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JPH11194506A - Pattern forming method - Google Patents

Pattern forming method

Info

Publication number
JPH11194506A
JPH11194506A JP10001659A JP165998A JPH11194506A JP H11194506 A JPH11194506 A JP H11194506A JP 10001659 A JP10001659 A JP 10001659A JP 165998 A JP165998 A JP 165998A JP H11194506 A JPH11194506 A JP H11194506A
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JP
Japan
Prior art keywords
baking
exposure
resist film
pattern
resist
Prior art date
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Application number
JP10001659A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3719837B2 (en
Inventor
Iwao Tokawa
巌 東川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP00165998A priority Critical patent/JP3719837B2/en
Publication of JPH11194506A publication Critical patent/JPH11194506A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3719837B2 publication Critical patent/JP3719837B2/en
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Expired - Fee Related legal-status Critical Current

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  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To form a resist film having a uniform and very precise size distribution. SOLUTION: The subject method is so composed that a pattern exposure is performed on a resist film formed on a mask (3), and subsequently baking process and a development process are performed (7) to thereby form a resist pattern. In this case, the baking process after the exposure is composed of primary and secondary processes ((4), (6)), and a process, in which a size distribution of the resist film is measured (5), is inserted between the primary and the secondary processes. The primary process is performed uniformly on the whole resist film, and the secondary process is performed partially to correct and uniform unevenness of the surface based on the measured size distribution.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、レジストパターン
を形成して基板を加工するリソグラフィ技術に適用され
るパターン形成方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method applied to a lithography technique for forming a resist pattern and processing a substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体集積回路製造に代表される
微細加工技術は、0.5μm以下のパターンの形成を実
現している。今後のさらなる微細化のためには、より微
細なレジストパターンの形成とこれに付随する加工技術
が求められる。リソグラフィ技術においては、生産性の
向上の為等を目的に、化学増幅系レジストに代表される
高感度レジストの採用が進んでいる。
2. Description of the Related Art In recent years, fine processing techniques represented by semiconductor integrated circuit manufacturing have realized the formation of patterns of 0.5 μm or less. For further miniaturization in the future, formation of finer resist patterns and associated processing techniques are required. In the lithography technology, high sensitivity resists represented by chemically amplified resists are being used for the purpose of improving productivity and the like.

【0003】しかし、レジストの高感度化は、一方でレ
ジストプロセスの不安定牲、あるいは処理条件に対する
マージンの無さを示す。例えば化学増幅系レジストで
は、一般のレジストに比較して高感度であるが、ベーキ
ング温度やベーキング時間に対する寸法変化が激しく、
高精度のベーキングが不可欠である。加えて、露光から
ベーキングまでの時間に依存して寸法の変化が発生し、
露光からの経過時間に依存した寸法分布が基板内に発生
することが報告されている。
However, increasing the sensitivity of the resist, on the other hand, indicates instability in the resist process or lack of margin for processing conditions. For example, a chemically amplified resist has higher sensitivity than a general resist, but has a large dimensional change with respect to a baking temperature and a baking time.
High-precision baking is essential. In addition, dimensional changes occur depending on the time from exposure to baking,
It has been reported that a dimensional distribution depending on the time elapsed from exposure occurs in a substrate.

【0004】例えば電子ビーム露光等の逐次露光方法で
は、露光時間が長いだけでなく、露光の速度もパターン
密度に依存して変えられたりする為、寸法の変動要因が
より複雑になっている。また、露光の終了後から露光後
ベーク(PEB :Post Exposure Bake)までの時間に依存
して、雰囲気の影響や発生した酸触媒の失活が生じる。
For example, in a sequential exposure method such as electron beam exposure, not only the exposure time is long but also the exposure speed can be changed depending on the pattern density, so that the dimensional fluctuation factor is more complicated. Further, depending on the time from the end of the exposure to the post-exposure bake (PEB), the influence of the atmosphere and the deactivation of the generated acid catalyst occur.

【0005】ステッパ等の光露光で用いられるレチクル
もリソグラフィ技術を適用して製作されるが、レチクル
製作工程においては、高感度レジストを用いても一時間
を超える露光時間を必要とする高密度データの露光もあ
る。この露光時間の長さに依存する寸法変動は今後の高
精度化に対して許容出来るものではない。また、特にレ
チクルの場合にはその外形形状が方形で厚さも数mmと
厚く、さらに熱伝導性が著しく悪い石英等のガラスでで
きている為、ウェハ基板の如き円形で熱伝導に優れた物
に比較してより複雑な熱特性を示し、均一なレジスト膜
のべーキングを一層困難にしている。
A reticle used for light exposure such as a stepper is also manufactured by applying lithography technology. However, in a reticle manufacturing process, high-density data requiring an exposure time exceeding one hour is required even when a high-sensitivity resist is used. There is also exposure. This dimensional variation depending on the length of the exposure time is not acceptable for higher precision in the future. In particular, in the case of a reticle, the outer shape of the reticle is rectangular, the thickness is several mm, and it is made of glass such as quartz, which has extremely poor thermal conductivity. It shows more complicated thermal characteristics as compared with the above, making it more difficult to bake a uniform resist film.

【0006】結果として、高感度レジスト、特に、化学
増幅系レジストの適用を困難にしている。また、レチク
ルの場合には、一枚毎に異なったパターンデータに基づ
き生産される為、同一のプロセスを用いても仕上がり寸
法を制御することが困難である。
As a result, it is difficult to apply a highly sensitive resist, particularly a chemically amplified resist. Further, in the case of a reticle, since each reticle is manufactured based on different pattern data, it is difficult to control a finished dimension even by using the same process.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
パターン形成方法では、露光からベーキングまでの時間
の長さに依存して寸法の変化が発生し、露光からの経過
時間に依存した寸法分布が基板内に発生するが、この寸
法不均一性は、今後の高精度化に対して許容出来るもの
ではない。
As described above, in the conventional pattern forming method, the dimension changes depending on the length of time from exposure to baking, and the dimensional distribution depends on the elapsed time from exposure. Are generated in the substrate, but this dimensional non-uniformity is not acceptable for higher precision in the future.

【0008】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、その目的とするところは、均一かつ高精度の
寸法分布を有するレジストパターンの形成を可能とする
パターン形成方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of forming a resist pattern having a uniform and highly accurate dimensional distribution. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
パターン形成方法は、被処理基板上に形成されたレジス
ト膜にパターン露光を行い、該パターン露光後にベーキ
ング及び現像処理を行うことでレジストパターンを形成
するパターン形成方法において、前記露光後ベーキング
は第一及び第二の工程からなり、かつ第一の工程はレジ
スト膜全体に対して均一に行い、第二の工程は該第一の
工程により得られた寸法分布の面内不均一性を補正して
均一にするように部分的に行うことを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method comprising: performing a pattern exposure on a resist film formed on a substrate to be processed; and performing a baking and developing process after the pattern exposure. In the pattern forming method for forming a resist pattern, the post-exposure baking includes first and second steps, and the first step is performed uniformly on the entire resist film, and the second step is performed in the first step. The method is characterized in that in-plane non-uniformity of the size distribution obtained in the process is partially corrected so as to be uniform.

【0010】また、本発明の請求項2に係るパターン形
成方法は、被処理基板上に形成されたレジスト膜にパタ
ーン露光を行う工程と、このパターン露光後に前記レジ
スト膜全体に対して均一にベーキングを行う第一のベー
キング工程と、この第一のベーキング後のレジスト膜の
寸法分布を測定する工程と、この測定された寸法分布に
基づいて面内不均一性を補正して均一にするように部分
的にベーキングを行う第二のベーキング工程と、この第
二のベーキング後のレジスト膜を現像する工程とを具備
してなることを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method, comprising: performing a pattern exposure on a resist film formed on a substrate to be processed; and uniformly baking the entire resist film after the pattern exposure. A first baking step of performing, and a step of measuring the dimensional distribution of the resist film after the first baking, to correct the in-plane non-uniformity based on the measured dimensional distribution so as to be uniform. A second baking step of partially baking and a step of developing the resist film after the second baking are provided.

【0011】本発明の望ましい形態は、以下に示す通り
である。 (1)レジスト膜の面内均一性を測定する工程は、レジ
ストパターンの潜像を測定する工程である。 (2)第二のベーキング工程において部分的に行うベー
キングとは、ポジ型レジストに対し、レジストパターン
寸法の大きい領域においてはベーキング時間を長くし、
寸法の小さい領域においてはベーキング時間を短くす
る。また、ネガ型レジストにおいては、レジストパター
ン寸法の小さな領域においてはベーキング時間を長く
し、寸法の小さい領域においてはベーキング時間を短く
する。
Preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) The step of measuring the in-plane uniformity of the resist film is a step of measuring a latent image of the resist pattern. (2) The baking performed partially in the second baking step is to increase the baking time in a region having a large resist pattern size for a positive resist,
The baking time is shortened in a small area. In the case of a negative resist, the baking time is lengthened in a region having a small resist pattern size, and the baking time is shortened in a region having a small size.

【0012】また、本発明の請求項3に係るパターン形
成方法は、被処理基板上に形成されたレジスト膜にパタ
ーン露光を行う工程と、このパターン露光後に前記レジ
スト膜全体に対して均一にベーキングを行う第一のベー
キング工程と、予め測定された寸法分布の面内不均一性
の測定結果に基づいて面内不均一性を補正して均一にす
るように部分的にベーキングを行う第二のベーキング工
程と、この第二のベーキング後のレジスト膜を現像する
工程とを具備してなることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a pattern forming method, comprising: performing a pattern exposure on a resist film formed on a substrate to be processed; and uniformly baking the entire resist film after the pattern exposure. A first baking step to perform, and a second baking to partially correct the in-plane non-uniformity based on the measurement result of the in-plane non-uniformity of the dimension distribution measured in advance so as to be uniform. A baking step and a step of developing the resist film after the second baking are provided.

【0013】また、本発明の請求項4に係るパターン形
成方法は、前記レジストは化学増幅系レジストであるこ
とを特徴とする。また、本発明の請求項5に係るパター
ン形成方法は、前記第二のベーキングは、温度制御され
たガスを被送風領域が面内均一性を達成するように送風
するものであることを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the pattern forming method, the resist is a chemically amplified resist. The pattern forming method according to claim 5 of the present invention is characterized in that the second baking is to blow the temperature-controlled gas such that the blown area achieves in-plane uniformity. I do.

【0014】本発明の望ましい形態は、以下に示す通り
である。 (1)温度制御されたガスの送風は、被送風領域が面内
均一性を達成するように送風時間を被送風領域毎に変化
させて行う。 (2)温度制御されたガスの送風は、被送風領域が面内
均一性を達成するようにガス温度を被送風領域毎に変化
させて行う。 (作用)本発明では、被処理基板上に形成されたレジス
ト膜にパターン露光を行い、このパターン露光後のベー
ク処理を第一のベーク処理と第二のベーク処理の2回に
分けて行う。ここで、第一のベーク処理をレジスト膜全
面に対して均一に行い、この第一のベーク処理により得
られた寸法分布の面内不均一性を補正して均一にするよ
うに部分的に第二のベーク処理を行う。
Preferred embodiments of the present invention are as follows. (1) The temperature controlled gas is blown by changing the blowing time for each blown area so that the blown area achieves in-plane uniformity. (2) The temperature-controlled gas is blown by changing the gas temperature for each blown area so that the blown area achieves in-plane uniformity. (Operation) In the present invention, pattern exposure is performed on a resist film formed on a substrate to be processed, and the baking process after the pattern exposure is performed in two stages, a first baking process and a second baking process. Here, the first baking process is performed uniformly over the entire surface of the resist film, and the first baking process is partially performed so as to correct and uniform the in-plane non-uniformity of the dimensional distribution obtained by the first baking process. A second baking process is performed.

【0015】このように、露光後ベーク処理を2回に分
け、レジスト膜全面に対して均一に行う1回目のベーク
処理の後に、そのベーク処理により生じた面内不均一性
を補正するように部分的に2回目のベーク処理を行うこ
とで、レジスト膜の寸法の面内均一性が得られ、高精度
のリソグラフィ工程が実現できる。
As described above, the post-exposure bake process is divided into two times, and after the first bake process is performed uniformly over the entire surface of the resist film, the in-plane non-uniformity caused by the bake process is corrected. By performing the second baking process partially, in-plane uniformity of the dimensions of the resist film can be obtained, and a high-precision lithography process can be realized.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施形態を説明する。 (第1実施形態)図1は、本発明の第1実施形態に係る
パターン形成方法によるパターン形成工程を示すフロー
チャートである。このフローチャートに沿って、このパ
ターン形成方法をマスクの製造工程に適用した例を用い
て説明する。また、図2〜図4は本実施形態に係るパタ
ーン形成方法を説明するための図であり、図2は第一の
ベーキング処理に用いられるベーキング装置の横断面
図、図3は第一のベーキング処理後のマスク内の寸法分
布を示す図、図4は第二のベーキング処理に用いられる
ベーキング装置の横断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a flowchart showing a pattern forming step by a pattern forming method according to a first embodiment of the present invention. An example in which this pattern forming method is applied to a mask manufacturing process will be described with reference to this flowchart. 2 to 4 are views for explaining a pattern forming method according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view of a baking apparatus used for a first baking process, and FIG. FIG. 4 is a view showing a size distribution in the mask after the processing, and FIG. 4 is a cross-sectional view of a baking apparatus used for the second baking processing.

【0017】まず、HOYA社製の6インチ角、0.25イ
ンチ厚の6025規格と呼ばれるクロムマスクブランク
スに日本合成ゴム社製のポジレジストを0.5μm膜厚
となるように塗布する(1)。このレジストを塗布した
後、このマスクに塗布されたレジスト膜の溶媒や水分を
除去して膜を緻密にすべく、90℃で10分のベーキン
グ(プリベーク)を行う(2)。
First, a positive resist made by Nippon Synthetic Rubber Co., Ltd. is applied to a 6 inch square, 0.25 inch thick chromium mask blank called 6025 standard made by HOYA to a thickness of 0.5 μm (1). . After this resist is applied, baking (prebaking) is performed at 90 ° C. for 10 minutes in order to remove the solvent and moisture of the resist film applied to the mask and to make the film dense (2).

【0018】次いで、加速電圧50KeVの電子ビーム
描画装置で10μC/cm2 の露光量で130mm角の
領域にパターン露光を行う(3)。露光パターンはマス
ク上で最小線幅0.8μmのデバイスパターンで、マス
クの寸法を測定する為の評価パターンが46箇所配置さ
れている。露光装置はVSB(可変成形ビーム)方式を
採用した装置で、2.5μC/cm2 の露光を四回行な
う多重描画を実施する。パターン露光後、20分真空中
でマスクを保持した後、大気中に取り出し30分放置す
る。
Next, pattern exposure is performed on an area of 130 mm square with an exposure amount of 10 μC / cm 2 using an electron beam lithography apparatus with an acceleration voltage of 50 KeV (3). The exposure pattern is a device pattern having a minimum line width of 0.8 μm on the mask, and 46 evaluation patterns for measuring the dimensions of the mask are arranged. The exposure apparatus is an apparatus employing a VSB (variable shaped beam) method, and performs multiple writing in which exposure at 2.5 μC / cm 2 is performed four times. After the pattern exposure, the mask is held in a vacuum for 20 minutes, then taken out into the air and left for 30 minutes.

【0019】次いで、図2に示すように、0.2mmの
スペーサ11を介して90℃に保持されたホットプレー
ト12上にマスク13を保持して15分の第一のベーキ
ング処理(PEB)を行う(4)。このホットプレート
12はマスク13表面の全面に当てられるもので、これ
によりマスク13全面が均一にベーキングされる。この
第一のベーキング処理後直ちに23℃に保持されたプレ
ート上に載置し、20分放置する。レジスト膜には変色
したパターンが形成され、レジスト膜内に潜像が形成さ
れる。露光だけでなく、露光後のベーク処理条件にも依
存して現像液に対する溶解速度が変化する。従って、ベ
ーク処理条件を基板内で変えることにより、基板内の寸
法分布を変えることが出来る。
Next, as shown in FIG. 2, a first baking process (PEB) for 15 minutes while holding the mask 13 on a hot plate 12 held at 90 ° C. through a 0.2 mm spacer 11 is performed. Perform (4). The hot plate 12 is applied to the entire surface of the mask 13 so that the entire surface of the mask 13 is baked uniformly. Immediately after the first baking treatment, the plate is placed on a plate kept at 23 ° C. and left for 20 minutes. A discolored pattern is formed on the resist film, and a latent image is formed in the resist film. The dissolution rate in the developer changes depending on not only the exposure but also the baking conditions after the exposure. Therefore, by changing the baking conditions in the substrate, the dimensional distribution in the substrate can be changed.

【0020】このようにパターン露光され、かつ均一な
ベーキング処理がなされたマスク13を光学顕微鏡のス
テージに載置し、上記評価パターンの潜像の寸法を比較
する(5)。第一のベーキング処理がなされたレジスト
膜は、その感光及び熱反応に伴い光学的な反応を示して
いる。この光学的な反応を示した潜像を測定することに
より、現像後の予測されるレジストパターン寸法が判明
する。
The mask 13 that has been subjected to the pattern exposure and has been subjected to the uniform baking process is placed on the stage of an optical microscope, and the size of the latent image of the evaluation pattern is compared (5). The resist film that has been subjected to the first baking process shows an optical reaction in association with its photosensitivity and thermal reaction. By measuring the latent image showing the optical reaction, the expected resist pattern size after development is determined.

【0021】本実施形態において実際に上記処理を行っ
たマスクの寸法測定を行った結果、図3に示す寸法分布
を得られた。図3において、表示された値はレジストの
スペースパターンの寸法値を表す。この寸法測定結果
は、目標とした寸法である0.8μmに対して、1/3
の領域で25nm以上ずれていることを示している。ま
た、寸法の分布は露光順序にほぼ一致していた。すなわ
ち、露光の開始点である図3中左上から右下に描画を進
めていくに従って、露光からの時間が短くなるため、ス
ペースパターンの寸法値が大きくなっていく傾向を示し
た。露光後ベーク処理は、その処理によりレジストのラ
インパターンを小さく、すなわちスペースパターンの寸
法値を小さくするものである。従って、露光の開始点付
近では特に追加のベーク処理が必要であり、露光の終了
点に近づくにつれて追加のベーク処理の必要性が少なく
なっていくことが分かった。
In this embodiment, the dimensions of the mask actually subjected to the above processing were measured. As a result, the dimension distribution shown in FIG. 3 was obtained. In FIG. 3, the displayed value represents the dimension value of the space pattern of the resist. This dimension measurement result is 1/3 of the target dimension of 0.8 μm.
In the region of 25 nm or more. The size distribution almost coincided with the exposure order. That is, as the drawing progresses from the upper left to the lower right in FIG. 3, which is the starting point of the exposure, the time from the exposure becomes shorter, and the dimension value of the space pattern tends to increase. The post-exposure bake treatment is to reduce the line pattern of the resist by the treatment, that is, to reduce the dimension value of the space pattern. Therefore, it has been found that additional baking is particularly necessary near the start point of the exposure, and the necessity of the additional baking is reduced as the exposure end point is approached.

【0022】このようにして得られた寸法不均一性の値
に基づいて測定点間を補完、外挿したデータを作成し、
150mm角全域に5mmメッシュでの補正データを作
成する。
Based on the value of the dimensional non-uniformity obtained in this way, data between the measurement points is complemented and extrapolated to create data.
Correction data with a 5 mm mesh is created over the entire area of 150 mm square.

【0023】次いで、第一のベーキングにより生じた寸
法不均一性を補正すべく、上記作成した補正データに基
づいて第二のベーキング処理を行う(6)。この第二の
ベーキング処理は、第1のベーキング処理と異なり、レ
ジスト膜面に部分的に行われる。具体的には、図4に示
すようにx,yステージ14上にクーリングプレート1
5を介してレジスト膜面を上面にしてマスク13を固定
する。そして、レジスト膜面の上方に設けられた送風管
17からスポット状に90℃の空気をレジスト膜面に向
けて送風する。送風管17の送風孔の径は15mmφ
で、x,yステージ14はx方向、すなわち図3におけ
る上下方向に連続移動させ、y方向、すなわち図3にお
ける左右方向には10mmのステップ移動を行う。
Next, in order to correct the dimensional non-uniformity caused by the first baking, a second baking process is performed based on the correction data created above (6). Unlike the first baking process, the second baking process is partially performed on the resist film surface. Specifically, as shown in FIG.
5, the mask 13 is fixed with the resist film surface facing upward. Then, air at 90 ° C. is blown toward the resist film surface in a spot form from a blower tube 17 provided above the resist film surface. The diameter of the blow hole of the blower tube 17 is 15 mmφ
The x, y stage 14 is continuously moved in the x direction, that is, the vertical direction in FIG. 3, and performs a step movement of 10 mm in the y direction, that is, the left and right direction in FIG.

【0024】各点における送風時間は、寸法差が5nm
ある点においては、例えば15秒間に5mmのステージ
移動を行うように調節し、寸法差が10nmある点にお
いては30秒間に5mmのステージ移動を行うように調
整し、送風領域の寸法差に比例してステージ移動を遅く
設定する。本実施形態における実際のマスク処理におい
ては、ステージ移動はマスク13の最外周から開始し、
図3における左上の開始点からx方向に連続移動させ、
かつ10mmのy方向のステップ移動により面内を全面
走査した。そして、この全面走査による面内の温度の履
歴を平均化することにより高精度のベーキングを行うべ
く、さらに折り返して開始点に戻り、同じような全面走
査を繰り返した。
The blowing time at each point is such that the dimensional difference is 5 nm.
At a certain point, for example, the stage is adjusted to move 5 mm in 15 seconds, and at a point where the dimensional difference is 10 nm, the stage is adjusted to move 5 mm in 30 seconds. To slow down the stage movement. In the actual mask processing in the present embodiment, the stage movement starts from the outermost periphery of the mask 13,
Move continuously in the x direction from the starting point at the upper left in FIG.
Further, the entire surface was scanned by a step movement of 10 mm in the y direction. Then, in order to perform high-precision baking by averaging the in-plane temperature history by this full-surface scanning, the device was turned back to the starting point, and the same full-surface scanning was repeated.

【0025】上記図3に示した寸法分布の測定結果から
分かるように、左上の領域、すなわち露光の開始点付近
ではスペースパターンの寸法値が小さく、所望の寸法値
との差が大きいため送風時間は長く、すなわちステージ
の滞在時間を長くした。そして、x,yステージ14の
走査順序に従って送風時間は短く、すなわちステージの
滞在時間を短くした。
As can be seen from the measurement results of the dimension distribution shown in FIG. 3, the dimension value of the space pattern is small in the upper left area, ie, near the start point of exposure, and the difference from the desired dimension value is large, so that the air blowing time Was longer, that is, the duration of the stage was longer. The blowing time was shortened in accordance with the scanning order of the x and y stages 14, that is, the stay time of the stage was shortened.

【0026】このように、レジストパターンの寸法測定
後、領域毎に追加して第二のベーキング処理を行なうこ
とにより、ベーキングに伴なう部分的な寸法変化を発生
させることが出来る。すなわち、潜像の寸法測定を行な
い、目標寸法に対して未達の領域が予測される場合、そ
の領域に追加のベーキングを行なうことにより、寸法を
目標値にすることが可能になる。この第二のベーキング
処理を考慮すると、第一のベーキングを仕上がり寸法が
目標値に対して若干のアンダーになるようにベーキング
条件を設定することが望ましい。
As described above, after the dimension measurement of the resist pattern, by performing the second baking process additionally for each region, a partial dimensional change accompanying the baking can be generated. In other words, when the dimension of the latent image is measured and an area that does not reach the target dimension is predicted, the dimension can be set to the target value by performing additional baking on the area. In consideration of the second baking process, it is desirable to set the baking conditions so that the finished size of the first baking is slightly under the target value.

【0027】また、潜像の測定により第一のベーキング
により既に面内の均一性が得られていた場合は、第二の
ベーキングを行なわずに、所定の現像時間を寸法が目標
値に達するように変更することで目標の寸法均一性が得
られる。
If the in-plane uniformity has already been obtained by the first baking by the measurement of the latent image, the predetermined development time is set such that the dimension reaches the target value without performing the second baking. , The target dimensional uniformity can be obtained.

【0028】このように、第一のベーキング処理により
レジストを均一に処理しても達成できない寸法の不均一
性は、ベーキング量を部分的に増減させることにより制
御することができる。すなわち、第二のベーキング処理
として部分的にレジスト膜をベーキング処理すること
で、第一のベーキング処理により生じた寸法不均一性を
補正することができる。
As described above, the dimensional non-uniformity that cannot be achieved even when the resist is uniformly processed by the first baking process can be controlled by partially increasing or decreasing the baking amount. That is, by partially baking the resist film as the second baking process, the dimensional non-uniformity caused by the first baking process can be corrected.

【0029】次いで、再度上記評価パターンの潜像を比
較し、予測される仕上がり寸法が75秒現像で、目標寸
法ばらつき内で得られることを確認できる。そして、マ
スクをスプレー現像装置にセットし、フルコーンノズル
から23℃に温調した現像液(AD−10多摩化学製)
をスプレーしながら100rpmで回転させて75秒の
現像を行い(7)、直ちに超純水にてリンス処理を行
う。次いで、100℃、20分のベーキング処理(ポス
トベーク)を行なった後(8)、平行平板型のドライエ
ッチング装置により、ウェットエアを用いるプラズマデ
スカム処理を行う(9)。エッチングは75Wで5分行
い、この処理によりレジスト膜厚は約0.05μm減少
する。
Next, the latent images of the above evaluation patterns are compared again, and it can be confirmed that the predicted finished dimensions can be obtained within the target dimensional variation by developing for 75 seconds. Then, the mask was set on a spray developing device, and a developer (AD-10 manufactured by Tama Chemical) whose temperature was controlled at 23 ° C. from a full cone nozzle.
Is sprayed and rotated at 100 rpm for development for 75 seconds (7), and immediately rinsed with ultrapure water. Next, after baking (post-baking) at 100 ° C. for 20 minutes (8), plasma descum treatment using wet air is performed by a parallel plate type dry etching apparatus (9). Etching is performed at 75 W for 5 minutes, and this treatment reduces the resist film thickness by about 0.05 μm.

【0030】次いで、塩素と酸素の混合ガスを用いてク
ロムを主成分とする遮光膜のエッチングを行う(1
0)。約0.1μmの膜厚のエッチングを20分かけて
行う。RF(Radio Frequency) の反射波強度のモニタか
らJust+10%のエッチングである。
Next, the light-shielding film containing chromium as a main component is etched using a mixed gas of chlorine and oxygen (1).
0). Etching with a thickness of about 0.1 μm is performed for 20 minutes. From the monitor of the reflected wave intensity of RF (Radio Frequency), it is just + 10% etching.

【0031】エッチング終了後レジストを除去し、共焦
点型の顕微鏡にて設計データが0.8μmのスペースパ
ターンの寸法測定を実施する。寸法測定は同一のポイン
トを16回測定してデータの信頼性を確認する。本実施
形態における実際のマスク処理においては、上記評価パ
ターンの46箇所の寸法は平均値で0.812μm、ば
らつきは21nm(3σ)であり、最大値と最小値の差
は31nmである。
After completion of the etching, the resist is removed, and the dimension of a space pattern whose design data is 0.8 μm is measured with a confocal microscope. In the dimension measurement, the same point is measured 16 times to confirm the reliability of the data. In the actual mask processing in the present embodiment, the dimensions of the evaluation pattern at 46 locations are 0.812 μm on average, the variation is 21 nm (3σ), and the difference between the maximum value and the minimum value is 31 nm.

【0032】また、寸法不均一性を補正したマスク13
の転写特性を確認すべく、製作したマスク13にペリク
ルを貼った後、ニコン社製のエキシマレーザ露光装置で
転写を行う。8インチウェハでデバイスの配線工程のパ
ターン形成工程の下地に対して塗布型反射防止膜55n
mを設け、次いで、化学増幅系のボジ型レジストを50
0nmの膜厚に塗布して通常の露光処理を行う。現像後
得られたレジストパターンの寸法を測長SEM(Scannin
g Electron Microscope)で測定する。実際のマスク処理
においては、設計寸法がライン0.2μm、スペース
0.18μmの部分で、平均値0.183μm、ばらつ
き21.2nm(3σ)が得られた。この数値は、従来
のマスクでは27nmを超えていたものであり、面内均
一性により高精度の露光が可能となることが確認でき
た。また、露光装置のショット内には、マスクに起因す
ると考えられる種類の大きな分布は認められなかった。
Further, the mask 13 having the dimensional non-uniformity corrected
In order to confirm the transfer characteristics, a pellicle is adhered to the manufactured mask 13 and then transferred by an excimer laser exposure apparatus manufactured by Nikon Corporation. The coating type antireflection film 55n is applied to the base of the pattern formation process of the device wiring process on the 8-inch wafer.
m, and then a 50-cm chemically amplified resist is used.
The film is applied to a thickness of 0 nm and a normal exposure process is performed. The dimensions of the resist pattern obtained after development are measured using a length measuring SEM (Scannin
g Electron Microscope). In the actual mask processing, an average value of 0.183 μm and a variation of 21.2 nm (3σ) were obtained in a portion where the design dimension was 0.2 μm in the line and 0.18 μm in the space. This value exceeded 27 nm in the conventional mask, and it was confirmed that high-precision exposure was possible due to in-plane uniformity. In addition, a large distribution of the kind considered to be caused by the mask was not recognized in the shot of the exposure apparatus.

【0033】このように、パターン露光後のベーキング
処理を第一のベーキングと第二のベーキングに分け、第
一のベーキング処理はレジスト全面に対して均一に行
い、第二のベーキングはレジスト膜面の寸法分布の測定
結果に基づいて面内不均一性を補正するように部分的に
行うことにより、レジスト膜の面内均一性が高精度で得
られる。また、潜像の測定により寸法分布を観測できる
ため、その後の現像からエッチングまでの工程によりマ
スクを実際に作成することなく寸法分布の補正が可能で
ある。
As described above, the baking process after pattern exposure is divided into the first baking and the second baking. The first baking process is performed uniformly on the entire resist surface, and the second baking is performed on the resist film surface. By partially correcting the in-plane non-uniformity based on the measurement result of the dimensional distribution, the in-plane uniformity of the resist film can be obtained with high accuracy. In addition, since the size distribution can be observed by measuring the latent image, the size distribution can be corrected without actually forming a mask in the subsequent steps from development to etching.

【0034】また、第二のベーキング後に再度潜像の測
定を行なって面内均一性を確認することにより、より精
度の高い管理が可能である。すなわち、再度の潜像の測
定により面内均一性が得られない場合に、部分的な第2
のベーキングとさらなる潜像の測定を繰り返し行うこと
でさらなる精度の向上が可能である。
Further, by measuring the latent image again after the second baking and confirming the in-plane uniformity, more precise management is possible. That is, when the in-plane uniformity cannot be obtained by the measurement of the latent image again, the partial second
It is possible to further improve the accuracy by repeatedly performing the baking and the measurement of the further latent image.

【0035】なお、本実施形態においては特に示さなか
ったが、レジストとして化学増幅系レジストを用いる場
合には、特に大きな効果が得られる。すなわち、化学増
幅系のレジストにおいては、露光時間から露光後ベーキ
ングまでの経過時間に依存して寸法の変動が発生してい
る。特に荷電粒子ビームを用いる逐次露光方法において
は、基板内での経過時間が一時間を超える露光処理も必
要になっている。また、露光装置が真空雰囲気である場
合には、真空中で潜像の失活と考えられる感度低下が認
められ、寸法の面内不均一性が生じる。
Although not particularly shown in the present embodiment, when a chemically amplified resist is used as the resist, a particularly great effect can be obtained. That is, in the chemically amplified resist, a dimensional change occurs depending on the elapsed time from the exposure time to the post-exposure baking. In particular, in the sequential exposure method using a charged particle beam, an exposure process in which the elapsed time in the substrate exceeds one hour is required. Further, when the exposure apparatus is in a vacuum atmosphere, a decrease in sensitivity, which is considered to be deactivation of a latent image in a vacuum, is recognized, and in-plane non-uniformity of dimensions occurs.

【0036】この寸法変動は、パターンが異なり露光時
間が変化することにより、基板毎に異なる結果を示して
いる。化学増幅系のレジストを用いた場合には、露光に
より生成された酸触媒が寄与する熱反応が拡散を伴って
発生し、現像後の寸法を律しているため、従来型のナフ
トキノンジアジド・ノボラック系のレジストに比較して
露光後のベーキング処理量に伴う寸法変化は大きい。従
って、より正確な処理時間、あるいは狭い温度範囲での
ベーキングで面内均一性が得られる。
This dimensional variation shows different results for each substrate due to different patterns and different exposure times. When a chemically amplified resist is used, a conventional naphthoquinonediazide / novolak is used because the thermal reaction contributed by the acid catalyst generated by exposure occurs with diffusion and controls the dimensions after development. The dimensional change associated with the amount of baking treatment after exposure is greater than that of a system resist. Therefore, in-plane uniformity can be obtained by more accurate processing time or baking in a narrow temperature range.

【0037】また、ベーキングは、例えばレチクルブラ
ンクスの様な厚い基板上でも、1μm程度のレジスト膜
だけの温度管理が出来れば良い。温度調整されたガスを
基板に送風することにより、レジスト膜の特定の領域に
対して中心から周囲に向かって緩やかに減衰する温度分
布、すなわちベーキング効果が得られる。本実施形態で
は、基板内の特定の領域にベーキング処理を行なうが、
レジスト膜に対しては、非接触の加熱手段が望ましい。
また、中心から周囲に向かって緩やかに減衰する温度分
布を与えることが寸法制御の上で効果的である。すなわ
ち、温度制御された送風で部分的にベーキングすること
により、連続的に寸法の変化が発生している所定部分に
対して寸法の補正を行なうことが可能となる。 (第2実施形態)図5〜図7は本発明の第2実施形態に
係るパターン形成方法を説明するための図であり、図5
は本実施形態におけるパターン形成方法に用いる補正デ
ータを作成するまでのフローチャート、図6は作成され
た補正データに基づくパターン形成方法によるパターン
形成工程を示すフローチャート、図7は第一のベーキン
グ処理に用いられるベーキング装置の横断面図である。
本実施形態に係るパターン形成方法は第1実施形態とほ
ぼ同じ工程により行われるが、第1のベーキング処理後
に寸法比較を行うことなく、予め作成された補正データ
を用いて第1のベーキングと第2のベーキングを連続的
に行う点で大きく相違する。
The baking may be performed on a thick substrate such as a reticle blank as long as the temperature of only a resist film of about 1 μm can be controlled. By blowing the temperature-adjusted gas to the substrate, a temperature distribution that gradually attenuates from the center to the periphery of a specific region of the resist film, that is, a baking effect is obtained. In the present embodiment, a baking process is performed on a specific area in the substrate.
Non-contact heating means is desirable for the resist film.
Also, it is effective in dimensional control to provide a temperature distribution that gradually decreases from the center to the periphery. In other words, by performing partial baking with temperature-controlled airflow, it becomes possible to correct the dimensions of a predetermined portion in which the dimensions are continuously changed. Second Embodiment FIGS. 5 to 7 are views for explaining a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a flowchart until the correction data used in the pattern forming method according to the present embodiment is created, FIG. 6 is a flowchart showing a pattern forming process by the pattern forming method based on the created correction data, and FIG. 7 is used for the first baking process. 1 is a cross-sectional view of a baking device to be used.
The pattern forming method according to the present embodiment is performed in substantially the same steps as those in the first embodiment. However, without performing dimensional comparison after the first baking process, the first baking and the first baking are performed using correction data created in advance. 2 is greatly different in that the baking is continuously performed.

【0038】図5に示すように、まず寸法分布の不均一
性を求めて補正データを作成すべく、第1実施形態とほ
ぼ同様の工程に沿ってコンタクトホールのみのパターン
データを有する同一のテストマスクを三枚製作する。具
体的には、マスク基板にレジスト塗布(1)及びベーキ
ング(プリベーク)(2)の後、パターン露光は10μ
C/cm2 の露光量で、2.5μC/cm2 の露光を四
回行なう多重描画を実施する(3)。露光時間は28分
かかり、真空中から大気中に取り出すまでに7分かか
る。パターン露光を行ったマスクを大気中に取り出した
後直ちに、図7に示すように0.2mmのスペーサを介
して90℃に保持されたホットプレート上に保持すると
同時に、あらかじめ送風空気中の水分、すなわち湿度を
調整する為に超純水を入れた容器を用いてバブリングす
る。次いで、ホットプレートと同一の温度に予熱した空
気をマスク13の上面に向けて送風管71から送り込
み、第一のベーキング処理を行う(4)。
As shown in FIG. 5, the same test having pattern data of only contact holes is performed in substantially the same steps as in the first embodiment in order to generate correction data in order to obtain non-uniformity of the size distribution. Make three masks. Specifically, after resist application (1) and baking (pre-baking) (2) on the mask substrate, pattern exposure is performed by 10 μm.
Multiple writing is performed by exposing 2.5 μC / cm 2 four times with an exposure amount of C / cm 2 (3). The exposure time takes 28 minutes, and it takes 7 minutes to extract from vacuum to the atmosphere. Immediately after the mask subjected to the pattern exposure is taken out to the atmosphere, the mask is held on a hot plate held at 90 ° C. through a 0.2 mm spacer as shown in FIG. That is, bubbling is performed using a container containing ultrapure water to adjust the humidity. Next, air preheated to the same temperature as the hot plate is sent from the blower tube 71 toward the upper surface of the mask 13 to perform a first baking process (4).

【0039】15分間にわたる第一のベーキング処理
後、マスク13を23℃に保持されたプレート上に放置
する。マスク13が23℃の室温に戻った事を確認した
後、現象処理を行なう(7)。現像は、フルコーンノズ
ルから23℃に温調した現像液(AD−10多摩化学
製)をスプレーし、100rpmで回転させて90秒行
い、直ちに、超純水にてリンス処理を行なう。
After the first baking treatment for 15 minutes, the mask 13 is left on a plate kept at 23 ° C. After confirming that the mask 13 has returned to the room temperature of 23 ° C., a phenomenon process is performed (7). The development is performed by spraying a developing solution (manufactured by AD-10 Tama Chemical Co., Ltd.) at 23 ° C. from a full cone nozzle, rotating at 100 rpm for 90 seconds, and immediately rinsing with ultrapure water.

【0040】次いで、100℃、20分のベーキング
(ポストベーク)を行なう(8)。次いで、平行平板型
のドライエッチング装置により、ウェットエアを用いる
プラズマデスカム処理を行なう(9)。エッチングは7
5Wで5分行い、これによりレジスト膜厚は約0.05
μm減少する。
Next, baking (post baking) is performed at 100 ° C. for 20 minutes (8). Next, plasma descum processing using wet air is performed by a parallel plate type dry etching apparatus (9). Etching is 7
5 W for 5 minutes, so that the resist film thickness is about 0.05
μm.

【0041】次いで、塩素と酸素の混合ガスを用いてク
ロム系の遮光膜のエッチングを20分行なう(10)。
実際のマスク処理においては、RFの反射波強度のモニ
タではエッチングされる面積が数%と少ない為、エンド
ポイントの検出が出来なかった。
Next, the chromium-based light-shielding film is etched for 20 minutes using a mixed gas of chlorine and oxygen (10).
In actual mask processing, the end point could not be detected because the area to be etched was as small as several percent in monitoring the intensity of the reflected RF wave.

【0042】エッチングが終了してレジストを除去した
後、共焦点型の顕微鏡にて設計データが1.0μm角の
コンタクトホールパターンの寸法測定を実施する
(5)。寸法測定は同一のポイントを16回測定するこ
とでその測定データの信頼牲を確認できる。本実施形態
における実際のマスク処理により得られたマスクの寸法
測定の結果、三枚の基板は同一の傾向を示し、露光の開
始点から終了位置に向かって描画順序に従って徐々に寸
法が15nm小さくなって行く傾向を示した。三枚の基
板は、それぞれ、面内の寸法ばらつきが35nm、41
nm、33nm(3σ)となった。三枚の基板に対して
露光の開始点から終了方向に向かって、y方向、すなわ
ち露光装置において露光のストライプと垂直の方向にの
み寸法の補正を行なえば、面内の寸法ばらつきが29n
m(3σ)以下に減少出来る事が判明した。以上に示し
た工程により、寸法不均一性を補正するための補正デー
タを作成することができる(51)。
After the etching is completed and the resist is removed, the dimension of a contact hole pattern having a design data of 1.0 μm square is measured with a confocal microscope (5). The dimension measurement measures the same point 16 times, so that the reliability of the measurement data can be confirmed. As a result of the dimension measurement of the mask obtained by the actual mask processing in the present embodiment, the three substrates show the same tendency, and the dimension gradually decreases by 15 nm from the exposure start point to the end position in the drawing order. Showed a tendency to go. The three substrates have in-plane dimensional variations of 35 nm and 41, respectively.
nm and 33 nm (3σ). If the dimensional correction is performed only on the three substrates in the y direction from the exposure start point toward the end direction, that is, in the direction perpendicular to the exposure stripe in the exposure apparatus, the in-plane dimensional variation becomes 29n.
It has been found that it can be reduced to m (3σ) or less. Through the steps described above, correction data for correcting dimensional non-uniformity can be created (51).

【0043】次に、上記工程((1)〜(51))によ
り作成された補正データの精度を確認すべく、第四の基
板を用意する。この第四の基板を用いて図7に示すベー
キング装置により図6に示すフローチャートに沿って第
一〜第三の基板に対して行ったのと同一のレジスト塗布
(1)〜パターン露光(3)、及び15分の第一のベー
キング処理(4)を行なう。図4に示すように、第四の
基板においては第一のベーキング処理後直ちにクーリン
グプレート15に移載し、クーリングプレート15上
で、基板の露光の開始点側から、上記ベーキングプレー
トにおいて行なった送風と同一の送風を行なう。本実施
形態では、第1実施形態と異なりスポット状の送風では
なく、基板の幅に比べて片側15mm外側まで、幅が1
5mmの長方形の開口スリットに限定して送風を行なう
(6)。従って、x方向へのステージ移動は行わず、y
方向にのみステージを連続移動させて送風を行う。
Next, a fourth substrate is prepared in order to confirm the accuracy of the correction data created in the above steps ((1) to (51)). Using this fourth substrate, the same resist coating (1) to pattern exposure (3) as performed on the first to third substrates by the baking apparatus shown in FIG. 7 according to the flowchart shown in FIG. And a first baking process (4) for 15 minutes. As shown in FIG. 4, the fourth substrate is immediately transferred to the cooling plate 15 after the first baking process, and the cooling air is applied to the cooling plate 15 from the exposure start point side of the substrate by the baking plate. The same blast is performed. In the present embodiment, unlike the first embodiment, the width is not a spot-shaped air flow, and the width is 1 mm up to 15 mm outside on one side compared to the width of the substrate.
Ventilation is performed only for a rectangular opening slit of 5 mm (6). Therefore, the stage is not moved in the x direction, and
The air is blown by continuously moving the stage only in the direction.

【0044】なお、図4に示すように、スリットから両
側に基板と平行に60mm幅のスカート状の板が設けら
れている。スリットは基板から10mm離されている。
90℃の送風を4分30秒行なった後クーリングプレー
ト15を20cm下方に移動し、送風管17からマスク
13を離して送風を止める。基板が室温である23℃に
戻ったことを確認した後、前述した現像処理及びデスカ
ム及びエッチングを実施する((7)〜(10))。レ
ジストの除去後、前記三枚の基板と同一の潜像測定を実
施し、寸法分布を得る。実際のマスク処理において、寸
法の平均値は0.98μm、ばらつきは27nm(3
σ)となった。この第四の基板の処理により、上記作成
された補正データの精度が確認でき、またマスク形成プ
ロセスの安定性を確認することができる。
As shown in FIG. 4, a skirt-shaped plate having a width of 60 mm is provided on both sides of the slit in parallel with the substrate. The slit is separated from the substrate by 10 mm.
After blowing at 90 ° C. for 4 minutes and 30 seconds, the cooling plate 15 is moved downward by 20 cm, the mask 13 is separated from the blower pipe 17 and the blowing is stopped. After confirming that the substrate has returned to the room temperature of 23 ° C., the above-described development processing, descum and etching are performed ((7) to (10)). After the removal of the resist, the same latent image measurement as that of the three substrates is performed to obtain a size distribution. In actual mask processing, the average value of the dimensions is 0.98 μm, and the variation is 27 nm (3
σ). By the processing of the fourth substrate, the accuracy of the created correction data can be confirmed, and the stability of the mask forming process can be confirmed.

【0045】次に、実際に所望のマスクを形成すべく、
第五の基板を準備する。第五の基板には、コンタクトホ
ールパターンではあるが第四の基板の場合よりもパター
ン数が約1.8倍多いデータを用いて露光を行なう。露
光時間は、第四の基板の場合よりも約二倍の50分程度
かかる。第四の基板の処理におけるクーリングプレート
上での送風処理時間を10分に変更し、他は、第四の基
板の場合と同一の工程を適用して第五の基板の処理を行
なう。実際のマスク処理においては、仕上がり寸法は、
平均値1.02μm、ばらつきは25nm(3σ)とな
った。従って、露光時間の変動に応じて第二のベーキン
グ処理時間を変えることにより、上記第四の基板の場合
と同様にレジスト膜の寸法の不均一性を低減することが
できる。
Next, in order to actually form a desired mask,
Prepare a fifth substrate. The fifth substrate is exposed using data which is a contact hole pattern but has about 1.8 times more patterns than the fourth substrate. The exposure time is about 50 minutes, which is about twice that of the fourth substrate. The air supply processing time on the cooling plate in the processing of the fourth substrate is changed to 10 minutes, and the other processes are applied to the fifth substrate by applying the same steps as in the case of the fourth substrate. In actual mask processing, the finished dimensions are
The average value was 1.02 μm, and the variation was 25 nm (3σ). Therefore, by changing the second baking processing time according to the fluctuation of the exposure time, the nonuniformity of the dimension of the resist film can be reduced as in the case of the fourth substrate.

【0046】このように、第1実施形態と同様に第二の
ベーキングを行うにしても、寸法測定を行う工程を省略
することができる。すなわち、レジスト膜に対する均一
なベーキングを行った後の寸法分布を予め測定し、この
寸法分布に基づいて他のレジスト膜を形成する際に第一
及び第二のベーキングを連続的に行うことができるた
め、実際にマスクを作成する工程の途中で寸法測定を行
うことなく、工程数の少ないパターン形成が可能とな
る。また、寸法測定は、実際にエッチング工程まで行っ
て完成したテストマスクについて行うため、高精度の測
定データを得られる。
As described above, even when the second baking is performed as in the first embodiment, the step of performing the dimension measurement can be omitted. That is, the size distribution after performing uniform baking on the resist film is measured in advance, and the first and second baking can be performed continuously when forming another resist film based on this size distribution. Therefore, it is possible to form a pattern with a small number of steps without performing a dimension measurement in the middle of a step of actually forming a mask. In addition, since the dimension measurement is performed on a test mask completed by actually performing the etching process, highly accurate measurement data can be obtained.

【0047】以上第1,2実施形態を用いて、本発明の
主旨の説明を試みたが、本発明が用いている第二のベー
キングは、第一のべ−キングに付加して適用することも
可能である。同時に実施するためには、予め精度の良い
予測が必要であるが、簡便な手法で十分な効果が期待で
きる。
Although the gist of the present invention has been described using the first and second embodiments, the second baking used in the present invention is applied in addition to the first baking. Is also possible. For simultaneous execution, accurate prediction is required in advance, but sufficient effects can be expected with a simple method.

【0048】また、第1,2実施形態においてはベーキ
ング装置として送風手段を用いる場合を示したが、輻射
熱が寄与出来る構造で基板の表面部分の加熱を行なう事
も可能である。また、レジストの感光領域を外れた光線
による加熱も本発明の主旨を逸脱しない。また、レジス
ト膜のみに対する加熱で効果が得られることは自明であ
る。また、第1,2実施形態では、第二のベーキングを
付加することにより寸法を変化させているが、寸法の制
御は逆に部分的に冷却したり、ベーキングを止めること
によっても実現出来る。すなわち、温調された送風が加
熱の目的であっても、冷却の目的であっても、寸法調整
すべき領域を部分的に選択することにより寸法の均一性
を達成出来る。さらに、第1,2実施形態でそれぞれ第
2のベーキング処理を異なる走査方法で行っているが、
得られた測定データに応じていずれの走査方法も選択可
能である。
Further, in the first and second embodiments, the case where the blowing means is used as the baking device has been described. However, it is also possible to heat the surface of the substrate with a structure to which radiant heat can contribute. Heating by a light beam outside the photosensitive region of the resist does not depart from the gist of the present invention. It is obvious that the effect can be obtained by heating only the resist film. Further, in the first and second embodiments, the dimensions are changed by adding the second baking, but the dimensions can be controlled by partially cooling or stopping the baking. That is, irrespective of whether the temperature-controlled air is for heating or for cooling, uniformity of dimensions can be achieved by partially selecting a region to be dimensionally adjusted. Further, in the first and second embodiments, the second baking process is performed by different scanning methods.
Any scanning method can be selected according to the obtained measurement data.

【0049】また、第二のベーキングにおいて、送風管
17の走査速度を変化させることにより部分的なベーキ
ングを行う場合を示したが、送風管17からの送風温度
を変化させることにより部分的なベーキングを行うこと
もできる。
In the second baking, the case where partial baking is performed by changing the scanning speed of the blower tube 17 has been described. However, the partial baking is performed by changing the temperature of air blown from the blower tube 17. Can also be performed.

【0050】また、本実施形態は寸法の均一性を達成す
ることを目的に本発明を適用した例を説明したが、素子
製造等のプロセスによっては寸法分布を生じさせる目的
の場合もある。例えば、ウェハ内で同心円状に製造プロ
セスの不均一性があり、レジストパターン寸法を同心円
状に分布させることにより、その後のプロセスにより不
均一性を相殺出来ることが予測される場合である。この
場合、第二のベーキング処理により面内均一性を達成す
るのではなく、不均一な所定の寸法分布となるように処
理することとなる。
In this embodiment, an example in which the present invention is applied for the purpose of achieving dimensional uniformity has been described. However, there is also a case where a dimensional distribution is generated depending on a process such as element manufacturing. For example, there is a case where the manufacturing process is non-uniform concentrically within the wafer, and it is expected that by distributing the resist pattern dimensions concentrically, the non-uniformity can be offset by a subsequent process. In this case, the in-plane uniformity is not achieved by the second baking process, but the process is performed so as to have a non-uniform predetermined size distribution.

【0051】また、マスクの処理工程を例に説明した
が、マスクでなくても半導体基板等、レジストパターン
の形成及びその後のベーキング処理の工程を含むもので
あれば何でも適用可能である。また、第一のベーキング
処理として、第1,2実施形態においてそれぞれ異なる
ベーキング装置を用いる場合を示したが、いずれの装置
であっても選択的に用いることができる。さらに、上記
実施形態に示した数値には限定されず、種々変更して実
施することが可能である。
Although the mask processing step has been described by way of example, any other than the mask may be used as long as it includes a step of forming a resist pattern and a subsequent baking process, such as a semiconductor substrate. In the first and second embodiments, different baking apparatuses are used as the first baking processing. However, any apparatus can be used selectively. Further, the present invention is not limited to the numerical values shown in the above embodiment, and can be implemented with various changes.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明したように本発明に係るパター
ン形成方法によれば、露光後ベーク処理として第一及び
第二のベーク処理の2段階に分け、第一のベーク処理に
おいてはレジスト膜全体に対して均一に行い、第二のベ
ーク処理においては第一のベーク処理で得られた寸法の
不均一性を補正するように部分的に行うため、レジスト
膜の寸法分布の面内均一性が得られ、より高精度のリソ
グラフィ工程が実現できる。
As described above, according to the pattern forming method of the present invention, the post-exposure bake process is divided into two stages, a first and a second bake process. In the second baking process, the partial baking is performed so as to correct the non-uniformity of the dimensions obtained in the first baking process. As a result, a more accurate lithography process can be realized.

【0053】また、化学増幅系のレジストを用いた場合
には、露光後のベーキング処理量に伴なう寸法変化は大
きいため、パターン露光後の経過時間等の寸法変動要因
の面内不均一性に応じた第二のベーキング処理条件は、
通常のレジストに比較してより短時間で面内均一性が得
られ、高精度のリソグラフィ工程が実現できる。
When a chemically amplified resist is used, the dimensional change accompanying the amount of baking after exposure is large, so that the in-plane non-uniformity due to dimensional fluctuation factors such as the elapsed time after pattern exposure is large. The second baking processing conditions according to
In-plane uniformity can be obtained in a shorter time than a normal resist, and a highly accurate lithography process can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1実施形態に係るパターン形成方法
のフローチャート。
FIG. 1 is a flowchart of a pattern forming method according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態に係るパターン形成方法
における第一のベーキング処理を行う装置の断面図。
FIG. 2 is a sectional view of an apparatus for performing a first baking process in the pattern forming method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】同実施形態におけるパターン形成方法で形成さ
れたパターンの寸法分布を示す図。
FIG. 3 is a view showing a size distribution of a pattern formed by the pattern forming method according to the embodiment.

【図4】同実施形態におけるパターン形成方法における
第二のベーキング処理を行う装置の断面図。
FIG. 4 is an exemplary sectional view of an apparatus for performing a second baking process in the pattern forming method according to the embodiment;

【図5】本発明の第2実施形態に係るパターン形成方法
における補正データ作成までのフローチャート。
FIG. 5 is a flowchart until a correction data is created in a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第2実施形態に係る補正データを用い
たパターン形成方法のフローチャート。
FIG. 6 is a flowchart of a pattern forming method using correction data according to a second embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第2実施形態に係るパターン形成方法
における第一のベーキング処理を行う装置の断面図。
FIG. 7 is a sectional view of an apparatus for performing a first baking process in a pattern forming method according to a second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11 スペーサ 12 ホットプレート 13 マスク 14 x,yステージ 15 クーリングプレート 16 補助板 17,71 送風管 Reference Signs List 11 spacer 12 hot plate 13 mask 14 x, y stage 15 cooling plate 16 auxiliary plate 17, 71 blower tube

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被処理基板上に形成されたレジスト膜に
パターン露光を行い、該パターン露光後にベーキング及
び現像処理を行うことでレジストパターンを形成するパ
ターン形成方法において、 前記露光後ベーキングは第一及び第二の工程からなり、
かつ第一の工程はレジスト膜全体に対して均一に行い、
第二の工程は該第一の工程により得られた寸法分布の面
内不均一性を補正して均一にするように部分的に行うこ
とを特徴とするパターン形成方法。
In a pattern forming method of performing a pattern exposure on a resist film formed on a substrate to be processed, and performing a baking and a developing process after the pattern exposure, the post-exposure baking is performed in the first step. And the second step,
And the first step is performed uniformly on the entire resist film,
A pattern forming method, wherein the second step is partially performed so as to correct and uniform the in-plane non-uniformity of the dimensional distribution obtained in the first step.
【請求項2】 被処理基板上に形成されたレジスト膜に
パターン露光を行う工程と、 このパターン露光後に前記レジスト膜全体に対して均一
にベーキングを行う第一のベーキング工程と、 この第一のベーキング後のレジスト膜の寸法分布を測定
する工程と、 この測定された寸法分布に基づいて面内不均一性を補正
して均一にするように部分的にベーキングを行う第二の
ベーキング工程と、 この第二のベーキング後のレジスト膜を現像する工程と
を具備してなることを特徴とするパターン形成方法。
2. A step of performing pattern exposure on a resist film formed on a substrate to be processed, a first baking step of uniformly baking the entire resist film after the pattern exposure, A step of measuring the size distribution of the resist film after baking, and a second baking step of partially baking so as to correct the in-plane non-uniformity based on the measured size distribution and make it uniform. Developing the resist film after the second baking.
【請求項3】 被処理基板上に形成されたレジスト膜に
パターン露光を行う工程と、 このパターン露光後に前記レジスト膜全体に対して均一
にベーキングを行う第一のベーキング工程と、 予め測定された寸法分布の面内不均一性の測定結果に基
づいて面内不均一性を補正して均一にするように部分的
にベーキングを行う第二のベーキング工程と、 この第二のベーキング後のレジスト膜を現像する工程と
を具備してなることを特徴とするパターン形成方法。
3. A step of performing pattern exposure on a resist film formed on the substrate to be processed, a first baking step of uniformly baking the entire resist film after the pattern exposure, and A second baking step of partially baking so as to correct and uniform the in-plane non-uniformity based on the measurement result of the in-plane non-uniformity of the dimension distribution, and a resist film after the second baking And a step of developing the pattern.
【請求項4】 前記レジストは化学増幅系レジストであ
ることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のパ
ターン形成方法。
4. The pattern forming method according to claim 1, wherein said resist is a chemically amplified resist.
【請求項5】 前記第二のベーキングは、温度制御され
たガスを被送風領域が面内均一性を達成するように送風
するものであることを特徴とする請求項1〜3のいずれ
かに記載のパターン形成方法。
5. The method according to claim 1, wherein the second baking is to blow the gas whose temperature is controlled so that the blown area achieves in-plane uniformity. The pattern forming method described in the above.
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