(57)【要約】  本発明は、限界寸法変化を低減し、レチクル、マスク又はウェハなどの基板にパターン形成し、ＣＤ均一性を改善する方法に関する。具体的には、本発明は、マルチ・パス描画方式のパスにおいて加える線量を、基板に施されるレジスト又は放射感応層の測定可能な特性値に調整することに関する。具体的な描画処理を説明する。本発明の態様は、特許請求の範囲、明細書及び図面に記載する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エネルギー・ビーム及びマルチ・パス描画方式を使用して、前記エネルギー・ビームに感応する層をコーティングしたワークピース上にパターン形成されたフィーチャの限界寸法均一性を改善するためのリソグラフィ法であって、
描画パスが、前記コーティングにほぼ同等に影響を及ぼすように、前記パスに対する個々の線量を決め、それによりフィーチャの限前記界寸法均一性を改善する工程と、
前記マルチ・パス描画方式を使用し、前記描画パスにおいて前記個々の線量を加えながら、前記コーティングを露光させる工程と、
前記コーティングを現像する工程と
を含む方法。
【請求項２】
前記フィーチャを空間光変調器によって作成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記エネルギー・ビームが、ＥＵＶからＤＵＶまでの範囲のパルス状放射である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記放射ビームの強度を偏向設置することが可能な、変調器及び偏向器の構成によって前記フィーチャを作成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フィーチャを回折格子によって作成する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記方法が、１回目の露光パスが露光閾値の半分未満の線量を有し、２回目の露光パスが前記露光閾値の半分を超える線量を有する２回の露光パスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記方法が、前記線量を直線的に増加させてパスをたどる３回以上の露光パスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記方法が、前記線量を指数関数的に増加させてパスをたどる３回以上の露光パスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記方法が、前記線量を対数的に増加させてパスをたどる３回以上の露光パスを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ワークピースの各部分に、次回の露光パスで露光させる前に、１回目の露光パスでパターン形成する、請求項１から９までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記各部分は同方向に露光される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記各部分は、交互方向に露光される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
最後の露光の線量が、前記１回目の露光量より４０％から６０％までの範囲内で多い、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
最後の露光の線量が、前記１回目の露光量より４５％から５５％までの範囲内で多い、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
電磁放射に感応する前記コーティングが、化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）である、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ワークピースがマスク基板である、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ワークピースがウェハである、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
４回の描画パスが使用される、請求項１３又は１４に記載の方法。
【請求項１９】
前記ワークピースがマスク又はレチクルであり、前記コーティングを現像する工程の後、前記ワークピースにパターン形成する工程をさらに含む、請求項１による、マスク又はレチクルを作成する方法。
【請求項２０】
前記ワークピースがウェハであり、前記コーティングを現像する工程の後、前記ワークピースにパターン形成する工程をさらに含む、請求項１による、デバイス構造層を作成する方法。
【請求項２１】
第２のワークピース上に精密な構造を作成する請求項１による方法であって、
請求項１による前記ワークピースがマスク又はレチクルであり、
前記マスク又はレチクルを使用して前記第２のワークピース上に放射感応性材料からなる層を露光させる工程と、
前記第２のワークピース上の前記露光層を使用して、前記第２のワークピース上のデバイス構造層にパターン形成する工程と
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、限界寸法変化を低減し、レチクル、マスク又はウェハなどの基板にパターン形成し、ＣＤ均一性を改善する方法に関する。具体的には、本発明は、マルチ・パス描画方式のパスにおいて加える線量を、基板に施されるレジスト又は放射感応層の測定可能な特性値に調整することに関する。具体的な描画処理を説明する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスは、複数の構造層を含む。こうした構造は、レジストを塗布する工程、次いで露光工程、現像工程、及びレジストを選択的に除去して露光領域のパターンを形成する工程を含め、数多くの工程において形成される。露光領域をエッチングして材料を除去することもできるし、スパッタリングして材料を加えることもできる。レジスト内パターン形成の重要な部分は、レジストを露光することである。レジストは、その化学的特性を変化させるエネルギー・ビームにさらされる。
【０００３】
レジストを露光させる１つの方法は、ステッパの使用である。ステッパは、レチクルを使用し、そのレチクルは、露光すべき領域及び露光させないまま残すべき領域にパターン形成された非透過層であるマスキング層によってオーバーレイされた、慎重に作成された透過性石英基板を通常含む。パターン形成は、レチクル作成において不可欠な工程である。レチクルは、半導体、並びに平面型表示装置、フラット・パネル・ディスプレー及びＴＶ若しくはモニタ・スクリーンなどの他のデバイスを製造するために使用される。
【０００４】
空間光変調器（ＳＬＭ）は、所望の方法で設置して所望のパターンを形成することのできる多くの変調素子を含む。例えばＤＵＶやＥＵＶなど、あらゆる種類の電磁放射に反射ＳＬＭをさらして、マスク上に所望のパターンを形成することができる。
【０００５】
ＷＯ０１／１８６０６など他の特許出願において開示されるＳＬＭ描画装置は、ビットマップ・パターンを可能にするという意味でラスタ走査に関連するが、個々の画素からパターンを組み立てるのではなく、パターンのフレーム全体を１回のフラッシュで印刷するという意味では別のものである。
【０００６】
半導体デバイスの作成に使用されるレチクル上のパターンは、露光されるウェハ上のパターンより通常４倍大きい。この減少度は伝統的に、レチクル内の最小フィーチャ寸法が、半導体表面の最小フィーチャ寸法ほどクリティカルでないことを意味している。但し、クリティカリティの差は予想されるよりずっと小さく、近い将来にはその差はなくなるであろう。
【０００７】
線幅のパーセンテージとしての限界寸法均一性（ＣＤ均一性）は、ウェハ表面のフィーチャ内でよりもレチクル上のパターン内での方がより厳密さが求められる。ＣＤ均一性とは、パターン内の異なる点での単一限界寸法変動の最小化を意味する。即ち、同じ限界寸法を有するフィーチャ同士の実際の寸法の差がパターン内で減るにつれて、ＣＤ均一性は増す。ウェハ上では、線幅の±１０％の限界寸法均一性は、伝統的に許容可能とされている。ウェハの線幅誤差のうち、限界寸法変動の半分、つまり線幅変動の５％は、マスクによるものである。残りの誤差は他のファクタによるものである。
【０００８】
マスク製造業界では、露光波長が短くなるにつれて、限界寸法調整はますますクリティカルになっている。レーザ・パターン発生器の場合、従来のＤＮＱ／ノボラックによるものからＤＵＶ化学増幅レジスト処理への移行は、当初は困難であった。ウェハ・ステッパに対し、パターン発生器は全露光時間が比較的長いため、比較的熱容量が低く厚みのある石英基板と合間って、光生成酸の過剰拡散により、リソグラフィ性能が低減することがあり得る。フォトレジスト・ポリマーの構成が、酸拡散特性を、したがって結像の忠実度及び解像度をも決める際に大きな役割を果たす。
【０００９】
限界寸法均一性の要件は、特にマスクの場合、行く行くは厳しくなることが予想される。将来、ウェハ表面では、線幅の±５％の限界寸法均一性が必要となるであろう。同時に、理論上の解像度限界に近づけたフィーチャサイズを使用するために、リソグラフィのプロセスを調整してコンタクト・ホール、トランジスタ又は他のクリティカルなフィーチャの製造を最適化するなど、より積極的なリソグラフィ・プロセスのトレード・オフを背景に、マスク誤差促進係数は高まる傾向にある。マスクの場合、±１％の線幅又はフィーチャサイズの限界寸法均一性が期待されている。この分でいくと、露光されているウェハ上の領域の４倍の大きさのマスクを、ステッパが利用しているにもかかわらず、マスク上での限界寸法誤差の許容範囲が、ウェハ表面での許容範囲よりもナノメータ単位でとことん小さくなるであろう。
【００１０】
このように、限界寸法変動をさらに低減させる、レチクル又はウェハにパターン形成するための改善された方法の開発が望まれる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
したがって、本発明の目的は、正確な限界寸法を有する小フィーチャを、基板上に作成する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、限界寸法変動を低減しＣＤ均一性を改善する、レチクル、マスク又はウェハなどの基板にパターン形成するための方法に関する。具体的には、本発明は、マルチ・パス描画方式のパスに加える線量を、基板に施されるレジスト又は放射感応層の測定可能な特性値に調整する方法に関する。具体的な描画方式を説明する。本発明の態様は、特許請求の範囲、明細書及び図面において記載する。
【実施例】
【００１３】
以下の詳細な説明は、図を参照にして行う。好ましい実施例は、本発明を説明するために記載するのであって、特許請求の範囲に規定する本発明の範囲を限定するためではない。当業者であれば、以下の説明について様々な同等の変更ができることが分かるであろう。
【００１４】
図１は、マスキング層である非透過層１０２、並びにレジスト層１０４を含むコーティングされた基板１００を示す。基板１００は、それがレチクル又はマスクとして働く場合、石英基板でも、腐食性（Ｅｒｏｄｅｎｔ）セラミック基板でも、ＵＬＥ（登録商法）のガラス基板でもよい。但し、直接描画によって集積回路を作る場合は、この基板はどんな半導体材料でもよい。このような場合、レジストは直接この基板上に塗布する。
【００１５】
透過性基板上にマスクを形成して、ウェハ上のレジスト露光を目的としない領域内のエネルギー・ビームの経路を遮断する。基板１００のマスキングされていない部分はエネルギー・ビームを通過させるためウェハ・レジスト上にパターンが形成される。
【００１６】
一般に非透過性のマスキング層１０２は、厚さ約４０〜９０ｎｍのクロム層を含む。このクロム材料は、スパッタ堆積法により施すことができる。或いは、アルミニウム、金、タングステン又はシリコンを使用して非透過性マスキング層を形成することができる。
【００１７】
従来の技術でレジスト層、つまり放射感応コーティングを回転させて、厚さ約０．０５〜０．２０μの層を形成することができる。このレジストは、ポジ型レジストでもネガ型レジストでもよい。フォトン・エネルギーとともに使用されるレジストは、フォトレジストと呼ぶことができる。他のタイプのレジストは、電子や原子など他の形のエネルギーとともに使用される。放射又はエネルギー１０６は、多岐にわたるタイプのうちどのようなものでもよい。フォトン・エネルギーは、ＵＶ、ＤＵＶ、ＥＵＶ又はＸ線のスペクトル範囲内にあり得る。例えば、フォトン・エネルギーは、ヘリウム・カドミウム源（約４４２ｎｍ及び３２５ｎｍ）やクリプトン・イオン源（約４１３ｎｍ）によって生成することができる。フォトン・エネルギーは、エキシマ源、フッ化クリプトン・レーザ、フッ化アルゴン・レーザ（約３０８ｎｍ、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ又は１２６ｎｍ）によっても生成することができる。レジストは、例えば、クラリアント社（Ｃｌａｒｉａｎｔ）製のＤＸ１１００など化学増幅されたレジスト（ＣＡＲ）でよい。レジストは、ノボラックなど、従来のポジ型又はネガ型非増幅レジストでもよい。レジストの他の例として、富士フィルム社のＦＥＰ１６０又は１７１がある。
【００１８】
レジストの露光は、パターン発生器を使用して行う。フォトン・エネルギーの場合、レーザ・パターン発生器又は干渉リソグラフィ・システムを使用することができる。電子の場合、電子走査装置を使用することができる。アプライド・マテリアル社（Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｍａｔｅｒｉａｌ）の子会社であるイーテック社（Ｅｔｅｃ）は、走査型レーザ・パターン発生器であるＡＬＴＡ（登録商標）製品を販売している。スウェーデンのテビー（Ｔａｂｙ）にあるマイクロニック・レーザ・システムズ社（Ｍｉｃｒｏｎｉｃ  Ｌａｓｅｒ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）は、走査型レーザ・システムであるＯｍｅｇａ（登録商標）製品、及びマイクロミラー・ベース・システムであるＳｉｇｍａ（登録商標）製品を販売している。ナノストラクチャ・ラボラトリ社（ＮａｎｏＳｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ）は、いくつかの局面でウィスコンシン大学と協力して、２００ｎｍ、１００ｎｍ及び５０ｎｍの空間周期を有する干渉リソグラフィ・システムについて記載した。
【００１９】
したがって、図１の物体画素１０８は、ＳＬＭ内のマイクロミラーからの反射放射、走査型レーザ・システムからのビーム・スポット、電子ビーム、Ｘ線などであり得る。
【００２０】
１．概論
より高い解像度への要望は、フォトレジスト材料及びリソグラフィ露光ツール開発の推進力となっている。従来、光学マスク製造では、ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）−ノボラック系レジストが使用されている。２年前、化学増幅レジスト（ＣＡＲ）を使用する遠紫外（ＤＵＶ）レーザ・パターン発生器が、その優れた解像度、コントラスト及びフォトスピードにつき売りに出された。しかし、ＣＡＲには、プロセス安定度、特に露光と露光後ベークとの間の遅延時間（ｄｅｌａｙｓ）による潜像情報損失に関する固有の問題がある。浮遊分子の塩基汚染によるＴ−トッピング、つまりレジスト−空気界面でのレジストフィーチャ閉鎖が起こり、光生成酸のアミンによる中和反応が生じることがある。ＤＮＱ／ノボラック系レジストに対し、化学増幅ＤＵＶレジストは、一般に光化学反応及び熱駆動反応のどちらにも依拠する。結像により、光酸発生剤（ＰＡＧ）の露光から酸が発生する。高ベーク温度でのブロック基による酸拡散及び酸反応によって、ポリマー・マトリックスが、疎水性から親水性挙動に変化し、それにより露光領域の溶解率が上がる。露光後ベーク温度が上がることによって露光感度が増すが、同時にこれには露出寛容度の損失が伴うことがある。線幅寸法調整及びプロセス寛容度の低下は、上昇する温度での酸拡散の増大、及び露光領域縁端での酸分解反応効率に関係する［１］。酸拡散現象は、線端部縮み（ＬＥＳ）及び線縁端粗さ（ＬＥＲ）の原因の１つでもある。光生成酸の強さ及びサイズは、酸移動度の偏移、したがって結像の忠実度に非常に重要である。充分なリソグラフィ性能を得るためには、レジスト配合物内の各成分の調整が不可欠である。
【００２１】
マスク作製条件は、ウェハ処理とは幾分異なり、マスクに適したＤＵＶレジストの候補材料の設計をより難しいものにする。初めの頃は、低活性化エネルギーやアセタール・ブロック・ポリマーが、その優れた安定度のために、注目を浴びた。しかし、低活性化エネルギー（低−Ｅａ）レジストの場合、露光工程中、脱ブロック反応と同時に形成された酸の横方向拡散がある場合がある。これらの２つの影響は、ウェハの短い露光時間（約数分）に比べて相対的に長いフォトマスクの露光時間（２時間）と組み合わさって、際立った線幅変動をもたらす場合がある。露光時間が長いと、アミン汚染の可能性も高くなる。さらに、露光後ベーク（ＰＥＢ）によって、拡散が必要以上に複雑なものになる。石英基板が比較的厚い場合は、熱の量がより大きく熱伝導性が非常に低いため、薄いシリコン・ウェハの場合より熱調整が難しい。
【００２２】
マスク業界は、欠陥性、プロセスの複雑性及びコストの関係から、底部又は上部に反射防止のコーティング（基板汚染及び基板反射性、並びに浮遊物による汚染を最小に抑えるために、ウェハ業界で使用されている）を使用せずに、特別な線幅調整の可能なレジストの恩恵を受けている。レジストは、コーティング後の遅延時間安定度、及びフォトスピード安定度において尋常ならぬ特性も持つ必要がある一方、他の総合的要件をすべて維持していなければならない。こうした安定度要件の組合せが、レジスト製造業者にとって難題となっている。マスク作成条件に適したレジストを設計する上での別の問題を表１にいくつか示す。シリコン・ウェハ業界向けに今日市販されているレジストのほとんどは、底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）と一緒に使用するように設計され、またマスク作製において見られるより、かなり短い時間枠に対して安定するように設計されている。ウェハ業界における環境調整されたプロセス・ツール群の使用により、こうした設計手法が容易になっている。
【００２３】
化学増幅レジストをフォトマスク処理に組み入れることは、酸中和反応によって生じる潜像劣化のため、簡単なことではなかった。光生成酸又は触媒酸の中和反応は、非露光領域内への酸拡散が原因で起こるばかりでなく、Ｔ−トッピング及びフーチングをそれぞれもたらす、レジスト−空気界面での浮遊物による塩基汚染［２］又はレジスト−基板界面での塩基汚染が原因で起こる。このように、ＣＡＲは、界面現象及び表面現象を起こしやすい。結像ボケに影響を及ぼすファクタは、酸拡散、再生酸の触媒の長さ、フォトレジスト・ポリマーの組成、添加剤、温度及び時間［３〜８］である。拡散現象は、最終的な解像度に影響を及ぼすだけでなく、等焦点バイアス及び近接効果にも影響を及ぼす。ＤＵＶレーザ・パターン発生器導入当時に入手可能な市販の様々なタイプのレジストの中で、クラリアント社製の低活性化エネルギー・レジストであるＡＺＤＸ１１００Ｐ（以降ＤＸ１１００Ｐと呼ぶ）は、アミン汚染及び酸拡散バリア特性に対する、その優れた規定の安定性、並びに優れた規定のフォトスピード有効寿命（プレ・コーティングされたマスク・ブランクは、少なくとも９カ月もの長い間持続する）のために、適切な候補材料としてすぐに認識された。２４時間を超えるＰＥＤ安定度が報告された［９、１０］。但し、ＤＸ１１００Ｐは、ＰＥＤ安定度［１２］が十分でないことと関係なく、定在波及びフーチング特性［１１］がひどいことが分かった。マイクロニック・レーザ・システムズ社のＳｉｇｍａ７３００レーザ・パターン発生器の場合、ＦＥＰ−１７１（富士フィルム・アーチ社）レジストに交換すると、全体の状況がめざましく改善された［１３］。
【００２４】
【表１】
2007501431.tif 000003
【００２５】
２．Ｓｉｇｍａ７３００システムの描画方式
Ｓｉｇｍａ７３００のシステム原理を図２に示す。このシステムは、マスクの露光に空間光変調器（ＳＬＭ）を使用する。図２を参照すると、パターン発生器は、単値／多値画素アドレス指定を有するＳＬＭ２０１、照明源２０２、照明ビームのスクランブル又は均質化装置２０３、ビーム・スプリッタ２０９、レンズＬ１及びＬ２を含む結像光学システム２０４、開口２０８（通常フーリエ・フィルタ）、干渉計型位置調整システム２０６を有する微細位置決め基板ステージ２０５、並びにＳＬＭ用ハードウェア／ソフトウェア・データ操作システム２０７を含む。適切に機能すること及び操作勝手のよさのために、このパターン発生器は、温度調整された周囲環境室、基板装着システム、最適なパターンを正確に配置するためのステージ移動タイミング用及び露光レーザのトリガー用ソフトウェア、並びにソフトウェア利用者インターフェースも含む。パターン・データがラスタライズされ、コンピュータ制御された反射レチクルとして働くＳＬＭチップ内にロードされる。これは、エキシマ・レーザ・フラッシュを反射するので、パターン像がマスク・ブランク上に集束する。マスク・ブランクを有するステージは、絶えず移動し、干渉計は、ステージが次のフィールドの位置に到達したときに、フラッシュするようレーザに命令する。フラッシュ時間が約２０ナノ秒と短いために、ステージ移動はフリーズし、ＳＬＭのシャープな像がレジスト内に生成される。次のフラッシュに間に合うように、ＳＬＭに新しいパターンが再ロードされる。最後に、ＳＬＭ内にパターンを供給するために、平行且つ拡大縮小可能なデータ経路の設計によって、最先端ＩＣ設計［１４］の複雑な設計データが処理される。
【００２６】
平均化するため、４パス描画方式が使用される。この方式は、マスク全体にわたって線幅及び位置決め変動を最小に抑えるように最適化されている。各パスは、先行する描画パスからオフセットして、基板全体にわたり同じ方向に描画される。パターンを形成したフィールド同士を、オーバーラップ法を使用してとじ合わせて、とじ境界線全体の線幅変動を最小限に抑える。この調査で使用した通常の描画法及び他の代替法を図３に示す。図３ａは、通常描画モード、図３ｂは、逆描画モード、及び図３ｃは、インターレース描画モードを示す。各図は、ステージ上のマーク３０１、ストライプ３０２、フィールド３０３及びストライプの印刷方向を示す。ステップ方向は、それぞれ３１１、３１２及び３１３である。通常描画方式３ａでは、１つのフィールドの１回目のパスをストライプ３０２内に印刷し、次いでわずかなステージ移動３１１の後、次のフィールドのストリップが露光される。マスク・ブランク全体を印刷後、ステージは最初の位置に戻り、１回目と同様に２回目のパスが露光される。次いで、この手順は、３回目及び４回目のパスに対しても繰り返される。逆モードでは、２回目及び４回目のパスが逆方向３１２に露光されることを除き、通常モードの場合と同様のやり方で露光が行われる。インターレース・モードでは、どんなステージ移動３１３も起きる前に、４回のパスすべてが次々に直接露光される。このように、Ｓｉｇｍａ７３００は、描画方式に関して、いくつかの選択肢を提供する。しかしさらに、Ｓｉｇｍａ７３００のデータ経路は、今後のどんな描画法をも処理するように、フレキシブルに設計されている。
【００２７】
摂動効果を評定するために使用することのできる１つのデバイスとして、Ｓｉｇｍａ７３００などのＳＬＭ描画装置がある。そうした描画装置の描画グリッドのレイアウトを図７に示す。フィールド・グリッドは、４分割されたＳＬＭフィールド内のパス７０１、７０２、７０３及び７０４間でシフトされる。さらに、画素グリッド上でシフトを行って、対称形のコンタクト部及び線端部を作る。４回のパスを同じ画素グリッド上に置くと、好ましくない斜めコンタクト部及び線端部が作られる［１５］。図７は、ＳＬＭ及び画素の両観点からみたグリッドのレイアウトを示す図である。
【００２８】
図４は、ワークピースにパターン形成する、本発明による実施例の流れ図である。第１の動作では、当業者であれば誰もがよく知っている従来の技術に従って、レジスト、電磁感応コーティング、又は特定分子に反応しやすいコーティングを基板上に塗布する。第２の動作では、所与の露光線量を有する１回目のパスでレジストを露光させる。マルチ・パス方式を使用して基板にパターン形成する別の方法がいくつかある。第１の方法は、第１の部分を各パスで次々に速やかにパターン形成してから、別の部分を各パスで露光させる方法である。別の方法は、まずウェハ又は基板全体を１回目の露光パスで露光させ、それが終わると、もう一度スタート位置から次のパスを始める。ウェハ全体を完全に露光させるまでこれを続ける。スタート位置から始めずに、パスを１回おきに逆方向に露光することもできる。露光させるべき部分をランダム化することも可能である。
【００２９】
２回目の露光を開始する前に、レジストを露光するための線量が増加される。線量の増加は、パターン形成されるレジスト、及び完全に露光を完了するパスの回数から選択されることが好ましい。線量はパス毎に増やしたり減らしたりすることができる。つまり、露光させる各パスは、今露光させたパスより高い／低い露光線量を有する。ワークピースを完全に露光させた後、よく知られた技術に従って、このワークピースは現像される。
【００３０】
基板の露光に使用されるパターン発生器を操作する操作者は、線量の増加をパス間で手動設定することができる。どんな種類のレジストを露光し、操作者が何回パスを使用したいかの情報を提供後、この線量の増加を機械によって自動的に保存し選択することもできる。操作者が、それぞれのパス用に自動的に選択された露光線量に満足しない場合、操作者はそれらのうち１つ又は複数を変えることができる。
【００３１】
一実施例によれば、各パスの実際の線量は、限界寸法均一性を最適化するように選択することができる。限界寸法均一性の線量は、それぞれのレジスト又は乳剤間で異なるものと考えられる。限界寸法均一性を最適化するために、マルチ・パス描画方式において各描画パスの最適線量を決める１つの方法は次の通りである。図５では、４回の描画パスを使用して４本の線を露光させる。最先端４パス描画方式では、各パスに同じ線量、つまり露光閾値の２５％の線量が与えられる。レジストの露光は累積効果である。つまり、１回の描画パスに線量を全部加えることもできるし、何回かの描画パス間で線量を分割することもできる。１回又は複数回の描画パス内で欠陥が均等化されるため、マルチ・パス描画方式は好まれる。ある特定のレジストの場合、ある線量がこのレジストに加えられたときに露光が起こる。露光閾値を下回ると、露光は起こらない。未露光から露光への移行は、比較的急激で、はっきりと画定される。
【００３２】
各パスの効果を判断する１つの方法は、各パスに摂動を導入し、その摂動がどのようにＣＤに影響を及ぼすかを見ることである。１回目の描画パスでは、第１の線３０５に摂動を与える。摂動は、線量の変更でもよいし、線寸法の変更でもよい。摂動は、例えば２％の増量といった、わずかな線量変動であることに留意されたい。１回目の描画パスでは、露光閾値の２７％で第１の線を露光させ、第２の線５１０、第３の線５１５及び第４の線５２０を、露光閾値の２５％で露光させる。２回目の描画パスでは、第２の線５１０に摂動を与える。３回目の描画パスでは、第３の線５１５に摂動を与え、４回目の描画パスでは、第４の線５２０に摂動を与える。
【００３３】
４本の線の４回の露光を完了後、各描画パスにおいて１本の線が変形している場合、それらの線をＣＤ測定する。図６は、露光後のこうした４本の線を示す。これらの線は、単に分かりやすくするために、幅を幾分誇張してある。この図から、第１の線６０５が第２の線６１０より高いＣＤを有し、第２の線６１０が第３の線６１５より高いＣＤを有し、第３の線６１５が第４の線６２０より高いＣＤを有することが明らかである。描画線量が、各描画パスに対して同等であるという前提で、このことは、摂動が、より早い時期の描画パスにおいて導入されるほど、後の描画パスにおけるよりも、パターンに影響を及ぼすことを説明している。
【００３４】
特定の描画線量で、より早い時期に描画されたパスほど、同じ線量で描画された後のパスより、レジストに影響を及ぼすことが実験的に示されている。１回目の描画パスにおける摂動は、２回目以降の描画パスにおける同じ摂動より大きな影響を及ぼす。それぞれのパスが少なくとも部分的に互いに重畳するマルチ・パス描画方式では、通常のパターンが見られる場合、程度の差こそあれ、この影響はやはり顕著であり得る。この通常のパターンは、１回目の描画パスにおいてサブ・パターンがオーバーラップするような領域に相当する。早い時期の描画パスと同じ線量で行う後の描画パスほど、早い時期の描画パスほどにはレジストに影響を及ぼさないことは、程度の差こそあれ、毛抜き合わせ誤差（ｂｕｔｔｉｎｇ  ｅｒｒｏｒ）が顕著になり得るという別の影響をもたらす。ＣＤ均一性は、ある特定のパターンがどの描画パス上で隣接するかによってきまる。マイクロ・ミラー・デバイス（ＳＬＭ）を利用して完全なパターンを作り、この印刷パターンを基板上に発生させる場合、各描画パスにおいて、多数の物体画素のうちいくつかのスタンプが合わされる。こうしたスタンプは、隣接領域内で部分的にオーバーラップさせることができる。各描画パスにおいて同じ線量を使用する場合、隣接領域を表す特徴的なパターンが１回目の描画パスから現れる。
【００３５】
３．フォトレジストの化学作用
３．１  ＤＸ１１００Ｐフォトレジストの化学作用
ＤＸ１１００Ｐは、クラリアント社からの第１世代の２４８ｎｍＤＵＶレジストであり、低反射性基板をねらいとしていた。ＤＸ１１００Ｐ（Ｍｗ≫１０．０００）は、ポリグリコール・メチルエーテル・アセテート（ＰＧＭＥＡ）に溶解させた、アセタール系保護基（揮発しにくく、単純なアセタールよりバルキーなビニルエーテル）を有する基幹材料としての（ポリ）４−水酸化スチレン（ＰＨＳ）と、光酸発生剤（ＰＡＧ）としてのトリフェニルスルフォニウム・トリフレート（沸点＝１６２℃）と、光分解性塩基［９、１０］（ＰＤＢ）としての水酸化トリフェニルスルフォニウムとからなる。置換すると、高度の疎水性（保護率は約３０％）になるという性質がある。加えられた塩基は、ポリマー鎖に固定され、塩基によって引き起こされた拡散効果は、取るに足らないものとなる。露光中、ＰＡＧは、強い有機スルフォン酸、つまり保護アセタール基の分解に触媒作用を及ぼすトリフルオロ・メタン・スルフォン酸（ＣＦ３ＳＯ３Ｈ）を発生する。ポリ・アセタールがすべてそうであるように、反応が進むためには、脱保護当たり水の一当量がどうしても必要である。ＰＡＧは、照射時、中程度の強さで小さい高速拡散酸性種を形成する。サイズが小さいことは、高拡散率につながる。酸の強さ（ｐＫａ）は、アセタール保護基の塩基度及び所望のＰＥＢ温度に慎重に整合される。ＣＦ３ＳＯ３Ｈ（ａ．ｋ．ａ．トリフリック酸）に対するｐＫａ値は、＞−１２［１６］と報告されている。酸触媒が媒介する次のレジストの加熱分解によって、保護基はばらばらになる。脱保護反応を図７に概略的に示す。Ｅａ＜２０ｋｃａｌ／モルという低活性化エネルギー（Ｅａ）レジストであるため、脱保護の大部分は露光中に室温で起こる。露光すると、ＰＤＢは、ジフェニル・スルフィド及び高反応フェニル基にばらされ、それらがポリマー・フェノールと再結合する。塩基を加えることの主な考え方は、露光領域から未露光領域に拡散する酸分子が、光分解性塩基に捕らえられ中和されるということである。
【００３６】
図８は、ＤＸ１１００Ｐの化学作用の脱保護反応を概略的に示す図である。
【００３７】
３．２  ＦＥＰ−１７１フォトレジストの化学作用
富士フィルム・アーチ社のＦＥＰ−１７１は、電子ビーム応用例及び光学的応用例のどちらにも使用することのできるレジストである。ＤＸ１１００Ｐの後継となる材料の調査において、ＦＥＰ−１７１は、プレ・コーティングされたマスク・ブランクで業界を支援するＨＯＹＡ社のマスク・ブランク事業部（Ｈｏｙａ  Ｍａｓｋ  Ｂｌａｎｋ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ）からマスク界が市販入手可能であるのみならず、レジスト・プロファイル及び環境安定度に関する性能がよいことから注目をあびた。
【００３８】
ＦＥＰ−１７１は、知的所有権下にあるため、詳しい情報はここでは記載しない。但し、ＦＥＰ−１７１は、塩基性、分子サイズ及び作用を調整するための添加剤を有する２成分ＰＨＳ系レジストである。アミン添加剤は、酸移動度を制約し、ＰＣＤ及びＰＥＤ安定度、並びに有効寿命を改善するためにも使用される。使用される溶剤は、ＰＧＭＥＡ／ＰＧＭＥ混合物である。単純なアセタール配合レジスト［１７］に比べ、バルキーなアセタールのブロック基（図９）及び光酸発生剤の特定品目を使用すると、プロファイル、解像度及び溶解コントラストが改善される。ＰＡＧ自体はかなり大きく強力で、光分解中、拡散の遅い酸を発生する。ＦＥＰ−１７１の場合、露光中ではなく、たいていＰＥＢ工程においてポリマーの脱ブロッキング反応が起こるので、単純なアセタール配合レジストとは異なる。それでも、バルキーなアセタール・ポリマーは、その脱ブロッキング反応が進むために、ほんの少しの熱エネルギーしか要しない。したがって、高活性化エネルギー・ブロッキング化学作用の場合はたいていそうであるように、レジストは、触媒酸のあまりにも強力すぎる熱駆動拡散に見舞われる必要はない。ポリマーのこの独特の設計によって、ＦＥＰ−１７１は、ＰＥＢ温度に対して感度が低いばかりでなく、大気圧下は勿論のこと真空下でも充分なＰＥＤ安定度を発揮する。
【００３９】
４．実験条件及び方法
４．１  処理及びリソグラフィ評定
市販のコーティングされたＡＲ８クロム・マスク・ブランクを使用した。ブランクは、ＤＸ１１００Ｐフォトレジスト又はＦＥＰ−１７１フォトレジストのどちらかのコーティングだった。マスク・ブランクをすべて、マイクロニック・レーザ・システム社のＳｉｇｍａ７３００ＤＵＶマスク描画システム上で露光させた。これらのマスクを、ゾーン調整された熱板と、エクストラクション・システムズ社（Ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）製アミン・フィルタとを備えた、ステアグ・ハマテック社（ＳＴＥＡＧ  Ｈａｍａｔｅｃｈ）製ＡＰＢ５０００電気コンロ上でベークした。ベーク温度は、ＤＸ１１００Ｐの場合７０℃、ＦＥＰ−１７１の場合１２０℃で、双方とも、温度上昇時間は１８０秒、温度安定時間は６０秒であった。コンロ全体にわたる温度変動は、上昇中は１℃未満、安定時は、０．２℃未満であった。次いで、界面活性された現像液であるＡＺ７２６ＭＩＦ（重量パーセント２．３８のテトラ・メチル水酸化アンモニウム、つまりＴＭＡＨ）（クラリアント社製）を使用し、スプレー現像とパドル現像とを組み合わせて、６０秒間マスクをステアグ・ハマテック社製ＡＳＰ５００システム上で現像した。パターン形成されたマスク・ブランクを測定するために使用した計測システムは、ＫＬＡ８２５０Ｒトップ・ダウンＣＤ−ＳＥＭであった。
【００４０】
レジスト・プロファイル及びレジスト溶解時間への浮遊物汚染による予想される影響を最小限に抑えるために、プロセスの工程同士の間隔を一定に且つ可及的に短く保持した。露光と露光後ベークとの間の遅延時間、及び露光後ベークと現像との間の遅延時間は、それぞれ５分未満であった。クリーン・ルーム内でのアミン総濃度は、８〜１２ｐｐｂであった。露光後、マスク・ブランクを露光室内のＳＭＩＦボックス内に装着し、その後手動でホット・プレートに移した。露光ツールは、エクストラクション・システムズ社製アミン・フィルタを備えているので、分子塩基総濃度は、環境室内で、通常１ｐｐｂ未満であった。
【００４１】
４．２  線幅誤差源
この調査では、露光ツール及びプロセス装置はどちらも、ＣＤ誤差源となる可能性がある。これらの装置特有の特性についての知識を利用すれば、求めるパラメータにその特性が及ぼす影響を相殺、又は少なくとも最小限に抑えることができる。したがって、露光システム及びプロセス装置からの誤差原因を最小限に抑えるために、数々の工程を踏んだ。すべての中で最も明らかな原因は、おそらく総括的プロセス、つまり現像プロセスの回転特性から生じる放射の線幅変動であろう。基準構造を有する局部パターンを使用すると、この誤差源からの原因を最小限に抑えることができる。フィッティング回転特性の線幅範囲は、１５．２４ｃｍ（６インチ）のマスク全体にわたって通常５ｎｍ未満である。残りは、現像プロセスにおける非システム的誤差である。こうした誤差は、セルの繰返し測定を平均化することによって対処される。実験は、各セル内の相対測定に基づいており、１つのセル１００１は、数ｍｍ２未満である。図１０にハッチ・パターンで示すＣＤ領域間のプロセス変動の特徴的な長さスケールに比べ、セル１００１は非常に小さいため、誤差は１ｎｍ未満であると推定される。
【００４２】
露光ツールについては、より徹底的な議論が必要である。実験の設定の説明から分かるように、１回のパスにおける擾乱が線幅に及ぼす影響は、擾乱の影響を受けていない線の線幅に関係する。パス間をオフセットせずに露光を行うと、ＳＬＭ上の同じ領域が各パスのために使用されるため、ＳＬＭからの原因は相殺される。これにより、各パスは、まったく同じＳＬＭ条件下で露光される。フィールド間の線幅繰返し精度は、測定ツール（動的繰返し精度は２ｎｍ）の繰返し精度より低い。測定箇所はすべて、予想される誤差源を排除するために、フィールド間の合わせ領域を避けている。
【００４３】
線幅はどちらかと言えば、パス間のオーバーレイの影響を受けにくいことが分かる。図１１に示すように、線幅が測定ツールの繰返し精度以上に相当な影響を受けるには、オーバーレイ誤差１１０１は、４０ｎｍ超である必要がある。使用された露光ツールのパス間オーバーレイ誤差は、通常１５ｎｍ（３σ）未満である。通常の露光条件下で使用されるツールのオーバーレイの方がずっとよい。図に示すデータは２回のパス間のオーバーレイ誤差なので、より小さい線幅誤差は４回のパスから期待される。オーバーレイが原因となる予測線幅誤差は、１ｎｍ未満である。
【００４４】
線量変動によって、ＰＥＢ前は光生成酸が増え、したがってポリマーの脱保護率が高くなることになる。レーザのパルス間安定度は、露光ツール／レジスト・システムの組合せの線量感度を通じて線幅に影響を及ぼす。この調査における露光線量では、ＤＸ１１００Ｐレジスト及びＦＥＰ−１７１レジストのどちらも感度は１．５ｎｍ／％の線量変化であり、レーザの線量安定度は、１％未満（通常の偏差）である。これにより、どちらの場合も、レーザ変動が原因の１．５ｎｍ線幅変動をもたらす。
【００４５】
露光ツールの焦点安定度は、設定値誤差も含め、５０ｎｍ（３σ）より良好である。焦点は、線幅と焦点と露光との間の関係を通じて、得られる線幅に影響を及ぼす（Ｂｏｓｓｕｎｇ図）。露光は、等焦点線量に近づけて行われたので、線幅と焦点との関係はフラットである。焦点変動から生じる線幅誤差の見積もりは２ｎｍ未満である。
【００４６】
パス間の遅延時間も、得られる線幅に影響を及ぼす。光の拡散又は散乱が原因の公称非露光領域内の光生成酸は、無視してよいと考えられる。ＤＸ１１００Ｐの場合、パス間の遅延時間による影響があることから、遅延時間は数秒内に一定に保った。ＣＤの指数関数的挙動をパス間の時間関数とすると、この誤差は０．５ｎｍ未満と推測される。
【００４７】
ＰＥＢ中の温度変動が、線幅変動をもたらすことがある。ＰＥＢ温度が上がっても光分解から生じる酸量は変化しないが、加えられたエネルギーによって酸移動度が上がり、それにより脱保護レベルも上がる。ＦＥＰ−１７１を測定すると、温度感度は０．３ｎｍ／℃であり、文献の報告によると、ＤＸ１１００Ｐの場合は１ｎｍ／℃未満である。使用されたベーク・システムの具体的な温度均一性は、安定状態で０．２℃、上昇中は１℃であり、ベーク・システムによる１ｎｍ未満の誤差が生じる。
【００４８】
誤差源はすべて、互いに無関係であると考えられ、したがって垂直に加えることができる。知られているこうした誤差源すべての総合誤差は、以下の式により合計される。
【００４９】
【数１】
2007501431.tif 000004
但し、
ＣＤｐｕｌｓｅ−ｔｏ−ｐｕｌｓｅ＝パルス間のレーザ変動が原因となる総ＣＤ誤差
ＣＤｏｖｅｒｌａｙ＝オーバーレイが原因となる総ＣＤ誤差
ＣＤｆｏｃｕｓ＝焦点変動が原因となる総ＣＤ誤差
ＣＤｔｉｍｅ  ｄｅｌａｙ＝露光工程とＰＥＢとの間の遅延時間の影響が原因となる総ＣＤ誤差
ＣＤＰＥＢ＝ＰＥＢ中の温度変動が原因となる総ＣＤ誤差
ＣＤｄｅｖｅｌｏｐ＝現像プロセスが原因となる総ＣＤ誤差
である。
実際の数字を入れると、総合誤差値（Ｅｒｒｏｒｔｏｔａｌ）≫３．１ｎｍである。
【００５０】
４．３  印刷モードの影響
露光経路及び各露光間の遅延時間が及ぼす影響を調べるため、４パス印刷のそれぞれの変動を、ＤＸ１１００Ｐレジストを使用して調査した。基準として１パス露光も使用した。４パス印刷では、総公称線量の２５％を各パスに使用した。露光間の遅延時間を調整するために、１回の露光それぞれに時間的手法を採用することによって、マスク・ブランク全体の印刷をシミュレートした。露光は、図１２の１２１０内１〜５に示すプレート上の５箇所のみで行った。プレート全体の描画をシミュレートするため、５箇所での描画間遅延時間は１５分であった。公称フィーチャサイズは２ｍｍであり、ＳＥＭ内の明部の交差部を測定して、全ケースの線幅変化を判断した。
【００５１】
早い工程の試行では、限界寸法変化と適用線量変化との間に緊密な関係が観察された。この関係は、ΔＣＤ≒ｋ＊Δ線量、で表すことができ、この場合ＣＤはナノメータに換算して表され、ｋは定数であり、線量は露光閾値のパーセンテージに換算して表される。クラリアント社製ＤＸ１１００の場合、等焦点線量での定数ｋは、約１．５である。
【００５２】
ＣＤ変化と線量変化との関係が得られると、上記のＣＤ測定から最適な線量配分を予測することが可能である。ＣＤ均一性を最適化するために、それぞれのパスがレジストに同等な影響を及ぼすこと、つまりいずれかの描画パスへの摂動導入によって同じ効果が生ずることが望まれる。
【００５３】
ＤＸ１１００の場合、４パス描画方式を使用したときに最適なＣＤ均一性を提供する線量配分は、１回目の描画パスでは２０％、２回目の描画パスでは２３．３％、３回目の描画パスでは２６．７％、そして４回目の描画パスでは３０％である。
【００５４】
図１２から分かるように、線幅への最もめざましい影響は、逆印刷モード１２２４を使用したときに起こった。逆印刷モードにおいて、プレート上の位置１及び位置５が、続けてほとんど間隔をあけずに２回の露光を受けたことによって、これらの位置では線幅が著しく増大した。この図から、４パスインターレース・モード１２２２が、１パス・モードよりも広い合わせ寸法をもたらしたことも分かる。一方、通常印刷モードは、１パス・モード１２２１よりも狭い線幅となった。このように、ＤＸ１１００Ｐを使用する場合は、描画方式に応じて、異なる公称線幅が得られる。しかし、データにオフセットを適用することによって、逆印刷モード１２２４を除くすべてのモードについて、この効果をなくすことができる。先に述べた別の実験では、ＤＸ１１００Ｐを使用した場合、１回目の露光パスが、最後の線幅に主に影響を及ぼしたことが明らかだった。これにより、等線量４パス法を使用する代わりに、工程的線量法による実験を行うことになる。工程的線量という概念を最適化するためのプロセス中、前の材料内のレジストのフーチング及び定常波が過剰だったため、ＤＸ１１００Ｐの化学作用からＦＥＰ−１７１の化学作用への切り換えを行った。したがって、本明細書において報告する以下の調査はすべて、ＦＥＰ−１７１フォトレジストを使用して行った。
【００５５】
４．４  線量法の影響
印刷モードの効果の他に、各パス内に加えた線量による影響も調査した。プレート全体にわたってよりよい線幅均一性を得るために、工程的線量法をテストした。２つの手法を適用し、パスのうち１回に線量増加（露光係数）による擾乱を加えるか、設計された線幅データにバイアスを加えるかした。
【００５６】
６種の組合せすべてにつき４回の描画を行い、第１回は１回目のパスに擾乱を加え、第２回は２回目のパスに擾乱を加えるなど、図１３に示すように、合わせて２４種の組合せを得た。このグラフは、６種の方法及び１回のパス毎の線量係数を、露光量換算及び総露光量のパーセンテージの両方で示している。合計１０００の線量単位は、１パス印刷の露光量に相当する。縦軸は露光係数である。幅の広いバーの上の細いバーは、欠陥を意図的に導入したときの、プラス５０露光係数単位摂動の線量擾乱を示す。
【００５７】
図１４に示す第１の実験では、意図的な擾乱は、図１３に誤差バーで表す５％の線量変動に相当する５０露光係数単位であった。フィーチャサイズは公称３２０ｎｍであった。使用したレジストはＦＥＰ−１７１であった。得られた線幅（縦軸で示す）は、横軸で示すパス数における加えた線量擾乱に対するグラフである。測定したフィーチャが明部のフィーチャだったため、線幅は、公称値よりも狭い。
【００５８】
２５％及び５０％（２５０及び５００露光係数単位）という、より高い擾乱線量による影響を図１５に示す。擾乱線量のそれぞれに対し、４回の各描画パスにおいて擾乱を加えた場合と加えていない場合の試行を示す。明部のフィーチャの測定を行って、線幅が公称３２０ｎｍ線幅より上か下かを判定した。図１６に示す第２組の試行を行って、負の線量バイアスが及ぼす影響を判定し、投影線幅に換算して表した。こうした線幅バイアスを、それぞれの描画パスにおいて負の擾乱として加えた。加えた線幅バイアスは、−２０、−５０及び−１００ｎｍである。公称フィーチャサイズは４００ｎｍであった。やはり明部のフィーチャに対し測定を行った。より高いバイアス１６０３は、後に続く描画パスよりも１回目の描画パスにおいてより影響を及ぼしやすいことを示した。図１７は、同じ負の線幅バイアスを公称フィーチャサイズ１０００ｎｍに対して加えた場合の図である。やはり、より高いバイアス１７０３は、後に続く描画パスよりも１回目の描画パスにおいてより影響を及ぼしやすいことを示した。
【００５９】
５．解説
光酸発生剤及び関連する酸発生の特性、並びに化学増幅型レジスト内の触媒作用の特性は、リソグラフィ性能を判定する際に決定的な役割を果たす。したがって、調査した２つのレジストの化学作用、及びＳｉｇｍａ７３００レーザ・パターン発生器の描画方式に対するこの化学作用の意味合いを解説する。光生成酸の強さは、フォトスピード、サイズに対する線量、脱保護効率、露光後遅延時間の安定度、及び露光後ベークの感度などのパラメータに影響を及ぼす場合がある。酸のサイズは、移動度、酸損失、解像度、定常波、及び遅延時間安定度に影響を及ぼす。一般に、小さくて強い酸は、高脱保護効率及び高酸拡散をもたらす。したがって、大きくて弱い酸については、これと反対のことが酸拡散及び脱保護効率に関して言える。比較的力が弱く、小さいサイズの酸は、低脱保護効率及び高拡散につながる。したがって、力が弱く大きなサイズの酸は、低脱保護効率、及びより低酸拡散を呈すると推測される。高蒸気圧及び低沸点を有する酸は、露光中及び／又はＦＥＢ中に露光領域を容易に脱出することができる。
【００６０】
局部の酸濃度は、空中像に正比例している。フィーチャの縁端部には、傾斜のついた強度プロファイルがあり、したがって酸勾配が形成される。酸勾配が浅い場合は、酸勾配の傾斜がよりきつい場合よりも拡散駆動力が小さい。閾酸濃度前線より先にあるポリマー・マトリックスに反応する現在の低濃度酸と、それに対応する酸との間に競争プロセスがある。ガス又は樹脂可塑化反応による副産物が原因で、ポリマー・マトリックス内の自由体積が増加するため、酸移動度が高くなる場合がある。ガス生成物はフィルムから急速に脱離するため、生じた自由体積は永久には残らないということが分かっている［１８］。
【００６１】
酸拡散効率Ｄ及び拡散長Ｌは、次の等式を使用して計算することができる。
【００６２】
【数２】
2007501431.tif 000005
但し、
ｓ＝イオン伝導率
ｋ＝ボルツマン定数
Ｔ＝絶対（拡散）温度
［Ｈ＋］＝酸量（濃度）
ｑ＝イオン価
である。拡散長Ｌは、次の式から計算することができる。
【００６３】
【数３】
2007501431.tif 000006
但し、ｔ＝ベーク（拡散）時間である。
【００６４】
拡散効率及び拡散長の等式から、ＦＥＢの温度が高くベーク時間が長いほど、酸拡散長は概して大きくなることが明らかである。一方、線量が多いほど酸濃度が高くなり、それにより拡散効率が悪くなり、したがって拡散長がより短くなる。しかし、上記の拡散効率等式によれば、線量が増えるに従って、イオン伝導性も高くなり、次いでそれが拡散効率を高める。したがって、線量が酸拡散長に及ぼす影響は、単に単純なものではない。加えて、酸のイオン価が小さいほど拡散効率が高くなり、それにより、拡散長がより大きくなる。
【００６５】
露光すると比較的小さく強い酸を形成するＤＸ１１００Ｐは、アミンで酸性度が緩和されるにもかかわらず、過剰な酸拡散を被る場合がある。反対に、露光中に比較的大きく強い酸を形成するアミンによって緩和されたＦＥＰ−１７１は、したがって酸拡散にあまり影響を及ぼさない。しかし、適切な描画方式を使用することによって、ＤＸ１１００Ｐ又は同様に作用するレジストが及ぼす遅延時間のマイナス効果を打ち消すことができる。ＦＥＰ−１７１は、１回のパス毎の線量による影響が付加的であり、露光中に事実上脱保護が起こらず、したがって露光後ベークの前に酸拡散反応又は酸触媒反応が同時に起こらないため、レーザ描画装置にとって理想的な挙動を呈する。これにより、ＦＥＰ−１７１の場合、描画方式の選択にこだわらなくてすむ。
【００６６】
残留溶剤含有率が、２つのレジスト間で異なる可能性がある。溶剤によって光生成酸［５］の移動度が向上する。ＤＸ１１００Ｐを典型的に７０℃でベークし、ＦＥＰ−１７１を１２０℃でベークしたので、残留溶剤含有率は、ＦＥＰ−１７１の場合の方が低いはずである。このことにより、酸移動度及び拡散長も小さくなり得る。ＦＥＰ−１７１内の逆イオンについての情報が無いため、２つのレジスト間を具体的に比較することができないので、逆イオンが酸拡散に対して持ち得る意味合いも分からない。
【００６７】
Ｓｉｇｍａ７３００レーザ・パターン発生器は、４パス・オフセット印刷方式を採用している。パスの回数を減らすと、スループットが高くなり、遅延時間効果に関して有利である。しかし同時に、ＣＤ均一性及びオーバーレイ／重ね合わせ精度が悪くなることがある。したがって、マスク描画装置のリソグラフィ性能を最大に引き出すために、適切な描画方式を選択することは極めて重要である。パスの時間順序及び線量法、並びに印刷方向の選択を可能にする内部フレキシブル性によって、酸拡散現象が原因で生じる結像ボケによる影響が低減される。このように、Ｓｉｇｍａ７３００レーザ・パターン発生器のこの固有の特徴により、ＤＵＶレジストの化学作用が解像度及びＣＤ均一性に及ぼす影響が、非常に効果的に低減される。
【００６８】
６．結論
本明細書の記載では、Ｓｉｇｍａ７３００描画方式内の構成要素のうちいくつかが、２つの化学増幅型レジスト（ＤＸ１１００Ｐ及びＦＥＰ−１７１）のリソグラフィ性能に及ぼす影響を検討した。光生成酸及びその拡散特性によっては、描画方式の選択が、線幅調整のために非常に重要であることがある。ＤＸ１１００Ｐを使用する場合、露光パス間のタイミングが、線幅変動を起こすことが分かった。逆描画モードは、ＤＸ１１００Ｐがコーティングされたプレート上に印刷を行う場合は、プレート全体にわたり線幅変動が比較的大きくなるため、特に好ましくないことが分かった。最適なマスク作製におけるＤＵＶ化学増幅レジストに関連する当初のプロセス安定度問題は、フォトレジストＦＥＰ−１７１を使用することによって、Ｓｉｇｍａ７３００レーザ・パターン発生器では今は大いに低減されている。ＦＥＰ−１７１は、その中に含まれ、脱保護が起こるために比較的高い活性化エネルギーを必要とするポリマー構造、つまり低拡散ＰＡＧ及びバルキーなブロック基のおかげで、充分な性能を発揮することが実証されている。実際、ＦＥＰ−１７１はどちらかと言えば、加える線量及び線幅擾乱を選ばないので、特定の描画方式は必要ないと思われる。それでも、知的なやり方で１回ごとのパス及び印刷方向の調整が可能であれば、Ｓｉｇｍａ７３００露光ツールは、ＤＵＶレジスト構造に対し非常にフレキシブルになる。
【００６９】
いくつかの特定の実施例
本発明は、方法として、又はこの方法を実施するようになされたデバイスとして実施することができる。この同じ方法を、照射方式の構成、基板上感応層の露光、又はデバイス構造の作成という観点から見ることができる。本発明は、描画パス間線量増大化描画方式を開発又は実施するためのロジックが刷られた媒体などの製造物品であり得る。
【００７０】
本発明の一実施例は、マルチ・パス描画方式においてエネルギー・ビームを使用しながら、エネルギー・ビームに感応する層をコーティングしたワークピース上に、フィーチャパターンの限界寸法を均一に向上させるためのリソグラフィ法である。この方法は、描画パスがエネルギー感応コーティングに同等に影響を及ぼすようにパスの個々の線量を決め、それによりフィーチャの限界寸法の均一性を向上させる工程を含む。この方法は、マルチ・パス描画方式を使用し、描画パスにおいて個別の線量を加えながらコーティングを露光させる工程をさらに含む。この方法は、任意選択でコーティングを現像することをさらに含むことができる。
【００７１】
この実施例のさらなる態様は、空間光変調器を使用してフィーチャを作成する工程を含むことができる。この実施例を実施するには、エネルギー・ビームは、ＥＵＶからＤＵＶの範囲のパルス状放射でよい。放射ビームの強度を偏向設置してフィーチャを作ることが可能な、変調器及び偏向器の構成を使用することができる。或いは、回折格子を使用してフィーチャを作ることもできる。
【００７２】
露光は２回以上の描画パスにおいて行うことができる。１回目の描画パスは露光閾値の半分未満の量の放射を使用することができ、２回目の描画パスは、露光閾値の半分を超える量の放射を使用することができる。或いは、露光を３回以上の描画パスにおいて行ってもよい。３回以上の描画パスでは、パスからパスへ線量を増加させる。線量は、直線的に、指数関数的に、又は対数的に増加させることができる。露光は４回以上の描画パスにおいて行うこともできる。
【００７３】
描画中、次の描画パスがワークピースのどの部分も露光させない前に、１回目の描画パスによってその全体を露光することができる。ワークピースの各部分を、同方向又は交互方向に露光させることができる。
【００７４】
この実施例の別の態様は、あるレジストについては、最後の露光パスの線量を１回目の露光パスより４０〜６０％増加させてもよいし、別のレジストについては、４５〜５５％増加させてもよいというものである。使用するレジストは化学増幅レジストでよい。ワークピースは、マスク基板又はウェハでよい。
【００７５】
別の観点から見ると、この開示は、先に述べた実施例を使用してマスク又はレチクルを作成する方法として実施することもできる。その場合、ワークピースはマスク又はレチクルであり、方法はワークピースにパターン形成する工程をさらに含む。パターン形成工程の後、コーティングを現像する工程が続く。或いはこの開示は、先に述べた実施例を使用してデバイス構造層を作成する方法として実施することもできる。その場合、ワークピースはウェハであり、方法はウェハをパターン形成する工程をさらに含む。或いはこの開示は、先に述べた実施例を使用して第２のワークピース上に精密な構造を作成する方法として実施することもできる。その場合、第１のワークピースはマスク又はレチクルである。この方法は、マスク又はレチクルを使用して、第２のワークピース上の放射感応材料からなる層を露光させる工程と、第２のワークピース上の露光層を使用して、第２のワークピース上のデバイス構造層をパターン形成する工程とをさらに含む。
【００７６】
好ましい実施例及び先に詳細に述べたいくつかの実施例に関して本発明を開示するが、こうした実施例は、限定する意味ではなく、説明のためのものであることを理解されたい。当業者は様々な変更及び組合せを容易に思い付くと考えるが、こうした変更及び組合せは、本発明の趣旨及び添付の特許請求の範囲に入るものとする。
【００７７】
参考文献
１．Ｓ．Ａ．ＭａｃＤｏｎａｌｄ、Ｎ．Ｊ．Ｃｌｅｃａｋ、Ｈ．Ｒ．Ｗｅｎｄｔ、Ｃ，Ｇ．Ｗｉｌｌｓｏｎ、ＣＤ．Ｓｎｙｄｅｒ、Ｃ．Ｊ．Ｋｎｏｒｓ、Ｎ．Ｂ．Ｄｅｙｏｅ、Ｊ．Ｇ．Ｍａｌｔａｂｅｓ、Ｊ．Ｒ．Ｍｏｒｒｏｗ、Ａ．Ｅ．ＭｃＧｕｉｒｅ、及びＳ．Ｊ．Ｈｏｌｍｅｓ、「Ａｉｒｂｏｒｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  ａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔ」、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＸＩＩＩ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．１４６６、ｐｐ．２〜１２（１９９１）
２．Ｓ．Ａ．ＭａｃＤｏｎａｌｄ、Ｗ．Ｈｉｎｓｂｅｒｇ、Ｒ．Ｗｅｎｄｔ、Ｎ．Ｃｌｅｃａｋ、及びＣ．Ｇ．Ｗｉｌｌｓｏｎ、Ｃｈｅｍ．Ｍａｔｅｒ．、５、ｐ．３４８（１９９３）
３．Ｅ．Ａ．Ｄｏｂｉｓｚ、Ｔ．Ｈ．Ｆｅｄｙｎｙｓｈｙｎ、Ｄ．Ｍａ、Ｌ．Ｍ．Ｓｈｉｒｅｙ、及びＲ．Ｂａｓｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂ１６（６）、ｐ．３７７３（１９９８）
４．Ｐ．Ｌ．Ｚｈａｎｇ、Ａ．Ｒ．Ｅｃｋｅｒｔ、Ｃ．Ｇ．Ｗｉｌｌｓｏｎ、及びＳ．Ｅ．Ｗｅｂｂｅｒ、「Ａｃｉｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  Ｔｈｒｏｕｇｈ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｉｌｍｓ」、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＸＩＩ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３０４９、ｐ．８９８（１９９７）
５．Ｌ．Ｓｃｈｌｅｇｅｌ．、Ｔ．Ｕｅｎｏ、Ｎ．Ｈａｙａｓｈｉ、及びＴ．Ｉｗａｙａｎａｇｉ、「Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ａｃｉｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｅｐ  Ｕｌｔｒａｖｉｏｌｅｔ  Ｒｅｓｉｓｔｓ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂ９（２）、Ｍａｒ．／Ａｐｒ．、ｐｐ．２７８〜２８９（１９９１）
６．Ａ．Ｒ．Ｐａｗｌｏｓｋｉ、Ｃｈｒｉｓｔｉａｎ，Ｐ．Ｆ．Ｎｅａｌｅｙ、「Ｍｉｃｒｏｍｏｌａｒ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｂａｓｅ  Ｑｕｅｎｃｈｅｒｓ  Ｉｍｐａｃｔ  ｔｈｅ  Ａｐｐａｒｅｎｔ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ｏｆ  Ｐｈｏｔｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔｓ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂ２０（５）、Ｓｅｐ．／Ｏｃｔ．、ｐｐ．２１６２〜２１６８（２００２）
７．Ｔ．Ｈ．Ｆｅｄｙｂｙｓｈｙｎ、Ｃ．Ｒ．Ｓｚｍａｎｄａ、Ｒ．Ｆ．Ｂｌａｃｋｓｍｉｔｈ、Ｗ．Ｅ．Ｈｏｕｃｋ、及びＪ．Ｃ．Ｒｏｏｔ、「Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ  Ｂｅｔｗｅｅｎ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  Ｒｅａｃｔｉｏｎ  Ｏｒｄｅｒ  ｉｎ  ａ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｓｙｓｔｅｍ、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂ１１（６）、Ｎｏｖ．／Ｄｅｃ．、ｐｐ．２７９８〜２８０６（１９９３）
８．Ｆ．Ａ．Ｈｏｕｌｅ、Ｗ．Ｄ．Ｈｉｎｓｂｅｒｇ、Ｍ．Ｉ．Ｓａｎｃｈｅｚ、及びＪ．Ａ．Ｈｏｆｆｎａｇｌｅ、「Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ  ｏｆ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｏｎ  Ｉｍａｇｅ  Ｂｌｕｒ  ｉｎ  ａ  Ｐａｔｔｅｒｎｅｄ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ−ｔｏｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ」、Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｖａｃｕｕｍ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｂ２０（３）、Ｍａｙ／Ｊｕｎｅ、ｐｐ．９２４〜９３１、（２００２）
９．Ｇｅｏｒｇ  Ｐａｗｌｏｗｓｋｉ、「Ａｃｅｔａｌ−ｂａｓｅｄ  ＤＵＶ  Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｓ  ｆｏｒ  Ｓｕｂ−Ｑｕａｒｔｅｒ  Ｍｉｃｒｏｎ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」、Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆａｂｔｅｃｈ、６ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ、ｐｐ．２１５〜２２２、（１９９６）
１０．Ｗ．Ｓｐｉｅｓｓ、Ｓ．Ｆｕｎａｔｏ、Ｙ．Ｋｉｎｏｓｈｉｔａ、Ｙ．Ｎｏｚａｋｉ、及びＧ．Ｐａｗｌｏｗｓｋｉ：「Ｈｉｇｈ  Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  ＤＵＶ  Ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔｓ  ＡＺＯ  ＤＸ  １１００Ｐ、ＡＺＯ  ＤＸ  １２００Ｐ、ＡＺＯ  ＤＸ  １３００Ｐ、ＡＺＯ  ＤＸ  ２０３４Ｐ、ＡＺＯ  ＤＸ  ２０５８Ｐ  ｆｏｒ  Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ」、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、Ｖｏｌ．４１／４２、ｐｐ．３３９〜３４２（１９９８）
１１．Ｈ．Ｆｏｓｓｈａｕｇ、Ａ．Ｂａｊｒａｍｏｖｉｃ、Ｊ．Ｋａｒｌｓｓｏｎ、Ｋ．Ｘｉｎｇ、Ａ．Ｒｏｓｅｎｃｌａｈｌ、Ａ．Ｄａｈｌｂｅｒｇ、Ｃ．Ｂｊｏｒｎｂｅｒｇ、Ｍ．Ｂｊｕｇｇｒｅｎ、及びＴ．Ｓａｎｄｓｔｒｏｍ、「Ｒｅｓｉｓｔ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ  ｆｏｒ  ａ  ＤＵＶ  Ｌａｓｅｒ  Ｐａｔｔｅｒｎ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．５２５６、２３ｒｄ  Ａｎｎｕａｌ  ＢＡＣＵＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ、ＣＡ、ＵＳＡ、Ｓｅｐｔ．９〜１２、２００３
１２．Ｃ．Ｊａｃｋｓｏｎ、Ｐ．Ｂｕｃｋ、Ｓ．Ｃｏｈｅｎ、Ｖ．Ｇａｒｇ、Ｃ．Ｈｏｗａｒｄ、Ｒ．Ｋｉｅｆｅｒ、Ｊ．Ｍａｎｆｒｅｄｏ、及びＪａｍｅｓ  Ｔｓｏｕ、「ＤＵＶ  Ｌａｓｅｒ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｆｏｒ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．５２５６、２３ｒｄ  Ａｎｎｕａｌ  ＢＡＣＵＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ、ＣＡ、ＵＳＡ、Ｓｅｐｔ．９〜１２、２００３
１３．Ｈ．Ｆｏｓｓｈａｕｇ、Ａ．Ｂａｊｒａｍｏｖｉｃ、Ｊ．Ｋａｒｌｓｓｏｎ、Ｋ．Ｘｉｎｇ、Ａ．Ｒｏｓｅｎｄａｈｌ、Ａ．Ｄａｈｌｂｅｒｇ、Ｃ．Ｂｊｏｒｎｂｅｒｇ、Ｔ．Ｓａｎｄｓｔｒｏｍ、「ＤＵＶ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  ｉｎ  Ｌａｓｅｒ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ」、ＡＲＣＨ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ’２００３
１４．Ｔ．Ｓａｎｄｓｔｒｏｍ、Ｐ．Ａｓｋｅｂｊｅｒ、Ｊ．Ｓａｌｌａｎｄｅｒ、Ｒ．Ｚｅｒｎｅ、及びＡ．Ｋａｒａｗａｊｃｚｙｋ、「Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  ｗｉｔｈ  ＳＬＭ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．４５６２、２１ｓｔ  Ａｎｎｕａｌ  ＢＡＣＵＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ、ＣＡ、ＵＳＡ、Ｏｃｔ．３〜５、ｐｐ．３８〜４４（２００１）
１５．Ｔ．Ｓａｎｄｓｔｒｏｍ、及びＮ．Ｅｒｉｋｓｓｏｎ、「Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｓｉｇｍａ７０００  Ｉｍａｇｉｎｇ  Ｐａｔｔｅｒｎ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ」、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．４８８９、２２ｎｄ  Ａｎｎｕａｌ  ＢＡＣＵＳ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  ｏｎ  Ｐｈｏｔｏｍａｓｋ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ｍｏｎｔｅｒｅｙ、ＣＡ、ＵＳＡ、Ｏｃｔ．１〜４、ｐｐ．３８〜４４、（２００２）
１６．Ｊ．Ｍａｒｃｈ、Ａｄｖａｎｃｅｄ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ：Ｒｅａｃｔｉｏｎｓ，Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ  ａｎｄ  Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ、３ｒｄ  Ｅｄｉｔｉｏｎ、Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ＆  Ｓｏｎｓ、１９８５、Ｃｈａｐｔｅｒ  ８
１７．Ｔ．Ｆｕｊｉｍｏｒｉ、Ｓ．Ｔａｎ、Ｔ．Ａｏａｉ、Ｆ．Ｎｉｓｈｉｙａｍａ、Ｔ．Ｙａｍａｎａｋａ、Ｍ．Ｍｏｍｏｔａ、Ｓ．Ｋａｎｎａ、Ｙ．Ｋａｗａｂｅ、Ｍ．Ｙａｇｉｈａｒａ、Ｔ．Ｋｏｋｕｂｏ、Ｓ．Ｍａｌｉｋ、及びＬ．Ｆｅｒｒｅｉｒａ、「Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ  Ｄｅｓｉｇｎ  ｏｆ  ａ  Ｎｅｗ  Ｃｌａｓｓ  ｏｆ  Ａｃｅｔａｌ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  ｆｏｒ  ＤＵＶ  Ｒｅｓｉｓｔｓ」、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＸＶＩＩ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．３９９９、ｐｐ．５７９〜５９０（２０００）
１８．Ｌ．Ｐａｉｎ、Ｃ．Ｇｏｕｒｇｏｎ、Ｋ．Ｐａｔｔｅｒｓｏｎ、Ｂ．Ｓｃａｒｆｏｇｌｉｅｒｅ、Ｓ．Ｔｅｄｅｓｃｏ、Ｇ．Ｆａｎｇｅｔ、Ｂ．Ｄａｌ’Ｚｏｔｔｏ、Ｍ．Ｒｉｂｅｉｒｏ、Ｔ．Ｋｕｓｕｍｏｔｏ、Ｍ．Ｓｕｅｔｓｕｇｕ、及びＲ．Ｈａｎａｗａ、「Ｒｅｓｉｓｔ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｎ  Ｕｌｔｉｍａｔｅ  Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｎｅｇａｔｉｖｅ  Ｔｏｎｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔ」、Ａｄｖａｎｃｅｓ  ｉｎ  Ｒｅｓｉｓｔ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  ＸＶＩＩＩ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ＳＰＩＥ、Ｖｏｌ．４３４５、ｐｐ．２５１〜２６０（２００１）
１９．Ｃ．Ｍａｃｋ、「Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｅｆｆｅｃｔｓ  ｏｆ  Ａｃｉｄ  Ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ  Ａｍｐｌｉｆｉｅｄ  Ｒｅｓｉｓｔｓ」、ＯＣＧ  Ｍｉｃｒｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｓｅｍｉｎａｒ：Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ’９５、Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２９〜３１、Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ、１９９５
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】マスキング層である非透過層、及びレジスト層である放射感応層を含むコーティングされた基板を示す図である。
【図２】Ｓｉｇｍａ７３００のシステム原理を示す図である。
【図３ａ】この調査において使用する通常描画モードによる描画法を示す図である。
【図３ｂ】この調査において使用する逆描画モードによる代替の描画法を示す図である。
【図３ｃ】この調査において使用するインターレース描画モードによる代替の描画法を示す図である。
【図４】本発明によるワークピースにパターン形成する実施例の流れ図である。
【図５】４回の描画パスを使用した、４本の露光された線を示す図である。
【図６】露光後の上記４本の線を示す図である。
【図７】脱保護反応を示す概略図である。
【図８】ＤＸ１１００Ｐ化学の脱保護反応を示す概略図である。
【図９】バルキーなアセタールのブロック基の使用を示す図である。
【図１０】テスト・パターンを配置して、フィッティング調整した回転プロセスの特徴を示す図である。
【図１１】２回のパス間のオーバーレイ誤差を示すグラフである。
【図１２】別の描画方式を使用した、マスク上の５箇所における露光を示す図である。
【図１３】６つの実験的組合せによる４回の描画を示す図である。
【図１４】様々なパスを描画中に、５０露光係数単位の意図的な擾乱を加えた場合を示す図である。
【図１５】２５％及び５０％（２５０及び５００露光係数単位）という、より高い擾乱線量の影響を示す図である。
【図１６】マイナスの線量バイアスを判定するために行った第２組の試行の結果を示す図である。
【図１７】正規の１０００ｎｍのフィーチャサイズにマイナスの線幅バイアスをかけた場合を示す図である。
【図１】
2007501431.tif 000007
【図２】
2007501431.tif 000008
【図３ａ】
2007501431.tif 000009
【図３ｂ】
2007501431.tif 000010
【図３ｃ】
2007501431.tif 000011
【図４】
2007501431.tif 000012
【図５】
2007501431.tif 000013
【図６】
2007501431.tif 000014
【図７】
2007501431.tif 000015
【図８】
2007501431.tif 000016
【図９】
2007501431.tif 000017
【図１０】
2007501431.tif 000018
【図１１】
2007501431.tif 000019
【図１２】
2007501431.tif 000020
【図１３】
2007501431.tif 000021
【図１４】
2007501431.tif 000022
【図１５】
2007501431.tif 000023
【図１６】
2007501431.tif 000024
【図１７】
2007501431.tif 000025
【国際調査報告】
2007501431.tif 000026
2007501431.tif 000027