JP2016082117A - レジスト膜の形成方法および描画方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】スピンコート法を用いて、基板上の複数の領域にそれぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成し、高い効率で描画を行う。【解決手段】基板1上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜2aを形成し、保護膜4を形成し、次いで、保護膜4および第1のレジスト膜2aの一部を剥離して、基板1上に剥離領域5を設け、スピンコート法を用いて第2のレジスト膜6を形成し、保護膜4をその上の第2のレジスト膜6と一緒に除去して第1のレジスト膜2を露出させ、基板上1に第1のレジスト膜2が設けられた領域と第2のレジスト膜6が設けられた領域とを分けて形成する。得られた基板1の第1のレジスト膜2と第2のレジスト膜6にパターンの電子ビームを用いた露光を行って描画を行う。【選択図】図2
Description
本発明は、レジスト膜の形成方法および描画方法に関する。
近年、半導体装置の集積度の増加に伴い個々の素子の寸法は微小化が進み、各素子を構成する配線やゲートの幅も微細化されている。
この微細化を支えている電子ビームリソグラフィ技術には、マスク基板の表面に遮光膜を介してレジスト(組成物)を塗布する工程、電子ビームを照射して所定のレジストパターンを描画することによりレジストにパターン潜像する工程、必要に応じて加熱処理する工程、次いでこれを現像して所望の微細パターンを形成する工程、および、この微細パターンをマスクとして遮光膜に対してエッチング等の加工を行う加工工程が含まれる。
電子ビームリソグラフィ技術は、利用する電子ビームが荷電粒子ビームであるために、本質的に優れた解像度を有している。このため、DRAMを代表とする最先端半導体デバイス用のマスク製造に用いられている。
特許文献1には、電子ビームリソグラフィ技術を用いた半導体集積回路装置の製造方法が開示されている。
電子ビームリソグラフィ技術においては、特許文献2に示されるように、上記したレジストが重要な役割を果たしている。例えば、近年の電子ビームリソグラフィ技術においては、化学増幅型レジストの使用が一般的になっている。基板上に形成されたレジスト膜から、電子ビームとの反応を利用して不要な部分が除去されると、パターニングされたレジスト膜が形成される。そして、このパターニングされたレジスト膜を利用して、基板に対する加工が行われる。
電子ビームリソグラフィ技術においては、上述のようにレジストが重要な役割を果たしている。近年では、素子の寸法の微細化に対応すべく、レジストの解像度向上、ラインエッジの粗さ(ラフネス)改善、感度の制御等の検討が進められている。特に、CD(Critical Dimension of pattern size)精度を向上できるように、レジストの感度を制御する検討が行われている。
例えば、従来の電子ビームリソグラフィ技術においては、感度が10μC/cm2以下である高感度のレジストが用いられてきた。しかし、要求精度の向上により、感度は20〜30μC/cm2と低感度化してきた。さらに、描画に複数の電子ビームを使用するマルチビーム技術の採用によって、レジストの感度をさらに低くすることか可能になる。具体的には、感度が50μC/cm2以上でも、スループットを低下することなく描画することができる。レジストを低感度化することによって、ビームのボケによるCD寸法のバラツキを小さくすることができ、その結果、CD精度を向上させることができる。
しかしながら、レジストの低感度化は、当然に描画工程の長時間化を招くことになり、その結果、電子ビーム描画のスループットが低下してしまう。
ここで、1つの基板上で描画されるパターンには、素子の寸法の微細化に対応すべく、ナノメーター(nm)オーダーでの高い描画の精度が求められるパターンがあるが、そうしたパターンに限らず、要求される描画の精度がさほど高くないパターンも含まれるのが通常である。例えば、バーコードパターンや数字記号等からなるIDチップパターンは、描画面積は広いもののパターンの要求精度はさほど高くなく、例えば、マイクロメーター(μm)のオーダーとなる。
こうしたことから、描画対象となる1つの基板に対し、要求精度の高いパターンについては、感度が低く制御されたレジストを使用してそのCD精度を向上させ、その一方で、要求精度のさほど高くないパターンについては、高感度のレジストを使用して、描画のスループットを向上させる技術が求められている。このような技術は、1つの基板上において、要求精度の高いパターンが形成される領域に低感度のレジスト膜を配置し、要求精度のさほど高くないパターンが形成される領域には、高感度のレジスト膜を配置することにより実現できる。
電子ビームリソグラフィ技術を用いて、要求精度の高いパターンの描画を行う際には、使用するレジスト膜に対して高い表面平滑性が求められる。具体的には、レジスト膜の最も厚い部分と最も薄い部分の差を1μm〜2μmにすることが求められており、好ましくは、その差を0.5μm以下にすることとされている。そして、さらには、その差を0.1μm以下にすることが今後の課題とされている。
上記のような表面平滑性をレジスト膜で実現するには、高い表面平滑性の塗膜形成に好適なスピンコート法の採用が必須となる。
しかし、スピンコート法では、よく知られたように、描画対象の1つの基板の1つの面の全面に、1種類のレジストのみを形成するのが通常である。このため、スピンコート法によって、基板上で仮想的に分割された複数の領域毎に最適な感度のレジスト膜を配置するのは困難である。
一方、この仮想的に分割された複数の領域にそれぞれ感度の異なるレジスト膜を形成する方法として、例えば、インクジェット法を用いた方法が考えられる。
しかしながら、インクジェット法を用いたレジストの塗布方法では、レジストの供給によって形成されるドット間に大きな高低差が生じる。このため、要求精度の高いCD精度を有するパターンの形成に好適となるような表面平滑性のレジスト膜を形成するのは困難である。すなわち、インクジェット塗布法によって形成されたレジスト膜では、最も厚い部分と最も薄い部分の差を上述したような範囲内とすることが難しく、要求精度の高いパターンの描画を行うことは困難である。
以上述べたように、描画対象の1つの基板に対し、描画されるパターンの要求精度に従って分割された複数の領域のそれぞれに、最適な感度を有し、且つ高い表面平滑性のレジスト膜を1種類ずつ配置する技術が求められている。かかる技術においては、高い表面平滑性のレジスト膜の形成に好適なスピンコート法を用いることが必要である。本発明は、こうした点に鑑みてなされたものである。すなわち、本発明の目的は、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つまたはそれ以上の複数の領域に、それぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法を提供することにある。
また、本発明の目的は、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つまたはそれ以上の複数の領域に、それぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成し、高い効率で描画を行う描画方法を提供することにある。
本発明の他の目的および利点は、以下の記載から明らかとなるであろう。
本発明の第1の態様は、遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法に関する。
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法に関する。
本発明の第2の態様は、遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程と、
前記基板の第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程と、
前記保護膜除去工程後の前記基板の上に保護膜を形成する第2の保護膜形成工程と、
前記第2の保護膜形成工程で形成された保護膜の一部と、その下に設けられた前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の少なくとも一方の一部とを同時に剥離して、前記基板が露出した剥離領域を設ける第2の剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記第2の剥離工程後の前記基板上に第3のレジスト膜を形成し、前記第3のレジスト膜が前記剥離領域の上に形成された第3の領域と、前記第3のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の上に形成された第4の領域とを設ける第3のレジスト膜形成工程と、
前記第4の領域の前記保護膜を前記第3のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域と前記第3のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する第2の保護膜除去工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法に関する。
前記基板の第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程と、
前記保護膜除去工程後の前記基板の上に保護膜を形成する第2の保護膜形成工程と、
前記第2の保護膜形成工程で形成された保護膜の一部と、その下に設けられた前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の少なくとも一方の一部とを同時に剥離して、前記基板が露出した剥離領域を設ける第2の剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記第2の剥離工程後の前記基板上に第3のレジスト膜を形成し、前記第3のレジスト膜が前記剥離領域の上に形成された第3の領域と、前記第3のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の上に形成された第4の領域とを設ける第3のレジスト膜形成工程と、
前記第4の領域の前記保護膜を前記第3のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域と前記第3のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する第2の保護膜除去工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法に関する。
本発明の第3の態様は、遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜のそれぞれにパターンの露光を行う工程と
を有することを特徴とする描画方法に関する。
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜のそれぞれにパターンの露光を行う工程と
を有することを特徴とする描画方法に関する。
本発明の第1の態様によれば、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つまたはそれ以上の複数の領域に、それぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法が提供される。
本発明の第2の態様によれば、スピンコート法を用い、1つの基板上の3つ以上の領域に、それぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法が提供される。
本発明の第3の態様によれば、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つまたはそれ以上の複数の領域に、それぞれ最適となる1種のレジスト膜を形成し、高い効率で描画を行う描画方法が提供される。
描画対象となる基板上にレジストを用いて高い表面平滑性のレジスト膜を形成する方法としては、スピンコート法を用いることが好ましい。しかしながら、スピンコート法の場合、1つの基板の1つの面の全面に、1種類のレジストのみを塗布するのが通常である。したがって、スピンコート法を用いた従来のレジスト膜の形成方法では、上述したように、1つの基板上で仮想的に分割された複数の領域毎に最適な1種のレジスト膜を選択して配置することは困難であり、その結果、基板上に異なる複数種のレジスト膜を形成するのは困難であった。
それに対し、本発明の実施形態は、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つまたはそれ以上の複数の領域毎に、好ましい1種のレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法に関する。そして、本発明の実施形態では、スピンコート法を用い、1つの基板上に異なる複数種のレジスト膜を形成することを可能にした。
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
実施形態1.
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適となるレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適となるレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法である。
図1は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって形成される基板の一例を模式的に示す平面図である。
図1に示すように、基板1上には、その中央を含む領域に矩形状の第1のレジスト膜2が配置されている。そして、基板1の周縁領域には、第1のレジスト膜2に近接してその周囲を囲むように、中央領域が開口する矩形状の第2のレジスト膜6が配置されている。第2のレジスト膜6は、開口する中央領域に矩形状の第1のレジスト膜2が配置されて、額縁状の形状を有する。
以下、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法をフローチャートに沿って説明する。
図2は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法を示すフローチャートである。
図2に示すように、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程(S101)と、その第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程(S102)と、その保護膜および第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離して、基板が露出した剥離領域を設ける剥離工程(S103)と、スピンコート法を用いて剥離工程(S103)後の基板上に第2のレジスト膜を形成し、その第2のレジスト膜が上述の剥離領域の上に形成された第1の領域と、その第2のレジスト膜が上述の保護膜を介して第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程(S104)と、その第2の領域の保護膜をその上の第2のレジスト膜と一緒に除去して下層にあった第1のレジスト膜を露出させ、基板上に第1のレジスト膜が設けられた領域と第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程(S105)とを有する。
次に、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第1のレジスト膜形成工程(S101)〜保護膜除去工程(S105)について、適宜図面を用いて説明する。
尚、以下の説明において、各工程を説明するために基板断面図を用いることがあるが、その場合の各図面は、上述した図1の基板1のA−A’線に沿った断面に対応する各工程の基板の断面を示すものとなる。また、各図面の間で共通する構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明はできる限り省略することにする。
図3は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第1のレジスト膜形成工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第1のレジスト膜形成工程(S101)では、図3に示すように、基板1上に、スピンコート法を用い、第1のレジスト膜2を設けるための第1のレジスト膜2aを形成する。スピンコート法は、平滑な基板を高速回転させることにより遠心力で平滑な薄い塗膜を基板上に形成する塗布法である。第1のレジスト膜2aは、スピンコートによる形成の後、必要な場合に、パターン形成のためのPEBとは異なる、溶剤等の揮発成分を除去するためのプリベークが施され、基板1上に保持されることが好ましい。このプリベークは、例えば、70℃〜200℃の温度で7分間〜20分間程度の加熱をして行われる。
基板1としては、例えば、表面に遮光膜3が設けられたガラス基板とすることができる。遮光膜3は、基板1を用いて製造されたマスクをステッパ等の露光装置で露光して、LSIパターンをウェハ等に転写する際、そのLSIパターンの形成に不要な光を遮光する目的で設けられる。遮光膜3としては、酸化クロム(CrOx)とクロム(Cr)からなる膜を挙げることができる。
第1のレジスト膜2,2aは、後述するポジ型の化学増幅型レジストを用いて形成されたポジ型の化学増幅型レジスト膜とすることができる。尚、第1のレジスト膜2,2aは、後述する第2のレジスト膜形成工程(S104)で第2のレジスト膜の形成に用いられるポジ型の化学増幅型レジストとは異なる感度のレジスト、例えば、より低感度のレジストとすることができる。
化学増幅型レジストは、光および電子ビームの照射により酸を発生する酸発生剤と、酸により反応する化合物を含むレジストであり、酸触媒による反応を用いて化合物のアルカリ溶解特性を変化させることによりレジストパターンを形成するものである。
化学増幅型レジストにはポジ型とネガ型があり、ネガ型の化学増幅型レジストは、アルカリ可溶性樹脂、架橋剤および酸発生剤等を含む。化学増幅ネガ型レジストは、そのままではアルカリ可溶の状態である。そして、電子線など露光光を照射することにより酸発生剤から生ずる酸を触媒とし、露光後ベーク(Post Exposure Bake:PEBと略される)によって架橋剤とアルカリ可溶性樹脂を架橋させ、アルカリ不溶の状態になる。よって、マスクを介した露光光照射(いわゆるパターニング露光)およびアルカリ現像により、ネガ型の所望のレジストパターンを形成することができる。
また、ポジ型の化学増幅型レジストは、一般に、アルカリ不溶性ポリマーおよび酸発生剤を含有する。アルカリ不溶性ポリマーは、例えば、ポリビニルフェノールのフェノール性水酸基を保護基によってブロックした構造を有している。化学増幅型レジストに対し、電子ビーム等の露光光を照射すると、露光光の照射された露光部で酸発生剤が分解して酸を生じる。その後、加熱処理を行うと、フェノール性水酸基をブロックしている保護基が酸の触媒作用により加熱分解するために、保護基がはずれてフェノール性水酸基となる。これにより、化学増幅型レジストは露光光の照射された露光部でアルカリ可溶性となるので、アルカリ現像液を用いた現像処理で露光部を溶解除去することにより、所望のレジストパターンが形成される。
第1のレジスト膜2の形成に使用可能なポジ型の化学増幅型レジストとしては、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のFEP171(商品名)、PRL009(商品名)、東京応化工業株式会社製のOEBRシリーズ(商品名)、信越化学工業株式会社製のSEBPシリーズ(商品名)等が挙げられる。
図4は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜形成工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜形成工程(S102)では、図4に示すように、基板1上の第1のレジスト膜2aの上に保護膜4を形成する。保護膜4の形成方法としては、スピンコート法を用いることができる。
保護膜4は、後述する第2のレジスト膜形成工程(S104)で形成される第2のレジスト膜と異なる溶解特性を備えた膜である。すなわち、保護膜4と後述する第2のレジスト膜は、ある溶剤が選択された場合、その溶剤に対して、互いに大きく異なった溶解度を示すことが望ましい。例えば、第2のレジスト膜が有機溶剤系の溶剤に溶解する一方水系の溶剤に溶解しないものである場合、保護膜4は、水系の溶剤に溶解するものであることが好ましい。
保護膜4としては、例えば、電子ビームリソグラフィ技術において、帯電防止膜として知られた、水系の溶解液に溶解可能な膜を使用することができる。ここで、電子ビームリソグラフィ技術において、帯電防止膜として使用される膜は、例えば、導電性ポリマー(約5%)と水(約95%)と少量の界面活性剤等とからなる水溶性の膜である。尚、保護膜4としては、必ずしも導電性は必要とはされておらず、例えば、水系の溶剤に溶解可能な膜であれば多様な材料を選択して使用することができる。
図5は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の剥離工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の剥離工程(S103)では、保護膜4および第1のレジスト膜2aの同じ領域を同時に剥離し、図4に示した保護膜4の一部およびその下の第1のレジスト膜2aの一部の不要な部分が剥離される。そして、図5に示すように、基板1上に、保護膜4の一部の保護膜4aとその下の第1のレジスト膜2aの一部であるレジスト膜2が残される一方、基板1が露出した剥離領域5が形成される。より具体的には、剥離領域5では、基板1の遮光膜3の一部が露出する。
剥離工程(S103)において、保護膜4の一部およびその下の第1のレジスト膜2aの一部の剥離は、レジスト剥離装置(図示されない)を用いて行うことができる。
上述のレジスト剥離装置としては、保護膜4および第1のレジスト膜2aに対し、ノズルを用いて剥離液を吹き付け、保護膜4の一部およびその下の第1のレジスト膜2aの一部であって不要な部分を剥離する装置を使用することができる。
そして、レジスト剥離装置では、保護膜4および第1のレジスト膜2aの不要な部分をmmオーダーの精度で剥離することができる。このとき、保護膜4および第1のレジスト膜2aを剥離するための剥離液としては、レジストシンナー等とも称される有機溶剤系の液体を使用することができる。
また、別のレジスト剥離装置としては、酸素ガス等を高周波でプラズマ化し、そのプラズマを利用してレジストを剥離するプラズマアッシング技術を用いた、アッシャー等とも称される剥離装置を使用することができる。このプラズマアッシング技術を用いた剥離装置を使用する場合、例えば、ガラス基板等を用いて、図5の保護膜4aおよび第1のレジスト膜2のような必要部分をプラズマから保護して残すようにする一方、露出した不要な部分をmmオーダーの精度で剥離することができる。
図6は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜形成工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜形成工程(S104)では、図6に示すように、剥離工程(S103)後の基板1上にスピンコート法を用いて第2のレジスト膜6を形成する。そして、基板1の遮光膜3上に、第2のレジスト膜6が形成された第1の領域7と、第2のレジスト膜6が保護膜4aを介して第1のレジスト膜2の上に形成された第2の領域8とを設ける。第2のレジスト膜6は、スピンコートによる形成の後、必要な場合に、溶剤等の揮発成分を除去するためのプリベークが施され、基板1上に保持されることが好ましい。このプリベークは、例えば、70℃〜200℃の温度で7分間〜20分間程度の加熱をして行われる。
第2のレジスト膜6は、ポジ型の化学増幅型レジストを用いて形成されたポジ型の化学増幅型レジスト膜とすることができる。尚、第2のレジスト膜6は、上述した第1のレジスト膜形成工程(S101)で第1のレジスト膜2aの形成に用いられたポジ型の化学増幅型レジストとは異なる感度のレジスト、例えば、より高感度のレジストとすることができる。
第2のレジスト膜6の形成に使用可能なポジ型の化学増幅型レジストとしては、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のFEP171(商品名)、PRL009(商品名)、東京応化工業株式会社製のOEBRシリーズ(商品名)、信越化学工業株式会社製のSEBPシリーズ(商品名)等の、上述した第1のレジスト膜2,2aの形成に使用可能なポジ型の化学増幅型レジストを挙げることができる。そして、第2のレジスト膜6の形成に使用されるポジ型の化学増幅型レジストは、第1のレジスト膜2,2aの形成に使用可能なポジ型の化学増幅型レジストとは異なる感度のレジスト、例えば、より高感度のレジストを選択して用いることができる。
そして、図6に示すように、基板1の遮光膜3上の第2の領域8においては、第1のレジスト膜形成工程(S101)によって形成された第1のレジスト膜2aの一部の第1のレジスト膜2上に、保護膜形成工程(S102)によって保護膜4が形成され、さらに保護膜4の一部の保護膜4aの上に第2のレジスト膜形成工程(S104)による第2のレジスト膜6が形成されている。一方、第1の領域7では、基板1の遮光膜3上に第2のレジスト膜形成工程(S104)によって第2のレジスト膜6が形成されており、保護膜4は設けられていない。このとき、第1のレジスト膜形成工程(S101)によって形成される第1のレジスト膜2aの一部の第1のレジスト膜2の膜厚(A)と、保護膜形成工程(S102)によって形成される保護膜4の膜厚(B)と、第2のレジスト膜形成工程(S104)によって形成される第2のレジスト膜6の膜厚(C)の関係は、(A+B)>(C)を満たすことが望ましい。
上記のような関係を満たすことにより、図6に示す第2の領域8において、保護膜4aの側面の一部を、領域7との境界で露出させることができる。その結果、この後に説明する保護膜除去工程(S105)において、溶剤を用いて保護膜4aを第2のレジスト膜6と一緒に除去することが容易となる。
図7は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜除去工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜除去工程(S105)では、図6に示した第2の領域8の保護膜4aを第2のレジスト膜6と一緒に除去する。そして、図7に示すように、第1のレジスト膜2を露出させ、基板1上に第2のレジスト膜6が設けられた第1の領域7と第1のレジスト膜2が設けられた領域8とを分けて形成する。
保護膜除去工程(S105)において、保護膜4aおよびその上の第2のレジスト膜6の除去は、それらが形成された基板1を用い、保護膜4を溶解させる溶剤で洗浄することによって行うことができる。その場合、その溶剤は、第1のレジスト膜2および第2のレジスト膜6を溶解させないことが求められる。したがって、例えば、保護膜4が水系の溶剤に溶解するものである一方、第1のレジスト膜2および第2のレジスト膜6が水系の溶剤に溶解しないものである場合、純水等の水系溶剤を用いることができる。
以上のように、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した第1のレジスト膜形成工程(S101)〜保護膜除去工程(S105)の各工程によって、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域のそれぞれに対し、2種類のレジスト膜のうちの最適なレジスト膜を設けることができる。その結果、1つの基板上に、互いに異なる2種のレジスト膜形成領域を設けることができる。
したがって、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、例えば、電子ビーム描画の対象となる1つの基板において、要求精度の高いパターンが形成される領域に低感度のレジスト膜を配置し、要求精度のさほど高くないパターンが形成される領域には、高感度のレジスト膜を配置することができる。すなわち、描画対象の1つの基板に対し、描画されるパターンの要求精度に従って、レジスト膜の配置面を仮想的に複数の領域に分割し、その複数の領域毎に、例えば、最適な感度のレジスト膜を配置することができる。
その結果、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた、異なる2種のレジスト膜を有する基板は、電子ビームリソグラフィ技術に適用されて、描画のスループットを向上させることができる。
ここで、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上に2種のレジスト膜を形成することを可能とした。しかし、本発明の第1実施形態は、形成されるレジスト膜の種類が2つに限られるわけではない。本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、より多い種類のレジスト膜を1つの基板上に形成することができる。
すなわち、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、別の例として、上述した第1のレジスト膜形成工程(S101)〜保護膜除去工程(S105)を実施した後、得られた異なる2種のレジスト膜が形成された基板を用い、上述した保護膜形成工程(S102)〜保護膜除去工程(S105)の各工程と同様の工程を施すことにより、さらにもう1種の異なるレジスト膜が形成された基板を得ることができる。
例えば、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の別の例として、1つの基板上に互いに異なる第1〜第3の3種のレジスト膜を形成するレジスト膜の形成方法は以下の構成を有する。このとき、新たに設けられる第3のレジスト膜は、例えば、第1のレジスト膜および第2のレジスト膜のいずれとも感度が異なるポジ型の化学増幅型レジスト膜とすることができる。
すなわち、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の別の例は、基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程(S101)と、その第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程(S102)と、その保護膜および第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離して、基板が露出した剥離領域を設ける剥離工程(S103)と、スピンコート法を用いて剥離工程(S103)後の基板上に第2のレジスト膜を形成し、その第2のレジスト膜が上述の剥離領域上に形成された第1の領域と、その第2のレジスト膜が上述の保護膜を介して第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程(S104)と、その第2の領域の保護膜をその上の第2のレジスト膜と一緒に除去して下層にあった第1のレジスト膜を露出させ、基板上に第1のレジスト膜が設けられた領域と第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程(S105)とを有する。
基板としては、例えば、表面に遮光膜が設けられたガラス基板とすることができる。その場合、剥離工程(S103)においては、保護膜および第1のレジスト膜の剥離によって、基板の遮光膜の一部が露出する。そして、第2のレジスト膜形成工程(S104)において、第1の領域は、第2のレジスト膜が基板の遮光膜上に形成される領域となる。
そしてさらに、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の別の例では、保護膜除去工程(S105)後の基板の上に保護膜を形成する第2の保護膜形成工程(S106)と、その保護膜の一部と、その下に設けられた第1のレジスト膜および第2のレジスト膜の少なくとも一方の一部とを同時に剥離して、基板が露出した剥離領域を設ける第2の剥離工程(S107)と、スピンコート法を用いて第2の剥離工程(S107)後の基板上に第3のレジスト膜を形成し、その第3のレジスト膜が前記の剥離領域の上に形成された第3の領域と、その第3のレジスト膜が保護膜を介して第1のレジスト膜および第2のレジスト膜の上に形成された第4の領域とを設ける第3のレジスト膜形成工程(S108)と、第4の領域の保護膜を第3のレジスト膜と一緒に除去して第1のレジスト膜および第2のレジスト膜を露出させ、基板上に第1のレジスト膜が設けられた領域と第2のレジスト膜が設けられた領域と第3のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する第2の保護膜除去工程(S109)とを有する。
基板として、例えば、表面に遮光膜が設けられたガラス基板が用いられた場合、第2の剥離工程(S107)においては、上述した保護膜等の剥離によって、基板の遮光膜の一部が露出する。そして、第3のレジスト膜形成工程(S108)において、第3の領域は、第3のレジスト膜が基板の遮光膜上に形成される領域となる。
以上の第1のレジスト膜形成工程(S101)〜第2の保護膜除去工程(S109)の各工程を有する本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の別の例は、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域のそれぞれに対し、3種類のレジスト膜のうちの最適なレジスト膜を設けることができる。その結果、1つの基板上に、互いに異なる3種のレジスト膜形成領域を設けることができる。
実施形態2.
本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と同様に、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適なレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法である。
本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と同様に、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適なレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法である。
そして、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法では、感度の異なる2種のポジ型の化学増幅型レジストを用い、1つの基板上に感度の異なる2種のポジ型の化学増幅型レジスト膜を形成した。
このとき、本発明では、使用するレジストは、ポジ型の化学増幅型レジストに限られない。例えば、ネガ型の化学増幅型レジストの使用も可能である。
したがって、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法では、ポジ型の化学増幅型レジストとネガ型の化学増幅型レジストの2種類のレジストを用い、1つの基板上に感度の異なる2種の化学増幅型レジスト膜を形成する。すなわち、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜6と同様に形成される第2のレジスト膜が、ネガ型の化学増幅型レジストを用いて形成される。
そして、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法において、図3〜図5を用いて説明した、基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程(S101)と、その第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程(S102)と、その保護膜および第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離して、基板が露出した剥離領域を設ける工程(剥離工程(S103))とは、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法においても同様に含有される。本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法では、その後に、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜形成工程(S104)および保護膜除去工程(S105)に対応する第2のレジスト膜形成工程(S204)および保護膜除去工程(S205)を有する。
したがって、以下で図面を用いて、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法について説明するが、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と同様の各工程の説明は、便宜上、可能な限り省略し、第2のレジスト膜形成工程(S204)およびその後の保護膜除去工程(S205)について、詳しく説明を行う。そして、説明に用いる図面中で本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と共通する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
図8は、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法によって形成される基板の一例を模式的に示す平面図である。
基板1としては、上述したように、例えば、表面に遮光膜3が設けられたガラス基板とすることができる。そして、図8に示すように、基板1上には、その中央を含む領域に矩形状の第1のレジスト膜2が配置されている。そして、基板1の周縁領域には、第1のレジスト膜2に近接してその周囲を囲むように、中央領域が開口する矩形状の第2のレジスト膜26が配置されている。第2のレジスト膜26は、開口する中央領域に矩形状の第1のレジスト膜2が配置されて、額縁状の形状を有する。
尚、以下の説明において、各工程を説明するために基板断面図を用いることがあるが、その場合の各図面は、上述した図8の基板1のB−B’線に沿った断面に対応する各工程の基板の断面を示すものとなる。また、各図面の間で共通する構成要素については、同じ符号を付し、重複する説明はできる限り省略することにする。
上述したように、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法の第1のレジスト膜形成工程(S101)、保護膜形成工程(S102)および剥離工程(S103)と同様の第1のレジスト膜形成工程(S201)、保護膜形成工程(S202)および剥離工程(S203)を有する。
したがって、第1のレジスト膜形成工程(S201)では、第1のレジスト膜の形成に、例えば、富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社製のFEP171(商品名)、PRL009(商品名)、東京応化工業株式会社製のOEBRシリーズ(商品名)、信越化学工業株式会社製のSEBPシリーズ(商品名)等のポジ型の化学増幅型レジストが使用される。
そして、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述したように、第2のレジスト膜形成工程(S204)および保護膜除去工程(S205)を有する。
図9は、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜形成工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法の第2のレジスト膜形成工程(S204)では、図9に示すように、剥離工程(S203)後の基板1上にスピンコート法を用いて第2のレジスト膜26を形成し、第2のレジスト膜26が形成された第1の領域27と、第2のレジスト膜26が保護膜4aを介して第1のレジスト膜2の上に形成された第2の領域28とを設ける。第2のレジスト膜26は、スピンコートによる形成の後、必要な場合に、溶剤等の揮発成分を除去するためのプリベークが施され、基板1上に保持されることが好ましい。このプリベークは、例えば、70℃〜200℃の温度で7分間〜20分間程度の加熱をして行われる。
第2のレジスト膜26は、上述したように、ネガ型の化学増幅型レジストを用いて形成されたネガ型の化学増幅型レジスト膜とすることができる。尚、第2のレジスト膜26は、第1のレジスト膜形成工程(S201)で第1のレジスト膜2の形成に用いられたポジ型の化学増幅型レジストとは異なる感度を有することが好ましい。
第2のレジスト膜26の形成に使用可能なネガ型の化学増幅型レジストとしては、例えば、住友化学工業株式会社製のNEB−22(商品名)、NEB−31(商品名)、信越化学工業株式会社製のSEBNシリーズ(商品名)等が挙げられる。
そして、図9に示すように、基板1上の第2の領域28においては、第1のレジスト膜形成工程(S201)によって形成された第1のレジスト膜2aの一部の第1のレジスト膜2上に、保護膜形成工程(S202)によって保護膜4が形成され、さらに保護膜4の一部の保護膜4aの上に第2のレジスト膜形成工程(S204)による第2のレジスト膜26が形成されている。一方、第1の領域27では、基板1上に第2のレジスト膜形成工程(S204)によって第2のレジスト膜26が形成されており、保護膜4は設けられていない。このとき、第1のレジスト膜形成工程(S201)によって形成される第1のレジスト膜2aの一部の第1のレジスト膜2の膜厚(A)と、保護膜形成工程(S202)によって形成される保護膜4の膜厚(B)と、第2のレジスト膜形成工程(S204)によって形成される第2のレジスト膜26の膜厚(C’)の関係は、(A+B)>(C’)を満たすことが望ましい。
上記のような関係を満たすことにより、図9に示す第2の領域28において、保護膜4aの側面の一部が、領域27との境界で露出することになる。その結果、この後に説明する保護膜除去工程(S205)において、溶剤を用いて保護膜4aを第2のレジスト膜26と一緒に除去することが容易となる。
図10は、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜除去工程を模式的に説明する基板断面図である。
本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法の保護膜除去工程(S205)では、図9に示した第2の領域28の保護膜4aを第2のレジスト膜26と一緒に除去する。そして、図10に示すように、第1のレジスト膜2を露出させ、基板1上に第2のレジスト膜26が設けられた第1の領域27と第1のレジスト膜2が設けられた第2の領域28とを分けて形成する。
保護膜除去工程(S205)において、保護膜4aおよびその上の第2のレジスト膜26の除去は、それらが形成された基板1を用い、保護膜4を溶解させる溶剤で洗浄することによって行うことができる。その場合、その溶剤は、第1のレジスト膜2および第2のレジスト膜26を溶解させないことが求められる。したがって、例えば、保護膜4が水系の溶剤に溶解するものである一方、第1のレジスト膜2および第2のレジスト膜26が水系の溶剤に溶解しないものである場合、純水等の水系溶剤を用いることができる。
以上のように、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した第1のレジスト膜形成工程(S201)〜保護膜除去工程(S205)の各工程によって、スピンコート法を用い、1つの基板上の2つの領域のそれぞれに対し、互いに異なる1種ずつのレジスト膜を形成することができる。
したがって、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、例えば、電子ビーム描画の対象となる1つの基板において、要求精度の高いパターンが形成される領域に低感度のレジスト膜を配置し、要求精度のさほど高くないパターンが形成される領域には、高感度のレジスト膜を配置することができる。すなわち、描画対象の1つの基板に対し、描画されるパターンの要求精度に従って、レジスト膜の配置面を仮想的に複数の領域に分割し、その複数の領域毎に、例えば、最適な感度のレジスト膜を配置することができる。
その結果、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた、異なる2種のレジスト膜を有する基板は、電子ビームリソグラフィ技術に適用されて、描画のスループットを向上させることができる。
ここで、上述した本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上にポジ型とネガ型の2種のレジスト膜を形成することを可能とした。しかし、本発明の第1実施形態は、形成されるレジスト膜の種類が2つに限られるわけではない。本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法は、ポジ型とネガ型という特性の違いの他に感度の違いも考慮し、より多い種類のレジスト膜を1つの基板上に形成することができる。
すなわち、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法は、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と同様に、別の例として、上述した第1のレジスト膜形成工程(S201)〜保護膜除去工程(S205)を実施した後、得られた異なる2種のレジスト膜が形成された基板を用い、上述した保護膜形成工程(S202)〜保護膜除去工程(S205)の各工程と同様の工程を施すことにより、さらにもう1種の異なるレジスト膜が形成された基板を得ることができる。
尚、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板では、図8および図10に示すように、ポジ型とネガ型の2種のレジスト膜が近接して形成されている。したがって、この基板が電子ビームリソグラフィ技術に適用された場合、2種のレジスト膜の境界近傍において、一方のレジスト膜に対して行われる露光が、他方のレジスト膜から形成される微細パターンに影響を与えることがある。すなわち、2種のレジスト膜の境界近傍において、望まない微細パターンの生成や微細パターンの望まない変形を生じさせる恐れがある。例えば、ポジ型とネガ型の2種のレジスト膜の境界で、いずれにもスペースパターンを形成しようとする場合、ポジ型のレジスト膜にスペースパターンを形成するための電子ビーム露光が、その境界近傍のネガ型のレジスト膜に影響し、その部分のネガ型のレジスト膜において所望形状のスペースパターンを形成できない場合がある。
したがって、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板は、低感度のレジスト膜に形成される要求精度の高いパターンと、高感度のレジスト膜に形成される要求精度のさほど高くないパターンが、間隔をあけて配置されたものである場合に、それらのパターンの形成に使用されることが好ましい。そして、基板上に描画される要求精度の高いパターンと要求精度のさほど高くないパターンとの間隔は、剥離工程(S203)での剥離の精度を考慮して、1mm以上であることが好ましい。
図11は、本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を用いて描画されるパターンの好ましい配置の例を説明する模式的な平面図である。
図11に示すように、例えば、基板1では、その中央を含む領域で要求精度の高いパターン18が4つ描画され、基板1の周囲で、例えば、IDチップ等の要求精度のさほど高くないパターン19が3つ描画される。そのパターン18とパターン19とは、互いに離間するように間隔を設けて形成される。
そして、基板1上には、その中央を含むパターン18の形成領域に、矩形状の第1のレジスト膜2が配置されている。そして、基板1の周縁領域のパターン19の形成領域には、第1のレジスト膜2に近接してその周囲を囲むように、中央領域が開口する矩形状の第2のレジスト膜26が配置されている。第2のレジスト膜26は、開口する中央領域に矩形状の第1のレジスト膜2が配置されて、額縁状の形状を有する。
基板1上で、第1のレジスト膜2と第2のレジスト膜26は、互いに近接するように配置されている。しかし、パターン18とパターン19とが離間されて形成されるものであるため、基板1が電子ビームリソグラフィ技術に適用されても、第1のレジスト膜2と第2のレジスト膜26の境界近傍において、一方に対して行われる露光が、他方によって形成される微細パターンに影響を与えることはない。すなわち、第1のレジスト膜2と第2のレジスト膜26の境界近傍において、望まないパターンの生成や、パターンの望まない変形が生じる恐れを低減することができる。
実施形態3.
本発明の第3実施形態の描画方法は、本発明のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を描画対象に用いる。すなわち、本発明の第3実施形態の描画方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適なレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法によって得られた基板を描画の対象とする。そして、本発明の第3実施形態の描画方法は、描画対象の基板上のレジスト膜に所望のパターンの露光を行う露光工程を有する。
本発明の第3実施形態の描画方法は、本発明のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を描画対象に用いる。すなわち、本発明の第3実施形態の描画方法は、スピンコート法を用い、1つの基板上の複数の領域に対し、それぞれ最適なレジスト膜を形成して、1つの基板上に複数種のレジスト膜を形成する方法によって得られた基板を描画の対象とする。そして、本発明の第3実施形態の描画方法は、描画対象の基板上のレジスト膜に所望のパターンの露光を行う露光工程を有する。
本発明の第3実施形態の描画方法の露光工程は、電子ビームを露光光として用いる露光工程であることが好ましい。
そして、本発明の第3実施形態の描画方法は、例えば、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を描画対象に用いることができる。すなわち、例えば、図1に例示された基板を描画対象に用いることができる。
したがって、本発明の第3実施形態の描画方法は、図3〜図7を用いて説明した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法における、第1のレジスト膜形成工程(S101)〜保護膜除去工程(S105)の各工程と同様の各工程(S301〜S305)を有することができる。
図12は、本発明の第3実施形態の描画方法を示すフローチャートである。
本発明の第3実施形態の描画方法は、基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程(S301)と、その第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程(S302)と、その保護膜および第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離して、基板が露出した剥離領域を設ける剥離工程(S303)と、スピンコート法を用いて剥離工程(S303)後の基板上に第2のレジスト膜を形成し、その第2のレジスト膜が上述の剥離領域の上に形成された第1の領域と、その第2のレジスト膜が上述の保護膜を介して第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程(S304)と、その第2の領域の保護膜をその上の第2のレジスト膜と一緒に除去して下層にあった第1のレジスト膜を露出させ、基板上に第1のレジスト膜が設けられた領域と第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程(S305)とを有する。
以上の本発明の第3実施形態の描画方法の各工程(S301〜S305)は、上述したように、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法における、対応する第1のレジスト膜形成工程(S101)〜保護膜除去工程(S105)の各工程とそれぞれ同様の工程である。
そして、本発明の第3実施形態の描画方法は、保護膜除去工程(S305)の後に、第1のレジスト膜および第2のレジスト膜のそれぞれに所望のパターンの露光を行う露光工程(S306)を有する。
さらに、本発明の第3実施形態の描画方法は、露光工程(S306)の後に、露光後の加熱処理であってレジスト内での反応を促進するためPEB処理を行うPEB工程(S307)を有することができる。そして、露光工程(S306)の後、または、露光工程(S306)後のPEB工程(S307)の後に、現像工程(S308)を有する。
以下で適宜図面を用い、本発明の第3実施形態の描画方法について、各工程を説明する。このとき、第1のレジスト膜形成工程(S301)〜保護膜除去工程(S305)の各工程は、本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法における、対応する各工程(S101〜S105)と同様であるため、便宜上、説明を省略する。そして、特に、露光工程(S306)、PEB工程(S307)および現像工程(S308)について説明する。また、各工程を説明するために基板断面図を用いることがあるが、その場合の各図面は、上述した図1の基板1のA−A’線に沿った断面に対応する各工程の基板の断面を示すものとなる。その際、図面中で本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法と共通する構成要素については同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の第3実施形態の描画方法は、上述したように、保護膜除去工程(S305)の後に、第1のレジスト膜および第2のレジスト膜のそれぞれに所望のパターンの露光を行う露光工程(S306)を有する。
図13は、本発明の第3実施形態の描画方法の露光工程およびその後のPEB工程を併せて模式的に説明する基板断面図である。
図13には、描画対象となる基板1が示されている。基板1の表面には、遮光膜3が設けられている。そして、基板1上、すなわち、基板1の遮光膜3上に、第2のレジスト膜6の設けられた第1の領域7と第1のレジスト膜2の設けられた第2の領域8とが分けて形成されている。
本発明の第3実施形態の描画方法の露光工程(S306)は、この基板1を描画対象とし、電子ビームを用いて露光を行い、第1の領域7の第2のレジスト膜6と第2の領域8の第1のレジスト膜2のそれぞれに所定のパターンを描画する。
このとき、第1のレジスト膜2は、上述したように、ポジ型の化学増幅型レジストを用いスピンコート法を用いて形成されたポジ型の化学増幅型レジスト膜である。また、第2のレジスト膜6も、上述したように、ポジ型の化学増幅型レジストを用いスピンコート法を用いて形成されたポジ型の化学増幅型レジスト膜であるが、第1のレジスト膜2の形成に用いられるポジ型の化学増幅型レジストとは異なる感度のレジスト、例えば、より高感度のレジストを用いて形成されたものである。したがって、第2のレジスト膜6は、第1のレジスト膜2と比べてより高い感度を有する。言い換えれば、第1のレジスト膜2は、第2のレジスト膜6と比べてより低い感度を有している。
したがって、本発明の第3実施形態の描画方法の露光工程(S306)では、第2の領域8の第1のレジスト膜2に、要求精度の高いパターンを描画する。その結果、本発明の第3実施形態の描画方法は、素子の寸法の微細化に対応して要求精度の高いパターンに対し、例えば、CD精度を向上させることができる。
また、本発明の第3実施形態の描画方法の露光工程(S306)では、第1の領域7の第2のレジスト膜6に、例えば、IDチップ等の描画面積は広いもののパターンの要求精度はさほど高くないパターンを描画する。その結果、本発明の第3実施形態の描画方法は、要求精度がさほど高くないパターンに対し、高効率な描画を行うことができる。
以上により、本発明の第3実施形態の描画方法は、描画されるパターンに対応した高精度且つ高スループットの電子ビーム描画が可能となる。
そして、本発明の第3実施形態の描画方法は、露光工程(S306)の後に、露光後の加熱処理であってレジスト内での反応を促進するためPEB処理を行うPEB工程(S307)を有することができる。
このPEB工程(S307)により、第1のレジスト膜2aおよび第2のレジスト膜6内での反応が促進され、図13に示すように、基板1上の第1のレジスト膜2および第2のレジスト膜6に、それぞれ露光パターンに対応する潜像31,32が形成される。
次いで、本発明の第3実施形態の描画方法は、現像工程(S308)として、PEB工程(S307)を経た後の基板1を現像液に浸漬して現像処理をする。これにより、基板1の不要な部分が除去され、第1の領域7および第2の領域8のそれぞれに、レジストによる微細パターンが形成される。
以上の各工程を有する本発明の第3実施形態の描画方法は、スピンコート法を用いて形成された複数種のレジスト膜を複数の領域に分けて有する基板を描画の対象としている。すなわち、スピンコート法を用い、1つの基板上において、例えば、要求精度の高いパターンが形成される領域に低感度のレジスト膜を配置し、要求精度のさほど高くないパターンが形成される領域には、高感度のレジスト膜を配置して、描画を行うことができる。その結果、第3実施形態の描画方法は、電子ビーム描画のスループットを向上させることができる。
尚、本発明の第3実施形態の描画方法は、上述した本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を描画対象に用いたが、別の例として、上述した本発明の第2実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を描画対象に用いることも可能である。その場合、上述の本発明の第1実施形態のレジスト膜の形成方法によって得られた基板を用いたときと同様に、スピンコート法を用い、1つの基板上において、例えば、要求精度の高いパターンが形成される領域に低感度のレジスト膜を配置し、要求精度のさほど高くないパターンが形成される領域には、高感度のレジスト膜を配置して、描画を行うことができる。そして、電子ビーム描画のスループットを向上させることができる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実施することができる。例えば、上記実施形態では、レジスト膜に電子ビームを照射して露光を行ったが、イオンビームなどの他の荷電粒子ビームを照射してもよい。また、KrF(フッ化クリプトン)エキシマレーザ(波長:248nm)、ArF(フッ化アルゴン)エキシマレーザ(波長:193nm)などのレーザビームを照射してもよく、ArFによる液浸露光や、EUV(Extreme Ultra Violet)を露光光源とする場合にも適用可能である。
また、上記実施形態では、レジスト膜に化学増幅型のレジスト膜を用いたが、非化学増幅型のレジスト膜を用いることも可能である。
1 基板
2,2a 第1のレジスト膜
3 遮光膜
4,4a 保護膜
5 剥離領域
6,26 第2のレジスト膜
7,27 第1の領域
8,28 第2の領域
18,19 パターン
31,32 潜像
2,2a 第1のレジスト膜
3 遮光膜
4,4a 保護膜
5 剥離領域
6,26 第2のレジスト膜
7,27 第1の領域
8,28 第2の領域
18,19 パターン
31,32 潜像
Claims (6)
- 遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法。 - 前記第1のレジスト膜と前記第2のレジスト膜とは、互いに異なる感度のレジスト膜であることを特徴とする請求項1に記載のレジスト膜の形成方法。
- 前記第1のレジスト膜と前記第2のレジスト膜とは、一方がポジ型の化学増幅型レジスト膜であり、他方がネガ型の化学増幅型レジスト膜であることを特徴とする請求項1または2に記載のレジスト膜の形成方法。
- 前記第1のレジスト膜の膜厚(A)、前記保護膜の膜厚(B)および前記第2のレジスト膜の膜厚(C)は、(A+B)>(C)の関係を満たすことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のレジスト膜の形成方法。
- 遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する第1のレジスト膜形成工程と、
前記基板の第1のレジスト膜上に保護膜を形成する保護膜形成工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける第2のレジスト膜形成工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する保護膜除去工程と、
前記保護膜除去工程後の前記基板の上に保護膜を形成する第2の保護膜形成工程と、
前記第2の保護膜形成工程で形成された保護膜の一部と、その下に設けられた前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の少なくとも一方の一部とを同時に剥離して、前記基板が露出した剥離領域を設ける第2の剥離工程と、
スピンコート法を用いて前記第2の剥離工程後の前記基板上に第3のレジスト膜を形成し、前記第3のレジスト膜が前記剥離領域の上に形成された第3の領域と、前記第3のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜の上に形成された第4の領域とを設ける第3のレジスト膜形成工程と、
前記第4の領域の前記保護膜を前記第3のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域と前記第3のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する第2の保護膜除去工程と
を有することを特徴とするレジスト膜の形成方法。 - 遮光膜が形成された基板上にスピンコート法を用いて第1のレジスト膜を形成する工程と、
前記第1のレジスト膜上に保護膜を形成する工程と、
前記保護膜および前記第1のレジスト膜の同じ領域を同時に剥離し、前記遮光膜の一部を露出させる工程と、
スピンコート法を用いて前記基板上に第2のレジスト膜を形成し、前記第2のレジスト膜が前記遮光膜上に形成された第1の領域と、前記第2のレジスト膜が前記保護膜を介して前記第1のレジスト膜の上に形成された第2の領域とを設ける工程と、
前記第2の領域の前記保護膜を前記第2のレジスト膜と一緒に除去して前記第1のレジスト膜を露出させ、前記基板上に前記第1のレジスト膜が設けられた領域と前記第2のレジスト膜が設けられた領域とを分けて形成する工程と
前記第1のレジスト膜および前記第2のレジスト膜のそれぞれにパターンの露光を行う工程と
を有することを特徴とする描画方法。
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