JPH0630352B2

JPH0630352B2 - パタ−ン化層形成法

Info

Publication number: JPH0630352B2
Application number: JP60022475A
Authority: JP
Inventors: 直規加藤
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: NTT Inc
Priority date: 1985-02-07
Filing date: 1985-02-07
Publication date: 1994-04-20
Anticipated expiration: 2009-04-20
Also published as: JPS61181132A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、基板にパターン化層を形成するパターン化層
形成法に関し、特に、基板上に微細にパターン化された
電極層、配線層、絶縁層などでなるパターン化層が形成
されている構成を有する半導体装置を製造する場合に適
用して好適なものである。

従来の技術基板上にパターン化層を形成するパターン化層形成法と
して、従来、第３図を伴なって次に述べる方法が提案さ
れている。

すなわち、基板１を予め用意し（第３図Ａ）、その基板
１上に、フォトレジスト層２を、塗布によって形成する
（第３図Ｂ）。

次に、フォトレジスト層２に対する、所望パターンのフ
ォトマスク３を用いた露光処理によって、フォトレジス
ト層２から、フォトマスク３のパターンに応じたパター
ンに露光されたフォトレジスト層２′を得る（第３図
Ｃ）。

この場合、フォトレジスト層２′の露光されている領域
は、光の横広がりのために、斜線図示のように、フォト
マスク３の斜線が施されていない光通過領域よりも、僅
かではあるが、一周り大なる実効面積を有している。

次に、フォトレジスト層２′に対するエッチング処理に
よって、フォトレジスト層２′から、フォトマスク３の
パターンに応じたパターンを有するパターン化フォトレ
ジスト層２″を形成する（第３図Ｄ）。

次に、基板１上への、パターン化フォトレジスト層２″
をマスクとする、目的とするパターン化層の材料の堆積
処理によって、基板１上に、パターン化フォトレジスト
層２″のパターンに対して反転ているパターンを有し且
つ目的とするパターン化層の材料でなるパターン化層４
を、パターン化フォトレジスト層２″に比し薄い厚さ
に、目的とするパターン化層として形成する（第３図
Ｅ）。

この場合、パターン化フォトレジスト層２″上に、パタ
ーン化層４と同時に、パターン化層４と同じ材料のパタ
ーン化層５が、パターン化フォトレジスト層２″と同じ
パターンに形成される。

次に、パターン化フォトレジスト層２″に対する溶去処
理によって、パターン化フォトレジスト層２″を基板１
上から溶去し、よって、基板１上から、パターン化フォ
トレジスト層２″と、その上に形成されているパターン
化層５とを除去し、基板１上に、パターン化層４が形成
されている構成を得る（第３図Ｆ）。

以上が、従来提案されているパターン化層形成法の一例
である。

また、従来、第４図を伴って次に述べるパターン化層形
成法も提案されている。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意し
（第４図Ａ）、その基板１上に、第３図の場合と同様の
フォトレジスト層２を、塗布によって形成する（第４図
Ｂ）。

次に、フォトレジスト層２に対する薬品処理によって、
フォトレジスト層２の表面側の領域をもともとの光感度
よりも低い光感度を有するフォトレジスト層２２に転換
し、よって、フォトレジスト層２から、そのフォトレジ
スト層２２以外の領域によるフォトレジスト層２１と、
フォトレジスト層２２とからなる積層体２３を形成する
（第４図Ｃ）。

次に、積層体２３に対する、第３図の場合の同様の所要
パターンを有するフォトマスク３を用いた露光処理によ
って、積層体２３から、フォトマスク３のパターンに応
じたパターンに露光されたフォトレジスト層２１による
フォトレジスト層２１′と、フォトマスク３のパターン
に応じたパターンに露光されたフォトレジスト層２２′
とが積層されている構成を有する積層体２３′を得る
（第４図Ｄ）。

この場合、積層体２３′のフォトレジスト層２２′の露
光されている領域は、光の横広がりのために、斜線図示
のように、フォトマスク３の斜線の施されていない光通
過領域よりも、僅かではあるが、一周り大きな実効面積
を有する。また、フォトレジスト層２１′の露光されて
いる領域は、フォトレジスト層２１がフォトレジスト層
２２よりも高い高感度を有することから、光の横広がり
のために、斜線図示のように、フォトレジスト層２２′
の露光された領域よりも、僅かではあるが、一周り大き
な実効面積を有する。

次に、積層体２３′に対するエッチング処理によって、
積層体２３′から、フォトマスク３のパターンに応じた
パターンを有するフォトレジスト層２１′によるパター
ン化フォトレジスト層２″と、フォトレジスト層２２′
によるフォトレジスト層２２″とが積層されている構成
を有するパターン化積層体２３″を形成する（第４図
Ｄ）。

この場合、積層体２３′のフォトレジスト層２１′の露
光されている領域が、フォトレジスト層２２′の露光さ
れている領域に比し一周り大きな実効面積を有すること
から、パターン化フォトレジスト層２１″が、パターン
化フォトレジスト層２２″の側面よりも僅かに内側に側
面を有するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体２３″をマスク
とする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によ
って、基板１上に、パターン化積層体２３″のフォトレ
ジスト層２２″のパターンに対して反転しているパター
ンを有し且つ目的とするパターン化層の材料でなるパタ
ーン化層４を、パターン化フォトレジスト層２１″に比
し薄い厚さに、目的とするパターン化層として形成する
（第４図Ｅ）。

この場合、パターン化層４は、パターン化フォトレジス
ト層２１″の側面が、パターン化フォトレジスト層２
２″の側面よりも僅かに内側に側面を有していることか
ら、パターン化層４の側面と、パターン化フォトレジス
ト層２１″の側面との間に、僅かな間隔を有している。
また、パターン化フォトレジスト層２２″上に、パター
ン化層４と同時に、パターン化層４と同じ材料のパター
ン化層５が、パターン化フォトレジスト層２２″と同じ
パターンに形成される。

次に、パターン化積層体２３″に対する溶去処理によっ
て、基板１上から、パターン化積層体２３″を溶去し、
よって、基板１上から、パターン化積層体２３″と、そ
のパターン化積層体２３″上に形成されているパターン
化層５とを除去し、基板１上に、パターン化層４が形成
されている構成を得る（第４図Ｆ）。

以上が、従来提案されているパターン化層形成法の他の
例である。

さらに、従来、第５図を伴って次に述べるパターン化層
形成法も提案されている。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意し
（第５図Ａ）、その基板１上に、第３図の場合と同様の
フォトレジスト層２と、無機材料でなる非感光性層３１
と、フォトレジスト層２と同じ材料のフォトレジスト層
３２とをそれらの順に形成して、それらフォトレジスト
層２と、非感光性層３１と、フォトレジスト層３２との
積層体３３を形成する（第５図Ｂ）。

次に、積層体３３に対する、所望のパターンを有するフ
ォトマスク３を用いた露光処理によって、積層体３３か
ら、フォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光
されているフォトレジスト層２によるフォトレジスト層
２′と、非感光性層３１と、フォトマスク３のパターン
に応じたパターンに露光されているフォトレジスト層３
２によるフォトレジスト層３２′とがそれらの順に積層
されている積層体３３′を得る（第５図Ｃ）。

この場合、フォトレジスト層２′及び３２′の露光され
ている領域は、光の横広がりのために、斜線図示のよう
に、フォトマスク３の斜線の施されている光通過領域よ
りも、僅かではあるが一周り大きな互に等しい実効面積
を有している。

次に、積層体３３′のフォトレジスト層３２′に対する
エッチング処理によって、フォトレジスト層３２′か
ら、フォトマスク３のパターンに応じたパターンを有す
るパターン化フォトレジスト層３２″を形成し、よっ
て、積層体３３′から、フォトレジスト層２′と、非感
光性層３１と、パターン化フォトレジスト層３２″とが
それらの順に積層されている積層体３３″を形成する
（第５Ｄ）。

次に、積層体３３″の非感光性層３１′及びフォトレジ
スト層２′に対するパターン化フォトレジスト層３２″
をマクスとして用いたドライエッチング処理によって、
非感光性層３１から、パターン化フォトレジスト層３
２″のパターンに応じたパターンを有するパターン化非
感光性層３１′を形成するとともに、フォトレジスト層
２′から、同様に、パターン化フォトレジスト層３２″
のパターンに応じたパターンを有するパターン化フォト
レジスト層２″を形成し、よって、積層体３３″から、
パターン化フォトレジスト層２″と、パターン化非感光
性層３１′と、パターン化フォトレジスト層３２″とが
それらの順に積層されている積層体３３′″を形成する
（第５図Ｅ）。

この場合、パターン化フォトレジスト層３２″及びフォ
トレジスト層２′が、横方向にもエッチングされること
から、パターン化フォトレジスト層３２″及び２″が、
パターン化非感光性層３１′の側面よりも僅かに内側に
側面を有するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体３３′″をマス
クとする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理に
よって、基板１上に、パターン化積層体３３′″のパタ
ーン化非感光性層３１′のパターンに対して反転してい
るパターンを有するパターン化層４を、パターン化フォ
トレジスト層２″に比し薄い厚さに、目的とするパター
ン化層として形成する（第５図Ｅ）。

この場合、パターン化層４は、パターン化フォトレジス
ト層２″の側面が、パターン化非感光性層３１′の側面
よりも僅かに内側に側面を有していることから、パター
ン化層４の側面と、パターン化フォトレジスト層２′の
側面との間に、僅かな間隔を有している。また、パター
ン化非感光性層３１′及びパターン化フォトレジスト層
３２″上に、パターン化層４と同時に、パターン化層４
と同じ材料のパターン化層５及び５′が形成される。

次に、パターン化積層体３３′″のパターン化フォトレ
ジスト層２″に対する溶去処理によって、基板１上か
ら、パターン化フォトレジスト層２″及び３２″を溶去
し、よって、基板１上から、パターン化積層体３３′″
をパターン化層５及び５′とともに除去し、基板１上に
パターン化層４が形成されている構成を得る（第５図
Ｆ）。

以上が、従来提案されているパターン化層形成法のさら
に他の例である。

また、従来、第６図を伴なって次に述べるパターン化層
形成法も提案されている。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意し
（第６図Ａ）、その基板１上に、第３図の場合と同様の
フォトレジスト層２と、後で行われるエッチング処理に
用いるエッチャントに対しフォトレジスト層２に比しエ
ッチング速度が遅い材料によるフォトレジスト層４１と
がそれらの順に積層されている積層体４２を、塗布によ
って形成する（第６図Ｂ）。

次に、積層体４２に対する、所望のパターンのフォトマ
スク３を用いた露光処理によって、積層体４２から、フ
ォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光されて
いるフォトレジスト層２によるフォトレジスト層２′
と、フォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光
されているフォトレジスト層４１によるフォトレジスト
層４１′とがそれらの順に積層されている積層体４２′
を得る（第６図Ｃ）。

次に、積層体４２′に対するエッチング処理によって、
積層体４２′から、フォトマスク３のパターンに応じた
パターンを有するフォトレジスト層２′によるパターン
化フォトレジスト層２″と、同様のパターンを有するフ
ォトレジスト層４１′によるパターン化フォトレジスト
層４１″とがそれらの順に積層されているパターン化積
層体４２″を形成する（第６図Ｄ）。

この場合、積層体４２″は、フォトレジスト層２′がフ
ォトレジスト層４１′に比しエッチング速度が早いこと
から、パターン化フォトレジスト層２″が、パターン化
フォトレジスト層４１″の側面よりも僅かに内側に内面
を有するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体４２″をマスク
とする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によ
って、基板１上に、パターン化積層体４２″のパターン
化フォトレジスト層４１″のパターンに対して反転して
いるパターンを有するパターン化層４を、パターン化フ
ォトレジスト層２″に比し薄い厚さに、目的とするパタ
ーン化層として形成する（第６図Ｅ）。

この場合、パターン化層４は、パターン化フォトレジス
ト層２′の側面が、パターン化フォトレジスト層４１′
の側面よりも僅かに内側に側面を有していることから、
パターン化層４の側面と、パターン化フォトレジスト層
２″の側面との間に、僅かな間隔を有している。また、
パターン化フォトレジスト層４１″上に、パターン化層
４と同時に、パターン化層４と同じ材料のパターン化層
５が、パターン化フォトレジスト層４１″と同じパター
ンに形成される。

次に、パターン化積層体４２″に対する溶去処理によっ
て、基板１上から、パターン化積層体４２″を溶去し、
よって、基板１上から、パターン化積層体４２″と、そ
の上に形成されているパターン化層５とを除去し、基板
１上にパターン化層４が形成されている構成を得る（第
６図Ｆ）。

また、従来、第７図を伴って次に述べるパターン化層形
成法も提案されている。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意し
（第７図Ａ）、その基板１上に、第３図の場合と同様の
フォトレジスト層２と、後で行われるエッチング処理に
用いるエッチャントに対しフォトレジスト層に比しエッ
チング速度が早い材料によるフォトレジスト層５１とが
それらの順に積層されている積層体５２を、塗布によっ
て形成する（第７図Ｂ）。

次に、積層体５２に対する、所望のパターンのフォトマ
スク３を用いた露光処理によって、積層体５２から、フ
ォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光されて
いるフォトレジスト層２によるフォトレジスト層２′
と、フォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光
されているフォトレジスト層５１によるフォトレジスト
層５１′とがそれらの順に積層されている積層体５２′
を得る（第７図Ｃ）。

次に、積層体５２′に対するエッチング処理によって、
積層体５２′から、フォトマスク３のパターンに応じた
パターンを有するフォトレジスト層２′によるパターン
化フォトレジスト層２″と、同様のパターンを有するフ
ォトレジスト層５１′によるパターン化フォトレジスト
層５１″とがそれらの順に積層されている積層体５２″
を形成する（第７図Ｄ）。

この場合、積層体５２″は、フォトレジスト層２′がフ
ォトレジスト層５１′に比しエッチング速度が遅いこと
から、パターン化フォトレジスト層５１″が、パターン
化フォトレジスト層２″の側面よりも僅かに内側に内面
を有するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体５２″をマスク
とする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によ
って、基板１上に、パターン化積層体５２″に比し薄い
が、そのパターン化フォトレジスト層２″に比し厚い、
という厚さに形成する（第７図Ｅ）。

この場合、パターン化層４は、パターン化フォトレジス
ト層２″のパターンに対して反転しているパターンを有
するパターン化層部４ａと、その上にそれに比し一周り
大きな面積で形成されているパターン化フォトレジスト
層５２″のパターンに対して反転しているパターンを有
する半導体層部４ｂとからなり、断面Ｔ字状を有してい
る。また、パターン化フォトレジスト層５２″上に、パ
ターン化層４と同時に、パターン化層４と同じ材料のパ
ターン化層５が、パターン化フォトレジスト層５２″と
同じパターンに形成される。

次に、パターン化積層体５２″に対する溶去処理によっ
て、基板１上から、パターン化積層体５２″を溶去し、
よって、基板１上から、パターン化積層体５２″と、そ
の上に形成されているパターン化層５とを除去し、基板
１上にパターン化層４が形成されている構成を得る。

発明が解決しようとする問題点第３図で上述した従来のパターン化層形成法の場合、露
光処理を行う前の工程（第３図Ｄ）において、基板１上
に形成する層として、フォトレジスト層２の一層だけで
よいので、目的とするパターン化層４を容易に形成する
ことができる。

しかしながら、エッチング処理によって、フォトレジス
ト層２′からパターン化フォトレジスト層２″を形成す
る工程（第３図Ｄ）において、フォトレジスト層２′
を、その厚さ以下の幅にエッチングすることが困難であ
ることから、フォトレジスト層２′従ってフォトレジス
ト層２を薄い厚さに形成しない限り、パターン化層４を
微細にパターン化されているものとして形成することが
できない、という欠点を有していた。

また、このために、フォトレジスト層２を薄い厚さに形
成した場合は、パターン化層４を形成する工程（第３図
Ｅ）において、そのパターン化層４がパターン化フォト
レジスト層２″上の形成されるパターン化層５と連接し
て形成されるおそれを有し、このため、パターン化フォ
トレジスト層２″を溶去して、パターン化層４を最終的
に得た場合（第３図Ｆ）、そのパターン化層４が、輪郭
の明瞭なパターンを有するものとして得られない、とい
う欠点を有していた。

さらに、基板１上に、パターン化層４を形成して後、パ
ターン化フォトレジスト層２″を基板１上から溶去する
工程（第３図Ｆ）において、パターン化フォトレジスト
層２″がパターン化層４と側面間で連接しているので、
パターン化フォトレジスト層２″を溶去するのに時間が
かかり、従って、パターン化層４を形成するのに時間が
かかる、という欠点を有していた。

また、第４図で上述した従来のパターン化層形成法の場
合、パターン化層４を基板１上に形成して後、パターン
化フォトレジスト層２″を溶去する工程（第４図Ｇ）に
おいて、パターン化層４がパターン化フォトレジスト層
２″と側面間で連接していないので、パターン化フォト
レジスト層２″を、第３図で上述した従来のパターン化
層形成法の場合に比し短い時間で容易に溶去することが
でき、従って、パターン化層４を第３図の場合に比し短
い時間で用意に形成することができる。

しかしながら、エッチング処理によって、積層体２３′
からパターン化積層体２３″を形成する工程において
（第４図Ｄ）、積層体２３′をその厚さ以下の幅にエッ
チングすることが困難であることから、積層体２３′従
ってフォトレジスト層２を薄い厚さに形成しない限り、
パターン化層４を微細にパターン化されているものとし
て形成することができない、という欠点を有していた。

また、このために、フォトレジスト層２を薄い厚さに形
成した場合は、パターン化層４を形成する工程におい
て、そのパターン化層４が、積層体２３″上に形成され
るパターン化層５と連接して形成されるおそれを有し、
このため、パターン化積層体２３″を基板１上から除去
して、パターン化層４を最終的に得た場合（第４図
Ｇ）、そのパターン化層４から、輪郭の明瞭なパターン
を有するものとして得られない、という欠点を有してい
た。

さらに、基板１上に、フォトレジスト層２を形成して
後、そのフォトレジスト層２に対する薬品処理によって
フォトレジスト層２から、フォトレジスト層２１と、そ
れに比し低い光感度を有するフォトレジスト層２２とが
積層されている積層体２３を形成する工程（第４図Ｃ）
を必要とするとともに、積層体２３のフォトレジスト層
２２を再現性よく形成することが困難であることから、
パターン化層４を、所期のパターンに再現性良く形成す
ることが困難である、という欠点を有していた。

さらに、第５図で上述した従来のパターン化層形成法の
場合、パターン化層４を基板１上に形成して後、パター
ン化積層体３３′″を基板１上から除去する工程におい
て（第５図Ｇ）、パターン化フォトレジスト層２″がパ
ターン化層４と連接しないので、パターン化フォトレジ
スト層２″を、第３図の場合に比し短い時間で容易に溶
去することができ、従って、パターン化積層体３３′″
を短い時間で、容易に、基板１上から除去することがで
き、よって、パターン化層４を短い時間で容易に形成す
ることができる。

また、パターン化層４を形成する工程において（第５図
Ｆ）、そのパターン化層４が、パターン化フォトレジス
ト層２″と、パターン化非感光性層３１′と、パターン
化フォトレジスト層３２″とが積層されている構成を有
するパターン化積層体３３′″をマスクとして、基板１
上に、パターン化積層体３３′″のパターン化フォトレ
ジスト層２″に比し薄い厚さに形成され、一方、パター
ン化積層体３３′″のパターン化非感光性層３１′を厚
い厚さに形成し得るので、パターン化層４が、パターン
化積層体３３″上に形成されるパターン化層５と連接し
て形成されるおそれを有さず、このため、パターン化積
層体３３′″を基板１上から除去して、パターン化層４
を最終的に得た場合（第５図Ｇ）、そのパターン化層４
が輪郭の明瞭なパターンを有するものとして得られる。

しかしながら、積層体３３′のフォトレジスト層３２′
に対するエッチング処理と、積層体３３の非感光性層３
１及びフォトレジスト層２′に対するエッチング処理と
の２度のエッチング処理を必要とし、しかも、それらエ
ッチング処理の内容が互に異なることから、パターン化
層４を容易に形成することができない、という欠点を有
していた。

さらに、第６図で上述した従来のパターン化層形成法の
場合、パターン化層４を基板１上に形成して後、パター
ン化積層体４２″を基板１上から除去する工程において
（第６図Ｆ）、パターン化積層体４２″のパターン化フ
ォトレジスト層２″が、パターン化層４と連接していな
いので、パターン化積層体４２″を短い時間で容易に除
去することができ、よって、パターン化層４を短い時間
で容易に形成することができる。

また、パターン化層４を形成する工程において（第６図
Ｅ）、そのパターン化層４が、パターン化フォトレジス
ト層２″と、パターン化フォトレジスト層４１″とが積
層されている構成を有するパターン化積層体４２″をマ
スクとして、基板１上に、パターン化積層体４２″のパ
ターン化フォトレジスト層２″に比し薄い厚さに形成さ
れ、一方、パターン化積層体３３″のパターン化フォト
レジスト層４１′の厚さを厚い厚さに形成し得るので、
パターン化層４が、パターン化積層体４２″上に形成さ
れるパターン化層５と連接して形成されるおそれを有さ
ず、このため、パターン化積層体４２″を基板１上から
除去して、パターン化層４を最終的に得た場合（第６図
Ｆ）、そのパターン化層４が輪郭の明瞭なパターン〃有
するものとして得られる。

しかしながら、露光処理を行う前の工程（第６図Ｂ）に
おいて、基板１上に形成する層として、フォトレジスト
層２と、フォトレジスト層４１との２層を必要とし、し
かも、それらフォトレジスト層２と、フォトレジスト層
４１として、エッチング処理の工程で用いるエッチャン
トに対し互にエッチング速度を異なるものでなければな
らないという制限を有していることから、パターン化層
４を廉価に形成することができない、という欠点を有し
ていた。

さらに、第７図で上述した従来のパターン化層形成法の
場合、パターン化層４を形成する工程において（第７図
Ｅ）、そのパターン化層４が、パターン化フォトレジス
ト層２″と、パターン化フォトレジスト層５１″とが積
層されている構成を有するパターン化積層体５２″をマ
スクとして、基板１上に、パターン化積層体４２″のパ
ターン化フォトレジスト層２″に比し薄いが、パターン
化フォトレジスト層２″に比し厚い厚さに形成され、一
方、パターン化積層体５２″のパターン化フォトレジス
ト層５１′を厚い厚さに形成し得るので、パターン化層
４が、パターン化積層体４２″上に形成されるパターン
化層５と連接して形成されるおそれを有さず、このた
め、パターン化積層体５２″を基板１上から除去して、
パターン化層４を最終的に得た場合（第６図Ｆ）、その
パターン化層４が輪郭の明瞭なパターン〃有するものと
して得られる。

また、パターン化層４が、断面Ｔ字状に形成されるの
で、例えばショットキ接合型電界効果トランジスタのゲ
ート電極層を形成する場合に適用した場合、そのゲート
電極層を、短いゲート長を有していながら、ゲート抵抗
の低いものとして形成することができ、従って、ショッ
トキ接合型電界効果トランジスタのゲート電極層を形成
する場合に適用して好適である。

しかしながら、露光処理を行う前の工程（第７図Ｂ）に
おいて、基板１上に形成する層として、フォトレジスト
層２と、フォトレジスト層４２との２層を必要とし、し
かも、それらフォトレジスト層２と、フォトレジスト層
４２として、エッチング処理の工程で用いるエッチャン
トに対し互にエッチング速度の異なるものでなければな
らないという制限を有していることから、パターン化層
４を廉価に形成することができない、という欠点を有し
ていた。

また、パターン化層４を基板１上に形成する工程（第７
図Ｅ）の後、パターン化積層体５２″を溶去除去する工
程（第７図Ｆ）において、パターン化層４がパターン化
積層体５２″と側面間で連接しているので、パターン化
積層体５２″を溶去除去するのに時間がかかり、従っ
て、パターン化層４を形成するのに時間がかかる、とい
う欠点を有していた。

問題を解決するための手段よって、本発明は上述した欠点のない、新規なパターン
化層形成法を提案せんとするものである。

本発明によるパターン化層形成法は、次に述べる順次の
工程をとって、目的とするパターン化層を形成する。

すなわち、まず、基板上に、第１のフォトレジスト層
と、光通過制限層と、第２のフォトレジスト層とがそれ
らの順に積層されている第１の積層体を形成する工程を
とる。

次に、上記第１の積層体に対する所望パターンを有する
フォトマスクを用いた露光処理によって、第１の積層体
から、上記フォトマスクのパターンに応じたパターンに
露光された上記第１のフォトレジスト層による第３のフ
ォトレジスト層と、上記光通過制限層と、上記フォトマ
スクのパターンに応じたパターンに露光された上記第２
のフォトレジスト層による第４のフォトレジスト層とが
それらの順に積層されている第２の積層体を得る工程を
採る。

次に、上記第２の積層体の第４のフォトレジスト層に対
するエッチング処理によって、上記第４のフォトレジス
ト層から、上記フォトマスクのパターンに応じたパター
ンを有する第１のパターン化フォトレジスト層を形成す
る工程をとる。

次に、上記第２の積層体の光通過制限層に対する、上記
第１のパターン化フォトレジスト層をマスクとするエッ
チング処理によって、上記光通過制限層から、第１のパ
ターン化フォトレジスト層と同じパターンを有するパタ
ーン化光通過制限層を形成する工程をとる。

次に、上記第２の積層体の第３のフォトレジスト層に対
するエッチング処理によって、上記第３のフォトレジス
ト層から、上記フォトマスクのパターンに応じたパター
ンを有する第２のパターン化フォトレジスト層を形成
し、よって、上記第２のパターン化フォトレジスト層
と、上記パターン化光通過制限層と、上記第１のパター
ン化フォトレジスト層とがそれらの順に積層されている
パターン化積層体を形成する工程をとる。

次に、基板上への、上記パターン化積層体をマスクとす
る、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によっ
て、上記基板上に、上記材料でなるパターン化層を形成
する工程をとる。

次に、上記パターン化積層体に対する溶去処理によっ
て、上記パターン化積層体を上記基板上から除去する工
程をとり、よって上記基板上に、上記パターン化層によ
る目的とするパターン化層を得る。

実施例１次に、第１図を伴って、本発明によるパターン化層形成
法の第１の実施例を述べよう。

本発明によるパターン化層形成法の第１の実施例は、次
に述べる順次の工程をとって、目的とするパターン化層
形成法を形成する。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意する
（第１図Ａ）。

しかして、その基板１上に、第３図の場合と同様のフォ
トレジスト層２と、光通過制限層６１と、フォトレジス
ト層２と同じ材料でなるフォトレジスト層６２とがそれ
らの順に積層されている積層体６３を形成する（第１図
Ｂ）。

この場合、光通過制限層６１は、後の露光処理時に用い
る光を通過させるが、その光に対して「１」よりも小さ
い透過率を有する層、または、同様に、後の露光処理時
に用いる光を通過させるが、その光の照射を受けて、そ
の光に対する透過率が低いまたは高い方向に変化する、
例えば光クロニズムを示す染料が導入されている合成樹
脂ポリマでなる層でなる。

次に、積層体６３に対する所望パターンを有する、第３
図で上述したと同様のフォトマスク３を用いた露光処理
によって、積層体６３から、フォトマスク３のパターン
に応じたパターンに露光されたフォトレジスト層２によ
るフォトレジスト層２′と、光通過制限層６１と、フォ
トマスク３のパターンに応じたパターンに露光されたフ
ォトレジスト層６２によるフォトレジスト層６２′とが
それらの順に積層されている積層体６３′を得る（第１
図Ｃ）。

この場合、積層体６３′のフォトレジスト層６２′の露
光されている領域は、光の横広がりのために、斜線図示
のように、フォトマスク３の斜線の施されていない光通
過領域よりも、僅かではあるが、一周り大きな実効面積
を有する。また、フォトレジスト層２′の露光されてい
る領域も、フォトマスク３の斜線の施されていない光通
過領域よりも、僅かではあるが一周り大きな実効面積を
有する。しかしながら、そのフォトレジスト層２′の露
光されている領域は、フォトレジスト層２が、光通過制
限層６１を通じて光の照射を受け、このため、フォトレ
ジスト層６２よりも少ない光量で光の照射を受けるの
で、フォトレジスト層６２′の露光されている領域より
も僅かではあるが、一周り小さな実効面積を有する。

次に、積層体６３′のフォトレジスト層６２′に対する
エッチング処理によって、フォトレジスト層６２′か
ら、フォトマスク３のパターンに応じたパターンを有す
るパターン化フォトレジスト層６２″を形成する（第１
図Ｄ）。

次に、積層体６３′の光通過制限層６１に対する、パタ
ーン化フォトレジスト層６２″をマスクとするエッチン
グ処理によって、光通過制限層６１から、パターン化フ
ォトレジスト層６２″と同じパターンを有するパターン
化光通過制限層６１′を形成する（第１図Ｅ）。

次に、積層体６３′のフォトレジスト層２′に対するエ
ッチング処理によって、フォトレジスト層２′から、フ
ォトマスク３のパターンに応じたパターンを有するパタ
ーン化フォトレジスト層２″を形成し、よって、パター
ン化フォトレジスト層２″と、パターン化光通過制限層
６１′と、パターン化フォトレジスト層６１″とがそれ
らの順に積層されているパターン化積層体６３″を形成
する（第１図Ｆ）。

この場合、積層体６３′のフォトレジスト層２′の露光
されている領域が、フォトレジスト層６２′の露光され
ている領域よりも一周り小さな実効面積を有し、また、
パターン化光通過制限層６１′がパターン化フォトレジ
スト層６２″をマスクとして形成されることから、パタ
ーン化積層体６３″のパターン化フォトレジスト層２″
が、パターン化光通過制限層６１′及びパターン化フォ
トレジスト層６２″の側面よりも僅かに外側に側面を有
するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体６３″をマスク
とする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によ
って、基板１上に、目的とするパターン化層の材料でな
るパターン化層４を、パターン化積層体６３″に比し薄
い厚さを有するが、そのパターン化積層体６３″のパタ
ーン化フォトレジスト層２″の厚さとパターン化光通過
制限層６１′の厚さとの和に比し厚い厚さに、目的とす
るパターン化層として形成する（第１図Ｇ）。

この場合、パターン化層４は、パターン化フォトレジス
ト層２″に対して反転しているパターンを有するパター
ン化層部４ａと、そのパターン化層部４ａ上に形成され
且つパターン化光通過制限層６１′に対して反転してい
るパターンを有するパターン化層部４ｂとからなり、従
って、断面Ｔ字状を有している。

次に、パターン化積層体６３″のパターン化フォトレジ
スト層２″及び６２″に対する溶去処理によって、それ
らのパターン化フォトレジスト層２″及び６２″を溶去
し、よって、それらパターン化フォトレジスト層２″及
び６２″と、それら間のパターン化光通過制限層６１′
とを基板１上から除去し、結局、基板１上から、パター
ン化積層体６３″を除去し、よって、基板１上に、目的
とするパターン化層４が形成されている構成を得る（第
１図Ｈ）。

以上が、本発明によるパターン化層形成法の第１の実施
例である。

このような本発明によるパターン化層形成法によれば、
パターン化層４を形成する工程（第１図Ｇ）において、
そのパターン化層４が、パターン化フォトレジスト層
２″と、パターン化光通過制限層６１′と、パターン化
フォトレジスト層６２″とが積層されている構成を有す
るパターン化積層体６３″をマスクとして、基板１上
に、パターン化積層体６３″に比し薄い厚さを有する
が、パターン化フォトレジスト層２″の厚さと、パター
ン化光通過制限層６１′の厚さとの和よりも厚い厚さに
形成され、一方、パターン化フォトレジスト層６２″を
厚い厚さに形成し得るので、パターン化層４が、パター
ン化フォトレジスト層６３上に形成されるパターン化層
５と連接して形成されるおそれを有さず、このため、パ
ターン化積層体６３″を基板１上から除去して、パター
ン化層４を最終的に得た場合（第１図Ｈ）、そのパター
ン化層４が輪郭の明瞭なパターンを有するものとして得
られる。

また、パターン化層４が、断面Ｔ字状に形成されるの
で、第７図で上述した従来のパターン化層形成法の場合
と同様に、ショットキ接合型電界効果トランジスタのゲ
ート電極層を形成する場合に適用して好適である、など
の特徴を有する。

実施例２次に、第２図を伴って、本発明によるパターン化層形成
法の第２の実施例を述べよう。

すなわち、第３図の場合と同様の基板１を予め用意する
（第２図Ａ）。

しかして、の基板１上に、第１図のフォトレジスト層２
のポジ型とは逆のネガ型を有するフォトレジスト層７１
と、光通過制限層６１と、フォトレジスト層７１と同じ
材料でなるフォトレジスト層７２とがそれらの順に積層
されている積層体７３を形成する（第２図Ｂ）。

この場合、光通過制限層６１は、第１図の場合と同様
に、後の露光処理時に用いる光を通過させるが、その光
に対して１よりも小さい透過率を有する層、または同様
に、後の露光処理時に用いる光を通過させるが、その光
の照射を受けて、その光に対する透過率が低いまたは高
い方向に変化する、例えば光クロニズムを示す染料が導
入されている合成樹脂ポリマでなる層でなる。

次に、積層体６３に対する所望パターンを有する、第３
図で上述したと同様のフォトマスク３を用いた露光処理
によって、積層体６３から、フォトマスク３のパターン
に応じたパターンに露光されたフォトレジスト層７によ
るフォトレジスト層７１′と、光通過制限層６１と、フ
ォトマスク３のパターンに応じたパターンに露光された
フォトレジスト層７２によるフォトレジスト層７２′と
がそれらの順に積層されている積層体７３′を得る（第
２図Ｃ）。

この場合、積層体７３′のフォトレジスト層７２′の露
光されている領域は、光の横広がりのために、斜線図示
のように、フォトマスク３の斜線の施されていない光通
過領域よりも、僅かではあるが、一周り大きな実効面積
を有する。また、フォトレジスト層７１′の露光されて
いる領域も、フォトマスク３の斜線の施されていない光
通過領域よりも、僅かではあるが一周り大きな実効面積
を有する。しかしながら、そのフォトレジスト層７１′
の露光されている領域は、フォトレジスト層７１′が、
光通過制限層６１を通じて光の照射を受け、このため、
フォトレジスト層７２よりも少ない光量で光の照射を受
けるので、フォトレジスト層７２′の露光されている領
域よりも僅かではあるが、一周り小さな実効面積を有す
る。

次に、積層体７３′のフォトレジスト層６２′に対する
エッチング処理によって、フォトレジスト層７２′か
ら、フォトマスク３のパターンの反転したパターンを有
するパターン化フォトレジスト層７２″を形成する（第
２図Ｄ）。

次に、積層体７３′の光通過制限層６１に対する、パタ
ーン化フォトレジスト層７２″をマスクとするエッチン
グ処理によって、光通過制限層６１から、パターン化フ
ォトレジスト層６２″と同じパターンを有するパターン
化光通過制限層６１′を形成する（第２図Ｅ）。

次に、積層体６３′のフォトレジスト層２′に対するエ
ッチング処理によって、フォトレジスト層７１′から、
フォトマスク３のパターンの反転したパターンを有する
パターン化フォトレジスト層７１″を形成し、よって、
パターン化フォトレジスト層７２″と、パターン化光通
過制限層６１′と、パターン化フォトレジスト層７１″
とがそれらの順に積層されているパターン化積層体７
３″を形成する（第２図Ｆ）。

この場合、積層体７３′のフォトレジスト層７１′の露
光されている領域が、フォトレジスト層７２′の露光さ
れている領域よりも一周り小さな実効面積を有し、ま
た、パターン化光通過制限層６１′がパターン化フォト
レジスト層７２″をマスクとして形成されることから、
パターン化積層体７３″のパターン化フォトレジスト層
７１″が、パターン化光通過制限層６１′及びパターン
化フォトレジスト層７２″の側面よりも僅かに内側に側
面を有するものとして形成される。

次に、基板１上への、パターン化積層体６３″をマスク
とする、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によ
って、基板１上に、目的とするパターン化層の材料でな
るパターン化層４を、パターン化フォトレジスト層７
１″に比し薄い厚さに、目的とするパターン化層として
形成する（第２図Ｇ）。

次に、パターン化積層体７３″のパターン化フォトレジ
スト層７１″及び７２″に対する溶去処理によって、そ
れらのパターン化フォトレジスト層７１″及び７２″を
溶去し、よって、それらのパターン化フォトレジスト層
７１″及び７２″と、それら間のパターン化光通過制限
層６１′とを基板１上から除去し、結局、基板１上か
ら、パターン化積層体７３″を除去し、よって、基板１
上に、目的とするパターン化層４が形成されている構成
を得る（第２図Ｈ）。

このような本発明によるパターン化層形成法によれば、
パターン化積層体７３″を、基板１上から、短時間で、
容易に、除去し得るので、パターン化層４を短い時間
で、容易に形成することができる、などの特徴を有す
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるパターン化層形成法の第１の実
施例を示す、順次の工程における略線的断面図である。第２図は、本発明によるパターン化層形成法の第２の実
施例を示す、順次の工程における略線的断面図である。第３図は、従来のパターン化層形成法の一例を示す、順
次の工程における略線的断面図である。第４図は、従来のパターン化層形成法の他の例を示す、
順次の工程における略線的断面図である。第５図は、従来のパターン化層形成法の他の例を示す、
順次の工程における略線的断面図である。第６図は、従来のパターン化層形成法の他の例を示す、
順次の工程における略線的断面図である。第７図は、従来のパターン化層形成法の他の例を示す、
順次の工程における略線的断面図である。１……基板２、２′、６２、６２′７１、７１′、７２、７２′…
…フォトレジスト層３……フォトマスク２″、６２″、７１″、７２″……パターン化フォトレ
ジスト層４……パターン化層６３、６３′、７３、７３′……積層体６３″、７３″……パターン化積層体６１……光通過制限層６１′……パターン化光通過制限層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、第１のフォトレジスト層と、光
通過制限層と、第２のフォトレジスト層とがそれらの順
に積層されている第１の積層体を形成する工程と、上記第１の積層体に対する、所望パターンを有するフォ
トマスクを用いた露光処理によって、第１の積層体か
ら、上記フォトマスクのパターンに応じたパターンに露
光された上記第１のフォトレジスト層による第３のフォ
トレジスト層と、上記光通過制限層と、上記フォトマス
クのパターンに応じたパターンに露光された上記第２の
フォトレジスト層による第４のフォトレジスト層とがそ
れらの順に積層されている第２の積層体を得る工程と、上記第２の積層体の第４のフォトレジスト層に対するエ
ッチング処理によって、上記第４のフォトレジスト層か
ら、上記フォトマスクのパターンに応じたパターンを有
する第１のパターン化フォトレジスト層を形成する工程
と、上記第２の積層体の光通過制限層に対する、上記第１の
パターン化フォトレジスト層をマスクとするエッチング
処理によって、上記光通過制限層から、第１のパターン
化フォトレジスト層と同じパターンを有するパターン化
光通過制限層を形成する工程と、上記第２の積層体の第３のフォトレジスト層に対するエ
ッチング処理によって、上記第３のフォトレジスト層か
ら、上記フォトマスクのパターンに応じたパターンを有
する第２のパターン化フォトレジスト層を形成し、よっ
て、上記第２のパターン化フォトレジスト層と、上記パ
ターン化光通過制限層と、上記第１のパターン化フォト
レジスト層とがそれらの順に積層されているパターン化
積層体を形成する工程と、上記基板上への、上記パターン化積層体をマスクとす
る、目的とするパターン化層の材料の堆積処理によっ
て、上記基板上に、上記材料でなるパターン化層を形成
する工程と、上記パターン化積層体に対する溶去処理によって、上記
パターン化積層体を上記基板上から除去する工程とを有
するパターン化層形成法。