JP2004134488A - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004134488A JP2004134488A JP2002295858A JP2002295858A JP2004134488A JP 2004134488 A JP2004134488 A JP 2004134488A JP 2002295858 A JP2002295858 A JP 2002295858A JP 2002295858 A JP2002295858 A JP 2002295858A JP 2004134488 A JP2004134488 A JP 2004134488A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- exposure
- mask
- resist film
- resist
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Abstract
【解決手段】化学増幅型レジスト材料よりなるレジスト膜11に対して、第1のマスクパターンが形成された第1のマスク13を介して、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:2μmの条件で第1回目のEBプロジェクション露光12Aを行なう。次に、第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスク14を介して、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:21μmの条件で第2回目のEBプロジェクション露光12Bを行なう。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は半導体製造プロセスにおいて用いられるパターン形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
半導体集積回路の大集積化及び半導体素子のダウンサイジング化に伴って、リソグラフィ技術の開発の加速が望まれている。現在のところ、水銀ランプ、KrFエキシマレーザ、ArFエキシマレーザ等を露光光とする光リソグラフィ技術によりパターン形成が行われている。また、パターン幅が0.1μm以下、特に70nm以下の微細なレジストパターンを形成するためには、前記の露光光よりも波長が短いF2 レーザ(波長:157nm帯)等の真空紫外線、又は極紫外線(波長帯:1nm帯〜30nm帯)の適用が検討されていると共に、EBプロジェクション露光又はリープル(Leepl )露光等の電子ビーム(EB)露光の適用が検討されている。
【0003】
特に、EBプロジェクション露光及びリープル露光は、EB露光による高解像性の効果に加えて、従来のEB露光の課題であったスループットの低さを解決するものとして期待されている。
【0004】
これらの露光方式においては、マスクを用いて転写を行なうが、マスクとしてステンシルマスクと呼ばれる穴あきマスクを用いるために、マスクの強度が小さい。このため、1つのマスクパターンが分割されてなる分割マスクパターンを有する複数のマスクを用いると共に、複数のマスクによりレジスト膜に形成されるパターンをつなぎ合わせる必要がある。
【0005】
以下、特開2000−124118号公報に示されている従来のパターン形成方法について、図3(a) 〜(d) 及び図4(a) 、(b) を参照しながら説明する。
【0006】
まず、以下の組成を有する化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0007】
ポリ((1−エトキシエチルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、1−エトキシエチルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=40mol%:60mol%)(ベースポリマー)………………………………………………………………4.0g
ジフェニルジアゾジスルフォン(酸発生剤)…………………………0.12g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0008】
次に、図3(a) に示すように、半導体基板1の上に前記の化学増幅型レジスト材料を塗布して、0.4μmの厚さを持つレジスト膜2を形成する。
【0009】
次に、図3(b) に示すように、レジスト膜2に対して第1回目の電子ビームのプロジェクション露光3Aを第1のマスク4を介して行なって、第1回目のパターン露光を行なう。この場合の露光は、ビームブラー(beam blur):20nmで且つ焦点位置:2μmの条件で行なう。このようにすると、レジスト膜2には第1の露光部(第1のパターン)2aが形成される。尚、ビームブラーとは、ビームのぼけの程度であって、電流密度又は加速電圧等を調整することにより設定することができる。
【0010】
次に、図3(c) に示すように、レジスト膜2に対して第2回目の電子ビームのプロジェクション露光3Bを第2のマスク5を介して行なって、第2回目のパターン露光を行なう。この場合の露光は、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:2μmの条件で行なう。このようにすると、レジスト膜2には第2の露光部(第2のパターン)2bが形成される。
【0011】
次に、図3(d) に示すように、第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜2に対して、ホットプレートを用いて100℃の温度下で60秒間のPEBを行なう。このようにすると、レジスト膜2の第1の露光部2a及び第2の露光部2bにおいては、酸発生剤から発生する酸の作用によりアルカリ性現像液に対する可溶性に変化する。
【0012】
次に、PEBが行なわれたレジスト膜2に対して、2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図4(a) に示すように、レジスト膜2の未露光部2cよりなり0.08μmのパターン幅を有するレジストパターン6が得られる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、レジストパターン6の平面を表わす図4(b) に示すように、第1の露光部(第1のパターン)2aと第2の露光部(第2のパターン)2bとが位置ずれしてしまうという問題が発生する。
【0014】
第1の露光部2aと第2の露光部2bとの位置ずれの問題は、パターン幅が微細になるほど顕著に現われると共に、位置ずれの問題は、露光部同士の間に発生するのみならず、未露光部同士の間にも発生する。
【0015】
第1のパターンと第2のパターンとの間に位置ずれが生じたレジストパターンをマスクにしてエッチング等を行なうと、得られる半導体素子に不良が発生してしまう。
【0016】
前記に鑑み、本発明は、第1回目のパターン露光によりレジスト膜に形成される第1のパターンと第2回目のパターン露光によりレジスト膜に形成される第2のパターンとの間の位置ずれを低減することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するため、本発明に係る第1のパターン形成方法は、レジスト膜に対して、第1のマスクパターンが形成された第1のマスクを介して、電子線を第1の焦点位置で照射して第1回目のパターン露光を行なう工程と、第1回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜に対して、第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスクを介して、電子線を第2の焦点位置で照射して第2回目のパターン露光を行なう工程と、第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備えている。
【0018】
第1のパターン形成方法によると、第1回目のパターン露光における第1の焦点位置と第2回目のパターン露光における第2の焦点位置とが異なるため、パターンの転写位置が異なるので、第1回目のパターン露光により得られる第1のパターンと第2回目のパターン露光により得られる第2のパターンとの間の位置ずれが低減する。
【0019】
第1のパターン形成方法において、第1の焦点位置と第2の焦点位置との差は、±50μm以下であることが好ましい。
【0020】
本発明に係る第2のパターン形成方法は、レジスト膜に対して、第1のマスクパターンが形成された第1のマスクを介して、電子線を第1のビームブラーで照射して第1回目のパターン露光を行なう工程と、第1回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜に対して、第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスクを介して、電子線を第2のビームブラーで照射して第2回目のパターン露光を行なう工程と、第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備えている。
【0021】
第2のパターン形成方法によると、第1回目のパターン露光における第1のビームブラーと第2回目のパターン露光における第2のビームブラーとが異なるため、パターンの転写位置が異なるので、第1回目のパターン露光により得られる第1のパターンと第2回目のパターン露光により得られる第2のパターンとの間の位置ずれが低減する。
【0022】
第2のパターン形成方法において、第2のビームブラーと第1のビームブラーとの差の第1のビームブラーに対する割合は、±100%以下であることが好ましい。
【0023】
第1又は第2のパターン形成方法において、第1回目及び第2回目のパターン露光における電子線の加速電圧は、0.5kV以上で且つ200kV以下であることが好ましい。
【0024】
【発明の実施の形態】
(第1の実施形態)
以下、本発明の第1の実施形態に係るパターン形成方法について、図1(a) 〜(d) 及び図2(a) 、(b) を参照しながら説明する。
【0025】
まず、以下の組成を有する化学増幅型レジスト材料を準備する。
【0026】
ポリ((1−エトキシエチルオキシスチレン)−(ヒドロキシスチレン))(但し、1−エトキシエチルオキシスチレン:ヒドロキシスチレン=40mol%:60mol%)(ベースポリマー)………………………………………………………………4.0g
ジフェニルジアゾジスルフォン(酸発生剤)…………………………0.12g
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(溶媒)…………20g
【0027】
次に、図1(a) に示すように、半導体基板10の上に化学増幅型レジスト材料を塗布して、0.4μmの厚さを持つレジスト膜11を形成する。
【0028】
次に、図1(b) に示すように、レジスト膜11に対して第1回目の電子ビームのプロジェクション露光12Aを、第1のマスクパターンが形成された第1のマスク13を介して行なって、第1回目のパターン露光を行なう。この場合の露光は、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:2μmの条件で行なう。このようにすると、レジスト膜11には第1の露光部(第1のパターン)11aが形成される。
【0029】
次に、図1(c) に示すように、レジスト膜11に対して第2回目の電子ビームのプロジェクション露光12Bを、第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスク14を介して行なって、第2回目のパターン露光を行なう。この場合の露光は、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:21μmの条件で行なう。このようにすると、レジスト膜11には第2の露光部(第2のパターン)11bが形成される。
【0030】
次に、図1(d) に示すように、第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれたレジスト膜11に対して、ホットプレートを用いて100℃の温度下で60秒間のPEBを行なう。このようにすると、レジスト膜11の第1の露光部11a及び第2の露光部11bにおいては、酸発生剤から発生する酸の作用によりアルカリ性現像液に対する可溶性に変化する。
【0031】
次に、PEBが行なわれたレジスト膜11に対して、2.38wt%のテトラメチルアンモニウムハイドロキサイド現像液(アルカリ性現像液)により現像を行なうと、図2(a) に示すように、レジスト膜11の未露光部11cよりなり0.08μmのパターン幅を有するレジストパターン15が得られる。
【0032】
第1の実施形態によると、第1回目のパターン露光と第2回目のパターン露光との間で焦点位置を変化させたので、第1の露光部11aと第2の露光部11bとの間の位置ずれが低減するので、図2(b) の平面図に示すように、つなぎ合わせ精度が高いレジストパターン15が得られる。
【0033】
尚、第1の実施形態においては、第1の焦点位置と第2の焦点位置との差は、19μmであったが、これに限られず、±50μm以下であればよい。このようにすると、第1の露光部11aと第2の露光部11bとの間の位置ずれを低減することができる。
【0034】
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態に係るパターン形成方法について説明する。
【0035】
第2の実施形態は、第1の実施形態に比べて、第1回目のパターン露光及び第2回目のパターン露光の露光条件が異なるのみであるから、以下においては、露光条件についてのみ説明する。
【0036】
第1回目のパターン露光は、ビームブラー:20nmで且つ焦点位置:−3μmの条件で行なう。
【0037】
また、第2回目のパターン露光は、ビームブラー:35nmで且つ焦点位置:−3μmの条件で行なう。
【0038】
第2の実施形態によると、第1回目のパターン露光と第2回目のパターン露光との間でビームブラーを変化させたので、第1の露光部と第2の露光部との間の位置ずれが低減するので、つなぎ合わせ精度が高いレジストパターンが得られる。
【0039】
尚、第2の実施形態においては、第1のビームブラーと第2のビームブラーとの差の第1のビームブラーに対する割合は、75%であったが、これに限られず、±100%以下であればよい。このようにすると、第1の露光部と第2の露光部との間の位置ずれを低減することができる。
【0040】
尚、第1の実施形態及び第2の実施形態においては、第1回目及び第2回目のパターン露光における電子線の加速電圧としては、0.5kV以上で且つ200kV以下であることが好ましい。
【0041】
【発明の効果】
本発明に係る第1又は第2のパターン形成方法によると、第1回目のパターン露光と第2回目のパターン露光との間で、パターンの転写位置が異なるので、第1回目のパターン露光により得られる第1のパターンと第2回目のパターン露光により得られる第2のパターンとの間の位置ずれが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(d) は第1の実施形態に係るパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図2】(a) は第1の実施形態に係るパターン形成方法の一工程を示す断面図であり、(b) は第1の実施形態に係るパターン形成方法の一工程を示す平面図である。
【図3】(a) 〜(d) は従来のパターン形成方法の各工程を示す断面図である。
【図4】(a) は従来のパターン形成方法の一工程を示す断面図であり、(b) は従来のパターン形成方法の一工程を示す平面図である。
【符号の説明】
10 半導体基板
11 レジスト膜
11a 第1の露光部
11b 第2の露光部
11c 未露光部
12A、12B プロジェクション露光
13 第1のマスク
14 第2のマスク
15 レジストパターン
Claims (5)
- レジスト膜に対して、第1のマスクパターンが形成された第1のマスクを介して、電子線を第1の焦点位置で照射して第1回目のパターン露光を行なう工程と、
第1回目のパターン露光が行なわれた前記レジスト膜に対して、前記第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスクを介して、電子線を第2の焦点位置で照射して第2回目のパターン露光を行なう工程と、
第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれた前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 前記第1の焦点位置と前記第2の焦点位置との差は、±50μm以下であることを特徴とする請求項1に記載のパターン形成方法。
- レジスト膜に対して、第1のマスクパターンが形成された第1のマスクを介して、電子線を第1のビームブラーで照射して第1回目のパターン露光を行なう工程と、
第1回目のパターン露光が行なわれた前記レジスト膜に対して、前記第1のマスクパターンと連続する第2のマスクパターンが形成された第2のマスクを介して、電子線を第2のビームブラーで照射して第2回目のパターン露光を行なう工程と、
第1回目及び第2回目のパターン露光が行なわれた前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程とを備えていることを特徴とするパターン形成方法。 - 前記第2のビームブラーと前記第1のビームブラーとの差の前記第1のビームブラーに対する割合は、±100%以下であることを特徴とする請求項3に記載のパターン形成方法。
- 第1回目及び第2回目のパターン露光における電子線の加速電圧は、0.5kV以上で且つ200kV以下であることを特徴とする請求項1又は3に記載のパターン形成方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002295858A JP3727296B2 (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002295858A JP3727296B2 (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | パターン形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004134488A true JP2004134488A (ja) | 2004-04-30 |
JP3727296B2 JP3727296B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=32285988
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2002295858A Expired - Fee Related JP3727296B2 (ja) | 2002-10-09 | 2002-10-09 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3727296B2 (ja) |
-
2002
- 2002-10-09 JP JP2002295858A patent/JP3727296B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3727296B2 (ja) | 2005-12-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8067148B2 (en) | Pattern forming method | |
US6589713B1 (en) | Process for reducing the pitch of contact holes, vias, and trench structures in integrated circuits | |
JP2000315647A (ja) | レジストパターン形成方法 | |
US9651870B2 (en) | Method and tool of lithography | |
JP3727296B2 (ja) | パターン形成方法 | |
JP3986911B2 (ja) | パターン形成材料及びパターン形成方法 | |
JP2004012511A (ja) | パターン形成方法 | |
US7029827B2 (en) | Pattern formation method | |
KR101168393B1 (ko) | 이중 노광 공정을 이용한 미세 패턴 형성 방법 | |
JP2008294352A (ja) | 露光方法及び露光用フォトマスク | |
US6645707B2 (en) | Device manufacturing method | |
US7381502B2 (en) | Apparatus and method to improve the resolution of photolithography systems by improving the temperature stability of the reticle | |
JP2005086119A (ja) | 微細パターンの形成方法 | |
JP2000089464A (ja) | パターン形成方法 | |
JP3696185B2 (ja) | 露光装置及びパターン形成方法 | |
JP2005150182A (ja) | パターン形成方法 | |
JP2004117619A (ja) | パターン形成材料、水溶性材料及びパターン形成方法 | |
JP2000305276A (ja) | 露光方法および装置 | |
KR100919344B1 (ko) | 반도체 소자의 미세패턴 형성방법 | |
JP2004012513A (ja) | パターン形成方法 | |
JPH0950115A (ja) | Sogからなる位相シフト層を有する位相シフトフォトマスクの製造方法 | |
CN113504710A (zh) | 光刻工艺中的多次曝光的方法 | |
JPS62265723A (ja) | レジスト露光方法 | |
JP2003035952A (ja) | パターン形成方法 | |
JPH06349724A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20041214 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050228 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050927 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091007 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101007 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |