パターンの形成方法
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置を製造する際のパターンの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を微細化するためには、微細なパターンを形成する必要がある。しかし、パターンを形成するためのエッチングにおけるマスク層としては、リソグラフィによってパターニングされたレジストが一般に用いられるので、リソグラフィをそのまま利用するだけでは、パターンの微細度もリソグラフィの解像度の限界によって決定される。
【０００３】そこで、リソグラフィの限界の解像度でパターニングされたレジストを加熱して軟化・変形させることによってレジストの開口部の幅を狭め、この変形させたレジストをマスクにしてエッチングを行うことによって、リソグラフィの限界の解像度よりも狭い間隔のパターンを形成する従来例が考えられている（例えば、特開平４−３６４０２１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例でも、レジストの開口部の幅は狭められるものの、レジストの被覆部の幅が逆に広げられて、エッチングで残される部分の幅が広げられる。このため、ラインアンドスペースのパターンのピッチは変わらず、全体としてはリソグラフィの限界の解像度よりも高い解像度でパターンを形成することができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１のパターンの形成方法は、第１の幅の被覆部と第２の幅の開口部とが同一の方向へ順次に繰り返されている第１のマスク層を下地上に形成する工程と、前記第１のマスク層を軟化・変形させて、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも広い第３の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも狭い第４の幅にする工程と、前記第３の幅の被覆部と前記第４の幅の開口部とを有する前記第１のマスク層をマスクにして、前記下地に対して第１のエッチングを行う工程と、前記第１のエッチングの後に、前記第１のマスク層を侵食して、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも狭い第５の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも広い第６の幅にする工程と、前記侵食の後に、前記開口部から露出している前記下地を覆う第２のマスク層をこの下地に対して自己整合的に形成する工程と、前記第２のマスク層を形成した後に前記第１のマスク層を除去する工程と、前記第１のマスク層を除去した後に、前記第２のマスク層をマスクにして前記下地に対する第２のエッチングを行う工程とを具備することを特徴としている。
【０００６】請求項２のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴としている。
【０００７】請求項３のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴としている。
【０００８】請求項４のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴としている。
【０００９】請求項５のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１０】請求項６のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第２のエッチングの後に前記第２のマスク層を除去する工程と、前記第２のマスク層を除去した後に、前記下地の被エッチング部を絶縁膜で埋める工程と、前記被エッチング部を前記絶縁膜で埋めた後に、前記第１のマスク層の形成から前記第２のエッチングまでとは前記被覆部と前記開口部との繰り返し方向を異ならせて、これら第１のマスク層の形成から第２のエッチングまでを再度行う工程とを具備することを特徴としている。
【００１１】請求項７のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴としている。
【００１２】請求項８のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴としている。
【００１３】請求項９のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１４】請求項１０のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１５】請求項１、２のパターンの形成方法では、第１のマスク層の開口部が当初に有していた第２の幅よりも狭い第４の幅で下地がエッチングされる。また、第１のマスク層の被覆部が当初に有していた第１の幅よりも狭い第５の幅で下地がエッチングされる。従って、第１のマスク層の一つのピッチ内の互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができる。
【００１６】請求項３のパターンの形成方法では、矩形の断面が一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１７】請求項４のパターンの形成方法では、谷状の断面が一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１８】請求項５のパターンの形成方法では、矩形の断面と谷状の断面とが交互に一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１９】請求項６、７のパターンの形成方法では、第１のマスク層の被覆部及び開口部の互いに異なる繰り返し方向の各々のピッチ内における互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができる。
【００２０】請求項８のパターンの形成方法では、矩形の断面が二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２１】請求項９のパターンの形成方法では、谷状の断面が二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２２】請求項１０のパターンの形成方法では、矩形の断面と谷状の断面とが交互に二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、ラインアンドスペースのパターンの形成に適用した本願の発明の第１〜第３実施形態、及びドットのパターンの形成に適用した本願の発明の第４実施形態を、図１〜５を参照しながら説明する。
【００２４】図１、２が、第１実施形態を示している。この第１実施形態では、図１（ａ）に示す様に、Ｓｉ基体１１上に、幅ａの被覆部１２ａと幅ｂの開口部１２ｂとが同一の方向へ順次に繰り返されているレジスト１２を、ｇ線やｉ線やエキシマレーザ等を用いる通常のリソグラフィによって形成する。
【００２５】次に、熱処理でレジスト１２を軟化・変形させることによって、図１（ｂ）に示す様に、被覆部１２ａの幅をｊに広げると共に開口部１２ｂの幅をｋに狭める。そして、レジスト１２をマスクにしてＣＦ4 等のガスでＳｉ基体１１を異方性エッチングすることによって、図１（ｃ）に示す様に、断面が矩形の溝１３をＳｉ基体１１に形成する。
【００２６】次に、レジスト１２を途中まで灰化することによって、図１（ｄ）に示す様に、被覆部１２ａの幅をｌに狭めると共に開口部１２ｂの幅をｍに広げる。その後、図２（ａ）に示す様に、レジスト１２に覆われていないＳｉ基体１１の露出部にのみ、膜厚が１〜３ｎｍ程度の自然酸化膜１４を形成する。
【００２７】なお、自然酸化膜１４を形成する代わりに、レジスト１２が変形しない程度の温度の熱酸化によって、レジスト１２に覆われていないＳｉ基体１１の露出部にのみＳｉＯ2 膜を形成してもよい。その後、図２（ｂ）に示す様に、レジスト１２を除去して、幅がｌの開口部１４ａを自然酸化膜１４に形成する。
【００２８】次に、自然酸化膜１４をマスクにしてＳＦ6 ＋Ｎ2 等のガスでＳｉ基体１１を異方性エッチングすることによって、図２（ｃ）に示す様に、断面が矩形の溝１５をＳｉ基体１１に形成する。そして、図２（ｄ）に示す様に、フッ酸等で自然酸化膜１４を除去して、ラインアンドスペースのパターンをＳｉ基体１１に形成する。
【００２９】図３が、第２実施形態を示している。図３（ａ）は、第１実施形態の図２（ｃ）の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って、断面が谷状の溝１５を形成した場合である。また、図３（ｂ）は、第１実施形態の図１（ｃ）の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って断面が谷状の溝１３を形成した場合であり、図３（ａ）とは半周期だけずれたパターンを得ている。
【００３０】図４が、第３実施形態を示している。この第３実施形態では、第１実施形態の図１（ｃ）及び図２（ｃ）の両方の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って、断面が谷状の溝１３、１５を形成している。
【００３１】図５が、第４実施形態を示している。この第４実施形態でも、図２（ｄ）に示した様に溝１３、１５から成る断面が矩形のパターンをＳｉ基体１１の表面に形成するまでは、上述の第１実施形態と実質的に同様の工程を実行する。しかし、この第４実施形態では、その後、図５（ａ）に示す様に、ＴＥＯＳ等を原料とするＣＶＤ法でＳｉ基体１１上にＳｉＯ2 膜１６を堆積させ、溝１３、１５のみを埋めるまでＳｉＯ2 膜１６を研磨する。
【００３２】そして、今度は、上述の第１実施形態におけるレジスト１２とは被覆部と開口部との繰り返し方向が直交しているレジスト（図示せず）をＳｉ基体１１及びＳｉＯ2 膜１６上でパターニングし、第１実施形態における図１（ａ）〜図２（ｄ）の工程を再び実行する。この結果、図５（ｂ）に示す様に、行列状に並んでいるドットのパターンがＳｉ基体１１から形成される。
【００３３】以上の様な第１〜第４実施形態では、図２（ｄ）からも明らかな様に、リソグラフィによって形成したレジスト１２の当初のピッチａ＋ｂ内に、互いに分離された二つの溝１３、１５を形成することができる。従って、レジスト１２のピッチａ＋ｂがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度でラインアンドスペースやドットを形成することができる。
【００３４】つまり、現状におけるリソグラフィの限界の解像度では例えば０．２μｍ／０．２μｍのラインアンドスペースしか形成することができなくても、０．１μｍ／０．１μｍ程度のラインアンドスペースやドットを形成することができ、２世代先の技術に相当するパターンを容易に得ることができる。
【００３５】なお、図５に示した第４実施形態においても、断面が矩形の溝１３、１５のみならず、図３、４に示した第２及び第３実施形態と同様に、断面が谷状の溝１３、１５を形成してもよい。また、以上の第１〜第４実施形態の何れにおいても、Ｓｉ基体１１を用いているが、Ｓｉ基体１１の代わりに化合物半導体基体等を用いることもできる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１、２のパターンの形成方法では、第１のマスク層の一つのピッチ内の互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができるので、第１のマスク層の半分のピッチを有する線状のパターンを形成することができる。従って、第１のマスク層のピッチがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で線状のパターンを形成することができる。
【００３７】請求項３〜５のパターンの形成方法では、矩形の断面や谷状の断面や矩形の断面と谷状の断面とが交互に一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされるので、矩形や三角形の断面形状を有する線状のパターンをリソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で形成することができる。
【００３８】請求項６、７のパターンの形成方法では、第１のマスク層の被覆部及び開口部の互いに異なる繰り返し方向の各々のピッチ内における互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができるので、第１のマスク層の半分のピッチを有する点状のパターンを形成することができる。従って、第１のマスク層のピッチがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で点状のパターンを形成することができる。
【００３９】請求項８〜１０のパターンの形成方法では、矩形の断面や谷状の断面や矩形の断面と谷状の断面とが交互に二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされるので、矩形や三角形の断面形状を有する点状のパターンをリソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の発明の第１実施形態の前半を工程順に示す側断面図である。
【図２】第１実施形態の後半を工程順に示す側断面図である。
【図３】本願の発明の第２実施形態で形成したパターンの側断面図であり、（ａ）と（ｂ）とは互いに半周期だけずれたパターンである。
【図４】本願の発明の第３実施形態で形成したパターンの側断面図である。
【図５】本願の発明の第４実施形態を示しており、（ａ）は途中の工程における側断面図、（ｂ）は工程終了後における平面図である。
【符号の説明】
１１ Ｓｉ基体（下地）
１２ レジスト（第１のマスク層）
１２ａ 被覆部
１２ｂ 開口部
１４ 自然酸化膜（第２のマスク層）
１６ ＳｉＯ2 膜（絶縁膜）
【０００１】
【発明の属する技術分野】本願の発明は、半導体装置を製造する際のパターンの形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置を微細化するためには、微細なパターンを形成する必要がある。しかし、パターンを形成するためのエッチングにおけるマスク層としては、リソグラフィによってパターニングされたレジストが一般に用いられるので、リソグラフィをそのまま利用するだけでは、パターンの微細度もリソグラフィの解像度の限界によって決定される。
【０００３】そこで、リソグラフィの限界の解像度でパターニングされたレジストを加熱して軟化・変形させることによってレジストの開口部の幅を狭め、この変形させたレジストをマスクにしてエッチングを行うことによって、リソグラフィの限界の解像度よりも狭い間隔のパターンを形成する従来例が考えられている（例えば、特開平４−３６４０２１号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の従来例でも、レジストの開口部の幅は狭められるものの、レジストの被覆部の幅が逆に広げられて、エッチングで残される部分の幅が広げられる。このため、ラインアンドスペースのパターンのピッチは変わらず、全体としてはリソグラフィの限界の解像度よりも高い解像度でパターンを形成することができなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１のパターンの形成方法は、第１の幅の被覆部と第２の幅の開口部とが同一の方向へ順次に繰り返されている第１のマスク層を下地上に形成する工程と、前記第１のマスク層を軟化・変形させて、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも広い第３の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも狭い第４の幅にする工程と、前記第３の幅の被覆部と前記第４の幅の開口部とを有する前記第１のマスク層をマスクにして、前記下地に対して第１のエッチングを行う工程と、前記第１のエッチングの後に、前記第１のマスク層を侵食して、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも狭い第５の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも広い第６の幅にする工程と、前記侵食の後に、前記開口部から露出している前記下地を覆う第２のマスク層をこの下地に対して自己整合的に形成する工程と、前記第２のマスク層を形成した後に前記第１のマスク層を除去する工程と、前記第１のマスク層を除去した後に、前記第２のマスク層をマスクにして前記下地に対する第２のエッチングを行う工程とを具備することを特徴としている。
【０００６】請求項２のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴としている。
【０００７】請求項３のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴としている。
【０００８】請求項４のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴としている。
【０００９】請求項５のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１０】請求項６のパターンの形成方法は、請求項１のパターンの形成方法において、前記第２のエッチングの後に前記第２のマスク層を除去する工程と、前記第２のマスク層を除去した後に、前記下地の被エッチング部を絶縁膜で埋める工程と、前記被エッチング部を前記絶縁膜で埋めた後に、前記第１のマスク層の形成から前記第２のエッチングまでとは前記被覆部と前記開口部との繰り返し方向を異ならせて、これら第１のマスク層の形成から第２のエッチングまでを再度行う工程とを具備することを特徴としている。
【００１１】請求項７のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴としている。
【００１２】請求項８のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴としている。
【００１３】請求項９のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１４】請求項１０のパターンの形成方法は、請求項６のパターンの形成方法において、前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴としている。
【００１５】請求項１、２のパターンの形成方法では、第１のマスク層の開口部が当初に有していた第２の幅よりも狭い第４の幅で下地がエッチングされる。また、第１のマスク層の被覆部が当初に有していた第１の幅よりも狭い第５の幅で下地がエッチングされる。従って、第１のマスク層の一つのピッチ内の互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができる。
【００１６】請求項３のパターンの形成方法では、矩形の断面が一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１７】請求項４のパターンの形成方法では、谷状の断面が一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１８】請求項５のパターンの形成方法では、矩形の断面と谷状の断面とが交互に一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００１９】請求項６、７のパターンの形成方法では、第１のマスク層の被覆部及び開口部の互いに異なる繰り返し方向の各々のピッチ内における互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができる。
【００２０】請求項８のパターンの形成方法では、矩形の断面が二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２１】請求項９のパターンの形成方法では、谷状の断面が二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２２】請求項１０のパターンの形成方法では、矩形の断面と谷状の断面とが交互に二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされる。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、ラインアンドスペースのパターンの形成に適用した本願の発明の第１〜第３実施形態、及びドットのパターンの形成に適用した本願の発明の第４実施形態を、図１〜５を参照しながら説明する。
【００２４】図１、２が、第１実施形態を示している。この第１実施形態では、図１（ａ）に示す様に、Ｓｉ基体１１上に、幅ａの被覆部１２ａと幅ｂの開口部１２ｂとが同一の方向へ順次に繰り返されているレジスト１２を、ｇ線やｉ線やエキシマレーザ等を用いる通常のリソグラフィによって形成する。
【００２５】次に、熱処理でレジスト１２を軟化・変形させることによって、図１（ｂ）に示す様に、被覆部１２ａの幅をｊに広げると共に開口部１２ｂの幅をｋに狭める。そして、レジスト１２をマスクにしてＣＦ4 等のガスでＳｉ基体１１を異方性エッチングすることによって、図１（ｃ）に示す様に、断面が矩形の溝１３をＳｉ基体１１に形成する。
【００２６】次に、レジスト１２を途中まで灰化することによって、図１（ｄ）に示す様に、被覆部１２ａの幅をｌに狭めると共に開口部１２ｂの幅をｍに広げる。その後、図２（ａ）に示す様に、レジスト１２に覆われていないＳｉ基体１１の露出部にのみ、膜厚が１〜３ｎｍ程度の自然酸化膜１４を形成する。
【００２７】なお、自然酸化膜１４を形成する代わりに、レジスト１２が変形しない程度の温度の熱酸化によって、レジスト１２に覆われていないＳｉ基体１１の露出部にのみＳｉＯ2 膜を形成してもよい。その後、図２（ｂ）に示す様に、レジスト１２を除去して、幅がｌの開口部１４ａを自然酸化膜１４に形成する。
【００２８】次に、自然酸化膜１４をマスクにしてＳＦ6 ＋Ｎ2 等のガスでＳｉ基体１１を異方性エッチングすることによって、図２（ｃ）に示す様に、断面が矩形の溝１５をＳｉ基体１１に形成する。そして、図２（ｄ）に示す様に、フッ酸等で自然酸化膜１４を除去して、ラインアンドスペースのパターンをＳｉ基体１１に形成する。
【００２９】図３が、第２実施形態を示している。図３（ａ）は、第１実施形態の図２（ｃ）の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って、断面が谷状の溝１５を形成した場合である。また、図３（ｂ）は、第１実施形態の図１（ｃ）の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って断面が谷状の溝１３を形成した場合であり、図３（ａ）とは半周期だけずれたパターンを得ている。
【００３０】図４が、第３実施形態を示している。この第３実施形態では、第１実施形態の図１（ｃ）及び図２（ｃ）の両方の工程における異方性エッチングの代わりに等方性エッチングを行って、断面が谷状の溝１３、１５を形成している。
【００３１】図５が、第４実施形態を示している。この第４実施形態でも、図２（ｄ）に示した様に溝１３、１５から成る断面が矩形のパターンをＳｉ基体１１の表面に形成するまでは、上述の第１実施形態と実質的に同様の工程を実行する。しかし、この第４実施形態では、その後、図５（ａ）に示す様に、ＴＥＯＳ等を原料とするＣＶＤ法でＳｉ基体１１上にＳｉＯ2 膜１６を堆積させ、溝１３、１５のみを埋めるまでＳｉＯ2 膜１６を研磨する。
【００３２】そして、今度は、上述の第１実施形態におけるレジスト１２とは被覆部と開口部との繰り返し方向が直交しているレジスト（図示せず）をＳｉ基体１１及びＳｉＯ2 膜１６上でパターニングし、第１実施形態における図１（ａ）〜図２（ｄ）の工程を再び実行する。この結果、図５（ｂ）に示す様に、行列状に並んでいるドットのパターンがＳｉ基体１１から形成される。
【００３３】以上の様な第１〜第４実施形態では、図２（ｄ）からも明らかな様に、リソグラフィによって形成したレジスト１２の当初のピッチａ＋ｂ内に、互いに分離された二つの溝１３、１５を形成することができる。従って、レジスト１２のピッチａ＋ｂがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度でラインアンドスペースやドットを形成することができる。
【００３４】つまり、現状におけるリソグラフィの限界の解像度では例えば０．２μｍ／０．２μｍのラインアンドスペースしか形成することができなくても、０．１μｍ／０．１μｍ程度のラインアンドスペースやドットを形成することができ、２世代先の技術に相当するパターンを容易に得ることができる。
【００３５】なお、図５に示した第４実施形態においても、断面が矩形の溝１３、１５のみならず、図３、４に示した第２及び第３実施形態と同様に、断面が谷状の溝１３、１５を形成してもよい。また、以上の第１〜第４実施形態の何れにおいても、Ｓｉ基体１１を用いているが、Ｓｉ基体１１の代わりに化合物半導体基体等を用いることもできる。
【００３６】
【発明の効果】請求項１、２のパターンの形成方法では、第１のマスク層の一つのピッチ内の互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができるので、第１のマスク層の半分のピッチを有する線状のパターンを形成することができる。従って、第１のマスク層のピッチがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で線状のパターンを形成することができる。
【００３７】請求項３〜５のパターンの形成方法では、矩形の断面や谷状の断面や矩形の断面と谷状の断面とが交互に一つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされるので、矩形や三角形の断面形状を有する線状のパターンをリソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で形成することができる。
【００３８】請求項６、７のパターンの形成方法では、第１のマスク層の被覆部及び開口部の互いに異なる繰り返し方向の各々のピッチ内における互いに分離された二つの領域において下地をエッチングすることができるので、第１のマスク層の半分のピッチを有する点状のパターンを形成することができる。従って、第１のマスク層のピッチがリソグラフィの限界の解像度であれば、リソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で点状のパターンを形成することができる。
【００３９】請求項８〜１０のパターンの形成方法では、矩形の断面や谷状の断面や矩形の断面と谷状の断面とが交互に二つの方向に繰り返されているパターンに下地がエッチングされるので、矩形や三角形の断面形状を有する点状のパターンをリソグラフィの限界の解像度の２倍の解像度で形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願の発明の第１実施形態の前半を工程順に示す側断面図である。
【図２】第１実施形態の後半を工程順に示す側断面図である。
【図３】本願の発明の第２実施形態で形成したパターンの側断面図であり、（ａ）と（ｂ）とは互いに半周期だけずれたパターンである。
【図４】本願の発明の第３実施形態で形成したパターンの側断面図である。
【図５】本願の発明の第４実施形態を示しており、（ａ）は途中の工程における側断面図、（ｂ）は工程終了後における平面図である。
【符号の説明】
１１ Ｓｉ基体（下地）
１２ レジスト（第１のマスク層）
１２ａ 被覆部
１２ｂ 開口部
１４ 自然酸化膜（第２のマスク層）
１６ ＳｉＯ2 膜（絶縁膜）
【特許請求の範囲】
【請求項１】 第１の幅の被覆部と第２の幅の開口部とが同一の方向へ順次に繰り返されている第１のマスク層を下地上に形成する工程と、前記第１のマスク層を軟化・変形させて、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも広い第３の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも狭い第４の幅にする工程と、前記第３の幅の被覆部と前記第４の幅の開口部とを有する前記第１のマスク層をマスクにして、前記下地に対して第１のエッチングを行う工程と、前記第１のエッチングの後に、前記第１のマスク層を侵食して、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも狭い第５の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも広い第６の幅にする工程と、前記侵食の後に、前記開口部から露出している前記下地を覆う第２のマスク層をこの下地に対して自己整合的に形成する工程と、前記第２のマスク層を形成した後に前記第１のマスク層を除去する工程と、前記第１のマスク層を除去した後に、前記第２のマスク層をマスクにして前記下地に対する第２のエッチングを行う工程とを具備することを特徴とするパターンの形成方法。
【請求項２】 レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項３】 前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項４】 前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項５】 前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項６】 前記第２のエッチングの後に前記第２のマスク層を除去する工程と、前記第２のマスク層を除去した後に、前記下地の被エッチング部を絶縁膜で埋める工程と、前記被エッチング部を前記絶縁膜で埋めた後に、前記第１のマスク層の形成から前記第２のエッチングまでとは前記被覆部と前記開口部との繰り返し方向を異ならせて、これら第１のマスク層の形成から第２のエッチングまでを再度行う工程とを具備することを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項７】 レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項８】 前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項９】 前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項１０】 前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項１】 第１の幅の被覆部と第２の幅の開口部とが同一の方向へ順次に繰り返されている第１のマスク層を下地上に形成する工程と、前記第１のマスク層を軟化・変形させて、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも広い第３の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも狭い第４の幅にする工程と、前記第３の幅の被覆部と前記第４の幅の開口部とを有する前記第１のマスク層をマスクにして、前記下地に対して第１のエッチングを行う工程と、前記第１のエッチングの後に、前記第１のマスク層を侵食して、前記被覆部の幅を前記第１の幅よりも狭い第５の幅にすると共に、前記開口部の幅を前記第２の幅よりも広い第６の幅にする工程と、前記侵食の後に、前記開口部から露出している前記下地を覆う第２のマスク層をこの下地に対して自己整合的に形成する工程と、前記第２のマスク層を形成した後に前記第１のマスク層を除去する工程と、前記第１のマスク層を除去した後に、前記第２のマスク層をマスクにして前記下地に対する第２のエッチングを行う工程とを具備することを特徴とするパターンの形成方法。
【請求項２】 レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項３】 前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項４】 前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項５】 前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項６】 前記第２のエッチングの後に前記第２のマスク層を除去する工程と、前記第２のマスク層を除去した後に、前記下地の被エッチング部を絶縁膜で埋める工程と、前記被エッチング部を前記絶縁膜で埋めた後に、前記第１のマスク層の形成から前記第２のエッチングまでとは前記被覆部と前記開口部との繰り返し方向を異ならせて、これら第１のマスク層の形成から第２のエッチングまでを再度行う工程とを具備することを特徴とする請求項１記載のパターンの形成方法。
【請求項７】 レジストを前記第１のマスク層として用い、前記下地の露出部を酸化させて形成した酸化膜を前記第２のマスク層として用いることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項８】 前記第１及び第２のエッチングが等方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項９】 前記第１及び第２のエッチングが異方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【請求項１０】 前記第１及び第２のエッチングの一方が等方性エッチングであり、他方が異方性エッチングであることを特徴とする請求項６記載のパターンの形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【特許番号】特許第３３９３２８６号（Ｐ３３９３２８６）
【登録日】平成１５年１月３１日（２００３．１．３１）
【発行日】平成１５年４月７日（２００３．４．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願平８−１２２１７９
【出願日】平成８年４月１９日（１９９６．４．１９）
【公開番号】特開平９−１３４８７４
【公開日】平成９年５月２０日（１９９７．５．２０）
【審査請求日】平成１３年６月５日（２００１．６．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【参考文献】
【文献】特開 平１−３０７２２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−３６４０２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平７−３２１２２５（ＪＰ，Ａ）
【登録日】平成１５年１月３１日（２００３．１．３１）
【発行日】平成１５年４月７日（２００３．４．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成８年４月１９日（１９９６．４．１９）
【公開番号】特開平９−１３４８７４
【公開日】平成９年５月２０日（１９９７．５．２０）
【審査請求日】平成１３年６月５日（２００１．６．５）
【出願人】（０００００２１８５）ソニー株式会社 (34,172)
【参考文献】
【文献】特開 平１−３０７２２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平４−３６４０２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開 平７−３２１２２５（ＪＰ，Ａ）
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