JPH11168046A - Charge beam exposure method - Google Patents

Charge beam exposure method

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JPH11168046A
JPH11168046A JP9332945A JP33294597A JPH11168046A JP H11168046 A JPH11168046 A JP H11168046A JP 9332945 A JP9332945 A JP 9332945A JP 33294597 A JP33294597 A JP 33294597A JP H11168046 A JPH11168046 A JP H11168046A
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JP
Japan
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resist
conductive layer
electron beam
exposure
substrate
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JP9332945A
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Japanese (ja)
Inventor
Tetsuo Nakasugi
哲郎 中杉
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the charging of a resist, without increasing a process, for eliminating beam dislocation and to improve exposure precision. SOLUTION: In an electron beam exposure method for forming a desired pattern for a resist, chemically amplified-type resist 23 generating acid by the subjecting electron beam formed on a Si oxide film 22 on a Si substrate 21, the entire surface of the resist 23 is irradiated with an electron beam 24 of low accelerating voltage, and a conduction layer 25 is formed on the surface of the resist. Then, a desired pattern is exposed on the resist 23 through having the electron beam of high accelerating voltage irradiated in a state where the conduction layer 25 on the surface of resist is grounded.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、荷電ビーム露光方
法に係わり、特にレジスト表面に導電層を形成すること
によってレジストの帯電によるビーム位置ずれを防止す
る荷電ビーム露光方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a charged beam exposure method, and more particularly, to a charged beam exposure method for forming a conductive layer on a resist surface to prevent a beam position shift due to charging of the resist.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、半導体ウェハ上に微細なパターン
を形成するために電子ビーム露光方法が利用されている
が、電子ビーム露光を行う場合、感光剤としてのレジス
トのチャージアップによるパターンの位置ずれが問題と
なる。電子ビーム露光に用いられるレジストを構成する
有機高分子は、一般に高い絶縁性を示す。また、半導体
作成工程における電子ビーム露光では、配線間の絶縁膜
として用いられるSi酸化膜上で露光する機会が多い。
これらの絶縁体上で露光を行う際には、絶縁体のチャー
ジアップが問題となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, an electron beam exposure method has been used to form a fine pattern on a semiconductor wafer. However, in the case of electron beam exposure, a pattern displacement due to charge-up of a resist as a photosensitive agent. Is a problem. An organic polymer constituting a resist used for electron beam exposure generally has high insulating properties. Further, in electron beam exposure in a semiconductor manufacturing process, there are many opportunities for exposure on an Si oxide film used as an insulating film between wirings.
When exposure is performed on these insulators, charge-up of the insulator becomes a problem.

【0003】図8(a)に示すように、基板81上に絶
縁膜82が形成され、その上にレジスト83が塗布され
ている試料を考える。レジスト83に照射された電子ビ
ーム84は基板81まで到達するが、基板81に入射す
る電子ビーム84の何割かは絶縁膜82内、若しくはレ
ジスト83中に補足される。これらの絶縁体内に溜まっ
た電荷85は基板表面に電場を形成するため、図8
(b)に示すように、入射した電子ビーム84の起動を
曲げてしまう。
[0003] As shown in FIG. 8A, a sample in which an insulating film 82 is formed on a substrate 81 and a resist 83 is coated thereon is considered. The electron beam 84 irradiating the resist 83 reaches the substrate 81, and some of the electron beam 84 incident on the substrate 81 is captured in the insulating film 82 or in the resist 83. The electric charges 85 accumulated in these insulators form an electric field on the substrate surface.
As shown in (b), the activation of the incident electron beam 84 is bent.

【0004】近年、この問題を解決するために、図9
(a)に示すようにレジスト83の上層に導電性膜86
を成膜して形成する方法、又は図9(b)に示すように
レジスト83の下層に導電性膜86を成膜して形成する
方法が提案されている。しかし、これらの方法では、膜
形成の工程が増えるため生産性を低下させるという問題
があった。
In recent years, in order to solve this problem, FIG.
As shown in (a), a conductive film 86 is formed on the resist 83 as an upper layer.
9B, or a method of forming and forming a conductive film 86 under the resist 83 as shown in FIG. 9B. However, these methods have a problem in that productivity is reduced because the number of film forming steps is increased.

【0005】また、低加速電圧の電子ビームで露光を行
う場合には、以下のような問題があった。例えば、レジ
スト上層に導電性膜を形成した場合、図10(a)に示
すように、入射した電子ビーム84は導電性膜86で散
乱され、この結果パターンの解像性が劣化する。また、
レジスト下層に導電性膜を形成した場合には、図10
(b)に示すように、電子の飛程が小さいために電子ビ
ーム84の大部分がレジスト83中に補足されてしま
う。この結果、チャージアップが起き易くなり、元々電
子ビームのエネルギーが低いために、容易に電子ビーム
84の起動が曲げられてしまう。
In the case of performing exposure with an electron beam having a low acceleration voltage, there are the following problems. For example, when a conductive film is formed on the resist, as shown in FIG. 10A, the incident electron beam 84 is scattered by the conductive film 86, and as a result, the resolution of the pattern is deteriorated. Also,
When a conductive film is formed under the resist, FIG.
As shown in (b), most of the electron beam 84 is captured in the resist 83 because the range of electrons is small. As a result, charge-up easily occurs, and the activation of the electron beam 84 is easily bent because the energy of the electron beam is originally low.

【0006】また、図11(a)に示すように、同一の
レジスト83に対し、エキシマレーザ光87と電子ビー
ム84を用いてレジストパターンを形成しようとした場
合、導電性膜86をレジスト上層に形成すると、導電性
膜86によるエキシマレーザ光87の吸収が大きい。こ
のため、図11(b)に示すように、エキシマレーザ光
87によるパターンの形成が困難になるという問題があ
った。
Further, as shown in FIG. 11A, when an attempt is made to form a resist pattern on the same resist 83 by using an excimer laser beam 87 and an electron beam 84, a conductive film 86 is formed on the upper layer of the resist. When formed, the absorption of the excimer laser beam 87 by the conductive film 86 is large. For this reason, as shown in FIG. 11B, there is a problem that it is difficult to form a pattern using the excimer laser beam 87.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】このように従来、チャ
ージアップ防止のために導電性膜を形成する方法では、
生産性が低下する問題があった。また、低加速電子ビー
ムを用いた電子ビーム露光においては、レジスト上層に
導電性膜を用いた場合には、電子の散乱による解像性の
劣化が起き、レジスト下層に導電性膜を形成した場合に
は、チャージアップ防止の効果が殆ど得られない問題が
あった。また、レジスト上層に導電性膜を形成した場
合、同一のレジストをエキシマレーザと電子ビームを用
いて露光しようとしたときにエキシマレーザによるパタ
ーン形状が劣化する問題があった。
As described above, in the conventional method of forming a conductive film to prevent charge-up,
There was a problem that productivity dropped. Also, in electron beam exposure using a low-acceleration electron beam, when a conductive film is used as the upper layer of the resist, the resolution deteriorates due to electron scattering, and the conductive film is formed as the lower layer of the resist. Has a problem that the effect of preventing charge-up is hardly obtained. Further, when a conductive film is formed on the resist upper layer, there is a problem that when the same resist is exposed using an excimer laser and an electron beam, the pattern shape by the excimer laser is deteriorated.

【0008】本発明は、上記の事情を考慮して成された
もので、その目的とするところは、プロセスの増加を招
くことなくレジストの帯電を防止することができ、ビー
ム位置ずれをなくして露光精度の向上に寄与し得る荷電
ビーム露光方法を提供することにある。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to prevent the resist from being charged without increasing the number of processes and to eliminate the beam position shift. An object of the present invention is to provide a charged beam exposure method that can contribute to improvement of exposure accuracy.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】(構成)上記課題を解決
するために本発明は、次のような構成を採用している。
即ち本発明は、レジストに所望パターンを形成するため
の荷電ビーム露光方法において、基板上にエネルギービ
ームの照射により導電化するレジストを形成する工程
と、前記レジストの少なくともパターン形成すべき領域
の全面にエネルギービームを照射して、該レジスト表面
に導電層を形成する工程と、前記レジスト表面の導電層
を接地又は所定の電源に接続した状態で、荷電ビームの
照射により前記レジストに所望のパターンを露光する工
程とを含むことを特徴とする。
(Structure) In order to solve the above-mentioned problem, the present invention employs the following structure.
That is, the present invention provides, in a charged beam exposure method for forming a desired pattern on a resist, a step of forming a resist that is made conductive by irradiation of an energy beam on a substrate; Irradiating an energy beam to form a conductive layer on the resist surface; and exposing a desired pattern to the resist by irradiating a charged beam with the conductive layer on the resist surface grounded or connected to a predetermined power supply. And a step of performing

【0010】また、本発明は、レジストに所望パターン
を形成するための荷電ビーム露光方法において、少なく
とも表面が導電性である基板上にエネルギービームの照
射により導電化するレジストを形成する工程と、前記レ
ジストの少なくともパターン形成すべき領域の全面にエ
ネルギービームを照射して、該レジスト表面に第1の導
電層を形成する工程と、前記基板の表面を接地又は所定
の電源に接続した状態で、荷電ビームの照射により前記
レジストに所望のパターンを露光し、かつこの露光の際
に前記レジストを貫通する第2の導電層を形成して、該
レジスト表面の第1の導電層を前記基板の表面に電気的
に接続する工程とを含むことを特徴とする。
The present invention also provides a charged beam exposure method for forming a desired pattern on a resist, the method comprising: forming a resist that is made conductive by irradiation of an energy beam on a substrate having at least a conductive surface; Irradiating an energy beam on at least the entire surface of the resist to be patterned to form a first conductive layer on the resist surface; and charging the substrate with the surface of the substrate grounded or connected to a predetermined power source. A desired pattern is exposed on the resist by beam irradiation, and a second conductive layer penetrating the resist is formed at the time of the exposure, and a first conductive layer on the resist surface is formed on the surface of the substrate. Electrically connecting).

【0011】ここで、本発明の望ましい実施態様として
は次のものがあげられる。 (1) パターン露光のための荷電ビームとして、電子ビー
ムを用いること。 (2) レジストは、化学増幅型のレジストであること。
Here, preferred embodiments of the present invention include the following. (1) Use an electron beam as a charged beam for pattern exposure. (2) The resist must be a chemically amplified resist.

【0012】(3) 導電層を形成するためのエネルギービ
ームとして、紫外光,電子ビーム,イオンビーム,又は
X線を用いること。 (4) レジストは、導電性高分子を含むこと。
(3) Ultraviolet light, electron beam, ion beam, or X-ray is used as an energy beam for forming the conductive layer. (4) The resist should contain a conductive polymer.

【0013】(5) レジストは、エネルギービームの照射
により酸を発生する化合物を含むものであること。 (6) レジストは、酸発生剤としてオニウム塩を含むこ
と。
(5) The resist contains a compound that generates an acid upon irradiation with an energy beam. (6) The resist should contain an onium salt as an acid generator.

【0014】(7) レジスト中でのエネルギービームの侵
入深さを、レジスト膜厚よりも小さくすること。 (8) レジスト表面に導電層を形成するためのエネルギー
ビームの照射及びパターン露光のための荷電ビームの照
射に同一の電子ビーム露光装置を用い、導電層を形成す
る場合は、基板側に第1のバイアス電圧を印加して電子
ビームの加速電圧を小さくし、パターンを露光する場合
は、基板側を接地又は第1のバイアス電圧よりも絶対値
の小さい第2のバイアス電圧を印加して電子ビームの加
速電圧を大きくすること。
(7) The penetration depth of the energy beam into the resist is made smaller than the resist film thickness. (8) When the same electron beam exposure apparatus is used for the irradiation of the energy beam for forming the conductive layer on the resist surface and the irradiation of the charged beam for the pattern exposure, and the conductive layer is formed, the first substrate is formed on the substrate side. When applying a bias voltage to reduce the acceleration voltage of the electron beam and exposing the pattern, the substrate side is grounded or a second bias voltage having an absolute value smaller than the first bias voltage is applied to the electron beam. To increase the acceleration voltage.

【0015】(9) レジスト表面の導電層を接地するため
に、レジスト表面に導電性物質を接触させること。 (10)レジスト表面の導電層を接地するために、レジスト
膜厚よりも大きな侵入深さを有するエネルギービームに
よってレジストを貫通する導電層を形成すること。
(9) A conductive substance is brought into contact with the resist surface in order to ground the conductive layer on the resist surface. (10) In order to ground the conductive layer on the resist surface, a conductive layer penetrating the resist by an energy beam having a penetration depth larger than the resist film thickness is formed.

【0016】(作用)本発明によれば、エネルギービー
ムの照射によりレジスト表面に導電層が形成されるの
で、レジスト表面を接地することによりレジストに蓄積
される電荷を逃がすことができる。このため、パターン
露光の際の荷電ビーム照射時にビームの位置がずれるの
を防止でき、パターン露光精度の向上をはかり得る。そ
してこの場合、レジスト表面にエネルギービームを照射
するのみでよく、導電性膜をレジスト上に塗布形成する
必要はないため、プロセスの増加を招くこともない。
(Operation) According to the present invention, since the conductive layer is formed on the resist surface by the irradiation of the energy beam, the charge accumulated in the resist can be released by grounding the resist surface. For this reason, it is possible to prevent the position of the beam from shifting during the irradiation of the charged beam during the pattern exposure, and to improve the pattern exposure accuracy. In this case, it is only necessary to irradiate the resist surface with an energy beam, and there is no need to apply and form a conductive film on the resist.

【0017】また、レジスト中でのエネルギービームの
侵入深さをレジスト膜厚よりも小さくすることで、所望
パターンの形成に影響を及ぼすことはない。また、レジ
ストにエネルギービームの照射により酸を発生する化合
物、例えばオニウム塩を添加することにより、レジスト
表面にイオン性物質が生成され、結果としてレジストの
導電性を向上することが可能となる。
Further, by making the penetration depth of the energy beam into the resist smaller than the resist film thickness, the formation of a desired pattern is not affected. Further, by adding a compound that generates an acid by irradiation of an energy beam to the resist, for example, an onium salt, an ionic substance is generated on the resist surface, and as a result, the conductivity of the resist can be improved.

【0018】また、エネルギービームとして紫外光を用
いる場合、レジスト中に紫外光を吸収する物質を添加す
ることにより、レジスト膜厚より薄い導電層を形成する
ことが容易となる。さらに、エネルギービームとして電
子ビームを用いる場合は、加速電圧の制御でレジスト中
への侵入深さを容易に変えることができる。
When ultraviolet light is used as the energy beam, a conductive layer thinner than the resist film thickness can be easily formed by adding a substance absorbing ultraviolet light to the resist. Further, when an electron beam is used as the energy beam, the penetration depth into the resist can be easily changed by controlling the acceleration voltage.

【0019】また、レジストの下地が接地された基板で
ある場合には、レジスト膜厚よりも大きなレジスト侵入
深さを持つエネルギービームによりレジストを貫通する
導電層を形成することで、レジスト表面を接地すること
が可能となる。レジストを貫通する導電層を形成する際
に所望のパターンを露光する工程と同時に行うことによ
り、描画時間の無駄を省くことも可能となる。
In the case where the resist base is a grounded substrate, a conductive layer penetrating the resist is formed by an energy beam having a resist penetration depth larger than the resist film thickness, so that the resist surface is grounded. It is possible to do. By performing the step of exposing a desired pattern at the same time as forming the conductive layer penetrating the resist, it is possible to eliminate waste of drawing time.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】まず、本発明の実施形態で使用し
た電子ビーム露光装置について説明する。図1は、この
種の電子ビーム露光装置の一例を示す図である。図中1
は試料室であり、この試料室1内には、ウェハ(試料)
2が載置される試料台3が収容されている。10は電子
光学鏡筒であり、この電子光学鏡筒10は、電子銃1
1、各種レンズ系12a〜12e、各種偏向系13〜1
6、ブランキング用のアパーチャマスク17、第1及び
第2のビーム成形用アパーチャマスク18,19から構
成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First, an electron beam exposure apparatus used in an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows an example of this type of electron beam exposure apparatus. 1 in the figure
Denotes a sample chamber, in which a wafer (sample) is provided.
A sample table 3 on which the sample 2 is placed is accommodated. Reference numeral 10 denotes an electron optical column, and the electron optical column 10 includes an electron gun 1
1, various lens systems 12a to 12e, various deflection systems 13 to 1
6, an aperture mask 17 for blanking, and first and second aperture masks 18 and 19 for beam shaping.

【0021】電子銃11より放出された電子ビームは、
レンズ12a,12bにより第1のビーム成形用アパー
チャマスク18の上に照射されて矩形ビームに成形さ
れ、成形された開口の像(第1アパーチャ像)は、投影
レンズ12c,12dにより第2のビーム成形用アパー
チャマスク19上に結像照射される。ここで、成形偏向
器14により第1アパーチャ像と第2のアパーチャマス
ク19の開口(第2アパーチャ)との重なり具合を調節
することにより、任意寸法の寸法のビームが得られる。
そして、縮小レンズ12e及び対物レンズ12fにより
ウェハ2上に縮小されて照射される。このとき、対物偏
向器15,16によってウェハ2上の所望の位置に照射
される。
The electron beam emitted from the electron gun 11 is
The beam is irradiated onto the first beam shaping aperture mask 18 by the lenses 12a and 12b and shaped into a rectangular beam, and the formed aperture image (first aperture image) is projected by the projection lenses 12c and 12d to form the second beam. An image is irradiated onto the aperture mask 19 for molding. Here, by adjusting the degree of overlap between the first aperture image and the opening (second aperture) of the second aperture mask 19 by the shaping deflector 14, a beam having an arbitrary dimension can be obtained.
Then, the light is reduced and irradiated onto the wafer 2 by the reduction lens 12e and the objective lens 12f. At this time, a desired position on the wafer 2 is irradiated by the objective deflectors 15 and 16.

【0022】また、電子ビームをウェハ2に照射させな
いためにはブランキング用偏向系13によってビームを
偏向し、ブランキング用のアパーチャマスク17によっ
てビームを遮るようにすることでビームをブランキング
するようになっている。さらに、上記装置において、ビ
ームの加速電圧を可変できるようになっている。
In order not to irradiate the wafer 2 with the electron beam, the beam is deflected by the blanking deflection system 13 and blocked by the blanking aperture mask 17 so that the beam is blanked. It has become. Further, in the above apparatus, the acceleration voltage of the beam can be varied.

【0023】なお、本発明は露光方法に関するものであ
り、以下の露光方法に使用する露光装置は図1に何等限
定されるものではない。次に、本発明の実施形態で用い
たレジストについて説明する。
The present invention relates to an exposure method, and an exposure apparatus used in the following exposure method is not limited to FIG. Next, the resist used in the embodiment of the present invention will be described.

【0024】本実施形態で用いられるレジストは、エネ
ルギービームの照射によって酸を発生する化合物を有し
ている。酸を発生する化合物としては、スルフォニル,
ヨードニウムなどのオニウム塩やスルフォニルエステル
などが用いられる。これらの酸発生剤は、ポリマー組成
の0.1重量部から30重量部の範囲にする必要があ
り、0.3重量部以上で15重量部以下であることが望
ましい。0.3重量部以下では十分な感度を得ることが
難しく、15重量部以上の添加は酸発生剤の種類によっ
ては、露光波長における感光性組成物の光透過性を損じ
る可能性があるためである。
The resist used in the present embodiment has a compound that generates an acid when irradiated with an energy beam. Compounds that generate an acid include sulfonyl,
Onium salts such as iodonium and sulfonyl esters are used. These acid generators need to be in the range of 0.1 to 30 parts by weight of the polymer composition, and preferably 0.3 to 15 parts by weight. If the amount is less than 0.3 part by weight, it is difficult to obtain a sufficient sensitivity, and if the amount is more than 15 parts by weight, the light transmittance of the photosensitive composition at the exposure wavelength may be impaired depending on the type of the acid generator. is there.

【0025】ここでは、酸発生剤としてオニウム塩の一
種であるトリフェニルスルホニウムトリフレートを用い
た。ポリハイドロキシスチレンからなるベース樹脂に前
記酸発生剤を5重量%添加した場合の電子ビーム露光に
よる表面抵抗の変化を図7に示す。電子ビーム露光によ
って露光量20μC/cm2 以上で、このレジスト樹脂
の表面抵抗は108 Ω程度まで減少する。ここでは、エ
ネルギービームとして電子ビームを用いたが、エキシマ
レーザやX線,イオンビームを用いても、同様に表面抵
抗の減少を観察することができる。
Here, triphenylsulfonium triflate, a kind of onium salt, was used as the acid generator. FIG. 7 shows a change in surface resistance due to electron beam exposure when the acid generator is added to a base resin composed of polyhydroxystyrene in an amount of 5% by weight. With an exposure amount of 20 μC / cm 2 or more by electron beam exposure, the surface resistance of this resist resin decreases to about 10 8 Ω. Here, an electron beam is used as an energy beam, but a decrease in surface resistance can be similarly observed by using an excimer laser, an X-ray, or an ion beam.

【0026】本発明に用いるレジストとしては、エネル
ギービームの照射によって酸を発生する化合物を含んで
いればよい。必ずしも発生した酸が感光機構に関与して
いる必要はない。例えば、PMMAのような主鎖切断型
レジストに、他の酸発生剤を添加することによっても同
様の効果を得ることができる。
The resist used in the present invention may contain a compound capable of generating an acid upon irradiation with an energy beam. The generated acid does not necessarily need to be involved in the photosensitive mechanism. For example, the same effect can be obtained by adding another acid generator to a main chain-cutting resist such as PMMA.

【0027】また、酸を発生させる化合物以外に、少量
の導電性高分子を添加してもよい。一般に大量の導電性
物質を添加すると、レジスト本来のパターニング特性が
損なわれるが、少量であれば、エネルギービーム照射に
より発生した酸を導電性高分子の効果により、更にレジ
スト表面抵抗を下げることができる。
A small amount of a conductive polymer may be added in addition to the compound that generates an acid. In general, when a large amount of a conductive substance is added, the original patterning characteristics of the resist are impaired. However, when the amount is small, the acid generated by the energy beam irradiation can further reduce the resist surface resistance by the effect of the conductive polymer. .

【0028】以下、本発明の各実施形態を説明する。 (第1の実施形態)図2は、本発明の第1の実施形態に
係わる電子ビーム露光方法を説明するための工程断面図
である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. (First Embodiment) FIG. 2 is a process sectional view for explaining an electron beam exposure method according to a first embodiment of the present invention.

【0029】まず、図2(a)に示すように、Si基板
21上に形成された厚さ2μmのSi酸化膜22に、レ
ジスト23を0.5μm膜厚で塗布した。このレジスト
23は、ベース樹脂としてポリハイドロキシスチレン
を、酸発生剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレ
ートを、溶解抑止基としてターシャルブトキシカルボメ
チル基を用いた化学増幅型ポジレジストである。このレ
ジスト23の感度は、加速電圧50keVの電子ビーム
に対して10μC/cm2 である。
First, as shown in FIG. 2A, a resist 23 having a thickness of 0.5 μm was applied to a 2 μm thick Si oxide film 22 formed on a Si substrate 21. The resist 23 is a chemically amplified positive resist using polyhydroxystyrene as a base resin, triphenylsulfonium triflate as an acid generator, and tert-butoxycarbomethyl group as a dissolution inhibiting group. The sensitivity of the resist 23 is 10 μC / cm 2 for an electron beam having an acceleration voltage of 50 keV.

【0030】加速電圧50keVにおけるSi基板中の
電子の飛程は10μm程度であるが、Si酸化膜22が
2μm程度の厚さとなると、加速電圧50keVにおい
ても帯電し、結果としてパターンの位置ずれを起こすこ
とが確認されている。
The range of electrons in the Si substrate at an acceleration voltage of 50 keV is about 10 μm. However, when the thickness of the Si oxide film 22 is about 2 μm, the silicon oxide film 22 is charged even at an acceleration voltage of 50 keV, resulting in pattern displacement. That has been confirmed.

【0031】次いで、図2(b)に示すように、加速電
圧1keVの電子ビーム24をレジスト全面に露光量1
μC/cm2 で照射した。加速電圧1keVの電子ビー
ムのレジスト中での飛程は50nmである。ここでの露
光は全面露光であるので、高精度なビーム調整は行って
いない。1keVの低加速で露光を行ったことにより、
レジスト23の表面50nmに大量の酸を発生させるこ
とができる。これにより、レジスト表面に導電層25が
形成され、レジスト表面の導電性は著しく向上した。
Next, as shown in FIG. 2B, an electron beam 24 having an acceleration voltage of 1 keV is
Irradiated at μC / cm 2 . The range of the electron beam having an acceleration voltage of 1 keV in the resist is 50 nm. Since the exposure here is the entire surface exposure, high-precision beam adjustment is not performed. By performing exposure at a low acceleration of 1 keV,
A large amount of acid can be generated on the surface of the resist 23 at 50 nm. Thereby, the conductive layer 25 was formed on the resist surface, and the conductivity of the resist surface was significantly improved.

【0032】次いで、図2(c)に示すように、レジス
ト表面の導電層25を接地し、加速電圧50keVの可
変成形型電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム26
で所望のパターンの露光を行った。露光の際、試料は接
地針を有する露光装置専用のカセットに収納される。レ
ジスト表面の導電層25はこの接地針を通して接地され
ることになる。このため、レジスト内部及びSi酸化膜
中に電荷が溜まっても、これらの電荷が静電遮蔽された
形となる。
Next, as shown in FIG. 2C, the conductive layer 25 on the resist surface is grounded, and the electron beam 26 is applied using a variable-shaped electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 50 keV.
Exposure of the desired pattern was performed. At the time of exposure, the sample is stored in a cassette dedicated to an exposure apparatus having a grounding needle. The conductive layer 25 on the resist surface is grounded through this grounding needle. For this reason, even if charges accumulate inside the resist and in the Si oxide film, these charges are electrostatically shielded.

【0033】従って、入射ビームの位置がレジスト23
及びSi酸化膜22の帯電によってずれることはなくな
る。実際に、このような露光を行って、露光後ベーク及
び現像を行った結果、図2(d)に示すように、パター
ンの位置ずれや形状劣化は全く観測されなかった。ま
た、現像により消失するレジスト膜厚も50nm程度で
あるため、パターン形成上は何等問題ない。
Therefore, the position of the incident beam is
And the shift due to the charging of the Si oxide film 22 is eliminated. Actually, as a result of performing such exposure and performing post-exposure baking and development, as shown in FIG. 2D, no pattern displacement or shape deterioration was observed at all. Also, since the resist film thickness that disappears by development is about 50 nm, there is no problem in pattern formation.

【0034】このように本実施形態によれば、低加速電
子ビーム24の照射によりレジスト表面に導電層25を
形成し、この導電層25を接地してレジスト23に蓄積
される電荷を逃がすことにより、パターン露光の際の電
子ビーム26の照射時にビームの位置がずれるのを防止
でき、パターン露光精度の向上をはかり得る。そしてこ
の場合、レジスト表面に低加速電子ビーム24を照射す
るのみでよく、導電性膜をレジスト上に塗布形成する必
要はないため、プロセスの増加を招くこともない。ま
た、導電層形成のための電子ビーム24の侵入深さをレ
ジスト膜厚よりも小さくすることで、所望パターンの形
成に影響を及ぼすこともない。
As described above, according to the present embodiment, the conductive layer 25 is formed on the resist surface by the irradiation of the low-acceleration electron beam 24, and the conductive layer 25 is grounded to release the electric charge accumulated in the resist 23. In addition, it is possible to prevent the position of the electron beam 26 from being shifted at the time of irradiation with the electron beam 26 during the pattern exposure, and to improve the pattern exposure accuracy. In this case, it is only necessary to irradiate the resist surface with the low-acceleration electron beam 24, and there is no need to apply and form a conductive film on the resist. Further, by making the penetration depth of the electron beam 24 for forming the conductive layer smaller than the resist film thickness, the formation of the desired pattern is not affected.

【0035】(第2の実施形態)図3は、本発明の第2
の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を説明するため
の工程断面図である。なお、図3中の31〜36は図2
中の21〜26に相当している。
(Second Embodiment) FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process cross-sectional view for describing the electron beam exposure method according to the embodiment. Incidentally, 31 to 36 in FIG.
It corresponds to 21 to 26 in FIG.

【0036】本実施形態では、化学増幅型ネガレジスト
を用いた。このレジストには、直径数nmのカーボン微
粒子を1%添加した。また、加速電圧50keVの電子
ビームに対する感度は10μC/cm2 である。
In this embodiment, a chemically amplified negative resist is used. 1% of carbon fine particles having a diameter of several nm were added to this resist. The sensitivity to an electron beam having an acceleration voltage of 50 keV is 10 μC / cm 2 .

【0037】まず、図3(a)に示すように、Si基板
31上に形成された厚さ2μmのSi酸化膜32に、上
記のネガレジスト33を0.5μm膜厚で塗布した。次
いで、図3(b)に示すように、加速電圧1keVの電
子ビーム34をレジスト全面に露光量1μC/cm2
照射した。加速電圧1keVの電子ビームのレジスト中
での飛程は50nmである。ここでの露光は全面露光で
あるので、高精度なビーム調整は行っていない。
First, as shown in FIG. 3A, a 0.5 μm thick negative resist 33 was applied to a 2 μm thick Si oxide film 32 formed on a Si substrate 31. Next, as shown in FIG. 3B, the entire surface of the resist was irradiated with an electron beam 34 at an acceleration voltage of 1 keV at an exposure amount of 1 μC / cm 2 . The range of the electron beam having an acceleration voltage of 1 keV in the resist is 50 nm. Since the exposure here is the entire surface exposure, high-precision beam adjustment is not performed.

【0038】次いで、図3(c)に示すように、レジス
ト表面の導電層35を接地し、加速電圧50keVの可
変成形型電子ビーム露光装置を用いて、電子ビーム36
で所望のパターンの露光を行った。露光の際、試料はレ
ジスト表面を接地する構造を持った露光装置専用のウェ
ハカセットにセットし、通常の露光を行った。
Next, as shown in FIG. 3 (c), the conductive layer 35 on the resist surface is grounded, and the electron beam 36 is applied using a variable-shaped electron beam exposure apparatus with an acceleration voltage of 50 keV.
Exposure of the desired pattern was performed. At the time of exposure, the sample was set in a wafer cassette dedicated to an exposure apparatus having a structure in which the resist surface was grounded, and normal exposure was performed.

【0039】露光後の試料は、露光後ベークを行う前
に、0.1Nのアルカリ水溶液で30秒間現像を行い、
純水によるリンスを行った。この後、通常の露光後ベー
ク及び現像を行ったところ、図3(d)に示すように、
パターンの位置ずれや形状劣化は全く観測されなかっ
た。
The exposed sample was developed with a 0.1N aqueous alkaline solution for 30 seconds before baking after exposure,
Rinsing with pure water was performed. After that, when normal post-exposure baking and development were performed, as shown in FIG.
No pattern displacement or shape deterioration was observed at all.

【0040】本実施形態においても第1の実施形態と同
様に、1keVの低加速で露光を行ったことにより、レ
ジスト表面50nmに大量の酸を発生させることがで
き、レジスト表面の導電性は著しく向上した。さらに、
さらに、レジスト表面は接地針によって接地されている
ので、レジスト内部及びSi酸化膜中に電荷が溜まって
も、これらの電荷が静電遮蔽された形となる。このた
め、入射ビームの位置がレジスト及びSi酸化膜の帯電
によってずれることはなくなる。
In this embodiment, similarly to the first embodiment, by performing exposure at a low acceleration of 1 keV, a large amount of acid can be generated on the resist surface of 50 nm, and the conductivity of the resist surface is significantly reduced. Improved. further,
Further, since the resist surface is grounded by the grounding needle, even if electric charges accumulate inside the resist and in the Si oxide film, the electric charges are in a form of being electrostatically shielded. Therefore, the position of the incident beam does not shift due to the charging of the resist and the Si oxide film.

【0041】ネガ型レジストの場合は、低加速電子ビー
ムで露光するとレジスト表面に薄皮残りが生じるが、こ
れは露光後ベーク前に行った0.1Nアルカリ水溶液で
除去することができる。
In the case of a negative resist, when exposed to a low-acceleration electron beam, a thin skin remains on the resist surface, but this can be removed with a 0.1N aqueous alkaline solution which has been used after the exposure and before the baking.

【0042】このように本実施形態によれば、ネガレジ
スト33を用いても低加速電子ビーム34の照射により
レジスト表面に導電層35を形成することができ、この
導電層35を接地することにより、レジスト33に蓄積
される電荷を逃がすことができる。従って、先の第1の
実施形態と同様の効果が得られる。また、ネガ型レジス
トの場合に低加速電子ビームによる露光で生じるレジス
トの薄皮残りも除去することができた。
As described above, according to this embodiment, even if the negative resist 33 is used, the conductive layer 35 can be formed on the surface of the resist by irradiation with the low-acceleration electron beam 34, and the conductive layer 35 can be grounded by grounding. Thus, the charges accumulated in the resist 33 can be released. Therefore, effects similar to those of the first embodiment can be obtained. Further, in the case of a negative resist, a thin skin residue of the resist caused by exposure with a low-acceleration electron beam could be removed.

【0043】(第3の実施形態)図4は、本発明の第3
の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を説明するため
の工程断面図である。なお、図4中の41〜46は図2
中の21〜26に相当している。
(Third Embodiment) FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process cross-sectional view for describing the electron beam exposure method according to the embodiment. In addition, 41 to 46 in FIG.
It corresponds to 21 to 26 in FIG.

【0044】図4(a)に示すように、Si基板41上
に2μm厚さのSi酸化膜42が形成された基板を使用
した。この基板上に導電性膜47を塗布し、さらにこの
上に第1の実施形態で用いたのと同じレジスト43を膜
厚0.15μmで塗布した。露光は以下のように行っ
た。
As shown in FIG. 4A, a substrate in which a 2 μm thick Si oxide film 42 was formed on a Si substrate 41 was used. A conductive film 47 was applied on the substrate, and a resist 43 same as that used in the first embodiment was applied thereon to a thickness of 0.15 μm. Exposure was performed as follows.

【0045】まず、図4(b)に示すように、レジスト
43の表面に第1の導電層45を形成するために、加速
電圧1keVの電子ビーム44をレジスト全面に露光量
1μC/cm2 で照射した。次いで、図4(c)に示す
ように、レジスト下層の導電性膜47を接地し、加速電
圧5keVの電子ビーム46を用いて所望パターン49
の露光を行った。
First, as shown in FIG. 4B, in order to form a first conductive layer 45 on the surface of the resist 43, an electron beam 44 of an acceleration voltage of 1 keV is applied to the entire surface of the resist at an exposure amount of 1 μC / cm 2 . Irradiated. Next, as shown in FIG. 4C, the conductive film 47 under the resist is grounded, and a desired pattern 49 is formed using an electron beam 46 having an acceleration voltage of 5 keV.
Was exposed.

【0046】パターン露光時、レジスト深さ方向に沿っ
て、第2の導電層48が形成される。このため、レジス
ト表面の導電層45は導電層48を通じてレジスト下層
の導電性膜47に電気的に接続される。そして、導電性
膜47を接地することから、パターン露光時にはレジス
ト表面が接地されることになり、チャージアップを防止
することができる。
At the time of pattern exposure, a second conductive layer 48 is formed along the resist depth direction. Therefore, the conductive layer 45 on the resist surface is electrically connected to the conductive film 47 under the resist through the conductive layer 48. Since the conductive film 47 is grounded, the resist surface is grounded during pattern exposure, and charge-up can be prevented.

【0047】なお、上記実施形態ではパターン露光時に
同時に導電層48を形成したが、パターン露光に先立
ち、素子領域以外の領域に電子ビームを選択的に照射し
て導電層48を形成してもよい。この場合、導電層48
形成のために電子ビームの加速電圧及び露光量をパター
ン露光とは独立に設定できるので、レジスト上層の導電
層45とレジスト下層の導電性膜47との接続のための
導電化をより確実に行うことができる。
In the above embodiment, the conductive layer 48 is formed at the same time as the pattern exposure. However, prior to the pattern exposure, a region other than the element region may be selectively irradiated with an electron beam to form the conductive layer 48. . In this case, the conductive layer 48
Since the electron beam acceleration voltage and the exposure amount can be set independently of the pattern exposure for the formation, the conduction for connection between the conductive layer 45 above the resist and the conductive film 47 below the resist is more reliably performed. be able to.

【0048】(第4の実施形態)本実施形態は、レジス
ト表面の導電層形成のためのビーム照射を、全面ではな
く部分的に行う例である。前記したチャージアップが問
題となるのは、パターン露光領域である。従って、導電
層形成のためのビーム照射はパターン露光領域を含んで
おり、かつ接地可能な領域であればよい。
(Fourth Embodiment) This embodiment is an example in which beam irradiation for forming a conductive layer on the resist surface is performed not partially but partially. The above-mentioned charge-up poses a problem in the pattern exposure region. Therefore, the beam irradiation for forming the conductive layer may be any region that includes the pattern exposure region and can be grounded.

【0049】例えば、図5に示すように、ウェハ51上
のパターン露光領域を52とし、ウェハ端54が接地さ
れている場合、導電層形成のためのビーム照射は、パタ
ーン露光領域52を含み、かつ接地してあるウェハ端5
4に接続された図中53の領域のみでも構わない。
For example, as shown in FIG. 5, when the pattern exposure area on the wafer 51 is 52 and the wafer end 54 is grounded, the beam irradiation for forming the conductive layer includes the pattern exposure area 52, And grounded wafer end 5
Only the region 53 in the figure connected to 4 may be used.

【0050】このような方法であっても、パターン露光
領域52とその周辺は接地されているため、パターン露
光時にチャージアップの影響を受けることはない。従っ
て、先の第1の実施形態と同様の効果が得られる。
Even in such a method, since the pattern exposure region 52 and its periphery are grounded, there is no influence of charge-up during pattern exposure. Therefore, effects similar to those of the first embodiment can be obtained.

【0051】(第5の実施形態)図6は、本発明の第5
の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を説明するため
の工程断面図である。なお、図6中の61〜66は図2
中の21〜26に相当している。
(Fifth Embodiment) FIG. 6 shows a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a process cross-sectional view for describing the electron beam exposure method according to the embodiment. Incidentally, 61 to 66 in FIG.
It corresponds to 21 to 26 in FIG.

【0052】本実施形態は、基板に電圧を印加すること
によって、レジストに侵入する電子の加速電圧を制御す
る例である。ここでは、レジスト63の膜厚を0.15
μmとした。レジスト組成は、第1の実施形態で用いた
レジストと同様の化学増幅型ポジレジストである。ま
た、電子銃における加速電圧は10kVである。
This embodiment is an example in which the voltage is applied to the substrate to control the acceleration voltage of the electrons entering the resist. Here, the thickness of the resist 63 is set to 0.15.
μm. The resist composition is a chemically amplified positive resist similar to the resist used in the first embodiment. The acceleration voltage of the electron gun is 10 kV.

【0053】まず、図6(a)に示すように、Si基板
61に直流電源71により9.5kVの電位をかけて、
導電層65形成のための電子ビーム照射を行った。この
結果、レジスト63中に侵入する電子ビーム64の加速
電圧は500eVとなった。この状態で全面露光を行う
と、レジスト表面から10nmの深さにおいて導電層6
5が形成され、レジストの表面抵抗が108 Ω程度に低
下した。
First, as shown in FIG. 6A, a potential of 9.5 kV is applied to a Si substrate 61 by a DC power supply 71.
Electron beam irradiation for forming the conductive layer 65 was performed. As a result, the acceleration voltage of the electron beam 64 penetrating into the resist 63 became 500 eV. When the entire surface is exposed in this state, the conductive layer 6 is formed at a depth of 10 nm from the resist surface.
5 was formed, and the surface resistance of the resist was reduced to about 10 8 Ω.

【0054】次いで、図6(b)に示すように、パター
ン形成のための露光において、レジスト表面の導電層6
5及び基板61に対して直流電源72により−5kVの
バイアス電圧を印加し、電子ビーム66によりパターン
露光を行った。このとき、露光装置は図6(a)の場合
と同じ条件であるが、基板バイアス電圧が異なるため
に、電子ビーム66の加速電圧は5keVと高くなる。
この結果、精度良くパターンを形成することができた。
Next, as shown in FIG. 6B, in the exposure for pattern formation, the conductive layer 6 on the resist surface is exposed.
A DC power supply 72 applied a bias voltage of −5 kV to the substrate 5 and the substrate 61, and pattern exposure was performed by the electron beam 66. At this time, the conditions of the exposure apparatus are the same as those in FIG. 6A, but the acceleration voltage of the electron beam 66 is as high as 5 keV because the substrate bias voltage is different.
As a result, a pattern could be formed with high accuracy.

【0055】基板バイアスを印加する方法は、電子ビー
ムのぼけを防止するのに極めて有効である。また、レジ
ストへの電子の侵入深さを制御し、レジスト表面近傍の
みを容易に露光できるだけでなく、1〜5keVの低加
速電圧で電子ビーム露光を行えば、電子ビーム露光で問
題となる近接効果の抑制や、レジスト感度の向上の効果
もある。
The method of applying the substrate bias is extremely effective for preventing the blur of the electron beam. In addition to controlling the depth of penetration of electrons into the resist so that only the vicinity of the resist surface can be easily exposed, if the electron beam exposure is performed at a low acceleration voltage of 1 to 5 keV, the proximity effect which is a problem in the electron beam exposure can be obtained. And the effect of improving the resist sensitivity.

【0056】しかしながら、従来方法で例えば導電性の
下地パターンが存在する場合に基板バイアスをかける
と、レジスト表面での電位分布が下地パターンの分布を
反映した形となり、露光精度の劣化を招く恐れがある。
However, if a substrate bias is applied in the conventional method when, for example, a conductive base pattern is present, the potential distribution on the resist surface reflects the distribution of the base pattern, and the exposure accuracy may be degraded. is there.

【0057】これに対し本実施形態では、まず最初のビ
ーム全面照射によってレジスト表面に導電層65を形成
している。そして、パターン露光時に基板電位を印加す
る際はレジスト表面の導電層65と基板61を同電位と
しているので、レジスト表面と基板間で放電などを起こ
すことはない。また、基板電位をかけることによって、
レジスト表面に入射する電子ビームの加速電圧は実質的
に5keVとすることができ、露光の際も下地パターン
の影響を受けることなく、高精度のパターニングが可能
となる。
On the other hand, in this embodiment, first, the conductive layer 65 is formed on the resist surface by irradiating the entire beam first. When the substrate potential is applied at the time of pattern exposure, the conductive layer 65 on the resist surface and the substrate 61 have the same potential, so that no discharge occurs between the resist surface and the substrate. Also, by applying the substrate potential,
The accelerating voltage of the electron beam incident on the resist surface can be substantially 5 keV, and high-precision patterning can be performed without being affected by the underlying pattern during exposure.

【0058】(第6の実施形態)本実施形態は、レジス
ト表面に導電層を形成するためのエネルギービームとし
て、電子ビームの代わりにエキシマレーザ光を用いた例
である。
(Sixth Embodiment) This embodiment is an example in which an excimer laser beam is used instead of an electron beam as an energy beam for forming a conductive layer on a resist surface.

【0059】本実施形態で用いたレジストの組成は、第
1の実施形態で用いたものと同じであるが、酸発生剤量
をベース樹脂に対し2重量%とした。第1の実施形態と
同様に、Si基板上のSi酸化膜上にレジストを形成し
た後、波長248nmのKrFエキシマレーザ光を用い
て、レジスト表面を全面照射した。このときのビーム照
射量は10mJとした。エキシマレーザ光の全面照射に
より、紫外光はレジスト表面に多く吸収されて酸が発生
する。この場合、厳密にはレジスト表面だけでなく、レ
ジスト内部にも酸が発生するが、パターニングに影響を
及ぼすほどの量ではない。
The composition of the resist used in this embodiment is the same as that used in the first embodiment, except that the amount of the acid generator is 2% by weight based on the base resin. As in the first embodiment, after forming a resist on the Si oxide film on the Si substrate, the entire surface of the resist was irradiated with KrF excimer laser light having a wavelength of 248 nm. At this time, the beam irradiation amount was 10 mJ. Due to the overall irradiation of the excimer laser light, the ultraviolet light is largely absorbed by the resist surface to generate an acid. In this case, acid is generated strictly not only on the resist surface but also inside the resist, but not so much as to affect patterning.

【0060】次いで、レジスト表面を接地した状態で、
加速電圧50keVの電子ビームを用いて所望パターン
の露光を行った。この場合も、レジスト表面に形成され
た導電層を接地することにより、レジストに蓄積される
電荷を逃がすことができ、第1の実施形態と同様の効果
が得られる。
Next, with the resist surface grounded,
Exposure of a desired pattern was performed using an electron beam having an acceleration voltage of 50 keV. Also in this case, by grounding the conductive layer formed on the resist surface, charges accumulated in the resist can be released, and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0061】またここで、パターン露光の際に電子ビー
ムと共にエキシマレーザ光を用いてもよい。即ち、繰り
返しパターンや高い寸法精度を要求されないパターンは
エキシマレーザ光で露光し、それ以外の微細なパターン
を電子ビームで露光する。このとき、レジスト表面に形
成された導電層は、従来の塗布成膜による導電性膜に比
べてエキシマレーザ光の吸収が小さいため、導電層があ
ってもエキシマレーザ光によるパターン形成は十分に可
能である。
Here, an excimer laser beam may be used together with the electron beam at the time of pattern exposure. That is, a repetitive pattern or a pattern that does not require high dimensional accuracy is exposed with an excimer laser beam, and other fine patterns are exposed with an electron beam. At this time, since the conductive layer formed on the resist surface absorbs less excimer laser light than the conductive film formed by the conventional coating film formation, the pattern can be sufficiently formed by excimer laser light even with the conductive layer. It is.

【0062】つまり、本実施形態のようにレジスト表面
自体がビーム照射により変質した導電層とすると、この
導電層におけるエキシマレーザ光の吸収が既存の導電性
膜に比べれば小さいため、導電層をレジスト表面に形成
したことによるパターンの劣化がない。
That is, if the resist surface itself is a conductive layer that has been altered by beam irradiation as in the present embodiment, the absorption of excimer laser light in this conductive layer is smaller than that of an existing conductive film. There is no pattern deterioration due to the formation on the surface.

【0063】なお、本発明は上述した各実施形態に限定
されるものではない。レジスト表面に導電層を形成する
ためのエネルギービームは、電子ビームや紫外光に限る
ものではなく、イオンビーム或いはX線を用いることも
可能である。さらに、パターン露光のための電子ビーム
の代わりには、イオンビームを用いることも可能であ
る。また、レジストは、酸発生剤としてオニウム塩を含
むものが望ましく、一般には化学増幅型であるが、必ず
しも化学増幅型に限るものではない。通常のレジストに
オニウム塩を混合してビーム照射により導電層を形成す
るようにしてもよい。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。
The present invention is not limited to the above embodiments. The energy beam for forming the conductive layer on the resist surface is not limited to an electron beam or ultraviolet light, but may be an ion beam or X-ray. Further, instead of an electron beam for pattern exposure, an ion beam can be used. The resist preferably contains an onium salt as an acid generator, and is generally of the chemically amplified type, but is not necessarily limited to the chemically amplified type. An onium salt may be mixed into a normal resist to form a conductive layer by beam irradiation. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、基
板上に形成されたレジスト表面にエネルギービームを照
射して該レジスト表面に導電層を形成し、この導電層を
接地又は所定の電源に接続した状態で荷電ビームの照射
により所望のパターンを露光することにより、プロセス
の増加を招くことなくレジストの帯電を防止することが
でき、ビーム位置ずれをなくして露光精度の向上に寄与
することが可能となる。
As described above in detail, according to the present invention, a resist layer formed on a substrate is irradiated with an energy beam to form a conductive layer on the resist surface. By exposing a desired pattern by irradiating a charged beam while connected to a power supply, it is possible to prevent the resist from being charged without increasing the number of processes, thereby eliminating beam misalignment and contributing to improvement in exposure accuracy. It becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施形態に使用した電子ビーム露光装
置の一例を示す概略構成図。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an example of an electron beam exposure apparatus used in an embodiment of the present invention.

【図2】第1の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を
説明するための工程断面図。
FIG. 2 is a process sectional view for describing the electron beam exposure method according to the first embodiment.

【図3】第2の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を
説明するための工程断面図。
FIG. 3 is a process sectional view for explaining an electron beam exposure method according to a second embodiment.

【図4】第3の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を
説明するための工程断面図。
FIG. 4 is a process cross-sectional view for explaining an electron beam exposure method according to a third embodiment.

【図5】第4の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を
説明するための平面図。
FIG. 5 is a plan view for explaining an electron beam exposure method according to a fourth embodiment.

【図6】第5の実施形態に係わる電子ビーム露光方法を
説明するための工程断面図。
FIG. 6 is a process cross-sectional view for explaining an electron beam exposure method according to a fifth embodiment.

【図7】本発明の原理を説明するためのもので、露光量
と表面抵抗との関係を示す特性図。
FIG. 7 is a characteristic diagram for explaining the principle of the present invention and showing a relationship between an exposure amount and a surface resistance.

【図8】レジストのチャージアップによる問題点を説明
するための図。
FIG. 8 is a diagram for explaining a problem caused by charge-up of a resist.

【図9】チャージアップ防止のために導電性膜を形成し
た例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example in which a conductive film is formed to prevent charge-up.

【図10】低加速電子ビームを用いた露光方法の問題点
を説明するための図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a problem of an exposure method using a low-acceleration electron beam.

【図11】エキシマレーザ光と電子ビームを用いてレジ
ストパターンを形成する場合の問題点を説明するための
図。
FIG. 11 is a diagram for explaining a problem when a resist pattern is formed using an excimer laser beam and an electron beam.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…試料室 2…ウェハ(試料) 3…試料台 10…電子光学鏡筒 11…電子銃 12a〜12e…各種レンズ系 13〜16…各種偏向系 17…ブランキング用のアパーチャマスク 18,19…第1及び第2のビーム成形用アパーチャマ
スク 21,31,41,61…Si基板 22,42,42,62…Si酸化膜 23,33,43,63…レジスト 24,34,44,64…導電層形成のための電子ビー
ム 25,35,45,65…導電層 26,36,46,66…パターン露光のための電子ビ
ーム 47…導電性膜 48,68…導電層 71,72…直流電源
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Sample chamber 2 ... Wafer (sample) 3 ... Sample stand 10 ... Electron optical column 11 ... Electron gun 12a-12e ... Various lens systems 13-16 ... Various deflection systems 17 ... Blanking aperture mask 18, 19 ... 1st and 2nd beam forming aperture masks 21, 31, 41, 61 ... Si substrate 22, 42, 42, 62 ... Si oxide film 23,33,43,63 ... Resist 24,34,44,64 ... Conductivity Electron beam for layer formation 25, 35, 45, 65: conductive layer 26, 36, 46, 66: electron beam for pattern exposure 47: conductive film 48, 68: conductive layer 71, 72: DC power supply

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上にエネルギービームの照射により導
電化するレジストを形成する工程と、前記レジストの少
なくともパターン形成すべき領域の全面にエネルギービ
ームを照射して、該レジスト表面に導電層を形成する工
程と、前記レジスト表面の導電層を接地又は所定の電源
に接続した状態で、荷電ビームの照射により前記レジス
トに所望のパターンを露光する工程とを含むことを特徴
とする荷電ビーム露光方法。
1. A step of forming a resist which is made conductive by irradiation of an energy beam on a substrate, and irradiating an energy beam on at least the entire surface of the resist to be patterned to form a conductive layer on the surface of the resist. And a step of exposing the resist to a desired pattern by irradiating a charged beam while the conductive layer on the resist surface is grounded or connected to a predetermined power supply.
【請求項2】少なくとも表面が導電性である基板上にエ
ネルギービームの照射により導電化するレジストを形成
する工程と、前記レジストの少なくともパターン形成す
べき領域の全面にエネルギービームを照射して、該レジ
スト表面に第1の導電層を形成する工程と、前記基板の
表面を接地又は所定の電源に接続した状態で、荷電ビー
ムの照射により前記レジストに所望のパターンを露光
し、かつこの露光の際に前記レジストを貫通する第2の
導電層を形成して、該レジスト表面の第1の導電層を前
記基板の表面に電気的に接続する工程とを含むことを特
徴とする荷電ビーム露光方法。
2. A step of forming a resist which is made conductive by irradiation of an energy beam on a substrate having at least a conductive surface, and irradiating the entire surface of at least a region of the resist to be patterned with an energy beam. Forming a first conductive layer on the resist surface, exposing a desired pattern to the resist by irradiating a charged beam with the surface of the substrate being grounded or connected to a predetermined power source; Forming a second conductive layer that penetrates the resist, and electrically connecting the first conductive layer on the resist surface to the surface of the substrate.
【請求項3】前記レジストは、エネルギービームの照射
により酸を発生する化合物を含むものであることを特徴
とする請求項1又は2記載の荷電ビーム露光方法。
3. The charged beam exposure method according to claim 1, wherein the resist contains a compound that generates an acid upon irradiation with an energy beam.
【請求項4】前記レジスト表面に導電層を形成するため
のエネルギービームとして、紫外光,電子ビーム,イオ
ンビーム,又はX線を用いることを特徴とする請求項1
又は2記載の荷電ビーム露光方法。
4. An ultraviolet beam, an electron beam, an ion beam or X-rays as an energy beam for forming a conductive layer on the resist surface.
Or the charged beam exposure method according to 2.
【請求項5】前記レジスト中でのエネルギービームの侵
入深さを、レジスト膜厚よりも小さくしたことを特徴と
する請求項1又は2記載の荷電ビーム露光方法。
5. The charged beam exposure method according to claim 1, wherein the penetration depth of the energy beam into the resist is smaller than the resist film thickness.
【請求項6】前記レジスト表面に導電層を形成するため
のエネルギービームの照射及びパターン露光のための荷
電ビームの照射に同一の電子ビーム露光装置を用い、導
電層を形成する場合は、基板側に第1のバイアス電圧を
印加して電子ビームの加速電圧を小さくし、パターンを
露光する場合は、基板側を接地又は第1のバイアス電圧
よりも絶対値の小さい第2のバイアス電圧を印加して電
子ビームの加速電圧を大きくすることを特徴とする請求
項1又は2記載の荷電ビーム露光方法。
6. The method according to claim 1, wherein the same electron beam exposure apparatus is used for irradiating an energy beam for forming a conductive layer on the resist surface and for irradiating a charged beam for pattern exposure. When the first bias voltage is applied to reduce the acceleration voltage of the electron beam and the pattern is exposed, the substrate side is grounded or a second bias voltage having an absolute value smaller than the first bias voltage is applied. The charged beam exposure method according to claim 1 or 2, wherein the acceleration voltage of the electron beam is increased by using the method.
【請求項7】少なくとも表面が導電性である基板上にエ
ネルギービームの照射により導電化するレジストを形成
する工程と、前記レジストの少なくともパターン形成す
べき領域の全面にエネルギービームを照射して、該レジ
スト表面に第1の導電層を形成する工程と、前記レジス
トの一部にレジスト膜厚よりも大きな侵入深さを有する
エネルギービームを照射し、該レジストを貫通して第1
の導電層と基板表面を電気的に接続する第2の導電層を
形成する工程と、前記基板の表面を接地又は所定の電源
に接続した状態で、荷電ビームの照射により前記レジス
トに所望のパターンを露光する工程とを含むことを特徴
とする荷電ビーム露光方法。
7. A step of forming a resist which is made conductive by irradiation of an energy beam on a substrate having at least a conductive surface, and irradiating the entire surface of at least a region of the resist to be patterned with an energy beam. Forming a first conductive layer on the resist surface, irradiating a part of the resist with an energy beam having a penetration depth larger than the resist film thickness, and penetrating the resist to form a first conductive layer;
Forming a second conductive layer that electrically connects the conductive layer to the substrate surface, and irradiating a charged beam with a desired pattern on the resist while the substrate surface is grounded or connected to a predetermined power supply. And a step of exposing the charged beam.
JP9332945A 1997-12-03 1997-12-03 Charge beam exposure method Pending JPH11168046A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020018280A (en) * 2000-09-01 2002-03-08 윤종용 Method of electron beam lithography by double exposure and fabrication method of photomask using the same

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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