JP2001267213A - レジストパターンの形成方法 - Google Patents
レジストパターンの形成方法Info
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Abstract
を有する数十ナノメートル径のホールパターンを形成す
る。 【解決手段】 下地表面上に、ポジ型の電子線レジスト
を含有するレジスト層を形成し、前記レジスト層に電子
線を照射した後、現像することにより、前記レジスト層
にホールを形成する工程を有し、前記ホールの平均径を
W(単位:nm)とし、Wが80のときの最適な電子線照
射量をD80としたとき、 40≦W≦70 であるホールを形成する際に、電子線照射量DWが 0.85×60/(W−20)≦DW/D80≦1.1×
60/(W−20) を満足するように電子線を照射するレジストパターンの
形成方法。
Description
たレジストパターンの形成方法に関する。
術や、電子線を用いる電子線リソグラフィー技術は、微
細パターンの形成に有用であり、特に電子線は紫外線に
比べ波長が著しく短いため、高分解能が実現する。電子
線リソグラフィーでは、電子線描画装置を用いて電子線
をスキャンすることにより、様々なパターンを描画する
ことが可能である。
では、理論的には数十ナノメートルオーダーの微細なパ
ターンが形成可能である。
微細なパターンを形成する実験を行った。しかし、10
0nm程度より大きなパターンを形成する際の最適条件で
リソグラフィーを行うと、数十ナノメートルのライン・
スペース・パターンは特に問題なく形成できたが、数十
ナノメートル径のホールパターンを欠陥なく作製するこ
とは不可能であった。
て、良好な形状を有する数十ナノメートル径のホールパ
ターンを形成することである。
(1)〜(4)の本発明により達成される。 (1) 下地表面上に、ポジ型の電子線レジストを含有
するレジスト層を形成し、前記レジスト層に電子線を照
射した後、現像することにより、前記レジスト層にホー
ルを形成する工程を有し、前記ホールの平均径をW(単
位:nm)とし、Wが80のときの最適な電子線照射量を
D80としたとき、 40≦W≦70 であるホールを形成する際に、電子線照射量DWが 0.85×60/(W−20)≦DW/D80≦1.1×
60/(W−20) を満足するように電子線を照射するレジストパターンの
形成方法。 (2) 前記ホールの平均径が、長辺と短辺との相加平
均、または、長径と短径との相加平均であり、短辺に対
する長辺の比、または、短径に対する長径の比が、1〜
3であるレジストパターンを形成する上記(1)のレジ
ストパターンの形成方法。 (3) 前記ホールが複数存在し、隣り合うホール間に
存在するレジスト層の幅が、ホールの平均径の0.2〜
3倍であるレジストパターンを形成する上記(1)また
は(2)のレジストパターンの形成方法。 (4) 前記ポジ型の電子線レジストが、α−メチルス
チレンとα−クロロアクリル酸エステルとの共重合体を
含有する上記(1)〜(3)のいずれかのレジストパタ
ーンの形成方法。
ーによりホールパターンを形成する。すなわち、下地表
面上に、ポジ型の電子線レジストを含有するレジスト層
を形成し、前記レジスト層に電子線を照射した後、現像
する。これにより、図1に示すように、レジスト層1に
ホール2を形成する。
き、本発明は、 40≦W≦70 であるホールの形成に適用され、好ましくは 40≦W≦60 であるホールの形成に適用される。
径Wが上記範囲であるホールを形成する場合、ホール径
が小さいほど電子線照射量を増大させる必要があること
を見いだした。具体的には、Wが80のときの最適な電
子線照射量をD80としたとき、本発明では、電子線照射
量DWが 0.85×60/(W−20)≦DW/D80≦1.1×
60/(W−20) を満足するように、好ましくは 0.95×60/(W−20)≦DW/D80≦1.05
×60/(W−20) を満足するように、電子線照射量を決定する。DWが小
さすぎると、レジスト層を貫通するホールを安定して形
成することができなくなる。また、レジスト層を貫通す
るホールが形成できたとしても、ホール形状が崩れてし
まう。具体的には、レジスト層断面においてホールの裾
部にレジストが残存してしまい、すなわちレジスト層の
底面付近においてホール径が著しく小さくなってしま
い、寸法精度の良好なホールが得られない。一方、DW
が大きすぎても、ホール形状が崩れてしまう。具体的に
は、レジスト層断面において、隣り合うホール間に存在
するレジストの厚さが著しく減少し、かつ、そのレジス
トの上縁においてコーナー部の曲率が著しく大きくなっ
てしまい、寸法精度の良好なホールが得られない。特
に、図1に示すように複数のホールがその径と同程度の
間隔を保って並んでいる場合には、寸法精度の悪化が著
しくなる。
径を有するホールを設ける場合に有効である。本発明に
おいて平均径とは、例えば図1に示すようにホール平面
形状が矩形(正方形を含む)である場合は、その長辺と
短辺との相加平均(正方形の場合は一辺の長さ)であ
る。また、平面形状が楕円形(円形を含む)である場合
はその長径と短径との相加平均(円形の場合は直径)で
ある。ただし、本発明は、短辺に対する長辺の比または
短径に対する長径の比が1に近いほど有効であるため、
前記比は、好ましくは1〜3、より好ましくは1〜2で
ある。この比が大きすぎると、ホールの長辺または長径
が大きくなりすぎるため、電子線照射量を本発明にした
がって増やさなくても、それほど問題は生じない。
がその径と同程度の間隔を保って並んでいる場合に、特
に有効である。ホール同士の距離が狭くなると、ホール
の寸法精度が悪くなりやすいが、本発明はこれを改善で
きる。ただし、ホール同士の距離が狭すぎると、やはり
寸法精度が悪くなりやすい。そのため、隣り合うホール
間に存在するレジスト層の幅が、ホールの平均径の好ま
しくは0.2〜3倍、より好ましくは0.3〜2倍であ
るときに、本発明は特に有効である。
がレジスト層の底面まで完全に達し、すなわちホールが
完全に抜けており、かつ、パターン形状の崩れが最も少
なくなる照射量を意味する。例えば図1に示すように多
数のホールが配列したパターンでは、一部のホールだけ
でなくすべてのホールが完全に抜けており、かつ、すべ
てのホールについて形状の崩れが少ないことが必要であ
る。
照射量は、現像条件、すなわち使用する現像剤および現
像時間に応じて異なることがある。レジストの種類によ
っても異なるが、照射量をやや少なくして現像時間をや
や長くした場合と、照射量をやや多くして現像をやや短
くした場合とで、ほぼ同じ結果を得ることも可能であ
る。一方、本発明では、任意の現像条件においてホール
径Wが大きい場合の最適照射量を求め、前記任意の現像
条件においてホール径Wが小さい場合の照射量を、前記
式に基づいて決定する。したがって、本発明では、現像
条件は特に限定されない。
特に限定されないが、例えば特開昭63−137227
号公報に記載されたものが好ましい。このレジストは、
α−メチルスチレンとα−クロロアクリル酸エステルと
の共重合体である。この中では特に、特開2000−2
9717号公報に記載されたα−メチルスチレンとα−
クロロメチルアクリレートとの共重合体(例えば日本ゼ
オン社製のZEP)を含有するものが好ましい。この共
重合体は、例えば下記一般式(1)で表される。
部に替えて、α−ブロモメチルアクリレートを用いても
よい。これにより、耐熱性が向上する。その場合、α−
クロロメチルアクリレートに対するα−ブロモメチルア
クリレートの置換率は、0.5質量%以下であることが
好ましい。
ことが好ましい。
本発明において下地は特に限定されない。レジスト層の
形成方法は特に限定されず、スピンコート、ディッピン
グ、スプレーコート等の各種塗布法から、レジスト層の
厚さなどの各種条件に応じて適宜選択すればよい。レジ
スト塗布後、常法にしたがってプリベークを行う。
法などの各種条件に応じて適宜決定すればよい。本発明
におけるホール寸法では、レジスト層の厚さは好ましく
は50〜500nm、より好ましくは100〜300nmで
ある。
で行う場合に本発明は特に有効であるが、電子線プロジ
ェクション方式を利用してもよい。露光時の電子線照射
量は、前記した式にしたがって決定する。
の種類に応じて適宜選択すればよく、例えば前記したα
−メチルスチレンとα−クロロメチルアクリレートとの
共重合体では、メチルエチルケトンとメチルイソブチル
ケトンとの混合液(日本ゼオン社製ZEP−SDなど)
や、キシレン、酢酸ブチルなどを用いることができる。
現像時間は、通常、1〜10分間程度とすればよい。
ストの種類に応じて適宜選択すればよく、例えば前記し
たα−メチルスチレンとα−クロロメチルアクリレート
との共重合体では、例えばメチルイソブチルケトンとイ
ソプロピルアルコールとの混合液(日本ゼオン社製ZM
D−Bなど)や、イソプロピルアルコールなどを用いる
ことができる。リンス時間は、通常、5〜60秒間程度
とすればよい。
を行う。
ーンをエッチングにより形成する必要のある場合に有効
である。具体的な適用対象は特に限定されないが、例え
ば、パターンド媒体の製造に有効である。パターンド媒
体は、非磁性体からなる非記録部を挟んで、磁性体から
なる微小な記録部が配列してなる記録トラックを有する
磁気記録媒体である。パターンド媒体は、例えば特開平
9−297918号公報に記載されている。同公報に
は、トラック幅と最短ビット規定長とを2辺の長さとす
る矩形領域からなる記録部を複数設け、この複数の記録
部が隙間部により互いに分離して配置されており、記録
部で情報の蓄積を行う磁気記録媒体が記載されている。
パターンド媒体では、クロストークやパーシャルイレー
ジャによる再生信号の劣化を低減できるため、極めて高
密度の記録が可能である。パターンド媒体の製造に本発
明を適用する場合、上記記録部を電子線リソグラフィー
により形成する際に本発明のパターン形成方法を利用す
る。
を塗布した後、プリベークを行って、厚さ180nmのレ
ジスト層を形成した。なお、レジストには、前記一般式
(1)で表される化合物を含有するZEP520A(日
本ゼオン社製)を用いた。
JBX−6000FS)を用い、加速電圧50kVで電子
線を照射した。なお、電子線の照射パターンは、図1に
示すように、正方形のホール2が2次元配列し、隣り合
うホール間の距離がホールの一辺と同寸法であるパター
ンが得られるように設定した。また、ホールの一辺の長
さWの設計寸法は、80nmに設定した。
行って、レジストパターンを得た。現像液には日本ゼオ
ン社製のZED−N50を用い、現像時間は5分間と
し、リンス液には日本ゼオン社製のZMD−Dを用い、
リンス時間は30秒間とした。なお、最適照射量D80を
求めるために電子線の照射量を5μC/cm2づつ変えて、
複数のレジストパターンを作製した。
状を走査型電子顕微鏡により調べ、最適照射量D80を求
めた。その結果、D80は100μC/cm2であった。
表1に示す値としたほかは上記と同様にしてレジストパ
ターンを作製し、電子線照射量の許容範囲および最適値
を調べた。結果を表1に示す。この場合の許容範囲と
は、ホールがレジスト層の底面まで完全に達し、かつ、
レジストパターンの断面形状の崩れが許容範囲内に収ま
る照射量の範囲である。なお、本発明において限定する
照射量範囲を、表1に併記する。
なわち、電子線照射量を本発明で限定する範囲内に設定
することにより、ホール径が小さい場合でも良好な形状
のホールパターンが得られることがわかる。なお、表1
において「裾部にレジスト残」と評価されているレジス
トパターンは、ホールがレジスト層の底面に達してはい
るが、レジスト層断面においてホールの裾部にレジスト
が多量に残存しているもの、すなわちレジスト層の底面
付近でホール径が著しく小さくなったものである。ま
た、表1において「膜減り大」と評価されているレジス
トパターンは、レジスト層断面において隣り合うホール
間に存在するレジストの厚さが著しく減少し、かつ、そ
のレジストの上縁においてコーナー部の曲率が著しく大
きくなったものである。
において、微小パターン形成時の露光量を最適化でき
る。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 下地表面上に、ポジ型の電子線レジスト
を含有するレジスト層を形成し、前記レジスト層に電子
線を照射した後、現像することにより、前記レジスト層
にホールを形成する工程を有し、 前記ホールの平均径をW(単位:nm)とし、Wが80の
ときの最適な電子線照射量をD80としたとき、 40≦W≦70 であるホールを形成する際に、電子線照射量DWが 0.85×60/(W−20)≦DW/D80≦1.1×
60/(W−20) を満足するように電子線を照射するレジストパターンの
形成方法。 - 【請求項2】 前記ホールの平均径が、長辺と短辺との
相加平均、または、長径と短径との相加平均であり、短
辺に対する長辺の比、または、短径に対する長径の比
が、1〜3であるレジストパターンを形成する請求項1
のレジストパターンの形成方法。 - 【請求項3】 前記ホールが複数存在し、隣り合うホー
ル間に存在するレジスト層の幅が、ホールの平均径の
0.2〜3倍であるレジストパターンを形成する請求項
1または2のレジストパターンの形成方法。 - 【請求項4】 前記ポジ型の電子線レジストが、α−メ
チルスチレンとα−クロロアクリル酸エステルとの共重
合体を含有する請求項1〜3のいずれかのレジストパタ
ーンの形成方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000074155A JP3716154B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | レジストパターンの形成方法 |
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JP2000074155A JP3716154B2 (ja) | 2000-03-16 | 2000-03-16 | レジストパターンの形成方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP3716154B2 JP3716154B2 (ja) | 2005-11-16 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN100405552C (zh) * | 2003-05-26 | 2008-07-23 | 学校法人关西学院 | 电子束微细加工方法 |
JP2016218321A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 日本ゼオン株式会社 | レジストパターン形成方法および現像条件の決定方法 |
-
2000
- 2000-03-16 JP JP2000074155A patent/JP3716154B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN100405552C (zh) * | 2003-05-26 | 2008-07-23 | 学校法人关西学院 | 电子束微细加工方法 |
US7704861B2 (en) | 2003-05-26 | 2010-04-27 | Riber Sa | Electron beam microprocessing method |
JP2016218321A (ja) * | 2015-05-22 | 2016-12-22 | 日本ゼオン株式会社 | レジストパターン形成方法および現像条件の決定方法 |
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