JPH07120047B2 - アニオン性重合可能モノマ−の蒸着フオトレジストの製造方法およびその製品 - Google Patents

アニオン性重合可能モノマ−の蒸着フオトレジストの製造方法およびその製品

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JPH07120047B2
JPH07120047B2 JP62029457A JP2945787A JPH07120047B2 JP H07120047 B2 JPH07120047 B2 JP H07120047B2 JP 62029457 A JP62029457 A JP 62029457A JP 2945787 A JP2945787 A JP 2945787A JP H07120047 B2 JPH07120047 B2 JP H07120047B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はアニオン性重合可能モノマーの蒸着フオトレジ
ストの製造方法とその画像形成物品に関する。
(従来の技術) マイクロリトグラフイーに対するレジスト材料として重
合アルキルシアノアクリレートの使用は、当業者に公知
である。例えば:I.B.M.Technical Dis closure Bulleti
n Vol.16、No11、第3745頁1974年4月発行は、高速度ボ
ジ型電子ビームレジストとしてポリメチルα−シアノア
クリレートホモポリマーおよびポリマーの使用を開示
し;特開昭55-21,332号公報は、ポジ型高感度電子ビー
ムレジストとしてポリブチルシアノアクリレートの使用
を開示し;特開昭55-105,244号公報は、ポジ型電子ビー
ムレジストとしてポリエチルシアノアクリレートの使用
を開示し;米国特許第4,279,984号は、ポジ型高エネル
ギ放射線レジストとして低級アルキルシアノアクリレー
トのホモポリマーおよびコポリマーの使用を開示し;ヨ
ーロツパ特許第48,899号は、ポジ型レジストとしてアル
キルシアノアクリレートのコポリマーの使用を開示し;
特開昭57-87,404号公報は、電子ビームレジストとして
重合フルオロアルキルシアノアクリレートの使用を開示
し;特開昭58-113,933号公報は、レジスト材料としてフ
ルオロアルキルアクリレートおよびアルキルシアノアク
リレートのコポリマーの使用を開示し;特開昭58-108,2
13号公報は、ポジ型感放射線レジストとしてアルキルシ
アノアクリレートポリマーの使用を開示し;および特開
昭58-123,727号公報は、ネガ型感放射線レジストとして
アルキルシアノアクリレートポリマーおよびアジド架橋
剤の使用を開示している。
先行技術では、基体へレジスト材料を塗布する方法は、
基体へシアノアクリレートポリマーの溶液を回転塗布す
ることによる。この手順は重合体が塗布に先立つて準備
されかつ次に適当な溶媒に溶解させるよう要求される。
この溶液は、塗布する前に塵埃粒子を除去するように
過しなければならない。塗布後、塗布された基体は、残
留溶媒を除去するためベークする必要がある。多量のシ
アノアクリレートポリマーの製法は、モノマーの高い反
応性および重合の著しい発熱の性質によつて複雑化され
る。
重合の後、高分子量シアノイソシアネートは、次に開始
剤および抑制剤のような不純物を除去するために沈澱さ
せる必要があり、多量の溶媒を消費する手順となる。次
に精製されるポリマーは、回転塗布をするため適当な溶
媒に再溶解させねばならない。この要求は、溶媒の型式
および使用してもよいポリマー分子量に関する制限を定
める。例えば、ポリメチルシアノアクリレートは、ニト
ロメタンおよびジメチルホルムアミドのような極めて小
数の溶媒に溶解性である。一般に、米国特許第4,279,98
4号第2欄第23〜28行で述べられるように100万を超過す
る分子量をもつシアノアクリレートポリマーのフイルム
を回転塗布することは、極めて困難である。しかしなが
ら、この分子量以下のポリマーから形成されるフイルム
は、米国特許第4,279,984号第3欄第60〜68行および第
4欄第1〜9行で説明されるように短縮現像時間を必要
とする常用有機溶媒によつて容易に除去される。回転塗
布法の別の不利は、パターン付基体を塗布しようとする
と不均等な塗布厚をもたらし、すなわち塗膜は隆起した
部分でよりも凹んだ部分で厚くなる。この問題を解決す
る方法は、多層レジストの使用を必要とする。しかしな
がら、2つあるいは3つの層を塗布しかつ2つあるいは
3つの画像現像段階を使用することは、リトグラフ法の
費用および複雑性を増加する。
(発明が解決しようとする問題点) 先行技術では、シアノアクリレート基礎レジストで画像
をつくる方法は、基体へシアノアクリレートポリマーを
回転塗布しかつマスクを介して高エネルギ放射線あるい
は一定方向に向けられる高エネルギビームに対して回転
塗布される表面を照射させることを必要とする。ポジ画
像レジストの場合、塗膜の照射部分は、次に溶媒での処
理によつて除去され、ネガ画像レジストの場合、未照射
部分が溶媒によつて除去される。その溶媒現像段階は、
必然的に基体で残りかつレリーフ画像を形成すべき塗膜
の部分の若干程度のひずみをもたらす結果に終る。
シアノアクリレートモノマー蒸気は、近頃指紋現像剤と
して使用されている。この種技術の詳細な論考は、米国
特許第4,550,041号に含まれている。
本発明は、困難な精製段階を必要とせずに適当な基体に
対し極めて大きい分子量の重合レジスト塗膜を塗布しか
つ立体的にパターンづけされる基体の隆起部分の適当な
被覆を保証する方法を提供することにある。
(問題を解決するための手段) 本発明は、式 CHR=CXY [式中、XおよびYは、−SO2R2、−SO3R2、−CN、−CO
OR1、および−COR2から独立して選択される強電子吸引
性基であり、Rは水素であるか、またはXとYが共にシ
アノ基ならばC1〜C4アルキルである。(ここに、R1はC1
〜C12のハイドロカルビル基、またはハロゲン原子もし
くはアルコキシ基で置換された置換ハイドロカルビル基
を表わし、またR2は、水素またはC1〜C12のハイドロカ
ルビル基を表わす。)]で表わされるアニオン重合性モ
ノマーの蒸気に塗布される基体を曝露させることから成
る。特に好ましいモノマーは、2−シアノアクリレート
エステルである。このモノマーは、基体の表面で縮合し
かつ重合し、極めて均一な高分子量の重合性塗膜を生
じ、この塗膜がプラズマあるいは酸腐蝕技術を使用する
リトグラフ性のレジスト塗膜として有効である。
本法は、半導体装置であるイオンシリコンチツプをつく
るマイクロリトグラフ法で特に使用される。
本発明の別の面は、腐蝕性基体が上述のようにポリマー
で塗布される方法から成り;次に塗布された基体は、高
エネルギ放射線を使用して画像がつくられ;この画像
は、慣用の溶媒現像方法によつて現像され;この画像は
適当なプラズマあるいは酸腐蝕法によつて腐蝕され、次
いでレジスト塗膜が高分子解重合温度上の温度に対して
塗膜を加熱することによつて除去される。
本発明のなお別の面は、酸あるいはプラズマ腐蝕法によ
つて腐蝕可能でありかつ基体上でのシアノアクリレート
モノマーの蒸着によつて形成される高分子量シアノアク
リレートモノマーで塗布されている基体から成る。
この発明的方法は、厚さ0.1ミクロン以下の均一な耐蝕
塗膜をつくるため使用することができる。
本発明の更に別の面は、蒸着されるポリマー塗膜が画像
として付着されるので、二次的溶媒現像が不必要となる
方法から成る。
この方法は、高エネルギ放射線に対して照射させる場合
には酸を分離する化合物で基体を処理することから成
る。基体の表面が若干酸性あるいは中性である若干の場
合、感放射線酸性先駆物質と反応しないように選択する
必要のある塩基性液体あるいは蒸気で基体の表面を活性
化する必要がある。この基体は、マスクを介する化学線
あるいは電離線に対しあるいは定方向にされる高エネル
ギビームに対し照射させる。結局この基体は、レリーフ
画像を形成する未照射部分で縮合かつ重合するシアノア
クリレートモノマーの蒸気に対して曝露される。
この最後の面では、本発明は、下記の諸項から成る画像
形成法である。すなわち、 a)式 CHR=CXY (式中、XとYは、−SO2R2、−SO3R2、−CN、−COOR1
および−COR2から独立して選択される強電子吸引性基で
あり、RはH、またはXとYが共にシアノ基であるなら
ば、C1〜C4のアルキル基である。また、R1はC1〜C12
ハイドロカルビル、あるいはハロゲン原子もしくはアル
コシキ基で置換されたハイドロカルビル基を表わし、R2
は水素またはC1〜C12のハイドロカルビル基を表わ
す。)で表わされるモノマーの重合を活性化させる反応
性表面を有する基体を準備し; b)化学線あるいは電離線に対して照射させる場合酸を
分離する感光性化合物で基体の表面を処理し; c)上記感光性化合物から上記酸を分離するため有効な
エネルギの放射線に対して基体を画像として照射させ、
および d)放射線に対して照射させない基体の範囲の基体に亘
つて重合性塗膜を形成するに十分な時間の間上記モノマ
ーの1つの蒸気に対し基体を曝露する。
本発明の他の面は、前節の方法によつてつくられる画像
製品から成る。
(発明の効果) 本発明のこの面の長所のうちには、下記の諸特徴があ
る。すなわち、 (イ)現行のC.Aレジストは、画像を形成するため強いU
Vあるいは高エネルギ放射線を要求する。本発明は、中
間UVあるいは使用される可視光ですら(潜酸材料の吸収
に従つて)可能にする。この発明的方法では、放射線レ
スポンスは、酸先駆物質の性質を変更することによつて
調節させることができる。例えば、長波長UVレスポンス
は、ピリリウム塩の使用によつて得ることができ;中間
UVレスポンスは、ジアゾニウムあるいはスルホニウム塩
の使用によつて得ることができ;および強いUVレスポン
スは、ヨードニウム塩光重合体の使用によつて得ること
ができる。
(ロ)ポリマーが画像位置で形成されないから、現像
は、攻撃的な溶媒の使用を必要としない。
(ハ)現行のポジ型画像フオトレジストの材料は、比較
的高い放射線量を要求するポリマー分解機構によつて形
成される。比べると、本現像法は、画像範囲の重合を防
止をあてにしかつ酸形成を確保するため低放射線量しか
必要としない。
(作用) この発明的方法で使用するため好ましいモノマーは、シ
アノアクリレートエステル、シアン化ビニリデンおよび
ジアルキルメチレンマロネートである。十分公知のシア
ノアクリレートモノマーは、特に好ましくかつ多くが
“瞬間”接着剤として市販で入手可である。このシアノ
アクリレートモノマーは、下記の式をもつ。すなわち、 (式中R1は、1〜12炭素原子(ハロゲン原子あるいはア
ルコキシ基のような置換体で置換してもよい)をもつ直
鎖あるいは枝分れ鎖アルキル基、2ないし12炭素原子を
もつ直鎖あるいは枝分れ鎖アルケニル基、2ないし12炭
素原子をもつ直鎖あるいは枝分れ鎖アルキニル基、シク
ロアルキル基、アラルキル基あるいはアリール基のよう
なヒドロカルビルあるいは置換ヒドロカルビル基であ
る。R1に対する特定例は、メチル基、エチル基、n−プ
ロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル
基、ペンチル基、ヘキシル基、アリール基、メタアリー
ル基、クロチル基、プロパルギル基、シクロヘキシル
基、ベンジル基、フエニル基、クレジル基、2−クロロ
エチル基、3−クロロプロピル基、2−クロロブチル
基、トリフルオロエチル基、2−メトキシエチル基、3
−メトキシブチル基および2−エトキシエチル基であ
る。) 好ましいシクロアクリレートは、1〜6炭素原子をもつ
アルキルシクロアクリレートである。エチルおよびイソ
ブチルシアノアクリレートは、特に好ましい。
モノマー蒸気は、それらのモノマーから最も適当に発生
される。これは、環境温度および環境圧力でなされても
よいが、しかし一般にモノマーを加熱および/あるいは
モノマー発生室の上の大気圧を減少させることが好まし
く、そのため十分な濃度の蒸気を発生させ、合理的な時
間において基体へのポリマー蒸着を完成させるようにす
る。
モノマーからの蒸気発生に対する代案として、それらモ
ノマーの解重合温度、代表的に約150°以上に加熱され
るシアノアクリレートポリマーは、モノマー蒸気源とし
て使用してもよい。特にレジスト塗膜の熱除去から発生
される蒸気は、再循環させてもよく、その特徴が重要な
環境上の諸長所をもつている。
濃縮シアノアクリレートモノマー蒸気は、指紋現像技術
で十分周知および米国特許第4,550,041号で要約される
他の技術によつて発生させてもよい。
シアノアクリレートエステルモノマー類が容易な入手可
能性、良好な公知処理特性および低い解重合温度のため
に好ましいけれども、上述の式I内に包含される他のア
ニオン性重合可能モノマー類も有効に使用することがで
きる。本明細書で使用されるように、用語“強電子吸引
性基”は、ハロゲンより一層電子吸引性である基に向け
られている。一般に電子回収基XとYとは、−SO2R;SO3
R;−CN;−COOR1および−COR2から独立に選択してもよ
く、ここにR1が予じめ規定された通りでありまたR2がH
あるいはハイドロカルビル、好ましくはC1-C12ハイドロ
カルビルである。特に、シアン化ビニリデンは、特に不
溶性高分子生成を生ずるため公知である。シアン化ビニ
リデンおよびその低級アルキル同族体は、例えば、米国
特許第2,313,501;2,502,412;2,514,387;2,663,725およ
び2,665,298号によつて説明される方法によつてつくつ
てもよく、それらの開示が本明細で引例として合体され
る。式Iの範囲内の他のアニオン性重合可能モノマー類
は、下記を含む。すなわち、米国特許第2,330,033;3,19
7,318;3,221,745および3,523,097号で説明されるような
ジアルキルメチレンマロネート類;英国特許第1,168,00
0号で説明されるようなアシルアクリロニトリル;およ
び式CH2=CXY(式中Xが米国特許第2,748,050号で説明
されるような−SO2R2あるいは−SO3R2またYが−CN、−
COOR2、−COCH3、−SO2R2あるいは−SO3R2である)のビ
ニルスルヒネートおよびスルホネートである。
事実上、本発明方法では重合性画像が望まれる任意の基
体を使つてもよい。最も有利なことには、それらの基体
は、ポリマー塗膜がエツチレジストとしてその間使用さ
れる二次的酸あるいはプラズマ腐蝕を受ける基体となる
だろう。適当な基体材料は、SiO2塗布シリコンを含む二
酸化シリコン、金属酸化物類、およびガラスから成り、
それらのすべてがプラズマあるいは酸腐蝕法によつて腐
蝕される。印刷回路板製造および金属印刷板で使用され
る銅塗布エポキシ/ガラス板のような酸法によつて腐蝕
できる金属基体は、本発明方法で使用してもよい。本発
明方法がエツチレジストをつくるため使用される場合に
は、そのレジスト塗膜は、腐蝕後好ましくは真空下ポリ
マーの解重合温度以上に基体を加熱することによつて除
去してもよい。
ポリマーが基体で均一な塗膜として蒸着される場合、二
次的画像形成および現像段階は、シアノアクリレートレ
ジスト材料に対し当業界の慣用段階である。代表的に、
低いUV源(波長300nm以下)あるいは電離線源(電子ビ
ーム、X線あるいはガンマ線)のような高エネルギ源
は、画像をつくるため使用される。直接書込みあるいは
フオトマスク技術は、基体を画像として照射させるよう
使用してもよい。照射後、画像は、慣用の溶剤現像技術
によつて現像される。
好ましい基体は、SiO2塗布シリコン、例えば、半導体装
置の製法で従来使用されるシリコンチツプである。最も
好適には、本基体は、プラズマ腐蝕法によつて腐蝕され
る。驚くべきことに、本発明方法によつてつくられる高
分子量シアノアクリレートポリマーは、回転塗布シアノ
アクリレートポリマーレジストよりかなりに大きい腐蝕
抵抗力を備えている。
極めて大きい分子量ポリマーは、本発明方法によつて形
成される。これは、塗膜を溶解するためジクロロメタン
のような攻撃性溶剤の無能力によつて証明される。しか
しながら、上述のように、塗膜は、ポリマーの解重合温
度以上に加熱することによつて容易に除去される。シア
ノアクリレートポリマーにとつて、その解重合温度が約
150〜200℃しかでなく、従つて塗膜除去段階は、代表的
基体を損傷しないだろう。
もし基体表面がシアノアクリレート、あるいは使用して
もよいような式I内の他のモノマーのアニオン重合を誘
導するため本質的に活性である場合、所望高分子量均一
塗膜をつくるのにいかなる表面処理をも必要としないだ
ろう。しかしながら、基体が若干酸性あるいは中性であ
る場合によつては、モノマー蒸気に対して基体を曝露さ
せる前にほぼ除去される塩基性液体あるいは蒸気で表面
を活性化する必要がある。適当な活性剤は、アルキルシ
アノアクリレートのアニオンあるいは双極性イオン重合
に対する公知開始剤を含んでいる。有機アミンおよびホ
スヒンは、特に好適な活性剤である。
塗膜が画像として直接に蒸着されるべき場合、照射の際
に酸を遊離する化合物で表面を予備処理する必要があ
る。照射の際に酸を分離する化合物は、エポキシあるい
はビニルエーテルのようなカチオン性重合可能樹脂に対
する光重合体として公知な化合物のようにリユイス酸あ
るいはプロトン酸を分離する任意の化合物である。さら
に照射の際にスルホン酸を分離しかつ酸性硬化可能焼付
ラツカーに対して光分解性分離可能な潜熱溶媒として公
知である化合物が含まれる。勿論、それらの化合物は、
シアノアクリレート重合を開始させる照射副生成物をつ
くつてはならない。従つて、アミン塩類は、推せんされ
ない。
本発明方法に有用である好適な感放射線酸先駆物質は、
式 ▲〔A〕 ▼ 〔MXe〕−(e−f) (式中Aはヨードニウムヨードシル、グループVIaオニ
ウム、ピリリウム、チオピリリウム、スルホニルスルホ
キソニウムおよびジアゾニウムから選択されるカチオン
であり、Mは金属あるいはメタロイドであり、Xはハロ
ゲンラジカルであり、d=e−f、f=Mの原子価およ
び2から7を含めるまでに等しい整数でありまたe>f
また8までの値をもつ整数である。)によつて代表され
るハロゲン化錯体の塩;式 R〔O,SO2・CO3〕n (式中Rは原子価1〜4の有機ラジカルでありまたQ
は、水素あるいは弗素でありまたnは整数1〜4であ
り。)の化合物;およびいづれも本明細書で引例として
合体される米国特許第4,504,372および4,510,290号で開
示される化合のように照射に際してスルホン酸を分離す
る化合物である。
この酸発生化合物は、ストレートであるいは次いで蒸発
される溶媒で塗布してもよい。表面活性剤も基体に対し
て塗布されているならば、活性剤と酸発生化合物との双
方は、共通溶媒にして同時に塗布してもよい。これと異
なり、活性剤は、酸発生化合物の塗布前あるいは塗布後
に塗布してもよい。
痕跡量の表面活性剤および酸発生化合物しか必要でな
い。鏡面仕上基体は、例えば、これらの化合物の塗布後
適当な薄葉紙で再研磨してもよくまた照射およびモノマ
ー蒸気に対する曝露後鮮鋭に画像形成されるレジストを
生ずるようになお十分な活性剤および酸発生剤を保持す
る。
(実施例) さらに本発明は、下記の限定しない実施例により説明さ
れる。
第1例 直径3インチの研磨シリコンウエハーは、第1表に示さ
れるように活性剤で処理された。この活性剤は、ウエハ
ー表面の全域で均一に刷毛塗りされかつ蒸発させられ
た。次にこのウエハーは、鏡面仕上を回復するように薄
葉紙で研磨され、またエチレンシアノアクリレート0.2g
が入れられている250mlのポリエチレンビーカの開口を
処理表面でカバーするように取りつけられた。このビー
カは、ブロツク温度85℃で維持されるTecam DB-3Dri-Bl
ock加熱装置の頂部に置かれた。第1表に指示される時
間が経過した後、ウエハーは除去された。そのウエハー
の表面に、均一なエチレンシアノアクリレートの蒸着層
が形成された。
ウエハー表面を曝露させるため多数の線が塗布されたウ
エハー表面で機械的に刻まれかつ塗膜深さがナノスペツ
ク(Nanospec)偏光光学装置で測定された。第1表で
は、塗膜厚さは、ウエハーの中心に対して報告される。
次にこの蒸着塗膜は、外科用メスの刃で入念に除去され
かつ溶解性に対して点検された。それらの塗膜はジクロ
ロメタンで大体において不溶性であると判明し、極端に
高分子量のポリ(エチルシアノアクリレート)の生成を
指示した。
蒸着される重合性シアノアクリレートの量は、塗膜の除
去前後で微量天秤でウエハーを秤量することによつて測
定された。
第2例 第1例で説明された実験がTDEDA活性剤0.1gおよび第2
表で規定されるシアノアクリレートモノマーを使用して
反復された。
第3例 第1例で説明された実験がTMEDA活性剤0.1gおよびエチ
ルアクリレートを使用して反復された。特定の間隔でウ
エハーが蒸気から除去されかつ微量天秤で秤量された。
各種の曝露時間後ウエハーで蒸着されるポリマー量が第
3表で記録されている。
第3表 曝露時間、分 重量増加、mg: 活性剤処理後 0 2 2.6 4 4.4 6 6.3 第4例 直径3インチの研磨シリコンウエハーは、可変速度調節
装置を有するシヤーリングモータの軸に対し垂直に取り
つけられた。ウエハーの表面は、第1例の手順によりTM
EDAで活性化された。次にウエハーが毎分当り回転数約1
00で回転されかつエチルシアノアクリレートモノマー0.
2grを含む1ポリエチレンビーカへ入れられた。ウエ
ハーは、第1例で説明されるように85℃へ加熱されたビ
ーカの底上約10cmの深さへ沈められた。3分露出後、ウ
エハーは、除去されかつウエハーの表面を横切つて12点
で蒸着重合性塗膜の厚さを測定した。均等な塗膜0.6ミ
クロンは、表面全体に亘つて0.003ミクロン以下の変化
で蒸着された。
第5例 第4例で概説される実験は、ビーカがエチルシアノアク
リレート0.4gを含み、回転速度が35回転/分および露出
時間が4分であつたことを除いて反復された。均等な塗
膜0.15ミクロンは、表面に亘つて0.006ミクロン以下の
変化で蒸着された。
第6例 第1例で略述された実験がTMEDAおよびエチルシアノア
クリレートを使用して反復された。基体は、レリーフ画
像のパターンがその上で腐蝕されているシリコンウエハ
ーであつた。次に塗布されたウエハーが切断されかつ走
査電子顕微鏡のもとで実験された。この塗膜は、溶液か
ら回転塗布することによつて塗布される比較可能な塗膜
より一層密接に基体の輪郭を追従することが判明した。
第7例 シリコンウエハーは、2つの方法の各々によつて、すな
わち従来の回転塗布(SC)技術であつて高分子量ポリシ
アノアクリレートがニトロメタンに溶解されかつウエハ
ー表面へ塗布されるものにより;および第4例で概略示
される蒸気塗布技術により第4表で挙げられる重合性シ
アノアクリレートエステルで塗布された。次に塗布され
るウエハーは、プラテンプラズマ反応器で置かれかつCH
4:CHF3:Ar雰囲気のもとで腐蝕された。レジスト腐蝕速
度は、SiO2腐蝕の速度と共に各試料で測定されかつそれ
らの結果を第4表で要約した。
微小回路製造の乾燥プロセス融和性に対し、レジスト材
料がSiO2よりも低い速度で腐蝕、換言すれば、第4表で
引用される比率が1.0より少ないのが望しい。このデー
タから本発明の方法により蒸着されるレジストが従来技
術により蒸着されるレジストより秀れていることを理解
することができる。
第8〜17例は、本発明の直接蒸着画像形成法を説明す
る。
第8例 直径3インチの研磨ウエハーが3滴のUVE1014(ゼネラ
ルエレクトリツクの商標)で処理され、市販で入手可能
なハロゲン化錯体の塩がウエハーの全面に亘つて均一に
刷毛塗りされた。次にこのウエハーは、薄葉紙で研磨さ
れ、鏡面仕上げを回復した。3滴のN,N,N′,N′−テト
ラメチルエチレンジアミン(TMEDA)がこのウエハーの
全面に亘つて均一に刷毛塗布され、次いでこのウエハー
は、鏡面仕上げを回復するため再び薄葉紙で研磨され
た。ウエハー表面の半分は、金属板でカバーされかつウ
エハーが10秒間距離10cmで中圧水銀アーク(200ワット
/リニアインチ動力定格)の出力に対し照射させた。こ
の時間の終りに、金属板は、除去されかつウエハーが可
変速度調節部をもつシヤーリングモータの軸に対し直交
して取りつけられた。ウエハーは、速度約35回転/分で
回転されかつエチルシアノアクリレートモノマー0.9gを
含む1のポリエチレンビーカ中へ下降された。ウエハ
ーは、ビーカの底の上部約10cmの深さへ下降され、ビー
カが熱板装置で温度60℃へ加熱された。2分間の曝露
後、ウエハーは、蒸気から除去された。紫外線に対して
照射させなかつたウエハーの半分は、シアノアクリレー
トポリマーの均一なフイルでカバーされた。ウエハーの
他の半分が塗布されないまゝ残つた。
第9例 第8例で説明される実験を、UVE1014の代りに、プロピ
レンカーボネート中ベンゾインドデシルベンゼンスルホ
ネートの50重量%溶液の10滴でウエハーが処理されたこ
とを除いて、反復し;ウエハーが30秒間紫外線源に対し
照射され;またウエハーが6分間エチルシアノアクリレ
ート蒸気に対し曝露された。この時間の終りで、紫外線
に対して照射させなかつたウエハーの半分は、シアノア
クリレートポリマーの均一なフイルムによつてカバーさ
れた。ウエハーの他の半分は、コートされない状態であ
つた。
第10例 第8例で説明される実験は、金属板の代りにパターンマ
スクでウエハーをカバーすることを除いて、反復され
た。シアノアクリレート蒸気に対し曝露させた後、マス
ク上のパターンに対応するレリーフ画像がウエハー表面
で現像された。
第11例 第8例で説明される実験が、UVE1014の代りに、プロピ
レンカーボネート中2,6−ビス(4−メトキシフエニ
ル)‐4−フエニルピリリウムの15重量%溶液の3滴で
ウエハーを処理したことを除いて、反復され;ウエハー
が60秒間紫外線に対して照射され;またウエハーが2分
間エチルシアノアクリレート蒸気に対して曝露された。
上記時間の終りで、紫外線に対し照射させなかつたウエ
ハーの半分がシアノアクリレートポリマーの均一なフイ
ルムでカバーされた。ウエハーの他の半分がコートされ
ずに残つた。
第12例 第8例で説明される実験が、UVE1014の代りにPP-33(旭
電化の商標)、市販で入手可能なジアゾニウム塩光重合
体溶液の5滴でウエハーを処理したことを除いて反復さ
れ;ウエハーが30秒間紫外線源に対して照射され;また
ウエハーが2分間シアノアクリレート蒸気に対して曝露
された。上記時間の終りで、紫外線に対して照射させな
かつたウエハーの半分は、シアノアクリレートポリマー
の均一なフイルムでカバーされた。ウエハーの他の半分
は、コートされないで残つた。
第13例 第8例で説明される実験は、UVE1014の代りにプロピレ
ンカーボネート中ジ(p−トリル)ヨードニウムヘキサ
フルオロホスフエートの25重量%溶液5滴でウエハーを
処理したことを除いて反復され;ウエハーは、その部分
が10mm厚さのガラス板によつてカバーされる写真ネガを
介して60秒間紫外線に対して照射させ;またウエハーが
2分間シアノアクリレート蒸気に対して曝露された。上
記時間の終りで、写真ネガのパターンに対応するレリー
フ画像がガラス板によつてカバーされないウエハーの部
分で現像された。ガラス板によつてカバーされたウエハ
ーの部分は、シアノアクリレートポリマーの均一なフイ
ルム深さ約0.2ミクロンによつてカバーされた。
第14例 第8例で説明される実験を、UVE1014の代りにプロピレ
ンカーボネート303mg中2,2−ジメトキシ−2−フエニル
アセトフエノン81mgの溶液の5滴でウエハーを処理した
ことを除いて反復し;ウエハーは、10mm厚のガラス板に
よつて完全にカバーされた写真ネガを介して60秒間紫外
線に対して照射させ;またウエハーは、5分間シアノア
クリレート蒸気に対して曝露された。上記時間の終り
で、写真ネガのパターンに対応するレリーフ画像がウエ
ハーで現像された。
第15例 第8例で説明される実験を、UVE1014の代りにプロピレ
ンカーボネート中2−メチルスルホニルオキシベンゾフ
エノンの16重量%溶液5滴でウエハーを処理したことを
除いて反復し;ウエハーは、60秒間紫外線に対して照射
させ;またウエハーは、2分間シアノアクリレート蒸気
に対して曝露された。上記時間の終りにおいて、紫外線
から遮へいされたウエハーの半分はシアノアクリレート
ポリマーのフイルムによつてカバーされた。ウエハーの
他の半分は、コートされずに残つた。
第16例 ガラス顕微鏡スライド(1インチ×4インチ)は、UVE1
014 2滴で処理され、スライドの全面に亘つて均一に上
記3滴を刷毛塗布した。次にこのスライドは、薄葉紙で
研磨され、また20秒間距離10cmで中圧水銀アーク(200
ワット/リニアーインチパワー定格)の出力に対しパタ
ーンマスクを介して照射させた。上記時間の終りにおい
て、パターンマスクは、除去されかつスライドは、可変
速度調節部を有するシヤーリングモータの軸に対して直
角に取りつけられた。スライドは、回転速度約35回転/
分で回転されかつエチルシアノアクリレートモノマー0.
5gを含む1エチレンビーカの中へ下降された。スライ
ドは、熱板装置で温度約50℃へ加熱されているビーカの
底の上部約10cmの深さへ下降された。3分間曝露後、ス
ライドが蒸気から除去された。マスクのパターンに対応
するレリーフ画像がスライドの表面で現像された。
第17例 第8例で説明される実験は、UVE1014の代りにプロピレ
ンカーボネート中(η−クメン)(η−シクロペン
タジエニル)−鉄(II)−ヘキサフルオロホスフエート
の33重量%の溶液の3滴でウエハーを処理したことを除
いて反復させ;ウエハーは、180秒間紫外線に対して照
射させ;またウエハーは、3分間シアノアクリレート蒸
気に対して曝露させた。上記時間の終りにおいて、紫外
線から遮へいされたウエハーの半分がシアノアクリレー
トポリマーのフイルムによつてカバーされた。ウエハー
の他の半分が未塗布で残つた。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジヨン.エム.ルーニイ アメリカ合衆国.コネチカツト州.サウ ス.グラストンバリー.ウオーター.スト リート.64 (56)参考文献 特開 昭55−105244(JP,A) 特開 昭47−7806(JP,A) 特開 昭60−222848(JP,A) 米国特許455041(US,A)

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸またはプラズマ腐蝕可能な基体上にレジ
    スト塗膜をつくる方法であって、 式: CHR=CXY [式中、XおよびYは、−SO2R2、−SO3R2、−CN、−CO
    OR1、および−COR2から独立して選択される強電子吸引
    性基であり、Rは水素であるか、またはXとYが共にシ
    アノ基ならばC1〜C4アルキルである。(ここに、R1はC1
    〜C12のハイドロカルビル基、またはハロゲン原子もし
    くはアルコキシ基で置換された置換ハイドロカルビル基
    を表わし、またR2は、水素またはC1〜C12のハイドロカ
    ルビル基を表わす。)]で表わされるアニオン重合性モ
    ノマーの蒸気に基体を、該モノマーのアニオン重合を誘
    発する活性を有する基体表面に、そのモノマーの重合し
    た塗膜を形成するのに十分な時間、曝露させることから
    成る上記方法。
  2. 【請求項2】基体に画像形成塗膜を蒸着させる方法であ
    って、モノマー蒸気にさらす前に、化学線あるいは電離
    線に照射するとき酸を放つ感光性化合物で基体を予備処
    理し、次いで、上記感光化合物から上記酸を放つのに有
    効なエネルギー放射線に基体をさらして画像を形成させ
    ることから成る特許請求の範囲第1項記載の方法。
  3. 【請求項3】モノマーが、2−シアノアクリレートエス
    テル、シアン化ビリニデン、ジアルキルメチレンマロネ
    ート、アシルアクリロニトリル、および式CH2=CXY(式
    中、Xは−SO2R2あるいはSO3R2でありおよびYは−CN、
    −COOR2、COCH3、−SO2R2あるいは−SO3R2から選択さ
    れ、およびR2はHあるいはハイドロカルビルである。)
    のビニルスルフイネートあるいはスルホネートから選択
    される特許請求の範囲第1あるいは第2項記載の方法。
  4. 【請求項4】モノマーがシアノアクリレートエステルで
    ある特許請求の範囲第3項記載の方法。
  5. 【請求項5】基体がSiO2塗布シリコンである特許請求の
    範囲第1あるいは第2項記載の方法。
  6. 【請求項6】基体が開始剤での処理あるいはアルキルシ
    アノアクリレートのアニオンあるいは双極性イオン重合
    によってモノマーの重合を誘発するよう活性化される表
    面をもつ特許請求の範囲第1あるいは第2項記載の方
    法。
  7. 【請求項7】開始剤が有機アミンあるいはホスフインで
    ある特許請求の範囲第6項記載の方法。
  8. 【請求項8】重合塗膜が基体で均一に蒸着されており、
    この基体が次いで短UVあるいは電離線に対し画像として
    照射されかつそれからこの画像が溶媒洗滌によって現像
    される特許請求の範囲第1項記載の方法。
  9. 【請求項9】次いで画像形成基体を腐蝕しかつそれから
    ポリマー解重合温度以上の温度へ塗膜を加熱することに
    よってレジスト塗膜を除去する特許請求の範囲第2ある
    いは第8項記載の方法。
  10. 【請求項10】a)式 CHR=CXY (式中、XおよびYは、−SO2R2、−SO3R2、−CN、−CO
    OR1、および−COR2から独立に選択される強電子吸引性
    基であり、RはHあるいはXおよびYが双方ともシアノ
    基であるならば、C1〜C4アルキルである。また、R1は、
    C1〜C12のハイドロカルビルまたはハロゲン原子もしく
    はアルコキシ基で置換されたハイドロカルビル基を表わ
    し、R2は水素またはC1〜C12のハイドロカルビル基を表
    わす。で表わされるモノマーの重合を活性化させるよう
    反応する表面をもつ基体を準備すること; b)化学線あるいは電離線にさらされるとき、酸を分離
    する感光性化合物で基体の表面を処理すること; c)次いで、上記感光性化合物から上記酸を分離するの
    に有効なエネルギー放射線に基体をさらして画像を形成
    させること;および次に、 d)放射線に照射されない基体の部分の基体全面に亘っ
    て重合した塗膜を形成させるに十分な時間、上記モノマ
    ーの一種の蒸気に基体を曝露すること: より成る画像形成方法。
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