JPS592040A - Formation of pattern - Google Patents

Formation of pattern

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JPS592040A
JPS592040A JP57110610A JP11061082A JPS592040A JP S592040 A JPS592040 A JP S592040A JP 57110610 A JP57110610 A JP 57110610A JP 11061082 A JP11061082 A JP 11061082A JP S592040 A JPS592040 A JP S592040A
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JP
Japan
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polymer
alpha
renost
copolymer
represented
Prior art date
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Pending
Application number
JP57110610A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Satoshi Takechi
敏 武智
Katsuhiro Fujino
藤野 勝裕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS592040A publication Critical patent/JPS592040A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a positive resist pattern with superior sensitivity and dry etching resistance by using a resist material obtd. by introducing alpha,alpha'-dimethylbenzyl groups into a specified (co)polymer. CONSTITUTION:A resist material is made of a (co)polymer having the structure of polystyrene and alpha,alpha'-dimethylbenzyl groups bonded to the aromatic rings, e.g. a polymer represented by formula I or II, or it is composed of a polymer having the structure of polystyrene and a polymer having branched alpha,alpha'-dimethylbenzyl groups. The polymers are used in the form of a copolymer represented by formula III or the like. A positive resist pattern with high sensitivity and superior dry etching resistance is formed by exposing the resist material to high energy radiant light.

Description

【発明の詳細な説明】 (1)  発明の技術分野 本発明は、・やターン形成方法に関し、さらに詳しく述
べると、例えば電子ビームのような扁エネルギー輻射線
を照射し、そして現像全行なうことによって、適当な像
状レジスト・!ターンを基板上に形成する方法に関する
。この・9ターン形成方法は、特に、半導体装置製造の
微細加工ノロセスにおいて有利に使用することができる
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (1) Technical Field of the Invention The present invention relates to a method for forming turns, and more specifically, for example, by irradiating with low-energy radiation such as an electron beam and performing full development. , a suitable image resist! A method of forming turns on a substrate. This 9-turn forming method can be particularly advantageously used in microfabrication processes for manufacturing semiconductor devices.

(2)発明の背景 半導体装置の製造分野において、サブミクロ/のオーダ
ーの微細加工を行なうために、例えば電子ビーム、X線
、ガンマ線などのような高エネルギー輻射線が露光源と
して用いられている。さらに、所望とするレノストパタ
ーンの種類に応じて、いろいろなボッ型又はネガ型レノ
スト材料が用いられている。とシわけ、例えばアクリル
樹脂系の4″ジ型レジスト材料は、サラミクロンの微細
加工に適した商い解像能を有しているために、この技術
分野において多用されている。
(2) Background of the Invention In the field of manufacturing semiconductor devices, high-energy radiation such as electron beams, X-rays, gamma rays, etc., is used as an exposure source to perform microfabrication on the order of submicrometers. Furthermore, various bog-type or negative-type rennost materials are used depending on the type of rennost pattern desired. In particular, for example, acrylic resin-based 4'' di-type resist materials are widely used in this technical field because they have commercial resolution suitable for fine processing of Saramicrons.

ポジ型しジスト材別による・ぐターン形成方法がその材
料の溶解度差を利用して−いるということは間知の通り
である。例えば、この材料の代表例でらるポリメチルメ
タクリレートの場合、約5×1O−5C,ム2もしくは
それ以上の電子ビーム露光をそれに施すと、露光域、す
なわち、電子ビーム照射部分のポリマーの主鎖が切断し
てその部分の分子欺が低下する。この電子ビーム照射部
分を例えば有機m削のようfx、現像液で現像すると、
分子電。
It is well known that the method of forming positive cast patterns using different materials takes advantage of the differences in solubility of the materials. For example, in the case of polymethyl methacrylate, which is a typical example of this material, when exposed to an electron beam of approximately 5×1O-5C, 2 or more, the main portion of the polymer in the exposed area, that is, the portion irradiated with the electron beam, is The chain is broken and the molecular efficiency of that part is reduced. If this electron beam irradiated area is developed with a developer such as organic m-fx,
Molecular charge.

の低下に原因してその部分の現像故に対する溶解度が大
(未照射部分のそれと比較)であるので、選択的にこれ
金除去することができる。
Because the solubility of that part during development is high (compared to that of the unirradiated part) due to the decrease in gold, it can be selectively removed.

にυ 従来技術と問題点 上記したような高エネルギー輻射線用ポジ型レジスト材
料は、それが分解型のポリマーからなるために、耐ドラ
イエツチング性に劣るという本質的な欠点を有しでいる
。このような欠点は、プラズマエツチング工程の間にお
けるレノスト材料の変形又は分解をひきおこし、レジス
ト材料としCの満足のいく機能を保証しない。実際、耐
ドライエツチング性にすぐれたポリマーを使用する試み
もな場れているというものの、このようにした場合、逆
に感度の低下がひきおこされるので好ましくない。
PRIOR ART AND PROBLEMS The above-mentioned positive resist materials for use with high-energy radiation have an essential drawback of poor dry etching resistance because they are composed of decomposable polymers. Such drawbacks cause deformation or decomposition of the renost material during the plasma etching process, which does not guarantee a satisfactory functioning of C as a resist material. In fact, although there have been no attempts to use polymers with excellent dry etching resistance, this is not preferable because it causes a decrease in sensitivity.

分解型のポリマー?使用してその主鎖の切断を通じてパ
ターン形成を行なうことの代シにポリマーの溶解度差を
利用してそれを行なう試みもなさJしている。例えば、
大阪大学の畑田氏らは、(−エステル基にフェニル基金
含むポリメタクリル削エステルの′覗子線レジスト」と
題して一輪文を発表している( Po1y+ner P
reprlnte 、 Japan +Vol−30、
A2 、423頁を参照されたい)。彼らの論文による
と、例えはポリα2α′−ツメチルRンジルメタクリレ
ートのようなポリマーは高感反の電子線レノストたり得
る。なぜに高感度が得られるのかというと、電子線照射
によってポリマー中にメタクリル酸単位が生成し、よっ
て、アルカリ溶液に溶は易くなること、換言すると、ア
ルカリ現像可能になること、が原因であると考えられる
Degradable polymer? No attempt has been made to utilize differences in solubility of polymers to form patterns instead of using polymers to form patterns through cleavage of their main chains. for example,
Mr. Hatada et al. of Osaka University published a paper titled ('Polymer wire resist of polymethacrylic cut ester containing phenyl group in -ester group') (Poly + ner P
reprlnte, Japan +Vol-30,
A2, page 423). According to their paper, polymers such as polyα2α'-tumethyl R-endyl methacrylate can be highly sensitive electron beam renosts. The reason why high sensitivity is obtained is that methacrylic acid units are generated in the polymer by electron beam irradiation, which makes it easier to dissolve in alkaline solutions, in other words, it becomes possible to develop with alkali. it is conceivable that.

しかしながら、この種のポリマーも、先の分解型のポリ
マーと同様に、耐ドライエツチング性が悪く、実用的で
はないという本質的な欠点を有している。
However, this type of polymer also has the essential drawback of poor dry etching resistance, making it impractical, just like the decomposable polymer described above.

(4)発明の目的 本発明は、高エネルギー輻射線露光によるパターン形成
方法であって、高感度は汀うに及ばず、さらに、良好な
耐ドライエツチング性もあわせて保証し得るような改良
されたパターン形成方法を提供することを目的としてい
る。
(4) Purpose of the Invention The present invention is a pattern forming method using high-energy radiation exposure, which is an improved method that not only provides high sensitivity but also guarantees good dry etching resistance. The purpose is to provide a pattern forming method.

(5)発明の構成 本発明者らは、上記目的全達成すべく、先の畑田氏らの
パターン形成方法全改良する方向で研究を進めた結果、
特定のポリマー又はコJリマーにα、α′−ノメチルペ
/ノル基を導入するのが有効であるという知見を得た。
(5) Structure of the Invention In order to achieve all of the above objectives, the present inventors conducted research in the direction of completely improving the pattern forming method of Mr. Hatada et al.
It has been found that it is effective to introduce α,α'-nomethyl pen/nor groups into certain polymers or co-J remers.

すなわち、本発明に従うと、ポリステレノ構造會有する
ポリマー又はコポリマーであってその芳香族環にα、α
′−ツメテルペンジル基が結合しているもの又はポリス
チレン構造を有するポリマーと側鎖にα、α′−ツメチ
ルペンノル基を有するポリマーとのコポリマーからなる
レジスト材料を使用して・ぐターン形成を行なうと、所
期の目的全達成することができる。
That is, according to the present invention, a polymer or copolymer having a polystereno structure and having α, α in its aromatic ring.
When a pattern is formed using a resist material containing a copolymer of a polymer having a polystyrene structure and a polymer having an α,α′-tumethylpennol group in the side chain, , all intended objectives can be achieved.

本発明全実施する場合には、先にも述べた通り、i)ポ
リスチレン構造を有するポリマー又はコポリマーであっ
てその芳香族環にα、α′−ツメチル基が結合している
もの 又は 11)ポリスチレン構造を壱するポリマーと側鎖にα、
α′−ツメテルペンジル基を旬するポリマーとのコポリ
マー をレノスト材料として使用することが必須である。
When carrying out the entire invention, as mentioned above, i) a polymer or copolymer having a polystyrene structure in which an α,α'-tumethyl group is bonded to its aromatic ring; or 11) a polystyrene α in the polymer and side chain that make up the structure,
It is essential to use a copolymer with a polymer containing α'-tumeterpendyl groups as the renost material.

このようなレノスト材料に篩エネルギー輻射線全照射す
ると、照射部のポリマー中に−COOH基が生成し、よ
って、この部分がアルカリ可溶性に変化する。したがっ
て、引き続くアルカリ現像によってこの部分を完全に溶
解除去し、ポジ型のレノスト・リーンを基板上に形成す
ることがβJ能になる。
When such a Rennost material is fully irradiated with sieve energy radiation, -COOH groups are generated in the polymer in the irradiated area, and this area becomes alkali-soluble. Therefore, it becomes possible to completely dissolve and remove this portion by subsequent alkaline development and form a positive type renost lean on the substrate.

本発明においてレノスト材料として有用fJ:、ポリマ
ーは、次式に19表わされるポリ(α、α′−ツメチル
ベンジルp−ビニルペンゾエ〜ト):のほかに、 (p−位置換を除く) OH3 畷 などのポリマー及びコポリマーを包含している。
In addition to poly(α,α'-tumethylbenzyl p-vinyl penzoate) represented by the following formula, the fJ polymer useful as the Renost material in the present invention is (excluding p-position substitution) OH3 Nawate It includes polymers and copolymers such as.

本願明細書において用いられているパ高エネルギー輻射
線″なる用語は、この技術分野において一般的に認識さ
れているように、例えば電子ビーム、X線、ガンマ線な
どのようないろいろな形の輻射線を包含している。従っ
て、以下、特に電子ビーム露光に関して本発明を説明す
るけれども、例えばX線のようなその他の輻射線の場合
にもまた本発明は有用でおるということを理解されたい
As used herein, the term "high-energy radiation" refers to various forms of radiation, such as electron beams, X-rays, gamma rays, etc., as generally recognized in the art. Therefore, although the invention will be described below with particular reference to electron beam exposure, it should be understood that the invention is also useful with other radiation, such as, for example, X-rays.

本発明に従って・9ターン形成を行なう場合、上記した
ようなポリマー又はコポリマーからレノスト溶液を調領
し、これをエツチングされるべき基板上゛に塗布する。
When performing nine-turn formation in accordance with the present invention, a Renost solution is prepared from a polymer or copolymer as described above and applied onto the substrate to be etched.

ここで、レノスト浴液調製のための浴剤としてはメチル
セロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、
ペントキソンなどを、基板としてはシリコンウェノ・、
クロムメッキガラスなどを、塗布方法としてはスピンコ
ード法を、そして好ましい塗膜の膜厚としては約0.1
〜2μm’g、それぞれあげることができる。
Here, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate,
Pentoxone, etc., as a substrate, silicon weno,
Chrome-plated glass, etc. is coated using the spin code method, and the preferred coating thickness is approximately 0.1.
~2 μm'g, respectively.

レジスト膜の形成後、常用の電子ビーム露光装置を使用
して像パターンの露光2行なう。露光部では、電子ビー
ム照射の帰結として−COOH基が生成し、よって、レ
ノスト膜がアルカリに可溶となる。
After forming the resist film, two exposures of the image pattern are performed using a commonly used electron beam exposure apparatus. In the exposed area, -COOH groups are generated as a result of electron beam irradiation, and the Renost film thus becomes soluble in alkali.

引き続いて、露光後のレノスト膜を適当なアルカリ現像
液で現像する。有用な現像液としては、例えば、水酸化
カリウム、テトラメチルアンモニウム・・イドロオキサ
イド[N+(CH5ン40H] 、コリン[)lOcH
2cH2N+(CH3)OH3の水溶赦などをあげるこ
とができる。この現像により、先の露光工程でアルカリ
可溶性となった露光部を溶解除去することができ、よっ
て、露光した像パターンに対応するポルシスト・母ター
ンを得ることができる。
Subsequently, the exposed Lenost film is developed with a suitable alkaline developer. Useful developing solutions include, for example, potassium hydroxide, tetramethylammonium idrooxide [N+(CH5-40H]), choline [)1OcH
Examples include water dissolution of 2cH2N+(CH3)OH3. By this development, it is possible to dissolve and remove the exposed portions which have become alkali-soluble in the previous exposure step, thereby obtaining a porcyst/mother turn corresponding to the exposed image pattern.

(6)発明の実施例 次に、以下の実施例によって本発明ヲH兄明する。(6) Examples of the invention Next, the present invention will be illustrated by the following examples.

例1: ポリ(α、α′−ツメチルベンジルp−ビニルベンゾエ
ート)勿メチルセロソルブアセテ−) (MeA)に溶
解して15重jIt−MCA溶液金得た。このボッ型レ
ノスト溶液を7リコンウエハ上にl timの膜厚でス
ピンコードした。引き続いて、日本電子製JBX−5A
型電子ビーム露光装置を用いて加圧電圧20 kVで像
・!ターンを露光した。露光後、5チ水酸化カリウム水
溶液で180秒間にわたってアルカリ現像したところ、
I X l O−”C7cm2以上の感度牙有スるボッ
型レジスト・!ターンが得られた。このレノスト・Pタ
ーンの耐ドライエツチング性は、それをCHF3による
リアクティブイオンエツチングにより評価したところ、
ポリスチレンのそれとほぼ同程度であった。
Example 1: A 15-fold jIt-MCA solution was obtained by dissolving poly(α,α'-trimethylbenzyl p-vinylbenzoate) (methyl cellosolve acetate) (MeA). This Bots-Rennost solution was spin-coded onto a 7-licon wafer with a film thickness of l tim. Subsequently, JEOL JBX-5A
An image is created using a type electron beam exposure system at a voltage of 20 kV. Exposed turn. After exposure, alkaline development was performed for 180 seconds with a 5-tripotassium hydroxide aqueous solution.
A bottom-shaped resist with a sensitivity of 7cm2 or more was obtained.The dry etching resistance of this Renost P-turn was evaluated by reactive ion etching using CHF3.
It was almost the same level as that of polystyrene.

(7)発明の効果 本発明に従うと、感度及び耐ドライエツチング性のII
j月10にすぐれたボルノストノeターン全アルカリ現
像により容易に形成することができる。したがって、高
エネルギー輻射線露光による微細・9ターンの形成に本
発明全有利に利用することができる。
(7) Effects of the invention According to the invention, sensitivity and dry etching resistance II
It can be easily formed by an excellent Bornostone E-turn all-alkaline development. Therefore, the present invention can be advantageously used to form nine fine turns by high-energy radiation exposure.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ポリスチレン構造を有するポリマー又はコポリマー
であってその芳合族壌にα、α′−ツメチルベンジル基
が結合しているもの又はポリスチレン構造を巾するポリ
マーと側鎖にα、α′−ツメチルペンノル基を有するポ
リマーとのコポリマーからなるレノスト材料全使用する
こと全特徴とするパターン形成方法。 2、 レノスト材料としてのポリマーが次式により表わ
される、%許請求の範囲第1項に記載のノ七ターン形成
方法。 3、 レノスト材料としてのポリマーが次式によ9表わ
芒れる、特許請求の範囲第1項に記載の・母ターン形成
方法。 H5 4、レノスト材料としてのコポリマーが次式により表わ
される、特許請求の範囲第1項に記載の・卆ターン形成
方法。
[Scope of Claims] 1. A polymer or copolymer having a polystyrene structure in which an α, α′-trimethylbenzyl group is bonded to its aromatic group, or a polymer spanning a polystyrene structure and having α in the side chain A method for forming a pattern, characterized in that it uses a renost material consisting of a copolymer with a polymer having α'-trimethylpennol groups. 2. The method for forming seven turns according to claim 1, wherein the polymer as the renost material is represented by the following formula. 3. The mother turn forming method according to claim 1, wherein the polymer as the renost material is represented by the following formula. H5 4, the method for forming a round turn according to claim 1, wherein the copolymer as the Renost material is represented by the following formula:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56111897A (en) * 1980-02-08 1981-09-03 Fujitsu Ltd Ward unit voice recognizing system utilizing monoosylable voice recogniton
US10786736B2 (en) 2010-05-11 2020-09-29 Sony Interactive Entertainment LLC Placement of user information in a game space

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56111897A (en) * 1980-02-08 1981-09-03 Fujitsu Ltd Ward unit voice recognizing system utilizing monoosylable voice recogniton
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