JPS6010250A - Formation of pattern - Google Patents
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- JPS6010250A JPS6010250A JP58116958A JP11695883A JPS6010250A JP S6010250 A JPS6010250 A JP S6010250A JP 58116958 A JP58116958 A JP 58116958A JP 11695883 A JP11695883 A JP 11695883A JP S6010250 A JPS6010250 A JP S6010250A
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- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、パターン形成方法に関し、さらに詳しく述べ
ると、特に電子線の如き高エネルギー輻射線をレジスト
材料に照射して現像後にポジ像の、すなわち、ポジ型の
レジストパターンを形成する方法に関する。この・母タ
ーン形成方法は、特に、牛導体装置製造の微細加工プロ
セスにおいて有利に使用することができる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a pattern forming method, and more particularly, to forming a positive image after development by irradiating a resist material with high-energy radiation such as an electron beam. The present invention relates to a method of forming a mold resist pattern. This method of forming a mother turn can be particularly advantageously used in a microfabrication process for manufacturing a conductor device.
技術の背景
牛導体装置の製造分野において、特に電子線の如き高エ
ネルギー輻射線を使用してサラミクロン−のオーダーの
微細加工を行なっていることは周知の通シである。この
ような微細加工のため、種々のタイプの電子線露光用ポ
ジ型レジスト材料が提案され、そして市販されている。BACKGROUND OF THE TECHNOLOGY In the field of manufacturing conductor devices, it is well known that high-energy radiation, particularly electron beams, is used to perform microfabrication on the order of saramicrons. For such microfabrication, various types of positive resist materials for electron beam exposure have been proposed and are commercially available.
代表的な電子線露光用ポジ型レジスト材料は、例えば?
リメチルメタクリレートのような分解型ポリマーからな
る。What are typical positive resist materials for electron beam exposure?
It consists of degradable polymers such as remethyl methacrylate.
このポリマーは、電子線の照射によってその照射域のポ
リマーの主鎖を切断してその部分の分子量を低下させ、
換言すると引き続く現像工程において用いられる現像液
に対する溶解度を非照射域のそれよシも増加させ、引き
続く現像によってこの可溶化域を選択的に溶解除去する
ようにできている。This polymer is made by irradiating the electron beam to cut the main chain of the polymer in the irradiated area and reduce the molecular weight of that part.
In other words, the solubility in the developer used in the subsequent development process is increased even in the non-irradiated area, and this solubilized area is selectively dissolved and removed during the subsequent development.
従来技術と問題点
上記から明−為なように、ポジ型レジスト材料を用いた
パターン形成方法は電子線照射の結果としてその材料に
溶解度差を導入することを基本としている。ところが、
このようにして導入される電子線照射域及び非照射域間
の溶解度差はあまシ大きくはなく、シたがって、十分な
解像性を期待することができない。さらに、ここで用い
られるレジスト材料は、概して、耐熱性に乏しく、シた
がって、例えば電子線露光工程やプラズマ処理工程にお
いて不所望な特性の変化を被ることが屡々である。ホト
レジストの分野では、ポリマー主鎖の切断による溶解度
差の発生に頼らないで、通常はアルカリ不溶性でおるけ
れども光照射によってアルカリ可溶性を呈示するような
例えばナフトキノンジアジドを使用して溶解度差を得る
試みもある。しかし、EBレジスト(電子線レジスト)
としてはこのような系は存在しなかった。Prior Art and Problems As is clear from the above, pattern forming methods using positive resist materials are based on introducing solubility differences into the materials as a result of electron beam irradiation. However,
The solubility difference between the electron beam irradiated region and non-irradiated region introduced in this way is not very large, and therefore, sufficient resolution cannot be expected. Furthermore, the resist materials used here generally have poor heat resistance and therefore often suffer from undesirable changes in properties during, for example, electron beam exposure or plasma processing steps. In the field of photoresists, attempts have been made to obtain solubility differences by using naphthoquinone diazide, which is normally insoluble in alkali but exhibits alkali solubility when irradiated with light, without relying on solubility differences caused by cleavage of the polymer main chain. be. However, EB resist (electron beam resist)
Such a system did not exist.
発明の目的
本発明は、電子線露光によるポジ型レジストパターンの
形成方法であって、得られるパターンが解像性及び耐熱
性の両面に秀でているものを提供することにある。OBJECTS OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a method for forming a positive resist pattern by electron beam exposure, in which the pattern obtained is excellent in both resolution and heat resistance.
発明の構成
本発明者は、このたび、電子線照射によるポリマー主鎖
の切断に原因した溶解度差の発生に頼ら−ないで、アル
カリ可溶性ポリマーと、通常はアルカリ不溶性でおるけ
れども電子線の照射によってアルカリ可溶性に変化し得
るようなポリアセタール系ポリマー(ここではインヒビ
ター、すなわち、溶解抑制剤と呼ぶ)とを含んでなるレ
ジスト材料を用いて電子線照射を行なう場合に上記目的
を達成し得ることを見い出した。Structure of the Invention The present inventor has recently discovered that, without relying on the solubility difference caused by the cleavage of the polymer main chain due to electron beam irradiation, an alkali-soluble polymer and a normally alkali-insoluble polymer can be combined with an alkali-insoluble polymer by electron beam irradiation. It has been found that the above object can be achieved when electron beam irradiation is performed using a resist material containing a polyacetal polymer (herein referred to as an inhibitor, i.e., a dissolution inhibitor) that can be converted to be soluble in alkali. Ta.
本発明を実施する場合、高い粘度を有していて基板上に
塗布することができなかったシ、ことさらに低い粘度を
有していて電子線感度を不所望に低下させたシというこ
とがない限シ、この技術分野において常用されているい
ろいろなアルカリ可溶性ポリマーを任意に使用すること
ができる。具体的には、例えば−OH、−COOI(、
−NH2などのようなアルカリ可溶性の官能基を有する
ポリマーを使用することができる。このようなポリマー
の分子量は、一般に数400〜数40万、好ましくはi
oo。When carrying out the present invention, there will be no cases where the coating has a high viscosity and cannot be coated onto the substrate, or the case where the coating has a particularly low viscosity and undesirably reduces the electron beam sensitivity. However, any of the various alkali-soluble polymers commonly used in the art can be used. Specifically, for example, -OH, -COOI (,
Polymers with alkali-soluble functional groups such as -NH2 and the like can be used. The molecular weight of such a polymer is generally several 400 to several 400,000, preferably i
oo.
〜100,000である。特に、数100〜数1000
の分子量を有するノボラック桐脂をアルカリ可湿性ポリ
マーとして有利に使用し得るということが判明した。~100,000. Especially, several hundred to several thousand
It has been found that a novolac tung fat having a molecular weight of 1.0 can be advantageously used as an alkali-wettable polymer.
ポリアセタール系溶解抑制剤は、上記した通シ、ア蔦す
可溶性ポリ〜−と混合した場合に通常はその混合物が、
アルカリ不溶性を呈示し、但し、電子線の照射によって
、すなわち、照射域のポリアセタールの分解によって、
アルカリ可溶性を呈示するようなものである。ここで、
ポリアセタールの分解は次のような反応機構によって進
行するものと考えられる。When the polyacetal dissolution inhibitor is mixed with the above-mentioned soluble polyester, the mixture usually has the following properties:
exhibits alkali insolubility; however, upon irradiation with an electron beam, i.e., by decomposition of the polyacetal in the irradiated area,
It exhibits alkali solubility. here,
It is thought that the decomposition of polyacetal proceeds by the following reaction mechanism.
以下余白
本発明の実施において有用なポリアセタールは例えば、
ポリ(0−ニトロベンズアルデヒドアセタール)、特に
ポリ(O−ニトロベンズアルデヒド−1,4−ジメチル
シクロヘキシルアセタール)である。なお、かかるアセ
タールの分子量は、先のアルカリ可溶性ポリマーと同様
に特に限定されるものではなく、一般に数100〜数1
0万のオーダーでおる。特に、数IQOOO〜数10Q
OOOの分子量を有するポリ(O−ニトロベンズアルデ
ヒド1.4−ジメチルシクロヘキシルアセタール)を溶
解抑制剤として有利に使用し得るということが判明した
。Polyacetals useful in the practice of the present invention include, for example,
Poly(O-nitrobenzaldehyde acetal), especially poly(O-nitrobenzaldehyde-1,4-dimethylcyclohexyl acetal). Incidentally, the molecular weight of such acetal is not particularly limited as in the case of the alkali-soluble polymer described above, and generally ranges from several hundred to several 1.
It's on the order of 0,000. In particular, number IQOOO to number 10Q
It has been found that poly(O-nitrobenzaldehyde 1,4-dimethylcyclohexyl acetal) having a molecular weight of OOO can be advantageously used as dissolution inhibitor.
アルカリ可溶性ポリマー及びポリアセタール系溶解抑制
剤は任意の混合比で有利に使用することができる。この
ような混合比は、一般に、所望とする結果、両者の物理
的及び化学的性質、特に相溶性に依存するであろう。The alkali-soluble polymer and polyacetal dissolution inhibitor can be advantageously used in any mixing ratio. Such mixing ratio will generally depend on the desired result and the physical and chemical properties of both, especially their compatibility.
本発明のノ9ターン形成方法は、例えば、次のような手
順で実施することができる。The nine-turn forming method of the present invention can be carried out, for example, by the following procedure.
選らばれたアルカリ可溶性ポリマーとポリアセタール系
溶解抑制剤を合して混合レジスト溶液を調製し、これを
エツチングされるべき基板上に塗布する。ここで、レジ
スト溶液調製のための溶剤としてはメチルセロソルブア
セテ−)(MCA)、エチルセルソルブ(EC)等のセ
ルンルグ系溶剤ヲ、基板としては、Si、SiO□、P
SGなどを、塗布方法としてはスピンコード法、スプレ
ー法などを、そして好ましい膜厚としては約5000〜
15000 Kを、それぞれあげることができる。A mixed resist solution is prepared by combining the selected alkali-soluble polymer and a polyacetal dissolution inhibitor, which is applied onto the substrate to be etched. Here, as a solvent for preparing the resist solution, a cellulose solvent such as methyl cellosolve acetate (MCA) or ethyl cellosolve (EC) is used, and as a substrate, Si, SiO□, P
SG etc. can be applied using a spin code method, a spray method, etc., and the preferred film thickness is about 5,000 ~
15,000 K can be raised each.
レジスト膜の形成後、この技術分野において常用されて
いる電子線露光装置を用いて所望パターンの露光を行な
う。露光部では、電子線照射の結果としてその部分に含
まれる溶解抑制剤がアルカリ可溶性に変えられ、よって
、その部分のアルカリ可溶性が著しく向上する。After the resist film is formed, a desired pattern is exposed using an electron beam exposure apparatus commonly used in this technical field. In the exposed area, as a result of the electron beam irradiation, the dissolution inhibitor contained in that area is changed to be alkali-soluble, thereby significantly improving the alkali solubility of that area.
電子線露光後、レジスト膜を適当なアルカリ現像液で現
像する。有用な現像液の例としては、四級化アルカリア
ンモニウム塩(たとえばシップレイ社製のMF 312
)などの水溶液をあげることができる。現像の結果、
高められたアルカリ可溶性を有するレジスト膜の露光部
を完全に溶解除去することができる。最終的に、露光し
た像・々ターンに対応する鮮明なポジ型レジスト・リー
ンを得ることができる。After electron beam exposure, the resist film is developed with a suitable alkaline developer. Examples of useful developers include quaternized alkali ammonium salts (such as MF 312 from Shipley).
) and other aqueous solutions. As a result of development,
The exposed portion of the resist film having increased alkali solubility can be completely dissolved and removed. Finally, a clear positive resist lean corresponding to the exposed image/turn can be obtained.
発明の実施例 次に、以下の実施例によって本発明を説明する。Examples of the invention The invention will now be illustrated by the following examples.
例1: 次のような出発原料を用意し、そして合した。Example 1: The following starting materials were prepared and combined.
出発物質 使用量
アルカリ可溶性ポリマーニ
ツブラック樹脂 90wt%
(分子量=800〜7ρ00)
ポリアセタール系溶解抑制剤;
ポリ(0−ニトロベンズアルデヒド
1 、4−ジメチルシクロヘキシル 10wt%アセタ
ール)
(分子量=lO〜12万)
この混合物をメチルセルソルブアセテ−) QVICA
)に溶解して1oチ溶液を得た。このレジスト溶液をシ
リコンウェハ上に膜厚5ooolでスピンコード法、そ
して80℃で60分間にわたってべ−りした。ベーキン
グ後、電子線露光装置を用い−て加速電圧20 kVで
露光した。電子線露光後、MF 312の70%水溶液
を用いてアルカリ現像を行なったところ、すrミクロン
(0,8μmラインアンドスペース)のポジ型レジスト
パターンが得られた。(D。=1.0×1O−4C/c
In2)。このIリーンは、試験の結果、耐熱性にもす
ぐれていることが判った。(N2雰囲気下、220℃、
80分のベークでも、)母ターン形状に変化は見られな
かった。)
例2:
前記例1に記載の手法を繰り返した。但し、本例の場合
、次のような出発物質を使用して実験を行なった。得ら
れた結果は、例1のそれにほぼ同じであった。Starting material Amount used Alkali-soluble polymer Nitsublack resin 90 wt% (molecular weight = 800 to 7ρ00) Polyacetal dissolution inhibitor; Poly(0-nitrobenzaldehyde 1,4-dimethylcyclohexyl 10 wt% acetal) (Molecular weight = lO to 120,000) This Add the mixture to methylcellosolve acetate) QVICA
) to obtain a 10% solution. This resist solution was coated onto a silicon wafer to a film thickness of 500 mm using a spin code method and then baked at 80 DEG C. for 60 minutes. After baking, exposure was performed using an electron beam exposure device at an accelerating voltage of 20 kV. After electron beam exposure, alkaline development was performed using a 70% aqueous solution of MF 312, and a positive resist pattern of SR microns (0.8 μm line and space) was obtained. (D.=1.0×1O-4C/c
In2). As a result of testing, this I-Lean was found to have excellent heat resistance. (Under N2 atmosphere, 220℃,
Even after baking for 80 minutes, no change was observed in the shape of the main turn. ) Example 2: The procedure described in Example 1 above was repeated. However, in the case of this example, the experiment was conducted using the following starting materials. The results obtained were approximately the same as those of Example 1.
出発物質 使用量
アルカリ可溶性ポリマー:
de’)(o−ヒドロキシスチレン) 95wt%(分
子量=7000〜78000)
ポリアセタール系溶解抑制剤:
(例1に同じ)5Wt係
(分子量=19万〜20万)
発明の効果
本発明に従うと、解像性及び耐熱性の両面にすぐれたポ
ジ型レジストパターンを形成することができる。特に解
像性はサブミクロンのオーダーであって、常用のレジス
) AZ 1350 Jと同等に良好である。さらに、
本発明に従うと、ポリマーの主鎖切断を考慮することが
不必要であるので、広範囲のアルカリ可溶性ポリマーの
なかから適当なポリマーを選択することができる。Starting material Amount used Alkali-soluble polymer: de' (o-hydroxystyrene) 95wt% (molecular weight = 7000-78000) Polyacetal dissolution inhibitor: (same as Example 1) 5Wt (molecular weight = 190,000-200,000) Invention According to the present invention, it is possible to form a positive resist pattern that is excellent in both resolution and heat resistance. In particular, the resolution is on the order of submicrons and is as good as the commonly used resist (AZ 1350 J). moreover,
According to the invention, it is unnecessary to consider polymer backbone cleavage, so that suitable polymers can be selected from a wide range of alkali-soluble polymers.
Claims (1)
解抑制剤を含んでなるレジスト材料を用いて電子線照射
によりポジ型レジスト・9ターンを形成することを特徴
とするパターン形成方法。 2、前記溶解抑制剤がポリ(0−ニトロベンズアルデヒ
ドアセタール)である、特許請求の範囲第1項に記載の
パターン形成方法。[Scope of Claims] 1. A pattern forming method characterized by forming a positive resist with 9 turns by electron beam irradiation using a resist material containing an alkali-soluble polymer and a polyacetal dissolution inhibitor. 2. The pattern forming method according to claim 1, wherein the dissolution inhibitor is poly(0-nitrobenzaldehyde acetal).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58116958A JPS6010250A (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Formation of pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58116958A JPS6010250A (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Formation of pattern |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6010250A true JPS6010250A (en) | 1985-01-19 |
JPH0481184B2 JPH0481184B2 (en) | 1992-12-22 |
Family
ID=14699944
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58116958A Granted JPS6010250A (en) | 1983-06-30 | 1983-06-30 | Formation of pattern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6010250A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010261000A (en) * | 2009-05-11 | 2010-11-18 | Daicel Chem Ind Ltd | Alternating copolymer and method for producing the same |
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JPS53117096A (en) * | 1977-03-24 | 1978-10-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Formation of high polymer film materials and their patterns |
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-
1983
- 1983-06-30 JP JP58116958A patent/JPS6010250A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0481184B2 (en) | 1992-12-22 |
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