(57)【要約】  次のステップ：  −  基板（Ｓ）に、または前記基板の表面に堆積された誘電体層（ＣＤ）に、第１のパターンで電子を注入するステップと、  −  前記基板の表面または前記犠牲誘電体層の表面に、ｅビームレジスト（Ｒ）を堆積させるステップと、  −  電子ビーム（ＦＬ）を用いて第２のパターンで前記レジストを露光し、次に前記レジストを現像するステップとを含み、  前記第１および第２のパターンは、基本パターンで構成され、前記第１のパターンの基本パターン（ＭＰＩ）は、前記第２のパターンの基本パターン（ＭＬ）を少なくとも部分的に囲む、ｅビームリソグラフィ方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次のステップ：
−  基板（Ｓ）に、または前記基板の表面に堆積された誘電体層（ＣＤ）に、第１のパターンで電子を注入するステップと、
−  前記基板の表面または前記犠牲誘電体層の表面に、ｅビームレジスト（Ｒ）を堆積させるステップと、
−  電子ビーム（ＦＬ）を用いて第２のパターンで前記レジストを露光し、次に前記レジストを現像するステップと
を含み、
前記第１および第２のパターンは、基本パターンで構成され、前記第１のパターンの前記基本パターン（ＭＰＩ）は、前記第２のパターンの前記基本パターン（ＭＬ）を少なくとも部分的に囲む、
ｅビームリソグラフィ方法。
【請求項２】
前記基板（Ｓ）の表面に前記誘電体層（ＣＤ）を堆積させる事前のステップと、前記レジスト（Ｒ）の前記現像の後に露出する前記誘電体層の領域をエッチングするステップとを同様に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記誘電体層（ＣＤ）は、１０〜１００ｎｍの間、好ましくは２０〜５０ｎｍの間に含まれる厚さを有する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記誘電体層（ＣＤ）は１０６Ω／■以上の抵抗率を有する、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記基板（Ｓ）は半導体基板である、請求項２〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記レジスト（Ｒ）は、１０ｋｅＶ以下、好ましくは５ｋｅＶ以下のエネルギーの電子ビーム（ＦＬ）を用いて露光される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記基板または前記誘電体層に、１〜１００μＣ／ｃｍ２の間に含まれる電荷密度を注入するステップを含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記注入された電子によって生成された電界が、前記第２のパターンの前記基本パターンの内部に前記レジストを露光するために使用される前記電子ビームを集中させるように、前記第１のパターンを最適化する事前のステップを含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ｅビームリソグラフィ方法に関し、より詳細には、低エネルギーｅビームリソグラフィ方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ｅビームリソグラフィ（または「電子ビームリソグラフィ」）は、基板の表面にレジストを堆積させ、レジスト中に局在型の化学的および物理的変更をもたらすようにレジストを電子ビームにさらし、次に、レジストを現像する、すなわち、基板の下部領域を露出させるためにレジストの露光部分（その場合「ポジ型」レジストについて述べている）または未露光部分（「ネガ型」レジスト）を選択的に除去することにある、マイクロおよびナノ加工方法である。したがって、幾何学パターンが電子ビームによってレジストに転写され、それはその後、レジスト層に作り出された開口部を通して基板に転写され得る。
【０００３】
フォトリソグラフィに関して、ｅビームリソグラフィにより、より高い分解能を達成することができる。なぜなら回折効果がそれほど顕著でないからである。具体的には、ｅビームリソグラフィで、分解能は、レジストにおける電子の散乱および基板によるそれらの後方散乱によって主に限定される。点広がり関数（ＰＳＦ）により、これらの効果を数量化することができ、それは通常、次式によって表現され、
【０００４】
【数１】
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式中、
−  ｒは、電子ビームの衝突点に対する半径方向距離であり、
−  αは、前方散乱された電子の（ガウス分布を想定した）分布の標準偏差であり、
−  βは、基板によって後方散乱された電子の（ガウス分布を想定した）分布の標準偏差であり、
−  ηは、後方散乱された電子の割合である。
【０００５】
例えば、α＝１７ｎｍ、β＝２８８．３ｎｍおよびη＝０．３５とすることができる。
【０００６】
ＰＳＦの広がりを最小化するために、５０ｋｅＶから１００ｋｅＶの間に含まれるエネルギーの電子ビームが一般に使用される。しかしながら、このような高エネルギーの使用は、基板の加熱、したがって熱変形の原因となる。これは、幾何学パターンの転写の精度に悪影響を及ぼす。この影響を回避するために−通常５〜１０ｋｅＶの−低エネルギー電子であるが、それにもかかわらず（約３００ｎｍの）十分な侵入深さを有する低エネルギー電子を使用することが提案されている。しかしながら、これらの条件下で、電子はかなりの量の散乱を受け、これは達成可能な空間分解能を限定する。
【０００７】
ＰＳＦの広がりを減少させるために、レジストと基板との間に低原子密度の中間層を挿入することが同様に提案されており、例えば文献仏国特許第２  ９９４  ４８９号明細書を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】仏国特許第２  ９９４  ４８９号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術の前述の欠点を是正することを目指す。より具体的には、それは、ｅビームリソグラフィ、特に低エネルギーｅビームリソグラフィの空間分解能を改善することを目指す。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明によれば、この目的は、基板への−または基板の表面に堆積された誘電体層への−電子の事前注入によって達成される。これらの電子は、実際のリソグラフィステップで使用される電子の散乱を妨害する反発電界を生成するように空間的に分布している。
【００１１】
本発明の１つの主題は、したがって、次のステップ：
−  基板に、または前記基板の表面に堆積された誘電体層に、第１のパターンで電子を注入するステップと、
−  前記基板の表面または前記犠牲誘電体層の表面に、ｅビームレジストを堆積させるステップと、
−  電子ビームを用いて第２のパターンで前記レジストを露光し、次に前記レジストを現像するステップと
を含み、
前記第１および第２のパターンは、基本パターンで構成され、前記第１のパターンの基本パターンは、前記第２のパターンの基本パターンを少なくとも部分的に囲む、
ｅビームリソグラフィ方法である。
【００１２】
本発明の他の特徴、詳細および利点は、例として与えられる添付図面を参照して与えられる説明を読めば明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１Ａ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図１Ｂ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図１Ｃ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図１Ｄ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図１Ｅ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図１Ｆ】本発明の１つの実施形態による方法の６つのステップを示す。
【図２】幾何学リソグラフィパターン、およびそれと関連付けられる事前の電子注入パターンの実施例を示す。
【図３】リソグラフィに先立つ電子注入によって得られる電界を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図は原寸に比例していない。
【００１５】
図１Ａは、例えばケイ素でできている、半導体基板Ｓを示し、その上に誘電体で−例えば酸化ケイ素、金属酸化物、窒化チタンなどで−できた犠牲層（すなわち除去されるように意図される層）ＣＤが堆積されている。この層ＣＤの厚さは、通常およそ数十ナノメートルであり、例えば１０〜１００ｎｍの間、好ましくは２０〜５０ｎｍの間に含まれる。その抵抗率は、好ましくは１０６Ω／■（オーム／スクエア）以上である。基板が絶縁性である場合、層ＣＤはなくてもよい。
【００１６】
電子は、以下にその特性を論じる基本幾何学パターンＭＰＩで、電子ビームＦＥＩを用いて層ＣＤに注入される。このステップは、図１Ｂに例示され、この特定の実施形態で、基本パターンＭＰＩは環状である。ビームＦＥＩの電子の一部分は、誘電体で捕捉され、それ以外は、グラウンドに接続されている、半導体基板中に散乱する。電子の散乱雲は、図中に破線で示されている。入射電荷密度として定義される、層ＣＤにおける注入ドーズは、一般に１〜１００μＣ／ｃｍ２の間に含まれ、好ましくはこのドーズは、誘電体中に捕捉されたままでいる電子の数を最大化するために、非常に低いエネルギー（５ｋｅＶ未満）で堆積される。図１Ｃは、誘電体層ＣＤで捕捉された電子ＥＰを概略的に示しており、その中で、注入パターンＭＰＩは負電荷密度の形で誘電体層に転写されていることがわかる。捕捉された電子ＥＤによって引きつけられる正孔Ｔが、誘電体層との界面に近接して、基板中に蓄積することに、同様に留意されたい。
【００１７】
次に、図１Ｄに例示されるように、レジストＲの層が誘電体層ＣＤの上に堆積され、次にこのレジストは、基本幾何学リソグラフィパターンＭＬで、電子ビームＦＬ、好ましくは（１０ｋｅＶ以下、さらには５ｋｅＶ以下の）低エネルギー電子ビームにさらされる。図の実施例で、基本パターンＭＬは、環状の事前注入パターンＭＰＩの内部に位置する円板の形をとり、これらの２つのパターンは、図２に例示される。より一般には、基本事前注入パターンＭＰＩは、リソグラフィパターンを囲む。例えば、リソグラフィパターンが直線軌道の形をとる場合、パターンＭＰＩは、第１の直線軌道の両側に位置する、２つの他の直線軌道からなることになる。
【００１８】
図１Ｄで、リソグラフィビームＦＬの電子ＥＦＬは、層ＣＤに捕捉された電子ＥＰによって反発され、これは、リソグラフィパターンＭＬの内部にそれらを閉じ込める効果を有し、その散乱を限定することがわかる。図３は、レジストＲの層の上方の、自由空間Ｖにおける静電界を示す。電界がパターンＭＬの中心に向かって集まることに留意されたい。
【００１９】
それらが層を通過した後、電子ＥＦＬは基板に到達し、そこでそれらは、基板−誘電体層界面に蓄積された正孔Ｔと速やかに再結合する。この速やかな再結合は、後方散乱される電子の割合ηを減少させ、したがってＰＳＦの広がりを限定することに寄与する。基板が絶縁性である場合、この効果は生じない。
【００２０】
注入電荷ドーズおよび注入パターンＭＰＩの幾何学的形状は、レジスト中および基板中の電子ＥＦＬの散乱、ならびに捕捉された電子ＥＰおよび正孔Ｔによって生成される電界の影響を考慮に入れた、数値シミュレーションを用いて最適化することができる。円板状の基本リソグラフィパターンＭＬおよび円環形状の注入パターンＭＰＩの場合、最適化するべきパラメータは、注入ドーズ、パターンＭＬとパターンＭＰＩとの間の間隔（図２にｄ１で示される）、および円環ＭＰＩの幅（ｄ２）の３つだけである。したがって、試験を行ってこの最適化を容易に達成することができる。
【００２１】
本方法の後続のステップは従来のものであり、リソグラフィパターンＭＬ−レジストがポジ型の場合−またはその相補パターン−レジストがネガ型の場合−に対応する開口部を得るように、露光したレジストは現像され（図１Ｅ）、次に、または同時に、犠牲誘電体層ＣＤ（図１Ｆ）は、基板Ｓを露出させるようにエッチングされる。次に、このように得られた開口部に対応して、続けて、例えば、基板の表面にメタライゼーションを堆積させることが可能である（図示されない）。
【００２２】
もちろん、実際の用途で、注入パターンおよびリソグラフィパターンは、図に示されたものなどの多数の基本パターンで構成されることになる。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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