(57)【要約】【課題】複雑で、長時間を要するシミュレーションを行うことなく、近接場特有の電場分布が考慮されたマスク構成が容易に作製可能となる露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法等を提供する。【解決手段】遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、  前記遮光部材に露光用の光を照射したときの、前記開口の前記像形成層側の電場分布が、得ようとするパターンの線幅、高さから決定された、電場分布の同心円モデルと相関関係をなすように、前記遮光部材が開口間隔を有する構成とする。【選択図】            図１
2005039203.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記遮光部材に露光用の光を照射したときの、前記開口の前記像形成層側の電場分布が、得ようとするパターンの線幅、高さから決定された、電場分布の同心円モデルと相関関係をなすように、前記遮光部材が開口間隔を有することを特徴とする露光用マスク。
【請求項２】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、前記隣接する開口の間に位置する前記遮光部材の幅をＫ、として、
Ｋ  ≧  Ｗ＋２Ｔ
の関係を満足することを特徴とする露光用マスク。
【請求項３】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、パターンのピッチをＰ、前記開口の幅をＤとして、
Ｄ  ≦  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ
の関係を満足することを特徴とする露光用マスク。
【請求項４】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、パターンのピッチをＰ、前記露光後のプロセスの余裕度αを考慮した開口幅をＤ、として、
Ｄ  ＝  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ  （１  ＋  α）
の関係を実質的に満足することを特徴とする露光用マスク。
【請求項５】
前記ピッチの値が、前記遮光部材に基づいて発生する表面プラズモンポラリトン波の波長以下とされていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の露光用マスク。
【請求項６】
前記マスクの開口は、該開口が設けられた遮光部材の面内方向において２次元形状を有し、または２次元配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の露光用マスク。
【請求項７】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクの設計方法であって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの線幅及び高さに基づいて前記遮光部材の開口間隔を決定することを特徴とする露光用マスクの設計方法。
【請求項８】
遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクの製造方法であって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの線幅及び高さに基づいて前記遮光部材の開口間隔を決定した後、該開口間隔を得るように前記遮光部材を加工することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
【請求項９】
開口が設けられた遮光部材を有する露光用マスクを用い、前記開口より近接場光を滲み出させて基板上に配された像形成層に対して露光を行う露光方法において、
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の露光用マスクを用意する工程と、
前記近接場露光用マスクと像形成層とを、近接場領域以下の距離まで近づける工程と、
露光光を、前記露光用マスクを介して前記像形成層に照射する露光工程と、
を有することを特徴とする露光方法。
【請求項１０】
前記露光工程における露光量と、他の条件を調整して、前記像形成層を用いて形成されるパターンのピッチをＰ、開口幅をＤ、線幅をＷ’、パターン高さをＴ’として以下の式を満足する露光を行うことを特徴とする請求項９に記載の露光方法。
Ｗ’＋  ２Ｔ’  ≦  Ｐ  −  Ｄ
【請求項１１】
ピッチＰ、開口幅Ｄの開口を有する遮光部材を備えた近接場露光用マスクを用いて像形成層に対して近接場光による露光を行う露光工程と、露光された前記像形成層の現像を行う現像工程を含むパターン形成方法であって、
該露光工程における露光量と、該現像工程における現像条件を調整して、下記の式を満たす線幅Ｗと高さＴのパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
Ｗ  ＋  ２Ｔ  ≦  Ｐ  −  Ｄ
【請求項１２】
パターンの高さＴの最小値が、パターン形成後のプロセスによりＴ”と規定された場合、下記の式を満たす線幅Ｗのパターンを形成することを特徴とする請求項１１に記載のパターン形成方法。
Ｗ  ≦  Ｐ  −  Ｄ  −  ２Ｔ”
【請求項１３】
請求項９に記載の露光方法を用いて被処理体を露光する露光工程と、該露光された被処理体を現像する現像工程の後、所定のプロセスを行ないデバイスを作製することを特徴とするデバイスの作製方法。
【請求項１４】
光照射手段と露光用マスクを備え、該マスクの遮光部材に設けられた複数の開口から滲み出させた近接場光を用いて基板上に配された被加工物に露光を行う露光装置において、
前記マスクとして、請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の露光用マスクを備えたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細パターン作製を可能にする近接場露光技術において、露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法、等に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体メモリの大容量化やＣＰＵプロセッサの高速化・大集積化の進展とともに、光リソグラフィーのさらなる微細化は必要不可欠のものとなっている。一般に光リソグラフィー装置における微細加工限界は、用いる光の波長程度である。このため、光リソグラフィー装置に用いる光の短波長化が進み、現在は近紫外線レーザが用いられ、０．１μｍ程度の微細加工が可能となっている。
このように微細化が進む光リソグラフィーであるが、０．１μｍ以下の微細加工を行うためには、レーザのさらなる短波長化、その波長域でのレンズ開発等解決しなければならない課題も多い。
【０００３】
一方、光による０．１μｍ以下の微細加工を可能にする手段として、近接場光学顕微鏡（以下ＳＮＯＭと略す）の構成を用いた微細加工装置が提案されている。例えば、１００ｎｍ以下の大きさの微小開口から滲み出るエバネッセント光を用いてレジストに対し、光波長限界を越える局所的な露光を行う装置である。
しかしながら、これらのＳＮＯＭ構成のリソグラフィー装置では、いずれも１本（または数本）の加工プローブで一書きのように微細加工を行っていく構成であるため、あまりスループットが向上しないという問題点を有していた。
【０００４】
このような問題を解決する方法として、例えば、特許文献１に示されているような、近接場光が遮光膜間から滲み出るようなパターンを有したフォトマスクを、基板上のフォトレジストに密着させて露光し、フォトマスク上の微細パターンを一度にフォトレジストに転写する、という方法が提案されている。
また、特許文献２あるいは特許文献３等において、このような近接場光は、微小開口からの距離に対して指数関数的に強度が減衰するという特徴を有し、このことから近接場露光によるパターン形成層の膜厚を薄くしなくてはならないといったことが開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１４５０５１号公報
【特許文献２】特開平１１−３１７３４５号公報
【特許文献３】特開２００１−１５４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、マスク開口部近傍の近接場電場分布を、シミュレーションを用いて調べた結果を、図２に示す。この図２には、ピッチ２００ｎｍ、マスクの開口幅が７０ｎｍの近接場露光用マスクに対して、波長４３６ｎｍの光を入射することによって開口近傍に形成される電場分布の様子が示されている。なお、図中の数字は、入射光強度を１としたときの、各位置での相対電場強度を示している。
電場分布を見ると、開口から遮光膜部に広がりが見られる。このことは、近接場露光において、マスクの開口パターンと、露光によるパターンが１：１に対応しない可能性があることを示唆している。
この図２に示されるように、マスク開口部から遠ざかるにつれて電場強度が減衰し、さらに、マスク面に平行な方向に広がりをもつ電場分布を有する特徴は、近接場特有のものである。
【０００６】
一般的に、露光用マスクの作製には非常に時間がかかり、費用もかかる。近接場露光によるマスクパターン作製においては、特にこの電場分布を考慮したマスクの設計を行うことが必要である。
一方、作製したいパターン幅が細くなるにつれ、マスク設計において、この広がりを、より厳密に考慮する必要がある。
しかしながら、種々のパターンの線幅やピッチから、それらに合う電場分布を有するマスク開口幅を、様々なパラメータに渡って複雑なシミュレーションにより求めていると、シミュレーションや解析に時間がかかることとなり、結果的にマスク設計に多くの時間を要するという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は上記課題を解決し、複雑で、長時間を要するシミュレーションを行うことなく、近接場特有の電場分布が考慮されたマスク構成が容易に作製可能となる露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法等を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、以下のように構成した露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法、等を提供する。
（１）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記遮光部材に露光用の光を照射したときの、前記開口の前記像形成層側の電場分布が、得ようとするパターンの線幅、高さから決定された、電場分布の同心円モデルと相関関係をなすように、前記遮光部材が開口間隔を有することを特徴とする露光用マスク。
（２）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、前記隣接する開口の間に位置する前記遮光部材の幅をＫ、として、
Ｋ  ≧  Ｗ＋２Ｔ
の関係を満足することを特徴とする露光用マスク。
（３）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、パターンのピッチをＰ、前記開口の幅をＤとして、
Ｄ  ≦  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ
の関係を満足することを特徴とする露光用マスク。
（４）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクであって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの高さをＴ、パターンの線幅をＷ、パターンのピッチをＰ、前記露光後のプロセスの余裕度αを考慮した開口幅をＤ、として、
Ｄ  ＝  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ  （１  ＋  α）
の関係を実質的に満足することを特徴とする露光用マスク。
（５）前記ピッチの値が、前記遮光部材に基づいて発生する表面プラズモンポラリトン波の波長以下とされていることを特徴とする上記（３）または上記（４）に記載の露光用マスク。
（６）前記マスクの開口は、該開口が設けられた遮光部材の面内方向において２次元形状を有し、または２次元配置されていることを特徴とする上記（１）乃至上記（５）のいずれかに記載の露光用マスク。
（７）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクの設計方法であって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの線幅及び高さに基づいて前記遮光部材の開口間隔を決定することを特徴とする露光用マスクの設計方法。
（８）遮光部材に設けられた隣接する複数の開口から滲み出す近接場光を用いて基板上に配された像形成層に露光を行うための露光用マスクの製造方法であって、
前記像形成層を用いて形成されるパターンの線幅及び高さに基づいて前記遮光部材の開口間隔を決定した後、該開口間隔を得るように前記遮光部材を加工することを特徴とする露光用マスクの製造方法。
（９）開口が設けられた遮光部材を有する露光用マスクを用い、前記開口より近接場光を滲み出させて基板上に配された像形成層に対して露光を行う露光方法において、
上記（１）乃至上記（６）のいずれかに記載の露光用マスクを用意する工程と、
前記近接場露光用マスクと像形成層とを、近接場領域以下の距離まで近づける工程と、
露光光を、前記露光用マスクを介して前記像形成層に照射する露光工程と、
を有することを特徴とする露光方法。
（１０）前記露光工程における露光量と、他の条件を調整して、前記像形成層を用いて形成されるパターンのピッチをＰ、開口幅をＤ、線幅をＷ’、パターン高さをＴ’として以下の式を満足する露光を行うことを特徴とする上記（９）に記載の露光方法。
Ｗ’＋  ２Ｔ’  ≦  Ｐ  −  Ｄ
（１１）ピッチＰ、開口幅Ｄの開口を有する遮光部材を備えた近接場露光用マスクを用いて像形成層に対して近接場光による露光を行う露光工程と、露光された前記像形成層の現像を行う現像工程を含むパターン形成方法であって、
該露光工程における露光量と、該現像工程における現像条件を調整して、下記の式を満たす線幅Ｗと高さＴのパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
Ｗ  ＋  ２Ｔ  ≦  Ｐ  −  Ｄ
（１２）パターンの高さＴの最小値が、パターン形成後のプロセスによりＴ”と規定された場合、下記の式を満たす線幅Ｗのパターンを形成することを特徴とする上記（１１）に記載のパターン形成方法。
Ｗ  ≦  Ｐ  −  Ｄ  −  ２Ｔ”
（１３）上記（９）に記載の露光方法を用いて被処理体を露光する露光工程と、該露光された被処理体を現像する現像工程の後、所定のプロセスを行ないデバイスを作製することを特徴とするデバイスの作製方法。
（１４）光照射手段と露光用マスクを備え、該マスクの遮光部材に設けられた複数の開口から滲み出させた近接場光を用いて基板上に配された被加工物に露光を行う露光装置において、
前記マスクとして、上記（１）乃至上記（６）のいずれかに記載の露光用マスクを備えたことを特徴とする露光装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複雑で、長時間を要するシミュレーションを行うことなく、近接場特有の電場分布が考慮されたマスク構成が容易に作製可能となる露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法、等を実現することができる。これにより、近接場露光用マスクの設計、作製を効率よく作製することができ、特に、露光に用いる光の波長以下の微細な所望のパターンの作製に際して、スループットをより向上させることができ、コストの低廉化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以上の構成により、様々なパラメータにおいて詳細で長時間を要するシミュレーションを行わずに、近接場特有の電場分布を考慮して設計された露光用マスク、露光用マスクの設計方法及び製造方法、露光方法及び装置、パターン形成方法、デバイスの作製方法等を提供することが可能となるが、それは、本発明者らのつぎのような知見に基づくものである。
すなわち、近接場特有の広がりを考慮したマスク設計において、シミュレーションを行った結果、近接場光が出射されるマスクの開口近傍での電場分布が、ほぼ同心円状の広がりをもった電場分布となることが明らかとなり、また、このような電場分布を同心円状のモデルによって、近似させ得ることが見出された。そして、この同心円状モデルを用いることによって、そのパターン幅Ｗ、パターンの高さＴ、（周期パターンの場合はそのピッチＰ）から、どのような構成の近接場露光用マスクを用意すべきかが、シミュレーションを行うことなく、数式により容易に求められることが明らかとなった。
【００１１】
つぎに、これらについて、さらに詳細に説明する。
図２に、微小開口近傍に形成される近接場電場分布の様子を示す。これはＧＭＴ（Ｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ  Ｍｕｌｔｉｐｏｌｅ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ）のプログラムであるＭａｘ−１（Ｃ．Ｈａｆｎｅｒ，Ｍａｘ−１，Ａ  Ｖｉｓｕａｌ  Ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｓ  Ｐｌａｔｆｏｒｍ，Ｗｉｌｅｙ，  Ｃｈｉｃｈｅｓｔｅｒ，ＵＫ，１９９８）を用いてシミュレーションを行った結果である。ＧＭＴとはＭａｘｗｅｌｌ方程式の解析法の一つで、ｍｕｌｔｉｐｏｌｅ（多極子）を仮想的源泉として配置して散乱波を記述する手法である。マスク母材１０２としてＳｉＮを、遮光膜１０１としてＣｒを設定した。また、微小開口パターンのピッチを２００ｎｍ、開口幅を７０ｎｍとした。更に入射波長は４３６ｎｍとした。
図２中の数字（０．２、０．４、０．６、…、１．０、１．２、…）は、入射光の電場強度を１．０としたときの相対的な電場強度を示している。
【００１２】
図２には、微小開口から遠ざかるにつれて強度が指数関数的に減少していくという、近接場特有の電場分布が表れている。さらに、詳細にこの分布を解析すると、微小開口の遮光膜のエッジ部分で電場強度が最大値をとり、そこからほぼ同心円状に広がるように減衰していくことも分かった。異なる開口幅、開口間隔や、異なるピッチのパターンにおいても、近接場マスクに対する電場分布のシミュレーション結果は、特に周期パターンの場合は微小開口パターンのピッチが表面プラズモンポラリトン波長以下で、遮光膜材料が他の材料Ａｕ、Ｔａの時にも、同様の結果が得られることがわかった。
なお、本発明において、上記した開口幅とはマスクを構成する遮光膜を配したことによって形成される遮光膜の存在しない開口の幅を意味している（具体的には、例えば図１でＤｍａｘとして示されている個所をいう）。また、開口間隔とは隣接する２つの開口の間の距離（遮光膜の幅）を意味している（具体的には、例えば図１１にＫｍｉｎとして示されている個所をいう）。
【００１３】
そこで、この分布をモデル化してみる。図３に、モデル化した近接場分布（図３右側）と図２のシミュレーション結果（図３左側）を合わせたものを示す。図３において、一部（右側レジスト部分）見易さのために図２で示した等電場線を消去した。
図３より、同心円モデル６００によって、特に遮光膜エッジ部分近傍と、エッジ部分から遮光膜下の部分６０１においての分布が非常によく近似されていることが分かる。つまりシミュレーション結果における膜厚方向（図３紙面下方向）への広がり距離と、マスク面に平行な方向（図３紙面左右方向）への広がり距離が同程度となる特徴が、同心円モデル６００にて良く表されている。
【００１４】
逆に、このモデルにおいて、遮光膜エッジ部分近傍とエッジ部分から遮光膜下の部分以外、つまり、露光による作製パターンに関係するところでは開口下の部分となるが、ここでは、電場分布はあまり良く近似されていない。特に開口幅が広くなるにつれ、同心円モデルから外れた電場強度分布となる。しかし、シミュレーション結果より、開口幅が広くなるにつれ、開口下の電場強度が増す傾向が見られるので、開口下の部分は常に露光されるとする。実際の実験においても開口下の部分はシミュレーション通りの結果が得られている。
【００１５】
このモデルを用いることにより、所望のパターンを作製するために、どのような構成の近接場露光用マスクを用意すべきかが、様々なパラメータに亙る複雑で大量のシミュレーションとその結果の解析なしに簡単に求められる。以下にその方法について述べる。
像形成層に形成されるパターンは、像形成層の種類が決まれば、露光量と現像条件によって決まる。従って、上記モデルのような同心円状の広がりをもった電場分布となる場合には、そのパターン幅は露光量と現像条件を選択することにより自由度が出てくる。
【００１６】
まず、得ようとする所望のパターンが周期パターンの場合について説明する。ピッチがＰの周期パターンの時には、マスク微小開口のピッチもＰとする。次に、パターン幅Ｗのものを作製するためには、上述した同心円モデルより、マスク開口幅の最大値Ｄｍａｘと、像形成層膜厚Ｔとの間に次式（１）の関係が成り立たなくてはならない。
Ｄｍａｘ  ＝  Ｐ  −  Ｗ  −  ２  ×  Ｔ  （１）
尚、マスク開口幅を最大値に限定しないＤとして表記すると次の通りとなる。
Ｄ  ≦  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ
ここで、Ｔは後のプロセスによって決定される像形成層４０１のパターン高さである。
【００１７】
図１に（１）式中の値の関係図を示す。これを用いて、（１）式を更に詳細に説明する。
まず、加工対象基板４０２の所望の加工深さが加工可能な像形成層４０１のパターン高さＴを、例えばエッチング耐性などのプロセス条件より決定する。この高さＴのパターンを作製するためには、図１中太線で示したところの等電場線８００よりも外側の等電場線にて現像後のパターンが作製されるようにする必要がある。
【００１８】
遮光膜１０１下における電場分布は上述のように、同心円モデル６００にて良く近似される。図１より、遮光膜１０１のエッジ部分からの広がりは、膜厚方向（図１紙面下方向）に対しても、マスク面に平行方向（図１紙面左右方向）に対してもほぼ一様であるので、等電場線８００か、または等電場線８００よりも外側の等電場線のいずれかにて現像後のパターンが作製されるようにすると、遮光膜１０１のエッジ部分から、マスク面に平行な方向にも距離Ｔ以上広がった現像パターンが形成できることとなる。
この遮光膜１０１エッジ部分からの広がり現象は、遮光膜１０１の反対側のエッジからも同様に見られる。
したがって、遮光膜１０１直下にパターン幅Ｗのパターン形成を行う際の近接場露光用マスクの最大開口幅Ｄｍａｘは、パターンのピッチＰ、幅Ｗ、高さＴを用いて、（１）のように設定される。
【００１９】
ここで、像形成層は、開口からの近接場によって反応がおこり、その反応を利用したパターン作製後のプロセスに耐えられるものなら何でも良いが、汎用性の点から、フォトレジストが好ましい。
Ｔの値は、パターン作製後のプロセス、より具体的には、加工対象基板エッチングの際のエッチング耐性、リフトオフの際の蒸着物形成膜厚等によって決定される。
像形成層のみにて、加工対象基板の加工に耐えうる厚さのパターンが形成できることが好ましいが、その厚さが、（Ｐ−Ｗ）／２以上必要であるときには、像形成層４０１と加工対象基板との間にバッファ層を用意する。このバッファ層とは、例えば表面イメージング法（多層レジスト法、表層シリル化法など）を用いる場合の、ハードベーク、非シリル化など像形成層とは物性が異なるよう処理がされたもの、あるいは未処理のレジスト層や、酸化膜層、金属層である。バッファ層は、１層でもそれ以上でも良い。像形成層４０１に近接場露光にて作製されたパターンを、ドライエッチング等の方法を用いてバッファ層に転写することにより、加工対象基板の加工に耐えうる厚さのものを形成することができる。
【００２０】
開口幅ＤがＤｍａｘとなる値はプロセス余裕度が０となる値である。本願発明において、プロセス余裕度とは、露光後にとり得るプロセスを考慮しても、実際に所望のパターン高さＴ、パターン線幅が得られるような、プロセスの許容性を規定したファクターを意味する。
プロセス余裕度が０ということは、パターン形成時の露光現像条件や、パターン形成後のエッチングや蒸着などのプロセス条件のマージンが０ということである。マージンが０では、実際にパターンを作製し、その後の加工対象基板の加工を行うことが非常に困難となる。
したがって、プロセス余裕度を考慮し、開口幅Ｄの値は、（２）式のように、Ｄｍａｘ未満とすることがより好ましい。
Ｄ  ＝  Ｐ  −  Ｗ  −  ２Ｔ（１  ＋  α）  （２）
ここで、αはプロセス余裕度である。より具体的には、像形成層現像時の全体的な膜厚溶解分、像形成層現像時の基板平面と平行方向への溶解分などである。
αの値はプロセスによって大きく異なるが、０＜α≦４の値を採ることが多い。αの値次第で（２）式が負の値を採るようなときには、上述のように像形成層と加工対象基板との間にバッファ層を設けて、実質的な像形成層のαとＴの値を小さくすることで、実効的な正の値を持つ開口幅Ｄを設定する。
【００２１】
これらの値の関係図を図４に示す。図４中αｐとは、０≦αｐ≦αで規定される値である。αはプロセス余裕度と定義したが、上述のようにこれには膜厚方向の余裕度のみではなく、マスク面方向の余裕度も含まれている。よって、αの膜厚方向のみの成分αｐ分がパターン高さＴに加わることになる。
【００２２】
上記のようにして設計された、開口パターンのピッチがＰ、開口幅がＤの近接場露光用マスクを作製し、これを用いて近接場露光、現像を行うことにより、微細パターンを作製する。以下に、その詳細について述べる。
図５に本発明の実施の形態における近接場露光用マスクの概略を示す。
近接場露光用マスク１は、遮光膜１０１、マスク母材１０２、マスク支持体１０３から構成する。露光に寄与する実効的な近接場露光用マスクとなる薄膜部１０４が、遮光膜１０１、マスク母材１０２をマスク支持体１０３が支持することで形成される。遮光膜１０１は、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｕ、Ｔａなど後述する露光光に対して透過率の低い材料を用いる。
【００２３】
マスク母材１０２には、遮光膜１０１とは性質が異なる、例えばＳｉＮ、ＳｉＯ2、ＳｉＣなど後述する露光光に対して透過率を有する材料を用いる。遮光膜１０１面内には、微細なスリット状、孔状の形状で開口部１０５がある。開口部は、遮光膜１０１とマスク母材１０２のみで構成されている薄膜部１０４に形成してある。この開口部は、後述するがマスク裏面（図１中では紙面上方）から、露光光を照射してマスク前面に近接場を発生させるため形成する。
この近接場露光用マスク微小開口パターンのピッチや開口幅は、上記のように設計されたＰ、Ｄの値となるように作製する。
開口パターンの形成には、ＦＩＢ、ＥＢ、Ｘ線、ＳＰＭ等の加工機や、ナノインプリント法、近接場露光法による微細パターン作製方法を用いる。
【００２４】
次に、上述した露光マスク１を用いて露光を行う例示的な露光装置２を用いて、微細パターンを作製する方法について説明する。
ここで、図６は、本実施の形態における露光装置２の概略を示す断面図である。図６に示すように、露光装置２は、光源部２００と、コリメータレンズ３００と、露光マスク１００と被露光物４００と、圧力調整装置５００とを有する。
露光装置２の主な構成部について説明すると、露光装置２は、被露光物４００の全面に対応する露光マスク１００を用いることにより、露光マスク１００に描かれた所定のパターンを被露光物４００に等倍一括露光するように構成されている。
本実施の形態においては、被露光物４００よりも小さな露光マスク１００を使用して被露光物４００の一部分に対する露光を被露光物４００の位置を変えて繰り返し行うステップアンドリピート露光方式や、ステップアンドスキャン露光方式など様々な露光方法にも適用することができる。
ここで、「ステップアンドスキャン露光方式」とは、１ないし複数チップ領域を１ショット領域として１ショット分の露光マスク１００を被露光物４００の１つのショット領域に相対させ、露光マスク１００と被露光物４００に対して露光光を連続的に相対スキャンさせて露光マスク１００のパターンを被露光物に露光すると共に、１ショットの露光終了後被露光物４００をステップ移動させて、露光マスク１００に被露光物４００上の次のショット領域が相対する様に移動させて前述走査露光を繰り返す投影露光法をいう。
【００２５】
また、ステップアンドリピート露光方式とは、被露光物４００のショットの一括露光終了ごとに被露光物４００をステップ移動させて次のショットの露光領域（即ち露光マスク１００と相対する位置）に移動させて前述一括露光を繰り返す投影露光方法をいう。
本実施の形態において、ステップアンドスキャン露光方式や、ステップアンドリピート露光方式を実行する際には、ステップ移動毎に移動前に被露光物４００からのマスクの剥離動作とステップ移動後の被露光物４００へのマスクの密着動作を行う必要がある。
【００２６】
光源部２００は、転写用の回路パターンが形成された露光マスク１００を照明する照明光を生成する機能を有し、例えば、光源として紫外光を射出する水銀ランプを使用する。ランプの種類は水銀ランプに限定されず、キセノンランプ、重水素ランプなどを使用してもよいし、光源の個数も限定されない。
また、光源部１００に使用可能な光源はランプに限定されず、１つ又は複数のレーザーを使用することができる。例えば、紫外光又は軟Ｘ線を出射するレーザーを使用する、波長約１９３ｎｍのＡｒＦエキシマレーザー、波長約２４８ｎｍのＫｒＦエキシマレーザー、波長約１５３ｎｍのＦ2エキシマレーザーなどを使用することができ、また、レーザーの種類はエキシマレーザーに限定されず、例えば、ＹＡＧレーザーを使用してもよいし、そのレーザーの個数も限定されない。  コリメータレンズ３００は、光源２００から射出される照明光を平行光に変換して圧力調整装置５００の与圧容器５１０内に導入し、露光マスク１００全面、もしくは露光を行いたい部分に均一な光強度で照射する。
露光マスク１００は、図５を用いて上述したように遮光膜１０１、マスク母材１０２、マスク支持体１０３から構成されており、遮光膜１０１とマスク母材１０２から弾性変形可能な薄膜１０４が構成される。露光マスク１００は、近接場光を利用して薄膜１０４の微小開口１０５により定義されたパターンを像形成層４０１に等倍転写する（ここでの等倍転写とは、正確な等倍ではなく、縮小投影での転写と異なることを強調している）。
露光マスク１００は、図６における下側の面が取り付けられたマスク前面であり、遮光膜１０１が、圧力調整装置５００の与圧容器５１０の外側に配置されている。また、薄膜１０４は、像形成層４０１の表面の微細な凹凸や被露光物４００のうねりに密着性よく弾性変形する。
【００２７】
被露光物４００は、ウエハ等の加工対象基板とそれに塗布された像形成層４０１から構成され、ステージ４５０上に取り付けられている。
像形成層４０１は、通常フォトリソグラフィーで用いられるフォトレジストを使用することが好ましい。レジストはコントラスト値の大きいものを用いることがより好ましい。この膜厚は、上述の厚さＴとする。像形成層４０１の塗布工程は、前処理とレジスト塗布処理とプリベーク処理とを含む。
【００２８】
加工対象基板は、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＩｎＰ等の半導体基板や、ガラス、石英、ＢＮ等の絶縁性基板、または、これらの基板上に金属、酸化物、窒化物等を成膜したものなど、広い範囲のものを使用することができる。但し、露光マスク１００と露光領域全域にわたって望ましくは１０ｎｍ以下、少なくとも１００ｎｍ以下の間隔になるよう密着されることが必要であるため、基板４０２にはなるべく平坦なものを選択する必要がある。
像形成層４０１と露光マスク１００は、露光時には、上述したように近接場光を利用して露光を行うため、露光マスク前面と像形成層４０１とを相対的に約１００ｎｍ以下の距離にまで近づける。
【００２９】
ステージ４５０は図示しない外部装置により駆動されて、被露光物４００を露光マスク１００に対して２次元的かつ相対的に位置合わせすると共に被露光物４００を図３において上下移動する。
本実施の形態のステージ４５０は被露光物４００を図示しない着脱位置と図３に示す露光位置との間で移動する。着脱位置において露光前の新しい被露光物４００がステージ４５０に装着されると共に露光後の被露光物４００が取り外される。
【００３０】
圧力調整装置５００は、露光マスク１００と被露光物４００、より特定的には、薄膜部１０４と像形成層４０１との良好な密着及び分離を容易にしている。露光マスク１００の表面と像形成層４０１の表面がともに完全に平坦であれば、両者を接触することによって全面に亘って両者を密着させることができる。
しかし実際には、露光マスク１００の表面や像形成層４０１や基板４０２の表面には凹凸やうねりが存在するので、両者を近づけて接触するだけでは密着部分と非密着部分が混在することになってしまう。非密着部分では露光マスク１００と被露光物４００とは近接場光が働く距離の範囲内に配置されていないため、これでは露光むらが生じる。
【００３１】
そこで、本実施の形態に用いた露光装置２は、圧力調整装置５００は、与圧容器５１０と、ガラスなどから構成される光透過窓５２０と、圧力調整手段５３０と、圧力調節弁５４０とを有する。
与圧容器５１０は光透過窓５２０と露光マスク１００と圧力調節弁５４０によって機密性が維持される。与圧容器５１０は圧力調整弁５４０を通して圧力調整手段５３０に接続され、与圧容器５１０内の圧力を調整することができるように構成されている。圧力調整手段５３０は、例えば、高圧ガスポンプからなり、圧力調節弁５４０を介して与圧容器５１０内の圧力を上げることができる。
また、圧力調整手段５３０は、図示しない排気ポンプを含み、図示しない圧力調節弁を介して与圧容器５１０内の圧力を下げることができる。
【００３２】
薄膜と像形成層４０１との密着は、与圧容器５１０内の圧力を調整することによって調整される。露光マスク１００面や像形成層４０１や基板４０２面の凹凸やうねりがやや大きいときには与圧容器５１０内の圧力を高めに設定して密着力を増大させ、凹凸やうねりによる露光マスク１００面と像形成層４０１と基板４０２面との間隔のばらつきをなくすことができる。
【００３３】
代替的に、露光マスク１００の表面側及び像形成層４０１と基板４０２側を減圧容器５１０内に配置してもよい。この場合には、減圧容器内より高い外気圧との圧力差により露光マスク１００の裏面側から表面側に圧力がかかり、露光マスク１００と像形成層４０１との密着性を高めることができる。いずれにしても、露光マスク１００の表面側よりも裏面側が高い圧力となるように圧力差が設けられる。露光マスク１００面や像形成層４０１や基板４０２面の凹凸やうねりがやや大きいときには、減圧容器内の圧力を低めに設定して密着力を増大させ、マスク面とレジストと基板面の間隔のばらつきをなくすことができる。
更に他の代替的な実施例においては、与圧容器５１０の内部を露光光ＥＬに対して透明な液体で満たし、図示しないシリンダーを用いて与圧容器５１０内部の液体の圧力を調整するようにしてもよい。
【００３４】
つぎに、露光装置２を用いた露光の手順について説明する。
露光に際しては、ステージ４５０が被露光物４００を露光マスク１００に対して２次元的にかつ相対的に位置合わせする。
位置合わせが完了すると、露光マスク１００の表面側と像形成層４０１の表面の間隔が像形成層４０１の全面に亘って、薄膜１０４が弾性変形すれば１００ｎｍ以下となって密着する範囲まで、ステージ４５０は被露光物４００をマスク面の法線方向に沿って駆動する。
【００３５】
次いで、露光マスク１００と被露光物４００とが密着される。具体的には、圧力調節弁５４０が開口して圧力調整手段５３０が高圧ガスを与圧容器５１０に導入して与圧容器５１０の内部圧力を上げた後に圧力調節弁５４０が閉口する。
与圧容器５１０の内部圧力が高められると、薄膜１０４が弾性変形して像形成層４０１に押し付けられる。
この結果、薄膜１０４が、像形成層４０１に対して近接場光が働く範囲内で、全面に亘って均一な圧力で、密着する。このような方法で圧力の印加を行うと、パスカルの原理により、薄膜１０４と像形成層４０１との間に作用する斥力が均一になり、薄膜１０４や像形成層４０１に局所的に大きな力が加わったりすることがなく、露光マスク１００や被露光物４００が局所的に破損することがなくなる。
【００３６】
この状態で露光がなされる。即ち、光源部２００から出射されてコリメータレンズ３００により平行にされた露光光が、ガラス窓５２０を通して与圧容器５１０内に導入される。導入された光は、与圧容器５１０内に配置された露光マスク１００を裏面側から表面側に、即ち、図３における上側から下側に透過し、薄膜１０４の微小開口によって定義されたパターンから滲み出す近接場光になる。
近接場光は像形成層４０１中で散乱し、像形成層４０１を露光する。像形成層４０１の膜厚が十分薄ければ像形成層４０１中の近接場光の散乱もあまり広がらず、露光光の波長より小さい微小開口に応じたパターンを像形成層４０１に転写することができる。
露光後、図示しない弁を開き、圧力調整手段５３０の図示しない排気ポンプから与圧容器５１０内部を排気して与圧容器５１０の圧力を下げ、薄膜１０４を像形成層４０１から弾性変形により分離（又は剥離）する。
このような方法で減圧を行うと、パスカルの原理により、薄膜１０４と像形成層４０１との間に作用する斥力が均一になり、薄膜１０４や像形成層４０１に局所的に大きな力が加わったりすることがなく、露光マスク１００や被露光物４００が局所的に破損することがなくなる。
その後、被露光物４００はステージ４５０によって着脱位置に移動されて新しい被露光物４００に交換されて、同様なプロセスが繰り返される。
【００３７】
ここで、露光量の設定は以下のように行う。
上記のように定められた近接場露光用マスクを用いたときの電場分布がシミュレーションにより求められ、更に、使用像形成層の露光量に対する現像後の残存膜厚の関係、つまりレジストの溶解度曲線がわかっている時には、これらから所望のピッチＰ、パターン幅Ｗが得られるよう、露光量と現像条件を決定する。
より具体的には、まず、シミュレーション結果より、近接場露光用マスクへの入射光強度を１としたときの、所望のパターン幅が得られるところの等電場線を読み取る。これをｘとする。また、レジストの溶解度曲線より、規格化された残存膜厚が０．５となる露光量を読みとる。これをＩとする。
【００３８】
例えば、図７に、代表的なレジストの溶解度曲線を示す。使用レジストがネガ型レジストであれば、上記値は感度と同じ値になる。ポジ型であれば、上記値は、図７中斜め矢印にて指し示した値となる。
近接場露光用マスクへの入射光強度をＪとすると、
Ｉ  ＝  ｘＪｔ  （３）
となるＪとｔが、入射光強度と露光時間として設定される。つまり、Ｊｔが露光量として設定される。
【００３９】
一例として、図４を用いて更に具体的に説明する。
まず、所望のパターン幅が得られるところの等電場線８００を選択する。この等電場線８００において、シミュレーション結果よりその強度は、入射強度を１とすると０．５であった。また、使用レジストの溶解度曲線より、規格化された残存膜厚が０．５となる露光量は、２２０ｍＪ／ｃｍ2であった。入射強度として
２００ｍＷ／ｃｍ2の光を使用する場合は、（３）式より、
２２０＝  ０．５  ×  ２００  ×  ｔ
となり、１．２ｓの露光時間、２４０ｍＪ／ｃｍ2の露光量が算出できる。
【００４０】
シミュレーションは、すでにピッチと開口幅が定められている近接場露光用マスクについてのみ、つまり一つの条件のみ行えばよく、さらにプロセスの条件だしに必要なパラメータが非常に少なくなるので、所望のパターンが与えられてから実際に作製するまでの時間がより短縮される。
また、すでにピッチと開口幅が定められている近接場露光用マスクについて、シミュレーションを行わなくても露光量と現像条件を変えたときの形成パターンから、所望のパターン幅Ｗが得られる露光量、現像条件を定めることも可能である。近接場露光用マスク設計において、様々なパラメータにおける複雑なシミュレーションを繰り返す必要がないので、マスク設計にかかる時間が非常に短縮された。
上記のようにして潜像が形成されたレジストを現像することにより、所望の大きさの微細レジストパターンを作製する。さらに目的に応じて、ドライエッチング、ウェットエッチング、リフトオフなどの基板への加工や、下層レジストへの転写が行われる。
【００４１】
より具体的な数値を挙げて本実施例の一例を説明する。
例えば、ＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  Ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）層が１００ｎｍ厚のＳＯＩウエハに対して、ピッチ２００ｎｍ、パターン幅２０ｎｍの周期スリット構造を作製するとする。上述の記号に当てはめると、
Ｐ＝２００ｎｍ、
Ｗ＝２０ｎｍ
となる。
被加工基板がＳＯＩ層、つまり、Ｓｉ層となり、Ｓｉを深さ１００ｎｍエッチングするためには、ドライエッチングの余裕度も考えて、マスク層としてレジスト層が１００ｎｍ以上の厚さがある必要がある。つまり、
Ｔ（１＋α）＝１００ｎｍ
となる。
【００４２】
これを、（２）式に当てはめると、左辺が負となってしまうので、像形成層と被加工基板との間にバッファ層を設ける。より具体的には、二層レジスト法を用いる。被加工基板であるＳｉの上に、バッファ層としてハードベークレジスト層を１００ｎｍ厚さ形成し、その上に像形成層として、Ｓｉ含有レジストを２０ｎｍの厚さに形成する。
この厚さは、ハードベーク層に像形成層パターンを転写する際に、像形成層がエッチングマスクとなる厚さに設定した。
Ｔ＝２０ｎｍ
となる。
プロセス余裕度として、αの範囲（０≦α≦４）から、
α＝１．５
を選択すると、（２）式より、マスク開口幅Ｄ［ｎｍ］は、
Ｄ＝２００−２０−２×２０×（１＋１．５）
＝８０
となるため、近接場露光用マスクとして、ピッチ２００ｎｍ、開口幅８０ｎｍのパターンを有するマスクを形成する。
【００４３】
このマスクを用いて、上記のように設定されたバッファ層、像形成層をＳｉ層の上に形成し、露光、現像を行うことで、像形成層に２００ｎｍピッチのパターンを作成した。これをエッチングマスクとして、ドライエッチング装置を用いて、酸素ガスにてエッチングを行うことで、バッファ層にピッチ２００ｎｍ、パターン幅２０ｎｍのスリットパターンを形成することができた。
更に、このバッファ層のパターンをエッチングマスクとして、Ｓｉをドライエッチング装置を用いてエッチングすることによって、絶縁膜上に、ピッチ２００ｎｍ、パターン幅２０ｎｍ、パターン高さ１００ｎｍのＳｉの微細構造を作製することができた。
【００４４】
また、図９及び図１０に示した、種々の２次元形状のマスクパターン８０１を有するマスクを本発明の上記した近接場露光用マスクに適用した場合、マスクの直下には、８０３に示すような２次元形状の潜像パターンが形成され、露光現像後、これに対応するレジストパターン８０２が得られる。
【００４５】
例えば、図９（ａ）に示すような井桁状の微小開口を有するマスクパターンの場合は、図９（ａ’）に示すような２次元のドットアレイ（ポジ型レジストの場合）やホールアレイ（ネガ型レジストの場合）が得られる。これらのパターンは、露光工程で露光された被処理体を、現像してデバイスを作成するデバイスの作製方法等において、量子ドットを有する電子デバイスや光デバイスに用いる２次元に配列された量子ドットアレイの形成に適している。
図９（ｂ）に示すような２次元の微小開口アレイを有するマスクパターンの場合は、図９（ｂ’）に示すような２次元の井桁アレイ（ポジ型レジストの場合）やホールアレイ（ネガ型レジストの場合）が得られる。
図９（ｃ）に示すような遮光金属膜部分が２次元の矩形アレイを有するマスクパターンの場合は、図９（ｃ’）に示すような２次元の微小細線ペア（ポジ型レジストの場合）や微小溝アレイ（ネガ型レジストの場合）が得られる。これらのパターンは、上記したデバイスの作製方法等において、ＣＭＯＳ電子デバイスに用いられるゲートパターンの形成に適している。
また、図１０（ｄ）に示すような遮光金属膜部分がリング形状を有するマスクパターンの場合は、図１０（ｄ’）に示すような２次元のドットやリングアレイ（ポジ型レジストの場合）やホールやリングアレイ（ネガ型レジストの場合）が得られる。
【００４６】
今までは、上記のようにして開口幅Ｄを設計、作製された近接場露光用マスクから、所望のピッチＰ、パターン幅Ｗ、パターン高さＴのパターンを作製する方法について述べているが、上記露光量を調整する、使用レジストを変更する、現像条件を変更するなどの方法により、以下の式を満たす、パターン幅Ｗ’とパターン高さＴ’のうちどちらか一方または両方がＷ、Ｔと異なるパターンを作製することも可能である。
Ｗ’＋  ２Ｔ'  ≦  Ｐ  −  Ｄ  （４）
例えば、上記方法と比較して露光量を増加させる、使用レジストの感度を増加させる、現像時間を増加させる、という方法のいずれか一つまたは２つ以上を行うことにより、パターン高さが同じ、つまりＴ＝Ｔ’でも、パターン幅Ｗ’が、Ｗ’＜Ｗとなるパターンを得ることができる。
また、Ｔ’＜Ｔとなる像形成層高さを選択し、露光量を現象させる、使用レジストの感度を低下させる、現像時間を減少させる、という方法のいずれか一つまたは２つ以上を行うことにより、パターン幅Ｗ’が、Ｗ’＞Ｗとなるパターンを得ることができる。
【００４７】
図８を用いて上記一例について更に詳細に説明する。所望のパターン高さＴ'がＴと同じであるときに、図８中の等電場線８００（図１において、太線で表していた）よりも外側の等電場線８０１（図８において太線で表している）を選択する。
この等電場線８０１にてパターンが作製できるよう、上述のように露光量と現像条件を設定する。用いる像形成層４０１の材料が同じである場合には、例えば露光量の増加によって、すでに形成してあるピッチＰ、開口幅Ｄｍａｘのマスクから、Ｗ’＜Ｗという関係を満たす、Ｗとは異なるパターン幅Ｗ’を有するパターンが形成できる。このとき、Ｗ’、Ｔ’（＝Ｔ）は（４）式を満たしている。
【００４８】
次に、得ようとする所望のパターンが孤立パターンの場合について説明する。パターン幅Ｗのパターンを作製するために、上述した同心円モデルより、マスク開口間隔の最小値Ｋｍｉｎと、像形成層膜厚Ｔとの間に次式（５）の関係が成り立たなくてはならない。
Ｋｍｉｎ  ＝  Ｗ  ＋  ２Ｔ      （５）
尚、マスク開口間隔を最小値に限定しないＫとして表記すると次の通りとなる。
Ｋ  ≧  Ｗ＋２Ｔ
図１１に（５）式中の値の関係図を示す。これを用いて、（５）式を更に詳細に説明する。
まず、加工対象基板４０２の所望の加工深さが加工可能な像形成層４０１のパターン高さＴを、例えばエッチング耐性などのプロセス条件より決定する。この高さＴのパターンを作製するためには、図１１中太線で示したところの等電場線８００よりも外側の等電場線にて現像後のパターンが作製されるようにする必要がある。
【００４９】
遮光膜１０１下における電場分布は上述のように、同心円モデルにて良く近似される。図１１より、遮光膜１０１のエッジ部分からの広がりは、膜厚方向（図１１紙面下方向）に対しても、マスク面に平行方向（図１１紙面左右方向）に対してもほぼ一様であるので、等電場線８００か、または等電場線８００よりも外側の等電場線のいずれかにて現像後のパターンが作製されるようにすると、遮光膜１０１のエッジ部分から、マスク面に平行な方向にも距離Ｔ以上広がった現像パターンが形成できることとなる。
この遮光膜１０１エッジ部分からの広がり現象は、遮光膜１０１の反対側のエッジからも同様に見られる。
したがって、遮光膜１０１直下にパターン幅Ｗのパターン形成を行う際の近接場露光用マスクの最小開口間隔Ｋｍｉｎは、パターンの幅Ｗ、高さＴを用いて、（５）式のように設定される。
【００５０】
開口間隔ＫがＫｍｉｎとなる値はプロセス余裕度が０となる値である。プロセス余裕度が０ということは、パターン形成時の露光現像条件や、パターン形成後のエッチングや蒸着などのプロセス条件のマージンが０ということである。マージンが０では、実際にパターンを作製し、その後の加工対象基板の加工を行うことが非常に困難となる。
【００５１】
したがって、プロセス余裕度を考慮し、開口間隔Ｋの値は、（６）式のように、Ｋｍｉｎ以上とすることがより好ましい。
Ｋ  ＝  Ｗ  ＋  ２Ｔ（１  ＋  α）  （６）
ここで、αはプロセス余裕度である。より具体的には、基板や下層レジストエッチングの際のエッチング耐性に余裕を持たせた膜厚の増分、リフトオフ時の蒸着物膜厚増分、像形成層現像時の全体的な膜厚溶解分、像形成層現像時の基板平面と平行方向への溶解分などである。
αの値はプロセスによって大きく異なるが、０＜α≦４の値を採ることが多い。αの値次第で（６）式が負の値を採るようなときには、上述のように像形成層と加工対象基板との間にバッファ層を設けて、実質的な像形成層のαとＴの値を小さくすることで、実効的な正の値を持つ開口間隔Ｋを設定する。
上記のようにして設計された、開口間隔がＫの近接場露光用マスクを作製し、これを用いて上述のように近接場露光、現像を行うことにより、孤立微細パターンを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明を説明するための同心円モデルによって近接場露光用マスクの開口幅の最大値を求める図。
【図２】本発明を説明するための開口近傍の電場強度を表すシミュレーション結果を示す図。
【図３】本発明を説明するための開口近傍の電場強度を表すシミュレーション結果と同心円モデルを表す図。
【図４】本発明の実施の形態における同心円モデルによって近接場露光用マスクの開口幅を求める図。
【図５】本発明の実施の形態における近接場露光用マスクの概略を示す断面図。
【図６】本発明の実施の形態における近接場露光装置の概略を示す断面図。
【図７】あるレジストの溶解度曲線を示す図。
【図８】本発明の実施の形態における近接場露光によって作製されたパターン幅Ｗ’を示す図。
【図９】２次元形状パターンを有するマスクを用いた場合に得られるレジストパターンを示す図であり、（ａ）は井桁状の微小開口を有するマスクパターンを用いた場合、（ｂ）は２次元の微小開口アレイを有するマスクパターンを用いた場合、（ｃ）は遮光金属膜部分が２次元の矩形アレイを有するマスク用いた場合、に得られるそれぞれのレジストパターンを示す図。
【図１０】２次元形状パターンを有するマスクを用いた場合に得られるレジストパターンを示す図であり、（ｄ）は遮光金属膜部分がリング形状を有するマスクパターンを用いた場合に得られるレジストパターンを示す図。
【図１１】本発明を説明するための同心円モデルによって近接場露光用マスクの開口間隔の最小値を求める図。
【符号の説明】
【００５３】
１：近接場露光用マスク
２：露光装置
１００：近接場露光用マスク
１０１：遮光膜
１０２：マスク母材
１０３：マスク支持体
１０４：薄膜部
１０５：開口
２００：光源
３００：コリメータレンズ
４００：被露光物
４０１：像形成層
４０２：加工対象基板
４５０：ステージ
５００：圧力調整装置
６００：同心円モデル
６０１：遮光膜エッジ部分近傍と、エッジ部分から遮光膜下の部分
８００、８０１：等電場線
９０１：マスクパターン
９０２：レジストパターン
９０３：潜像パターン
【図１】
2005039203.tif 000003
【図２】
2005039203.tif 000004
【図３】
2005039203.tif 000005
【図４】
2005039203.tif 000006
【図５】
2005039203.tif 000007
【図６】
2005039203.tif 000008
【図７】
2005039203.tif 000009
【図８】
2005039203.tif 000010
【図９】
2005039203.tif 000011
【図１０】
2005039203.tif 000012
【図１１】
2005039203.tif 000013