JPH0319217A - 微細パターン形成方法 - Google Patents
微細パターン形成方法Info
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- JPH0319217A JPH0319217A JP15432589A JP15432589A JPH0319217A JP H0319217 A JPH0319217 A JP H0319217A JP 15432589 A JP15432589 A JP 15432589A JP 15432589 A JP15432589 A JP 15432589A JP H0319217 A JPH0319217 A JP H0319217A
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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】
（産業上の利用分野）
本発明は半導体素子製造工程等に用いる微細パターンの
形成方法に係わり、詳しくは集束イオンビームを用いた
微細パターン形威方法に関する。
形成方法に係わり、詳しくは集束イオンビームを用いた
微細パターン形威方法に関する。
（従来の技術）
集束イオンビームを用いたレジスト露光は、現在微細パ
ターン形威手段として一般的に用いられている電子ビー
ムによるレジスト露光と比較した場合、″前方及び後方
散乱による近接効果の影響を受けにくく、また感度が１
〜２程高いため、チャージアップによる影響も受けにく
い。このように集束イオンビームは電子ビームに比べ、
より微細加工性に優れており、現在集束イオンビーム露
光による、線幅０．１ｐｍ程度の微細レジストパターン
形成が行われている。
ターン形威手段として一般的に用いられている電子ビー
ムによるレジスト露光と比較した場合、″前方及び後方
散乱による近接効果の影響を受けにくく、また感度が１
〜２程高いため、チャージアップによる影響も受けにく
い。このように集束イオンビームは電子ビームに比べ、
より微細加工性に優れており、現在集束イオンビーム露
光による、線幅０．１ｐｍ程度の微細レジストパターン
形成が行われている。
第３図は従来技術による基板上への微細パターンの形成
方法を示している。基板３２上に塗布されたボジ型レジ
ストボリメチルメタクリレート３１（第３図（ａ））に
ビーム径約０．１ｐｍ，加速エネルギー２６０ｋｅＶの
Ｂｅ集束イオンビーム３３を用いて露光する（第３図（
ｂ））。ついでメチルイソブチルケトン：イソブロビル
アルコール＝１＝３の混液中にて３分間現像を行い、イ
ソプロビルアルコールにて１分間リンスを行ウことによ
り、ビーム径とほぼ等しい線幅約０．１ｐｍのレジスト
パターンが形威される（第１図（Ｃ））。従ってその後
そのレジストパターンをマスクとして、ＣＦ４ ＲＩＥ
を用いた異方性エッチングにより基板３２にパターン転
写を行い（第３図（Ｃ））、レジストを除去することに
より、ビーム径とほぼ等しい線幅約０．１ｌｌｍの微細
パターンを基板上に形成していた（第３図（ｅ））。
方法を示している。基板３２上に塗布されたボジ型レジ
ストボリメチルメタクリレート３１（第３図（ａ））に
ビーム径約０．１ｐｍ，加速エネルギー２６０ｋｅＶの
Ｂｅ集束イオンビーム３３を用いて露光する（第３図（
ｂ））。ついでメチルイソブチルケトン：イソブロビル
アルコール＝１＝３の混液中にて３分間現像を行い、イ
ソプロビルアルコールにて１分間リンスを行ウことによ
り、ビーム径とほぼ等しい線幅約０．１ｐｍのレジスト
パターンが形威される（第１図（Ｃ））。従ってその後
そのレジストパターンをマスクとして、ＣＦ４ ＲＩＥ
を用いた異方性エッチングにより基板３２にパターン転
写を行い（第３図（Ｃ））、レジストを除去することに
より、ビーム径とほぼ等しい線幅約０．１ｌｌｍの微細
パターンを基板上に形成していた（第３図（ｅ））。
しかしながらその集束イオンビーム露光を用いても、イ
オン集束系のレンズの収差等により、レジスト露光を行
うために必要なイオン電流量を得ようとすれば、そのビ
ーム径は５０ｎｍ〜０．１ｐｍが限界である。またその
集束イオンビームによって露光されるレジストのパター
ン幅は基本的にビーム径と同等かそれ以上となり、その
レジストパターンをマスクに基板上に転写されたパター
ンのパターン幅も、ビーム径と同等かそれ以上となる。
オン集束系のレンズの収差等により、レジスト露光を行
うために必要なイオン電流量を得ようとすれば、そのビ
ーム径は５０ｎｍ〜０．１ｐｍが限界である。またその
集束イオンビームによって露光されるレジストのパター
ン幅は基本的にビーム径と同等かそれ以上となり、その
レジストパターンをマスクに基板上に転写されたパター
ンのパターン幅も、ビーム径と同等かそれ以上となる。
したがって従来のパターン形成方法では、得られるビー
ムのビーム径以下のパターンを基板上に形威することは
困難であると言う問題を有していた（例えば半導体リン
グラフイ技術：鳳紘一郎著、産業図書Ｐ１９７〜）。
ムのビーム径以下のパターンを基板上に形威することは
困難であると言う問題を有していた（例えば半導体リン
グラフイ技術：鳳紘一郎著、産業図書Ｐ１９７〜）。
本発明の目的は、微細レジストパターン形成において従
来困難であった、得られるビーム径よりも微細なパター
ンを基板上に形成するパターン形威方法を提供すること
にある。
来困難であった、得られるビーム径よりも微細なパター
ンを基板上に形成するパターン形威方法を提供すること
にある。
（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基板上へ
の微細パターン形成方法において、基板上にレジストを
塗布する工程と、前記基板およびレジストに対して垂直
以外の角度を持つ集束イオンビームによって前記レジス
トを露光する工程とを具備することを特徴とする微細パ
ターン形成方法によって得られる。
の微細パターン形成方法において、基板上にレジストを
塗布する工程と、前記基板およびレジストに対して垂直
以外の角度を持つ集束イオンビームによって前記レジス
トを露光する工程とを具備することを特徴とする微細パ
ターン形成方法によって得られる。
（作用冫
本発明の原理を第２図を用いて説明する。
通常レジストが塗布された基板と、イオンを集束する集
束カラムおよびそこから得られる集束イオンビームは垂
直の関係に保たれている。ここでいまレジストの塗布さ
れた基板を傾斜させるか、あるいは集束カラムを傾斜さ
せた場合、イオンビームは基板上に塗布されたレジスト
に対して垂直以外の角度で入射する。そのような状態で
露光されたレジストの現像後の部分断面図を第２図（ａ
）は示している。第２図（ａ）において、厚さｔのレジ
スト２１に基板２２あるいは集束カラムを角度ｅ傾斜さ
せて、ビーム径とほぼ等しい開口幅１のレジストパター
ンを形威した場合、基板２２に対して法線方向から見た
場合の実効的な基板２２の開口幅ａは次式で示される。
束カラムおよびそこから得られる集束イオンビームは垂
直の関係に保たれている。ここでいまレジストの塗布さ
れた基板を傾斜させるか、あるいは集束カラムを傾斜さ
せた場合、イオンビームは基板上に塗布されたレジスト
に対して垂直以外の角度で入射する。そのような状態で
露光されたレジストの現像後の部分断面図を第２図（ａ
）は示している。第２図（ａ）において、厚さｔのレジ
スト２１に基板２２あるいは集束カラムを角度ｅ傾斜さ
せて、ビーム径とほぼ等しい開口幅１のレジストパター
ンを形威した場合、基板２２に対して法線方向から見た
場合の実効的な基板２２の開口幅ａは次式で示される。
ａ＝１−ｂ
＝１−ｔ−ｔａｎｅ
よってレジスト２１の厚さｔおよび傾斜角度０を適当に
選ぶことにより、基板２２の実効的な開口幅ａはレジス
ト２１の開口幅１、すなわち集束イオンビームのビーム
径より狭くすることができる。したがってその後、垂直
方向に異方性を有するドライエッチングなどによって基
板２２にパターン転写を行った場合、オーバーハングし
たレジスト２１によってマスクされている線幅ｂの領域
はエッチングされずに、実効的な基板２２の開口幅ａの
領域のみエッチング除去される（第２図（ｂ））。さら
にその後レジスト２１を除去することによって、レジス
トの開口輻１すなわち集束イオンビームのビーム径より
も狭い線幅ａの微細パターンが基板上に形威される（第
２図（Ｃ））。
選ぶことにより、基板２２の実効的な開口幅ａはレジス
ト２１の開口幅１、すなわち集束イオンビームのビーム
径より狭くすることができる。したがってその後、垂直
方向に異方性を有するドライエッチングなどによって基
板２２にパターン転写を行った場合、オーバーハングし
たレジスト２１によってマスクされている線幅ｂの領域
はエッチングされずに、実効的な基板２２の開口幅ａの
領域のみエッチング除去される（第２図（ｂ））。さら
にその後レジスト２１を除去することによって、レジス
トの開口輻１すなわち集束イオンビームのビーム径より
も狭い線幅ａの微細パターンが基板上に形威される（第
２図（Ｃ））。
ここで露光手段として集束イオンビーム以外の光あるい
は電子ビーム等の露光方法を用いた場合、回折や前方お
よび後方散乱等の影響により、入射ビームに対して平行
性のよいパターンプロファイルを得ることが困難なため
、本方式に適用することは困難である。
は電子ビーム等の露光方法を用いた場合、回折や前方お
よび後方散乱等の影響により、入射ビームに対して平行
性のよいパターンプロファイルを得ることが困難なため
、本方式に適用することは困難である。
（実施例）
以下、本発明の実施例について第１図を用いて説明する
。まず、基板１２上にレジストとしてポリメチルメタク
リレート１１を厚さ約１．０ｐｍスピン塗布し、１７０
°０３０分間ベイクする（第１図（ａ））。次いで集束
カラムを７度傾斜させ、Ａｕ−Ｓｉ−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レジストの露光を行う（第１図（
ｂ））。
。まず、基板１２上にレジストとしてポリメチルメタク
リレート１１を厚さ約１．０ｐｍスピン塗布し、１７０
°０３０分間ベイクする（第１図（ａ））。次いで集束
カラムを７度傾斜させ、Ａｕ−Ｓｉ−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レジストの露光を行う（第１図（
ｂ））。
この時Ｂｅ集束イオンビームのビーム径は約０．１ｐｍ
、描画線幅は０．１５ｐｍとした。またレジストの露光
量は１．５ Ｘ １０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度とした
。その後メチルイソブチルケトン：イソブロビルアルコ
ール＝１：３の混液中にて３分間現像を行い、イソプロ
ビルアルコールにて１分間リンスを行うことにより、第
１図（ｅ）に示したようなレジストパターンが形威され
た。このとき、基板１２の法線方向からみた実効的な基
板の開口線幅は約３０ｎｍであった。ついでこのレジス
ト１１をマスクに異方性ドライエッチングとしてＣＦ４
ＲＩＥによりパターン転写を行い（第１図（ｄ））、レ
ジストをメチルエチルケトンにより除去することにより
、第１図（ｅ）に示すような微細パターンが基板１２上
に形威された。この時基板１２上には集束イオンビーム
のビーム径約０．１￥ｉｍに比較してさらに微細な線幅
約３０ｎｍの微細パターンを形成することができた。
、描画線幅は０．１５ｐｍとした。またレジストの露光
量は１．５ Ｘ １０１３ｉｏｎｓ／ｃｍ２程度とした
。その後メチルイソブチルケトン：イソブロビルアルコ
ール＝１：３の混液中にて３分間現像を行い、イソプロ
ビルアルコールにて１分間リンスを行うことにより、第
１図（ｅ）に示したようなレジストパターンが形威され
た。このとき、基板１２の法線方向からみた実効的な基
板の開口線幅は約３０ｎｍであった。ついでこのレジス
ト１１をマスクに異方性ドライエッチングとしてＣＦ４
ＲＩＥによりパターン転写を行い（第１図（ｄ））、レ
ジストをメチルエチルケトンにより除去することにより
、第１図（ｅ）に示すような微細パターンが基板１２上
に形威された。この時基板１２上には集束イオンビーム
のビーム径約０．１￥ｉｍに比較してさらに微細な線幅
約３０ｎｍの微細パターンを形成することができた。
本実施例では傾斜方法として集束カラムを傾斜させる方
法を用いたが、これに限らずレジストが塗布された基板
を傾斜させる方法あるいはこの両方を用いてもよい。ま
た傾斜角度、レジスト膜厚およびレジスト上への描画線
幅は、基板上に所望の線幅を形威できる範囲で自由に設
定することができる。さらに本実施例では集束イオンビ
ーム露光工程にＡｕ−Ｓｉ−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
ムを用いたが、他の加速エネルギー及び他のＬｉ， Ｇ
ａ， Ａｕ等単体金属イオン源、Ａｕ−Ｓｉ， Ｐｔ−
Ｓｂ， Ｐｂ−Ｎｉ−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１．５ Ｘ １０１
３ｉｏｎｓ／ａｍ２としたが、これは用いるレジストに
像形威反応を起こさせ、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。また本実施例ではボジ型レジストおよ
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
ボ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あるいは、クルルメチル化ボ
リスチレンと酢酸イソアミル：エチルセロソルブ＝：１
５：８５の混液等ネガ型レジストと現像液の組合せを用
いてもよい。また異方性ドライエッチングとしてＣＦ４
ＲＩＥを用いたが、これに限らず他の異方性が得られる
エッチング方法、例えばＳＦ５、ＣＣ１２Ｆ２などを用
いてもよい。
法を用いたが、これに限らずレジストが塗布された基板
を傾斜させる方法あるいはこの両方を用いてもよい。ま
た傾斜角度、レジスト膜厚およびレジスト上への描画線
幅は、基板上に所望の線幅を形威できる範囲で自由に設
定することができる。さらに本実施例では集束イオンビ
ーム露光工程にＡｕ−Ｓｉ−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
ムを用いたが、他の加速エネルギー及び他のＬｉ， Ｇ
ａ， Ａｕ等単体金属イオン源、Ａｕ−Ｓｉ， Ｐｔ−
Ｓｂ， Ｐｂ−Ｎｉ−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１．５ Ｘ １０１
３ｉｏｎｓ／ａｍ２としたが、これは用いるレジストに
像形威反応を起こさせ、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。また本実施例ではボジ型レジストおよ
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
ボ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あるいは、クルルメチル化ボ
リスチレンと酢酸イソアミル：エチルセロソルブ＝：１
５：８５の混液等ネガ型レジストと現像液の組合せを用
いてもよい。また異方性ドライエッチングとしてＣＦ４
ＲＩＥを用いたが、これに限らず他の異方性が得られる
エッチング方法、例えばＳＦ５、ＣＣ１２Ｆ２などを用
いてもよい。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば集束イオンビーム
露光による基板上への微細パターン形成において、基板
上にレジストを塗布する工程と、前記基板およびレジス
トに対して垂直以外の角度を持つ集束イオンビームによ
って前記レジストを露光させるので、従来法によっては
得ることのできなかったビーム径より微細なパターンを
形成することが可能となる。
露光による基板上への微細パターン形成において、基板
上にレジストを塗布する工程と、前記基板およびレジス
トに対して垂直以外の角度を持つ集束イオンビームによ
って前記レジストを露光させるので、従来法によっては
得ることのできなかったビーム径より微細なパターンを
形成することが可能となる。
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図は本発明の作用を説明するための基板の
部分断面図、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、１２
・・・基板、１３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、２１・
・・レジスト、２２・・・基板、３１・・・ポリメチル
メタクリレート、３２．・・基板、３３・・・Ｂｅ集束
イオンビームである。 第１図
断面図、第２図は本発明の作用を説明するための基板の
部分断面図、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、１２
・・・基板、１３・・・Ｂｅ集束イオンビーム、２１・
・・レジスト、２２・・・基板、３１・・・ポリメチル
メタクリレート、３２．・・基板、３３・・・Ｂｅ集束
イオンビームである。 第１図
Claims (1)
- （１）集束イオンビーム露光による基板上への微細パタ
ーン形成方法において、基板上にレジストを塗布する工
程と、前記基板およびレジストに対して垂直以外の角度
を持つ集束イオンビームによって前記レジストを露光す
る工程とを具備することを特徴とする微細パターン形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15432589A JPH0319217A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 微細パターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15432589A JPH0319217A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 微細パターン形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0319217A true JPH0319217A (ja) | 1991-01-28 |
Family
ID=15581675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15432589A Pending JPH0319217A (ja) | 1989-06-15 | 1989-06-15 | 微細パターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0319217A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011151114A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Tokyo Electron Ltd | シリコン基板上のパターン修復方法及びシリコン基板上のパターン修復装置 |
-
1989
- 1989-06-15 JP JP15432589A patent/JPH0319217A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011151114A (ja) * | 2010-01-20 | 2011-08-04 | Tokyo Electron Ltd | シリコン基板上のパターン修復方法及びシリコン基板上のパターン修復装置 |
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