JPH0191422A - 微細パターン形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は微細パターン形成方法に関するものであり、特
に、近接効果を抑えた電子ビーム露光方法に関するもの
である。

従来の技術 電子ビーム露光方法は、微細なパターンを比較的容易に
形成できる技術として広く使われているが、高密度なパ
ターンを形成する場合、電子ビームの基板からの反射に
よる、いわゆる近接効果により隣シ同じのパターンが解
像しないという問題点があった。

第４図ａ　−ｂは近接効果の現像を説明する図である。

第４図ａに示すようにシリコン基板１０１上に電子ビー
ムレジスト１０２を塗布し、電子ビーム１０３を照射す
ると、シリコン基板１０１からの反射によシリコン基板
と接するレジスト１０２の底部がオーバ露光になυ、現
像を行うとりに露光領域があると、基板からの電子の反
射が重なり、隣り同じのパターンが解像しなくなる、い
わゆる近接効果が起こる。

従来、この近接効果を補正するいくつかの技術があった
。１つはゴースト法と呼ばれるもので、予めレジスト全
体にレジスト感度よりも少ない露光量で感光しておき、
その後、解像に必要な露光量だけ電子ビームを照射する
方法である。この方法によれば、電子ビームの露光量が
少なくてすむので基板からの反射も少なく、近接効果を
抑えられるが、−括露光に別の装置、例えば紫外線照射
装置が必要となる。

また、所定の露光領域の周辺だけ電子ビームの露光量を
小さくし、露光領域の内側は通常の露光量で照射するが
方法があるが、電子ビームの露光量の振分けに応じて露
光領域のパターンを適当に分割する必要があシ、また電
子ビームの照射も複雑になる。

また、５ＩＥＬ法と呼ばれるものもある。

（Ｔ、　ｌ５ｈｉｉ、ｅｔ　ａｌ、　シ：ｙボジウム　
オｙ　ＶＬＳＩテクノロジ（Ｓｙｍｐ、　ｏｎ　ＶＬＳ
Ｉ　　Ｔｅｃｈｎｏ、５．）１９８５、Ｐ２Ｏ）　　第
５図ａ　Ｎｅがその概念図である。まず第６図ａのよう
に露光するが、この時ドーズ量はアンダードーズにしで
ある。その後第５図すのようにレジストの上部だけが現
像できる時間で現像を行う。

これは、後方散乱及び下地からの反射の影響がレジスト
の上部では少ないことを利用している。そして第６図Ｃ
のように第２の薄膜１６を形成し、表面を平担化する。

次に第５図ｄのように、現像された部分にだけ第２の薄
膜１６が残るように第２の薄膜１６をエツチングする。

最後に第６図ｅのように、上記の第２の薄膜１６をマス
クに電子ビーム感光体１２をエツチングし、近接効果の
少ないパターンを形成するというものである。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この方法では電子ビームのエネルギーが
高いためアンダードーズであっても、電子ビーム感光体
の中間部及び下部も露光されている。よって現像時間に
対して、電子ビーム感光体のパターンの深さ形状が変化
しやすいという問題点を有している。

本発明は従来の欠点を解決すべく、容易に近接効果を低
減する電子ビーム露光方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、半導体基板上にポジレジスト、ネガレジスト
の二層構造の電子ビームレジストを形成し、電子ビーム
ｋｆｉＡ光後上層レジストパターンを形成し、このパタ
ーンをマスクとして下層レジストパターンを形成する。

このとき望ましくは、下層レジストに達した電子ビーム
が吸収される、あるいは半導体基板からの反射電子が、
上層レジストにまで達しない程度の露光量で電子ビーム
を露光する。

作　　用 上層レジストを通過した電子ビームは下層レジストに達
し、基板から反射されるが、下層レジストが電子ビーム
をよシ吸収すると、基板からの電子の反射がおさえられ
る。また、上層レジストの感度が良く、露光量が少なく
てすむと、基板からの電子の反射も減り、上層レジスト
は基板からの反射によるオーバー露光を防ぐことができ
、近接効果を抑えることができる。

実施例 第１図は本発明の第１の実施例を示す工程断面図である
。

半導体基板１上に下層レジスト２としてネガレジストで
あるＣＭＳ及び上層レジスト３としてポジレジストであ
るＰＭＭＡナシリコーンを塗布する。

な２、基板１上には絶縁膜、導電膜等が形成されていで
もよい。上層レジストに対して最適な露光量で電子ビー
ム４を露光する。（第１図＆）露光された電子ビーム４
は上層レジスト３を感光してエネルギーを失ないながら
下層レジスト２に達する。下層レジスト２のＣＭＳが、
電子を吸収するので、半導体基板１に達する電子を減ら
す。従って、基板からの反射電子も減り、上層レジスト
３に達して近接効果をおこす電子をおさえることができ
、現像すると近接効果のないラインアンドスペース０．
５μｍパターンが、上層レジスト３に形成できた（第１
図ｂ）。

上層レジスト３のパターンをマスクとして、下層レジス
ト２をドライエツチングしてパターン転写を行い、垂直
形状のパターンを形成することができた（第」図Ｃ）。

第２図は本発明の第２の実施例を示す工程断面図である
。

半導体基板１上に下層レジストとしてポジレジスト３で
あるＡＺ２４００及び上層レジストとしてネガレジスト
２でちるＣＭＳ　　を塗布する。上層レジストに対して
最適な露光量で露光する（第２図ａ）。上層レジストは
ネガレジストであるので感度が良く、少量の電子ビーム
４で感光される。従って、上層レジストを通過する電子
は少なく、また通過した電子は下層レジストに吸収され
、半導体基板１からの反射電子はほとんどなく、上層レ
ジストには近接効果はあられれず、現像すると解像した
０、５μｍパターンが上層レジストに形成できた（第２
図ｂ）。

上層レジストパターンをマスクとして、全面光露光を行
い、下層レジスト３を露光し現像を行い、垂直形状のパ
ターンを形成することができた（第２図Ｃ）。

第３図は本発明の第３の実施例を示す工程断面図である
。

半導体基板１上に下層レジストとしてネガレジスト２で
あるＣＭＳ及び上層レジストとしてポジレジスト３であ
るＰＭＭＡを塗布する。上層レジストに対して最適な露
光量で露光する（第３図ａ）。

露光された電子ビーム４は、下層レジストのＣＭＳで吸
収されるので半導体基板からの反射電子を減らすことが
できる。従って、反射電子が上層レジストに達し近接効
果をおこす電子を抑えることができ、現像すると近接効
果のない０．５μｍが上層レジストに形成できた（第３
図ｂ）。次にＳｏＧを塗布し、ＳＯＧ　を溝パターンに
うめこむ（第３図ｃ）。ＳＯＧ　をエツチングして、溝
パターンにうめこんだＳＯＧ　　をマスクとして上層、
下層レジストを０２　　ガスでエツチングをして、パタ
ーン転写を行い、垂直形状のパターンを形成することが
できた（第３図ｄ）。

以上のように、本実施例によればポジレジスト、ネガレ
ジストの二層レジストにすることによシ、近接効果のな
い微細パターンを形成することができる。

発明の効果 以上のように、本発明によればポジレジスト、ネガレジ
ストの二層レジスＩ・構造にすることにより、電子ビー
ムの基板からの反射電子を抑え、近接効果の少ない高密
度な微細パターンを形成することができ、その実用的効
果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例方法の工程断面図、第２図は
同他の実施例の工程断面図、第３図は同さらに他の実施
例の工程断面図、第４図は従来の近接効果を説明する断
面図、第５図は従来の近接効果低減法を示す工程断面図
である。 １・・・・・・半導体基板、２・・・・・・ネガレジス
ト、３・・・・・・ポジレジスト、４・・・・・・電子
ビーム。 代理人■氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名２−
−一羊がレリスト 第３図　　　　　　イー手４体基碌 ５−一−δＯＧ 第４図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板上に、下層レジストとしてネガレジス
   トを、上層レジストとしてポジレジストを塗布し、電子
   ビーム二層レジストを形成する工程と、電子ビームを前
   記上層レジストに露光後、現像して上層レジストのパタ
   ーンを形成する工程と、前記パターンをマスクとして下
   層レジストのネガレジストへパターンを転写する工程と
   を備えてなる微細パターン形成方法。
2. （２）電子ビームを、上層レジストを感光するのに十分
   で、半導体基板からの反射電子が前記上層レジストにま
   で達しない程度の露光量で露光する特許請求の範囲第１
   項記載の微細パターン形成方法。
3. （３）半導体基板上に、下層レジストとしてポジレジス
   トを、上層レジストとしてネガレジストを塗布し、電子
   ビーム二層レジストを形成する工程と電子ビームを前記
   上層レジストに露光後、現像して上層レジストのパター
   ンを形成する工程と、前記パターンをマスクとして下層
   レジストのポジレジストへパターンを転写する工程とを
   備えてなる微細パターン形成方法。
4. （４）電子ビームを上層レジストを感光するのに十分で
   、半導体基板からの反射電子が前記上層レジストにまで
   達しない程度の露光量で露光することを特徴とする特許
   請求の範囲第２項記載の微細パターン形成方法。