JPH07118439B2

JPH07118439B2 - 露光方法

Info

Publication number: JPH07118439B2
Application number: JP61126365A
Authority: JP
Inventors: 英二西村; 護中筋; 忠宏滝川
Original assignee: Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-05-31
Filing date: 1986-05-31
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPS62283626A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、露光方法に係わり、特に近接効果の低減をは
かった露光方法に関する。

（従来の技術）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0.25［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
光ステッパを用いた方法では製作が困難であり、そのた
め新しいリソグラフィが切望されてる。その中でも、電
子ビームリソグラフィは最有力な方法として広く認識さ
れている。

しかしながら、この種の露光方法にあっては次のような
問題があった。即ち、下地基板に凹凸や反射電子係数の
異なるパターンが形成されていると、パターンを描画し
た際に上記凹凸や反射電子係数の違いにより各部で後方
散乱電子の量が異なったものとなり、これによりパター
ンの太りや細い等が生じる。所謂近接効果が生じる。そ
して、この問題はパターンが微細化される程顕著に現わ
れることになる。

（発明が解決しようとする問題点）このように従来の電子ビーム露光方法にあっては、下地
の凹凸や反射電子係数の異なりにより、近接効果かの影
響が生じ、微細パターンを精度よく露光することは困難
であった。また、この問題は、イオンビームを用いてレ
ジストを露光するイオンビーム露光方法、その他のビー
ムを用いた露光方法についても、同様に言えることであ
る。

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところは、下地の凹凸や反射電子係数等のビーム
の反射係数の違いに起因する近接効果の影響を低減する
ことができ、描画精度の向上をはかり得る露光方法を提
供することにある。

［発明の構成］（問題点を解決するための手段）本発明の骨子は、後方散乱粒子量が少ない部分に補正照
射を与えることにより、下地の凹凸やビームの反射係数
の違いに起因する後方散乱粒子量の異なりを等価的にな
くすことにある。

下地パターンとして凸パターン又はビームの反射係数の
大なるパターンが表面に形成された被処理基体上にレジ
スト膜を形成し、このレジスト膜に露光ビームを照射し
て該レジスト膜を選択的に露光する露光方法において、
前記下地パターンのデータに基づいて、前記レジスト膜
のうち、前記下地パターンの反転領域に相当する部分
に、エネルギービームを補正照射することを特長とす
る。

（作用）上記の方法であれば、補正照射を行うことにより、後方
散乱粒子量の少ない部分におけるドーズを他の部分と略
等しくすることができ、これによりパターンの太りや細
り等を防止することが可能となる。従って、下地基板に
凹凸やビームの反射係数の異なる材料からなるパターン
が形成されている場合にあっても、該基板上に高精度に
レジストパターンを形成することが可能となる。また、
下地パターンのデータに基づいて補正照射を行なってい
るので少ない補正データ量で済み、スループットが低下
するという問題は生じない。

（実施例）まず、実施例を説明する前に本発明の基本原理につい
て、第１図を参照して説明する。

本発明者等は、下地の凹凸及びビームの反射係数の違い
による近接効果の影響を調べるために、次のような実験
を行った。ここでは、ビームとして電子ビームを例に取
るので、ビームの反射係数とは反射電子係数のことを示
す。即ち、第１図（ａ）に示す如く、Si基板11上に反射
電子係数が大きい材料、例えばモリブデンシリサイドの
配線による凸部12をライン状に形成し、その上にレジス
ト13を塗布した。次いで、第１図（ｂ）に示す如く、上
記凸部12と直交する方向にライン＆スペースのパターン
を描画すべく、電子ビーム14を選択的に照射してレジス
ト13を露光した。ここで、第１図（ｂ）は同図（ａ）の
矢視Ａ−Ａ断面に相当するものである。この後、現像処
理を施したところ、レジスト13の残存パターン15は第１
図（ｄ）に示す如く、凸部12上でパターンの細りを生じ
たものとなった。これは、凸部12が他の部分よりも反射
電子係数の大きい材料で形成され、且つ凸部12上のレジ
スト13の膜厚が薄くなっており、凸部12上のレジスト13
が過剰に露光されるためである。

そこで、前記第１図（ｂ）に示すパターン露光工程の
後、第１図（ｃ）に示す如く、凸部12以外の部分にパタ
ーン形成に必要な照射量より少ない照射量で電子ビーム
16を補正照射した。すなわち、下地パターンである凸部
12の反転領域に相当する部分のレジスト13に電子ビーム
16を補正照射した。なお、第１図（ｃ）は同図（ａ）の
矢視Ｂ−Ｂ断面に相当するものである。これにより、パ
ターン形成予定領域におけるレジスト13のドーズは、凸
部12上及びそれ以外の部分で略等しくなる。従って、現
像処理を施した後のレジスト13の残存パターン17は、第
１図（ｅ）に示す如くパターンの太りや細りのない高精
度のものとなった。

なお、上記補正照射はパターン形成のための露光工程の
前に行っても、同様の効果が得られた。

さらに、補正照射には、電子ビーム以外にイオンビーム
や電磁波等のエネルギービームを用いることも可能であ
る。また、第１図の例は下地に凹凸が形成され且つ凸部
12が他の部分よりも反射電子係数が大きく、近接効果の
影響が最も大きく現われる例であるが、下地に凹凸が形
成されているか、或いは反射電子係数の異なるパターン
が形成されているかの一方であっても、上記と同様の補
正照射により近接効果の低減をはかることが可能であ
る。

また、補正照射を行う際には、下地パターン（凸部12）
の形成に使用したパターンデータ（下地パターンのデー
タ）を用い、このデータに基づいて選択的なビーム照射
を行えばよい。また、下地パターンのデータに基づいて
補正照射を行なっているので少ない補正データ量で済
み、スループットが低下するという問題は生じない。さ
らに、下地パターン形成の際に使用した重金属等のアラ
イメントマークを用い、このマークを検出して補正照射
の前にアライメントを行うことが可能である。

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。

第２図は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム露
光装置を示す概略構成図である。図中20は試料室であ
り、この試料室20内には電子ビーム露光に供される試料
21を載置した試料ステージ22が収容されている。試料ス
テージ22はステージ駆動回路23によりＸ方向（紙面左右
方向）及びＹ方向（紙面表裏方向）に移動される。そし
て、試料ステージ22の移動位置はレーザ測長計24により
測定さるれるものとなっている。

一方、試料室20の上方には電子銃31、レンズ32,33,34及
び偏向器35,36等からなる電子光学鏡筒30が設けられて
いる。ここで、上記偏向器35はビームをブランキングす
るためのブランキング用偏向器であり、ブランキング回
路25によりブランキング信号を印加される。また、偏向
器36はビームを試料21上で一方向（Ｘ方向）に走査する
走査用偏向器であり、走査用偏向回路26により偏向信号
を印加されるものとなっている。

なお、図中27は計算機、28はインターフェース、29は電
子銃31及び各種レンズ32,33,34の電源をそれぞれ示して
いる。

次に、上記装置を用いた電子ビーム露光方法について説
明する。

まず、試料として第３図に示す如く、Si基板41上に金属
膜からなる配線パターン42を形成し、その上にSiO₂等の
絶縁膜43及びモリブデンシリサイド等の金属膜44を形成
し、さらに金属膜44上にPMMA等のレジスト45を塗布した
ものを用いた。なお、第３図において（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面図、（ｃ）は（ａ）の
矢視Ｄ−Ｄ断面図である。この状態において、レジスト
45の下地は、金属膜44により凹凸が形成されている。

上記試料を用い、第４図（ａ）に示す如く、金属膜44の
凹凸に応じて補正照射を行った。即ち、金属膜44の凹部
のみに電子ビーム46を補正照射した。この補正照射に
は、例えば下地のパターン42を形成する際のパターンデ
ータを基に反転パターンデータを作成し、この反転パタ
ーンデータに基づいて選択的なビーム照射を行えばよ
い。

次いで、第４図（ｂ）に示す如く、レジスト45に形成す
べきパターン（パターン42と直交するライン＆スペース
のパターン）に応じて電子ビーム47を選択的に照射し、
レジスト45を露光した。なお、第４図（ａ）は第３図
（ａ）の矢視Ｄ−Ｄ断面に相当し、第４図（ｂ）は第３
図（ａ）の矢視Ｃ−Ｃ断面に相当するものである。

次いで、現像処理を行いレジストパターンを形成したと
ころ、下地の凹凸に起因するパターンの太りや細りが殆
どなく、精度良いレジストパターンを得ることができ
た。ここで、第４図（ａ）に示す補正照射を行わない従
来方法であると、金属膜44の凸部上でレジスト45のドー
ズが他の部分よりも大幅に過剰となり、凸部上でレジス
ト45の残存パターンに細りが現われた。つまり、本実施
例では、第４図（ａ）に示す補正照射を行うことによ
り、後方散乱電子量の少ない凹部におけるドーズを増や
し、下地の凹凸に関係なくパターン形成予定領域のドー
ズを略等しくできたのである。

かくして本実施例方法によれば、レジスト下地としての
金属膜44の凹部に電子ビームの補正照射を行うことによ
り、後方散乱電子量の少ない部分のドーズを上げること
ができ、後方散乱電子に起因する近接効果の影響を低減
することができる。

このため、下地基板の凹凸に拘らずレジストパターンを
高精度に形成することが可能となり、半導体集積回路等
の微細パターン形成技術として極めて有効である。しか
も、下地パターンのデータに基づいて補正照射を行なっ
ているので少ない補正データ量で済み、スループットが
低下するという問題は生じない。

第５図は本発明の他の実施例方法を説明するための断面
図である。なお、第４図と同一部分には同一符号を付し
て、その詳しい説明は省略する。

この実施例が先に説明した実施例と異なる点は、下地の
凹凸に起因する近接効果補正のための補正照射に加え、
パターン形成のための露光による近接効果の補正を行う
ことにある。即ち、前記第４図（ｂ）に示す工程におい
て、パターン形成のための電子ビーム47の照射に加え、
第５図（ａ）に示す如く全面に電子ビーム48を照射して
補正照射行う。ここで、上記電子ビーム48の補正照射
は、パターン形成に必要な照射量D₀よりも少ない照射量
である。この補正照射は、電子ビーム47の照射による近
接効果を補正するためである。

また、上記の補正照射に代え、第５図（ｂ）に示す如く
パターン形成予定領域以外、つまり反転パターンに電子
ビーム49の補正照射を行うようにしてもよい。ここで、
パターン形成のための露光による近接効果の補正として
は、少なくともパターン形成予定領域周辺部に電子ビー
ム等の補正照射を行えばよい。

かくして本実施例によれば、下地凹凸に起因する近接効
果の補正は勿論のこと、パターン形成のためのビーム照
射による近接効果の補正も行っているので、より高精度
にレジストパターンを形成することが可能となる。

なお、本発明は上述した各実施例方法に限定されるもの
ではない。例えば、前記補正照射におけるビームとし
て、電子ビームの代りにイオンビーム或いは電磁波等の
エネルギービームを用いることが可能である。また、補
正照射のために選択的なビーム照射を行う手段として
は、下地パターンを形成する際のパターンデータを用い
たり、或いは下地パターンと逆パターンのマスク等を用
いればよい。その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲
で、種々変形して実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の概要を説明するための模式図、第２図
は本発明の一実施例方法に使用した電子ビーム露光装置
を示す概略構成図、第３図及び第４図は上記実施例に係
わる電子ビーム露光方法を説明するためのもので第３図
は試料構造を示す平面図及び断面図、第４図はビーム照
射工程を示す断面図、第５図は本発明の他の実施例方法
を説明するための断面図である。 11,41…Si基板、12…凸部、13,45…レジスト、14,16,4
6,47,48,49…電子ビーム、15,17…残存パターン、42…
配線パターン、43…絶縁膜、44…金属膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−105837（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−921（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−82423（ＪＰ，Ａ)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】下地パターンとして凸パターン又はビーム
の反射係数の大なるパターンが表面に形成された被処理
基体上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜に露光ビ
ームを照射して該レジスト膜を選択的に露光する露光方
法において、前記下地パターンのデータに基づいて、前
記レジスト膜のうち、前記下地パターンの反転領域に相
当する部分に、エネルギービームを補正照射することを
特長とする露光方法。
【請求項２】前記下地パターンのデータを用いて補正照
射を与える手段として、重金属のアライメントマークを
使用し、前記基板をアライメントした後にエネルギービ
ームにより補正照射することを特徴とする特許請求の範
囲第１項記載の露光方法。
【請求項３】前記補正照射に加え、少なくとも前記レジ
スト膜に形成するパターン形成予定領域の周辺部に、該
パターン形成のためのビーム照射量D₀より少ない照射量
で、エネルギービームを補正照射することを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の露光方法。