(57)【要約】【課題】簡単に高精度のパターンが形成可能なマスク及びパターン形成方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、第１パターン部と、中間部材と、を含むマスクが提供される。前記第１パターン部は、光に対して透過性を有し周期的に配置された複数の第１光透過部と、前記複数の第１光透過部どうしの間に設けられ前記光に対する透過率が前記複数の第１光透過部の透過率よりも低い第１遮蔽部と、を含む。前記中間部材は、前記第１パターン部上に設けられ、前記光の波長、及び、前記第１光透過部の第１周期に応じた厚さを有する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光に対して透過性を有し周期的に配置された複数の第１光透過部と、前記複数の第１光透過部どうしの間に設けられ前記光に対する透過率が前記複数の第１光透過部の透過率よりも低い第１遮蔽部と、を含む第１パターン部と、
前記第１パターン部上に設けられた中間部材であって、前記光の波長、及び、前記第１光透過部の第１周期に応じた厚さを有する中間部材と、
前記光に対して透過性の基板と、
を備え、
前記中間部材と前記基板との間に前記第１パターン部が配置され、
前記厚さは、前記第１パターン部におけるタルボ干渉による干渉光の第２周期に基づき、
前記中間部材は、石英または樹脂を含むマスク。
【請求項２】
光に対して透過性を有し周期的に配置された複数の第１光透過部と、前記複数の第１光透過部どうしの間に設けられ前記光に対する透過率が前記複数の第１光透過部の透過率よりも低い第１遮蔽部と、を含む第１パターン部と、
前記第１パターン部上に設けられた中間部材であって、前記光の波長、及び、前記第１光透過部の第１周期に応じた厚さを有する中間部材と、
を備えたマスク。
【請求項３】
前記厚さは、前記第１パターン部におけるタルボ干渉による干渉光の第２周期に基づく請求項２記載のマスク。
【請求項４】
前記厚さは、前記第２周期の１／２の、１以上の整数倍の０．９倍以上１．１倍以下である請求項３記載のマスク。
【請求項５】
前記厚さは、前記第２周期の０．４５倍以上０．５５倍以下である請求項３記載のマスク。
【請求項６】
前記中間部材は、石英または樹脂を含む請求項２〜５のいずれかに１つに記載のマスク。
【請求項７】
前記光に対して透過性の基板をさらに備え、
前記中間部材と前記基板との間に前記第１パターン部が配置される請求項２〜６のいずれかに１つに記載のマスク。
【請求項８】
第２パターン部をさらに備え、
前記第２パターン部と前記第１パターン部との間に前記中間部材が配置され、
前記第２パターン部は、前記光に対して透過性を有し、
前記第２パターン部は、第２光透過部と、前記光に対する透過率が前記第２光透過部の透過率よりも低い第２遮蔽部と、を含む請求項２〜７のいずれかに１つに記載のマスク。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１つに記載のマスクの前記中間部材を加工対象部材と接触するように配置し、
前記第１パターン部に光を照射して発生したタルボ干渉の干渉光を前記中間部材を介して前記加工対象部材へ照射して、前記加工対象部材を前記干渉光に応じたパターンで変化させるパターン形成方法。
【請求項１０】
光に対して透過性を有し周期的に配置された複数の第１光透過部と、前記複数の第１光透過部どうしの間に設けられ前記光に対する透過率が前記複数の第１光透過部の透過率よりも低い第１遮蔽部と、を含む第１パターン部を含むマスクと、加工対象部材と、中間部材と、を準備する工程と、
前記第１パターン部と前記中間部材とを接触させ、前記中間部材と前記加工対象部材とを接触させて、前記マスクと、前記中間部材と、前記加工対象部材と、を配置する工程と、
前記第１パターン部に光を照射して発生したタルボ干渉の干渉光を、前記中間部材を介して前記加工対象部材へ照射して、前記加工対象部材を前記干渉光に応じたパターンで変化させる工程と、
を備えたパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、マスク及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タルボ干渉を用いたプロキシミティ法によって、高価な投影露光装置を用いることなく微細なパターンを形成することができる。このようなプロキシミティ法によるパターン形成方法では、ウェーハ上に微細パターンを形成するために、マスク面とウェーハ面とを所定距離だけ離隔し、光の進行方向の所定位置でウェーハを露光する。転写パターンのさらなる微細化が進むにつれて、焦点位置の設定精度が高めることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３‐１６１９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の実施形態は、簡単に高精度のパターンが形成可能なマスク及びパターン形成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の実施形態によれば、第１パターン部と、中間部材と、を含むマスクが提供される。前記第１パターン部は、光に対して透過性を有し周期的に配置された複数の第１光透過部と、前記複数の第１光透過部どうしの間に設けられ前記光に対する透過率が前記複数の第１光透過部の透過率よりも低い第１遮蔽部と、を含む。前記中間部材は、前記第１パターン部上に設けられ、前記光の波長、及び、前記第１光透過部の第１周期に応じた厚さを有する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】第１の実施形態に係るパターン形成方法を示すフローチャートである。
【図２】第１の実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図３】タルボ干渉を用いたプロキシミティ法を示す図である。
【図４】第２の実施形態に係る露光装置を示す模式図である。
【図５】図５（ａ）〜図５（ｃ）は、マスクの作製を示す模式的断面図である。
【図６】図６（ａ）〜図６（ｅ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｊ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図８】図８（ａ）〜図８（ｉ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図９】図９（ａ）〜図９（ｉ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図１０】図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図１１】図１１（ａ）〜図１１（ｇ）は、マスクの作製を示すフローチャートである。
【図１２】図１２（ａ）〜図１２（ｇ）は、第２の実施形態に係るパターン形成方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下に、各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。  
なお、図面は模式的または概念的なものであり、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。  
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
【０００８】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。  
図１に表したように、本実施形態に係るパターン形成方法においては、マスクと、レジスト（加工対象部材）と、スペーサ部材（中間部材）と、が準備される（ステップＳ１１０）。マスクは、マスクパターン（第１パターン部）を含む。マスクパターンは、複数の光透過部（第１光透過部）と、遮蔽部（第１遮蔽部）と、を含む。複数の光透過部は、光に対して透過性を有し、周期的に配置される。遮蔽部は、複数の光透過部どうしの間に設けられる。遮蔽部の光に対する透過率は、複数の光透過部の透過率よりも低い。
【０００９】
マスクパターンとスペーサ部材とが接触され、スペーサ部材とレジストとが接触され、マスクと、スペーサ部材と、レジストと、が配置される（ステップＳ１２０）。
【００１０】
マスクパターンに光を照射して発生したタルボ干渉の干渉光を、スペーサ部材を介してレジストへ照射して、干渉光に応じたパターンでレジストが変化される（ステップＳ１３０）。ステップＳ１３０を実施した後に、パターンが形成されたレジストを用いて、レジストの下方に形成されている薄膜等がエッチングされても良い。
【００１１】
図２は、第１の実施形態に係る露光装置を例示する模式図である。  
図２に表したように、露光装置１１０において、基板２０と、基板２０の表面に形成されたレジスト３０（加工対象部材）と、マスク４０と、レジスト３０及びマスク４０の間に挿入されたスペーサ部材５０（中間部材）と、マスク４０を保持するためのマスクホルダ６０と、光源７０と、が設けられている。
【００１２】
露光装置１１０において、光源７０から出射された光Ｌは、マスク４０から基板２０へ向かう方向でマスク４０に入射する。光Ｌは、マスク４０及びスペーサ部材５０を介してレジスト３０を露光する。
【００１３】
基板２０及びレジスト３０は、加工対象部１０に対応する。マスク４０は、第１面４０ａ及び第２面４０ｂを有する。スペーサ部材５０は、第１面５０ｍ及び第２面５０ｓを有する。光Ｌは、光源７０から出射される、光源７０には、例えば、高圧水銀ランプ（波長３６５ｎｍ）が用いられる。光源７０には、例えばＡｒＦエキシマレーザ（波長１９３ｎｍ）等を用いても良い。本実施形態の露光装置は、例えば、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法による露光装置である。
【００１４】
加工対象部１０からマスク４０へ向かう方向をＺ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向をＸ軸方向とする。Ｚ軸方向に対して垂直な１つの方向であって、Ｘ軸方向に対して垂直な方向をＹ軸方向とする。
【００１５】
基板２０として、例えば、半導体基板（ウェーハ）が用いられる。基板２０として、石英基板等を用いることができる。
【００１６】
レジスト３０は、光源７０から照射された光Ｌに反応して化学的に作用して変化する。レジスト３０は、例えば、樹脂を含む。例えば、レジスト３０は、感光性樹脂である。後述するように、レジスト３０のＺ軸方向の表面に、トップコート剤である表面層を設けても良い。表面層として、例えば、液体を用いても良い。表面層にフッ素系の樹脂を用いても良い。表面層を設けることで、レジスト３０の表面への異物の付着が抑制できる。表面層により、レジスト３０とスペーサ部材５０とを離すときに生じる、レジスト３０の表面の損傷を抑制できる。
【００１７】
マスク４０は、例えば、タルボ干渉を利用したマスクパターン４０ｐ（第１パターン部）を含む。マスクパターン４０ｐは、基板２０上に形成されるデバイスパターンに対応するパターンを含む。マスクパターン４０は、アライメントマークのパターンに対応する部分を含んでも良い。マスクパターン４０ｐは、マスク４０の第１面４０ａに形成されている。マスクパターン４０ｐは、光Ｌに対して透過性を有する複数の光透過部４０ｔ（第１光透過部）、及び、光透過部４０ｔ間に設けられた複数の遮蔽部４０ｓ（第１遮蔽部）を含む。光透過部４０ｔの光Ｌに対する透過率は、遮蔽部４０ｓの光Ｌに対する透過率より高い。複数の光透過部４０ｔは、周期的に配置されている。
【００１８】
マスクホルダ６０は、マスク４０の第２面４０ｂの一部と接触してマスク４０を保持する。マスクホルダ６０は、駆動機構等によって、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向に移動する。マスクホルダ６０によって保持されたマスク４０を−Ｚ軸方向に移動すると、マスク４０はレジスト３０に近づく。マスクホルダ６０によって保持されたマスク４０をＺ軸方向に移動すると、マスク４０はレジスト３０から離れる。露光処理を行う場合、基板２０、レジスト３０、スペーサ部材５０、マスク４０がＺ軸方向に順に設けられる。マスクホルダ６０が−Ｚ軸方向に移動し、マスク４０の第１面４０ａ上に形成されたマスクパターン４０ｐと、スペーサ部材５０の第１面５０ａとが接触し、スペーサ部材５０の第２面５０ｂと、レジスト３０の表面とが接触する。
【００１９】
スペーサ部材５０は、レジスト３０とマスク４０との間に設けられ、マスクパターン４０ｐとレジスト３０と間のＺ軸方向に対する間隔ｄ１を固定する。間隔ｄ１は、スペーサ部材５０のＺ軸方向の厚さに対応する。
【００２０】
スペーサ部材５０として、例えば、石英等のガラス部材を用いることができる。スペーサ部材５０として、例えば、樹脂が用いられる。例えば、紫外線硬化樹脂が用いられる。例えば、ＰＤＭＳ（polydimethylsiloxane）等を用いても良い。第１面５０ａは、マスクパターン４０ｐに接触する。第２面５０ｂは、レジスト３０の露光の光が入射する面に接触する。第１面５０ａ及び第２面５０ｂは、互いに平行に保たれている。スペーサ部材５０の第１面５０ａ及び第２面５０ｂを互いに平行に保つことで、加工対象部１０の形状、及び、マスク４０の形状が変形することを抑制できる。
【００２１】
一定の厚さを有するスペーサ部材５０を設けることで、間隔ｄ１が固定される。タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、固定された一定の間隔ｄ１に基づいてパターンを基板２０上に形成することができる。
【００２２】
以下、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法と、間隔ｄ１の算出方法と、の例を説明する。
【００２３】
図３は、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法を例示する図である。  
図３に表したように、マスクパターン４０ｐに、パターンピッチｐのラインアンドスペースパターンが設けられている。マスクパターン４０ｐは、光に対して透過性を有する複数の光透過部４０ｔ、及び、光透過部４０ｔ間に設けられた複数の遮蔽部４０ｓを含む。パターンピッチｐは、光透過部４０ｔの周期（第１周期）に対応する。
【００２４】
パターン４０ｐを含むマスク４０に、光源からの光を照射する。パターン４０ｐに光が照射されると、−１次光７１、０次光７２及び１次光７３の干渉作用が生じる。干渉作用に基づいて、パターン４０ｐに対応した光強度の高い複数の結像点ｚ１が出現する。複数の結象点ｚ１は、例えば、光の進行方向において、パターン４０ｐのパターンピッチｐと、光の波長λと、に応じた周期Ｚｔで並ぶ。光の進行方向において互いに隣接する結像点ｚ１の中間の位置では、光強度が低くなる。光の進行方向に対して垂直な方向（パターン４０ｐが配列されている方向）においては、互いに隣接する光強度が低い位置の中間の位置では、光強度が高い結像点ｚ２が出現する。光の進行方向において結像点ｚ１からＺｔ／２ずれ、かつ、光の進行方向に垂直な方向において結像点ｚ１からｐ／２ずれた位置に、パターン４０ｐに対応した光強度が高い結像点ｚ２が出現する。例えば、結像点ｚ１と結像点ｚ２とで露光を行えば、ピッチｐの半分のピッチ（ｐ／２）で周期的なパターンの転写を行うことが可能である。
【００２５】
光の進行方向においてパターン４０ｐに対応する結像点ｚ１が一定の間隔で繰り返し出現する周期Ｚｔ（第２周期）は、例えばタルボ周期である。
【００２６】
結像点ｚ１及び結像点ｚ２に光強度分布を生じさせるために、パターン４０ｐから−１次光７１、０次光７２及び１次光７３を発生させる。パターンピッチｐは、光源の波長をλ、空気中の屈折率をｎ、−１次光７１及び１次光７３の回折角度をθ１とすると、
ｐ＞λ／（ｎ・ｓｉｎ（θ１））・・・（１）
となる。
【００２７】
θ１は最大で９０度であるから、
ｐ＞λ／ｎ・・・（２）
となる。
【００２８】
空気中の屈折率ｎは１に等しいから、光源からの光の波長λよりも小さいパターンピッチｐは形成されない。最小のパターンピッチｐは、光源の波長程度である。例えば、ライン幅とスペース幅との比が１対１のラインアンドスペースパターンの場合は、幅λ／２のラインパターンを形成することが可能となる。
【００２９】
空気中の屈折率ｎを１として、タルボ周期Ｚｔを２次の項まで近似して計算すると、
Ｚｔ＝２ｐ２／λ・・（３）
となる。
【００３０】
マスク４０に最も近い結像点ｚ２の光の進行方向の位置ｄｚ２は、タルボ周期Ｚｔの１／２の位置となるので、式（３）からｄｚ２を計算すると、
ｄｚ２＝（１／２）・Ｚｔ＝（１／２）・（２ｐ２／λ）＝ｐ２／λ・・・（４）
となる。
【００３１】
露光処理においてタルボ干渉を利用するためには、式（３）又は式（４)に基づいて、マスク４０のマスクパターン４０ｐとレジスト３０と間のＺ軸方向に対する間隔ｄ１を設定する。間隔ｄ１は、タルボ周期Ｚｔ又はタルボ周期Ｚｔの１／２に基づいて設定する。
【００３２】
本実施形態において、マスク４０とレジスト３０との間に設けられるスペーサ部材５０のＺ軸方向の厚さ（間隔ｄ１）は、光源の波長λ及びパターンピッチｐに基づいている。
【００３３】
タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、間隔ｄ１の下限値はｄｚ２である。例えば、間隔ｄ１がｎ×ｄｚ２（ｎは１以上の整数）のときに、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法の露光処理が効率的となる。露光処理において、タルボ干渉を効率的に利用できる範囲として、例えば、間隔ｄ１は、タルボ周期Ｚｔの１／２の、ｎ倍の０．９倍以上１．１倍以下である。ｎが１に等しい場合、露光処理においてタルボ干渉を利用できる範囲として、例えば、間隔ｄ１は、タルボ周期Ｚｔの０．４５倍以上０．５５倍以下である。間隔ｄ１の上限値は、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法の露光処理が行える範囲に設定される。
【００３４】
本実施形態によれば、スペーサ部材５０は、マスク４０のマスクパターン４０ｐとレジスト３０と間のＺ軸方向に対する間隔ｄ１を固定するように、レジスト３０とマスク４０との間に設けられる。このようにスペーサ部材５０を設けることで、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、タルボ干渉を利用するための間隔ｄ１を簡単かつ精度良く設定できる。タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、間隔ｄ１を精度良く設定できるので、レジストパターンを基板２０上に形成することができる。
【００３５】
（第２の実施形態）
図４は、第２の実施形態に係る露光装置を例示する模式図である。
露光装置１２０において、基板２０と、基板２０の表面に形成されたレジスト３０と、マスク４０と、マスク４０を保持するためのマスクホルダ６０と、光源７０と、が設けられている。露光装置１２０において、光源７０から出射された光Ｌはマスク４０から基板２０へ向かう方向でマスク４０に入射し、マスク４０を介してレジスト３０を露光する。基板２０及びレジスト３０は、加工対象部１０に対応する。マスク４０は、第１面４０ｃ及び第２面４０ｄを有する。例えば、本実施形態の露光装置は、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法による露光装置である。
【００３６】
露光処理を行う場合、基板２０、レジスト３０、マスク４０がＺ軸方向に順に設けられる。マスクホルダ６０が−Ｚ軸方向に移動し、マスク４０の第１面４０ｃの一部がマスクホルダ６０と接触し、マスク４０の第２面４０ｄがレジスト３０の表面と接触する。
【００３７】
マスク４０の内部には、タルボ干渉を利用したマスクパターン４０ｐ（第１パターン部）を含む。本実施形態において、マスク４０は、タルボ干渉を利用するために設定される間隔ｄ１を固定するスペーサ部材と一体化している。マスク４０のＺ軸方向の厚さはｄ２に等しい。マスクパターン４０ｐは、複数の光透過部４０ｔ及び複数の遮蔽部４０ｓを含む。
【００３８】
スペーサ部材と一体化したマスク４０を設けることで、タルボ干渉を利用するための間隔ｄ１が固定される。タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、固定された一定の間隔ｄ１に基づいてパターンを基板２０上に形成することができる。
【００３９】
図５（ａ）〜図５（ｃ）は、マスクの作製を例示する模式的断面図である。  
これらの図は、スペーサ部材と一体化したマスク４０の作製方法を例示している。
【００４０】
図５（ａ）に表したように、マスク基板４１上に形成されたマスクパターン４０ｐ側に、スペーサ部材に対応する干渉層４２（中間部材）が設けられている。マスク４０は、例えば、光に対して透過性のマスク基板４１上にマスクパターン４０ｐを形成した後に、ＳｉＯ２又はＳｉ３Ｎ４等の光を透過する膜を堆積することで形成される。マスク４０は、レジスト３０と接触する。マスク４０として、硬度の高いダイアモンドライクカーボン等を用いても良い。
【００４１】
図５（ｂ）に示した例では、マスク基板４１が設けられていない。
【００４２】
図５（ｃ）に示した例では、干渉層４２の下面に遮光パターン４２ｐ（第２パターン部）を設けたマスク４０を示している。遮光パターン４２ｐは、光に対して透過性を有する複数の光透過部４２ｔ（第２光透過部）、及び、光透過部４２ｔ間に設けられた複数の遮蔽部４２ｓ（第２遮蔽部）を含む。光透過部４２ｔの光に対する透過率は、遮蔽部４２ｓの光に対する透過率より高い。
【００４３】
マスク４０において、干渉層４２の下面は、基板２０上に設けられたレジスト３０の表面と接触する第２面４０ｄである。遮光パターン４２ｐによって、干渉層４２の底面の一部が遮られ、レジスト３０の表面のパターンの一部が遮られる。遮蔽部４２ｓは、マスクパターン４０ｐから干渉層４２に向かう方向に対して垂直な平面に投影したときに、透過部４０ｔの一部と重なっている。
【００４４】
図５（ｃ）に示したマスク４０を用いることで、タルボ干渉を用いたパターンとは異なったパターンが形成される。例えば、タルボ干渉では、周期的なパターンが形成できるが、レジスト３０の表面に形成されるパターンの一部を遮ることで非周期的なパターンが形成される。
【００４５】
以下、スペーサ部材と一体化したマスク４０の作製方法を説明する。
【００４６】
図６（ａ）〜図６（ｅ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。  
これらの図に例示した方法により、図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。
【００４７】
図６（ａ）に表したように、石英基板等のマスク基板４１上に遮光膜４３を塗布する。遮光膜４３の材料としてＣｒ又はＣｒＯＮ等を用いる。
【００４８】
図６（ｂ）に表したように、マスクパターンを形成するためのレジスト膜４４を塗布する。
【００４９】
図６（ｃ）に表したように、ＥＢ描画（マスク描画）等でレジスト膜４４を露光、現像し、マスクパターンに対応するレジスト膜４４のパターンを形成する。レジスト膜４４のパターンをマスクにして、遮光膜４３の一部をエッチングする。
【００５０】
図６（ｄ）に表したように、レジスト膜４４のパターンを除去し、遮光膜４３のパターンを露出させる。
【００５１】
図６（ｅ）に表したように、タルボ干渉を用いるための間隔ｄ１に対応する厚さの干渉層４２を設ける。干渉層４２は、ＳｉＯ２膜等をＣＶＤ法で堆積することで形成される、又は、若干厚く堆積した後でエッチバックして所定の厚さになるように形成される。
【００５２】
図６（ａ）〜図６（ｅ）に例示した方法を実施する。図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。このマスク４０においては、スペーサ部材がマスクと一体化されている。
【００５３】
図５（ｂ）は、図５（ａ）に示したマスク４０に対して、マスク基板４１がないマスク４０を示している。例えば、図５（ｂ）に示したマスク４０は、図６のマスク４０の作製フローにおいてマスク基板４１を除いて作製される。
【００５４】
図７（ａ）〜図７（ｊ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。
これらの図に例示した処理により、図５（ｃ）に示したマスク４０が作製される。図７（ａ）〜図７（ｅ）は、図６（ａ）〜図６（ｅ）と同じなので、これらの処理については、詳細な説明は省略する。図７（ａ）〜図７（ｅ）に例示した処理を実施することで、マスク基板４１上に遮光膜４３のパターン及び干渉層４２が形成されている。
【００５５】
図７（ｆ）に表したように、干渉層４２上に遮光膜４５を塗布する。遮光膜４５はスパッタリング法等を用いて塗布される。  
【００５６】
図７（ｇ）に表したように、遮光膜４５の上にレジスト膜４６を塗布する。  
【００５７】
図７（ｈ）に表したように、ＥＢ描画（マスク描画）等でレジスト膜４６を露光、現像し、タルボ干渉を用いたマスクパターンの一部を遮蔽するレジスト膜４６のパターンを形成する。
【００５８】
図７（ｉ）に表したように、レジスト膜４６のパターンをマスクにして、遮光膜４５の一部をエッチングする。  
【００５９】
図７（ｊ）に表したように、レジスト膜４６のパターンを除去する。
【００６０】
図７（ａ）〜図７（ｊ）に例示した処理を実施することでマスク４０が作製される。このマスク４０においては、スペーサ部材に対応する層（干渉層４２）の下面に遮光パターンが設けられる。この例では、遮光パターンは、大気に露出されている。実施形態において、マスク４０の表面が平坦になるように、遮光パターンの間に干渉層と同じ材料で層を形成しても良い。
【００６１】
図８（ａ）〜図８（ｉ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。
これらの図に例示した処理により、図５（ｃ）に示したマスク４０が作製される。
【００６２】
図８（ａ）に表したように、マスク基板４１の上面に遮光膜４３、マスク基板４１の下面に遮光膜４５をそれぞれ塗布する。遮光膜４３及び遮光膜４５の材料としてＣｒ又はＣｒＯＮ等を用いる。
【００６３】
図８（ｂ）に表したように、遮光膜４３上に、干渉光を生成するパターンを形成するためのレジスト膜４４を塗布する。
【００６４】
図８（ｃ）に表したように、ＥＢ描画（マスク描画）等でレジスト膜４４を露光、現像し、レジスト膜４４のパターンを形成する。
【００６５】
図８（ｄ）に表したように、レジスト膜４４のパターンをマスクとして、遮光膜４３の一部をエッチングし、遮光膜４３のパターンを形成する。遮光膜４３のパターンは、タルボ干渉を用いたマスクパターンに対応する。
【００６６】
図８（ｅ）に表したように、遮光膜４３のパターン上に保護膜４７を設ける。このマスク４０においては、マスク４０は、保護膜４７を介して、露光装置１２０のマスクホルダ６０に保持される。保護膜４７の材料として、例えば、露光する波長の光を透過する材料が用いられる。例えば、保護膜４７の材料として、ＳｉＯ２膜、ＳｉＮ膜及びポリイミド膜等少なくともいずれかが用いられる。
【００６７】
図８（ｆ）に表したように、遮光膜４５上にレジスト膜４６を設ける。  
【００６８】
図８（ｇ）に表したように、ＥＢ描画（マスク描画）等でレジスト膜４６を露光、現像し、タルボ干渉を用いたマスクパターンの一部を遮蔽するレジスト膜４６のパターンを形成する。
【００６９】
図８（ｈ）に表したように、レジスト膜４６のパターンをマスクにして、遮光膜４５をエッチングする。  
【００７０】
図８（ｉ）に表したように、レジスト膜４６のパターンを除去する。
【００７１】
図８（ａ）〜図８（ｉ）に例示し処理を実施することで、マスク４０が作製される。このマスク４０においては、スペーサ部材に対応する層（マスク基板４１）の下面に、遮光パターンが設けられる。例えば、両面露光装置を用いることにより、図８（ｃ）に例示したレジスト膜４４のパターンの形成と、図８（ｇ）に例示したレジスト膜４６のパターンの形成と、を一度の処理で行なうことも可能である。
【００７２】
図９（ａ）〜図９（ｉ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。
これらの図に例示した処理により、図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。マスク４０には、樹脂等が用いられる。マスク４０は、フレキシブルに変形する。これらの図に例示したマスク４０の作製方法においては、インクによってフィルム基板上に遮光パターンを形成している。
【００７３】
図９（ａ）に表したように、Ｓｉウェーハ等の基板８０上にインク膜８１を塗布する。インク膜８１に用いる材料の、タルボ干渉光を生成する露光光に対する透過率は低い。例えば、インクとして、グラビアインキ等の印刷用のインクを用いても良い。金属粒子などを分散したインクを用いても良い。
【００７４】
図９（ｂ）〜図９（ｅ）において、インクを転写するためのモールド（版）が作製される。
【００７５】
図９（ｂ）に表したように、基板８２を原版として使用する場合、基板８２上にレジスト膜８３のパターンを形成する。
【００７６】
図９（ｃ）に表したように、エッチングを行って、マスクパターンとは凹凸が反転した原版（基板８２）を作製する。
【００７７】
図９（ｄ）に表したように、ＰＤＭＳ等の樹脂を含むモールド８４に原版を押し付ける。
【００７８】
図９（ｅ）に表したように、ＰＤＭＳから原版を剥離するとＰＤＭＳの表面にマスクパターンの形状に対応した凹凸が形成される。図９（ｂ）〜図９（ｅ）に例示した処理によって、凹凸を有するモールド８４が作製される。
【００７９】
図９（ｆ）に表したように、図９（ａ）で作製された基板８０上のインク膜８１に、図９（ｂ）〜図９（ｅ）に例示した処理によりモールド８４を接触させる。これにより、インクをモールド８４の凸部に写し取る。
【００８０】
図９（ｇ）に表したように、モールド８４に写し取られたインクを、ＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）フィルム等のフィルム基材８５上に接触させる。インクをフィルム基材８５上に接触させる場合に、フィルム基材８５の表面には、ＵＶオゾン処理、プラズマ処理、又は接着層の塗布等が施されていることが望ましい。これにより、フィルム基材８５の表面は、インクとの接着性が良くなる。
【００８１】
図９（ｈ）に表したように、モールド８４をフィルム基材８５から離す。これにより、インク８６がフィルム基材８５上に残る。使用したインク８６の種類に基づいた方法により、インク８６を硬化させる。インク８６を硬化させるために、例えば、ＵＶ光の照射、及び、加熱の少なくともいずれかの処理を実施する。
【００８２】
図９（ｉ）に表したように、タルボ干渉を用いるための間隔ｄ１に対応する厚さの干渉層８７を塗布する。塗布型のガラス材料（ＳＯＧ）または有機膜等が用いて、干渉層８７を形成する。
【００８３】
図９（ａ）〜図９（ｉ）に例示した処理実施することで、図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。このマスク４０においては、スペーサ部材がマスクと一体化される。
【００８４】
図１０（ａ）〜図１０（ｆ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。
これらの図に例示した処理により、図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。
【００８５】
図１０（ａ）に表したように、フィルム基材８５上に中間膜８８を形成する。中間膜８８として、ＵＶ硬化樹脂膜、または、熱可塑性樹脂膜等が用いられる。
【００８６】
図１０（ｂ）に表したように、図９（ｂ）〜図９（ｅ）によって作製されるモールド８４を中間膜８８に押し当て、熱インプリント又はＵＶインプリント等によって中間膜に凹凸パターンを形成する。
【００８７】
図１０（ｃ）に表したように、中間膜８８からモールド８４を離して、中間膜８８上に形成された凹凸パターンを露出させる。凹凸パターン内の凹部がタルボ干渉を用いるためのマスクパターンに対応する。
【００８８】
図１０（ｄ）に表したように、遮光体８９を凹凸パターン上に塗布し、凹部を遮光体８９により埋める。例えば、遮光体８９として、インクを用いることができる。
【００８９】
図１０（ｅ）に表したように、中間膜８８の凹部に選択的に遮光体８９が形成されるように、表面に溢れた遮光体８９を除去する。その後、遮光体８９を硬化させる。
【００９０】
図１０（ｆ）に表したように、中間層８８及び遮光体８９の上に、干渉層８７を形成する。
【００９１】
図１０（ａ）〜図１０（ｆ）に例示した処理を実施することで、図５（ａ）に示したような、スペーサ部材と一体化したマスク４０が作製される。
【００９２】
図１１（ａ）〜図１１（ｇ）は、マスクの作製を例示するフローチャートである。
これらの図に例示した処理により、図５（ａ）に示したマスク４０が作製される。
【００９３】
図１１（ａ）に表したように、フィルム基材８５上に中間膜８８を形成する。
【００９４】
図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に例示した処理において、真空プロセスにより、遮光体パターンの埋め込みモールド９２が作製される。図１１（ｂ）に表したように、モールド基板９３（例えば、Ｓｉウェーハ）に遮光膜９０を形成する。遮光膜９０として、例えば、カーボン、クロム、タングステン等の金属膜を用いる。
【００９５】
図１１（ｃ）に表したように、遮光膜９０上に遮光膜９０のパターンを形成するためのレジスト膜９１のパターンを形成する。
【００９６】
図１１（ｄ）に表したように、レジスト膜９１のパターンをマスクとして、遮光膜９０の一部及びモールド基板９３の一部をエッチングする。図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）に例示した処理によって、モールド９２が作製される。
【００９７】
図１１（ｅ）に表したように、図１１（ａ）に例示した処理により作製されたフィルム基材８５上の中間膜８８にモールド９２の遮光体パターンを押し込む。
【００９８】
図１１（ｆ）に表したように、遮光体パターンを中間膜８８に埋め込んだまま、モールド９２を中間膜８８から離す。中間膜８８内に遮光体パターンが形成される。
【００９９】
図１１（ｇ）に表したように、干渉層８７を中間膜８８上に塗布形成して、図５（ａ）に示したような、スペーサ部材と一体化したマスク４０が作製される。
【０１００】
図６（ａ）〜図１１（ｇ）には、スペーサ部材と一体化したマスク４０を作製する複数の例が示されている。例えば、石英基板上にＣｒ等のマスクパターンを形成する例と、フィルム基材上にインク等でマスクパターンを形成する例とが、示されている。マスク４０に用いられる材料に対応して、マスク４０は、石英モールド型マスク、フレキシブルモールド型マスク、及び、石英基材樹脂モールド型マスクに分けられる。石英モールド型マスクにおいては、マスクパターンの解像性が良い。フレキシブルモールド型マスクにおいは、マスクを作製するコストが抑えられる。石英基材樹脂モールド型マスクにおいては、比較的大きな面積を一括露光できる。
【０１０１】
図１２（ａ）〜図１２（ｇ）は、第２の実施形態に係るパターン形成方法を例示するフローチャートである。  
この例では、露光処理において、スペーサ部材と一体化したマスク４０を使用する。
【０１０２】
図１２（ａ）に表したように、基板２０上にレジスト３０を塗布する。必要があれば、プリベークを行っても良い。
【０１０３】
図１２（ｂ）に表したように、レジスト３０上にトップコート剤である表面層３１を塗布する。この例では、表面層３１は、例えば、液体である。表面層３１にフッ素系の樹脂を用いても良い。レジスト３０上に表面層３１を設けることで、例えば、レジスト３０の表面への異物の付着を抑制できる。さらに、例えば、離型工程におけるレジスト３０の表面の損傷を抑制できる。マスク４０がレジスト３０に接触する面（第２面４０ｄ）に、表面層３１を設けても良い。
【０１０４】
図１２（ｃ）に表したように、基板２０上にレジスト３０及び表面層３１の順で積層して塗布された加工対象物を、露光装置１２０にセットする。露光装置１２０に加工対象物をセットした後、マスクホルダ６０をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の少なくともいずれかの方向に移動し、加工対象物とマスク４０との間のおおまかな位置合わせ（ラフアライメント）を行う。
【０１０５】
図１２（ｄ）に表したように、マスクホルダ６０を−Ｚ軸方向に移動させ、マスク４０と、表面に表面層３１が塗布されたレジスト３０と、を接触させる。接触動作により加工対象物とマスク４０との間の位置がずれている場合、位置合わせ（アライメント）が行われる。表面層３１がレジスト３０上に設けられているので、マスク４０とレジスト３０とを接触した状態であっても、レジスト３０に損傷を与えずに加工対象物とマスク４０との間の位置合わせ（アライメント）を行うことができる。
【０１０６】
図１２（ｅ）に表したように、光源から出射された光Ｌをマスク４０から基板２０へ向かう方向でマスク４０に入射させ、マスク４０を介してレジスト３０を露光する。
【０１０７】
図１２（ｆ）に表したように、マスクホルダ６をＺ軸方向に移動させ、マスク４０と加工対象物との離隔（離型）を実行する。
【０１０８】
図１２（ｇ）に表したように、レジスト３０の現像を行ってパターンを得る。表面層３１は、現像及びリンスを行う際に除去される。
【０１０９】
本実施形態によれば、スペーサ部材と一体化したマスク４０を設けることで、タルボ干渉を利用するための間隔ｄ１が固定される。このようなマスク４０を用いることで、例えば、タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、マスク４０とレジスト３０と間の間隔ｄ１を簡単かつ精度良く設定できる。タルボ干渉を用いたプロキシミティ法において、マスク４０とレジスト３０と間の間隔ｄ１を精度良く設定できるので、レジストパターンを基板２０上に形成することができる。
【０１１０】
実施形態によれば、簡単に高精度のパターンが形成可能なマスク及びパターン形成方法を提供することができる。
【０１１１】
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明の実施形態は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、マスク及びパターン形成方法の各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
【０１１２】
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
【０１１３】
その他、本発明の実施の形態として上述したマスク及びパターン形成方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのマスク及びパターン形成方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【０１１４】
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
【０１１５】
以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
【符号の説明】
【０１１６】
１０…加工対象部、  ２０、８０、８２…基板、  ３０…レジスト、  ３１…表面層、  ４０…マスク、  ４０ａ、４０ｃ…第１面、  ４０ｂ、４０ｄ…第２面、  ４０ｐ…マスクパターン、  ４０ｓ、４２ｓ…遮光部、  ４０ｔ、４２ｔ…光透過部、  ４１…マスク基板、  ４２、８７…干渉層、  ４２ｐ…遮光パターン、  ４３、４５、９０…遮光膜、  ４４、４６、８３、９１…レジスト膜、  ４７…保護膜、  ５０…スペーサ部材、  ５０ａ…第１面、  ５０ｂ…第２面、  ６０…マスクホルダ、  ７０…光源、  ７１…−１次光、  ７２…０次光、  ７３…１次光、  ８１…インク膜、  ８４、９２…モールド、  ８５…フィルム基材、  ８６…インク、  ８８…中間膜、  ８９…遮光体、  ９３…モールド基板、  １１０、１２０…露光装置、  ｄ１、ｄ２…間隔、  ｚ１、ｚ２…結像点、  Ｚｔ…タルボ周期、  Ｌ…光、  ｐ…パターンピッチ
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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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２】
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【図３】
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【図４】
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【図１２】
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