JPS6112027A - レジストパタ−ン形成方法 - Google Patents

レジストパタ−ン形成方法

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JPS6112027A
JPS6112027A JP59132301A JP13230184A JPS6112027A JP S6112027 A JPS6112027 A JP S6112027A JP 59132301 A JP59132301 A JP 59132301A JP 13230184 A JP13230184 A JP 13230184A JP S6112027 A JPS6112027 A JP S6112027A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
resist pattern
difference
irradiation amount
Prior art date
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Pending
Application number
JP59132301A
Other languages
English (en)
Inventor
Eiji Nishimura
英二 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP59132301A priority Critical patent/JPS6112027A/ja
Publication of JPS6112027A publication Critical patent/JPS6112027A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、ラスタスキャン方式の電子ビーム露光方法を
用いたレジストパターン形成方法の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
近年、半導体ウェハやマスク基板等の試料上に微細なレ
ジストパターンを形成する方法として、各種の電子ビー
ム露光装置が提案されている。これらの装置のビームス
キャン方式は、ラスタスキャン方式とベクタスキャン方
式との2つに大別することができる。一般にはラスタス
キャン方式が広く用いられているが、この方式ではX方
向とY方向とでレジストが受ける総エネルギーに差があ
るため、精密なパターン形成上問題があった。
上記問題を第5図及び第6図を参照して説明する。第5
図はビーム形状51及びビーム強度分布52を示す模式
図である。第6図は矩形パターンを上記ビームで露光し
たときのX方向及びY方向のレジストパターンプロファ
イルを示す模式図である。図中61は円形のビームであ
り矩形パターンは、試料をX方向に連続移動しながら上
記ビームをY方向に走査して露光される。即ち、ビーム
走査範囲内でビームを端から端まで走査し、パターンの
部分でビームを照射する、所謂ラスタスキャン方式で露
光される。62はビーム61をスキャンしたときのX方
向(副走査方向)のビーム分布を示す。レジストが受け
る総エネルギーが大きいため、急峻なビーム分布を得る
ことができる。
63はY方向(主走査方向)のビーム分布を示す。
レジストが受ける総エネルギーはX方向に比べY方向の
方が小さいため、緩やかなビーム分布になる。64は現
像レベルを示す。65はX方向のレジスト断面プロファ
イル、66はY方向のレジスト断面プロファイルである
以上のように、ガウシアンビームでラスタスキャン方式
で露光した場合、X方向のビーム分布は急峻であるのに
対し、Y方向のビーム分布は傾斜を持っているため、X
方向に比べY方向は現像が遅くなり、これがX−Yの寸
法差(Xo −y口)として現れていた。さらに、レジ
ストパターンの断面形状もX方向に比べY方向は斜めに
形成されていた。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、レジストパターンのX−Y寸法差を極
めて小さくすることができ、且つレジストパターン断面
形状を略垂直に形成することができ、パターン加工精度
の向上に寄与し得るレジストパターン形成方法を提供す
ることにある。
〔発明の概要〕
本発明の骨子は、レジストを過剰露光することにより、
レジストパターンのX−Y寸法差を小さくすることにあ
る。
即ち本発明は、電子ビームをラスタスキャン方式で走査
し、試料上のレジス下を所望パターンに露光したのち、
該レジストを現像処理してレジストパターンを形成する
レジストパターン方法において、前記レジストを露光す
る際に、該レジストに電子ビームの最適照射量の1.5
〜2倍の照射量を与えるようにした方法である。
ここで、上記ビーム照射量を最適照射量の1゜5倍以上
とした理由は、これよ!低いとX−Y寸法差の低減効果
が小さいからである。また、ビーム照射量を最適照射量
の2倍以内とした理由は、これより高いとレジストパタ
ーンが設計パターンから大きくずれるためである。
〔発明の効果〕
本発明によれば、レジストに与えるビーム照射量を最適
照射量の1.5〜2倍とすることにより、Y方向(ラス
タスキャン方式の主走査方向)の寸法を僅かに大きくし
、X方向(ラスタスキャン方式の副走査方向)の寸法を
Y方向の寸法増大よりも少なく極めて僅かに増大するこ
とができる。ここで、ビームをY′方向に走査(主走査
)するラスタスキャン方式では、一般にX方向の寸法の
方がY方向の寸法よりも大きく形成される。従って、上
記のようにビーム照射量を過剰とすることにより、X−
Y寸法差を小さくすることができる。このため、パター
ン加工精度の向上をはかり得る。
また、ビーム照射量を過剰とすることによって、レジス
トに照射されるビームの強度分布を急峻にすることがで
き、これによりレジスト断面形状を垂直に形成すること
が可能となる。
〔発明の実施例〕
まず、発明の詳細な説明する前に本発明方法の基本原理
について説明する。
第1図は矩形パターンをラスタスキャン方式で過剰露光
したときのX方向及びY方向のレジストパターンプロフ
ァイルを示す模式図である。図中11は前記ビーム61
と同様に円形ビームを示す。
12はビーム照射量を増加したときのX方向のビーム分
布、13はビーム照射量を増加したときのY方向のビー
ム分布を示す。また、14は前記現像レベル64と同様
の現像レベルを示す。
ビーム照射量を増加することにより高エネルギーが得ら
れるため、ビーム分布12.13の傾斜はX方向及びY
方向共急峻なビーム分布に近付く。
そして、ビーム照射量を増加したときのX方向における
ビーム分布の傾斜の差に対して、Y々向の傾斜の差は大
きく変化する。このため、X方向のレジスト断面プロフ
ァイル15は最適照射量における断面プロファイル65
に比較して僅かに急峻なものとなり、打抜きパターンの
長さ×1は従来のそれXOよりΔXだけ僅かに長くなる
。一方、Y方向のレジスト断面プロファイル16は最適
照射量における断5面プロファイル66に比較して大幅
に急峻なものとなり、打抜きパターンの長さylは従来
のそれVoよりΔyだけ僅かに長くなる。
ここで、Δy〉ΔXであるから父−Y寸法差(×1−V
l)は従来のそれ(×ローyo )よりも小さいものと
なる。これにより、パターン加工精度の向上をはかり得
るのである。また、X方向及びY方向共にビーム分布の
傾斜が急峻なものとなるので、レジストパターン断面プ
ロファイルを垂直に近付けることが可能となるのである
以下、本発明の一実施例方法について説明する。
第2図(a)(b)は同実施例方法を説明するための工
程断面図である。まず、第2図(a)に示す如<Si基
板21上にPMMA (ポリメチルメタクリレート)か
らなるレジスト22を1[μm]厚さに塗布した。次い
で、加速電圧50[KeV] 、ビーム照射量をそれぞ
れ50[μc/cd]、80[μc/d]、100[μ
C/iコとして、0.5[μm]のラインシスペースを
ラスタスキャン方式で露光した。なお、このラインシス
ペースのパターンについては、試料をX方向に連続移動
しながらビームをY方向に走査して、X方向に平行なも
の及びY方向に平行なものをそれぞれ露光した。その後
、現像液としてIAA(イソアミルアセテート)を用い
、第2図(b)に示す如くレジストパターンを形成した
。ここで、Sはレジスト22の打抜き寸法を示している
第3図は上記方法により形成されたレジストパターンの
打抜き寸法のX方向とY方向との寸法差を示している。
ビーム照射量5゛O[μC/a+I]ではX−Y寸法差
は、X方向に比べY方向は−0゜1[μTrL]、即ち
設計パターンに対し−20[%コであった。ここで、ビ
ーム照射量50[μC/cIi]は、一般に用いられる
最適照射量であり、第4図に示す如くレジストの未露光
部の残膜率が80[%]となるまで現像したとき、残膜
率が零となる露光部の照射量である。
一方、ビーム照射量80[μc/ai]ではX−Y寸法
差は、X方向に比べY方向は−0,05[μm]、即ち
設計パターンに対し−10[%]であった。また、ビー
ム照射量100[μC/cd]ではX−Y寸法差は、X
方向に比べY方向は−0゜01[μm]、即ち設計パタ
ーンに対し−2[%]と非常に小さ、く形成されている
このように、ビーム照射量を最適照射量(50μc/i
)より大きくすることによって、X−Y寸法差を小さく
することができる。但し、ビーム照射量の増大量が多過
ぎると打抜きパターンが設計パターンから大きくずれて
しまい、またビーム照射量の増大が少な過ぎるとX−Y
寸法差の減少効果が小さい。本発明者等の実験によれば
、ビーム照射量を最適照射量の1.5倍以上とすtt 
Iz x−Y寸法差の減少効果が十分であり、2倍以下
とすれば設計パターンからのずれも無視できる程゛度で
あることが判明した。
かくして本実施例方法によれば、ラスタスキャン方式で
レジストパターンを形成する際に、X−Y寸法差を小さ
くすることができ、パターン加工精度の向上をはかり得
る゛。また、電子ビームを過剰照射することにより、X
方向及びY方向でのビーム分布を急峻なものとすること
ができ、これによりレジストパターン断面プロファイル
が垂直に近付く等の利点がある。
なお、本発明は上述した実施例に限定されるも。
のではない。例えば、前記レジストはポジ型に限るもの
ではなく、ネガ型であってもよい。また、レジスト材料
及び現像液の種類等は、仕様に応じて適宜変更可能であ
る。さらに、ガウシアンビームに限らず、成形ビームに
適用することも可能である。また、試料を一方向に移動
しながら電子ビームをこれと直交する方向に走査する、
所謂ハイブリッドラスタスキャン方式に限らず、ビーム
走査範囲を端から端まで走査しパターンのある点でビー
ムを照射するラスタスキャン方式であれ1f適用可岬で
ある。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図は本発明の基本原理を説明するためのもので矩形
パターンをラスクスキャン方式で過剰露光したときのX
方向及びY方向のレジストパターンプロファイルを示す
模式図、第2図乃至第4図はそれぞれ本発明の一実施例
方法に係わるレジストパターン形成工程を説明するため
のもので第2図は工程断面図、第3図はビーム照射量に
対するX−Y寸法差を示す特性図、第4図はビーム照射
量に対する残膜率を示す特性図、第5図及び第6図はそ
れぞれ従来の問題点を説明するためのもので第5図はガ
ウシアンビームの形状及びビーム強度分布を示す模式図
、第6図は矩形パターンを最適照射量で露光したときの
X方向及びY方向のレジストパターンプロファイルを示
す模式図である。 11・・・電子ビーム、12・・・X方向ビーム分布、
13・・・Y方向ビーム分布、14・・・現像レベル、
15・・・X方向レジスト断面プロファイル、16・・
・Y方向レジスト断面プロファイル、21・・・S+基
板、22・・・レジスト。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 第6図 一−−−−AQ M

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)電子ビームをラスタスキャン方式で走査し、試料
    上のレジストを所望パターンに露光したのち、該レジス
    トを現像処理してレジストパターンを形成する方法にお
    いて、前記レジストを露光する際に、該レジストに電子
    ビームの最適照射量の1.5〜2倍の照射量を与えるこ
    とを特徴とするレジストパターン形成方法。
  2. (2)前記最適照射量を、レジストの未露光部の残膜率
    が80[%]となるところまで現像したとき、残膜率が
    零となる露光部のビーム照射量と定義したことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のレジストパターン形成
    方法。
  3. (3)前記試料は一方向に連続移動され、前記ビームは
    この移動方向と直交する方向に走査されることを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載のレジストパターン形成
    方法。
JP59132301A 1984-06-27 1984-06-27 レジストパタ−ン形成方法 Pending JPS6112027A (ja)

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