JP2006153998A - Method for forming pattern and pattern forming apparatus - Google Patents

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Takashi Kimura
崇 木村
Fumio Kokubo
文雄 小久保
Keiji Sakai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for forming a pattern and a pattern forming apparatus for forming a fine pattern with thin width and a high aspect ratio by using long wavelength light which can be generated without using an expensive large device. <P>SOLUTION: A substrate 4 coated with a mixture 3 containing a light-absorbing heat conversion substance 1 which absorbs light at a specified wavelength to generate heat and a thermosensitive substance 2 which chemically reacts by the heat, is used and irradiated with laser light 6 emitting from a laser light source 5 and converged by a converging means 7 to form a pattern on the substrate. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法およびパターン形成装置に関する。   The present invention relates to a pattern forming method and a pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate.

通常、半導体基板およびガラス基板などの基板上にパターンを形成する場合、リソグラフィ技術を用いる。リソグラフィ技術とは、塗布工程、露光工程および現像工程などによって、基板上などにパターンを形成する方法である。塗布工程では、フォトレジストを基板に塗布する。露光工程では、基板上に形成すべきパターンに基づいてフォトレジストに光を照射してフォトレジストを露光する。現像工程では、露光された露光部および露光部以外の非露光部のいずれかを除去する現像によって基板上にレジストのパターンを形成する。以上の工程によって、基板上にパターンを形成する。さらに、リソグラフィ技術は、エッチング工程および除去工程などを行って、レジストのパターンに対応するパターンを基板に形成する。エッチング工程では、基板上に形成されたレジストのパターンをエッチング用のマスクとして基板をエッチングする。除去工程では、エッチング用のマスクを除去する。以上の工程によって、基板に溝などのパターンを形成する。   Usually, when a pattern is formed on a substrate such as a semiconductor substrate and a glass substrate, a lithography technique is used. The lithography technique is a method of forming a pattern on a substrate or the like by a coating process, an exposure process, a development process, or the like. In the coating process, a photoresist is applied to the substrate. In the exposure step, the photoresist is exposed by irradiating the photoresist with light based on the pattern to be formed on the substrate. In the developing step, a resist pattern is formed on the substrate by developing to remove either the exposed exposed portion or the non-exposed portion other than the exposed portion. A pattern is formed on the substrate through the above steps. Further, in the lithography technique, a pattern corresponding to the pattern of the resist is formed on the substrate by performing an etching process, a removing process, and the like. In the etching step, the substrate is etched using the resist pattern formed on the substrate as an etching mask. In the removing step, the etching mask is removed. Through the above process, a pattern such as a groove is formed on the substrate.

露光工程では、たとえば、フォトレジストに感度のある光を用いて露光する光露光装置などが用いられている。光露光装置としては、パターンが形成された露光用のホトマスクに光を照射することによりフォトレジストに投影露光する装置、および基板上に形成すべきパターンに基づいてレーザ光を直接フォトレジストに照射して露光する装置などが挙げられる。   In the exposure process, for example, a light exposure apparatus that exposes a photoresist using light having sensitivity is used. As a light exposure device, a light exposure is applied to a photomask for exposure on which a pattern is formed, and a projection exposure is performed on the photoresist, and laser light is directly irradiated onto the photoresist based on the pattern to be formed on the substrate. And an exposure apparatus.

近年、基板の高集積化が望まれており、パターンの微細化が試みられている。しかしながら、上記のような光露光装置は、光に回折限界があるため、光が基板などに照射される領域を小さくするのに限界がある。つまり、いくら光を収束させても、光が照射される領域の直径が、光の波長程度にしかならないので、使用した光の波長と同程度の直径がパターンの寸法限界となる。したがって、パターンの微細化を実現するために、使用する光の短波長化が進行している。   In recent years, high integration of substrates has been desired, and pattern miniaturization has been attempted. However, since the light exposure apparatus as described above has a diffraction limit in light, there is a limit in reducing a region where light is irradiated onto a substrate or the like. In other words, no matter how much the light is converged, the diameter of the region irradiated with the light is only about the wavelength of the light, so the diameter that is about the same as the wavelength of the used light becomes the pattern size limit. Therefore, in order to realize pattern miniaturization, the wavelength of light used is being shortened.

短波長の光としては、たとえば、KrFエキシマレーザ(波長:248nm)、ArFエキシマレーザ(波長:193nm)およびF2レーザ(波長:157nm)などの紫外波長の光が挙げられる。さらに、より短波長の光である波長5〜15nmの軟X線領域のEUV(Extreme Ultra Violet)光の使用も検討されている。しかしながら、上記のような短波長の光を発生させる装置は、いずれも非常に高価であり、さらに非常に大きな装置である。   Examples of the short wavelength light include ultraviolet light such as KrF excimer laser (wavelength: 248 nm), ArF excimer laser (wavelength: 193 nm), and F2 laser (wavelength: 157 nm). Furthermore, the use of EUV (Extreme Ultra Violet) light in the soft X-ray region having a wavelength of 5 to 15 nm, which is light having a shorter wavelength, is also being studied. However, any of the devices that generate light having a short wavelength as described above is very expensive and is a very large device.

したがって、上記のような短波長の光を発生させる装置より安価であって、装置を小型化することが可能なピックアップ用の光源を用いることが検討されている。しかしながら、ピックアップ用の光源は、一般的に、赤色光および赤外波長の光を発生する光源であるので、回折限界のため、そのまま使用するとパターンを微細化することができない。   Therefore, it has been studied to use a light source for a pickup that is less expensive than a device that generates light having a short wavelength as described above and that can downsize the device. However, since the light source for pick-up is generally a light source that generates red light and infrared light, the pattern cannot be miniaturized because of the diffraction limit.

そこで、光源から基板上に照射された光を熱に変換して、その熱を利用する方法が検討されている。典型的な従来の技術は、特許文献1に記載されている。特許文献1の微細パターン描画材料を用いた描画方法は、光を吸収して発熱する光吸収熱変換層と熱によって化学反応する熱感応性物質層とを積層した基板に光を照射して微細パターンを描画する方法である。他の従来の技術として、特許文献2に記載されている。特許文献2の微細パターン描画材料を用いた微細加工方法は、照射された光を吸収して発熱する第1の無機物質の層と光照射によって第1の無機物質と反応する第2の無機物質の層とからなる複合層を有する基板に光を照射して微細加工する方法である。さらに他の従来の技術は、特許文献3に記載されている。特許文献3のパターン形成方法は、光を吸収して発熱する光吸収熱変換層で熱を吸収して化学反応する熱感応性物質層を挟む構造を有する基板に光を照射して微細パターンを形成する方法である。   In view of this, a method of converting light irradiated onto a substrate from a light source into heat and utilizing the heat has been studied. A typical prior art is described in US Pat. In the drawing method using the fine pattern drawing material of Patent Document 1, light is irradiated onto a substrate in which a light-absorbing heat conversion layer that absorbs light to generate heat and a heat-sensitive material layer that chemically reacts by heat is laminated. This is a method of drawing a pattern. Another conventional technique is described in Patent Document 2. The microfabrication method using the fine pattern drawing material disclosed in Patent Document 2 is a first inorganic substance layer that absorbs irradiated light and generates heat, and a second inorganic substance that reacts with the first inorganic substance by light irradiation. This is a method of irradiating a substrate having a composite layer composed of the above layers with light to perform microfabrication. Still another conventional technique is described in Patent Document 3. In the pattern forming method of Patent Document 3, a fine pattern is formed by irradiating light onto a substrate having a structure sandwiching a heat-sensitive material layer that absorbs heat and chemically reacts with a light absorption heat conversion layer that absorbs light and generates heat. It is a method of forming.

特開2002−365806公報JP 2002-365806 A 特開2003−145941公報JP 2003-145941 A 特開2004−144925公報JP 2004-144925 A

パターン形成方法は、一般に基板上に現像されたレジストのパターンおよびエッチングによって形成されたパターンなどの幅が細いだけでなく、幅に対する高さまたは深さの比であるアスペクト比が高いことが望まれる。   In general, the pattern forming method is desired not only to have a narrow width such as a resist pattern developed on a substrate and a pattern formed by etching, but also to have a high aspect ratio that is a ratio of height to depth or depth. .

図7は、従来のパターン形成方法によって、パターンを形成する機構を示す模式図である。図7(a)は、フォトレジストなどのパターンを形成するパターニング材料101に短波長の光102を照射することによって、パターンを形成する機構を示す模式図である。図7(a)に示すように、短波長の光102であれば、短波長の光102の照射された光路が、パターニング材料101が化学反応する反応領域103となるので、高アスペクト比のパターンを形成させることができる。しかしながら、短波長の光102の代わりにピックアップ用の光源から照射されるような長波長の光を用いると、高アスペクト比のパターンを形成することが困難である。   FIG. 7 is a schematic diagram showing a mechanism for forming a pattern by a conventional pattern forming method. FIG. 7A is a schematic diagram showing a mechanism for forming a pattern by irradiating the patterning material 101 for forming a pattern such as a photoresist with light 102 having a short wavelength. As shown in FIG. 7A, in the case of the short-wavelength light 102, the optical path irradiated with the short-wavelength light 102 becomes a reaction region 103 in which the patterning material 101 chemically reacts. Can be formed. However, it is difficult to form a pattern with a high aspect ratio if long wavelength light that is emitted from a light source for pickup is used instead of the short wavelength light 102.

図7(b)は、特許文献1および2に記載されている方法を用いてパターンを形成する機構を示す模式図である。図7(b)に示すように、熱によって化学反応するパターニング材料101と、光を吸収して発熱する光吸収熱変換層104とを積層したものに、長波長の光105を照射する。そうすることによって、光吸収熱変換層104が発熱し、その熱を用いてパターニング材料101が化学反応することによって、幅の細いパターンを形成することができる。しかしながら、光吸収熱変換層104で発生した熱が充分に伝わったパターニング材料101のみが化学反応するので、光吸収熱変換層104に接触したパターニング材料101周辺のみに反応領域103が形成される。したがって、パターニング材料101の深いところに反応領域103が形成されず、高アスペクト比のパターンを形成することができないという問題点がある。   FIG. 7B is a schematic diagram showing a mechanism for forming a pattern using the methods described in Patent Documents 1 and 2. As shown in FIG. 7B, a long-wavelength light 105 is irradiated on a laminate of a patterning material 101 that chemically reacts by heat and a light absorption heat conversion layer 104 that absorbs light and generates heat. By doing so, the light absorption heat conversion layer 104 generates heat, and the patterning material 101 chemically reacts using the heat, whereby a narrow pattern can be formed. However, since only the patterning material 101 to which the heat generated in the light absorption heat conversion layer 104 is sufficiently transmitted undergoes a chemical reaction, the reaction region 103 is formed only around the patterning material 101 in contact with the light absorption heat conversion layer 104. Therefore, there is a problem that the reaction region 103 is not formed in the deep part of the patterning material 101 and a pattern with a high aspect ratio cannot be formed.

図7(c)は、特許文献3に記載されている方法を用いてパターンを形成する機構を示す模式図である。図7(c)に示すように、高アスペクト比のパターンを形成することができないという問題点を解決するために、パターニング材料101を挟むように二枚の光吸収熱変換層104を積層したものに、長波長の光105を照射する。パターニング材料101の両面に光吸収熱変換層104が接触しているので、パターニング材料101のより深いところに反応領域103を形成することができる。しかしながら、光吸収熱変換層104に接触したパターニング材料101周辺のみに反応領域103が形成されることにはかわりがないので、アスペクト比が充分に高いパターンを形成することができない。   FIG. 7C is a schematic diagram showing a mechanism for forming a pattern using the method described in Patent Document 3. As shown in FIG. As shown in FIG. 7C, in order to solve the problem that a pattern with a high aspect ratio cannot be formed, two light absorption heat conversion layers 104 are laminated so as to sandwich the patterning material 101. Then, the long wavelength light 105 is irradiated. Since the light absorption heat conversion layer 104 is in contact with both surfaces of the patterning material 101, the reaction region 103 can be formed deeper in the patterning material 101. However, since the reaction region 103 is formed only around the patterning material 101 in contact with the light absorption heat conversion layer 104, a pattern having a sufficiently high aspect ratio cannot be formed.

そこで、本発明の目的は、高価で大型な装置を用いずに発生することができる長波長の光を用いて、幅が細い微細なパターンであって、高アスペクト比のパターンを形成することができるパターン形成方法およびパターン形成装置を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to form a fine pattern with a narrow width and a high aspect ratio by using long-wavelength light that can be generated without using an expensive and large apparatus. Another object is to provide a pattern forming method and a pattern forming apparatus.

本発明は、基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
特定の波長を有する光を吸収して熱を発生する光吸収熱変換物質と前記熱によって化学反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板に、前記特定の波長を有するレーザ光を照射して前記混合物を露光することを特徴とするパターン形成方法である。
The present invention is a pattern forming method for forming a pattern on a substrate,
Irradiating a substrate coated with a mixture containing a light-absorbing heat-converting material that absorbs light having a specific wavelength to generate heat and a heat-sensitive material that chemically reacts with the heat with a laser beam having the specific wavelength Then, the pattern forming method is characterized by exposing the mixture.

また本発明は、前記特定の波長は、前記熱感応性物質に照射することによって前記熱感応性物質を化学反応させるような光の波長より長い波長であることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the specific wavelength is longer than a wavelength of light that causes the heat-sensitive substance to chemically react by irradiating the heat-sensitive substance.

また本発明は、前記特定の波長は、赤外波長であることを特徴とする。
また本発明は、前記特定の波長は、750nm以上950nm以下であることを特徴とする。
In the invention, it is preferable that the specific wavelength is an infrared wavelength.
Further, the present invention is characterized in that the specific wavelength is not less than 750 nm and not more than 950 nm.

また本発明は、前記光吸収熱変換物質および前記熱感応性物質は、有機系化合物であることを特徴とする。   Further, the invention is characterized in that the light absorption heat conversion substance and the heat sensitive substance are organic compounds.

また本発明は、赤外線を吸収して発熱する光吸収熱変換物質と熱を吸収して反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
赤外波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を収束する収束手段とを含むことを特徴とするパターン形成装置である。
Further, the present invention is a pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate coated with a mixture containing a light-absorbing heat-converting substance that generates heat by absorbing infrared rays and a heat-sensitive substance that absorbs and reacts with heat,
A laser light source that emits laser light of an infrared wavelength;
The pattern forming apparatus includes a converging means for converging the laser beam.

また本発明は、前記レーザ光を分割し変調させる偏向制御手段を含むことを特徴とする。   In addition, the present invention is characterized by including deflection control means for dividing and modulating the laser beam.

また本発明は、前記偏向制御手段は、デジタルマイクロミラーデバイスであることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the deflection control means is a digital micromirror device.

また本発明は、前記デジタルマイクロミラーデバイスは、複数のマイクロミラーによって前記レーザ光を反射させて分割し、分割されたレーザ光の進行方向に対して、マイクロミラーの配置方向が傾斜していることを特徴とする。   According to the present invention, the digital micromirror device is configured such that the laser beam is reflected and divided by a plurality of micromirrors, and the arrangement direction of the micromirror is inclined with respect to the traveling direction of the divided laser beam. It is characterized by.

また本発明は、前記偏向制御手段は、液晶素子であることを特徴とする。
また本発明は、前記レーザ光源は、複数のレーザ光を同時に照射することができることを特徴とする。
Further, the invention is characterized in that the deflection control means is a liquid crystal element.
Further, the invention is characterized in that the laser light source can irradiate a plurality of laser beams simultaneously.

また本発明は、前記レーザ光源は、同一平面上に複数の光源を配置して構成することを特徴とする。   According to the present invention, the laser light source is configured by arranging a plurality of light sources on the same plane.

また本発明は、前記レーザ光源は、垂直共振器型面発光レーザ素子であることを特徴とする。   In the invention, it is preferable that the laser light source is a vertical cavity surface emitting laser element.

本発明によれば、特定の波長を有する光を吸収して熱を発生する光吸収熱変換物質とその熱によって化学反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板に、特定の波長を有するレーザ光を照射し、混合物を露光する。そうすることによって、光吸収熱変換物質を含む混合物は発熱し、その熱によって、熱感応性物質は化学反応を起こす。したがって、光を照射することによって光吸収熱変換物質が発熱する波長であれば、パターンを形成することができる。   According to the present invention, a specific wavelength is applied to a substrate coated with a mixture including a light-absorbing heat-converting material that absorbs light having a specific wavelength and generates heat, and a heat-sensitive material that chemically reacts with the heat. The mixture is exposed by irradiating the laser beam. By doing so, the mixture containing the light-absorbing heat converting substance generates heat, and the heat-sensitive substance causes a chemical reaction by the heat. Therefore, a pattern can be formed as long as the light-absorbing heat converting substance generates heat when irradiated with light.

また、光が基板に照射される領域の中心の光強度が最も強く、中心から離れるにしたがって光強度が弱まる。つまり、照射される光の強度分布は、ガウス分布となる。このような光の強度分布がガウス分布になるという性質を用いれば、熱感応性物質が化学反応する領域を光が照射される領域よりはるかに小さくすることができる。したがって、形成されるパターンの幅を非常に小さくすることができる。   Further, the light intensity at the center of the region irradiated with light is the strongest, and the light intensity decreases as the distance from the center increases. That is, the intensity distribution of the irradiated light is a Gaussian distribution. If such a property that the intensity distribution of light has a Gaussian distribution is used, the region where the heat-sensitive substance chemically reacts can be made much smaller than the region irradiated with light. Therefore, the width of the formed pattern can be made very small.

さらに、光吸収熱変換物質は、熱感応性物質に分散されているので、光が照射された領域にある光吸収熱変換物質は発熱させることができる。したがって、厚み方向に深いところにある熱感応性物質も化学反応させることができるので、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   Further, since the light absorption heat conversion substance is dispersed in the heat sensitive substance, the light absorption heat conversion substance in the region irradiated with light can generate heat. Therefore, a heat sensitive substance deep in the thickness direction can also be chemically reacted, so that a pattern with a high aspect ratio can be formed.

以上のことから、高価で大型な装置を用いずに発生することができる長波長の光を用いて、幅が細い微細なパターンであって、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   From the above, it is possible to form a fine pattern with a narrow width and a high aspect ratio by using long-wavelength light that can be generated without using an expensive and large apparatus.

また本発明によれば、特定の波長は、熱感応性物質に照射することによって熱感応性物質を化学反応させるような光の波長より長い波長である。したがって、光が照射されることによって、熱感応性物質が化学反応するのではなく、光が照射されることによって、光吸収熱変換物質が発熱し、その熱によってのみ、熱感応性物質が化学反応するので、光の回折限界の影響が小さく、幅のより小さなパターンを形成することができる。   Further, according to the present invention, the specific wavelength is longer than the wavelength of light that causes the heat-sensitive material to chemically react by irradiating the heat-sensitive material. Therefore, when light is irradiated, the heat-sensitive substance does not chemically react, but when light is irradiated, the light-absorbing heat-converting substance generates heat, and the heat-sensitive substance chemically reacts only by the heat. Since it reacts, the influence of the diffraction limit of light is small, and a pattern with a smaller width can be formed.

また本発明によれば、特定の波長は、赤外波長、たとえば、750nm以上950nm以下であるので、高価で大型な装置を用いずにパターンを形成することができる。   Further, according to the present invention, since the specific wavelength is an infrared wavelength, for example, 750 nm or more and 950 nm or less, a pattern can be formed without using an expensive and large apparatus.

また本発明によれば、光吸収熱変換物質および熱感応性物質は、有機系化合物であるので、光吸収熱変換物質と熱感応性物質とが、均一に分散しやすい。   According to the present invention, since the light absorption heat conversion substance and the heat sensitive substance are organic compounds, the light absorption heat conversion substance and the heat sensitive substance are easily dispersed uniformly.

また本発明によれば、レーザ光源から出射された赤外波長のレーザ光を、収束手段によって収束し、その収束したレーザ光を用いる。赤外線を吸収して発熱する光吸収熱変換物質と熱を吸収して反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板に、その収束したレーザ光を用いると、光吸収熱変換物質が発熱し、その熱によって熱感応性物質が化学反応する。したがって、赤外波長のような長波長の光を用いても、パターンを形成することができる。   Further, according to the present invention, the infrared wavelength laser light emitted from the laser light source is converged by the converging means, and the converged laser light is used. When a converged laser beam is applied to a substrate coated with a mixture of a light-absorbing heat-converting material that absorbs infrared rays and generates heat and a heat-sensitive material that absorbs heat and reacts, the light-absorbing heat-converting material generates heat. However, the heat sensitive substance chemically reacts with the heat. Therefore, a pattern can be formed even using light having a long wavelength such as an infrared wavelength.

また、光が基板に照射される領域の中心の光強度が最も強く、中心から離れるにしたがって光強度が弱まる。つまり、照射された光の強度分布は、ガウス分布となる。このような光の強度分布がガウス分布になるという性質を用いれば、熱感応性物質が化学反応する領域を光が照射される領域よりはるかに小さくすることができる。したがって、形成されるパターンの幅を非常に小さくすることができる。   Further, the light intensity at the center of the region irradiated with light is the strongest, and the light intensity decreases as the distance from the center increases. That is, the intensity distribution of the irradiated light is a Gaussian distribution. If such a property that the intensity distribution of light has a Gaussian distribution is used, the region where the heat-sensitive substance chemically reacts can be made much smaller than the region irradiated with light. Therefore, the width of the formed pattern can be made very small.

さらに、光吸収熱変換物質は、熱感応性物質に分散されているので、光が照射された領域にある光吸収熱変換物質は発熱させることができる。したがって、厚み方向に深いところにある熱感応性物質も化学反応させることができるので、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   Further, since the light absorption heat conversion substance is dispersed in the heat sensitive substance, the light absorption heat conversion substance in the region irradiated with light can generate heat. Therefore, a heat sensitive substance deep in the thickness direction can also be chemically reacted, so that a pattern with a high aspect ratio can be formed.

以上のことから、高価で大型な装置を用いずに発生することができる長波長の光を用いて、幅が細い微細なパターンであって、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   From the above, it is possible to form a fine pattern with a narrow width and a high aspect ratio by using long-wavelength light that can be generated without using an expensive and large apparatus.

また本発明によれば、レーザ光を分割し変調させる偏向制御手段を含む。そうすることによって、レーザ光が分割され、変調されるので、複数のレーザ光を同時に照射することができる。したがって、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   In addition, according to the present invention, the deflection control means for dividing and modulating the laser beam is included. By doing so, the laser beam is divided and modulated, so that a plurality of laser beams can be irradiated simultaneously. Therefore, the time for irradiating the laser beam can be shortened.

また本発明によれば、偏向制御手段は、デジタルマイクロミラーデバイスであるので、マイクロミラーによってレーザ光が反射されて分割されるので、複数のレーザ光を同時に照射することができる。したがって、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   According to the present invention, since the deflection control means is a digital micromirror device, the laser light is reflected and divided by the micromirror, so that a plurality of laser lights can be irradiated simultaneously. Therefore, the time for irradiating the laser beam can be shortened.

また本発明によれば、デジタルマイクロミラーデバイスは、複数のマイクロミラーによってレーザ光を反射させて分割し、分割されたレーザ光の進行方向に対して、マイクロミラーの配置方向が傾斜している。したがって、分割されたレーザ光同士が重ならないので、効率的にレーザ光を照射することができ、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   According to the invention, the digital micromirror device reflects and divides the laser beam by the plurality of micromirrors, and the arrangement direction of the micromirror is inclined with respect to the traveling direction of the divided laser beam. Accordingly, since the divided laser beams do not overlap with each other, the laser beams can be efficiently irradiated, and the time for laser beam irradiation can be shortened.

また本発明によれば、偏向制御手段は、液晶素子であるので、レーザ光を分割することができ、複数のレーザ光を同時に照射することができる。したがって、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   Further, according to the present invention, since the deflection control means is a liquid crystal element, the laser beam can be divided and a plurality of laser beams can be irradiated simultaneously. Therefore, the time for irradiating the laser beam can be shortened.

また本発明によれば、レーザ光源は、複数のレーザ光を同時に照射することができるので、複数のレーザ光を同時に照射することができる。したがって、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   According to the present invention, since the laser light source can irradiate a plurality of laser beams at the same time, it can irradiate a plurality of laser beams at the same time. Therefore, the time for irradiating the laser beam can be shortened.

また本発明によれば、レーザ光源は、同一平面上に複数の光源を配置して構成するので、複数のレーザ光を同時に照射することができる。したがって、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   According to the present invention, since the laser light source is configured by arranging a plurality of light sources on the same plane, a plurality of laser beams can be irradiated simultaneously. Therefore, the time for irradiating the laser beam can be shortened.

また本発明によれば、レーザ光源は、垂直共振器型面発光レーザ素子であるので、同一平面上に、容易に複数の光源を配置することができる。したがって、複数のレーザ光を同時に照射することができ、レーザ光を照射する時間を短縮することができる。   According to the present invention, since the laser light source is a vertical cavity surface emitting laser element, a plurality of light sources can be easily arranged on the same plane. Therefore, a plurality of laser beams can be irradiated at the same time, and the time for laser beam irradiation can be shortened.

以下に本発明を実施の形態によって詳細に説明する。本発明は、その要旨を変えない限り、本実施の形態に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by embodiments. The present invention is not limited to the present embodiment unless the gist thereof is changed.

図1は、本発明であるパターン形成方法の機構を説明する概略図である。本発明であるパターン形成方法は、特定の波長を有する光を吸収して熱を発生する光吸収熱変換物質1とその熱によって化学反応する熱感応性物質2とを含む混合物3が塗布された基板4を用いる。そして、レーザ光源5から出射されたレーザ光6を収束手段7によって収束した後、基板4にレーザ光6を照射する。   FIG. 1 is a schematic view for explaining the mechanism of the pattern forming method according to the present invention. In the pattern forming method according to the present invention, a mixture 3 including a light-absorbing heat-converting substance 1 that absorbs light having a specific wavelength to generate heat and a heat-sensitive substance 2 that chemically reacts with the heat is applied. A substrate 4 is used. Then, the laser light 6 emitted from the laser light source 5 is converged by the converging means 7 and then the substrate 4 is irradiated with the laser light 6.

そうすることによって、レーザ光6で露光されている露光部8にある光吸収熱変換物質1が発熱し、その熱によって熱感応性物質2が化学反応され、露光部8は溶解度などの物性が熱感応性物質2と異なるものとなる。そして、アルカリ溶液などの現像液を用いて、混合物3のみを溶解して除去、または、露光部8のみを溶解して除去することによって、基板上のパターンを形成することができる。   By doing so, the light absorption heat conversion substance 1 in the exposure part 8 exposed by the laser beam 6 generates heat, and the heat sensitive substance 2 is chemically reacted by the heat, and the exposure part 8 has physical properties such as solubility. It is different from the heat sensitive substance 2. A pattern on the substrate can be formed by dissolving and removing only the mixture 3 or dissolving and removing only the exposed portion 8 using a developer such as an alkaline solution.

また、レーザ光6が混合物3に照射される領域の中心の光強度が最も強く、中心から離れるにしたがって光強度が弱まる。つまり、照射される光の強度分布は、ガウス分布となる。このような光の強度分布がガウス分布になるという性質を用いれば、熱感応性物質が化学反応する領域を光が照射される領域よりはるかに小さくすることができる。したがって、形成されるパターンの幅を非常に小さくすることができる。   Further, the light intensity at the center of the region where the mixture 3 is irradiated with the laser light 6 is the strongest, and the light intensity decreases as the distance from the center increases. That is, the intensity distribution of the irradiated light is a Gaussian distribution. If such a property that the intensity distribution of light has a Gaussian distribution is used, the region where the heat-sensitive substance chemically reacts can be made much smaller than the region irradiated with light. Therefore, the width of the formed pattern can be made very small.

光吸収熱変換物質1は、光を吸収して発熱する物質であればどのような物質であっても用いることができる。たとえば、GeSbTeのようなGe−Sb−Te合金、Sb金属、Ag−In−Sb−Te合金、Ag−In−Sb−Te−V合金のような合金、ニオブ酸リチウムおよびメチルニトロアニリンなどが挙げられる。 The light-absorbing heat converting material 1 can be any material that absorbs light and generates heat. For example, Ge—Sb—Te alloys such as Ge 2 Sb 2 Te 5 , Sb metals, alloys such as Ag—In—Sb—Te alloys, Ag—In—Sb—Te—V alloys, lithium niobate and methyl Examples include nitroaniline.

光吸収熱変換物質1は、熱感応性物質2に照射することによって熱感応性物質2を化学反応させるような光の波長より長い波長を有する光を吸収して発熱する物質であることが好ましい。光吸収熱変換物質1がそのような物質であると、光を照射することによって、熱感応性物質2が化学反応するのではなく、光が照射されることによって、光吸収熱変換物質1が発熱し、その熱によってのみ、熱感応性物質2が化学反応する。したがって、光の回折限界の影響が小さく、幅のより小さなパターンを形成することができる。   The light-absorbing heat conversion substance 1 is preferably a substance that generates heat by absorbing light having a wavelength longer than the wavelength of light that causes the heat-sensitive substance 2 to chemically react by irradiating the heat-sensitive substance 2. . If the light-absorbing heat converting substance 1 is such a substance, the light-sensitive heat-converting substance 1 is not irradiated with light, but the light-sensitive heat-converting substance 1 is irradiated with light. The heat sensitive material 2 chemically reacts only by the heat generated. Therefore, the influence of the diffraction limit of light is small, and a pattern with a smaller width can be formed.

さらに、光吸収熱変換物質1が、750nm以上950nm以下である赤外波長の光を吸収して発熱する物質、たとえばCD−R(Compact Disk Recordable)およびDVD
(Digital Versatile Disk)などに用いられている有機色素粉末であることが好ましい。そうすることによって、光吸収熱変換物質1は、ピックアップ用の光源から射出されるレーザ光によって発熱することができるので、高価で大型な装置を用いずにパターンを形成することができる。
Further, the light-absorbing heat converting substance 1 absorbs light having an infrared wavelength of 750 nm or more and 950 nm or less and generates heat, such as CD-R (Compact Disk Recordable) and DVD.
Organic pigment powder used in (Digital Versatile Disk) and the like is preferable. By doing so, the light-absorbing heat converting substance 1 can generate heat by the laser light emitted from the light source for pick-up, so that a pattern can be formed without using an expensive and large-sized device.

熱感応性物質2は、加熱することによって、物質の性質が変化して、現像処理によりパターンが形成される物質であればどのようなものも用いることができる。たとえば、従来からリソグラフィ法に用いられてきたポジ型フォトレジストおよびネガ型フォトレジストなどが挙げられる。   Any material can be used as the heat-sensitive material 2 as long as the properties of the material are changed by heating and a pattern is formed by development processing. For example, a positive type photoresist, a negative type photoresist, and the like conventionally used in the lithography method can be mentioned.

また、光吸収熱変換物質1と熱感応性物質2とは、均一に分散されていることが好ましい。たとえば、光吸収熱変換物質1および熱感応性物質2の両方を有機系化合物にしたり、光吸収熱変換物質1と熱感応性物質2とを攪拌した直後に基板4に塗布したりする。そうすることによって、光が照射された領域にある光吸収熱変換物質1は発熱させることができ、厚み方向に深いところにある熱感応性物質2も化学反応させることができるので、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   Moreover, it is preferable that the light absorption heat conversion substance 1 and the heat sensitive substance 2 are disperse | distributed uniformly. For example, both the light absorption heat conversion substance 1 and the heat sensitive substance 2 are made into organic compounds, or the light absorption heat conversion substance 1 and the heat sensitive substance 2 are applied to the substrate 4 immediately after stirring. By doing so, the light-absorbing heat converting substance 1 in the region irradiated with light can generate heat, and the heat-sensitive substance 2 located deep in the thickness direction can also be chemically reacted, so a high aspect ratio The pattern can be formed.

基板4は、従来のリソグラフィ法で基板として通常用いられているものであればどのようなものでも用いることができる。たとえば、ケイ素、酸化ケイ素、タンタル、アルミニウム、ガリウム−ヒ素、ガラス板のような無機質基板、ポリプロピレン、アクリル樹脂、ポリカーボネート、スチレン系樹脂、塩化ビニル系樹脂などのプラスチック基板、アルミニウムおよびタンタルを蒸着したガラス板、光硬化性樹脂層で被覆したガラス板などが挙げられる。   Any substrate can be used as long as it is normally used as a substrate in a conventional lithography method. For example, inorganic substrates such as silicon, silicon oxide, tantalum, aluminum, gallium-arsenic, glass plate, plastic substrates such as polypropylene, acrylic resin, polycarbonate, styrene resin, vinyl chloride resin, glass on which aluminum and tantalum are deposited Examples thereof include a plate and a glass plate coated with a photocurable resin layer.

また、光吸収熱変換物質1および熱感応性物質2を含む混合物3を、基板保護層が形成されている基板4に塗布してもよい。そうすることによって、基板4が光吸収熱変換物質1から発生した熱によって損なわれるような場合でも、基板4を保護することができる。基板保護層の材料としては、たとえば、ZnS・SiOのような無機化合物およびポリイミドのような有機化合物などを用いることができる。 Moreover, you may apply | coat the mixture 3 containing the light absorption heat conversion substance 1 and the heat sensitive substance 2 to the board | substrate 4 with which the board | substrate protective layer is formed. By doing so, the substrate 4 can be protected even when the substrate 4 is damaged by the heat generated from the light-absorbing heat converting substance 1. As a material for the substrate protective layer, for example, an inorganic compound such as ZnS.SiO 2 and an organic compound such as polyimide can be used.

以上のことから、本発明のパターン形成方法は、高価で大型な装置を用いずに発生することができる長波長の光を用いて、幅が細い微細なパターンであって、高アスペクト比のパターンを形成することができる。   From the above, the pattern forming method of the present invention is a fine pattern with a narrow width and a high aspect ratio using long-wavelength light that can be generated without using an expensive and large-sized apparatus. Can be formed.

本発明であるパターン形成装置は、上記のパターン形成方法を用いた装置である。本発明であるパターン形成装置は、図1に記載の基板4の一箇所にレーザ光を照射するパターン形成方法を用いた装置であってもよいし、基板4の複数箇所にレーザ光を同時に照射するパターン形成装置であってもよい。基板4の複数箇所にレーザ光を同時に照射するパターン形成装置としては、レーザ光を偏向制御手段で分割するパターン形成装置および複数のレーザ光を発生させることができる光源を用いるパターン形成装置などが挙げられる。
まず、レーザ光を偏向制御手段で分割するパターン形成装置について説明する。
A pattern forming apparatus according to the present invention is an apparatus using the pattern forming method described above. The pattern forming apparatus according to the present invention may be an apparatus using a pattern forming method for irradiating one place of the substrate 4 shown in FIG. 1 with a laser beam, or simultaneously irradiating a plurality of places on the substrate 4 with a laser beam. It may be a pattern forming apparatus. Examples of the pattern forming apparatus that simultaneously irradiates a plurality of locations on the substrate 4 with laser light include a pattern forming apparatus that divides the laser light by a deflection control unit and a pattern forming apparatus that uses a light source that can generate a plurality of laser lights. It is done.
First, a pattern forming apparatus that divides laser light by deflection control means will be described.

図2は、本発明であるパターン形成装置11の構成を示す概略図である。パターン形成装置11は、レーザ光源21とデジタルマイクロミラーデバイス22と収束手段23とを含むパターン形成装置である。   FIG. 2 is a schematic diagram showing the configuration of the pattern forming apparatus 11 according to the present invention. The pattern forming apparatus 11 is a pattern forming apparatus including a laser light source 21, a digital micromirror device 22, and a converging unit 23.

レーザ光源21は、基板24上に塗布されている光吸収熱変換物質に照射すると、光吸収熱変換物質が発熱する特定の波長を有するレーザ光を出射する。デジタルマイクロミラーデバイス22は、その表面に複数のマイクロミラー25をアレイ状に配列して構成されている。デジタルマイクロミラーデバイス22は、照射されたレーザ光をそれぞれのマイクロミラー25で反射させて、レーザ光を分割する。さらに、デジタルマイクロミラーデバイス22は、マイクロミラー25が設置されている角度を変化させて、分割されたレーザ光の進行方向を制御することができる。デジタルマイクロミラーデバイス22は、偏向制御手段である。収束手段23は、レンズなどで実現され、基板に照射されるレーザ光を収束する。   When the laser light source 21 irradiates the light absorption heat conversion material applied on the substrate 24, the laser light source 21 emits laser light having a specific wavelength that generates heat from the light absorption heat conversion material. The digital micromirror device 22 is configured by arranging a plurality of micromirrors 25 in an array on the surface thereof. The digital micromirror device 22 reflects the irradiated laser light by each micromirror 25 and divides the laser light. Furthermore, the digital micromirror device 22 can control the traveling direction of the divided laser light by changing the angle at which the micromirror 25 is installed. The digital micromirror device 22 is a deflection control means. The converging means 23 is realized by a lens or the like, and converges the laser light applied to the substrate.

パターン形成装置11は、基板24を載置したステージ26を一定方向に移動させ、レーザ光の照射をオン・オフすることによって、レーザ光を基板24に照射する必要があるときに照射してパターンを形成するラスタ走査方式でパターンを形成する。レーザ光照射のオン・オフは、デジタルマイクロミラーデバイス22に照射されたレーザ光を反射させるマイクロミラー25の角度を変化させることによって行う。   The pattern forming apparatus 11 moves the stage 26 on which the substrate 24 is placed in a certain direction and turns on / off the irradiation of the laser beam, thereby irradiating the substrate 24 with the laser beam when it is necessary to irradiate the pattern. A pattern is formed by a raster scanning method for forming the pattern. The laser light irradiation is turned on / off by changing the angle of the micromirror 25 that reflects the laser light irradiated to the digital micromirror device 22.

以上のことから、パターン形成装置11を用いてパターンを形成すると、複数のレーザ光によって、基板上の複数箇所を同時に照射することができるので、レーザ光の照射時間を短縮することができる。さらに、レーザ光源21から出射されたレーザ光をデジタルマイクロミラーデバイス22で反射させるので、レーザ光源21のレーザが出射される方向が基板に向いている必要がないので、装置を小型化することができる。   From the above, when a pattern is formed using the pattern forming apparatus 11, a plurality of locations on the substrate can be irradiated simultaneously with a plurality of laser beams, so that the irradiation time of the laser beams can be shortened. Furthermore, since the laser light emitted from the laser light source 21 is reflected by the digital micromirror device 22, it is not necessary for the laser light emitted from the laser light source 21 to be directed toward the substrate. it can.

図3は、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32との関係を説明する概略図である。図3(a)は、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32とが傾斜していない場合の概略図である。図3(b)は、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32とが傾斜している場合の概略図である。   FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the relationship between the traveling direction 31 of the laser light divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25. FIG. 3A is a schematic view when the traveling direction 31 of the laser beam divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25 are not inclined. FIG. 3B is a schematic diagram when the traveling direction 31 of the laser light divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25 are inclined.

図3(a)に示すように、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32とが傾斜されていない場合、デジタルマイクロミラーデバイス22に照射されたレーザ光が、マイクロミラー25によって基板のある方向に反射させると、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31が、マイクロミラー25の配置方向32と一致してしまい、同時に基板に照射できるレーザ光をあまり多くできない。たとえば、縦3個横3個の格子状に配置されたデジタルマイクロミラーデバイス22を用いた場合、マイクロミラー25が9個配置されていても、レーザ光によって基板の3箇所しか同時に照射することができない。これに対して、図3(b)に示すように、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32とが傾斜している場合、デジタルマイクロミラーデバイス22に照射されたレーザ光が、マイクロミラー25によって基板のある方向に反射させると、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31が、マイクロミラー25の配置方向32と一致せず、同時に基板に照射できるレーザ光を多くすることができる。たとえば、縦3個横3個の格子状に配置されたデジタルマイクロミラーデバイス22を用いた場合、デジタルマイクロミラーデバイス22にマイクロミラー25が9個配置されており、その9個のマイクロミラー25によって反射されたレーザ光がそれぞれ基板の別の箇所に照射することができるので、基板の9箇所を同時に照射することができる。したがって、デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32とが傾斜するように、デジタルマイクロミラーデバイス22を設置することによって、基板24のより多くの箇所に同時にレーザ光を照射することができるので、レーザ光の照射時間をより短縮することができる。   As shown in FIG. 3A, when the traveling direction 31 of the laser beam divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25 are not inclined, the digital micromirror device 22 is irradiated. When the laser light is reflected in a certain direction of the substrate by the micromirror 25, the traveling direction 31 of the laser light divided by the digital micromirror device 22 coincides with the arrangement direction 32 of the micromirror 25, and at the same time on the substrate. Not much laser light can be irradiated. For example, when the digital micromirror device 22 arranged in a three-by-three lattice pattern is used, even if nine micromirrors 25 are arranged, only three portions of the substrate can be irradiated simultaneously with laser light. Can not. On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the traveling direction 31 of the laser beam divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25 are inclined, the digital micromirror device When the laser light applied to 22 is reflected by the micromirror 25 in a certain direction of the substrate, the traveling direction 31 of the laser light divided by the digital micromirror device 22 does not coincide with the arrangement direction 32 of the micromirror 25. At the same time, the amount of laser light that can be irradiated onto the substrate can be increased. For example, in the case of using the digital micromirror device 22 arranged in the form of a lattice of 3 by 3 vertically, 9 micromirrors 25 are arranged in the digital micromirror device 22, and the 9 micromirrors 25 Since the reflected laser beams can be irradiated to different portions of the substrate, nine portions of the substrate can be irradiated simultaneously. Therefore, by installing the digital micromirror device 22 so that the traveling direction 31 of the laser beam divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25 are inclined, more portions of the substrate 24 are arranged. Since the laser beam can be irradiated simultaneously, the irradiation time of the laser beam can be further shortened.

図4は、本発明であるパターン形成装置12の構成を示す概略図である。パターン形成装置12は、偏向制御手段がデジタルマイクロミラーデバイス22である代わりに、液晶素子27である以外はパターン形成装置11と同様である。液晶素子27は、光透過性を変化させて光の透過および遮断を行う液晶シャッタ28を複数アレイ状に配列して構成されている。液晶素子27は、照射されたレーザ光をそれぞれの液晶シャッタ28に透過させて、レーザ光を分割する。   FIG. 4 is a schematic view showing the configuration of the pattern forming apparatus 12 according to the present invention. The pattern forming apparatus 12 is the same as the pattern forming apparatus 11 except that the deflection control means is a liquid crystal element 27 instead of the digital micromirror device 22. The liquid crystal element 27 is configured by arranging a plurality of liquid crystal shutters 28 that transmit and block light by changing light transmittance in an array. The liquid crystal element 27 transmits the irradiated laser light to the respective liquid crystal shutters 28 and divides the laser light.

パターン形成装置12は、液晶シャッタ28の光透過性をそれぞれ変化させて、液晶素子27に照射されたレーザ光の透過および遮断することによって、レーザ光照射のオン・オフを行う。   The pattern forming device 12 changes the light transmittance of the liquid crystal shutter 28 to transmit and block the laser light applied to the liquid crystal element 27, thereby turning on and off the laser light irradiation.

以上のことから、パターン形成装置12を用いてパターンを形成すると、複数のレーザ光によって、基板上の複数箇所を同時に照射することができるので、レーザ光の照射時間を短縮することができる。   From the above, when a pattern is formed using the pattern forming apparatus 12, a plurality of locations on the substrate can be irradiated simultaneously with a plurality of laser beams, so that the irradiation time of the laser beams can be shortened.

つぎに、複数のレーザ光を発生させることができる光源を用いるパターン形成装置について説明する。   Next, a pattern forming apparatus using a light source capable of generating a plurality of laser beams will be described.

図5は、本発明であるパターン形成装置13の構成を示す概略図である。パターン形成装置13は、レーザ光源29と収束手段23とを含むパターン形成装置である。   FIG. 5 is a schematic diagram showing the configuration of the pattern forming apparatus 13 according to the present invention. The pattern forming apparatus 13 is a pattern forming apparatus including a laser light source 29 and a converging unit 23.

レーザ光源29は、同一平面上に複数の光源30を配置して構成する。したがって、複数のレーザ光を同時に照射することができる。たとえば、垂直共振器型面発光レーザ素子(VCSEL)であると、容易に同一平面上に複数の光源30を配置することができるので好ましい。   The laser light source 29 is configured by arranging a plurality of light sources 30 on the same plane. Therefore, a plurality of laser beams can be irradiated simultaneously. For example, a vertical cavity surface emitting laser element (VCSEL) is preferable because a plurality of light sources 30 can be easily arranged on the same plane.

パターン形成装置13は、複数の光源30をそれぞれオン・オフすることによって、レーザ光照射のオン・オフを行う。   The pattern forming apparatus 13 turns on / off the laser light by turning on / off the plurality of light sources 30 respectively.

したがって、パターン形成装置13を用いてパターンを形成すると、複数のレーザ光によって、基板上の複数箇所を同時に照射することができるので、レーザ光の照射時間を短縮することができる。   Therefore, when a pattern is formed using the pattern forming apparatus 13, a plurality of locations on the substrate can be irradiated simultaneously with a plurality of laser beams, so that the irradiation time of the laser beams can be shortened.

以下に、本発明であるパターン形成方法を用いた実施例を示す。
実施例は、光吸収熱変換物質1としてCD−Rに使用されている有機色素粉末を用い、熱感応性物質2としてフォトレジスト(クラリアントジャパン社製、AZ5214E)を用いた。このフォトレジストは、波長が450nm以上の長波長の光を照射したときの反応性が、反応性が極大となる波長である380nmを照射したときの4%前後の反応性しかなく、さらに、熱による溶解速度の変化の特性も併せ持つ。
Examples using the pattern forming method according to the present invention will be described below.
In Examples, an organic dye powder used in CD-R was used as the light-absorbing heat conversion substance 1, and a photoresist (AZ5214E manufactured by Clariant Japan Co., Ltd.) was used as the heat-sensitive substance 2. This photoresist has only about 4% of reactivity when irradiated with light having a wavelength of 450 nm or longer, and when irradiated with light having a maximum reactivity of 380 nm. It also has the characteristic of change in dissolution rate due to.

有機色素粉末とフォトレジストとを攪拌して、その攪拌された混合物を光ディスク基板に0.8μm以上1.0μm以下の膜厚となるように塗布した。CD用光ディスクドライブを用い、光源が基板をなぞる速度である線速度を3m/秒となるように、混合物が塗布された基板にレーザ光を照射した。レーザ光は、波長850μmで、基板上で約15mWとなる出力である。   The organic dye powder and the photoresist were stirred, and the stirred mixture was applied to the optical disk substrate so as to have a film thickness of 0.8 μm or more and 1.0 μm or less. Using a CD optical disk drive, the substrate on which the mixture was applied was irradiated with laser light so that the linear velocity, which is the velocity at which the light source traces the substrate, was 3 m / sec. The laser light has an output of about 15 mW on the substrate with a wavelength of 850 μm.

その後、レジスト剥離液(ラサ工業社製、RS−30PE)を用いて、レーザ光が照射されていない混合物を除去した。   Then, the mixture which has not been irradiated with the laser beam was removed using a resist stripping solution (manufactured by Rasa Industrial Co., Ltd., RS-30PE).

基板のSEM(走査型電子顕微鏡)写真を観察し、その結果を図6に示す。図6は、実施例における基板上に形成されたレジストパターンのSEM(走査型電子顕微鏡)写真である。図6のSEM写真に示すように、基板上に深さ方向の高さが1.0μm、幅が0.552μmのパターンが形成された。   The SEM (scanning electron microscope) photograph of the substrate was observed, and the result is shown in FIG. FIG. 6 is a SEM (scanning electron microscope) photograph of the resist pattern formed on the substrate in the example. As shown in the SEM photograph of FIG. 6, a pattern having a height in the depth direction of 1.0 μm and a width of 0.552 μm was formed on the substrate.

本発明であるパターン形成方法の機構を説明する概略図である。It is the schematic explaining the mechanism of the pattern formation method which is this invention. 本発明であるパターン形成装置11の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the pattern formation apparatus 11 which is this invention. デジタルマイクロミラーデバイス22によって分割されたレーザ光の進行方向31とマイクロミラー25の配置方向32との関係を説明する概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining the relationship between the traveling direction 31 of the laser light divided by the digital micromirror device 22 and the arrangement direction 32 of the micromirror 25. 本発明であるパターン形成装置12の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the pattern formation apparatus 12 which is this invention. 本発明であるパターン形成装置13の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the pattern formation apparatus 13 which is this invention. 実施例における基板上に形成されたレジストパターンのSEM(走査型電子顕微鏡)写真である。It is a SEM (scanning electron microscope) photograph of the resist pattern formed on the board | substrate in an Example. 従来のパターン形成方法によって、パターンを形成する機構を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mechanism which forms a pattern with the conventional pattern formation method.

符号の説明Explanation of symbols

1 光吸収熱変換物質
2 熱感応性物質
3 混合物
4 基板
5 レーザ光源
6 レーザ光
7 収束手段
8 露光部
11,12,13 パターン形成装置
21,29 レーザ光源
22 デジタルマイクロミラーデバイス
23 収束手段
24 基板
25 マイクロミラー
26 ステージ
27 液晶素子
28 液晶シャッタ
30 光源
31 進行方向
32 配置方向
101 パターニング材料
102 短波長の光
103 反応領域
104 光吸収熱変換層
105 長波長の光
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light absorption heat conversion substance 2 Heat sensitive substance 3 Mixture 4 Substrate 5 Laser light source 6 Laser light 7 Converging means 8 Exposure part 11, 12, 13 Pattern formation apparatus 21, 29 Laser light source 22 Digital micromirror device 23 Converging means 24 Substrate 25 Micro mirror 26 Stage 27 Liquid crystal element 28 Liquid crystal shutter 30 Light source 31 Traveling direction 32 Arrangement direction 101 Patterning material 102 Short wavelength light 103 Reaction region 104 Light absorption heat conversion layer 105 Long wavelength light

Claims (13)

基板上にパターンを形成するパターン形成方法であって、
特定の波長を有する光を吸収して熱を発生する光吸収熱変換物質と前記熱によって化学反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板に、前記特定の波長を有するレーザ光を照射して前記混合物を露光することを特徴とするパターン形成方法。
A pattern forming method for forming a pattern on a substrate,
Irradiating a substrate coated with a mixture containing a light-absorbing heat-converting material that absorbs light having a specific wavelength to generate heat and a heat-sensitive material that chemically reacts with the heat with a laser beam having the specific wavelength And exposing the mixture to a pattern.
前記特定の波長は、前記熱感応性物質に照射することによって前記熱感応性物質を化学反応させるような光の波長より長い波長であることを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。   2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the specific wavelength is longer than a wavelength of light that causes the heat-sensitive substance to chemically react by irradiating the heat-sensitive substance. 前記特定の波長は、赤外波長であることを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the specific wavelength is an infrared wavelength. 前記特定の波長は、750nm以上950nm以下であることを特徴とする請求項1記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the specific wavelength is not less than 750 nm and not more than 950 nm. 前記光吸収熱変換物質および前記熱感応性物質は、有機系化合物であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the light absorption heat conversion substance and the heat sensitive substance are organic compounds. 赤外線を吸収して発熱する光吸収熱変換物質と熱を吸収して反応する熱感応性物質とを含む混合物を塗布した基板上にパターンを形成するパターン形成装置であって、
赤外波長のレーザ光を出射するレーザ光源と、
前記レーザ光を収束する収束手段とを含むことを特徴とするパターン形成装置。
A pattern forming apparatus for forming a pattern on a substrate coated with a mixture comprising a light-absorbing heat converting material that absorbs infrared rays and generates heat and a heat-sensitive material that absorbs and reacts with heat,
A laser light source that emits laser light of an infrared wavelength;
A pattern forming apparatus comprising: a converging unit for converging the laser beam.
前記レーザ光を分割し変調させる偏向制御手段を含むことを特徴とする請求項6記載のパターン形成装置。   7. The pattern forming apparatus according to claim 6, further comprising a deflection control unit that divides and modulates the laser beam. 前記偏向制御手段は、デジタルマイクロミラーデバイスであることを特徴とする請求項7記載のパターン形成装置。   8. The pattern forming apparatus according to claim 7, wherein the deflection control means is a digital micromirror device. 前記デジタルマイクロミラーデバイスは、複数のマイクロミラーによって前記レーザ光を反射させて分割し、分割されたレーザ光の進行方向に対して、マイクロミラーの配置方向が傾斜していることを特徴とする請求項8記載のパターン形成装置。   The digital micromirror device is characterized in that the laser beam is reflected and divided by a plurality of micromirrors, and the arrangement direction of the micromirror is inclined with respect to the traveling direction of the divided laser beam. Item 9. The pattern forming apparatus according to Item 8. 前記偏向制御手段は、液晶素子であることを特徴とする請求項7記載のパターン形成装置。   8. The pattern forming apparatus according to claim 7, wherein the deflection control means is a liquid crystal element. 前記レーザ光源は、複数のレーザ光を同時に照射することができることを特徴とする請求項6記載のパターン形成装置。   The pattern forming apparatus according to claim 6, wherein the laser light source is capable of simultaneously irradiating a plurality of laser beams. 前記レーザ光源は、同一平面上に複数の光源を配置して構成することを特徴とする請求項6または11記載のパターン形成装置。   12. The pattern forming apparatus according to claim 6, wherein the laser light source is configured by arranging a plurality of light sources on the same plane. 前記レーザ光源は、垂直共振器型面発光レーザ素子であることを特徴とする請求項6〜12のいずれか1つに記載のパターン形成装置。   The pattern forming apparatus according to claim 6, wherein the laser light source is a vertical cavity surface emitting laser element.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111837074A (en) * 2018-03-02 2020-10-27 Asml荷兰有限公司 Method and apparatus for forming patterned material layer
JP2021515264A (en) * 2018-03-02 2021-06-17 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Methods and equipment for forming patterned layers of material
JP7250803B2 (en) 2018-03-02 2023-04-03 エーエスエムエル ネザーランズ ビー.ブイ. Method and apparatus for forming patterned layers of material
CN111837074B (en) * 2018-03-02 2023-11-03 Asml荷兰有限公司 Method and apparatus for forming patterned material layer

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