JPH0336291B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0336291B2 JPH0336291B2 JP56139762A JP13976281A JPH0336291B2 JP H0336291 B2 JPH0336291 B2 JP H0336291B2 JP 56139762 A JP56139762 A JP 56139762A JP 13976281 A JP13976281 A JP 13976281A JP H0336291 B2 JPH0336291 B2 JP H0336291B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- film thickness
- electron beam
- resist
- residual film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Electron Beam Exposure (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電子ビーム露光によるレジストパター
ン形成方法に係る。
ン形成方法に係る。
集積回路等の製造に用いられるレジストのパタ
ーン形成方法において、近年、微細パターンを高
精度に形成する目的で、電子ビーム露光法が広く
採用されている。そして、電子ビーム露光による
パターン形成処理の能力は使用する電子ビームレ
ジストの感度と露光率によつて決まるので、コン
タクトホールのような微小寸法の穴あけ用のパタ
ーン形成以外を目的とするレジストには感度が高
いネガレジストを用いるのが一般的である。本発
明も特にこのネガレジストに関する。
ーン形成方法において、近年、微細パターンを高
精度に形成する目的で、電子ビーム露光法が広く
採用されている。そして、電子ビーム露光による
パターン形成処理の能力は使用する電子ビームレ
ジストの感度と露光率によつて決まるので、コン
タクトホールのような微小寸法の穴あけ用のパタ
ーン形成以外を目的とするレジストには感度が高
いネガレジストを用いるのが一般的である。本発
明も特にこのネガレジストに関する。
ネガレジストでは、電子ビームの照射で架橋を
生じさせ、その部分の分子量を電子ビームが照射
されていない部分よりも相対的に高くさせ、レジ
スト中に分子量の高い領域と分子量の低い領域と
を形成する。レジストは分子量が高いほど特定の
溶媒に対して不溶性の性質が増大するので、この
溶解度の差を利用すると、前記の電子ビーム照射
に応じたパターンを形成することができる。従つ
て、こうした原理に基づくパターン形成方法で
は、電子ビームの照射量が少ないとレジストの現
像後における残膜厚の低下を避けることができな
い。
生じさせ、その部分の分子量を電子ビームが照射
されていない部分よりも相対的に高くさせ、レジ
スト中に分子量の高い領域と分子量の低い領域と
を形成する。レジストは分子量が高いほど特定の
溶媒に対して不溶性の性質が増大するので、この
溶解度の差を利用すると、前記の電子ビーム照射
に応じたパターンを形成することができる。従つ
て、こうした原理に基づくパターン形成方法で
は、電子ビームの照射量が少ないとレジストの現
像後における残膜厚の低下を避けることができな
い。
しかし、半導体プロセスにおいては、レジスト
パターンの高精度に下地材料に転写することが好
ましいので、ドライエツチングが多用され、その
場合レジストパターンの残膜厚が厚いことが要求
される。レジストの残膜厚を厚く保つためには電
子ビームの照射量を増加して露光を行なうとよ
い。しかし、高い残膜厚が得られるように照射量
を増加すると、パターン幅が大きくなり、パター
ン寸法精度が低下する。さらに、その際いわゆる
照射量補正、即ちパターンの大きさに応じて照射
量を変える必要がある。
パターンの高精度に下地材料に転写することが好
ましいので、ドライエツチングが多用され、その
場合レジストパターンの残膜厚が厚いことが要求
される。レジストの残膜厚を厚く保つためには電
子ビームの照射量を増加して露光を行なうとよ
い。しかし、高い残膜厚が得られるように照射量
を増加すると、パターン幅が大きくなり、パター
ン寸法精度が低下する。さらに、その際いわゆる
照射量補正、即ちパターンの大きさに応じて照射
量を変える必要がある。
そこで従来、高い残膜厚を確保しかつ高精度の
所望パターン寸法を得るための方法としては、パ
ターンの全体を個々の単純なパターンに分割し、
その個々のパターンについて、所定の残膜厚を確
保するために前記の照射量補正を行なうと同時
に、所定のパターン寸法を得るためにいわゆる寸
法補正（これは電子ビームの露光寸法に対して現
像後のレジストに形成されるパターン寸法の拡大
を考慮し、予めその拡大幅の分だけ縮小した寸法
で露光を実施するものである。）を行なうことに
より、所望な残膜厚及びパターン寸法の両者を同
時に満足させる方法が採用されている。
所望パターン寸法を得るための方法としては、パ
ターンの全体を個々の単純なパターンに分割し、
その個々のパターンについて、所定の残膜厚を確
保するために前記の照射量補正を行なうと同時
に、所定のパターン寸法を得るためにいわゆる寸
法補正（これは電子ビームの露光寸法に対して現
像後のレジストに形成されるパターン寸法の拡大
を考慮し、予めその拡大幅の分だけ縮小した寸法
で露光を実施するものである。）を行なうことに
より、所望な残膜厚及びパターン寸法の両者を同
時に満足させる方法が採用されている。
しかし、この従来方法では、高い残膜厚及び高
い寸法精度のパターンが得られる反面、分割した
各パターンについて、照射量補正と寸法補正とを
同時に満足させる必要があるので、その処理が高
度かつ複雑なものとなつている。
い寸法精度のパターンが得られる反面、分割した
各パターンについて、照射量補正と寸法補正とを
同時に満足させる必要があるので、その処理が高
度かつ複雑なものとなつている。
本発明の目的はこの不都合を除去することにあ
る。別の言葉でいえば、大きさの異なる種々のパ
ターンに対して適切な寸法補正（パターン寸法の
縮小）を行なうことにより、照射量補正を行なう
ことなく、すべてのパターンを現像後の残膜厚が
所望厚以上でかつ寸法精度が高いように形成する
方法を提供することが、本発明の目的である。
る。別の言葉でいえば、大きさの異なる種々のパ
ターンに対して適切な寸法補正（パターン寸法の
縮小）を行なうことにより、照射量補正を行なう
ことなく、すべてのパターンを現像後の残膜厚が
所望厚以上でかつ寸法精度が高いように形成する
方法を提供することが、本発明の目的である。
本発明は、上記目的を、露光すべきパターンの
中で最も小さい寸法又は面積を有するパターン要
素（全体のパターンを形成する、分割された個々
の単純なパターンをいう）の現像後の残膜厚が少
なくとも必要最小限の残膜厚になるように電子ビ
ームの照射量を決定し、その照射量において他の
パターンの露光寸法に対し拡大して形成される最
終レジストパターン幅を予め考慮した所定の露光
寸法で電子ビーム照射を行なうことにより、各パ
ターンに対して同一照射量で所望な残膜厚及び寸
法のレジストパターンを形成することも特徴とす
る、レジストパターン形成方法を提供することに
より、達成する。
中で最も小さい寸法又は面積を有するパターン要
素（全体のパターンを形成する、分割された個々
の単純なパターンをいう）の現像後の残膜厚が少
なくとも必要最小限の残膜厚になるように電子ビ
ームの照射量を決定し、その照射量において他の
パターンの露光寸法に対し拡大して形成される最
終レジストパターン幅を予め考慮した所定の露光
寸法で電子ビーム照射を行なうことにより、各パ
ターンに対して同一照射量で所望な残膜厚及び寸
法のレジストパターンを形成することも特徴とす
る、レジストパターン形成方法を提供することに
より、達成する。
ここで第１図を参照すると、基板Ｂ上に塗布し
た初期膜厚T0のネガレジストに露光寸法Ｌの電
子ビームを照射した後現像して形成されるレジス
トパターンの断面が示されている。レジストの残
膜厚Ｔは照射量に応じてT0から減少しており、
逆にレジストパターン幅ｌは照射量に応じてＬか
ら増加している。第２図は、露光寸法ＬをL1，
L2，L3，L5のそれぞれ一定の値に固定した場合
に形成されるパターン幅ｌを電子ビームの照射量
の関数として求めるとともに、形成されたパター
ンの残膜厚がT1，T2，T3，T4となる位置を示し
たものである。第２図から、それぞれ同一照射幅
の場合（L1，L2，L3，L5）には形成されるパタ
ーン幅ｌは照射量増加とともに増大しているこ
と、及び各パターンに等しい厚さの残膜厚（T1，
T2，T3，T4）を形成するために必要な照射量は
露光寸法の増大（L1＜L2＜L3＜L5）とともに減
少していることが読みとれる。
た初期膜厚T0のネガレジストに露光寸法Ｌの電
子ビームを照射した後現像して形成されるレジス
トパターンの断面が示されている。レジストの残
膜厚Ｔは照射量に応じてT0から減少しており、
逆にレジストパターン幅ｌは照射量に応じてＬか
ら増加している。第２図は、露光寸法ＬをL1，
L2，L3，L5のそれぞれ一定の値に固定した場合
に形成されるパターン幅ｌを電子ビームの照射量
の関数として求めるとともに、形成されたパター
ンの残膜厚がT1，T2，T3，T4となる位置を示し
たものである。第２図から、それぞれ同一照射幅
の場合（L1，L2，L3，L5）には形成されるパタ
ーン幅ｌは照射量増加とともに増大しているこ
と、及び各パターンに等しい厚さの残膜厚（T1，
T2，T3，T4）を形成するために必要な照射量は
露光寸法の増大（L1＜L2＜L3＜L5）とともに減
少していることが読みとれる。
第２図を用いて本発明の方法を実施する一態様
を説明すれば、例えば、露光すべきパターン要素
の最小寸法（面積）がl′であり、レジストに求め
られる必要最少限の残膜厚がT2である場合、残
膜厚T2を表わす曲線がパターン幅l′の位置Ｐにあ
るときの照射量Ａが最低必要な照射量である。い
まこの最低必要照射量Ａを採用するとすれば、
L1，L2，L3，L5の露光寸法で露光すれば、露光、
現像後の最終パターン幅はそれぞれL1，L2＋x2，
L3＋x3、そしてL5＋x5となるので各パターンの
露光寸法はL1，L2−x2，L3−x3、そしてL5−x5
とすべきである。こうすることによつて、すべて
の各パターンに対して単一照射量の電子ビーム照
射だけで、所望の最低レジスト残膜厚T2以上の
厚さを保証するとともに、各パターンの寸法を所
望な高精度のものとして形成することができるこ
とになる。
を説明すれば、例えば、露光すべきパターン要素
の最小寸法（面積）がl′であり、レジストに求め
られる必要最少限の残膜厚がT2である場合、残
膜厚T2を表わす曲線がパターン幅l′の位置Ｐにあ
るときの照射量Ａが最低必要な照射量である。い
まこの最低必要照射量Ａを採用するとすれば、
L1，L2，L3，L5の露光寸法で露光すれば、露光、
現像後の最終パターン幅はそれぞれL1，L2＋x2，
L3＋x3、そしてL5＋x5となるので各パターンの
露光寸法はL1，L2−x2，L3−x3、そしてL5−x5
とすべきである。こうすることによつて、すべて
の各パターンに対して単一照射量の電子ビーム照
射だけで、所望の最低レジスト残膜厚T2以上の
厚さを保証するとともに、各パターンの寸法を所
望な高精度のものとして形成することができるこ
とになる。
なお、第２図は後述する実験により求めたもの
であるが、照射量と形成されるパターン幅ｌ及び
残膜厚Ｔとの一般的関係式を用いて計算によつて
も求めることができるものである。
であるが、照射量と形成されるパターン幅ｌ及び
残膜厚Ｔとの一般的関係式を用いて計算によつて
も求めることができるものである。
以上の説明から、本発明によれば、寸法の異な
る種々のパターンのすべてに対し単一の照射量の
電子ビーム照射を行なうだけで、残膜厚が厚くか
つ寸法精度が高いレジストパターンを形成するこ
とが可能となることが明らかであろう。さらに、
その処理が従来方法よりも簡単かつ容易であるこ
とも明らかであろう。
る種々のパターンのすべてに対し単一の照射量の
電子ビーム照射を行なうだけで、残膜厚が厚くか
つ寸法精度が高いレジストパターンを形成するこ
とが可能となることが明らかであろう。さらに、
その処理が従来方法よりも簡単かつ容易であるこ
とも明らかであろう。
以下、本発明を例により説明する。
例
SiO2基板上にネガレジスト（PDOPレジスト：
大坂ソーダ製Poly Diallyl Ortho Phthalateをイ
ソプロピルアルコールを加えて分別し、分子重量
を6.5×103としたレジストであり、加速電圧
15kVにおける感度は４×10-6c／cm2でγ値は1.3
の特性を有する）を初期膜厚1.3μmに塗布し、こ
れに照射部分の寸法が1μm角（L1）、2μm角
（L2）、3μm角（L3）及び5μm角（L5）のパター
ンを電子ビーム露光し、その照射量を変えて得た
パターンの幅と残膜厚とを第２図に示した。図
中、等残膜厚線であるT1，T2，T3及びT4は、レ
ジストを露光し、現像して得られる残膜厚Ｔがそ
れぞれ1.04μm、1.11μm、1.17μm及び1.24μmであ
る各パターン寸法における照射量を示す曲線であ
る。
大坂ソーダ製Poly Diallyl Ortho Phthalateをイ
ソプロピルアルコールを加えて分別し、分子重量
を6.5×103としたレジストであり、加速電圧
15kVにおける感度は４×10-6c／cm2でγ値は1.3
の特性を有する）を初期膜厚1.3μmに塗布し、こ
れに照射部分の寸法が1μm角（L1）、2μm角
（L2）、3μm角（L3）及び5μm角（L5）のパター
ンを電子ビーム露光し、その照射量を変えて得た
パターンの幅と残膜厚とを第２図に示した。図
中、等残膜厚線であるT1，T2，T3及びT4は、レ
ジストを露光し、現像して得られる残膜厚Ｔがそ
れぞれ1.04μm、1.11μm、1.17μm及び1.24μmであ
る各パターン寸法における照射量を示す曲線であ
る。
第２図においては、例えば、露光寸法が5μm角
のパターンでは、照射量が1.4×10-5c／cm2である
とパターン幅は5μｍ、その時の残膜厚は1.04μm
であつた。照射量を増加するとパターン幅と残膜
厚はともに増加し、例えば2.5×10-5c／cm2の照射
量ではパターン幅が5.8μm、残膜厚が1.24μmとな
つた。
のパターンでは、照射量が1.4×10-5c／cm2である
とパターン幅は5μｍ、その時の残膜厚は1.04μm
であつた。照射量を増加するとパターン幅と残膜
厚はともに増加し、例えば2.5×10-5c／cm2の照射
量ではパターン幅が5.8μm、残膜厚が1.24μmとな
つた。
他方、露光寸法が1μm角のパターンでは照射量
３×10-5c／cm2のときパターン幅1μm、残膜厚
1.11μmであつた。照射量が同じ３×10-5c／cm2の
場合の他のパターンの残膜厚をみると、2μm角で
は1.17μm以上、3μm角では1.17と1.24μmの中間
値、そして5μm角では1.24μm以上であり、露光
寸法の増加とともに残膜厚も増加し、いずれも
1μm角の場合の残膜厚より大きかつた。同様にし
て、照射量が同じ３×10-+c／cm2の場合の他のパ
ターンにおけるパターン幅の拡がり量は、1μm角
で0μm、2μm角で0.3μm、3μm角で0.5μm、そし
て5μmで1μmよりも大きかつた。
３×10-5c／cm2のときパターン幅1μm、残膜厚
1.11μmであつた。照射量が同じ３×10-5c／cm2の
場合の他のパターンの残膜厚をみると、2μm角で
は1.17μm以上、3μm角では1.17と1.24μmの中間
値、そして5μm角では1.24μm以上であり、露光
寸法の増加とともに残膜厚も増加し、いずれも
1μm角の場合の残膜厚より大きかつた。同様にし
て、照射量が同じ３×10-+c／cm2の場合の他のパ
ターンにおけるパターン幅の拡がり量は、1μm角
で0μm、2μm角で0.3μm、3μm角で0.5μm、そし
て5μmで1μmよりも大きかつた。
そこで、露光寸法を1μm角、1.7μm角、2.5μm
角及び4μm角としたパターンを照射量を一律に３
×10-5c／cm2として電子ビーム露光し、現像後の
残膜厚がすべて1.11μm以上であり、かつパター
ン寸法がそれぞれ1μm角、2μm角、3μm角及び
5μm角のレジストパターンを得た。
角及び4μm角としたパターンを照射量を一律に３
×10-5c／cm2として電子ビーム露光し、現像後の
残膜厚がすべて1.11μm以上であり、かつパター
ン寸法がそれぞれ1μm角、2μm角、3μm角及び
5μm角のレジストパターンを得た。
この例は本発明を具体的に説明する目的で述べ
たものであり、本発明の範囲を何ら限定するもの
ではない。例えば、ネガレジストの種類、初期膜
厚等を変えることができることは明らかである。
たものであり、本発明の範囲を何ら限定するもの
ではない。例えば、ネガレジストの種類、初期膜
厚等を変えることができることは明らかである。
第１図はネガレジストに電子ビーム露光を施し
た後現像して形成したパターンを示す断面図であ
る。第２図は所定の電子ビーム露光寸法Ｌにおけ
る照射量とパターン幅ｌとの関係を、パターンの
残膜厚Ｔとともに示すグラフである。
た後現像して形成したパターンを示す断面図であ
る。第２図は所定の電子ビーム露光寸法Ｌにおけ
る照射量とパターン幅ｌとの関係を、パターンの
残膜厚Ｔとともに示すグラフである。
Claims (1)
- １ 基板上に塗布されたネガレジストに電子ビー
ムを照射し、所望のパターンを形成する電子ビー
ム露光方法において、露光すべきパターンの中で
最も小さい寸法又は面積を有するパターン要素の
現像後の残膜厚が少なくとも必要最少限の残膜厚
になるように電子ビームの照射量を決定し、その
決定した照射量で各パターン要素を描画するに当
り、その照射量において他のパターン要素を露光
したときの露光寸法よりも拡大して形成される最
終レジストパターンの増加幅を予め縮少した所定
の露光寸法で電子ビーム照射を行なうことによ
り、各パターンに対して同一照射量で所望の残膜
厚及び寸法のレジストパターンを形成することを
特徴とする、レジストパターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139762A JPS5842229A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | レジストパタ−ン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56139762A JPS5842229A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | レジストパタ−ン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842229A JPS5842229A (ja) | 1983-03-11 |
| JPH0336291B2 true JPH0336291B2 (ja) | 1991-05-31 |
Family
ID=15252792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56139762A Granted JPS5842229A (ja) | 1981-09-07 | 1981-09-07 | レジストパタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842229A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0622196B2 (ja) * | 1984-04-12 | 1994-03-23 | 松下電子工業株式会社 | レジストパタ−ンの現像制御方法 |
| US6087052A (en) * | 1997-10-01 | 2000-07-11 | Fujitsu Limited | Charged particle beam exposure method utilizing subfield proximity corrections |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5580318A (en) * | 1978-12-12 | 1980-06-17 | Fujitsu Ltd | Electron-beam exposure |
| JPS55140228A (en) * | 1979-04-20 | 1980-11-01 | Hitachi Ltd | Method for formation of pattern |
-
1981
- 1981-09-07 JP JP56139762A patent/JPS5842229A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5842229A (ja) | 1983-03-11 |
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