ｎｍ、Ｍ２ＬＹは８０ｎｍに形成された。
【００２５】
この第２露光工程により光が入射された第２マスク露光領域Ｅ２Ａの第１レジスト３中での酸の発生を促進させ、この領域に含まれる酸の量を増加させる。第２マスク露光領域Ｅ２Ａ外であっても、第２マスク露光領域近傍では、漏れて入射される光（回折光）による酸の発生の促進は起きる。
【００２６】
第２露光工程の後、加熱処理を行う（第１熱処理と呼ぶ）。第１熱処理の条件は温度１１０℃、時間６０秒で行った。条件はこれらに限定されず、８０℃〜２００℃などの温度が用いられる。
【００２７】
加熱により、第１レジスト中の酸と補助剤に含まれる架橋剤による架橋反応が進行する。露光によって発生して第１レジスト中に残存した酸が補助剤中に拡散し、第１レジストの高分子樹脂と補助剤に含まれる水溶性樹脂との架橋反応、もしくは水溶性樹脂同士の架橋反応が起こり、第１レジストと補助剤との界面に架橋層が形成される。第２マスク露光領域Ｅ２Ａとそれ以外の領域を比べると、第２マスク露光領域Ｅ２の第１レジスト３中には酸が多く含まれるため架橋層５がより厚く形成される。ここで、第２マスク露光領域Ｅ２Ａに形成された架橋層５を架橋層５Ａ、第２マスク露光領域Ｅ２Ａ外に形成された架橋層５を架橋層５Ｂと呼ぶこととする。
【００２８】
図６（Ａ）は、図６（ａ１）の４Ｚ−４Ｚ’で切った俯瞰断面図である。図６（ａ１）は図６（Ａ）の４Ｘ１−４Ｘ１’で切った断面図、図６（ａ２）は図６（Ａ）の４Ｘ２−４Ｘ２’で切った断面図である。図６（ａ１）は第２マスク露光領域Ｅ２Ａを含む断面、図６（ａ２）は第２マスク露光領域外の領域の断面である。図６（ｂ）は、図６（Ａ）の４Ｙ−４Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００２９】
図６（ａ１）に示すように、第２マスク露光領域Ｅ２Ａ内では、第１レジスト３上面上及び第１開口部３ａ側壁に厚い架橋層５Ａが形成され、第２マスク露光領域内の第１開口部３ａでは、第１開口部３ａの両側壁から架橋層５Ａの形成が進む。ここで、図面上、第１開口部３ａに対して左側の架橋層を架橋層５Ａａ、右側を架橋層５Ａｂとする。架橋層５Ａａと架橋層５Ａｂは、第１開口部３ａの中央で合わさり結合し、第１開口部３ａは架橋層５Ａにより埋め込まれる（図６（ａ１）、図６（Ａ））。
【００３０】
一方、第２マスク露光領域Ｅ２外では、架橋層５Ａよりも薄い架橋層５Ｂが形成される（図６（ａ２）、図６（Ａ））。図６（ａ２）に第２マスク露光領域外の第１開口部３ａの断面を示す。第１開口部３ａ内は架橋層５Ｂで埋め込まれないように形成される。
【００３１】
この結果、第１開口部３ａは、平面上、長手方向の中央の第２マスク露光領域部分が架橋層５Ａで埋め込まれており、２つの開口部に分断された（図６（Ａ））。この２つの開口部を、Ｙ方向上から第１孔部６−１、第２孔部６−２と呼ぶ。この第１及び２孔部の平面形状は略円形状から略楕円形状を有する。Ｙ方向で切った断面では、架橋層５Ａと第１レジスト３表面に形成された架橋層５Ｂとの間に第１及び２孔部が形成される（図６（ｂ））。
【００３２】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ａがおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｂがおよそ１０ｎｍに形成され、架橋層５Ｂは第１レジスト３の上面上と第１開口部側面ではほぼ同じ厚さで形成された。第１及び第２孔部のＸ方向の大きさは、Ｘ方向の第１開口部の幅ＬＸ１（＝約８０ｎｍ）の両側壁に架橋層５Ｂが形成され、Ｘ方向の開口幅ＨＷＸ４はおよそ６０ｎｍに形成された。第１及び第２孔部のＹ方向の大きさは、Ｙ方向の第１開口部の幅ＬＹ１（＝約２４０ｎｍ）の第２マスク露光領域部分にＹ方向に幅およそ１００ｎｍを持つ架橋層５Ａが形成され、さらに、第１開口部の側壁に架橋層５Ｂが形成されて、Ｙ方向の開口幅ＨＷＹ４はおよそ６０ｎｍに形成された。
【００３３】
架橋層５Ａの第１レジスト上の厚さｔＡＵ４はおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｂの、第１レジスト３上の厚さｔＢＵ４はおよそ１０ｎｍ、架橋層５Ｂの第１及び２孔部側壁での厚さｔＢＳ４はおよそ１０ｎｍに形成されている。
【００３４】
ここで、第１開口部３ａの中央領域は架橋層５Ａで埋め込まれ、第１開口部３ａが架橋層５Ａにより第１孔部６−１と第２孔部６−２に分断される。ここで、所望の第１及び第２孔部径が得られるように、第２露光工程の第１露光量Ｈν１、第１熱処理条件は調整される。例えば、第１露光量Ｈν１が多いほど、第１熱処理の時間が長いほど、第１熱処理の温度が高いほど架橋層５の形成は促進される。また、第１レジスト３中での酸発生特性、第２レジストの架橋特性を調整することによっても架橋層の厚みを調整することができる。
【００３５】
＜第３工程＞
未反応の第２レジスト層４を除去するために、現像液７を供給する（現像工程と呼ぶ）。現像液７には、第１レジストを溶解しない現像液が使用され、純水、もしくは未反応の第２レジストの除去効率を上げるためのイソプロピルアルコールやＴＭＡＨなどの添加剤を含む水溶液を用いることができる。本実施例では純水にＴＭＡＨを含んだ薬液を現像液として用いた。
【００３６】
現像液７は架橋層５に侵入し、現像中に架橋層５は膨潤する。膨潤により架橋層５の厚さは１．５倍程度に厚くなった。架橋層５Ａは厚さおよそ７５ｎｍ、架橋層５Ｂは厚さおよそ１５ｎｍに膨張された（膨潤した架橋層５を５’のように表示する）。第１孔部及び第２孔部の径はＸ、Ｙ方向ともにおよそ５０ｎｍに縮小された。つまり、膨潤した架橋層５Ａａ’の第１レジスト３上の厚さｔＡＵ５はおよそ７５ｎｍ、膨潤した架橋層５Ｂ’の第１レジスト３上の厚さｔＢＵ５はおよそ１５ｎｍ、架橋層５Ｂ’の第１及び第２孔部側壁での厚さｔＢＳ５はおよそ１５ｎｍとなった。
【００３７】
図７（Ａ）は、断面図（ａ１）の５Ｚ−５Ｚ’で切った俯瞰断面図である。図７（ａ１）は図７（Ａ）の５Ｘ１−５Ｘ１’で切った断面図、図７（ａ２）は図７（Ａ）の５Ｘ２−５Ｘ２’で切った断面図である。同図（ａ１）は第２マスク露光領域の断面図を、同図（ａ２）は第２マスク露光領域外の断面図である。図７（ｂ）は、図７（Ａ）の５Ｙ−５Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００３８】
図７の工程の後、現像液を除去する。現像液７を除去することで、図８に示すように、第１レジスト３の表面に形成された架橋層５が露出する。
【００３９】
現像液７の除去は、未反応の第２レジストを溶解した現像液を除去した後、さらに、リンス工程、乾燥工程等を経て実施される。これにより架橋層５に浸透していた現像液も除去されて、膨潤が解消され、架橋層５は現像液に浸す前の大きさ程度に戻る。架橋層５Ａは厚さおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｂの厚さはおよそ１０ｎｍに戻った。第１孔及び２孔部の径はＸ、Ｙ方向ともにおよそ６０ｎｍに戻った。
【００４０】
図８（Ａ）は上面図。図８（ａ１）は図８（Ａ）の６Ｘ１−６Ｘ１’で切った断面図、図８（ａ２）は図８（Ａ）の６Ｘ２−６Ｘ２’で切った断面図である。図８（ａ１）は第２マスク露光領域の断面図を、図８（ａ２）は第２マスク露光領域外の断面図である。図８（ｂ）は、図８（Ａ）の６Ｙ−６Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００４１】
架橋層５Ａの第１レジスト３上の厚さｔＡＵ６はおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｂの、第１レジスト３上の厚さｔＢＵ６はおよそ１０ｎｍ、架橋層５Ｂの第１及び２孔部側壁での厚さｔＢＳ６はおよそ１０ｎｍに形成されている。
【００４２】
第１及び第２孔部の径は、Ｘ方向のＨＷＸ６がおよそ６０ｎｍ、Ｙ方向のＨＷＹ６がおよそ６０ｎｍに形成されている。第１及び第２孔部のＹ方向の分離幅ＷＤＹ６はおよそ１００ｎｍに形成され、第１孔部と第２孔部の中心の距離ＨＤＹ６はおよそ１６０ｎｍに形成される。
【００４３】
このようにして、第１及び第２孔部の径は最小加工寸法Ｆ未満に形成され、かつ第１孔部と第２孔部の中心間距離は２Ｆのピッチで形成される。つまり、最小加工寸法Ｆ未満のホール径を持ち、ホール間距離が２Ｆのレジストパターンを形成することができる。このレジストパターンは、下層の被エッチング膜である絶縁膜２をエッチングするマスクとして用いることができる。
【００４４】
本実施例で形成される第１孔部、第２孔部のＸ方向の径は、架橋層５Ｂの厚さに依存し、架橋層５Ｂの厚さ、または第１開口部３ａの幅ＬＸ１を変えて調整される。Ｙ方向の径は、第１開口部中央に形成される架橋層５ＡのＹ方向の幅と架橋層５Ｂの厚さに依存し、架橋層５Ａ，５Ｂのそれぞれの厚さ、または第１開口部３ａの幅ＬＹ１、または第２露光領域Ｅ２Ａの幅ＭＬＹ３を変えて調整される。
【００４５】
本実施例の半導体装置の製造方法は、細長矩形状を持つ第１開口部を第１レジスト上に形成する工程、第１レジスト上に第２レジスト層を形成する工程、第１開口部の中央部分を横切る領域を露光する工程、熱処理を行い第１レジスト表面に架橋層を形成し第１開口部のうち露光された領域を架橋層で埋め込み第１開口部を第１孔部と第２孔部に分離する工程、を備える。この結果、近接してホールが形成されたレジストパターンを、光近接効果の影響が少ない細長矩形状のパターンを有する露光マスクを用いて形成することができる。
【００４６】
従来、ホールパターンを有するレジストパターンの形成において、ホールパターンを有する露光マスクを用いたフォトリソグラフィー技術による形成方法では、コントラストが低いため、解像マージンが小さい、焦点深度が浅い、近接したホールレジストパターンを形成する場合には近接効果によりホール間の部分で膜減りしてしまいホール同士が繋がってしまうなどの問題を持つが、本実施例ではホールパターンに比べて露光解像度に優れる細長矩形状パターンの露光マスクを用いてホールパターンを有するレジストパターンを形成することができるので、フォトリソグラフィー工程での露光解像度を向上することができ、さらに近接するホール間の分離を確実に行うことができる。
【００４７】
〔実施例２〕
実施例１の図３までは実施例１と同様である。
【００４８】
実施例１の第２露光工程で、露光量を実施例の第１露光量Ｈν１よりも少ない第２露光量Ｈν２で第２露光を行う。実施例１同様に、第２レジスト層４が形成された基板上に第２マスク露光領域Ｅ２Ｂが形成される。
【００４９】
図９（Ａ）は上面図、図９（Ｂ）は第２マスクの平面図、図１０（ａ）は図９（Ａ）の７Ｘ−７Ｘ’で切った断面図、図１０（ｂ）は図９（Ａ）の７Ｙ−７Ｙ’で切った断面図を示す。
【００５０】
次に、実施例１と同様に第１熱処理を行い、第１レジスト膜３の上面に架橋層５を形成する。
実施例１と同様に、第２マスク露光領域Ｅ２Ｂでは、第１レジスト膜３中に酸が多く含まれるため架橋層５は厚く形成され、一方、第２マスク露光領域外では架橋層５は薄く形成される。ここで、第２マスク露光領域Ｅ２Ｂに形成される架橋層５を架橋層５Ｃ、第２マスク露光領域外に形成される架橋層５を架橋層５Ｄと呼ぶことにする。本実施例では実施例１に比べて少ない第２露光量（Ｈν２）で露光されているので、実施例１の架橋層５Ａに比べて架橋層５Ｃは薄く形成される。すなわち、第２露光量Ｈν２は、第１開口部３ａの側面から形成される架橋層５Ｃを結合させるに十分でない酸を発生させる露光量である。また架橋層５Ｄも、第２マスク露光領域Ｅ２Ｂの近傍では、漏れて入射される光の量がさらに弱くなるため実施例１の架橋層５Ｂに比べて薄く形成される。
【００５１】
図１１（Ａ）は、断面図１１（ａ１）の８Ｚ−８Ｚ’で切った平面図である。図１１（ａ１）は図１１（Ａ）の８Ｘ１−８Ｘ１’で切った断面図、図１１（ａ２）は図１１（Ａ）の８Ｘ２−８Ｘ２’で切った断面図である。図１１（ａ１）は第２マスク露光領域Ｅ２Ｂの第１開口部３ａ部分を、図１１（ａ２）は第２マスク露光領域外の第１開口部３ａ部分を示す。図１１（ｂ）は、図１１（Ａ）の８Ｙ−８Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００５２】
第２マスク露光領域内の第１開口部では、図１１（ａ１）に示すように、第１開口部の両側壁から架橋層５Ｃの成長が進む。ここで、左側の架橋層を架橋層５Ｃａ、右側を架橋層５Ｃｂとする。架橋層５Ｃａと架橋層５Ｃｂは、第１開口部３ａの中央付近で隙間ＣＳができるように形成される（図１１（ａ１）、図１１（Ａ））。
【００５３】
一方、第２マスク露光領域Ｅ２Ｂ外では、第１レジスト膜３上面上及び第１開口部３ａ側面上に架橋層５Ｄが形成される（図１１（ａ２）、図１１（Ａ））。第２マスク露光領域Ｅ２Ｂ外の第１開口部３ａでは、側壁に薄い架橋層５Ｄが形成される（図１１（ａ２））。
【００５４】
この結果、第１開口部３ａは、平面で見て、Ｙ方向の中央部分両側に架橋層５Ｃが形成され、架橋層５Ｃの間に隙間ＣＳが形成され、この隙間ＣＳに繋がってＹ方向上下に２つの開口部が形成された（図１１（Ａ））。この２つの開口部を第３孔部６−３と第４孔部６−４と呼ぶ。第３及び第４孔部は、その平面形状が略円形状から略楕円形状を有する。第３孔部６−３と隙間ＣＳと第４孔部６−４はつながって亜鈴状を有する。第３及び第４孔部のＹ方向断面を図１１（ｂ）示す。架橋層５Ｃと第１レジスト膜３表面に形成された架橋層５Ｄとの間に第３及び第４孔部が形成されている。
【００５５】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ｃはおよそ３０ｎｍ、架橋層５Ｄはおよそ５ｎｍに形成され、第１レジスト膜３の上面上と第１開口部３ａ側面ではほぼ同じ厚さで形成された。架橋層５Ｃａと５Ｃｂの間の隙間ＣＳの間隔ｔＳ８は２０ｎｍで形成された。第３及び第４孔部のＸ方向の開口幅ＨＷＸ８はおよそ７０ｎｍに形成された。第３及び第４孔部のＹ方向の開口幅ＨＷＹ８はおよそ７０ｎｍに形成された。
【００５６】
架橋層５Ｃの第１レジスト３上の厚さｔＣＵ８はおよそ３０ｎｍ、架橋層５Ｃの第１開口部３ａ側壁での厚さｔＣＳ８はおよそ３０ｎｍ、架橋層５Ｄの、第１レジスト３上の厚さｔＤＵ８はおよそ５ｎｍ、架橋層５Ｄの第３及び第４孔部側壁での厚さｔＤＳ８はおよそ５ｎｍに形成されている。
【００５７】
図１１に示す工程の後、実施例１と同様の方法で、未反応の補助剤を除去するために、現像液７を供給する（現像工程と呼ぶ）。
【００５８】
現像液７は架橋層に侵入し、現像中架橋層５は膨潤する。膨潤により架橋層５はおよそ１．５倍厚くなった。この現像中の架橋層５の膨潤により、架橋層５Ｃａと架橋層５Ｃｂは結合され、隙間ＣＳは消失した。この結果、平面で見て（図１２（Ａ））、隙間ＣＳが消失して第３孔部６−３’と第４孔部６−４’が残存する形状が形成される。つまり、第１開口部３ａの中央領域が架橋層５Ｃで埋め込まれて第３孔部６−３’と第４孔部６−４’に分断される形状が形成される。
【００５９】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ｃでおよそ４５ｎｍ、架橋層５Ｄでおよそ１０ｎｍに形成された。架橋層５Ｄの第１レジスト３の上面上と第１開口部３ａ側面ではほぼ同じ厚さで形成された。第３孔部６−３’と第４孔部６−４’は、それぞれ、Ｘ方向の開口幅ＨＷＸ８がおよそ７０ｎｍ、Ｙ方向の開口幅ＨＷＹ８がおよそ７０ｎｍに形成された。
【００６０】
架橋層５Ｃの第１レジスト３上の厚さｔＣＵ９はおよそ４５ｎｍ、架橋層５Ｄの、第１レジスト３上の厚さｔＤＵ９はおよそ１０ｎｍ、架橋層５Ｄの第３孔部６−３’及び第４孔部６−４’側壁での厚さｔＤＳ９はおよそ１０ｎｍに形成されている。
【００６１】
図１２（Ａ）は、断面図１２（ａ１）の９Ｚ−９Ｚ’で切った俯瞰断面図である。図１２（ａ１）は図１２（Ａ）の９Ｘ１−９Ｘ１’で切った断面図、図１２（ａ２）は図１２（Ａ）の９Ｘ２−９Ｘ２’で切った断面図である。図１２（ａ１）は第２マスク露光領域Ｅ２Ｂでの断面を、図１２（ａ２）は第２マスク露光領域外の断面を示す。図１２（ｂ）は、図１２（Ａ）の９Ｙ−９Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００６２】
ここで、本実施例の第１熱処理工程では、第１開口部３ａの第２マスク露光領域Ｅ２Ｂに隙間ＣＳが形成され、現像工程で隙間ＣＳが膨潤した架橋層５Ｃ’で埋まり且つ第１開口部が架橋層５Ｃ’により第３孔部と第４孔部に分断され、さらに所望の第３及び第４孔部径を得られるように、第２露光工程の第２露光量（Ｈν２）、第１熱処理条件は調整され、また、第１レジスト材料、第２レジスト材料が選ばれる。
【００６３】
また、膨潤した架橋層５Ｃａ’と５Ｃｂ’の結合をさらに強めるために、さらに加熱処理を加えてもよい（第２熱処理と呼ぶ）。第２熱処理の条件は第１熱処理と同等の条件で行うことができる。
【００６４】
その後、実施例１と同様にして現像液７を除去し、第１レジスト３の表面に形成された架橋層５が露出される。
【００６５】
現像液７の除去により、膨潤した架橋層５’に浸透していた現像液は除去されて、膨潤が解消されて、架橋層５の厚さは、現像液に浸す前の大きさ程度に戻る。ここで、架橋層５Ｃａと架橋層５Ｃｂの結合部分は、現像液を除去した後も結合状態が保たれる。
【００６６】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ｃはおよそ３０ｎｍ、架橋層５Ｄはおよそ５ｎｍに形成され、第１レジスト３の上面上と第１開口部３ａ側面ではほぼ同じ厚さで形成された第３孔部８−３及び第４孔部８−４のＸ方向の開口幅ＨＷＸ１０はおよそ７０ｎｍに形成された。第３孔部８−３及び第４孔部８−４のＹ方向の開口幅ＨＷＹ１０はおよそ７０ｎｍに形成された。第３孔部８−３及び第４孔部８−４のＹ方向の分離ＷＤＹ１０はおよそ１１０ｎｍに形成され、第３孔部８−３と第４孔部８−４の中心の距離ＨＤＹ１０はおよそ１６０ｎｍに形成される。
【００６７】
架橋層５Ｃの第１レジスト３上の厚さｔＣＵ１０はおよそ３０ｎｍ、架橋層５Ｄの、第１レジスト３上の厚さｔＤＵ９はおよそ２０ｎｍ、架橋層５Ｄの第３及び第４孔部側壁での厚さｔＤＳ１０はおよそ２０ｎｍに形成されている。
【００６８】
図１３（Ａ）は上面図、図１３（ａ１）は図１３（Ａ）の１０Ｘ１−１０Ｘ１’で切った断面図、図１３（ａ２）は図１３（Ａ）の１０Ｘ２−１０Ｘ２’で切った断面図である。図１３（ａ１）は第２マスク露光領域Ｅ２Ｂの断面図を、図１３（ａ２）は第２マスク露光領域外の断面図である。図１３（ｂ）は、図１３（Ａ）の１０Ｙ−１０Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００６９】
実施例２の方法を用いることにより、実施例１に比べて、形成される第３及び４孔部の径を大きく形成することが可能となる。
【００７０】
〔実施例３〕
上記実施例１及び２では、スリット状の第１開口部３ａを架橋層で２つに分断して２つの微細ホールパターンを形成する場合について説明したが、本発明では２つのホールパターンを形成する場合に限定されず、さらに多数のホールを形成する場合にも適用できる。以下、さらに多数のホールパターンを形成する実施例について図面を参照して説明する。
【００７１】
図１４〜２１は、実施例３を説明するための図であり、図２０及び２１は本発明の完成図である。
【００７２】
まず、実施例１の図１工程と同様の方法で第１レジスト３に第２開口部３ｂを形成する。第１露光には、図１４（Ｂ）に示す細長矩形状の第３マスクパターンＭ３Ａを持つ第３マスクＭ３を用いる。
【００７３】
第２開口部３ｂは、Ｙ方向に長い細長矩形状を持ち、Ｘ方向の幅をＬＸ１１、Ｙ方向の幅をＬＹ１１とする。本実施例では、ＬＸ１１は最小加工寸法Ｆで形成され、ＬＹ１１は７Ｆを持つように形成され、ＬＸ１１は８０ｎｍ、ＬＹ１１は５６０ｎｍの長さを持つように形成する。
【００７４】
図１４（Ａ）は上面図、図１５（ａ）は図１４（Ａ）の１１Ｘ−１１Ｘ’で切った断面図、図１５（ｂ）は図１４（Ａ）の１１Ｙ−１１Ｙ’で切った断面図を示す。
【００７５】
次に、実施例１と同様に第２レジスト層４を形成する。
実施例１の第２露光工程同様に、第２レジスト層４が形成された基板上に第２露光を行う。第２露光では、図１６（Ｂ）に示す第４マスクパターン（Ｍ４Ａ〜Ｍ４Ｃ）を持つ第４マスクＭ４を用いる。第４マスクパターン（Ｍ４Ａ〜Ｍ４Ｃ）は、実施例１の第２マスクパターンＭ２Ａを３つアレイ状に配置したものである。
【００７６】
この第４マスクＭ４を用いた第２露光により、基板上に第４マスク露光領域Ｅ４を形成する。第４マスク露光領域は、Ｙ方向に細長矩形状を持つ第４マスク露光領域Ｅ４ａ、Ｅ４ｂ、Ｅ４ｃから構成される。第４マスク露光領域Ｅ４ａ，Ｅ４ｂ，Ｅ４ｃそれぞれは第２マスク露光領域Ｅ２Ａと同じ形状を有する。第４マスク露光領域Ｅ４ａ，Ｅ４ｂ，Ｅ４ｃのＹ方向の幅をＭ４ＬＸ、Ｘ方向の幅をＭ４ＬＹとする。本実施例ではＭ４ＬＹは最小加工寸法Ｆを有し、Ｍ４ＬＸは３Ｆの長さを持つように形成され、Ｍ４ＬＸは２４０ｎｍ、Ｍ４ＬＹはは８０ｎｍで形成された。
【００７７】
第４マスク露光領域Ｅ４ａ、Ｅ４ｂ、Ｅ４ｃは、Ｙ方向に間隔Ｍ４ＷＹで、同一ピッチで形成された。Ｍ４ＷＹは最小加工寸法Ｆで形成され８０ｎｍで形成された。
【００７８】
図１７（ａ）は図１６（Ａ）の１２Ｘ−１２Ｘ’で切った断面図、図１７（ｂ）は図１６（Ａ）の１２Ｙ−１２Ｙ’で切った断面図を示す。
【００７９】
実施例１と同様に第１熱処理を行い、第１レジスト３表面に架橋層５を形成する。図１８（Ａ）は、断面図１９（ａ１）の１３Ｚ−１３Ｚ’で切った俯瞰断面図である。図１８（Ａ’）は部分拡大図である。図１９（ａ１）は図１８（Ａ）の１３Ｘ１−１３Ｘ１’で切った断面図、図１９（ａ２）は図１８（Ａ）の１３Ｘ２−１３Ｘ２’で切った断面図である。図１９（ａ１）は第４マスク露光領域（Ｅ４ｂ）の断面図を、図１９（ａ２）は第４マスク露光領域外の断面図である。図１９（ｂ）は、図１８（Ａ）の１３Ｙ−１３Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００８０】
第４マスク露光領域（Ｅ４）とそれ以外の領域を比べると、第４マスク露光領域（Ｅ４）の第１レジスト３中には酸が多く含まれるため架橋層５がより厚く形成される。ここで、第４マスク露光領域Ｅ４に形成された架橋層を架橋層５Ｅ、第４マスク露光領域外であって第４マスク露光領域近傍に形成された架橋層を架橋層５Ｆと呼ぶことにする。
【００８１】
第４マスク露光領域に含まれる第２開口部３ｂでは、図１９（ａ１）に示すように、第２開口部３ｂの両側壁から架橋層５Ｅの形成が進む。ここで、左側の架橋層を架橋層５Ｅａ、右側を架橋層５Ｅｂとする。本実施例の第２露光における露光量（第３露光量：Ｈν３と呼ぶ）を実施例１と同様の第１露光量（Ｈν１）とすると、架橋層５Ｅａと架橋層５Ｅｂは、第２開口部３ｂの中央付近で結合されて、第２開口部３ｂは架橋層５Ｅにより埋め込まれる（図１９（ａ１）、図１８（Ａ））。実施例２と同様に第２露光量（Ｈν２）とすると、架橋層５Ｅａと架橋層５Ｅｂは、結合せず隙間が形成される。以下、第２露光を第１露光量で実施した場合について説明する。なお、第２露光を第２露光量で実施した場合には、実施例２からその工程が当業者に理解される。
【００８２】
一方、第４マスク露光領域外では、第１レジスト３上面上及び第２開口部３ｂ側面上に架橋層５Ｆが形成される（図１９（ａ２）、図１８（Ａ））。第４マスク露光領域以外での第２開口部３ｂでは、架橋層５Ｆで埋め込まれないように形成される。
【００８３】
この結果、第２開口部３ｂは、平面で見て、第４マスク露光領域Ｅ４ａ，Ｅ４ｂ，Ｅ４ｃの３つの領域では架橋層５Ｅで埋め込まれ、４つの分断された孔部が形成された（図１８（Ａ））。この４つの孔部をＹ方向上から第５孔部６−５、第６孔部６−６、第７孔部６−７、第８孔部６−８と呼ぶ。この第５〜８孔部は、その平面形状が略円形状または略楕円形状を有する。図１９（ｂ）にＹ方向断面を示す。架橋層５Ｅと、第１レジスト３表面に形成された架橋層５Ｆとの間に第５孔部６−５及び第８孔部６−８が形成され、隣接する架橋層５Ｅ間に第６孔部６−６及び第７孔部６−７が形成される。
【００８４】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ｅでおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｆでおよそ１０ｎｍに形成され、架橋層５Ｆは第１レジスト３の上面上と第２開口部３ｂ側面ではほぼ同じ厚さで形成された。
【００８５】
第５、８孔部の大きさについて、Ｘ方向の幅をＨＷＸ１３ａ，Ｙ方向の幅をＨＷＹ１３ａと呼ぶ。第６、７孔部の大きさについて、Ｘ方向の幅をＨＷＸ１３ｂ，Ｙ方向をＨＷＹ１３ｂと呼ぶ。第５〜８孔部のＸ方向の幅は、Ｘ方向の第２開口部３ｂの幅ＬＸ１１（＝約８０ｎｍ）の両側壁に架橋層５Ｆが形成され、ＨＷＸ１３ａはおよそ６０ｎｍ、ＨＷＸ１３ｂはおよそ６０ｎｍ、と第５〜８孔部のＸ方向の幅はほぼ同じ大きさに形成された。第５〜８孔部のＹ方向の大きさは、Ｙ方向の第２開口部３ｂの幅ＬＹ１１（＝約５６０ｎｍ）の第４マスク露光領域Ｅ４ａ，Ｅ４ｂ，Ｅ４ｃ部分にＹ方向の幅およそ１００ｎｍの架橋層５Ｅが形成され、第２開口部３ｂの側壁に架橋層５Ｆが形成されて、ＨＷＹ１３ａはおよそ６０ｎｍ、ＨＷＹ１３ｂはおよそ６０ｎｍと、第５〜８でＹ方向の幅はほぼ同じ大きさに形成された。
【００８６】
架橋層５Ｅの第１レジスト３上の厚さｔＥＵ１３はおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｆの、第１レジスト３上の厚さｔＦＵ１３はおよそ１０ｎｍ、架橋層５Ｆの第５〜８孔部側壁での厚さｔＦＳ１３はおよそ１０ｎｍに形成されている。
【００８７】
実施例１の第３工程と同様の方法で現像を行う。実施例１の第３工程と同様に架橋層５は膨潤する。実施例１と同様に現像液を除去して、第１レジスト３と架橋層５を露出させる。ここで、現像液７を除去すると、実施例１と同様に、架橋層５に浸透していた現像液７も除去され、膨潤していた架橋層５は膨潤する前の大きさ程度に戻る。
【００８８】
本実施例では、架橋層５の厚さは、架橋層５Ｅでおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｆでおよそ１０ｎｍに形成され、架橋層５Ｆは第１レジスト３の上面上と第２開口部３ｂ側面ではほぼ同じ厚さで形成された。
【００８９】
図２０（Ａ’）に示すように、完成状態の第５孔（８−５）、第８孔（８−８）の大きさについて、Ｘ方向の幅をＨＷＸ１４ａ，Ｙ方向の幅をＨＷＹ１４ａと呼ぶ。完成状態の第６孔（８−６）、第７孔（８−７）の大きさについて、Ｘ方向の幅をＨＷＸ１４ｂ，Ｙ方向をＨＷＹ１４ｂと呼ぶ。第５〜８孔のＸ方向の幅は、ＨＷＸ１４ａはおよそ６０ｎｍ、ＨＷＸ１４ｂはおよそ６０ｎｍ、と第５〜８孔のＸ方向の幅はほぼ同じ大きさに形成された。第５〜８孔のＹ方向の大きさも、ＨＷＹ１４ａはおよそ６０ｎｍ、ＨＷＹ１４ｂはおよそ６０ｎｍと、第５〜８孔でＹ方向の幅はほぼ同じ大きさに形成された。
【００９０】
第５〜８孔のＹ方向の分離幅は架橋層５Ｅの大きさであり、およそ１００ｎｍの分離幅を持ち、第５〜８孔はＹ方向に１６０ｎｍピッチで配置することができる。
【００９１】
架橋層５Ｅの第１レジスト３上の架橋層上の厚さｔＥＵ１４はおよそ５０ｎｍ、架橋層５Ｆの、第１レジスト３上の厚さｔＦＵ１４はおよそ１０ｎｍ、架橋層５Ｆの第５〜８孔側壁での厚さｔＦＳ１４はおよそ１０ｎｍに形成されている。
【００９２】
図２０（Ａ）は上面図、図２０（Ａ’）は部分拡大図、図２１（ａ１）は図２０（Ａ）の１４Ｘ１−１４Ｘ１’で切った断面図、図２１（ａ２）は図２０（Ａ）の１４Ｘ２−１４Ｘ２’で切った断面図である。図２１（ａ１）は第４マスク露光領域の断面図を、図２１（ａ２）は第４マスク露光領域外の断面図である。図２１（ｂ）は、図２０（Ａ）の１４Ｙ−１４Ｙ’線に沿った断面を示す。
【００９３】
本実施例の製造方法を用いれば、細長矩形状のパターンを有する露光マスクを用いて、最小加工寸法Ｆ程度の径を持つホールパターンが２Ｆピッチで多数配置されたレジストパターンを形成することができる。
【００９４】
以上の実施例ではＸ方向に１本の第１開口部３ａ又は第２開口部３ｂを形成して説明しているが、これに限定されず、Ｘ方向に複数の第１開口部３ａ又は第２開口部３ｂを配置して、マトリクス状のホールパターンを形成することができる。
【００９５】
以上の実施例において、さらに第１開口部３ａ（又は第２開口部３ｂ）の長手方向の両端部に懸かる部分を第２露光工程において露光するようにしても良い。それによって、両端部のホールパターンが他の中間部分のホールパターンと同形状に形成され、さらにパターン均一性が高まる。また、第２露光におけるマスクの位置合わせずれによる両端部のホール形状の格差が緩和される。この時、Ｙ方向の両端部の第１開口部側壁から形成される架橋層の張出量が第１開口部のＸ方向の両側壁から形成される架橋層の範囲を超えないようにすることが好ましい。そのため、第１開口部のＹ方向（長手方向）を両側に若干長く形成し、実施例１の方法で架橋層を形成したり、あるいは、第１開口部のＹ方向の長さは変更せずに、実施例２のように第２露光の露光量を減らすことで、架橋層間に隙間Ｃを設けるようにしても、Ｙ方向の両端部の第１開口部側壁から形成される架橋層の張出量が抑えられるため、Ｙ方向両端部においても形状の揃ったホールパターンを形成することができる。
【００９６】
一方、隣接配置される少なくとも２つのホールパターンに均一性が求められない場合、例えば、隣接する２つのホールパターンが異なる大きさのホールを被エッチング材である絶縁層に形成するために使用される場合にはこの限りではない。
【００９７】
なお、第２露光における露光マスクパターンは、上記の実施例では第１開口部３ａ及び第２開口部３ｂの長手方向（Ｙ方向）に直交する方向（Ｘ方向）に長辺を有するパターンを用いているが、必ずしも直交していなくても良く、最終的に形成されるホール形状が使用目的に許容される範囲内であれば、露光マスクパターンの長辺の延在方向は、Ｘ方向から傾けても良い。
【符号の説明】
【００９８】
１    基板
２    被エッチング材
３    第１レジスト
３ａ  第１開口部
３ｂ  第２開口部
４    第２レジスト
５    架橋層
６    孔部
７    現像液
８    微小ホールパターン
【図７】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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