(57)【要約】【課題】マスク全面で均一な露光を行うことができ、高精細な微細パターンを形成することが可能となる近接場露光に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法を提供する。【解決手段】露光光の波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光に用いられる被露光物の形成方法であって、  凹凸を有する基板２０１上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層２０２を形成し、該基板表面を平坦化する工程と、  前記形状緩衝層上に、前記露光光を反射する光反射層２０３を形成する工程と、  前記光反射層上に、感光性レジスト層２０４を形成する工程と、を有する構成とする。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光光の波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光に用いられる被露光物の形成方法であって、
凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層を形成し、該基板表面を平坦化する工程と、
前記形状緩衝層上に、前記露光光を反射する光反射層を形成する工程と、
前記光反射層上に、感光性レジスト層を形成する工程と、
を有することを特徴とする被露光物の形成方法。
【請求項２】
露光光の波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光に用いられる被露光物の形成方法であって、
凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層と光反射層としての機能を兼ね備えた層を形成し、該基板表面を平坦化する工程と、
前記形状緩衝と光反射としての機能を兼ね備えた層上に、感光性レジスト層を形成する工程と、
を有することを特徴とする被露光物の形成方法。
【請求項３】
前記基板の凹凸が、前記感光性レジスト層内における露光光の波長の０．０５倍以上の高さを有する凹凸であり、
前記基板表面の平坦化が、該基板表面の凹凸を前記露光光の波長の０．０５倍未満とするものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の被露光物の形成方法。
【請求項４】
前記感光性レジスト層が、多層レジストであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の被露光物の形成方法。
【請求項５】
前記多層レジストが、形状緩衝層及び光反射層を形成した基板上に酸素プラズマエッチングによって除去可能な下層レジスト層と、該下層レジスト層上に形成された酸素プラズマエッチング耐性を有する中間層と、該中間層上に形成されたフォトレジストによる上層レジスト層と、
からなる３層レジストによって形成されることを特徴とする請求項４に記載の被露光物の形成方法。
【請求項６】
前記多層レジストが、前記形状緩衝層及び光反射層を形成した基板上に酸素プラズマエッチングによって除去可能な下層レジスト層と、該下層レジスト層上に形成された酸素プラズマエッチング耐性を有するフォトレジストによる上層レジスト層と、
からなる２層レジストによって形成されることを特徴とする請求項４に記載の被露光物の形成方法。
【請求項７】
基板の上に形成されたフォトレジスト層を備えた被露光物に、波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光方法において、
前記被露光物として、請求項１乃至６のいずれかに記載の被露光物の形成方法によって形成された被露光物を用いることを特徴とする近接場露光方法。
【請求項８】
請求項７に記載の近接場露光方法を用いて素子を製造することを特徴とする素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、近接場露光に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法に関する。
特に、半導体デバイスや光デバイスを製造する際の近接場露光によるリソグラフィー技術に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リソグラフィー技術の進化・多様化が進み、新たな可能性を探るエマージングリソグラフィー技術として、様々な露光方法について提案がなされている。
中でも、光の回折限界を超えて微細な加工が可能となる露光方法の一つとして、特許文献１や特許文献２では、光近接場を用いた露光方法が提案されている。
このような近接場露光方法では、マスクを弾性体で構成し、レジスト面形状に対してならうようにマスクを弾性変形させることにより、マスク全面をレジスト面に密着させ、光近接場を用いて露光が行われる。
一方、微細パターンの形成方法として、３層レジスト法によるパターンの形成方法が知られている（例えば、特許文献３参照）。
この方法は、例えば、下地基板に段差ある場合に、この下地基板上に、下層レジスト層と、該下層レジスト層上の中間層と、該中間層上の上層レジスト層からなる３層レジストを形成することによって、微細パターンを形成するものである。    
【特許文献１】特開平１１−１４５０５１号公報
【特許文献２】特開平１１−１８４０９４号公報
【特許文献３】特開昭６１−０７５５２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、今日においては、高精細な微細加工に対する要求がより一層高まっており、リソグラフィーによる微細パターンの形成方法等においても、転写精度の更なる改良が求められている。
しかしながら、下地基板が凹凸を有する場合、上記した従来例による近接場露光方法においては露光ムラが生じ、また３層レジスト法によるパターンの形成方法を適用しても、上記高精細な微細加工に対する要求に応えることが困難であった。
【０００４】
本発明は、上記課題に鑑み、マスク全面で均一な露光を行うことができ、高精細な微細パターンを形成することが可能となる近接場露光に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は上記課題を解決するため、次のように構成した近接場露光に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法を提供するものである。
本発明の被露光物の形成方法は、露光光の波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光に用いられる被露光物の形成方法であって、
凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層を形成し、該基板表面を平坦化する工程と、
前記形状緩衝層上に、前記露光光を反射する光反射層を形成する工程と、
前記光反射層上に、感光性レジスト層を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の被露光物の形成方法は、露光光の波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光に用いられる被露光物の形成方法であって、
凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層と光反射層としての機能を兼ね備えた層を形成し、該基板表面を平坦化する工程と、
前記形状緩衝層と光反射層としての機能を兼ね備えた層上に、感光性レジスト層を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
また、本発明の被露光物の形成方法は、前記基板の凹凸が、前記感光性レジスト層内における露光光の波長の０．０５倍以上の高さを有する凹凸であり、
前記基板表面の平坦化が、該基板表面の凹凸を前記露光光の波長の０．０５倍未満とするものであることを特徴とする。
また、本発明の被露光物の形成方法は、前記感光性レジスト層が、多層レジストであることを特徴とする。
また、本発明の被露光物の形成方法は、
前記多層レジストが、形状緩衝層及び光反射層を形成した基板上に酸素プラズマエッチングによって除去可能な下層レジスト層と、該下層レジスト層上に形成された酸素プラズマエッチング耐性を有する中間層と、該中間層上に形成されたフォトレジストによる上層レジスト層と、
からなる３層レジストによって形成されることを特徴とする。
また、本発明の被露光物の形成方法は、前記多層レジストが、前記形状緩衝層及び光反射層を形成した基板上に酸素プラズマエッチングによって除去可能な下層レジスト層と、該下層レジスト層上に形成された酸素プラズマエッチング耐性を有するフォトレジストによる上層レジスト層と、
からなる２層レジストによって形成されることを特徴とする。
また、本発明の近接場露光方法は、基板の上に形成されたフォトレジスト層を備えた被露光物に、波長サイズ以下の微小開口を有する遮光膜を密着させ、露光光源から光を照射してパタンを転写する近接場露光方法において、
前記被露光物として、上記したいずれかに記載の被露光物の形成方法によって形成された被露光物を用いることを特徴とする。
また、本発明の素子の製造方法は、上記した近接場露光方法を用いて製造することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、マスク全面で均一な露光を行うことができ、高精細な微細パターンを形成することが可能となる近接場露光に用いられる被露光物の形成方法、近接場露光方法及び近接場露光方法による素子の製造方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以上の構成により、上記した本発明の課題を達成することができるが、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。
本発明者らが鋭意検討した結果、従来の露光方法において基板の凹凸や反射率の差異によって露光ムラが生じてしまう原因の一つとして、近接場露光マスクから基板表面までの露光光の光路長が異なることによって、近接場光の分布が変化するという知見を得た。
例えば、図７のようにあるレジスト膜厚を形成した基板にマスクを密着させて光を入射した場合、レジスト中に生じる近接場光の分布と、
図８のように異なるレジスト膜厚を形成した基板にマスクを密着させて光を入射した場合のレジスト中に生じる近接場光の分布とでは、近接場露光マスクから基板表面までの露光光の光路長が異なることによって、近接場光の分布が変化する。
【０００８】
このような現象の一例として、近接場露光マスクから滲み出る近接場光の分布を計算した結果について紹介する。
図７、図８に示した光強度分布は、有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ法）を用いて計算した結果である。
近接場露光マスクは、図１に示すようにマスクの母材として屈折率１．９の５００ｎｍ厚さの窒化シリコン（ＳｉＮ）膜と、マスク母材上に露光光を遮光する遮光材としての５０ｎｍ厚さのクロム（Ｃｒ）から構成されている。
そして、この遮光材のＣｒにｎｍオーダーの微細スリットが形成されている。
ここで紹介する計算結果は、遮光材Ｃｒに幅２０ｎｍの微細スリットが９０ｎｍのピッチで周期的に配列されている例である。
このマスクは、シリコン基板上のフォトレジストに密着した。光源の波長は真空中で３６５ｎｍのｉ線として、計算を行った。
計算結果の一例として、平坦なシリコン基板の表面にフォトレジスト膜が１６０ｎｍの厚さで形成される構成の基板に、近接場露光マスクを密着させ、波長３６５ｎｍの光を近接場露光マスク側から入射した場合の分布を示す（図７）。
この計算結果から、マスク表面から約５０ｎｍの距離まで近接場光が存在することが見て取れる。
【０００９】
また、別の一例として平坦なシリコン基板の表面にフォトレジスト膜が２２０ｎｍの厚さで形成される構成の基板に、近接場露光マスクを密着させ、波長３６５ｎｍの光を近接場露光マスク側から入射した場合の分布を示す（図８）。
この計算結果からは、マスク表面の約２０ｎｍの距離まで近接場光が存在することが見て取れる。
この両者の結果の間には、シリコン基板の表面に形成したフォトレジスト膜の厚さのみが異なるだけである。
これらの結果から、フォトレジスト膜の厚さ、すなわち近接場露光マスク表面と光が反射するシリコン基板表面との距離が変化することで近接場光が存在するマスク表面からの距離が変化することがわかった。
マスクから一定距離離れた面での光強度の強弱のコントラストからも比較できる。
【００１０】
ここでのコントラストとは、図７及び図８においてある縦軸ＺでのＸ方向において、光強度の最大値をＩｍａｘ、最小値をＩｍｉｎとして、
コントラストＣ＝（Ｉｍａｘ−Ｉｍｉｎ）／（Ｉｍａｘ＋Ｉｍｉｎ）
と定義する。
このコントラストをフォトレジスト膜の厚さを横軸に、コントラストをＹ軸にとったグラフを図１０に示す。このグラフの実線はＺ＝１０ｎｍ、破線はＺ＝２０ｎｍ、一点鎖線はＺ＝３０ｎｍでの値を示している。
このグラフから、フォトレジスト膜の厚さが変化することで、コントラストが著しく変化することからもフォトレジスト膜の厚さに強く依存して、光強度分布が変化することがわかる。
【００１１】
本発明者らは、これらの両者の計算結果から、次のことを見出した。
図９のようにフォトレジスト膜を形成する基板が凹凸を有する場合、フォトレジスト膜の厚さが箇所毎に異なる。
このフォトレジスト膜の厚さが異なるため、図７、図８で説明したように近接場光の到達距離が異なり、露光されたフォトレジスト膜／基板を現像すると、現像後パターンの深さや形状が異なる。
現像後のフォトレジストパターンを利用して、めっきやエッチング等の後工程を行うため、この現象は、凹凸を有する基板への近接場露光が、利用しにくいことを表している。
【００１２】
以上のことから、本発明者らは、凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層を形成して該基板表面を平坦化し、その上に光反射層を形成し該光反射層の上層にフォトレジスト層を形成するようにした。
これにより、光反射層の表面からフォトレジスト膜の表面までのフォトレジスト膜の厚さを均一とし、フォトレジスト膜の厚さが基板内の場所ごとによって異なることによる近接場分布の変化を抑え、マスク全面で近接場光によって均一な露光を行えるようにした。
【００１３】
つぎに、これらの知見に基づいて具体的に構成した本発明の実施の形態について、図を用いて説明する。
図１に示す近接場露光用フォトマスクは、光源波長に対して透明なマスク母材１０１上に、光源波長を遮光する遮光材料１０２を形成し、この遮光材料に幅が光源の波長以下のサイズの微小開口パターン１０３を配置したものである。
このフォトマスクは、フォトレジストを塗布した基板に密着させ、フォトマスク側から露光光を照射し、マスクパターンをフォトレジストに露光するものである。
ここで用いるフォトレジストとは、光によって感光し、何らかの現像処理を行うことでパターンを形成する材料のことを示している。
特に本実施の形態では、凹凸を有する基板２０１への露光方法であり、基板へ形成するフォトレジスト層に特徴を有している。
本実施の形態で用いられる凹凸を有する基板の凹凸とは、０．０５λ（ここでλとは、フォトレジスト内での露光光の実行波長とする）以上の段差を有しており（図２（ａ））、その段差を構成する材料がフォトレジスト材料と屈折率が異なるものを示す。
この基板に、基板への埋め込み性の良い材料の形状緩衝層２０２を、凹凸の段差以上の厚さで形成することで、形状緩衝層の表面が平坦化する（図２（ｂ））。ここで記載した平坦化とは、形状緩衝層の表面の凹凸が０．０５λ未満であることを示す。
ここで言う形状緩衝層には、溶媒に溶かした有機材料をスピンコートで塗布する方法などを用いることができる。
例えば、ｎ−メチルピロリドンやγ−ブチルラクトンなどの有機溶剤に溶かしたポリイミドをスピンコートにて塗布する方法や、フォトリソグラフィに使用されているフォトレジストをスピンコートにて塗布する方法などを用いることができる。
あるいは、スパッタリング法にて膜の表面が平坦になるように膜を形成する方法など、基板の凹凸に埋め込んで膜を形成し、且つ、膜の表面が平坦になるような方法で膜を形成するようにしてもよい。
また、形状緩衝層に用いる材料としては、後述する光反射層及び／もしくは上層レジストに対してドライエッチングの耐性が悪く、光反射層および／もしくは上層レジストをエッチングマスクとしてドライエッチングが可能な材料ならばよい。
例えば、ポリイミドやフォトレジストなどの有機材料やＳｉＯ2などを用いることができる。
なお、ここに挙げた膜形成方法や膜の材料は一例に過ぎず、本発明はこのような膜形成方法や材料に限られるものではない。
【００１４】
その後、露光光を反射する光反射層２０３を形状緩衝層２０２上に形成する（図２（ｃ））。
ここでの光反射層には、例えばシリコンをスパッタリング法にて膜を形成する方法や、クロムを真空蒸着法にて膜を形成する方法を用いることができる。
あるいは、導電性高分子のポリチオフェンを有機溶剤に溶かしスピンコートにて膜を形成する方法や前記ポリチオフェンに過塩素酸イオンをドープする方法などを用いることができる。
ここで用いる光反射層２０３は、近接場露光に用いる露光光の波長の光を、後述する上層レジストと光反射層の界面にて反射する材料で構成されるものならば上述した材料にとらわれるものではない。
【００１５】
ここで形成した光反射層の上層に、近接場露光を用いて露光する上層レジスト層２０４として露光光に感光性を有する膜を形成する（図２（ｄ））。
この上層レジスト層としては、フォトリソグラフィにて使用されるフォトレジスト膜をスピンコートにて単層の膜を形成する方法を用いることができる。
あるいはシリコン原子を含有した感光性を有するフォトレジストを上層に、有機材料で構成された下層レジストからなる２層レジスト法を用いる方法を用いることができる。
また、上層に露光光に感光性を有するフォトレジストなどを、中間層にスピン・オン・グラス（ＳＯＧ）などを、下層に有機材料などで構成される３層レジスト法など、フォトリソグラフィに用いられる被パターン形成物などを用いることができる。
また、ここでは露光光にて感光し、現像することによってパターンが形成されるものを挙げたが、露光光によって材料の性質が変化する材料ならば、これにとらわれるものではない。例えば、つぎの実施例で説明する図３のように、３層レジスト法によって上層レジストを構成するようにしてもよい。
【００１６】
このように、凹凸を有する基板上に、該基板の凹凸を埋め込むように形状緩衝層を形成して該基板表面を平坦化し、その上に光反射層を形成し該光反射層の上層にフォトレジスト層を形成するようにすることで、マスク全面で均一な露光を行うことができる。
すなわち、このようにすることで、露光光を反射する光反射層の表面からフォトレジスト膜の表面までのフォトレジスト膜の厚さが均一となる。
これにより上述したフォトレジスト膜の厚さが基板内の場所ごとによって異なることによる近接場分布の変化を抑え、近接場光によるマスク全面で均一な露光を行うことができる。
【実施例】
【００１７】
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用した近接場露光方法について説明する。
図３に、本実施例における形状緩衝層、光反射層、上層レジストの塗布工程を説明するための図を示す。
本実施例においては、まず深さ５０ｎｍのライン・アンド・スペースの凹凸を有したシリコン基板を準備する（図３（ａ））。
次に、このシリコン基板３０１に、形状緩衝層３０２となるポリイミドをスピンコート法にて１５０〜２００ｎｍの厚さで塗布する。
そして、この基板を好ましくは２００〜４００℃、さらに好ましくは３００〜３５０℃に昇温したホットプレートにのせ硬化させ、ポリイミドを硬化させる。これにより、シリコン基板３０１が有する凹凸が埋め込まれ、ポリイミド表面が平坦化される（図３（ｂ））。
次に、光反射層３０３としてシリコンをスパッタリング法にて３０ｎｍの厚さの膜を形成する（図３（ｃ））。
【００１８】
次に、光反射層の上層レジストとして、３層レジスト３０７を形成する。
まず始めに、３層レジストの下層３０４としてスピンコート法にてポジ型フォトレジストを塗布し、１２０℃で加熱し感光性を消失させる。このときの下層は１２０ｎｍとする（図３（ｄ））。
その後、３層レジストの中間層３０５としてスパッタリング法によって、ＳｉＯ2の膜を２０ｎｍの厚さで形成する（図３（ｅ））。
さらに、３層レジストの上層３０６として、水銀ランプの輝線のｉ線（波長３６５ｎｍ）に感度を有する化学増幅型のポジ型フォトレジストをスピンコート法にて２０ｎｍの厚さで形成する（図３（ｆ））。
上記構成により、平坦な光反射層の上に上層１６０ｎｍの厚さで均一に被露光物を構成することができる。
さらに、近接場光がマスク表面から約５０ｎｍ程度の距離までしか存在しないが、３層レジストの上層レジストの厚さは２０ｎｍとこれよりも薄いので、上層レジストの底部（上層レジストと中間層の界面）まで露光することができる。
このとき、露光量の変化に対する許容度も大きなものになっている。
【００１９】
つぎに、以上により形状緩衝層、光反射層、３層レジストが塗布された凹凸を有する基板に、近接場露光によってパターニングを施す露光手順について説明する。
図４に、その露光手順を説明するための図を示す。
図４において、４０１は近接場露光用フォトマスクである。
フォトマスク４０１のおもて面（図４では下側）は圧力調整容器４０４外に、裏面（図４では上側）は圧力調整容器４０４内に面するように配置されている。
圧力調整容器４０４は圧力調整手段４１１によって，内部の圧力を調整することができるようになっている。
基板４０５の表面に上述した形状緩衝層、光反射層、３層レジストにより５層構成としたレジスト膜４０６を形成したものを被露光物とする。
レジスト膜４０６／基板４０５をステージ４０７上に取り付け、ステージ４０７をｘ−ｙ面内で駆動して、近接場露光マスク４０１に対して基板４０５のマスク面内２次元方向の相対位置合わせを行う。
【００２０】
次に、マスク面法線方向にステージ４０７を駆動し、フォトマスク４０１を基板４０５上のレジスト膜４０６に近接させる。
その後、圧力調整手段４１１によって圧力調整容器４０４内の圧力を調整して，近接場露光マスク４０１のおもて面と基板４０５上のレジスト膜４０６との間隔が全面にわたって１００ｎｍ以下になるように両者を密着させる。
この後、露光光源４０８から出射される露光光ＥＬをコリメーターレンズ４０９で平行光にした後、ガラス窓４１０を通し、圧力調整容器４０４内に導入し、近接場露光マスク４０１に対して裏面（図４では上側）から照射する。
このような照明によって、近接場露光マスク４０１おもて面の微小開口の近くに生じる近接場でレジスト膜４０６の露光を行う。
【００２１】
つぎに、上記のように近接場露光されたレジスト膜にパターンを転写する手順を説明する。図５に上記手順を説明する図を示す。
図５において、５０１は上記手順により近接場露光されたレジスト膜である（図５（ａ））。
上記の露光された３層レジストの上層５０２を、ＴＭＡＨ２．３８％の水溶液にてディップ現像しパターンを形成する（図５（ｂ））。
この３層レジストの上層をエッチングマスクとして、ＳＦ6とＣＨＦ3の混合ガスによってドライエッチングを行い、中間層５０３のＳｉＯ2層にパターンを転写する（図５（ｃ））。
さらに、この中間層をエッチングマスクとして、酸素とアルゴンの混合ガスによって、３層レジストの下層をエッチングして３層レジストの下層５０４にパターンを転写する（図５（ｄ））。
以上の工程によって形成した３層レジスト法によって形成された上層レジストのパターンをエッチングマスクとして、光反射層５０５のシリコンをＳＦ6とＣＨＦ3の混合ガスによってドライエッチングにてパターンを転写する（図５（ｅ））。
さらに、光反射層５０５のシリコンをエッチングマスクとして、酸素とアルゴンの混合ガスにて、下層５０６のポリイミドをドライエッチングしてパターンを転写する（図５（ｆ））。
【００２２】
上記の工程を行うことで、凹凸を有した基板に近接場露光マスクのパターンを全面に均一に形成することができる。
このように作製したレジストパタンを様々な材料の基板に転写することにより、１００ｎｍ以下のサイズの種々の形状の構造を形成することが可能である。
このような１００ｎｍ以下のサイズの構造の製造技術を、例えば、以下の（１）〜（５）のような具体的素子製造に応用することができる。
（１）５０ｎｍサイズのＧａＡｓ量子ドットを５０ｎｍ間隔で２次元で並べた構造製造に用いることによる量子ドットレーザ素子。
（２）５０ｎｍサイズの円錐状ＳｉＯ2構造をＳｉＯ2基板上に５０ｎｍ間隔で２次元に並べた構造製造に用いることによる光反射防止機能を有するサブ波長素子（ＳＷＳ）構造。
（３）ＧａＮや金属からなる１００ｎｍサイズの構造を１００ｎｍ間隔で２次元に周期的に並べた構造製造に用いることによるフォトニック結晶光学デバイス、プラズモン光学デバイス。
（４）５０ｎｍサイズのＡｕ微粒子をプラスティック基板上５０ｎｍ間隔で２次元に並べた構造製造に用いることによる局在プラズモン共鳴（ＬＰＲ）や表面増強ラマン分光（ＳＥＲＳ）を利用したバイオセンサやマイクロトータル解析システム（μＴＡＳ）。
（５）トンネル顕微鏡、原子間力顕微鏡、近接場光学顕微鏡等の走査型プローブ顕微鏡（ＳＰＭ）に用いられる５０ｎｍ以下のサイズの尖鋭な構造製造に用いることによるＳＰＭプローブ等のナノエレクトロメカニカルシステム（ＮＥＭＳ）素子。
【００２３】
［実施例２］
実施例２においては、形状緩衝層の機能と光反射層の機能とを１層にて行う材料を用いた構成例について説明する。
図６に、本実施例の構成例を説明するための図を示す。
まず、深さ５０ｎｍのライン・アンド・スペースの凹凸を有したシリコン基板６０１に、形状緩衝層及び光反射層６０２として導電性高分子であるチオフェンを溶媒であるクロロホルムに溶かしスピンコート法によって２００ｎｍの厚さで膜を形成する。
次に、形状緩衝・光反射層であるチオフェン層の上層に、上層レジストとしてつぎのように３層レジストを形成する。
まず始めに、３層レジストの下層６０３としてスピンコート法にてポジ型フォトレジストを塗布し、１２０℃で加熱し感光性を消失させる。このときの下層は１２０ｎｍとする。
次に、３層レジストの中間層６０４としてスパッタリング法によって、ＳｉＯ2の膜を２０ｎｍの厚さで形成する。
さらに、３層レジストの上層６０５として、水銀ランプの輝線のｉ線（波長３６５ｎｍ）に感度を有する化学増幅型のポジ型フォトレジストをスピンコート法にて２０ｎｍの厚さで形成する（図６（ａ））。
【００２４】
このように構成したレジスト膜付きの基板に、実施例１と同様に近接場露光を行い、ＴＭＡＨ２．３８％水溶液によって現像し、３層レジストの上層６０５にパターンを形成する（図６（ｂ））。
次に、ＳＦ6とＣＨＦ3の混合ガスによって中間層６０４のＳｉＯ2をドライエッチングする（図６（ｃ））。
さらに、酸素とアルゴンの混合ガスによって、下層６０３と形状緩衝層及び光反射層６０２をドライエッチングしパターンを転写する（図６（ｄ））。
【００２５】
以上のように形状緩衝層と光反射層の機能を合わせ持つ材料を用いることで、実施例１の効果に加え、形状緩衝層及び光反射層の膜形成工程を一つ、ドライエッチング工程を一つ減らすことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態に用いられる近接場露光用マスクの構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態における形状緩衝層、光反射層、上層レジストの塗布工程を説明するための図。
【図３】本発明の実施例１における形状緩衝層、光反射層、上層レジストの塗布工程を説明するための図。
【図４】本発明の実施例１における近接場露光によってパターニングを施す露光手順について説明するための図。
【図５】本発明の実施例１における近接場露光されたレジスト膜にパターンを転写する工程を説明するための図。
【図６】本発明の実施例２における形状緩衝層の機能と光反射層の機能とを１層にて行う材料を用いた構成例について説明するための図。
【図７】フォトレジスト膜の厚さが１６０ｎｍの時に生じる、近接場露光マスクに光を入射した際に生じる光強度分布の計算結果である。
【図８】フォトレジスト膜の厚さが２２０ｎｍの時に生じる、近接場露光マスクに光を入射した際に生じる光強度分布の計算結果である。
【図９】凹凸を有する基板にフォトレジスト膜を塗布した場合の厚さの分布の概念図。
【図１０】９０ｎｍピッチでスリットを形成した場合の、光強度分布のコントラストのグラフ。
【符号の説明】
【００２７】
１０１：マスク母材
１０２：遮光材料
１０３：微小開口パターン
２０１：基板
２０２：形状緩衝層
２０３：光反射層
２０４：上層レジスト層
３０１：シリコン基板
３０２：形状緩衝層
３０３：光反射層
３０４：３層レジストの下層
３０５：３層レジストの中間層
３０６：３層レジストの上層
３０７：３層レジスト
４０１：近接場露光用フォトマスク
４０２：マスク母材
４０３：マスクパターン
４０４：圧力調整容器
４０５：基板
４０６：レジスト膜
４０７：ステージ
４０８：露光光源
４０９：コリメータレンズ
４１０：ガラス窓
４１１：圧力調整手段
５０１：レジスト膜
５０２：３層レジストの上層
５０３：３層レジストの中間層
５０４：３層レジストの下層
５０５：光反射層
６０１：シリコン基板
６０２：形状緩衝層及び光反射層
６０３：３層レジストの下層
６０４：３層レジストの中間層
６０５：３層レジストの上層
【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７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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