JPS608842A - Formation of pattern - Google Patents
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- JPS608842A JPS608842A JP58115960A JP11596083A JPS608842A JP S608842 A JPS608842 A JP S608842A JP 58115960 A JP58115960 A JP 58115960A JP 11596083 A JP11596083 A JP 11596083A JP S608842 A JPS608842 A JP S608842A
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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
- G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
- G03F7/095—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having more than one photosensitive layer
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
本発明は基板上の重合体薄膜に〜、子綜、X線、イオン
粒子線へ・の放射線を照射しt(細パターンを形成する
方法にじ鳴し、特に改良した2層の重合体薄膜を用いて
パターンを形成する方法に関する。[Detailed description of the invention] [Technical field to which the invention pertains] The present invention provides a method for forming a fine pattern by irradiating a polymer thin film on a substrate with radiation such as rays, X-rays, and ion particle beams. In particular, the present invention relates to a method for forming patterns using improved two-layer polymer thin films.
近年、半導体米子の高密度化に伴い放射線によるyノブ
2フイー技術が導入されてきた。ところで放射線ジング
ラフィーによるレジストパターン形成法は、基板上に放
射線−感応レジス) 74を被覆し、このレジスト膜に
放射線を所望のパターンに照射した後、現像処理を施し
てレジスト膜にパターンを形成し、その後このレジスト
パターンをマスクとして湿式或いはドライエツチングを
施し該基板に所望のパターンを蝕刻、形成するものであ
る。In recent years, with the increasing density of semiconductors in Yonago, the Y-knob 2-fee technology using radiation has been introduced. By the way, in the method of forming a resist pattern using radiation ginegraphy, a radiation-sensitive resist (74) is coated on a substrate, this resist film is irradiated with radiation in a desired pattern, and then a pattern is formed on the resist film by performing a development process. Then, using this resist pattern as a mask, wet or dry etching is performed to etch and form a desired pattern on the substrate.
これ迄高感度なポジ型放射綜レジストとしてはポリトリ
フルオロエチルα−クロルアクリレートなどの含ハロゲ
ンポジ型レジストが用いられてきたがこれらのレジスト
は特にシリコン、酸化シリコン、窒化シリコンなどのシ
リコン系半心体基板との接着性が悪く、とれら半導体基
板上でパターンを形成させた場合には基板との接着性不
良によるパターン変形が生じやすいという欠点があった
。Until now, halogen-containing positive resists such as polytrifluoroethyl α-chloroacrylate have been used as highly sensitive positive radiation resists. The adhesion to the core substrate is poor, and when a pattern is formed on such a semiconductor substrate, there is a drawback that pattern deformation is likely to occur due to poor adhesion to the substrate.
本発明は上記実情に鑑みなされたもので、基板どのt:
凋i良好なレジストと上記含ハロゲンポジ型レジスト
との21iのレジスト膜な用いることによって感度や解
像性を低下させることなく基板との接着性に優れた微赴
ルジストパターンを形成し得る方法を提供しようとする
ものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances.
A method of forming a microscopic resist pattern with excellent adhesion to a substrate without reducing sensitivity or resolution by using a 21i resist film of a resist with good resistance and the above-mentioned halogen-containing positive resist. This is what we are trying to provide.
すなわち本発明はCB)群より選νJれる1種類の重合
体からなる薄ルサを01μm以下の膜厚で基板上に形成
させその上に〔A)群より選ばれる1種類の含ハロゲン
重合体からなる薄膜を0.1〜2,0μの膜厚で形成さ
せた2態レジスト膜を形成させ、適過な温度でプリベー
ク処理を施した後、この2態レジスト膜に放射線を所望
のパターンに照射し、現像処理を施すことによって照射
した部分を選択的に除去し基板との接着性の優れた微細
レジストパターンを形成させることを特徴とするもので
ある。That is, the present invention involves forming a thin Lusa made of one type of polymer selected from group CB) on a substrate with a film thickness of 01 μm or less, and then forming a thin Lusa made of one type of halogen-containing polymer selected from group A) on the substrate. A two-state resist film is formed with a thickness of 0.1 to 2.0 μm, and after pre-baking at an appropriate temperature, this two-state resist film is irradiated with radiation in a desired pattern. The irradiated portions are then selectively removed by development treatment to form a fine resist pattern with excellent adhesion to the substrate.
但し
くA)群
(但しR1はメチル基または塩素原子、R3はハロゲン
化アルキル基を示す)
〔1〕式で示されるモノマーの単独重合体或いはそれと
他のビニル系モノマーとの共重合体からなる重合体群
[13)群
〔A)群より選ばれる重合体よりも有機溶媒に対する溶
解性が窩くかつ基板との接着性がより優れている放射線
分解型の重合体群
本発明に於て第1層;mmいるレジストとしてトまポリ
プロピルメタクリレート、ポリイソプロピルメタクリレ
ート、ポリ−n−ブチルメタクリレート、ポリ−イソブ
チルメタクリレート、ポリー第2ブチルメタクリレート
、ポリ−1−ブチルメタクリレート、ポリペンチルメタ
クリレート、ポリシクロへキシルメタクリレート、ポリ
へキシルメタクリレート等を挙げることができる。また
第2層に用いるレジストとしては、ポリトリフルオロエ
チルα−クロルアクリレート、ポリトリフルオロインプ
ロピルα−クロルアクリレート、ポリトリフルオロt−
ブチルα−クロルアクリレート。However, group A) (wherein R1 represents a methyl group or a chlorine atom, and R3 represents a halogenated alkyl group) [1] Consists of a homopolymer of the monomer represented by the formula or a copolymer of it and other vinyl monomers Polymer group [13] A radiolytic polymer group that has lower solubility in organic solvents and better adhesiveness to a substrate than the polymers selected from group A). 1 layer: mm resists include polypropyl methacrylate, polyisopropyl methacrylate, poly-n-butyl methacrylate, poly-isobutyl methacrylate, poly sec-butyl methacrylate, poly-1-butyl methacrylate, polypentyl methacrylate, polycyclohexyl methacrylate. , polyhexyl methacrylate, and the like. The resists used for the second layer include polytrifluoroethyl α-chloroacrylate, polytrifluoroinpropyl α-chloroacrylate, polytrifluorot-chloroacrylate, and polytrifluoroinpropyl α-chloroacrylate.
Butyl α-chloroacrylate.
ポリ1−メトキシドリフルオロエチルα−クロルアクリ
レート、ポリトリフルオロエチルメククリレート、ボタ
トリクロルエチルメタクリレート。Poly 1-methoxide difluoroethyl α-chloroacrylate, polytrifluoroethyl meccrylate, botatrichloroethyl methacrylate.
ポリへキサフルオロブチルメタクリレート等を挙げるこ
とができる。Examples include polyhexafluorobutyl methacrylate.
本発明の第1層に用いるレジストの分子量は塗布性が阻
害されない程度即ち数百万以下の分子量で充分であり、
また膜厚は0.1μ以下望ましくは100〜500八程
度の善いレジスト膜であることが好ましい。The molecular weight of the resist used for the first layer of the present invention is sufficient to have a molecular weight of several million or less so that coating properties are not inhibited,
Further, it is preferable that the resist film has a good film thickness of 0.1 μm or less, preferably about 100 to 500 μm.
本発明に使用する基板としては、例えば不純物をドープ
したシリコン基板単独、或いはこの基板な母相として酸
化シリコン層を介して多結晶シリコン膜を設けたものな
どの半導体基板、ガリウムヒ累等の化合物半導体基板、
または透明ガラス板上にクロム膜、或いは酸化クロム膜
を積層したものなどのマスク基板等をMげることが出来
る。Substrates used in the present invention include, for example, a single silicon substrate doped with impurities, a semiconductor substrate such as one in which a polycrystalline silicon film is provided as a matrix via a silicon oxide layer, and a compound semiconductor such as gallium arsenide. substrate,
Alternatively, a mask substrate such as a chromium film or a chromium oxide film laminated on a transparent glass plate can be provided.
しかして本発明に用いられる2層レジスト膜は。 However, the two-layer resist film used in the present invention is...
下層が基板との接着性良好な重合体薄膜であり、上層が
高感度なポジ石′!電子紛レジストであるため、本発明
によって、少ない照射量で基板との接着性の良好な微細
レジストパターンを容易に得ることが可能となる。下層
のレジスト膜は放射綜分解型でありかつ上層のレジ7N
FJよりも溶解性の高い重合体よりなるため1工程の覗
、像処理で、エツチング可能な2層レジストパターンの
形成が可能である。また下層のレジスト膜としては厚い
レジスト膜を形成する必要は全くなく、膜厚としては0
.1μ以下、100〜500人の範囲にある薄いレジス
ト膜で充分である。The lower layer is a thin polymer film with good adhesion to the substrate, and the upper layer is a highly sensitive positive stone! Since it is an electronic powder resist, the present invention makes it possible to easily obtain a fine resist pattern with good adhesion to the substrate with a small irradiation dose. The lower layer resist film is of the radial decomposition type and the upper layer resist film is 7N.
Since it is made of a polymer with higher solubility than FJ, it is possible to form a two-layer resist pattern that can be etched in one step of inspection and image processing. In addition, there is no need to form a thick resist film as the lower layer resist film, and the film thickness is 0.
.. A thin resist film of 1 μm or less, in the range of 100 to 500 people, is sufficient.
実施例1
ポリn−ブチルメタクリレート(分子量10万)を、酸
化シリコン膜を形成させたシリコン基板上にスピンコー
ティングによって200人の膜厚で形成させ、150℃
20分のベリベーク処理を行った後ポリトリフルオロエ
チルα−クルルアクリレート(分子量60万)を同じく
スピンコーティングによって1μの膜厚で形成させ、2
00°C1時内のプリベーク処理を行い、ポリ H−ブ
チルメタクリレートを下層、ポリトリフルオロエチルα
−クロルアクリレートな上層とした2層のレジスト膜を
形成させた。また比較例として同様な方法で酸化シリコ
ン基板上にポリトリフルオロエチルα−クロルアクリレ
ート(膜厚1μ)1層のレジスト膜を形成させた。Example 1 Poly n-butyl methacrylate (molecular weight: 100,000) was formed by spin coating on a silicon substrate on which a silicon oxide film had been formed, to a thickness of 200 nm, and heated at 150°C.
After 20 minutes of veribake treatment, polytrifluoroethyl α-curulacrylate (molecular weight 600,000) was similarly spin-coated to form a film with a thickness of 1μ.
After pre-baking at 00°C for 1 hour, poly H-butyl methacrylate was applied as the lower layer, polytrifluoroethyl α
- A two-layer resist film with a chloroacrylate upper layer was formed. Further, as a comparative example, a single layer resist film of polytrifluoroethyl α-chloroacrylate (thickness: 1 μm) was formed on a silicon oxide substrate by the same method.
次に上記2利類のレジメ)ITRにビーム径0.1μ、
加速電圧20I(Vの電子ビームを05μライン1.0
μスペース、長さ100μのパターン状に8μC/、d
照射量で照射し、MIBK (メチルイソブチルケトン
)−II?A (インプロピルアルコール) (65:
35体積比)混合液からなる現像液によってパターン
を形成させた。形成されたパターンを観察したところ2
層レジストパターンの方はパターン流れがなく0.5μ
の微細パターンが形成されていたが、−mレジストの方
は一部にパターン流れが認められた。Next, the above-mentioned two-pronged regime) beam diameter of 0.1μ for ITR,
An electron beam with an accelerating voltage of 20I (V) is
μ space, 8μC/, d in a pattern of length 100μ
MIBK (methyl isobutyl ketone)-II? A (inpropyl alcohol) (65:
A pattern was formed using a developer consisting of a mixed solution (35 volume ratio). Observing the formed pattern 2
The layered resist pattern has no pattern flow and is 0.5μ.
A fine pattern was formed, but pattern flow was observed in some parts of the -m resist.
その後CF、 −H,(70’ : 30分圧比)混合
ガスを用いて上記2層レジストパターンをマスクとした
ドライエツチングを行い、酸素プラズマでレジストを除
去したところレジストパターンが鮮明に酸化シリコン基
板上に転写されていることが確認された。After that, dry etching was performed using a mixed gas of CF, -H, (70':30 partial pressure ratio) using the above two-layer resist pattern as a mask, and when the resist was removed with oxygen plasma, the resist pattern was clearly visible on the silicon oxide substrate. It was confirmed that it was transcribed.
実施例2
ポリn−ブチルメタクリレート(分子量10万)を、シ
リコン基板上にスピンコーティングによっテ200 A
の膜厚でレジスト膜を形成させ、150℃20分のプリ
ベーク処理を行った後ポリトリフルオロイソプロピルα
−クロルアクリレート(分子量100万)ン同じくスピ
ンコーティング;二よって1μの膜厚になる杼(二形成
させ、180℃1時間のプリベーク処理を行い、ポリ−
n−ブチルメタクリレートを下層、ポリトリフルオロイ
ソプロピルα−クロルアクリレートを上層とした2層の
レジスト膜な形成させた。また比較例として同様な方法
でシリコン基板上にポリトリフルオロイソプロピルα−
クロルアクリレート(膜厚1μ)1層のレジスト膜な形
成させた。Example 2 Poly n-butyl methacrylate (molecular weight 100,000) was spin-coated onto a silicon substrate at 200 A
After forming a resist film with a thickness of , prebaking at 150°C for 20 minutes,
- Chloracrylate (molecular weight 1,000,000) was also spin-coated; a film thickness of 1 μm was formed (2), prebaked at 180°C for 1 hour, and the poly-
A two-layer resist film was formed with n-butyl methacrylate as the lower layer and polytrifluoroisopropyl α-chloroacrylate as the upper layer. As a comparative example, polytrifluoroisopropyl α-
A resist film of one layer of chloroacrylate (thickness: 1 μm) was formed.
次に上記2種類のレジメ) IF’<にビーム径0.1
μ。Next, the above two types of regimes) Beam diameter 0.1 at IF'<
μ.
加速電圧20KVの′電子ビームを0.5μライン1.
0μスペース、長さ100μのパターン状に10μC/
dの照射量で照射し、 MIBK−IPA (50:
50体積比)混合液からなる現像液によってパターンを
形成させた。形成されたパターンを観察したところ2層
レジストパターンの方はパターン流れがなく0.5μの
微細パターンが形成されていたが、一層レジストの方は
かなりの部分にパターン流れか認められた。その後CF
4 0t (96: 4分圧比)混合ガスを用いて上記
2層レジストパターンをマスクとしてドライエツチング
な行い、酸素プラズマでレジストを除去したところレジ
ストパターンが鮮明にシリコン基板上に転写されている
ことが確認された。0.5 μ line 1.
10μC/in a pattern of 0μ space and 100μ length.
MIBK-IPA (50:
A pattern was formed using a developer consisting of a mixed solution (volume ratio: 50% by volume). When the formed pattern was observed, it was found that the two-layer resist pattern had no pattern bleeding and a fine pattern of 0.5 μm was formed, but pattern bleeding was observed in a considerable portion of the one-layer resist pattern. Then CF
Dry etching was performed using a 40t (96:4 partial pressure ratio) mixed gas using the above two-layer resist pattern as a mask, and the resist was removed with oxygen plasma, and it was found that the resist pattern was clearly transferred onto the silicon substrate. confirmed.
以上詳述した如く、特定の放射線分解型重合体からなる
2歴レジスト膜を用いることによって少い放射線照射量
で基板との接着性の良好な微細レジストバクーンの形成
が可能となり、もって半導体基板、マスク基板などの微
細加工に有効に利用出来る実用性の高いレジストパター
ン形成法を提供できるものである。As detailed above, by using a two-stroke resist film made of a specific radiation-degradable polymer, it is possible to form a fine resist film with good adhesion to the substrate with a small amount of radiation irradiation. It is possible to provide a highly practical resist pattern forming method that can be effectively used for microfabrication of mask substrates and the like.
代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)1り0Agent: Patent attorney Noriyuki Chika (and 1 other person) 1ri0
Claims (1)
微細パターンを形成させる方法に於て、〔B〕群より選
ばれる1種類の重合体からなる薄膜を0.1μ以下のr
c厚で基板上に形成させその上に〔A)群より選ばれる
1種類の重合体からなる薄膜を0.1〜2.0μの膜厚
で形成させた2層しジスト腰な用いることを特徴とする
パターン形成法CA)群 (但し几lはメチル基または塩素原子、R2はハロゲン
化アルキル基を示す) 〔1〕式で示されるモノマーの単独重合体或いはこれと
他のビニル系モノマーとの共重合体がら成る重合体群 (13)群 CA)群より選ばれる重合体よりも有機溶媒に対する溶
解性が高くかつ基板との接着性がより優れている放射線
分解型の重合体群 (2) (A)群が一般式〔2〕で示される重合体群l (但しl(,3は−CH,CFs、−CH(CM、)
OF、、−C(CHs )zCOOR。 (但しR,は炭素数が3〜7であるアルキル基を示す) 重合体群であることを特徴とする特許請求の範卵穿・1
項記載のパターン形成法[Scope of Claims] (1) In a method of forming a fine pattern using radiation such as electron beams, X-rays, and ion particle beams, a thin film made of one type of polymer selected from group [B] is coated with 0. r less than 1μ
A thin film made of one type of polymer selected from group A is formed on a substrate with a thickness of 0.1 to 2.0 μm, and is used in a stable manner. Characteristic pattern forming method CA) group (where 几l represents a methyl group or a chlorine atom, R2 represents a halogenated alkyl group) [1] A homopolymer of the monomer represented by the formula, or a combination of this and other vinyl monomers A radiolytic polymer group (2) which has higher solubility in organic solvents and better adhesion to a substrate than a polymer selected from group (13) group CA) consisting of a copolymer of ) Group (A) is a polymer group l represented by the general formula [2] (where l(,3 is -CH, CFs, -CH(CM,)
OF,,-C(CHs)zCOOR. (However, R represents an alkyl group having 3 to 7 carbon atoms.) Patent claim 1 characterized in that it is a polymer group.
Pattern formation method described in section
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58115960A JPS608842A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Formation of pattern |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58115960A JPS608842A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Formation of pattern |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS608842A true JPS608842A (en) | 1985-01-17 |
Family
ID=14675391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58115960A Pending JPS608842A (en) | 1983-06-29 | 1983-06-29 | Formation of pattern |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS608842A (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4800151A (en) * | 1986-03-26 | 1989-01-24 | Toray Industries, Inc. | Radiation-sensitive positive resist comprising a fluorine-containing alpha-chloroacetate copolymer in the specification |
JPH01309054A (en) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Formation of fine pattern |
JPH0419262U (en) * | 1990-06-08 | 1992-02-18 | ||
JP2003066619A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-05 | Fujitsu Ltd | Resist pattern forming method |
-
1983
- 1983-06-29 JP JP58115960A patent/JPS608842A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4800151A (en) * | 1986-03-26 | 1989-01-24 | Toray Industries, Inc. | Radiation-sensitive positive resist comprising a fluorine-containing alpha-chloroacetate copolymer in the specification |
JPH01309054A (en) * | 1988-06-07 | 1989-12-13 | Mitsubishi Electric Corp | Formation of fine pattern |
JPH0419262U (en) * | 1990-06-08 | 1992-02-18 | ||
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JP4589582B2 (en) * | 2001-08-30 | 2010-12-01 | 富士通株式会社 | Method for forming resist pattern |
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