JPS60211939A - 微細パタン形成法 - Google Patents
微細パタン形成法Info
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- JPS60211939A JPS60211939A JP6845684A JP6845684A JPS60211939A JP S60211939 A JPS60211939 A JP S60211939A JP 6845684 A JP6845684 A JP 6845684A JP 6845684 A JP6845684 A JP 6845684A JP S60211939 A JPS60211939 A JP S60211939A
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- Japan
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- substrate
- pattern
- molecular weight
- low molecular
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- 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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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、微細・ぐタン形成に応用できる新規なポジ型
の微細・ぐタン形成法に関するものである。
の微細・ぐタン形成法に関するものである。
近年、集積回路の作製において各種基板及び被覆層のエ
ツチング加工又は不純物のドーピング加工のために、部
分的マスク材として有機物高分子重合体のレジスト組成
物を用いて微細パタンを形成させる技術が発展してきた
。レジスト組成物を用い微細パタンを形成させるために
は可視光又は紫外光を用いたフォトリゾグランイーによ
るのが通常であるが、最近は電子線、X線などの波長の
極めて短いエネルギー線を用いた高精度のマイクロリゾ
グラフィーによって加工精度の向上がはかられつつある
。このようなリソグラフィ一工程に用いられるレジスト
組成物としては、ポリ・メタクリル酸メチル(PMMA
)、ポリフッ化アルキルメタクリレートなどの有機高分
子重合体が用いられてきた。〔松山謙太部「電子線、X
線レジスト材料」電子通信学会誌第61巻、第8号82
3ページ(1978)、及び特願昭52−1.4605
号参照〕。
ツチング加工又は不純物のドーピング加工のために、部
分的マスク材として有機物高分子重合体のレジスト組成
物を用いて微細パタンを形成させる技術が発展してきた
。レジスト組成物を用い微細パタンを形成させるために
は可視光又は紫外光を用いたフォトリゾグランイーによ
るのが通常であるが、最近は電子線、X線などの波長の
極めて短いエネルギー線を用いた高精度のマイクロリゾ
グラフィーによって加工精度の向上がはかられつつある
。このようなリソグラフィ一工程に用いられるレジスト
組成物としては、ポリ・メタクリル酸メチル(PMMA
)、ポリフッ化アルキルメタクリレートなどの有機高分
子重合体が用いられてきた。〔松山謙太部「電子線、X
線レジスト材料」電子通信学会誌第61巻、第8号82
3ページ(1978)、及び特願昭52−1.4605
号参照〕。
このような、有機高分子重合体は、あらかじめ重合によ
って高分子量化された物質を適当な溶媒に溶解し、スピ
ンコード法、或いはディップ法によって基板上に塗布し
、レジスト組成物の薄膜を形成させるものである。スピ
ンコード法或いはディツノ法を用いる場合、重合体を溶
液にするために、大量の溶輝を必要とする上に、ピンホ
ール等の欠陥が発生し易い。更に段差のついた基板にお
いては段差部の均一塗布ができない欠点を持っていた。
って高分子量化された物質を適当な溶媒に溶解し、スピ
ンコード法、或いはディップ法によって基板上に塗布し
、レジスト組成物の薄膜を形成させるものである。スピ
ンコード法或いはディツノ法を用いる場合、重合体を溶
液にするために、大量の溶輝を必要とする上に、ピンホ
ール等の欠陥が発生し易い。更に段差のついた基板にお
いては段差部の均一塗布ができない欠点を持っていた。
このために、レジスト組成物薄膜を基板上に作製するた
めに、溶媒を用いないいわゆるドライプロセスの実現が
望まれていた。
めに、溶媒を用いないいわゆるドライプロセスの実現が
望まれていた。
基板をレジスト組成物薄膜に作製された・ぐタンに従っ
てエツチング加工する技術も、液体エツチング剤による
レジストノ+タンの膨潤や・ぐタンのサイドエツチング
等に起因する加工精度の低下を防ぐために、極微細バタ
ン作製にはCCt4゜CF4などのガスプラズマによっ
て基板エツチング加工を行なうドライエツチングが主流
になシつつある。
てエツチング加工する技術も、液体エツチング剤による
レジストノ+タンの膨潤や・ぐタンのサイドエツチング
等に起因する加工精度の低下を防ぐために、極微細バタ
ン作製にはCCt4゜CF4などのガスプラズマによっ
て基板エツチング加工を行なうドライエツチングが主流
になシつつある。
以上に述べた様に、ドライ状態での・やタン形成用レジ
スト組成物薄膜の形成は重要であシ、レジスト組成物薄
膜の露光後のパターニング及び基板加工エツチング過程
でのガスプラズマ工程において耐性の強い材料であるこ
とが望まれている。1つの解決策としては、レジスト組
成物薄膜を、基板上に低圧ガス状態で導入し、光照射、
グロー放電によって重合させることによって重合、堆積
する方法が提案されているが、組成変性によるレジスト
特性(感度、解像度)の低下、導入ガスの基板上での液
滴化付着等の問題があシ完全なドライ化を達成すること
は困難であった。
スト組成物薄膜の形成は重要であシ、レジスト組成物薄
膜の露光後のパターニング及び基板加工エツチング過程
でのガスプラズマ工程において耐性の強い材料であるこ
とが望まれている。1つの解決策としては、レジスト組
成物薄膜を、基板上に低圧ガス状態で導入し、光照射、
グロー放電によって重合させることによって重合、堆積
する方法が提案されているが、組成変性によるレジスト
特性(感度、解像度)の低下、導入ガスの基板上での液
滴化付着等の問題があシ完全なドライ化を達成すること
は困難であった。
本発明は以上述べた従来の微細バタン形成法の欠点を解
決するためになされたものであシ、微細バタンのドライ
プロセス化を可能にすることを特徴とし、その目的は、
汚染、欠陥の少ない微細バタン形成法を提供することに
ある。
決するためになされたものであシ、微細バタンのドライ
プロセス化を可能にすることを特徴とし、その目的は、
汚染、欠陥の少ない微細バタン形成法を提供することに
ある。
本発明は、基板上に、低分子量有機物薄膜を形成し、こ
の低分子量有機物薄膜を高エネルギー線源によって熱的
に除去して・ぐタンを生成し、この生成した・ぐタンを
マスクとして基板に微細・母タンを転写することを特徴
とする微細・ぐタン形成法である。
の低分子量有機物薄膜を高エネルギー線源によって熱的
に除去して・ぐタンを生成し、この生成した・ぐタンを
マスクとして基板に微細・母タンを転写することを特徴
とする微細・ぐタン形成法である。
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。図は本発明による微細バタン形成法を示したものであ
る。図中、11は加工される基板、12は低分子量有機
物薄膜、13は・やタン形成部、I4は基板加工部を示
す。図は本発明によるバタン形成法の工程を、順に示し
たものである。
。図は本発明による微細バタン形成法を示したものであ
る。図中、11は加工される基板、12は低分子量有機
物薄膜、13は・やタン形成部、I4は基板加工部を示
す。図は本発明によるバタン形成法の工程を、順に示し
たものである。
(A) 低分子量薄膜の形成
SiO或いは表面酸化したSiウエノ・(Sin2/S
t)を基板として、この基板上に低分子量有機物薄膜の
形成を行なう。用いる低分子量有機物材料としては、均
質な薄膜を形成する化合物が望ましい。耐ドライエツチ
性を向上させるKは、構造にベンゼン環、ベンゼン縮金
環を含む有機物を用いる。例えば真空蒸着スパッタリン
グが可能な低分子量有機物材料としてフルオレセイン、
アラリン、ローダミンB等の色素類、クリスタルバイオ
レットラクトンマラカイトロイコゲリン等のロイコ染料
が用いられる。これらの材料は真空蒸着又はスパッタリ
ングによって基板上に均質な薄膜を形成することが知ら
れている。
t)を基板として、この基板上に低分子量有機物薄膜の
形成を行なう。用いる低分子量有機物材料としては、均
質な薄膜を形成する化合物が望ましい。耐ドライエツチ
性を向上させるKは、構造にベンゼン環、ベンゼン縮金
環を含む有機物を用いる。例えば真空蒸着スパッタリン
グが可能な低分子量有機物材料としてフルオレセイン、
アラリン、ローダミンB等の色素類、クリスタルバイオ
レットラクトンマラカイトロイコゲリン等のロイコ染料
が用いられる。これらの材料は真空蒸着又はスパッタリ
ングによって基板上に均質な薄膜を形成することが知ら
れている。
ドライプロセスを考慮しなければ、従来のスヒンコート
、ディピング法も利用することができる。
、ディピング法も利用することができる。
(B) 低分子量薄膜の・母ターニング基板表面に形成
した低分子量の薄膜は、集光されたレーザ光、電子ビー
ムを照射される。レーザ光を照射した場合、低分子量薄
膜の吸収域がレーザ発振波長と重なる時(フルオレセイ
ン、アラリン:Arレーザ(488nm)、ローダミン
B:He−Ne(632nm)クリスタルバイオレット
ラクト2He−Cd() 342nm以下))、照射さ
れたエネルギーは薄膜に吸収され熱となって、薄膜は蒸
発、溶融してバタンか形成される。電子線を照射した場
合はやはシ薄膜に吸収されたエネルギーの内、発熱する
エネルギー比率の分に対応して蒸発溶融して・ぐタンが
形成できる。
した低分子量の薄膜は、集光されたレーザ光、電子ビー
ムを照射される。レーザ光を照射した場合、低分子量薄
膜の吸収域がレーザ発振波長と重なる時(フルオレセイ
ン、アラリン:Arレーザ(488nm)、ローダミン
B:He−Ne(632nm)クリスタルバイオレット
ラクト2He−Cd() 342nm以下))、照射さ
れたエネルギーは薄膜に吸収され熱となって、薄膜は蒸
発、溶融してバタンか形成される。電子線を照射した場
合はやはシ薄膜に吸収されたエネルギーの内、発熱する
エネルギー比率の分に対応して蒸発溶融して・ぐタンが
形成できる。
電子線を用いる場合は、低分子量有機物薄膜部に吸収さ
れる電子線エネルギーを多くするたン め、通常の電子線リテグラフィーに使われるよシ低エネ
ルギー(数eV〜数百6v )のビームが用いられる。
れる電子線エネルギーを多くするたン め、通常の電子線リテグラフィーに使われるよシ低エネ
ルギー(数eV〜数百6v )のビームが用いられる。
レーデ光を照射して、低分子量有機物薄膜が蒸発、溶融
によって・ぞ夕/が形成される事実は、既に記録即時再
生形(DRAW)光ディスクに応用され、良好な・ぐタ
ンを形成することが知られている。
によって・ぞ夕/が形成される事実は、既に記録即時再
生形(DRAW)光ディスクに応用され、良好な・ぐタ
ンを形成することが知られている。
(C1基板のエツチング
次に上記(B)で得られた・やタンをマスクにして基板
のエツチングを行なう。基板がS s O2である場合
はCF4ガスプラズマによるドライエツチングが最も有
効である。上記(A) (B)工程で形成した低分子量
薄膜は、本工程において条件を最適化すれば、ドライエ
ツチング用のマスクとして十分実用に耐えさせることが
できる。例えばフルオレセインをマスクとして8102
基板をCF4ゾラズマエッチングした例では、マスク材
フルオレセイン薄膜と5i02のCF4ガスプラズマに
対スるエッチレートは約1=1以下でマスク材フルオレ
セインはあまシ損傷を受けずに5io2を・(タン加工
できる。エツチング溶液の種類によっては従来のウェッ
トエッチ法も適用できる。
のエツチングを行なう。基板がS s O2である場合
はCF4ガスプラズマによるドライエツチングが最も有
効である。上記(A) (B)工程で形成した低分子量
薄膜は、本工程において条件を最適化すれば、ドライエ
ツチング用のマスクとして十分実用に耐えさせることが
できる。例えばフルオレセインをマスクとして8102
基板をCF4ゾラズマエッチングした例では、マスク材
フルオレセイン薄膜と5i02のCF4ガスプラズマに
対スるエッチレートは約1=1以下でマスク材フルオレ
セインはあまシ損傷を受けずに5io2を・(タン加工
できる。エツチング溶液の種類によっては従来のウェッ
トエッチ法も適用できる。
([)) 薄膜の除去
低分子量薄膜は本来、溶媒可溶性のため、加工後溶媒中
に浸漬することにょシ容易に除去されるが、溶媒による
汚染等を防ぐ意味からは、A r −02混合ガスによ
るプラズマ灰化装置で簡単にドライ状態で除去できる。
に浸漬することにょシ容易に除去されるが、溶媒による
汚染等を防ぐ意味からは、A r −02混合ガスによ
るプラズマ灰化装置で簡単にドライ状態で除去できる。
基板の加熱が許される場合であれば、真空下で加熱する
ことによっても容易に除去できる。
ことによっても容易に除去できる。
以下、本発明を具体的実施例にょシ更に説明するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
発明はこれらに限定されるものではない。
〔実施例1〕
シリコンウェハ上に5lo2膜を100010001基
板に、フルオレセインを10’Pa以下の圧力で200
0X真空蒸着した。次にArレーデ(波長488nm
)を1μm幅に絞jl111μmのピッチでライン・+
pンを描画した。このフルオレセイン膜を平行電極型プ
ラズマエツチング装置を用いてCF4ガス流量40CC
/9、エツチング層圧力35Pa、RF電力200Wで
1o分間ドライエッチしたところウェハ上の5tO2膜
は500Xエツチングされ、フルオレセイン膜のマスク
部ト非マスク部で1μピツチのラインパタンで500
Xの段差が形成された。次にこの基板をプラズマ灰化装
置を用いてフルオレセインを灰化除去した所、フルオレ
セイン残膜は除去すれ5lo2ノ・ぞタン化が行なえた
。
板に、フルオレセインを10’Pa以下の圧力で200
0X真空蒸着した。次にArレーデ(波長488nm
)を1μm幅に絞jl111μmのピッチでライン・+
pンを描画した。このフルオレセイン膜を平行電極型プ
ラズマエツチング装置を用いてCF4ガス流量40CC
/9、エツチング層圧力35Pa、RF電力200Wで
1o分間ドライエッチしたところウェハ上の5tO2膜
は500Xエツチングされ、フルオレセイン膜のマスク
部ト非マスク部で1μピツチのラインパタンで500
Xの段差が形成された。次にこの基板をプラズマ灰化装
置を用いてフルオレセインを灰化除去した所、フルオレ
セイン残膜は除去すれ5lo2ノ・ぞタン化が行なえた
。
〔実施例2〕
8102基板上に、上記実施例1と同様にアラリンを1
500X真空蒸着した。次にArレーデで0.6μmの
ラインを描画して、アラリン薄膜の一部を除去した。次
にこのアラリン膜をマスクとし、CF4カステCF4圧
力30Pa、RF電力150Wで5分間ドライエッチし
たところ300Xの5in2がエツチングされ、0.6
μm幅のノやタンが形成できた。残部のアラリン薄膜は
、プラズマ灰化装置及びアセトン浸°漬で容易に除去で
きた。
500X真空蒸着した。次にArレーデで0.6μmの
ラインを描画して、アラリン薄膜の一部を除去した。次
にこのアラリン膜をマスクとし、CF4カステCF4圧
力30Pa、RF電力150Wで5分間ドライエッチし
たところ300Xの5in2がエツチングされ、0.6
μm幅のノやタンが形成できた。残部のアラリン薄膜は
、プラズマ灰化装置及びアセトン浸°漬で容易に除去で
きた。
〔実施例3〕
シリコンウェハの表面を1.001酸化した基板を用い
てフルオレセインを1oooX^空蒸着した。この基板
上に電子線を走査して、0.5μmのライジノリンをフ
ルオレセイン薄膜部に作製した。次にCF ガス圧力3
5 Pa 、 RF電力200Wで2分間ドライエッチ
した所、・リン部の5lo2酸化膜は除去されsiが露
出した。最後にプラズマアッシャ−でフルオレセインを
除去シ、・+pン形成を終了した。
てフルオレセインを1oooX^空蒸着した。この基板
上に電子線を走査して、0.5μmのライジノリンをフ
ルオレセイン薄膜部に作製した。次にCF ガス圧力3
5 Pa 、 RF電力200Wで2分間ドライエッチ
した所、・リン部の5lo2酸化膜は除去されsiが露
出した。最後にプラズマアッシャ−でフルオレセインを
除去シ、・+pン形成を終了した。
〔実施例4〕
SiO2基板上に、ローダミンBを2000X蒸着した
。次にHe−Neレーザを用い日−ダミンB薄膜部にラ
イン・リンを描画し、これをマスクとして上記実施例1
と同様の条件でドライエッチした所、sioの・リンが
作製できた。
。次にHe−Neレーザを用い日−ダミンB薄膜部にラ
イン・リンを描画し、これをマスクとして上記実施例1
と同様の条件でドライエッチした所、sioの・リンが
作製できた。
〔実施例5〕
シリコンウェハ上に、500XのSiO2膜をつけ、こ
の基板上に2000Xのり、リスタルバイオレットラク
トンをArスパッタリングによって作製した。次にこの
クリスタルバイオレットラクトン上にHe −Cdレー
デでパタンを描画した。
の基板上に2000Xのり、リスタルバイオレットラク
トンをArスパッタリングによって作製した。次にこの
クリスタルバイオレットラクトン上にHe −Cdレー
デでパタンを描画した。
との後上記実施例1と同様の条件でドライエツチングし
一、 5102のパタンを作製することができた。
一、 5102のパタンを作製することができた。
以上説明した様に、本発明による微細バタン形成法は、
リングラフイ一工程の現像工程をドライ工程化すること
ができる。このために従来避けられなかった現像時の溶
媒の大量使用、廃棄処理を全く必要としない。また、低
分子有機物薄膜のコートは真空蒸着やス・ぐツタリング
を用いた場合、膜厚の均一性に優れエツチング時の膜厚
むらによる欠陥は発生しない。また、加工する基板に段
差やエツジがある場合も、真空蒸着時の真空度調整、ス
・やツタリング条件によって格段に優れた被覆特性を持
たせることができる。更に、・ぐタンの解像度は低分子
量有機物薄膜を用いるため、・ぐタン描画用エネルギー
線源の狭幅化の限界まで向上させることができる。
リングラフイ一工程の現像工程をドライ工程化すること
ができる。このために従来避けられなかった現像時の溶
媒の大量使用、廃棄処理を全く必要としない。また、低
分子有機物薄膜のコートは真空蒸着やス・ぐツタリング
を用いた場合、膜厚の均一性に優れエツチング時の膜厚
むらによる欠陥は発生しない。また、加工する基板に段
差やエツジがある場合も、真空蒸着時の真空度調整、ス
・やツタリング条件によって格段に優れた被覆特性を持
たせることができる。更に、・ぐタンの解像度は低分子
量有機物薄膜を用いるため、・ぐタン描画用エネルギー
線源の狭幅化の限界まで向上させることができる。
特に、高分子重合体レジスト組成物で問題になる現像時
の膨潤等の解像度低下要因工程を含まないため、優れた
・ぞタン形状の加工が可能となる。
の膨潤等の解像度低下要因工程を含まないため、優れた
・ぞタン形状の加工が可能となる。
図は本発明の一実施例における各工程での形成物を示す
断面図である。 II・・・加工される基板、12・・・低分子量有機物
薄膜、13・・・バタン形成部、I4・・・基板加工部
。
断面図である。 II・・・加工される基板、12・・・低分子量有機物
薄膜、13・・・バタン形成部、I4・・・基板加工部
。
Claims (2)
- (1)基板上に、低分子量有機物薄膜を形成し、この低
分子量有機物薄膜を高エネルギー線源によって熱的に除
去してノZタンを生成し、この生成した・やタンをマス
クとして基板に微細・ぐタンを転写することを特徴とす
る微細・9タン形成法。 - (2)低分子量有機物として、有機色素を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の微細・ぐタン形
成法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6845684A JPS60211939A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 微細パタン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6845684A JPS60211939A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 微細パタン形成法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60211939A true JPS60211939A (ja) | 1985-10-24 |
JPH0475647B2 JPH0475647B2 (ja) | 1992-12-01 |
Family
ID=13374213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6845684A Granted JPS60211939A (ja) | 1984-04-06 | 1984-04-06 | 微細パタン形成法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60211939A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7686972B2 (en) | 2006-02-16 | 2010-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing magnetic recording medium |
US7931819B2 (en) | 2006-08-15 | 2011-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for pattern formation |
US8105952B2 (en) | 2007-09-26 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of forming a pattern |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5218175A (en) * | 1975-08-01 | 1977-02-10 | Hitachi Ltd | Circuit pattern formation method and its device |
JPS5711344A (en) * | 1980-06-25 | 1982-01-21 | Mitsubishi Electric Corp | Dry developing method |
JPS57157241A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Formation of resist material and its pattern |
JPS57162330A (en) * | 1981-03-31 | 1982-10-06 | Kazuyuki Sugita | Dry formation of pattern or dry removal of resist pattern |
-
1984
- 1984-04-06 JP JP6845684A patent/JPS60211939A/ja active Granted
Patent Citations (4)
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JPS57157241A (en) * | 1981-03-25 | 1982-09-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | Formation of resist material and its pattern |
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US7686972B2 (en) | 2006-02-16 | 2010-03-30 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for manufacturing magnetic recording medium |
US7931819B2 (en) | 2006-08-15 | 2011-04-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method for pattern formation |
US8105952B2 (en) | 2007-09-26 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Method of forming a pattern |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0475647B2 (ja) | 1992-12-01 |
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