JPS6258622A - レジストパタ−ン形成方法 - Google Patents
レジストパタ−ン形成方法Info
- Publication number
- JPS6258622A JPS6258622A JP60198933A JP19893385A JPS6258622A JP S6258622 A JPS6258622 A JP S6258622A JP 60198933 A JP60198933 A JP 60198933A JP 19893385 A JP19893385 A JP 19893385A JP S6258622 A JPS6258622 A JP S6258622A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- resist
- scanning
- correction
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- Pending
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Electron Beam Exposure (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion 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。
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。
用いたレジストパターン形成方法の改良に関する。
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Y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。
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Y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7図及び第8図を参照して説明する。第7
図はビーム形状71及びビーム強度分布72を示す模式
図である。第8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81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。82はご−ム81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。
図はビーム形状71及びビーム強度分布72を示す模式
図である。第8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81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。82はご−ム81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。
83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、穏やかなビーム分布になる。84は現
像レベルを示す。85はX方向のレジスト断面プロファ
イル、86はY方向のレジスト断面プロファイルである
。
方が小さいため、穏やかなビーム分布になる。84は現
像レベルを示す。85はX方向のレジスト断面プロファ
イル、86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−110)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。
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−110)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。
このような理由から、ビームの走査方向と直交するX方
向のパターンとビームの走査方向と平行なY方向のパタ
ーンについて、それぞれの線幅を比較すると、X方向の
パターンの方がY方向のパターンに比してその線幅が細
くなると云う問題があった。なお、パターンの良さにつ
いては上記と逆の関係になるが、ライン状のパターンで
は、長さよりも線幅の寸法差が問題となる。
向のパターンとビームの走査方向と平行なY方向のパタ
ーンについて、それぞれの線幅を比較すると、X方向の
パターンの方がY方向のパターンに比してその線幅が細
くなると云う問題があった。なお、パターンの良さにつ
いては上記と逆の関係になるが、ライン状のパターンで
は、長さよりも線幅の寸法差が問題となる。
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、レジストパターンの線幅の寸法差を極
めて小さくすることができ、パターン加工精度の向上に
奇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。
とするところは、レジストパターンの線幅の寸法差を極
めて小さくすることができ、パターン加工精度の向上に
奇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、ビームの走査方向に直交する方向のパ
ターンについては、レジストを過剰露光することにより
、パターンの方向性に起因する線幅の寸法差を小さくす
ることにある。
ターンについては、レジストを過剰露光することにより
、パターンの方向性に起因する線幅の寸法差を小さくす
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
レジストパターン方法において、前記所望パターンを露
光づる前或いは露光した後に、前記ビームの走査方向と
直交する方向のパターンについて、該パターン又は該パ
ターン及びその周辺領域に補正照射量を与えるようにし
た方法である。
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
レジストパターン方法において、前記所望パターンを露
光づる前或いは露光した後に、前記ビームの走査方向と
直交する方向のパターンについて、該パターン又は該パ
ターン及びその周辺領域に補正照射量を与えるようにし
た方法である。
本発明によれば、ビームの走査方向と直交する方向のパ
ターンについて、レジストに与えるビーム照!)j f
fiを過剰とすることができ、該パターンの線幅を大き
くすることができる。このため、補正照射で与えるビー
ム照射量を最適に設定することにより、パターンの方向
性に起因する線幅の寸法差を極めて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。
ターンについて、レジストに与えるビーム照!)j f
fiを過剰とすることができ、該パターンの線幅を大き
くすることができる。このため、補正照射で与えるビー
ム照射量を最適に設定することにより、パターンの方向
性に起因する線幅の寸法差を極めて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。
まず、実施例を説明する前に本発明方法の基本原理につ
いて説明する。
いて説明する。
第1図に示す如く、試料11上にY方向に平行なY方向
パターン12及びX方向に平行なX方向パターン13を
ラスタスキャンで露光する。ビームの走査方向はY方向
である。上記各パターンを露光した後、或いはその前に
、X方向パターン13を含む補正パターン14を用いて
X方向パターン13及びその周辺領域に補正照射を行い
、所定の補正照射量を与える。
パターン12及びX方向に平行なX方向パターン13を
ラスタスキャンで露光する。ビームの走査方向はY方向
である。上記各パターンを露光した後、或いはその前に
、X方向パターン13を含む補正パターン14を用いて
X方向パターン13及びその周辺領域に補正照射を行い
、所定の補正照射量を与える。
ここで、補正照射を行わない場合、パターン12.13
におけるレジストパターンプロファイル(ライン状パタ
ーンの線幅方向断面)は第2図(a)(b)に示す如く
なり、前記第8図で説明したのと同様である。なお、第
2図中21は円形のビーム、22はY方向パターン12
におけるX方向の(副走査方向)のビーム分布、23は
X方向パターン13のY方向(主走査方向)のビーム分
布、24は現像レベル、25はY方向パターン12のX
方向のレジスト断面プロファイル、26はX方向パター
ン13のY方向のレジスト断面プロファイルを示してい
る。この図からも判るようにX方向パターン13の線幅
yoは、Y方向パターン12の線幅XQよりも小さいも
のとなる。
におけるレジストパターンプロファイル(ライン状パタ
ーンの線幅方向断面)は第2図(a)(b)に示す如く
なり、前記第8図で説明したのと同様である。なお、第
2図中21は円形のビーム、22はY方向パターン12
におけるX方向の(副走査方向)のビーム分布、23は
X方向パターン13のY方向(主走査方向)のビーム分
布、24は現像レベル、25はY方向パターン12のX
方向のレジスト断面プロファイル、26はX方向パター
ン13のY方向のレジスト断面プロファイルを示してい
る。この図からも判るようにX方向パターン13の線幅
yoは、Y方向パターン12の線幅XQよりも小さいも
のとなる。
そこで、X方向パターン13について補正照射を?テう
と、X方向パターン13におけるレジストパターンプロ
ファイルは第3図に示す如くなる。
と、X方向パターン13におけるレジストパターンプロ
ファイルは第3図に示す如くなる。
即ち、補正照射を行うことにより、X方向パターン13
のY方向のビーム分布33はビーム分布23を全体に上
側にシフトしたものとなる。このため、X方向パターン
13のY方向のレジスト断面プロファイル36は最適照
射量における断面プロファイル26に比較して急峻なも
のとなり、X方向パターン13の線幅y1は従来のそれ
Voより2Δyだけ長くなる。従って、X−Y寸法差(
Xo −V+ )は従来のそれ(X[l −Va )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。
のY方向のビーム分布33はビーム分布23を全体に上
側にシフトしたものとなる。このため、X方向パターン
13のY方向のレジスト断面プロファイル36は最適照
射量における断面プロファイル26に比較して急峻なも
のとなり、X方向パターン13の線幅y1は従来のそれ
Voより2Δyだけ長くなる。従って、X−Y寸法差(
Xo −V+ )は従来のそれ(X[l −Va )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。
以下、本発明の一実施例方法について説明する。
第4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4図(a>に示す如<Si基
板41上にPMMA (ポリメチルメタクリレート)か
らなるレジスト42を1[μm]厚さに塗布した。次い
で、加速電圧を50[KV]、ビーム照射量を50[μ
C/cm]として、0.5[μm]のライン&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&
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方向に平行なものそれぞれ露光した。次いで
、X方向に平行なパターンについては該パターンを含む
補正パターンを用いて、所定の照射量で補正照射を行っ
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4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42の打抜き寸法を
示している。
程断面図である。まず、第4図(a>に示す如<Si基
板41上にPMMA (ポリメチルメタクリレート)か
らなるレジスト42を1[μm]厚さに塗布した。次い
で、加速電圧を50[KV]、ビーム照射量を50[μ
C/cm]として、0.5[μm]のライン&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&
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方向に平行なものそれぞれ露光した。次いで
、X方向に平行なパターンについては該パターンを含む
補正パターンを用いて、所定の照射量で補正照射を行っ
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4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42の打抜き寸法を
示している。
第5図は上記方法により形成されたX方向及びY方向の
レジストパターンの線幅の寸法差を示しでいる。パター
ン露光時のビーム照射量50[μc/ci]、無補正で
は、X−Y寸法差は、X方向に比べY方向は−0,1[
μm]、即ち設計パターンに対し一20E%]であった
。ここで、ビーム照射量50[μC/ CM 3は、一
般に用いられる最適照射量であり、第6図に示す如くレ
ジストの末露光部の残膜率が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はである。
レジストパターンの線幅の寸法差を示しでいる。パター
ン露光時のビーム照射量50[μc/ci]、無補正で
は、X−Y寸法差は、X方向に比べY方向は−0,1[
μm]、即ち設計パターンに対し一20E%]であった
。ここで、ビーム照射量50[μC/ CM 3は、一
般に用いられる最適照射量であり、第6図に示す如くレ
ジストの末露光部の残膜率が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はである。
一方、補正照射量を10[μC、/ ci ]とした場
合では、Y方向パターンの線幅に比べX方向パターンの
線幅は−0,05[μTrL]、即ち設計パターンに対
し−10[%]であった。また、補正照射間を20[μ
C/ cri ]とした場合、Y方向パターンに比べX
方向パターンは−0,02[μm]、即ち設計パターン
に対し−4[%1であった。さらに、補正照射量を30
[μc / ctA ]とした場合、Y方向パターンに
対してX方向パターンは+0.02 [μmコ、即ち設
計パターンに対して+4[%コであった。
合では、Y方向パターンの線幅に比べX方向パターンの
線幅は−0,05[μTrL]、即ち設計パターンに対
し−10[%]であった。また、補正照射間を20[μ
C/ cri ]とした場合、Y方向パターンに比べX
方向パターンは−0,02[μm]、即ち設計パターン
に対し−4[%1であった。さらに、補正照射量を30
[μc / ctA ]とした場合、Y方向パターンに
対してX方向パターンは+0.02 [μmコ、即ち設
計パターンに対して+4[%コであった。
このように、X方向に平行なX方向パターンについて補
正照射を行うことにより、線幅の寸法差、つまりX−Y
寸法差を小さくすることができる。
正照射を行うことにより、線幅の寸法差、つまりX−Y
寸法差を小さくすることができる。
但し、補正照射量が多過ぎると打扱きパターンが設計パ
ターンから大きくずれてしまい、また補正照射ωが少な
過ぎるとX−Y寸法差の減少効果が小さい。本発明者の
実験によれば、補正照射量を最適照射量の20〜80[
%コとすれば、X−Y寸法差の減少効果が十分であり、
且つ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 1こ 。
ターンから大きくずれてしまい、また補正照射ωが少な
過ぎるとX−Y寸法差の減少効果が小さい。本発明者の
実験によれば、補正照射量を最適照射量の20〜80[
%コとすれば、X−Y寸法差の減少効果が十分であり、
且つ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 1こ 。
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、ビーム走査方向と直
交する方向のパターンについて補正照射を行うことによ
り、パターンの方向性に起因する線幅の寸法差、つまり
X−Y寸法差を極めて小さくすることができる。このた
め、パターン加工精度の大幅な向上をはかり得る。
レジストパターンを形成する際に、ビーム走査方向と直
交する方向のパターンについて補正照射を行うことによ
り、パターンの方向性に起因する線幅の寸法差、つまり
X−Y寸法差を極めて小さくすることができる。このた
め、パターン加工精度の大幅な向上をはかり得る。
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ば適用可能である。
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ば適用可能である。
また、補正照射を行う方法として、電子ビームの代りに
X線、遠紫外線或いは近紫外線等を用いることも可能で
ある。また、ビームの走査方向と直交するパターンにつ
いての補正照射として、該パターン部分のみを補正照射
するようにしてもよい。この場合、ビーム分布を急峻な
ものとすることができ、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。
X線、遠紫外線或いは近紫外線等を用いることも可能で
ある。また、ビームの走査方向と直交するパターンにつ
いての補正照射として、該パターン部分のみを補正照射
するようにしてもよい。この場合、ビーム分布を急峻な
ものとすることができ、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。
第1図乃至第3図はそれぞれ本発明の基本原理を説明す
るためのもので第1図は露光すべきパターン及び補正パ
ターンを示す模式図、第2図は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3図は補正
照射を行った場合のX方向パターンの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4図乃至第6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4図は工程断面
図、第5図はビーム照射量に対するX−Y寸法差を示す
特性図、第6図はビーム照射量に対する残膜率を示す特
性図、第7図及び第8図はそれぞれ従来の問題点を説明
するためのもので第7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8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・・・試料、12・・・Y方向パターン、13・・
・X方向パターン、14・・・補正パターン、2]・・
・電子ビーム、22・・・X方向ビーム分布、23.3
3・・・Y方向ビーム分布、24・・・現像レベル、2
5・・・X方向レジスト断面プロファイル、26.36
・・・Y方向レジスト断面プロファイル、41・・・S
i基板、42・・・レジスト。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 鐘正照射量(/J C/crr? )□第5図 (a) μ−x0−→ 第 (b) すyo廿 2 図 築7 図 →−xO−一
るためのもので第1図は露光すべきパターン及び補正パ
ターンを示す模式図、第2図は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3図は補正
照射を行った場合のX方向パターンの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4図乃至第6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4図は工程断面
図、第5図はビーム照射量に対するX−Y寸法差を示す
特性図、第6図はビーム照射量に対する残膜率を示す特
性図、第7図及び第8図はそれぞれ従来の問題点を説明
するためのもので第7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8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・・・試料、12・・・Y方向パターン、13・・
・X方向パターン、14・・・補正パターン、2]・・
・電子ビーム、22・・・X方向ビーム分布、23.3
3・・・Y方向ビーム分布、24・・・現像レベル、2
5・・・X方向レジスト断面プロファイル、26.36
・・・Y方向レジスト断面プロファイル、41・・・S
i基板、42・・・レジスト。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 鐘正照射量(/J C/crr? )□第5図 (a) μ−x0−→ 第 (b) すyo廿 2 図 築7 図 →−xO−一
Claims (4)
- (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、前記所望パターンを露光する前或いは露光した後
に、前記ビームの走査方向に直交する方向のパターンに
ついて、該パターン又は該パターン及びその周辺領域に
一律の補正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)前記補正照射量を与える手段として、前記ビーム
の走査方向に直交する方向のパターンを含む補正パター
ンを用い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)前記補正照射量を与える手段として、電子ビーム
、X線、或いは紫外線を用い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。 - (4)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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60198933A JPS6258622A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | レジストパタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60198933A JPS6258622A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | レジストパタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6258622A true JPS6258622A (ja) | 1987-03-14 |
Family
ID=16399381
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60198933A Pending JPS6258622A (ja) | 1985-09-09 | 1985-09-09 | レジストパタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6258622A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63258022A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1985
- 1985-09-09 JP JP60198933A patent/JPS6258622A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63258022A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Rohm Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH0577287B2 (ja) * | 1987-04-15 | 1993-10-26 | Rohm Kk |
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