JPH02187012A - レジストパターン形成方法 - Google Patents
レジストパターン形成方法Info
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- JPH02187012A JPH02187012A JP1006336A JP633689A JPH02187012A JP H02187012 A JPH02187012 A JP H02187012A JP 1006336 A JP1006336 A JP 1006336A JP 633689 A JP633689 A JP 633689A JP H02187012 A JPH02187012 A JP H02187012A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70425—Imaging strategies, e.g. for increasing throughput or resolution, printing product fields larger than the image field or compensating lithography- or non-lithography errors, e.g. proximity correction, mix-and-match, stitching or double patterning
- G03F7/7045—Hybrid exposures, i.e. multiple exposures of the same area using different types of exposure apparatus, e.g. combining projection, proximity, direct write, interferometric, UV, x-ray or particle beam
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
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。
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）
本発明は半導体素子製造工程などに用いるレジストパタ
ーン形成方法に係り、詳しくは集束イオンビームと光露
光を組み合わせたパターン形成方法に関する。
ーン形成方法に係り、詳しくは集束イオンビームと光露
光を組み合わせたパターン形成方法に関する。
（従来の技術）
ＭＯＳＦＥＴ等において、その動作速度、集積度を高め
るためには素子の微細化が有効な手段である。特にゲー
ト電極のゲート長の短縮は素子の動作速度の向上に必要
不可欠である。現在ステッパ等の光露光の実用的限界解
像度は０．５ｐｍ程度であり、更に微細なレジストパタ
ーン形成には電子ビーム露光、集束イオンビーム露光等
が用いられてきた。その中でも特に集束イオンビーム露
光は電子ビーム露光と比較すると、前方及び後方散乱に
よる近接効果の影響を受けにくく、また感度が１〜２桁
程高いため、電荷蓄積の影響も受けにくいなど優れた微
細加工性を有している。
るためには素子の微細化が有効な手段である。特にゲー
ト電極のゲート長の短縮は素子の動作速度の向上に必要
不可欠である。現在ステッパ等の光露光の実用的限界解
像度は０．５ｐｍ程度であり、更に微細なレジストパタ
ーン形成には電子ビーム露光、集束イオンビーム露光等
が用いられてきた。その中でも特に集束イオンビーム露
光は電子ビーム露光と比較すると、前方及び後方散乱に
よる近接効果の影響を受けにくく、また感度が１〜２桁
程高いため、電荷蓄積の影響も受けにくいなど優れた微
細加工性を有している。
第１図は集束イオンビーム装置の構成を示している。イ
オン源１０１から放出されたイオンは電磁場型（ＥＸＥ
）質量分離器１０４によって必要なイオン種に選別され
、対物レンズ１０８によって、０．１１１ｍ以下のビー
ム径にまで集束される。さらに偏向器１０９によって基
板１１０上に任意のパターンを描画するようイオンビー
ムを順次走査して行く。第２図は従来の方法による、微
細なパターンを有するレジストパターンの形成方法を示
したものである。基板２２上にネガ型レジスト、クロロ
メチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）を厚さ０．５１１ｍ程
度スピン塗布し、１１０℃、２５分間ベイクする（第２
図（ａ））。次にＢｅ集束イオンビーム２３を用いて微
細ゲートパターンを露光する（第２図（ｂ））。この場
合Ｂｅ集束イオンビーム２３のビーム径は約０．１１１
ｍであるので、露光された微細ゲートパターンの線幅は
最小０．１１１ｍまで細くすることができる。
オン源１０１から放出されたイオンは電磁場型（ＥＸＥ
）質量分離器１０４によって必要なイオン種に選別され
、対物レンズ１０８によって、０．１１１ｍ以下のビー
ム径にまで集束される。さらに偏向器１０９によって基
板１１０上に任意のパターンを描画するようイオンビー
ムを順次走査して行く。第２図は従来の方法による、微
細なパターンを有するレジストパターンの形成方法を示
したものである。基板２２上にネガ型レジスト、クロロ
メチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）を厚さ０．５１１ｍ程
度スピン塗布し、１１０℃、２５分間ベイクする（第２
図（ａ））。次にＢｅ集束イオンビーム２３を用いて微
細ゲートパターンを露光する（第２図（ｂ））。この場
合Ｂｅ集束イオンビーム２３のビーム径は約０．１１１
ｍであるので、露光された微細ゲートパターンの線幅は
最小０．１１１ｍまで細くすることができる。
ついで同じＢｅ集束イオンビーム２３を順次走査して、
微細ゲートに続く面積の広いパッドパターンを露光する
（第２図（Ｃ））。この時Ｂｅ集束イオンビーム２３の
加速エネルギーは２６０ｋｅＶ、ビーム電流は約５ｐＡ
、露光量は４．ＯＸ １０ １ｏｎｓ／ｃｍであった。
微細ゲートに続く面積の広いパッドパターンを露光する
（第２図（Ｃ））。この時Ｂｅ集束イオンビーム２３の
加速エネルギーは２６０ｋｅＶ、ビーム電流は約５ｐＡ
、露光量は４．ＯＸ １０ １ｏｎｓ／ｃｍであった。
そして最後に酢酸イソアミル：エチルセロソルブ＝１５
：８５の混液中で３０秒間の現像を２回行い、イソプロ
ピルアルコール中で３０秒間リンスを行うことにより、
第２図（ｄ）に示したような最小線幅０．１ｐｍの微細
ゲートパターンを有するレジストパターンを形成してい
た。しかしながら、この従来の方法では、光露光、電子
ビーム露光等では形成不可能な０．１ｐｍ程度の微細パ
ターンが形成できる反面、微細性を要求されない比較的
面積の大きなパッドあるいは配線等のパターンについて
も、ビーム径０．１ｐｍ程度の集束イオンビームを順次
走査させて露光するため、非常に時間がかかるという問
題があった（例えば半導体リソグラフィ技術：鳳紘一部
著、産業図書ｐ、１９７〜）。前記の方法の場合、微細
ゲートパターンに付随する１０ｐｍＸ１０ｐｍの面積を
有するパッドパターンを露光するのに約１３０ｍ秒を要
する。したがって数百〜数千ゲートを有する１チツプ、
さらには数十〜数百チップを有するウェハレベルの露光
時間は莫大な時間になる。
：８５の混液中で３０秒間の現像を２回行い、イソプロ
ピルアルコール中で３０秒間リンスを行うことにより、
第２図（ｄ）に示したような最小線幅０．１ｐｍの微細
ゲートパターンを有するレジストパターンを形成してい
た。しかしながら、この従来の方法では、光露光、電子
ビーム露光等では形成不可能な０．１ｐｍ程度の微細パ
ターンが形成できる反面、微細性を要求されない比較的
面積の大きなパッドあるいは配線等のパターンについて
も、ビーム径０．１ｐｍ程度の集束イオンビームを順次
走査させて露光するため、非常に時間がかかるという問
題があった（例えば半導体リソグラフィ技術：鳳紘一部
著、産業図書ｐ、１９７〜）。前記の方法の場合、微細
ゲートパターンに付随する１０ｐｍＸ１０ｐｍの面積を
有するパッドパターンを露光するのに約１３０ｍ秒を要
する。したがって数百〜数千ゲートを有する１チツプ、
さらには数十〜数百チップを有するウェハレベルの露光
時間は莫大な時間になる。
本発明の目的は、微細なパターンを有するレジストパタ
ーン形成において、従来よりも露光時間の短縮が計れる
レジストパターン形成方法を提供することにある。
ーン形成において、従来よりも露光時間の短縮が計れる
レジストパターン形成方法を提供することにある。
（問題を解決するための手段）
本発明によれば、集束イオンビーム露光による微細なパ
ターンを有するレジストパターン形成方法において、基
板上にフォトレジストを塗布する工程と、引き続いて集
束イオンビーム露光により前記レジストを露光する工程
および、光露光により同じく前記レジストを露光する工
程とを具備することを特徴とするレジストパターン形成
方法によって得られる。また、集束イオンビーム露光と
光露光の順序を逆にしても良い。
ターンを有するレジストパターン形成方法において、基
板上にフォトレジストを塗布する工程と、引き続いて集
束イオンビーム露光により前記レジストを露光する工程
および、光露光により同じく前記レジストを露光する工
程とを具備することを特徴とするレジストパターン形成
方法によって得られる。また、集束イオンビーム露光と
光露光の順序を逆にしても良い。
（作用）
以下、本発明の原理について第３図を用いて説明する。
まず基板３２上に塗布されたフォトレジスト３１に集束
イオンビーム３３によって、集束イオンビーム露光の持
つ光露光では得られない微細加工性の要求されるパター
ン部分についてのみ露光を行う（第３図（ｂ））。つい
でその他のパターン部分について光露光による一括転写
露光を行う（第３図（Ｃ））。
イオンビーム３３によって、集束イオンビーム露光の持
つ光露光では得られない微細加工性の要求されるパター
ン部分についてのみ露光を行う（第３図（ｂ））。つい
でその他のパターン部分について光露光による一括転写
露光を行う（第３図（Ｃ））。
そして現像を行うことにより、集束イオンビーム露光に
よる非常に微細なパターンを有するレジストパターンが
形成される（第３図（ｄ））。ここで集束イオンヒーム
露光は、非常に微細性の要求されるごく限られた部分に
しか使用されず、その他の部分については、光露光によ
りチップ単位あるいはウェハ単位で一括して転写露光さ
れるため、全パターン面積に渡って集束イオンビームを
順次走査して露光した場合と比較して、大幅に露光時間
の短縮を計ることができる。
よる非常に微細なパターンを有するレジストパターンが
形成される（第３図（ｄ））。ここで集束イオンヒーム
露光は、非常に微細性の要求されるごく限られた部分に
しか使用されず、その他の部分については、光露光によ
りチップ単位あるいはウェハ単位で一括して転写露光さ
れるため、全パターン面積に渡って集束イオンビームを
順次走査して露光した場合と比較して、大幅に露光時間
の短縮を計ることができる。
（実施例）
以下、本発明の実施例として、０．１ｐｍの微細ゲート
を有するゲートパターンの形成例について第４図を用い
て説明する。まず、基板４２上にレジストとしてノボラ
ック系ポジ型フォトレジスト４１を厚さ約０．５ｐｍス
ピン塗布し、８０’Ｃ，３０分間ベイクする（第４図（
ａ））。ついでＡｕ−８ｉ−Ｂｅ合金イオン源がら得ら
れるＢｅ集束イオンビーム４３を用いて、ゲートパター
ンの線幅０．１１１ｍの微細ゲートの部分を露光する（
第４図（ｂ））。この時Ｂｅ集束イオンビーム４３の加
速エネルギーは２６０ｋｅＶ、 ビーム電流は約５ｐ
Ａ、また露光量はこの集束イオンビーム露光によってレ
ジストがネガ反転したネガ反転パターンが得られるよう
ｌＸｌ０１ｏｎｓ／ｃｍ程度とした。そして次に光露光
装置としてステッパを用い、マスク４５上に描かれた、
先の集束イオンビーム露光において露光されなかったゲ
ートパターンのパッドパターンの部分を、〆泉ＵＶ光４
４により１チップ単位でレジスト４１に一括転写露光す
る（第４図（Ｃ））。この時露光時間は２５０ｍ秒とし
た。その後アルカリ水溶液現像液中にて１分間現像を行
い、純水で１分間リンスを行うことにより、第４図（ｄ
）に示したようなゲートパターンが形成された。この場
合、線幅０．１１１ｍの微細ゲートに続＜ １０ｐｍＸ
１０１１ｍの面積を持つパッドパターンを１チップ単
位で一括転写露光したため、１チツプ当たり５００個の
ゲートパターンを有するレジストパターンの露光におい
て、従来法のように集束イオンビームにより順次走査し
て露光した場合と比較し１チツプ当たりの露光時間が約
１００分の１と大幅に短縮された。
を有するゲートパターンの形成例について第４図を用い
て説明する。まず、基板４２上にレジストとしてノボラ
ック系ポジ型フォトレジスト４１を厚さ約０．５ｐｍス
ピン塗布し、８０’Ｃ，３０分間ベイクする（第４図（
ａ））。ついでＡｕ−８ｉ−Ｂｅ合金イオン源がら得ら
れるＢｅ集束イオンビーム４３を用いて、ゲートパター
ンの線幅０．１１１ｍの微細ゲートの部分を露光する（
第４図（ｂ））。この時Ｂｅ集束イオンビーム４３の加
速エネルギーは２６０ｋｅＶ、 ビーム電流は約５ｐ
Ａ、また露光量はこの集束イオンビーム露光によってレ
ジストがネガ反転したネガ反転パターンが得られるよう
ｌＸｌ０１ｏｎｓ／ｃｍ程度とした。そして次に光露光
装置としてステッパを用い、マスク４５上に描かれた、
先の集束イオンビーム露光において露光されなかったゲ
ートパターンのパッドパターンの部分を、〆泉ＵＶ光４
４により１チップ単位でレジスト４１に一括転写露光す
る（第４図（Ｃ））。この時露光時間は２５０ｍ秒とし
た。その後アルカリ水溶液現像液中にて１分間現像を行
い、純水で１分間リンスを行うことにより、第４図（ｄ
）に示したようなゲートパターンが形成された。この場
合、線幅０．１１１ｍの微細ゲートに続＜ １０ｐｍＸ
１０１１ｍの面積を持つパッドパターンを１チップ単
位で一括転写露光したため、１チツプ当たり５００個の
ゲートパターンを有するレジストパターンの露光におい
て、従来法のように集束イオンビームにより順次走査し
て露光した場合と比較し１チツプ当たりの露光時間が約
１００分の１と大幅に短縮された。
本実施例では集束イオンビーム露光工程にＡｕ−８ｉ−
Ｂｅ合金イオン源から得られるＢｅ集束イオンビームを
用いたが、他のＬｉ、 Ｇａ、 Ａｕ等単体金属イオン
源、Ａｕ−３ｉ、 Ｐｔ−８ｂ、 Ｐｂ−Ｎ１−Ｂ等合
金イオン源、あるいはＨｅ、 Ｈ２，０２、Ｆ２等のガ
スイオン源から得られるイオン種の集束イオンビームを
用いてもよい。
Ｂｅ合金イオン源から得られるＢｅ集束イオンビームを
用いたが、他のＬｉ、 Ｇａ、 Ａｕ等単体金属イオン
源、Ａｕ−３ｉ、 Ｐｔ−８ｂ、 Ｐｂ−Ｎ１−Ｂ等合
金イオン源、あるいはＨｅ、 Ｈ２，０２、Ｆ２等のガ
スイオン源から得られるイオン種の集束イオンビームを
用いてもよい。
集束イオンビームの加速エネルギーは２６０ｋｅＶ、露
光量はｌＸｌ０１ｏｎｓ／ａｍとしたが、これは用いる
レジストに像形成反応を起させ、かつイオン衝撃による
レジストの膜減りが起こらない範囲であれば任意の大き
さの加速エネルギーおよび露光量としてもよい。また本
実施例では一括転写露光にｇ線ステッパを用いたが、他
の波長の光を用いるステッパ、アライナ−等の一括転写
露光装置を用いてもよい。更に本実施例ではフォトレジ
ストおよび現像液として、ノボラック系ポジをフォトレ
ジストおよびアルカリ水溶液現像液の組合せを用いたが
、これに限らず環化ゴム系ネガ型フォトレジストと有機
系現像液等、他のレジストと現像液の組合せを用いても
よい。ネガ型フォトレジストの場合は、光露光の後に、
集束イオンビームによる露光を行っても、発明の効果が
得られる。
光量はｌＸｌ０１ｏｎｓ／ａｍとしたが、これは用いる
レジストに像形成反応を起させ、かつイオン衝撃による
レジストの膜減りが起こらない範囲であれば任意の大き
さの加速エネルギーおよび露光量としてもよい。また本
実施例では一括転写露光にｇ線ステッパを用いたが、他
の波長の光を用いるステッパ、アライナ−等の一括転写
露光装置を用いてもよい。更に本実施例ではフォトレジ
ストおよび現像液として、ノボラック系ポジをフォトレ
ジストおよびアルカリ水溶液現像液の組合せを用いたが
、これに限らず環化ゴム系ネガ型フォトレジストと有機
系現像液等、他のレジストと現像液の組合せを用いても
よい。ネガ型フォトレジストの場合は、光露光の後に、
集束イオンビームによる露光を行っても、発明の効果が
得られる。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば微細な部分を集束
イオンビームで露光し、光ｎ光により比較的広いパター
ンを形成させるので従来法と比較して大幅な露光時間の
短縮を計ることができた。
イオンビームで露光し、光ｎ光により比較的広いパター
ンを形成させるので従来法と比較して大幅な露光時間の
短縮を計ることができた。
第１図および第２図は従来技術を説明するための集束イ
オンビーム装置の概略図および工程概略図、また第３図
は本発明の詳細な説明するための工程概略図、第４図は
本発明の一実施例を説明するための工程概略図である。 図において、１０１・・・イオン源、１０２・・・集束
レンズ、１０３・・・アライメント偏向器、１０４・・
・ＥＸＢ質量分離器、１０５・・・イオン種選別絞り、
１０６・・・非点補正子、１０７・・・アライメント偏
向器、１０８・・・対物レンズ、１０９・・・偏向器、
１１０・・・基板、１１１・・・試料ステージ、２１ク
ロロメチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）、２２・・・基板
、２３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、３１・・・フォト
レジスト、３２・・・基板、３３・・・集束イオンビー
ム、３４・・・Ｕｖ光、３５・・・マスク、４１・・・
ノボラック系ポジをフォトレジスト、４２・・・基板、
４３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、４４・・・ｇ線Ｕｖ
光、４５・・・マスクである。
オンビーム装置の概略図および工程概略図、また第３図
は本発明の詳細な説明するための工程概略図、第４図は
本発明の一実施例を説明するための工程概略図である。 図において、１０１・・・イオン源、１０２・・・集束
レンズ、１０３・・・アライメント偏向器、１０４・・
・ＥＸＢ質量分離器、１０５・・・イオン種選別絞り、
１０６・・・非点補正子、１０７・・・アライメント偏
向器、１０８・・・対物レンズ、１０９・・・偏向器、
１１０・・・基板、１１１・・・試料ステージ、２１ク
ロロメチル化ポリスチレン（ＣＭＳ）、２２・・・基板
、２３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、３１・・・フォト
レジスト、３２・・・基板、３３・・・集束イオンビー
ム、３４・・・Ｕｖ光、３５・・・マスク、４１・・・
ノボラック系ポジをフォトレジスト、４２・・・基板、
４３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、４４・・・ｇ線Ｕｖ
光、４５・・・マスクである。
Claims (1)
- （１）集束イオンビーム露光による微細なパターンを有
するレジストパターン形成方法において、基板上にフォ
トレジストを塗布する工程と、集束イオンビーム露光に
より前記レジスト上に所望のパターンを露光する工程と
、光露光により前記レジスト上に所望のパターンを露光
する工程とを行うか、もしくはレジスト塗布の工程の後
に前記光露光の工程を行い、集束イオンビーム露光を行
うことを特徴とするレジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006336A JPH02187012A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1006336A JPH02187012A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02187012A true JPH02187012A (ja) | 1990-07-23 |
Family
ID=11635526
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1006336A Pending JPH02187012A (ja) | 1989-01-13 | 1989-01-13 | レジストパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02187012A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077493A3 (de) * | 2003-02-26 | 2005-09-15 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren zur herstellung eines belichteten substrats |
-
1989
- 1989-01-13 JP JP1006336A patent/JPH02187012A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004077493A3 (de) * | 2003-02-26 | 2005-09-15 | Giesecke & Devrient Gmbh | Verfahren zur herstellung eines belichteten substrats |
| US7241537B2 (en) | 2003-02-26 | 2007-07-10 | Giesecke & Devrient Gmbh | Method for producing an exposed substrate |
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