JP2577025B2 - パターン形成方法 - Google Patents
パターン形成方法Info
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- JP2577025B2 JP2577025B2 JP227888A JP227888A JP2577025B2 JP 2577025 B2 JP2577025 B2 JP 2577025B2 JP 227888 A JP227888 A JP 227888A JP 227888 A JP227888 A JP 227888A JP 2577025 B2 JP2577025 B2 JP 2577025B2
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- Japan
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- resist
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- forming method
- photomask
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- 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.)
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- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、サブミクロンレベル（0.5μｍライン／ス
ペース程度）のフォトマスク作成に係わり、特に、電子
ビームによるパターン形成方法に関する。
ペース程度）のフォトマスク作成に係わり、特に、電子
ビームによるパターン形成方法に関する。
ポジ型単層レジストを用いて電子ビーム描画により１
μｍ以下のレジストパターンを形成する方法において、
フォトマスクパターンの解像度を上げるには、従来より 電子ビームの加速電圧を上げる レジスト厚を薄くする マスク用薄膜の厚さを薄くする レジストを他のレジスト等より多層とする、又特殊な
ドライプロセス（方向性エッチング等）を使用する レジストの解像性の高いものを使用する レジストのコントラストを何らかの方法により上げる ビーム径そのものを小さくし、同時にドーズ量をあげ
る カブリ露光方法を採用する ゴースト露光方法を採用する 等が知られている。
μｍ以下のレジストパターンを形成する方法において、
フォトマスクパターンの解像度を上げるには、従来より 電子ビームの加速電圧を上げる レジスト厚を薄くする マスク用薄膜の厚さを薄くする レジストを他のレジスト等より多層とする、又特殊な
ドライプロセス（方向性エッチング等）を使用する レジストの解像性の高いものを使用する レジストのコントラストを何らかの方法により上げる ビーム径そのものを小さくし、同時にドーズ量をあげ
る カブリ露光方法を採用する ゴースト露光方法を採用する 等が知られている。
しかしながら、上記従来の技術では、フォトマスク作
成方法として判断した場合、それぞれに問題点を有して
いる。すなわち、の方法では、基板へのダメージ、レ
ジストの感度上、の方法では、耐プロセス上に問題が
ある。の方法では、通常マスクの光学濃度が得られな
いという問題があり、の方法では、工程が増加すると
共に、歩留が悪く、特殊ドライプロセス（方向性エッチ
ング）が必要になる等の問題がある。また〜の方法
では、通常のフォトマスク（サブミクロンパターン以
外）用基板と同一の基板（レジスト付）が使用できず、
作業が煩雑になる等の問題もある。さらに、の方法で
は、感度、プロセス等に問題があり、通常のフォトマス
ク生産に問題がある。、の方法においても、工程が
増え他設備を必要とし、の方法においても一般にベク
ター機ではハード的な手直しをしなければ難しいという
問題がある。
成方法として判断した場合、それぞれに問題点を有して
いる。すなわち、の方法では、基板へのダメージ、レ
ジストの感度上、の方法では、耐プロセス上に問題が
ある。の方法では、通常マスクの光学濃度が得られな
いという問題があり、の方法では、工程が増加すると
共に、歩留が悪く、特殊ドライプロセス（方向性エッチ
ング）が必要になる等の問題がある。また〜の方法
では、通常のフォトマスク（サブミクロンパターン以
外）用基板と同一の基板（レジスト付）が使用できず、
作業が煩雑になる等の問題もある。さらに、の方法で
は、感度、プロセス等に問題があり、通常のフォトマス
ク生産に問題がある。、の方法においても、工程が
増え他設備を必要とし、の方法においても一般にベク
ター機ではハード的な手直しをしなければ難しいという
問題がある。
上記の各方法の中では、の方法が一番簡単な方法と
思われるが、それでもなおサブミクロンレベル（0.5μ
ｍライン／スペース程度）では、現像終点判断が難しく
安定したパターン形成ができないという問題がある。
思われるが、それでもなおサブミクロンレベル（0.5μ
ｍライン／スペース程度）では、現像終点判断が難しく
安定したパターン形成ができないという問題がある。
本発明は、上記の問題を解決すべく種々の研究の結果
見出したものであり、容易に現像最終判断が可能にな
り、安定的にパターンを解像させることができるパター
ン形成方法を提供することを目的とする。
見出したものであり、容易に現像最終判断が可能にな
り、安定的にパターンを解像させることができるパター
ン形成方法を提供することを目的とする。
本発明のパターン形成方法は、通常のフォトマスク用
（サブミクロンパターン以外）レジスト膜厚、マスク用
薄膜厚でも、適当な寸法補正をしたパターンに適当な露
光量を与え２重描画することによって、上記問題を解決
しうることを見出し完成したものである。
（サブミクロンパターン以外）レジスト膜厚、マスク用
薄膜厚でも、適当な寸法補正をしたパターンに適当な露
光量を与え２重描画することによって、上記問題を解決
しうることを見出し完成したものである。
本発明は、通常（サブミクロン以外）のフォトマスク
作成条件で描画条件以外を大きく変えることなくサブミ
クロンレベル（0.5μｍライン／スペース程度）のパタ
ーンの作成を容易にするパターン形成方法を提供するこ
とを主旨とするものである。
作成条件で描画条件以外を大きく変えることなくサブミ
クロンレベル（0.5μｍライン／スペース程度）のパタ
ーンの作成を容易にするパターン形成方法を提供するこ
とを主旨とするものである。
本発明で用いるフォトマスク基板としては、ソーダガ
ラス、低膨張ガラス、石英ガラスなどのガラス上にクロ
ム、クロムと酸化クロムなどの500〜2500Åの薄膜厚を
設けた通常のフォトマスク基板が用いられる。レジスト
としてはポジ型の単層レジスト3000〜6000Åが用いられ
る。描画機はベクター型電子ビーム描画機が好ましく、
また、解像性を上げる為、及び後述の現像時、現像の終
点を容易に判断できるように、描画パターンサイズは、
作成しようとするフォトマスクのパターン寸法よりも小
さくし、２重描画を行う。
ラス、低膨張ガラス、石英ガラスなどのガラス上にクロ
ム、クロムと酸化クロムなどの500〜2500Åの薄膜厚を
設けた通常のフォトマスク基板が用いられる。レジスト
としてはポジ型の単層レジスト3000〜6000Åが用いられ
る。描画機はベクター型電子ビーム描画機が好ましく、
また、解像性を上げる為、及び後述の現像時、現像の終
点を容易に判断できるように、描画パターンサイズは、
作成しようとするフォトマスクのパターン寸法よりも小
さくし、２重描画を行う。
第１図はフォトマスク上で作成しようとする0.5μｍ
ライン／スペースのパターン図、第２図は第１図に示す
パターンを作成するための描画方法を説明するための
図、第３図は現像途中におけるレジストの断面形状の例
を示す図である。
ライン／スペースのパターン図、第２図は第１図に示す
パターンを作成するための描画方法を説明するための
図、第３図は現像途中におけるレジストの断面形状の例
を示す図である。
本発明に係る２重描画によるパターン形成方法は、第
１図に示すような0.5μｍライン／スペース程度の微細
パターン作成時には、第１の描画で第２図に示すように
所定の寸法0.5μｍに比べマイナス20〜40％補正したパ
ターン寸法により描画し、続く第２の描画で第１の描
画よりマイナス20〜40％補正したパターン寸法により
描画する。更に、描画露光量は、第２の描画が第１の描
画の60〜100％程度で行う。
１図に示すような0.5μｍライン／スペース程度の微細
パターン作成時には、第１の描画で第２図に示すように
所定の寸法0.5μｍに比べマイナス20〜40％補正したパ
ターン寸法により描画し、続く第２の描画で第１の描
画よりマイナス20〜40％補正したパターン寸法により
描画する。更に、描画露光量は、第２の描画が第１の描
画の60〜100％程度で行う。
また、現像としては、現像時、未露光部の膜減りの少
ない、好ましくは膜減りのない現像液を用いる。現像途
中のレジストの断面形状は、第３図に示すよように中心
部の膜減りが速いため、中心部が現像終点より早く基板
まで到達してしまう。レジスト端部は、パターンの内側
にあり、端部を光学顕微鏡で観察しながら現像終点を判
断する。そして、現像後は、レジスト画像向上の為、酸
素又は空気でデスカムを行う。
ない、好ましくは膜減りのない現像液を用いる。現像途
中のレジストの断面形状は、第３図に示すよように中心
部の膜減りが速いため、中心部が現像終点より早く基板
まで到達してしまう。レジスト端部は、パターンの内側
にあり、端部を光学顕微鏡で観察しながら現像終点を判
断する。そして、現像後は、レジスト画像向上の為、酸
素又は空気でデスカムを行う。
第４図は通常の処理による単層レジストの現像時間の
経過による断面形状図である。
経過による断面形状図である。
一般に１回描画の場合、現像画像は電子ビームのレジ
スト内蓄積エネルギー分布状態により現像の経過に従っ
て第４図（ａ）から（ｂ）そして（ｃ）への移行する。
サブミクロンレベル（0.5μｍライン／スペース程度）
のパターン形成では、光学顕微鏡により観察しても現像
途中で第４図（ａ）の状態か（ｂ）状態か（ｃ）の状態
かの判断が難しい。また、電子顕微鏡観察ではレジスト
の損傷及び作業性に問題がある。しかも、現像中におけ
る第４図（ｂ）から（ｃ）への移行は通常数秒程度であ
りきわめて速い。
スト内蓄積エネルギー分布状態により現像の経過に従っ
て第４図（ａ）から（ｂ）そして（ｃ）への移行する。
サブミクロンレベル（0.5μｍライン／スペース程度）
のパターン形成では、光学顕微鏡により観察しても現像
途中で第４図（ａ）の状態か（ｂ）状態か（ｃ）の状態
かの判断が難しい。また、電子顕微鏡観察ではレジスト
の損傷及び作業性に問題がある。しかも、現像中におけ
る第４図（ｂ）から（ｃ）への移行は通常数秒程度であ
りきわめて速い。
しかし、本発明の２重描画方法を用いると、第５図
（ａ）、（ｂ）の判断はしないでも済む。すなわち、あ
る一定の現像時間以上では必ず第３図に示すような内側
のレジストの端が基板まで到達している状態をつくるこ
とができる。しかも、レジストの端は光学顕微鏡でも観
察できる為、現像終点を確実且つ容易に判断できる。そ
こで、描画パターン幅に適当なマイナス補正をすること
により、所望のパターン幅を得ることができる。
（ａ）、（ｂ）の判断はしないでも済む。すなわち、あ
る一定の現像時間以上では必ず第３図に示すような内側
のレジストの端が基板まで到達している状態をつくるこ
とができる。しかも、レジストの端は光学顕微鏡でも観
察できる為、現像終点を確実且つ容易に判断できる。そ
こで、描画パターン幅に適当なマイナス補正をすること
により、所望のパターン幅を得ることができる。
以下、実施例を説明する。下の表に示す実施例は、
E13R−９レジスト、5500Å厚、Cr薄膜800Å、石英基板
を用い、ベクター型電子ビーム描画機JBX6A II（日本電
子製）で第１図に示す0.5μｍライン／スペースパター
ンを作成したものである。また、第５図は実施例により
得られるレジスト断面形状図である。
E13R−９レジスト、5500Å厚、Cr薄膜800Å、石英基板
を用い、ベクター型電子ビーム描画機JBX6A II（日本電
子製）で第１図に示す0.5μｍライン／スペースパター
ンを作成したものである。また、第５図は実施例により
得られるレジスト断面形状図である。
本発明の実施例では、上記のように第１の描画で0.
4μｍ幅の描画パターン、11μc/cm2にて行い、続いて第
２の描画で0.3μｍ幅の描画パターン、８μc/cm2にて露
光し、光学顕微鏡によりレジストの端を観察しながら現
像することによって第５図（ａ）に示すレジスト断面形
状を得、さらに酸素又は空気を用いたデスカム処理をす
ることにより同図（ｄ）に示す所望のレジスト断面形状
が得られた。上記とは比較例であり、適正時間では
第５図（ｂ）、（ｃ）に示すようなレジスト断面形状が
得られる。では第４図（ａ）、（ｂ）の比較により現
像終点を判断することが難しく、現像オーバーすると現
像終点が第５図（ｂ）点線や第４図（ｃ）に示すように
寸法大となってしまう。また、では現像終点判断も難
しいが現像がほぼ適性であっても既に幅Ｗが所望の0.5
μｍより大きくなってしまい、寸法制御が極めて難し
い。なお現像液はMIB K:IPA＝7:3を使用した。
4μｍ幅の描画パターン、11μc/cm2にて行い、続いて第
２の描画で0.3μｍ幅の描画パターン、８μc/cm2にて露
光し、光学顕微鏡によりレジストの端を観察しながら現
像することによって第５図（ａ）に示すレジスト断面形
状を得、さらに酸素又は空気を用いたデスカム処理をす
ることにより同図（ｄ）に示す所望のレジスト断面形状
が得られた。上記とは比較例であり、適正時間では
第５図（ｂ）、（ｃ）に示すようなレジスト断面形状が
得られる。では第４図（ａ）、（ｂ）の比較により現
像終点を判断することが難しく、現像オーバーすると現
像終点が第５図（ｂ）点線や第４図（ｃ）に示すように
寸法大となってしまう。また、では現像終点判断も難
しいが現像がほぼ適性であっても既に幅Ｗが所望の0.5
μｍより大きくなってしまい、寸法制御が極めて難し
い。なお現像液はMIB K:IPA＝7:3を使用した。
以上のように本発明のパターン形成方法では、特にベ
クター機にてマイナス補正パターンの２重描画を行い、
また、レジスト厚は5500Å程度とし通常のフォトマスク
パターン作成用基板と区分けする必要がないことが特徴
である。また、マスク用薄膜は、通常フォトマスクと同
程度（1000Å前後）で可能であり、現像後、レジスト画
像向上の為、方向性のあるドライエッチングによりレジ
ストパターンを整形する等の特殊な方法を必要とせず、
通常行われているレジスト現像後に酸素又は空気でデス
カムする工程が適用可能である点に特徴がある。
クター機にてマイナス補正パターンの２重描画を行い、
また、レジスト厚は5500Å程度とし通常のフォトマスク
パターン作成用基板と区分けする必要がないことが特徴
である。また、マスク用薄膜は、通常フォトマスクと同
程度（1000Å前後）で可能であり、現像後、レジスト画
像向上の為、方向性のあるドライエッチングによりレジ
ストパターンを整形する等の特殊な方法を必要とせず、
通常行われているレジスト現像後に酸素又は空気でデス
カムする工程が適用可能である点に特徴がある。
以上の説明から明らかなように、従来は、電子ビーム
描画機を用いた場合、サブミクロンレベルパターン作成
時、現像終点判断が難しく安定的にパターンを解像する
ことが難しかったが、本発明によれば、容易に現像終点
判断が可能となり、安定的にパターンを解像させること
ができるという効果がある。
描画機を用いた場合、サブミクロンレベルパターン作成
時、現像終点判断が難しく安定的にパターンを解像する
ことが難しかったが、本発明によれば、容易に現像終点
判断が可能となり、安定的にパターンを解像させること
ができるという効果がある。
また、サブミクロンパターン作成時、レジスト厚、マ
スク薄膜厚を通常フォトマスクと同じレベルで使用可能
となり、基板（レジスト付）の区分を必要としない。
スク薄膜厚を通常フォトマスクと同じレベルで使用可能
となり、基板（レジスト付）の区分を必要としない。
さらに、多層法での方向性のあるドライエッチング装
置等を必要とせず、通常の酸素又は空気を用いたデスカ
ム装置によるデスカムでも可能となる。しかも、描画に
おいても通常のベクター型電子ビーム描画機（例えば日
本電子製のJBX6A II）でも可能となり、特にハード的手
直しも必要としない。
置等を必要とせず、通常の酸素又は空気を用いたデスカ
ム装置によるデスカムでも可能となる。しかも、描画に
おいても通常のベクター型電子ビーム描画機（例えば日
本電子製のJBX6A II）でも可能となり、特にハード的手
直しも必要としない。
第１図はフォトマスク上で作成しようとする0.5μｍラ
イン／スペースのパターン図、第２図は第１図に示すパ
ターンを作成するための描画方法を説明するための図、
第３図は現像途中におけるレジストの断面形状の例を示
す図、第４図は通常の処理による単層レジストの現像時
間の経過による断面形状図、第５図は実施例により得ら
れるレジスト断面形状図である。 １と12……マスク薄膜、２と13……ガラス基板、11……
レジスト。
イン／スペースのパターン図、第２図は第１図に示すパ
ターンを作成するための描画方法を説明するための図、
第３図は現像途中におけるレジストの断面形状の例を示
す図、第４図は通常の処理による単層レジストの現像時
間の経過による断面形状図、第５図は実施例により得ら
れるレジスト断面形状図である。 １と12……マスク薄膜、２と13……ガラス基板、11……
レジスト。
Claims (4)
- 【請求項１】ポジ型単層レジストを用いて電子ビーム描
画によりサブミクロンレベルのレジストパターンを形成
するパターン形成方法において、第１の描画で所定のパ
ターン寸法よりマイナス補正した寸法で描画し、続く、
第２の描画で第１の描画のパターン寸法より更にマイナ
ス補正した寸法でかつ露光量を変えて第１の描画上に重
ねて描画することを特徴とするパターン形成方法。 - 【請求項２】第１の描画では所定のパターン寸法より20
〜40％小さいパターン寸法で描画することを特徴とする
請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項３】第２の描画では第１の描画のパターン寸法
より20〜40％小さいパターン寸法で描画することを特徴
とする請求項１記載のパターン形成方法。 - 【請求項４】第２の描画での露光量は、第１の描画の60
〜100％とすることを特徴とする請求項１記載のパター
ン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP227888A JP2577025B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP227888A JP2577025B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | パターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01181422A JPH01181422A (ja) | 1989-07-19 |
| JP2577025B2 true JP2577025B2 (ja) | 1997-01-29 |
Family
ID=11524899
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP227888A Expired - Fee Related JP2577025B2 (ja) | 1988-01-08 | 1988-01-08 | パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2577025B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7427458B2 (en) * | 2005-06-30 | 2008-09-23 | Lam Research Corporation | System and method for critical dimension reduction and pitch reduction |
-
1988
- 1988-01-08 JP JP227888A patent/JP2577025B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01181422A (ja) | 1989-07-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |