JP2607460B2 - 露光方法 - Google Patents
露光方法Info
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、反射電子係数の異なる凹凸部を有する基板
に塗布したレジスト膜を露光する露光方法に関する。
に塗布したレジスト膜を露光する露光方法に関する。
近年、LSIデバイスの微細化傾向が進んでおり、近い
将来0.5〔μｍ〕更に、0.25μｍ〔μｍ〕寸法のデバイ
スが出現しようとしている。このような微細デバイスは
従来の光ステッパを用いる方法では製作が困難であり、
その為新しいリソグラフィが切望されている。その中で
も電子ビーム・リソグラフィは最有力なものとして広く
認識されている。
将来0.5〔μｍ〕更に、0.25μｍ〔μｍ〕寸法のデバイ
スが出現しようとしている。このような微細デバイスは
従来の光ステッパを用いる方法では製作が困難であり、
その為新しいリソグラフィが切望されている。その中で
も電子ビーム・リソグラフィは最有力なものとして広く
認識されている。
しかしながら、第６図に示すように従来の電子ビーム
・リソグラフィ技術に於いてはシリコン基板601上に、
反射電子係数が大きい材料、例えばタングステンの配線
による凸部602がある場合、凸部のレジスト603が過剰に
露光されるので凹凸部のレジストでパターンの解像度が
異なりパターンを正確に形成出来ないと云う問題点があ
る。
・リソグラフィ技術に於いてはシリコン基板601上に、
反射電子係数が大きい材料、例えばタングステンの配線
による凸部602がある場合、凸部のレジスト603が過剰に
露光されるので凹凸部のレジストでパターンの解像度が
異なりパターンを正確に形成出来ないと云う問題点があ
る。
本発明の目的は、簡易な方法で基板表面に反射電子係
数の異なる凹凸部がある場合のパターン寸法誤差の低減
をはかることができ、LSIデバイスの超微細化に対応し
得る露光方法を提供することにある。
数の異なる凹凸部がある場合のパターン寸法誤差の低減
をはかることができ、LSIデバイスの超微細化に対応し
得る露光方法を提供することにある。
本発明は、表面に凹凸を有し、凹部より反射電子係数
の大きい材料で凸部が形成された基板上にレジスト膜を
形成した後、前記基板の凹部に第１のレジスト層を埋め
込み露光に必要な照射量より少い照射量で少くとも前記
第１のレジスト層に対してエネルギービームを照射する
と共に前記第１のレジスト層上から前記凸部上に及ぶ全
面に第２のレジスト層を塗布して露光に必要な照射量で
エネルギービームを選択的に照射して露光するものであ
る。
の大きい材料で凸部が形成された基板上にレジスト膜を
形成した後、前記基板の凹部に第１のレジスト層を埋め
込み露光に必要な照射量より少い照射量で少くとも前記
第１のレジスト層に対してエネルギービームを照射する
と共に前記第１のレジスト層上から前記凸部上に及ぶ全
面に第２のレジスト層を塗布して露光に必要な照射量で
エネルギービームを選択的に照射して露光するものであ
る。
露光に於ける近接効果を防止する為、前記露光方法
は、好ましくは第２のレジスト層の全面に露光に必要な
照射量より少い照射量でエネルギービームを照射する工
程を含むことが望ましい。
は、好ましくは第２のレジスト層の全面に露光に必要な
照射量より少い照射量でエネルギービームを照射する工
程を含むことが望ましい。
エネルギービームによる選択的な露光は電子ビーム描
画等により行われ得る。この場合、近接効果を有効に抑
えるには、電子ビームの加速電圧が40KV以上であること
が望ましい。
画等により行われ得る。この場合、近接効果を有効に抑
えるには、電子ビームの加速電圧が40KV以上であること
が望ましい。
本発明によれば、反射電子係数が大きい材料がシリコ
ン等の基板の凸部に存在しても、凹凸部でのパターンの
寸法は精度よく形成される。これにより、下地の材料が
種々異なる材料からなる様な場合に、容易に正確な描画
を行うことができ、実用的利点が大である。
ン等の基板の凸部に存在しても、凹凸部でのパターンの
寸法は精度よく形成される。これにより、下地の材料が
種々異なる材料からなる様な場合に、容易に正確な描画
を行うことができ、実用的利点が大である。
以下、本発明の一実施例として電子ビーム露光を例に
とり、図面を参照しながら説明する。
とり、図面を参照しながら説明する。
まづ、第１図に示す如く、シリコン基板（ウエーハ）
101上にタンタル層（Ta）102を厚さ3000Å形成し基板に
凹凸を形成する。図では省略されているが、通常集積回
路ではこの上に酸化膜等が被覆される、その後、PMMA
（ポリメチルメタクリレート）からなるポジ型レジスト
層103を2800Åの厚さに凹部を埋込むように塗布してベ
ークし、試料とし、この試料上に、電子ビーム露光に必
要な照射量60μC/cm2の５％の補正量のビーム104で試料
全面に電子ビームを照射する。その後、第２図に示す如
く、PMMAの層203を１μｍの厚さで全面に塗布してベー
クし、電子ビーム露光に必要な照射量60μC/cm2の15％
の補正量のビーム205で試料全面に電子ビームを照射す
る。更に加速電圧50KVで60μC/cm2の照射量のビーム204
でレレジストを選択的に露光して描画を行い、現像処理
によりレジストパターンを形成する。第３図は以上の方
法で凹凸を有する基板上にレジストパターン303を形成
した状態を示す平面図である。
101上にタンタル層（Ta）102を厚さ3000Å形成し基板に
凹凸を形成する。図では省略されているが、通常集積回
路ではこの上に酸化膜等が被覆される、その後、PMMA
（ポリメチルメタクリレート）からなるポジ型レジスト
層103を2800Åの厚さに凹部を埋込むように塗布してベ
ークし、試料とし、この試料上に、電子ビーム露光に必
要な照射量60μC/cm2の５％の補正量のビーム104で試料
全面に電子ビームを照射する。その後、第２図に示す如
く、PMMAの層203を１μｍの厚さで全面に塗布してベー
クし、電子ビーム露光に必要な照射量60μC/cm2の15％
の補正量のビーム205で試料全面に電子ビームを照射す
る。更に加速電圧50KVで60μC/cm2の照射量のビーム204
でレレジストを選択的に露光して描画を行い、現像処理
によりレジストパターンを形成する。第３図は以上の方
法で凹凸を有する基板上にレジストパターン303を形成
した状態を示す平面図である。
さらに、描画パターンとして、例えば第４図に示す如
く２つの大面積パターン400及びこれらのパターンを貫
通した２本の0.5μｍラインパターン401を形成した。大
面積パターン400の長さは400μｍ幅Ｗは任意とした。た
だし第４図の（ａ）は断面図（ｂ）は平面図である。
く２つの大面積パターン400及びこれらのパターンを貫
通した２本の0.5μｍラインパターン401を形成した。大
面積パターン400の長さは400μｍ幅Ｗは任意とした。た
だし第４図の（ａ）は断面図（ｂ）は平面図である。
このような描画パターンを前述した実施例と同様の方
法により描画形成したパターンの寸法変動量、特に0.5
μｍラインの寸法変動量は、第５図に示す如く、同一現
像条件化でSi上（曲線１）とTa上（曲線２）のいずれに
おいてもほぼ同一寸法で形成され、Ｐ−Ｐ値0.06μｍ以
内であった。即ち、近接効果によるパターン寸法の変動
量を0.5μｍパターンの±10％以内（±0.03μｍ）にす
ることができた。
法により描画形成したパターンの寸法変動量、特に0.5
μｍラインの寸法変動量は、第５図に示す如く、同一現
像条件化でSi上（曲線１）とTa上（曲線２）のいずれに
おいてもほぼ同一寸法で形成され、Ｐ−Ｐ値0.06μｍ以
内であった。即ち、近接効果によるパターン寸法の変動
量を0.5μｍパターンの±10％以内（±0.03μｍ）にす
ることができた。
なお、第５図において、横軸は、大面積パターンの幅
Ｗ、縦軸は0.5μｍラインの設計パターンからの寸法差
△Ｓを示している。
Ｗ、縦軸は0.5μｍラインの設計パターンからの寸法差
△Ｓを示している。
これに対し、従来方法では、第６図（ａ），（ｂ）に
断面及び平面図を示す如く、露光に必要な照射量のビー
ム604でパターンを選択的に描画露光し、補正のための
照射をしない場合には、第７図に示す如く近接効果によ
るパターンの寸法変動量は、0.25〃ｍもあり、更に同一
現像下で、Si基板上のパターン寸法（曲線１）とTa基板
上でのパターン寸法（曲線２）の差は、0.1μｍあり、
0.5μｍパターンの±10％以内と云う寸法変動の許容値
±0.05μｍ以内を満足できなかった。
断面及び平面図を示す如く、露光に必要な照射量のビー
ム604でパターンを選択的に描画露光し、補正のための
照射をしない場合には、第７図に示す如く近接効果によ
るパターンの寸法変動量は、0.25〃ｍもあり、更に同一
現像下で、Si基板上のパターン寸法（曲線１）とTa基板
上でのパターン寸法（曲線２）の差は、0.1μｍあり、
0.5μｍパターンの±10％以内と云う寸法変動の許容値
±0.05μｍ以内を満足できなかった。
このように、本実施例方法によれば、反射電子係数の
異なる凹凸基板上での寸法変動及び、近接効果に起因す
るパターン寸法の変動量を従来の0.35μｍから0.05μｍ
以内（±0.03μｍ）と著しく少なくすることができる。
このため、サブミクロンパターンのデバイス形成に十分
に対処することができ、その有用性は絶大である。また
凹部を第１のレジスト層103で埋込んでベークした後第
２のレジスト層203を塗布しているので第２のレジスト
層203の表面の平坦性がよく結像のぼけが少い。なお、
上述した実施例においては、上層の１μｍ厚のPMMAレジ
スト層203の露光に対し近接効果を抑える為に、全面一
律補正を用いているが、本発明の効果は、全面一律補正
に限らず、非パターン部の補正又は、全面一律補正と非
パターン補正を組み合わせた補正でも、同様の結果が得
られている。但し、スループットの観点からは全面一律
補正の方がより適している。露光のためのビームとして
は電子ビームの他にイオンビームがあり、又、補正照射
のためのエネルギービームとしては、電子ビーム以外に
光、Ｘ線等を用いてもよい。荷電ビームやエネルギービ
ームの照射は描画方式の他にパターン投影（転写）であ
ってもよい。
異なる凹凸基板上での寸法変動及び、近接効果に起因す
るパターン寸法の変動量を従来の0.35μｍから0.05μｍ
以内（±0.03μｍ）と著しく少なくすることができる。
このため、サブミクロンパターンのデバイス形成に十分
に対処することができ、その有用性は絶大である。また
凹部を第１のレジスト層103で埋込んでベークした後第
２のレジスト層203を塗布しているので第２のレジスト
層203の表面の平坦性がよく結像のぼけが少い。なお、
上述した実施例においては、上層の１μｍ厚のPMMAレジ
スト層203の露光に対し近接効果を抑える為に、全面一
律補正を用いているが、本発明の効果は、全面一律補正
に限らず、非パターン部の補正又は、全面一律補正と非
パターン補正を組み合わせた補正でも、同様の結果が得
られている。但し、スループットの観点からは全面一律
補正の方がより適している。露光のためのビームとして
は電子ビームの他にイオンビームがあり、又、補正照射
のためのエネルギービームとしては、電子ビーム以外に
光、Ｘ線等を用いてもよい。荷電ビームやエネルギービ
ームの照射は描画方式の他にパターン投影（転写）であ
ってもよい。
近接効果を小さくするのに荷電ビーム露光を40KV以上
の加速電圧で行うことが望ましい。
の加速電圧で行うことが望ましい。
第１図及び第２図は本発明の実施例を説明する為の工程
断面図、第３図は本発明の実施例で得られた試料のパタ
ーン形成状態を示す平面図、第４図は本発明の効果を確
認するため製作した試料のパターン形状を示す図、第５
図は、大面積パターンの幅Ｗに対する露光パターンと設
計パターンの寸法差△Ｓの変化を示す特性図、第６図
は、従来方法によるパターン形成工程を示す説明図、第
７図は、従来方法におけるパターンの幅Ｗに対する寸法
差△Ｓの変化を示す特性図である。 101,601……Siウエーハ、102,602……Ta、 103,203,303,603……レジスト（PMMA）、 104,205……全面露光用の電子ビーム、 204,604……EB描画の電子ビーム。
断面図、第３図は本発明の実施例で得られた試料のパタ
ーン形成状態を示す平面図、第４図は本発明の効果を確
認するため製作した試料のパターン形状を示す図、第５
図は、大面積パターンの幅Ｗに対する露光パターンと設
計パターンの寸法差△Ｓの変化を示す特性図、第６図
は、従来方法によるパターン形成工程を示す説明図、第
７図は、従来方法におけるパターンの幅Ｗに対する寸法
差△Ｓの変化を示す特性図である。 101,601……Siウエーハ、102,602……Ta、 103,203,303,603……レジスト（PMMA）、 104,205……全面露光用の電子ビーム、 204,604……EB描画の電子ビーム。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 芳秀 川崎市幸区小向東芝町１ 株式会社東芝 総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭55−80323（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−45541（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−921（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−198720（ＪＰ，Ａ)
Claims (3)
- 【請求項１】表面に凸凹を有し、凹部より反射電子係数
の大きい材料で凸部が形成された基板上にレジスト膜を
形成して該レジスト膜に露光ビームを照射して選択的に
露光を行なう露光方法であって、前記基板の凹部に第１
のレジスト層を埋め込み露光に必要な照射量より少ない
照射量で少なくとも前記第１のレジスト層に対してエネ
ルギービームを照射する工程と、前記第１のレジスト層
上から前記凸部上に及ぶ全面に第２のレジスト層を塗布
し、この第２のレジスト層の全面に露光に必要な照射量
より少ない照射量で露光ビームを照射して露光する工程
と、所定のパターンを形成する為の露光量で前記第２の
レジストを露光する工程とを含むことを特徴とする露光
方法。 - 【請求項２】露光ビームによる選択的な露光は電子ビー
ム描画により行なわれることを特徴とする特許請求の範
囲第１項に記載の露光方法。 - 【請求項３】電子ビームの加速電圧は40kV以上であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の露光方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049302A JP2607460B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 露光方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60049302A JP2607460B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 露光方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61208830A JPS61208830A (ja) | 1986-09-17 |
| JP2607460B2 true JP2607460B2 (ja) | 1997-05-07 |
Family
ID=12827138
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60049302A Expired - Lifetime JP2607460B2 (ja) | 1985-03-14 | 1985-03-14 | 露光方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2607460B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7038204B2 (en) | 2004-05-26 | 2006-05-02 | International Business Machines Corporation | Method for reducing proximity effects in electron beam lithography |
-
1985
- 1985-03-14 JP JP60049302A patent/JP2607460B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61208830A (ja) | 1986-09-17 |
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