JPH02187011A - Formation of resist pattern - Google Patents

Formation of resist pattern

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JPH02187011A
JPH02187011A JP1006341A JP634189A JPH02187011A JP H02187011 A JPH02187011 A JP H02187011A JP 1006341 A JP1006341 A JP 1006341A JP 634189 A JP634189 A JP 634189A JP H02187011 A JPH02187011 A JP H02187011A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
exposure
ion beam
focused ion
resist pattern
Prior art date
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Pending
Application number
JP1006341A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshikatsu Kojima
小島 義克
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP1006341A priority Critical patent/JPH02187011A/en
Publication of JPH02187011A publication Critical patent/JPH02187011A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

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
ーンの形成方法に係り、詳しくはイオンの進入長以上の
膜厚のレジストを、集束イオンビームを用いて、パター
ンを形成する方法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method for forming a resist pattern used in semiconductor device manufacturing processes, etc., and more specifically, the present invention relates to a method for forming a resist pattern used in a semiconductor device manufacturing process. and a method of forming a pattern using the present invention.

(従来の技術) 集束イオンビーム露光は、他の露光方式と比較して優れ
た解像性を有している。現在ステッパ等の光露光の限界
解像度は0.5pm程度である。また電子ビームと比較
すると、前方および後方散乱の影響を受けにくい事、電
荷蓄積の影響を受けにくい事などにより、0.111m
レベルのパターン形成には主に集束イオンビーム露光が
用いられている。第3図は従来の2方法によるGaAs
MESFET等に用いられるT型ゲートリフトオフ用の
レジストパターン形成方法を示している。基板上に厚さ
1.2pm塗布されたポジ型レジスト(第3図(a))
に、加速エネルギー260keVのSiイオンにて一次
露光を行う(第3図(b))。次いで加速エネルギー2
60keVのBeイオンを用いて二次露光を行う(第3
図(C))。この時260keVのSiイオンのレジス
ト中での進入長は約0.6pm、260keVのBeイ
オンでは約1.311mであるので、露光後現像を行う
ことにより、第3図(d)に示したようなT型の形状を
持つレジストパターンが形成されていた(例えば、ジャ
ーナルオブバキュームサイエンスアンドテクノロジーB
5. p211,1987.モリモトら)。しかしなが
ら通常集束イオンビーム露光に用いられる50〜300
keVの範囲では、現在実用化されている最も質量の軽
い金属イオン源であるBeイオンを用いても、そのレジ
スト中での進入長は0.5〜1.711mである。従っ
てこの従来の方法では、得られるイオンの進入長より厚
いレジスト上にはパターンを形成することが出来ないと
いう問題を有していた。
(Prior Art) Focused ion beam exposure has superior resolution compared to other exposure methods. Currently, the limiting resolution of light exposure using a stepper or the like is about 0.5 pm. Also, compared to electron beams, it is less susceptible to forward and backward scattering, and is less susceptible to charge accumulation, so it is possible to
Focused ion beam exposure is mainly used for level pattern formation. Figure 3 shows GaAs produced by two conventional methods.
This figure shows a method for forming a resist pattern for T-type gate lift-off used in MESFETs and the like. Positive resist coated on the substrate to a thickness of 1.2 pm (Figure 3(a))
Next, primary exposure is performed using Si ions with an acceleration energy of 260 keV (FIG. 3(b)). Then acceleration energy 2
Secondary exposure is performed using 60 keV Be ions (third
Figure (C)). At this time, the penetration length of 260 keV Si ions into the resist is about 0.6 pm, and the penetration length of 260 keV Be ions is about 1.311 m, so by performing development after exposure, as shown in Figure 3(d), A resist pattern with a T-shaped shape was formed (for example, Journal of Vacuum Science and Technology B
5. p211, 1987. Morimoto et al.). However, the 50 to 300
In the keV range, even if Be ions are used, which is the lightest metal ion source currently in practical use, the penetration length in the resist is 0.5 to 1.711 m. Therefore, this conventional method has the problem that a pattern cannot be formed on a resist that is thicker than the resulting ion penetration length.

本発明の目的は、集束イオンビームπ光によるレジスト
パターン形成において、本来のイオンのレジスト中での
進入長よりも厚いレジスト上にパターンを形成すること
ができるレジストパターン形成方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to provide a resist pattern forming method that can form a pattern on a resist that is thicker than the original penetration length of ions into the resist in resist pattern formation using focused ion beam π light. .

(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レジスト
パターン形成において、基板上に前記イオンの進入長以
上の膜厚のポジ型レジストを塗布する工程および、複数
回の集束イオンビームによるレジストの露光工程および
それに続くレジストの現像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。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, in resist pattern formation by focused ion beam exposure, a step of applying a positive resist with a film thickness equal to or greater than the ion penetration length on a substrate, and a plurality of steps are performed. It is obtained by a resist pattern forming method characterized by comprising a step of exposing a resist with a focused ion beam and a subsequent step of developing the resist.

(作用) ポジ型レジストは露光された部分のみが現像液に対して
可溶となるので、露光現像工程を行った後でも未露光部
分は再び露光現像を行うことができる。このことを踏ま
え以下第2図を用いて本発明の詳細な説明する。まず基
板上に塗布されたレジスト(第2図(a))に集束イオ
ンビームによって一次露光を行い(第2図(b))、現
像を行う(第2図(c))。ついで先の露光に目合わせ
を行い、先の露光でイオンの進入長が短く未露光となっ
て残った部分に同じく集束イオンビームを用いて二次露
光を行い(第2図(d))、現像を行う(第2図(e)
)。この時−吹霧光によっ・て未露光となり残った部分
から更にイオンの進入要分深さの方向にパターンが形成
できるため、そのイオンの持つ本来の進入長よりも厚い
レジスト上にパターンを形成することができる。
(Function) Since only the exposed portions of the positive resist become soluble in the developer, even after the exposure and development step, the unexposed portions can be exposed and developed again. Based on this fact, the present invention will be explained in detail below using FIG. 2. First, a resist coated on a substrate (FIG. 2(a)) is subjected to primary exposure using a focused ion beam (FIG. 2(b)), and then developed (FIG. 2(c)). Next, alignment is made with the previous exposure, and the portions left unexposed due to the short ion penetration length in the previous exposure are subjected to secondary exposure using the same focused ion beam (Figure 2 (d)). Perform development (Figure 2 (e)
). At this time, a pattern can be formed on the resist that is thicker than the original penetration length of the ions because a pattern can be formed in the direction of the depth of the ion penetration from the unexposed and remaining part due to the spray light. can be formed.

(実施例) 以下本発明の実施例として、GaAsMESFET等に
用いられるT型ゲートリフトオフ用レジストパターンの
形成について、第1図を用いて説明する。まずGaAs
基板32上にポジ型レジストとして、ポリメチルメタク
リレート11を厚さ約2.0pmスピン塗布し、170
°C,15分間ベイクする(嬉1図(a))。次いでA
u−8i−Be合金イオン源から得られる加速エネルギ
ー260keVのBe集束イオンビームを用いて、TW
アゲート上部配線に当たる部分を露光する。露光量は1
.5X101ons/amとした。ここで加速エネルギ
ー260keVとBeイオンの組合せでは、レジスト中
へのイオンの進入長は1.311m程度であるので、レ
ジストは表面から1.3pm程度の深さまで露光による
レジストの主鎖および側鎖の切断反応が起き、潜像が形
成される(第1図(b))。次にメチルイソブチルケト
ン:イソプロピルアルコール=1:3の混液中にて3分
間の現像を行い、イソプロピルアルコール中にて1分間
リンスを行うことにより、露光部分が選択的に除去され
第1図(C)に示したようなレジストパターンが形成さ
れる。次いで先の露光に百合せを行い、同じ< Au−
8i−Be合金イオン源から得られる加速エネルギー2
60keVのBe集束イオンビームを用いて、1里ゲー
トの下部配線に当たる部分を露光する。露光量も同じ<
1.5X101ons/amとした。ここで露光部分の
レジストの膜厚は先の露光現像により0.7pm程度に
減少しているので、露光によりレジストは基板面まで霧
光される(第1図(d))。従ってその後再びメチルイ
ソブチルケトン:イソプロピルアルコール=1=3の混
液中にて3分間の現像を行い、イソプロピルアルコール
中にて1分間リンスを行うことにより、露光部分が選択
的に除去され第1図(e)に示したようなT型の形状を
有するレジストパターンが形成される。この時用いた加
速エネルギー260keVのBe集束イオンビームのレ
ジスト中での進入要約1.311mより厚い厚さ2.0
pmのレジスト上にパターンを形成することができた。
(Example) As an example of the present invention, the formation of a T-type gate lift-off resist pattern used in GaAs MESFETs will be described below with reference to FIG. First, GaAs
Polymethyl methacrylate 11 is spin-coated to a thickness of about 2.0 pm as a positive resist on the substrate 32, and 170
Bake at °C for 15 minutes (Figure 1 (a)). Then A
Using a Be focused ion beam with an acceleration energy of 260 keV obtained from a u-8i-Be alloy ion source, TW
Expose the part corresponding to the upper agate wiring. The exposure amount is 1
.. It was set to 5×101 ons/am. Here, with the combination of acceleration energy 260 keV and Be ions, the penetration length of the ions into the resist is about 1.311 m, so the main chain and side chains of the resist are removed by exposure to a depth of about 1.3 pm from the surface. A cutting reaction occurs and a latent image is formed (FIG. 1(b)). Next, development was carried out for 3 minutes in a mixture of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol = 1:3, followed by rinsing in isopropyl alcohol for 1 minute to selectively remove the exposed areas, as shown in Figure 1 (C A resist pattern as shown in ) is formed. Next, Yuri is applied to the previous exposure, and the same < Au-
Acceleration energy obtained from 8i-Be alloy ion source 2
A 60 keV Be focused ion beam is used to expose a portion corresponding to the lower wiring of the 1-ri gate. The exposure amount is also the same.
It was set to 1.5×101 ons/am. Here, since the film thickness of the resist in the exposed area has been reduced to about 0.7 pm by the previous exposure and development, the resist is fogged up to the substrate surface by exposure (FIG. 1(d)). Therefore, the exposed areas were selectively removed by developing again for 3 minutes in a mixture of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol = 1 = 3, and rinsing in isopropyl alcohol for 1 minute. A resist pattern having a T-shape as shown in e) is formed. Summary of the penetration of the Be focused ion beam into the resist with an acceleration energy of 260 keV used at this time: Thickness 2.0 mm thicker than 1.311 m
A pattern could be formed on the pm resist.

本実施例は2回の露光現像工程を行う GaAsMESFETにおけるT型ゲートリフトオフ用
レジストパターン形成に関するものであるが、本発明の
実施例はそれに限定されるものではなく、2回以上の多
数回露光現像を行う他の形状を有するレジストパターン
形成に実施することができる。
This example relates to the formation of a resist pattern for T-type gate lift-off in a GaAs MESFET that requires two exposure and development steps; however, the embodiments of the present invention are not limited thereto, and include multiple exposure and development steps of two or more times. It is possible to form resist patterns having other shapes.

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加速エネルギー260k
eVのBe集束イオンビームを用いたが、他の加速エネ
ルギー及び他の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組合せによる集束イ
オンビームを用いてもよい。集束イオンビーム露光の露
光量は1.5X101ons/amとしたが、これは用
いるレジストに像形成反応を起こさせ、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
の大きさの露光量としてもよい。また本実施例ではポジ
型レジストおよび現像液として、ポリメチルメタクリレ
ートおよびメチルイソブチルケトン:イソプロビルアル
コール=1=3の混液の組合せを用いたが、これに限ら
ずノボラック系ポジ型レジストとアルカリ水溶液現像液
等、他のポジ型レジストと現像液の組合せを用いてもよ
い。
In this example, Au-8i-
Acceleration energy 260k obtained from Be alloy ion source
Although a Be focused ion beam of eV was used, other acceleration energies and other single metal ion sources such as Li, Ga, and Au, alloy ion sources such as Au-3i, Pt-8b, and Pb-N1-B, or He, A focused ion beam using a combination of ion species obtained from gas ion sources such as H2, 02, F2, etc. may also be used. The exposure amount for the focused ion beam exposure was 1.5 x 101 ons/am, but this can be any amount of exposure as long as it causes an image forming reaction in the resist used and does not reduce the resist film due to ion bombardment. It can also be expressed as a quantity. In addition, in this example, a combination of polymethyl methacrylate and a mixture of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol = 1 = 3 was used as the positive resist and developer, but the combination is not limited to this. Other combinations of positive resist and developer may also be used.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば複数回の集束イオ
ンビームによるレジストの露光工程を行うので、従来の
集束イオンビームを用いた方法では形成困難であった、
イオンのレジスト中での進入長よりも厚いレジスト上で
のパターン形成が可能となった。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the present invention, since the resist exposure process is performed using a focused ion beam multiple times, it is difficult to form a resist using a conventional method using a focused ion beam.
It is now possible to form a pattern on a resist that is thicker than the length of the ion's penetration into the resist.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例を説明するための基板の部分
断面図、第2図は本発明の詳細な説明するための基板の
部分断面図である。また第3図は従来技術を説明するた
めの基板の部分断面図である。 図において、11・・・ポリメチルメタクリレート、1
2・・・GaAs基板、13・・・Be集束イオンビー
ム、14・・・潜像、21・・・ポジ型レジスト、22
・・・基板、23・・・集束イオンビーム、24・・・
潜像、31・・・ポリメチルメタクリレート、32・・
・基板、33・・・Si集束イオンビーム、34・・・
Be集束イオンビームである。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a substrate for explaining one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the substrate for explaining the present invention in detail. Further, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a substrate for explaining the prior art. In the figure, 11... polymethyl methacrylate, 1
2...GaAs substrate, 13...Be focused ion beam, 14...latent image, 21...positive resist, 22
...Substrate, 23...Focused ion beam, 24...
Latent image, 31... Polymethyl methacrylate, 32...
・Substrate, 33...Si focused ion beam, 34...
It is a Be focused ion beam.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)集束イオンビーム露光によるレジストパターン形
成において、基板上に前記イオンの進入長以上の膜厚の
ポジ型レジスト塗布する工程と、集束イオンビームによ
るレジストの複数回の露光工程とレジストの現像工程と
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
(1) In forming a resist pattern by focused ion beam exposure, there is a step of coating a positive resist on a substrate with a film thickness equal to or greater than the ion penetration length, a step of exposing the resist multiple times with a focused ion beam, and a step of developing the resist. A resist pattern forming method comprising:
JP1006341A 1989-01-13 1989-01-13 Formation of resist pattern Pending JPH02187011A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5370973A (en) * 1991-11-12 1994-12-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating a fine structure electrode

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5370973A (en) * 1991-11-12 1994-12-06 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of fabricating a fine structure electrode

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