JP2003151876A - Lithography method and machining method - Google Patents
Lithography method and machining methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、レジストのパター
ニング方法及びレジストをマスクとした加工方法に関す
る。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a resist patterning method and a processing method using a resist as a mask.
【０００２】[0002]
【従来の技術】半導体集積回路の微細化が進むにつれ、
集積回路の最小パターンをサブミクロン以下とする要請
が高くなり、それに伴い、エッチングのマスクとなるレ
ジストパターンも微細なものを形成する必要がある。し
かしながら、このような微細なレジストパターンを倒壊
することなく形成するには、レジスト膜厚の更なる薄膜
化が必要であるが、レジスト膜厚を薄くするほどエッチ
ングマスクとしての機能の低下を招くことになる。2. Description of the Related Art As semiconductor integrated circuits become finer,
There is an increasing demand for the minimum pattern of the integrated circuit to be submicron or less, and accordingly, it is necessary to form a fine resist pattern serving as an etching mask. However, in order to form such a fine resist pattern without collapsing, it is necessary to further reduce the resist film thickness, but the thinner the resist film, the lower the function as an etching mask. become.
【０００３】従って、薄膜レジストのエッチングマスク
機能を向上するためには、レジスト自体のドライエッチ
ング耐性を向上させることが必要である。そこで、パタ
ーニング後のレジストに電子線を照射または貫通させる
ことで、レジストの化学結合を分解し、または架橋反応
を促進させてレジストを焼成する方法がある。この方法
により、レジストのドライエッチング耐性が向上するこ
とが判っている。Therefore, in order to improve the etching mask function of the thin film resist, it is necessary to improve the dry etching resistance of the resist itself. Therefore, there is a method of irradiating or penetrating the patterned resist with an electron beam to decompose the chemical bond of the resist or accelerate the crosslinking reaction to bake the resist. It has been found that this method improves the dry etching resistance of the resist.
【０００４】上記のレジスト改質に用いられる電子線照
射装置は、様々なレジスト膜厚の対して照射できるよう
に電子線の加速電圧を変えることが可能である。レジス
トヘの照射方法としては、所定のレジスト膜厚を電子が
貫通するのに十分な加速電圧で照射する単一加速電圧照
射方法と、ある膜厚のレジストに対して均一に電子を照
射させるために、加速電圧を変える均一加速電圧照射方
法がある。この均一加速電圧照射方法は、先ず、所定膜
厚のレジストを貫通するような条件の加速電圧でレジス
ト底部に一定量の電子線を照射した後、徐々に加速電圧
を下げることにより、レジストの表面部分への照射を行
ってレジスト全体に均一に電子線を照射する手法であ
る。このとき、電子線が如何なる加速電圧で如何なる程
度のレジスト膜厚中（深さ方向）に到達するかは、予め
シミュレーション結果を用いて予測している。The electron beam irradiation apparatus used for the above resist modification can change the accelerating voltage of the electron beam so that irradiation can be performed for various resist film thicknesses. As a method of irradiating a resist, a single accelerating voltage irradiation method of irradiating a predetermined resist film thickness with an accelerating voltage sufficient to penetrate electrons and a method of uniformly irradiating a resist of a certain film thickness with electrons There is a uniform acceleration voltage irradiation method that changes the acceleration voltage. This uniform accelerating voltage irradiation method is such that first, a certain amount of electron beam is irradiated to the bottom of the resist at an accelerating voltage under the condition that a resist having a predetermined film thickness is penetrated, and then the accelerating voltage is gradually lowered This is a method of irradiating a part to uniformly irradiate the entire resist with an electron beam. At this time, what kind of accelerating voltage the electron beam reaches at what degree in the resist film thickness (depth direction) is predicted in advance by using simulation results.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、パター
ニング後のレジストのドライエッチング耐性を向上させ
るために、所定の加速電圧を例えば５ｋＶ、照射量を例
えば３ｍＣ／ｃｍ2に調節した電子線をレジスト中に照
射すると、レジストの化学結合を分解または架橋反応が
促進され、レジストの化学結合が変化する反面、分解さ
れたレジストの一部は飛散することによりレジストの体
積変化も同時に起こることが判っている。このため、照
射前のレジスト形状に変形（例えば順テーパ形状）が生
じることになる。この現象は、一定の加速電圧で照射す
る単一加速電圧照射方法の場合に限らず、初めに高加速
電圧で電子線を照射した後、徐々に低加速電圧で照射
し、所定のレジスト膜厚に均一に照射する均一加速電圧
照射方法でも起こる。However, in order to improve the dry etching resistance of the resist after patterning, an electron beam having a predetermined acceleration voltage adjusted to 5 kV and an irradiation dose adjusted to 3 mC / cm 2 is applied to the resist. It is known that irradiation causes the chemical bond of the resist to be decomposed or the cross-linking reaction to be promoted, and the chemical bond of the resist to be changed, while a part of the decomposed resist is scattered to cause a volume change of the resist at the same time. Therefore, the resist shape before irradiation is deformed (for example, a forward taper shape). This phenomenon is not limited to the single acceleration voltage irradiation method of irradiating with a constant accelerating voltage, but the electron beam is first irradiated with a high accelerating voltage and then gradually with a low accelerating voltage to obtain a predetermined resist film It also occurs in a uniform accelerating voltage irradiation method that uniformly irradiates the surface.
【０００６】以上のように、電子線照射によるレジスト
のパターン変形は、その後のエッチング工程における被
加工膜（例えば、コンタクトホールが形成される酸化
膜）のパターン転写精度を低下させる原因になる。更
に、電子線照射そのものにより露光後のパターン寸法が
変わってしまい、その後のエッチングにおいて目的の寸
法のパターンを形成できなくなる。As described above, the pattern deformation of the resist due to the electron beam irradiation causes a decrease in the pattern transfer accuracy of the film to be processed (for example, the oxide film in which the contact hole is formed) in the subsequent etching process. Further, the electron beam irradiation itself changes the pattern size after exposure, and it becomes impossible to form a pattern having a target size in the subsequent etching.
【０００７】そこで本発明は、レジスト膜のパターン変
形を殆ど生ぜしめることなく、電子線照射によりパター
ニング後のレジスト膜を改質し、レジスト膜の薄膜化を
達成して更なる微細加工を行うことを可能とするリソグ
ラフィー方法及び当該レジスト膜を用いて被加工膜を正
確且つ容易に所望の微細エッチング加工することが可能
となる加工方法を提供することを目的とする。Therefore, according to the present invention, the resist film after patterning is modified by electron beam irradiation to cause a thinning of the resist film, and further fine processing is performed, with almost no pattern deformation of the resist film. It is an object of the present invention to provide a lithographic method that enables the above, and a processing method that enables accurate and easy fine etching processing of a film to be processed using the resist film.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明者は、レジスト膜
に電子線照射を行った際に、レジスト膜にパターン変形
が生じる原因を以下の２つであることを見出した。The present inventor has found that there are two causes of pattern deformation of a resist film when the resist film is irradiated with an electron beam.
【０００９】１つは、ある膜厚のレジストにおいて、そ
の表面部分を通過する電子線の量が、その底面部分を通
過する電子線の量より多いため、相対的にレジスト改質
の程度に差が生じることである。もう１つは、レジスト
表面部分は完全に改質されていないため、同時に分解さ
れたレジストの一部が容易にレジスト表面から飛散して
ゆき、相対的にレジスト上部の体積変化が多くなること
である。One is that, in a resist having a certain film thickness, the amount of electron beams passing through the surface portion thereof is larger than the amount of electron beams passing through the bottom portion thereof, so that there is a relative difference in the degree of resist modification. Is to occur. Second, since the resist surface is not completely modified, a part of the resist decomposed at the same time easily scatters from the resist surface, and the volume change of the resist top relatively increases. is there.
【００１０】このようなパターン変形の原因に鑑み、本
発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に
想到した。In view of the cause of such pattern deformation, the inventor of the present invention, as a result of diligent studies, has come up with various aspects of the invention described below.
【００１１】本発明のリソグラフィー方法は、レジスト
膜を塗布形成する工程と、前記レジスト膜を所定形状に
パターニングする工程と、パターニング後の前記レジス
ト膜に電子線を照射し、当該レジスト膜を改質する工程
とを含み、前記レジスト膜を改質する工程は、低い加速
電圧で電子線照射量を１００μＣ／ｃｍ2以上として前
記電子線照射を行い、前記レジスト膜の表層のみを改質
する第１のステップと、加速電圧を徐々に高く設定した
１段階または多段階の前記電子線照射を行い、前記レジ
スト膜の全体を改質する第２のステップとを含む。The lithographic method of the present invention comprises the steps of coating and forming a resist film, patterning the resist film into a predetermined shape, and irradiating the patterned resist film with an electron beam to modify the resist film. And a step of modifying the resist film, wherein the electron beam irradiation is performed at a low acceleration voltage with an electron beam irradiation amount of 100 μC / cm 2 or more, and only the surface layer of the resist film is modified. And the second step of modifying the entire resist film by performing the one-step or multi-step electron beam irradiation in which the acceleration voltage is set gradually higher.
【００１２】本発明の加工方法は、前記リソグラフィー
方法の各工程と、前記レジスト膜をマスクとして、前記
被加工膜を所定形状に倣った形状にエッチングする工程
とを含む。The processing method of the present invention includes the steps of the lithography method, and the step of etching the film to be processed into a shape following a predetermined shape using the resist film as a mask.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な諸
実施形態について説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments to which the present invention is applied will be described below.
【００１４】（実施形態１）本実施形態では、レジスト
膜に０．１５μｍ径のコンタクトホールパターンを形成
する場合について例示する。(Embodiment 1) In this embodiment, a case where a contact hole pattern having a diameter of 0.15 μm is formed in a resist film will be exemplified.
【００１５】図１は、本実施形態によるリソグラフィー
方法及びエッチング方法を示す概略断面図であり、図２
は、比較対照として従来の単一加速電圧照射法を用いた
リソグラフィー方法及びエッチング方法を示す概略断面
図である。サンプルとなるレジストは、１９３ｎｍの波
長の光で感光するレジスト（商品名PAR-700：住友化学
社製）であり、ここではＡｒＦエキシマレーザ光を用い
て当該レジストを感光させ、０．１５μｍ径のコンタク
トホールパターンを形成して評価を行った。FIG. 1 is a schematic sectional view showing a lithography method and an etching method according to the present embodiment.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a lithography method and an etching method using a conventional single accelerating voltage irradiation method for comparison. The resist used as a sample is a resist (trade name PAR-700: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) that is exposed to light having a wavelength of 193 nm. Here, the resist is exposed to light using ArF excimer laser light and has a diameter of 0.15 μm. A contact hole pattern was formed and evaluated.
【００１６】本実施形態では、先ず図１（ａ）に示すよ
うに、被加工膜であるシリコン酸化膜１上にレジスト材
料を塗布してレジスト膜２を形成し、フォトリソグラフ
ィーによりこれを加工してコンタクトホールパターン３
を形成する。具体的には、上記のレジスト材料により、
膜厚３９０ｎｍにレジスト膜２を形成し、０．１５μｍ
径にコンタクトホールパターン３を形成した。In the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, a resist material is applied onto a silicon oxide film 1 which is a film to be processed to form a resist film 2, and the resist film 2 is processed by photolithography. Contact hole pattern 3
To form. Specifically, with the above resist material,
Resist film 2 is formed to a film thickness of 390 nm, and the thickness is 0.15 μm.
A contact hole pattern 3 was formed on the diameter.
【００１７】続いて、レジスト膜２の膜質改善のため、
レジスト膜２に対して多段階（ここでは２段階）に電子
線を照射する。先ず、レジスト膜２の表層のみに電子線
が到達するように、低い加速電圧、ここでは１ｋＶで電
流値を１２ｍＡ、電子線照射量を１００μＣ／ｃｍ2と
して電子線照射を行い、レジスト膜２の表層のみを改質
する（ステップ１）。Next, in order to improve the quality of the resist film 2,
The resist film 2 is irradiated with electron beams in multiple stages (here, two stages). First, as the electron beam only in the surface layer of the resist film 2 reaches a low accelerating voltage, here performs electron beam irradiation 12mA current values at 1 kV, the electron beam irradiation amount as 100 .mu.C / cm 2, the resist film 2 Only the surface layer is modified (step 1).
【００１８】続いて、図１（ｂ）に示すように、表層４
のみが改質されたレジスト膜２に、ステップ１よりも加
速電圧を高く、ここでは５ｋＶとし、電流値を１２ｍ
Ａ、電子線照射量を２．９ｍＣ／ｃｍ2に設定して電子
線照射を行い、レジスト膜２の全体を改質する（ステッ
プ２）。Subsequently, as shown in FIG. 1B, the surface layer 4
For the resist film 2 with only the modification, the acceleration voltage is higher than that in step 1, and here, it is 5 kV and the current value is 12 m.
A, electron beam irradiation is performed with the electron beam irradiation amount set to 2.9 mC / cm 2, and the entire resist film 2 is modified (step 2).
【００１９】他方、比較対照では、図２（ａ）に示すよ
うに、図１（ａ）と同様に、シリコン酸化膜１０１上に
膜厚３９０ｎｍにレジスト膜１０２を形成し、０．１５
μｍ径にコンタクトホールパターン１０３を形成した
後、レジスト膜１０２の膜質改善のため、レジスト膜１
０２に電子線を照射した。この電子線照射の条件は、加
速電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を３
ｍＣ／ｃｍ2とした。On the other hand, for comparison and contrast, as shown in FIG. 2A, a resist film 102 having a film thickness of 390 nm was formed on the silicon oxide film 101 as shown in FIG.
After forming the contact hole pattern 103 with a diameter of μm, in order to improve the quality of the resist film 102, the resist film 1
02 was irradiated with an electron beam. The conditions for this electron beam irradiation are: an acceleration voltage of 5 kV, a current value of 12 mA, and an electron beam irradiation amount of 3
It was set to mC / cm 2 .
【００２０】本実施形態における電子線照射の結果、図
１（ｃ）に示すように、パターン変形をコンタクトホー
ルパターン３の広がりで１０ｎｍ程度に抑えることがで
きた。As a result of electron beam irradiation in this embodiment, as shown in FIG. 1C, the pattern deformation could be suppressed to about 10 nm by the spread of the contact hole pattern 3.
【００２１】コンタクトホールパターンの変形度合いの
影響は、パターニング後のホール径、エッチングにより
形成するコンタクトホールの深さによって異なるが、こ
こで用いた０．１５μｍ径のパターンでは許容されるホ
ールの広がりは１０ｎｍ程度と考えられる。The influence of the degree of deformation of the contact hole pattern depends on the hole diameter after patterning and the depth of the contact hole formed by etching. The 0.15 μm diameter pattern used here has an allowable spread of holes. It is considered to be about 10 nm.
【００２２】コンタクトホールパターンの広がりの許容
範囲を１０ｎｍ程度とした根拠は、後のエッチング工程
によって転写されるコンタクトホールの深さが７００ｎ
ｍ程度と想定し、そのエッチングによるコンタクトホー
ルの広がりがあるため、マスクとなるレジストの電子線
照射によるコンタクトホールの広がりは１０ｎｍ程度に
抑える必要がある、ということにある。The reason why the allowable range of the spread of the contact hole pattern is about 10 nm is that the depth of the contact hole transferred in the subsequent etching process is 700 n.
Since it is assumed that the contact hole is widened by the etching, it is necessary to suppress the spread of the contact hole due to the electron beam irradiation of the resist serving as the mask to about 10 nm.
【００２３】これに対して比較対照では、図２（ｂ）に
示すように、電子線照射後のコンタクトホールパターン
１０３は順テーパ形状に変形し、その変化量は図中に示
すコンタクトホールパターンの広がりで１５ｎｍ程度に
なった。On the other hand, in comparison and contrast, as shown in FIG. 2B, the contact hole pattern 103 after electron beam irradiation is deformed into a forward taper shape, and the change amount thereof is the same as that of the contact hole pattern shown in the drawing. The width became about 15 nm.
【００２４】このように、本実施形態によるリソグラフ
ィー方法によれば、０．１５μｍ径のコンタクトホール
パターンを１０ｎｍ程度の広がり（変形度合い）に抑え
てレジスト改質を行うことが可能となり、レジスト膜の
薄膜化を達成して更なる微細加工を行うことができる。As described above, according to the lithography method of the present embodiment, it becomes possible to perform resist modification while suppressing the contact hole pattern having a diameter of 0.15 μm to the extent (deformation degree) of about 10 nm. A thin film can be achieved and further fine processing can be performed.
【００２５】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターン３を有するレジスト膜２をマスクとし
て、シリコン酸化膜１をドライエッチングしたところ、
図１（ｄ）に示すように、コンタクトホールパターン３
に倣い、パターンの広がりが抑えられた所望のコンタク
トホール５を形成することができた。Then, when the silicon oxide film 1 is dry-etched using the resist film 2 having the contact hole pattern 3 formed in this embodiment as a mask,
As shown in FIG. 1D, the contact hole pattern 3
As a result, it was possible to form a desired contact hole 5 in which the spread of the pattern was suppressed.
【００２６】（実施形態２）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における加速電圧
を減少させた。具体的には、ステップ１において、加速
電圧を０．３ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を
１００μＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加
速電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を
２．８ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥ
Ｍにより観察した。(Embodiment 2) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the acceleration voltage in Step 1 is reduced. Specifically, in step 1, the acceleration voltage is 0.3 kV, the current value is 12 mA, the electron beam irradiation amount is 100 μC / cm 2, and in the next step 2, the acceleration voltage is 5 kV, the current value is 12 mA, and the electron beam is 12 mA. When the irradiation amount is 2.8 mC / cm 2 , the degree of pattern deformation is SE
Observed by M.
【００２７】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは３ｎｍ程度となり、ステップ１の加速電圧を減少
させることにより、パターン変形を更に抑制することが
可能であることが判った。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 3 nm, and it was found that the pattern deformation can be further suppressed by reducing the acceleration voltage in step 1.
【００２８】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film is dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in the present embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread is suppressed is formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００２９】（実施形態３）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を２
００μＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速
電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２．
８ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭに
より観察した。(Embodiment 3) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation dose in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation 2
And 00μC / cm 2, in a next step 2, the acceleration voltage 5 kV, 12 mA of current, the electron beam dose 2.
The degree of pattern deformation was observed by SEM at 8 mC / cm 2 .
【００３０】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは実施形態１と同様に１０ｎｍ程度であり、パター
ン変形を抑制することが可能であることが判った。As a result, it was found that the spread of the contact hole pattern is about 10 nm as in the first embodiment, and the pattern deformation can be suppressed.
【００３１】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in this embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００３２】（実施形態４）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を３
００μＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速
電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２．
７ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭに
より観察した。(Embodiment 4) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation amount 3
And 00μC / cm 2, in a next step 2, the acceleration voltage 5 kV, 12 mA of current, the electron beam dose 2.
The degree of pattern deformation was observed by SEM at 7 mC / cm 2 .
【００３３】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは７ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 7 nm, and it was possible to further suppress the pattern deformation by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００３４】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film is dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in this embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread is suppressed is formed in accordance with the contact hole pattern. We were able to.
【００３５】（実施形態５）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を６
００μＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速
電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２．
４ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭに
より観察した。(Embodiment 5) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation amount 6
And 00μC / cm 2, in a next step 2, the acceleration voltage 5 kV, 12 mA of current, the electron beam dose 2.
The degree of pattern deformation was observed by SEM at 4 mC / cm 2 .
【００３６】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは７ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 7 nm, and it was possible to further suppress the pattern deformation by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００３７】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in this embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００３８】（実施形態６）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を８
００μＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速
電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２．
２ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭに
より観察した。(Embodiment 6) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 was used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 was increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation amount 8
And 00μC / cm 2, in a next step 2, the acceleration voltage 5 kV, 12 mA of current, the electron beam dose 2.
The degree of pattern deformation was observed by SEM at 2 mC / cm 2 .
【００３９】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは７ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 7 nm, and the pattern deformation could be further suppressed by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００４０】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in the present embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００４１】（実施形態７）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を１
ｍＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速電圧
を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２ｍＣ／
ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭにより観察
した。(Embodiment 7) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation dose in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation amount 1
mC / cm 2 , in the next step 2, the acceleration voltage was 5 kV, the current value was 12 mA, and the electron beam irradiation amount was 2 mC / cm 2.
In cm 2 , the degree of pattern deformation was observed by SEM.
【００４２】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは５ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 5 nm, and it was possible to further suppress the pattern deformation by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００４３】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in the present embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００４４】（実施形態８）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を
１．５ｍＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加
速電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２
ｍＣ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭによ
り観察した。(Embodiment 8) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
The acceleration voltage is 1 kV, the current value is 3 mA, the electron beam irradiation amount is 1.5 mC / cm 2, and in the next step 2, the acceleration voltage is 5 kV, the current value is 12 mA, and the electron beam irradiation amount is 2
The degree of pattern deformation was observed by SEM as mC / cm 2 .
【００４５】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは５ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 5 nm, and the pattern deformation could be further suppressed by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００４６】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in this embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００４７】（実施形態９）本実施形態では、実施形態
１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線照
射量を増加させた。具体的には、ステップ１において、
加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を２
ｍＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速電圧
を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２ｍＣ／
ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭにより観察
した。(Embodiment 9) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 is increased. Specifically, in step 1,
Accelerating voltage 1kV, current value 3mA, electron beam irradiation 2
mC / cm 2 , in the next step 2, the acceleration voltage was 5 kV, the current value was 12 mA, and the electron beam irradiation amount was 2 mC / cm 2.
In cm 2 , the degree of pattern deformation was observed by SEM.
【００４８】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは５ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 5 nm, and the pattern deformation could be further suppressed by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００４９】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film is dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in the present embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread is suppressed is formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００５０】（実施形態１０）本実施形態では、実施形
態１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線
照射量を増加させた。具体的には、ステップ１におい
て、加速電圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量
を３ｍＣ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速
電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２ｍ
Ｃ／ｃｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭにより
観察した。(Embodiment 10) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 is used, and the electron beam irradiation amount in Step 1 is increased. Specifically, in step 1, the acceleration voltage is 1 kV, the current value is 3 mA, the electron beam irradiation amount is 3 mC / cm 2, and in the next step 2, the acceleration voltage is 5 kV, the current value is 12 mA, and the electron beam irradiation amount is 2m
The degree of pattern deformation was observed by SEM as C / cm 2 .
【００５１】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは５ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量を
増加させることにより、パターン変形を更に抑制するこ
とができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 5 nm, and the pattern deformation could be further suppressed by increasing the electron beam irradiation amount in step 1.
【００５２】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film was dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in this embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread was suppressed was formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００５３】（実施形態１１）本実施形態では、実施形
態１と同じサンプルを用い、ステップ１における電子線
照射量を増加させるとともに、加速電圧を増加させた。
具体的には、ステップ１において、加速電圧を２ｋＶ、
電流値を３ｍＡ、電子線照射量を１ｍＣ／ｃｍ2とし、
次のステップ２において、加速電圧を５ｋＶ、電流値を
１２ｍＡ、電子線照射量を２ｍＣ／ｃｍ2として、パタ
ーン変形の程度をＳＥＭにより観察した。(Embodiment 11) In this embodiment, the same sample as in Embodiment 1 was used, and the electron beam irradiation amount in step 1 was increased and the acceleration voltage was increased.
Specifically, in step 1, the acceleration voltage is 2 kV,
The current value is 3 mA, the electron beam irradiation amount is 1 mC / cm 2 ,
In step 2, the acceleration voltage was 5 kV, the current value was 12 mA, the electron beam irradiation amount was 2 mC / cm 2 , and the degree of pattern deformation was observed by SEM.
【００５４】その結果、コンタクトホールパターンの広
がりは１０ｎｍ程度であり、ステップ１の電子線照射量
を増加させれば、加速電圧が２ｋＶと若干高めでも、パ
ターン変形を抑制することができた。As a result, the spread of the contact hole pattern was about 10 nm, and if the electron beam irradiation amount in step 1 was increased, the pattern deformation could be suppressed even if the acceleration voltage was slightly increased to 2 kV.
【００５５】そして、本実施形態で形成したコンタクト
ホールパターンを有するレジスト膜をマスクとして、シ
リコン酸化膜をドライエッチングしたところ、コンタク
トホールパターンに倣い、パターンの広がりが抑えられ
た所望のコンタクトホールを形成することができた。Then, when the silicon oxide film is dry-etched using the resist film having the contact hole pattern formed in the present embodiment as a mask, a desired contact hole whose pattern spread is suppressed is formed following the contact hole pattern. We were able to.
【００５６】（実施形態１２）本実施形態では、レジス
ト膜に０．１５μｍ幅の孤立した溝パターンを形成する
場合について例示する。(Embodiment 12) In this embodiment, the case where an isolated groove pattern having a width of 0.15 μm is formed in a resist film will be exemplified.
【００５７】図３は、本実施形態によるリソグラフィー
方法及びエッチング方法を示す概略断面図であり、図４
は、比較対照として従来の単一加速電圧照射法を用いた
リソグラフィー方法及びエッチング方法を示す概略断面
図である。サンプルとなるレジストは、１９３ｎｍの波
長の光で感光するレジスト（商品名PAR-700：住友化学
社製）であり、ここではＡｒＦエキシマレーザ光を用い
て当該レジストを感光させ、０．１５μｍ幅の孤立した
溝パターンを形成して評価を行った。FIG. 3 is a schematic sectional view showing the lithography method and the etching method according to the present embodiment, and FIG.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing a lithography method and an etching method using a conventional single accelerating voltage irradiation method for comparison. The resist used as a sample is a resist (trade name PAR-700: manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) that is exposed to light having a wavelength of 193 nm. Here, the resist is exposed to light using ArF excimer laser light and has a width of 0.15 μm. An isolated groove pattern was formed and evaluated.
【００５８】本実施形態では、先ず図３（ａ）に示すよ
うに、被加工膜であるシリコン酸化膜１１上にレジスト
材料を塗布してレジスト膜１２を形成し、フォトリソグ
ラフィーによりこれを加工して孤立した溝パターン１３
を形成する。具体的には、上記のレジスト材料により、
膜厚３９０ｎｍ程度にレジスト膜１２を形成し、０．１
５μｍ幅に溝パターン１３を形成した。In this embodiment, first, as shown in FIG. 3A, a resist material is applied on the silicon oxide film 11 to be processed to form a resist film 12, and the resist film 12 is processed by photolithography. And isolated groove pattern 13
To form. Specifically, with the above resist material,
The resist film 12 is formed to a film thickness of about 390 nm and
The groove pattern 13 was formed in a width of 5 μm.
【００５９】続いて、レジスト膜１２の膜質改善のた
め、レジスト膜１２に多段階（ここでは２段階）に電子
線を照射する。先ず、レジスト膜１２の表層のみに電子
線が到達するように、低い加速電圧、ここでは１ｋＶで
電流値を３ｍＡ、電子線照射量を１ｍＣ／ｃｍ2として
電子線照射を行い、レジスト膜１２の表層のみを改質す
る（ステップ１）。Subsequently, in order to improve the quality of the resist film 12, the resist film 12 is irradiated with electron beams in multiple steps (here, two steps). First, the electron beam irradiation is performed so that the electron beam reaches only the surface layer of the resist film 12 at a low acceleration voltage, here 1 kV, a current value of 3 mA, and an electron beam irradiation amount of 1 mC / cm 2 . Only the surface layer is modified (step 1).
【００６０】続いて、図３（ｂ）に示すように、表層１
４のみが改質されたレジスト膜１２に、ステップ１より
も加速電圧を高く、ここでは５ｋＶとし、電流値を１２
ｍＡ、電子線照射量を２ｍＣ／ｃｍ2に設定して電子線
照射を行い、レジスト膜１２の全体を改質する（ステッ
プ２）。Subsequently, as shown in FIG. 3B, the surface layer 1
In the resist film 12 in which only 4 is modified, the acceleration voltage is higher than in step 1 and is 5 kV here, and the current value is 12
The electron beam irradiation is performed with the mA and the electron beam irradiation amount set to 2 mC / cm 2 to modify the entire resist film 12 (step 2).
【００６１】他方、比較対照では、図４（ａ）に示すよ
うに、図３（ａ）と同様に、シリコン酸化膜１１１上に
膜厚３９０ｎｍ程度にレジスト膜１１２を形成し、０．
１５μｍ径に孤立した溝パターン１１３を形成した後、
レジスト膜１１２の膜質改善のため、レジスト膜１１２
に電子線を照射した。この電子線照射の条件は、加速電
圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を３ｍＣ
／ｃｍ2とした。On the other hand, in the comparison and contrast, as shown in FIG. 4A, a resist film 112 having a film thickness of about 390 nm was formed on the silicon oxide film 111 as in FIG.
After forming an isolated groove pattern 113 having a diameter of 15 μm,
In order to improve the quality of the resist film 112, the resist film 112
Was irradiated with an electron beam. The conditions of this electron beam irradiation are: acceleration voltage 5 kV, current value 12 mA, electron beam irradiation amount 3 mC.
/ Cm 2 .
【００６２】本実施形態における電子線照射の結果、図
３（ｃ）に示すように、パターン変形を示す溝パターン
１３の広がりを抑えることができた。As a result of the electron beam irradiation in this embodiment, as shown in FIG. 3C, the spread of the groove pattern 13 showing the pattern deformation could be suppressed.
【００６３】これに対して比較対照では、図２（ｂ）に
示すように、電子線照射後の溝パターン１１３は順テー
パ形状に変形し、溝パターン１３の広がりを抑えること
ができなかった。On the other hand, in the comparison and contrast, as shown in FIG. 2B, the groove pattern 113 after electron beam irradiation was deformed into a forward taper shape, and the spread of the groove pattern 13 could not be suppressed.
【００６４】このように、本実施形態によるリソグラフ
ィー方法によれば、０．１５μｍ幅の孤立した溝パター
ンの広がり（変形度合い）を抑えてレジスト改質を行う
ことが可能となり、レジスト膜の薄膜化を達成して更な
る微細加工を行うことができた。As described above, according to the lithography method of the present embodiment, the resist modification can be performed while suppressing the spread (deformation degree) of the isolated groove pattern having the width of 0.15 μm, and the resist film can be thinned. Was achieved and further fine processing could be performed.
【００６５】そして、本実施形態で形成した溝パターン
１３を有するレジスト膜１２をマスクとして、シリコン
酸化膜１１をドライエッチングしたところ、溝パターン
１３に倣い、パターンの広がりが抑えられた所望の溝１
５を形成することができた。Then, when the silicon oxide film 11 was dry-etched using the resist film 12 having the groove pattern 13 formed in this embodiment as a mask, the desired groove 1 whose pattern spread was suppressed following the groove pattern 13 was obtained.
5 could be formed.
【００６６】（比較例１）ここで、上述した実施形態１
２の比較例について説明する。この比較例では、実施形
態１と同じサンプルを用い、ステップ１における加速電
圧を増加させた。具体的には、ステップ１において、加
速電圧を２ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を１ｍ
Ｃ／ｃｍ2とし、次のステップ２において、加速電圧を
５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２ｍＣ／ｃ
ｍ2として、パターン変形の程度をＳＥＭにより観察し
た。(Comparative Example 1) Here, the first embodiment described above is used.
The second comparative example will be described. In this comparative example, the same sample as in Embodiment 1 was used, and the acceleration voltage in step 1 was increased. Specifically, in step 1, the acceleration voltage is 2 kV, the current value is 3 mA, and the electron beam irradiation amount is 1 m.
C / cm 2 , in the next step 2, the acceleration voltage is 5 kV, the current value is 12 mA, and the electron beam irradiation amount is 2 mC / c.
As m 2 , the degree of pattern deformation was observed by SEM.
【００６７】その結果、実施形態１２の比較対照と同様
に、溝パターンの広がりを抑えることができなかった。As a result, it was not possible to suppress the spread of the groove pattern, as in the comparative control of the twelfth embodiment.
【００６８】（実施形態１３）本実施形態では、１９３
ｎｍの波長の光で感光する各種レジストに対して、本発
明のステップ１，２の電子線照射を行った。(Embodiment 13) In this embodiment, 193
Various resists that are exposed to light having a wavelength of nm were subjected to electron beam irradiation in steps 1 and 2 of the present invention.
【００６９】ここで用いたレジスト材料は、（１）上記
のPAR700（アクリル系レジスト）の他に、（２）メチル
アダマンチルメタクリレート−γ−ブチロラクトンメタ
クリレート共重合体レジスト、（３）メチルアダマンチ
ルメタクリレート−メバロニックラクトンメタクリレー
ト共重合体レジスト、（４）メチルアダマンチルメタク
リレート−ヒドロキシγ−ブチロラクトンメタクリレー
ト共重合体レジスト、の計３種類のアクリル系レジスト
について調べた。The resist materials used here are (1) the above PAR700 (acrylic resist), (2) methyladamantylmethacrylate-γ-butyrolactonemethacrylate copolymer resist, and (3) methyladamantylmethacrylate-meth. A total of three types of acrylic resists, a baronic lactone methacrylate copolymer resist and (4) methyladamantyl methacrylate-hydroxy γ-butyrolactone methacrylate copolymer resist, were investigated.
【００７０】また、ハイブリッド型のレジスト（アクリ
ル系−ＣＯＭＡ系を混合したレジスト：商品名ＡＸ２０
２０ｐ，クラリアント社製）のレジストに対しても調べ
た。Further, a hybrid type resist (resist in which acrylic type-COMA type is mixed: product name AX20
20 p, manufactured by Clariant) was also examined.
【００７１】評価には、レジスト膜厚を３９０ｎｍと
し、０．１５μｍ径のコンタクトホールパターンを形成
して用いた。電子線照射方法は、ステップ１では加速電
圧を１ｋＶ、電流値を３ｍＡ、電子線照射量を１００μ
Ｃ／ｃｍ2とし、続くステップ２では加速電圧を５ｋ
Ｖ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射量を２．９ｍＣ／ｃ
ｍ２とした。For evaluation, a resist film having a thickness of 390 nm and a contact hole pattern having a diameter of 0.15 μm was formed and used. In the electron beam irradiation method, in step 1, the acceleration voltage is 1 kV, the current value is 3 mA, and the electron beam irradiation amount is 100 μ.
C / cm 2, and in the subsequent step 2, the acceleration voltage is 5 k
V, current value 12 mA, electron beam dose 2.9 mC / c
m2.
【００７２】その結果、上記の４種類のレジストについ
て、実施形態１で商品名PAR-700を用いた場合と同じよ
うに、パターン変形を抑えることができた。As a result, with respect to the above four types of resists, pattern deformation could be suppressed in the same manner as in the case of using the trade name PAR-700 in the first embodiment.
【００７３】（比較例２）ここで、上述した実施形態１
３の比較例について説明する。この比較例では、
（１）脂環族系レジストであり、膜厚を３９０ｎｍとし
たレジスト膜。
（２）芳香族系レジストであり、膜厚を４９０ｎｍとし
たレジスト膜。
の２種のレジストを用い、これらのレジストそれぞれ
に、加速電圧を５ｋＶ、電流値を１２ｍＡ、電子線照射
量を３ｍＣ／ｃｍ2とする照射条件で単一加速電圧によ
る電子線照射を行い、レジスト膜厚の変化率を比較し
た。(Comparative Example 2) Here, the first embodiment described above is used.
A comparative example of No. 3 will be described. In this comparative example, (1) a resist film which was an alicyclic resist and had a film thickness of 390 nm. (2) A resist film which is an aromatic resist and has a film thickness of 490 nm. The two resists are used, and each of these resists is subjected to electron beam irradiation with a single accelerating voltage under irradiation conditions of an accelerating voltage of 5 kV, a current value of 12 mA, and an electron beam irradiation amount of 3 mC / cm 2. The rate of change in film thickness was compared.
【００７４】結果として、（１）脂環族系レジストにつ
いては２０％〜３０％程度（レジストの材料により異な
る。）の膜厚が減少するのに対し、（２）芳香族系レジ
ストについては１０％前後の膜厚が減少する。このよう
に電子線照射に伴い、脂環族系レジストは、他の種類の
レジストに比べてより大きな膜厚変化が起こる。そのた
め、電子線照射によるパターン変形、寸法変動の影響が
より大きくなる。As a result, the film thickness of (1) the alicyclic resist is reduced by about 20% to 30% (depending on the resist material), while (2) the aromatic resist is 10%. %, The film thickness decreases. Thus, with the electron beam irradiation, the alicyclic resist undergoes a greater change in film thickness than other types of resist. Therefore, the influence of pattern deformation and dimensional variation due to electron beam irradiation becomes greater.
【００７５】換言すれば、本発明におけるステップ１，
２の電子線照射は、脂環族系レジストに用いることによ
り、パターン変形の抑制の効果を最も奏するということ
が判る。In other words, step 1 in the present invention
It can be seen that the electron beam irradiation of No. 2 is most effective in suppressing the pattern deformation when it is used for the alicyclic resist.
【００７６】以下、本発明の諸態様を付記としてまとめ
て記載する。The various aspects of the present invention will be collectively described below as supplementary notes.
【００７７】（付記１）レジスト膜を塗布形成する工程
と、前記レジスト膜を所定形状にパターニングする工程
と、パターニング後の前記レジスト膜に電子線を照射
し、当該レジスト膜を改質する工程とを含み、前記レジ
スト膜を改質する工程は、低い加速電圧で電子線照射量
を１００μＣ／ｃｍ2以上として前記電子線照射を行
い、前記レジスト膜の表層のみを改質する第１のステッ
プと、加速電圧を徐々に高く設定した１段階または多段
階の前記電子線照射を行い、前記レジスト膜の全体を改
質する第２のステップとを含むことを特徴とするリソグ
ラフィー方法。(Supplementary Note 1) A step of coating and forming a resist film, a step of patterning the resist film into a predetermined shape, and a step of irradiating the patterned resist film with an electron beam to modify the resist film. And a step of modifying the resist film, wherein the electron beam irradiation is performed at a low acceleration voltage with an electron beam irradiation amount of 100 μC / cm 2 or more, and only the surface layer of the resist film is modified. A second step of modifying the entire resist film by performing the one-step or multi-step electron beam irradiation in which the acceleration voltage is set gradually higher.
【００７８】（付記２）前記レジスト膜が脂環族基を含
む組成物からなるものであることを特徴とする付記１に
記載のリソグラフィー方法。(Supplementary Note 2) The lithographic method according to Supplementary Note 1, wherein the resist film is composed of a composition containing an alicyclic group.
【００７９】（付記３）前記第１のステップにおける加
速電圧を２ｋＶ以下とすることを特徴とする付記１又は
２に記載のリソグラフィー方法。(Supplementary Note 3) The lithography method according to Supplementary Note 1 or 2, wherein the acceleration voltage in the first step is set to 2 kV or less.
【００８０】（付記４）前記所定形状が開孔パターンを
含み、前記第１のステップにおける加速電圧を２ｋＶ以
下とすることを特徴とする付記１又は２に記載のリソグ
ラフィー方法。(Supplementary note 4) The lithography method according to supplementary note 1 or 2, wherein the predetermined shape includes an opening pattern, and the acceleration voltage in the first step is set to 2 kV or less.
【００８１】（付記５）前記所定形状が孤立した溝パタ
ーンを含み、前記第１のステップにおける加速電圧を１
ｋＶ以下とすることを特徴とする付記１又は２に記載の
リソグラフィー方法。(Supplementary note 5) The predetermined shape includes an isolated groove pattern, and the acceleration voltage in the first step is set to 1
3. The lithography method according to appendix 1 or 2, wherein the lithography method is set to kV or less.
【００８２】（付記６）基板の上方に形成された被加工
膜上にレジスト膜を塗布形成する工程と、前記レジスト
膜を所定形状にパターニングする工程と、パターニング
後の前記レジスト膜に電子線を照射し、当該レジスト膜
を改質する工程と、前記レジスト膜をマスクとして、前
記被加工膜を所定形状に倣った形状にエッチングする工
程とを含み、前記レジスト膜を改質する工程は、低い加
速電圧で電子線照射量を１００μＣ／ｃｍ2以上として
前記電子線照射を行い、前記レジスト膜の表層のみを改
質する第１のステップと、加速電圧を徐々に高く設定し
た１段階または多段階の前記電子線照射を行い、前記レ
ジスト膜の全体を改質する第２のステップとを含むこと
を特徴とする加工方法。(Supplementary Note 6) A step of applying a resist film on the film to be processed formed above the substrate, a step of patterning the resist film into a predetermined shape, and an electron beam applied to the resist film after patterning. The step of modifying the resist film includes a step of irradiating and modifying the resist film, and a step of etching the film to be processed into a shape following a predetermined shape using the resist film as a mask, and the step of modifying the resist film is low. The electron beam irradiation is performed at an accelerating voltage at an electron beam irradiation amount of 100 μC / cm 2 or more to modify only the surface layer of the resist film, and a single step or multi-step in which the accelerating voltage is set to be gradually higher. And a second step of modifying the entire resist film by performing the electron beam irradiation.
【００８３】（付記７）前記レジスト膜が脂環族基を含
む組成物からなるものであることを特徴とする付記６に
記載の加工方法。(Supplementary Note 7) The processing method according to Supplementary Note 6, wherein the resist film is made of a composition containing an alicyclic group.
【００８４】（付記８）前記第１のステップにおける加
速電圧を２ｋＶ以下とすることを特徴とする付記６又は
７に記載の加工方法。(Supplementary Note 8) The processing method according to Supplementary Note 6 or 7, wherein the acceleration voltage in the first step is set to 2 kV or less.
【００８５】（付記９）前記所定形状が開孔パターンを
含み、前記第１のステップにおける加速電圧を２ｋＶ以
下とすることを特徴とする付記６又は７に記載の加工方
法。(Supplementary note 9) The processing method according to supplementary note 6 or 7, wherein the predetermined shape includes an opening pattern, and the acceleration voltage in the first step is set to 2 kV or less.
【００８６】（付記１０）前記所定形状が孤立した溝パ
ターンを含み、前記第１のステップにおける加速電圧を
１ｋＶ以下とすることを特徴とする付記６又は７に記載
の加工方法。(Supplementary note 10) The processing method according to supplementary note 6 or 7, wherein the predetermined shape includes an isolated groove pattern, and the acceleration voltage in the first step is set to 1 kV or less.
【００８７】[0087]
【発明の効果】本発明によれば、レジスト膜のパターン
変形を殆ど生ぜしめることなく、電子線照射によりパタ
ーニング後のレジスト膜を改質し、レジスト膜の薄膜化
を達成して、半導体装置や液晶装置等の製造における導
電膜、絶縁膜、半導体膜等の被加工膜に対して更なる微
細加工を行うことが可能となる。According to the present invention, the resist film after patterning is modified by electron beam irradiation and the thinning of the resist film is achieved with almost no pattern deformation of the resist film. Further fine processing can be performed on a film to be processed such as a conductive film, an insulating film, and a semiconductor film in manufacturing a liquid crystal device or the like.
【図１】第１の実施形態によるリソグラフィー方法及び
エッチング方法を示す概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a lithography method and an etching method according to a first embodiment.
【図２】第１の実施形態における比較対照として、従来
の単一加速電圧照射法を用いたリソグラフィー方法及び
エッチング方法を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a lithography method and an etching method using a conventional single accelerating voltage irradiation method as a comparison and contrast in the first embodiment.
【図３】第２の実施形態によるリソグラフィー方法及び
エッチング方法を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic sectional view showing a lithography method and an etching method according to a second embodiment.
【図４】第２の実施形態における比較対照として、従来
の単一加速電圧照射法を用いたリソグラフィー方法及び
エッチング方法を示す概略断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing a lithography method and an etching method using a conventional single accelerating voltage irradiation method as a comparison and contrast in the second embodiment.
１，１１，１０１，１１１ シリコン酸化膜 １２，１０２，１１２ レジスト膜 ３，１０３ コンタクトホールパターン ４ （レジスト膜２の）表層 ５ コンタクトホール １３，１１３ 孤立した溝パターン １４ （レジスト膜１２の）表層 １５ 溝 1,11,101,111 Silicon oxide film 12, 102, 112 Resist film 3,103 Contact hole pattern 4 Surface layer (of resist film 2) 5 contact holes 13,113 isolated groove pattern 14 Surface layer (of resist film 12) 15 grooves
Claims (5)
該レジスト膜を改質する工程とを含み、 前記レジスト膜を改質する工程は、 低い加速電圧で電子線照射量を１００μＣ／ｃｍ2以上
として前記電子線照射を行い、前記レジスト膜の表層の
みを改質する第１のステップと、 加速電圧を徐々に高く設定した１段階または多段階の前
記電子線照射を行い、前記レジスト膜の全体を改質する
第２のステップとを含むことを特徴とするリソグラフィ
ー方法。1. A step of coating and forming a resist film, a step of patterning the resist film into a predetermined shape, and a step of irradiating the patterned resist film with an electron beam to modify the resist film. In the step of modifying the resist film, the electron beam irradiation is performed at a low acceleration voltage with an electron beam irradiation amount of 100 μC / cm 2 or more, and the first step of modifying only the surface layer of the resist film is performed. And a second step of modifying the entire resist film by performing one-step or multi-step electron beam irradiation in which the voltage is set gradually higher.
からなるものであることを特徴とする請求項１に記載の
リソグラフィー方法。2. The lithographic method according to claim 1, wherein the resist film is composed of a composition containing an alicyclic group.
２ｋＶ以下とすることを特徴とする請求項１又は２に記
載のリソグラフィー方法。3. The lithography method according to claim 1, wherein the acceleration voltage in the first step is set to 2 kV or less.
み、前記第１のステップにおける加速電圧を１ｋＶ以下
とすることを特徴とする請求項１又は２に記載のリソグ
ラフィー方法。4. The lithography method according to claim 1, wherein the predetermined shape includes an isolated groove pattern, and the acceleration voltage in the first step is set to 1 kV or less.
ジスト膜を塗布形成する工程と、 前記レジスト膜を所定形状にパターニングする工程と、 パターニング後の前記レジスト膜に電子線を照射し、当
該レジスト膜を改質する工程と、 前記レジスト膜をマスクとして、前記被加工膜を所定形
状に倣った形状にエッチングする工程とを含み、 前記レジスト膜を改質する工程は、 低い加速電圧で電子線照射量を１００μＣ／ｃｍ2以上
として前記電子線照射を行い、前記レジスト膜の表層の
みを改質する第１のステップと、 加速電圧を徐々に高く設定した１段階または多段階の前
記電子線照射を行い、前記レジスト膜の全体を改質する
第２のステップとを含むことを特徴とする加工方法。5. A step of coating and forming a resist film on a film to be processed formed above a substrate, a step of patterning the resist film into a predetermined shape, and an irradiation of an electron beam to the resist film after patterning. A step of modifying the resist film, and a step of etching the film to be processed into a shape that follows a predetermined shape by using the resist film as a mask, wherein the step of modifying the resist film includes a low acceleration voltage. The electron beam irradiation is performed with the electron beam irradiation amount of 100 μC / cm 2 or more to modify only the surface layer of the resist film, and one step or multiple steps of the step of gradually increasing the acceleration voltage are performed. A second step of irradiating an electron beam to modify the entire resist film.
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