JPS6180247A - Formation of micropattern - Google Patents

Formation of micropattern

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JPS6180247A
JPS6180247A JP20151184A JP20151184A JPS6180247A JP S6180247 A JPS6180247 A JP S6180247A JP 20151184 A JP20151184 A JP 20151184A JP 20151184 A JP20151184 A JP 20151184A JP S6180247 A JPS6180247 A JP S6180247A
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JP
Japan
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resist
forming
radiation
alcohol
ammonium salt
Prior art date
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Pending
Application number
JP20151184A
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Japanese (ja)
Inventor
Akitoshi Kumagai
熊谷 明敏
Tsukasa Tada
宰 多田
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • G03F7/26Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G03F7/38Treatment before imagewise removal, e.g. prebaking

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance sensitivity of a resist and resolution of a pattern by forming a resist film on a substrate, exposing it to radiation to form a pattern, and at that time, heat treating the resist film before or after the exposure, and quenching it. CONSTITUTION:A silicon substrate is coated with a radiation-sensitive resist, such as positive type resist contg. a quaternary ammonium salt, to form a resist film, and a resist pattern is formed by exposing it to radiation. At that time, the resist film is heat treated before or after the exposure, at a temp. higher than the glass transition point of a resist polymer and lower than the m.p. of a quaternary ammonium salt. Then, the film is quenched and developed with ketone or alcohol. Since a solvent is removed by a heat treatment to enhance adhesion to the substrate, the resist pattern high in resolution can be formed with high sensitivity.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は高密度半導体集積u路や高周波半導体装置など
の製造において適用される高感度高解像性ポジ型レジス
トの加工方法に係わり、t¥jに微細なレジストパター
ンの形成方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for processing a high-sensitivity, high-resolution positive resist that is applied in the manufacture of high-density semiconductor integrated U-way circuits, high-frequency semiconductor devices, etc. The present invention relates to a method of forming a fine resist pattern on a substrate.

〔発明の技術的背景とその問題点〕[Technical background of the invention and its problems]

半導体集積回路や高周波半導体装置において、高密度化
が進められており、そのため薄膜の微細加工技術が極め
て重要な要素技術となっている。
BACKGROUND ART In semiconductor integrated circuits and high-frequency semiconductor devices, densification is progressing, and thin film microfabrication technology has become an extremely important elemental technology.

これはドライエツチングプロセスの導入によってサブミ
クロン領域の加工を可能ならしめているが、これを実現
するためにはレジストパターンの寸法精度が高くなけれ
ばならない。何故ならばドライエツチングによる加工形
状はレジストパターンのプロファイルを忠実に反映する
からである。
This has made it possible to process submicron areas by introducing a dry etching process, but in order to achieve this, the resist pattern must have high dimensional accuracy. This is because the shape processed by dry etching faithfully reflects the profile of the resist pattern.

レジストパターンの解像性を高める具体的アプローチ方
法は、各種提案されており、またそれなりに成果を得て
いる。しかしながら解像性を高める方策は感度を下げる
ように働くのが従来の結果であった。感度は、いうまで
もなく、レジスト材料にとって解像性と同様に重要な基
本的特性であるから、これが低下するようなことは好ま
しくない。
Various approaches have been proposed to improve the resolution of resist patterns, and some results have been obtained. However, conventional results have shown that measures to increase resolution work to lower sensitivity. Sensitivity is, needless to say, a fundamental property of resist materials that is as important as resolution, so it is undesirable for this to decrease.

レジストの設計及びプロセス開発にとっては解像性と感
匿を同時に満足させるのが理想的であるが、埃実には用
途によって解像性または感度のいづilかを重視した材
料またはプロセスが選択されている。つまり研究用とし
ては高解像性を求め、生産用としてはスループット重視
の観点から高感度を求めてきたのがこれ1での姿であっ
た。しかしながら生産用としても既に超微細加工の時代
に入りつつあり高感度とともに高解像性も満足されなけ
ればならなくなってきでいる。
For resist design and process development, it is ideal to satisfy both resolution and sensitivity at the same time, but materials and processes are selected with emphasis on either resolution or sensitivity depending on the application. There is. In other words, for research use, high resolution was required, and for production use, high sensitivity was required from the perspective of emphasizing throughput. However, even for production purposes, we are already entering the era of ultra-fine processing, and it is becoming necessary to satisfy both high sensitivity and high resolution.

〔弁明の目的〕[Purpose of explanation]

本発明は上記の間馳を解決するために為されたものであ
り、サブミクロン領域の超微細加工に充分対応でさる高
解像性レジストパターン形成を感贋を損うことなく実埃
しつるレジストプロセスを提供せんとするものである。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problem, and it is possible to form a high-resolution resist pattern that is fully compatible with ultra-fine processing in the sub-micron region without impairing the image quality. The aim is to provide a resist process.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は基板上に感放射線性レジストの薄膜を形成した
、これに放射線をパターン状に照射しさらに引き總き現
像することによりレジストパターンを形成する工程にお
いて、その組成中に1〜20皿景パ皿上パーセント級ア
ンモニウム塩を含むレジストを用いて薄膜を形成するこ
と、さらにはレジスト薄膜の熱処理及びこれに連続する
急冷処理を、放射線照射の前後いずれかに少くとも1回
施し、ケトン系及びアルコール系の混合溶媒を現像液と
して用いることを特徴とするものであり、その目的は放
射線に対する感度が高く、シかも解像性に優れたレジス
トプロセスを用いることによってサブミクロン領域の微
細加工を可能ならしむるところにある。
In the process of forming a thin film of a radiation-sensitive resist on a substrate, irradiating the thin film with radiation in a pattern, and then developing it in a continuous manner to form a resist pattern, the composition of the thin film can be applied to 1 to 20 plates. Forming a thin film using a resist containing a percent-grade ammonium salt on a PA plate, and further heat-treating the resist thin film and subsequent quenching treatment at least once before or after radiation irradiation. It is characterized by using an alcohol-based mixed solvent as a developer, and its purpose is to enable microfabrication in the submicron region by using a resist process that is highly sensitive to radiation and has excellent resolution. It's a place where you can get used to it.

ポジ型レジストに対する第4級アンモニウム塩添加の効
果は現像レート増大にある。同一条件で比較した場合、
添加物のある場合は現像時間が短縮されており、しかも
添加量が多い程、現像時間は短かくなる。しかしながら
この場合未照射部についての膜減りも大きくなっており
照射/未照射部のコントラストはとりにくくなる欠点が
ある。
The effect of adding a quaternary ammonium salt to a positive resist is to increase the development rate. When compared under the same conditions,
When additives are present, the development time is shortened, and the greater the amount added, the shorter the development time. However, in this case, there is a drawback that the film loss in the unirradiated area is also large, making it difficult to obtain contrast between the irradiated and unirradiated areas.

これは後述するように現像液組成を工夫することによっ
て解決できる。
This problem can be solved by modifying the developer composition as described below.

なお添加効果は1%以上で明らかであり5チ以上では顕
著である。また20チ以上であれば溶解速度が大きすぎ
てコントラストが完全にとれなくなる。第4級アンモニ
ウム塩としては種々検討の結果テトラブチルアンモニウ
ムパークロレート。
The effect of addition is obvious at 1% or more, and is significant at 5% or more. Moreover, if it is 20 or more, the dissolution rate is too high and the contrast cannot be obtained completely. As a result of various studies, tetrabutylammonium perchlorate was selected as a quaternary ammonium salt.

及びテトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート
が特に優れていた。
and tetrabutylammonium tetrafluoroborate were particularly excellent.

レジスト薄膜の熱処理はレジスト溶液を基板に回転塗布
彼プリベークとして行なわれるのが普通であり、その目
的は溶剤の除去、レジスト基板間の密着力の向上、ある
いはレジスト薄膜中の応力緩和等である。グリベークし
たレジスト膜はベーキング装置から取り出した後室温で
放冷されるのがこれまた一般的である。この過程におい
てレジスト膜を室温まで冷却するのに急冷処理を施すと
ポジ型レジストでは感度が向上することが判明している
。この理由としてはボイド生成やストレスクラッキング
によるポリマー溶解性の向上あるいは主鎖の自由回転凍
結に伴なう分子歪残留による主鎖切断効率の向上などが
考えられるが原因を明確に確定できるまでには至ってい
ない。本発明者等はこの検討過程においてフッ素をその
構造中に含むポリマーをレジストとして用いた場合には
特に増感の程度が大きく1桁以上も感度が向上すること
を見い出している。しかしながら第4級アンモニウム塩
を添加剤として用いた場合にはポリマー骨格中にフッ素
含有の何如にかかわらず増感効果を示しており本発明方
法によれば、いかなるタイプのポジ型レジストについて
も増感が可能である。フッ素含有のポリマーを用いた場
合にその増感が更に加速されるのはいうまでもないこと
である。含フツ素ポリマーレジストの例としてはポリト
リフルオロイソグロビルー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、
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タクリレート、
ポリへキサフルオロブチルメタクリレート、ポリトリフ
ルオロエチル−α−クロルアクリレート、ポリメチル−
α−トリフルオロメチルアクリレートなどが挙げられる
Heat treatment of a resist thin film is usually carried out by spin-coating a resist solution onto a substrate and then pre-baking the resist solution, and the purpose is to remove the solvent, improve adhesion between the resist substrates, or relax stress in the resist thin film. It is also common for the baked resist film to be left to cool at room temperature after being removed from the baking device. It has been found that in this process, if a rapid cooling process is performed to cool the resist film to room temperature, the sensitivity of a positive resist can be improved. Possible reasons for this include improved polymer solubility due to void formation and stress cracking, or improved main chain cleavage efficiency due to residual molecular strain due to free rotational freezing of the main chain, but it is not possible to clearly determine the cause. Not yet reached. In the course of this investigation, the present inventors have discovered that when a polymer containing fluorine in its structure is used as a resist, the degree of sensitization is particularly large and the sensitivity is improved by more than one order of magnitude. However, when a quaternary ammonium salt is used as an additive, it shows a sensitizing effect regardless of the presence of fluorine in the polymer skeleton, and according to the method of the present invention, any type of positive resist can be sensitized. is possible. It goes without saying that the sensitization is further accelerated when a fluorine-containing polymer is used. Examples of fluorine-containing polymer resists include polytrifluoroisoglobyl α-chloroacrylate, polytrifluoro-t-butyl α-chloroacrylate,
Poly-1-methoxydifluoroethyl-α-chloroacrylate, polytrifluoroethyl methacrylate,
Polyhexafluorobutyl methacrylate, polytrifluoroethyl-α-chloroacrylate, polymethyl-
Examples include α-trifluoromethyl acrylate.

さらに1だ、これらを−成分とする共重合体であっても
効果を有することはもちろんである。フッ素を含むこれ
らポリマーが特に増感度の高いことについては例えば次
のように考えることができる。
Furthermore, it goes without saying that a copolymer containing these components as a component also has an effect. The fact that these fluorine-containing polymers have particularly high sensitivity can be considered, for example, as follows.

フッ素化合物は凝集エネルギーが大きく表面張力も大き
い。しかしこれはベーキング状態ではかなり小さくなっ
ているはずである。この状態で急冷処理をすれば分子凝
集力の小さな状態でポリマーを凍結させることができる
。このことは熱力学的な意味でポリマーの自由容積分率
が大きいことを意味しており、このことがポリマーの溶
解性向上に寄与しひいては感度向上につながっているの
である。なお本発明において「凍結」という用語はガラ
ス状態への凍結を意味する。ベーキングはガラス転移点
以上、すなわちゴム状態で行なわれるが周知のようにガ
ラス転移点の前後ではポリマー物性に著しい差が見られ
る。本質的には前記の説明は、ゴム状態におけるポリマ
ーセグメントのブラウン運動を急冷という手段によって
ガラス転移きせることによりガラス状態に凍結するとい
う表現でも説明しうる。フッ素を含むレジストの場合フ
ッ素の特異性ゆえにゴム状態とガラス状態での分子凝集
力に大きな差を有するものと推論される。
Fluorine compounds have high cohesive energy and high surface tension. However, this should be considerably smaller in the baking state. If the polymer is rapidly cooled in this state, it is possible to freeze the polymer in a state where the molecular cohesive force is small. This means that the free volume fraction of the polymer is large in a thermodynamic sense, and this contributes to improving the solubility of the polymer, which in turn leads to improved sensitivity. In the present invention, the term "freezing" means freezing into a glass state. Baking is carried out above the glass transition point, that is, in a rubbery state, but as is well known, there is a significant difference in the physical properties of the polymer before and after the glass transition point. Essentially, the above explanation can also be explained by the expression that the Brownian motion of a polymer segment in a rubber state is caused to undergo a glass transition by means of rapid cooling, thereby freezing it into a glass state. In the case of a resist containing fluorine, it is inferred that there is a large difference in molecular cohesive force between the rubber state and the glass state due to the specificity of fluorine.

また比較的バルキーな置換基であるため折りたたみルー
プの形成に立体的な障害を与えていることなども複合的
要素として考えられる。
Furthermore, the fact that it is a relatively bulky substituent and therefore provides steric hindrance to the formation of folding loops is also considered to be a complex factor.

なお急冷処理をベーキングとは離して考えても同様の効
果が得られることも確認している。つま9従来同様にベ
ーキング後室温放冷して放射線照射によるパターニング
を行なった場合も、再びベーキング温度程度に熱処理を
行ないこの時点で急冷処理を行なえば増感が可能でおる
。従ってここでいう増感とは現像増感主体であり、ポリ
マーの溶解性と容接に関連している事は明らかである。
It has also been confirmed that similar effects can be obtained even when the rapid cooling treatment is considered separately from the baking. Tip 9: Even when patterning is performed by radiation irradiation after baking and cooling at room temperature as in the past, sensitization is possible by performing heat treatment again to about the baking temperature and then performing rapid cooling treatment at this point. Therefore, it is clear that the sensitization referred to here mainly refers to development sensitization, and is related to the solubility and acceptability of the polymer.

このことはこれまでの推論と矛循する事実ではない。そ
こで熱処理及び急冷処理は放射線照射の前後いづれかに
少くとも一度行なえばよい。またここにいう熱処理温度
はガラス転移における特性差を利用するためガラス転移
点より高9ことは当然必要であるが本発明者等の検討結
果によればガラス転移点との差を大きくとる方が増感効
果として好′ましいことがわかった。但し添加する第4
級アンモニウム塩の融点よりも高い温度で熱処理を行な
うとレジスト膜の均一性が損なわれ好ましくない。従っ
て熱処理温度の範囲はレジストポリマーのガラス転移点
以上で添加第4級アンモニウム塩の融点以下に設定する
。またポリマー自身の分解も考慮すべき問題であり具体
的には個々のポリマー及び添加第4級アンモニウム塩と
の組み合わせについて詳細に最適温度を定めることがで
きる。
This fact is not contradictory to previous reasoning. Therefore, heat treatment and quenching treatment may be performed at least once before or after radiation irradiation. In addition, since the heat treatment temperature mentioned here takes advantage of the characteristic difference in glass transition, it is naturally necessary to be higher than the glass transition point, but according to the results of the study by the present inventors, it is better to have a larger difference from the glass transition point. It was found that the sensitizing effect was favorable. However, the fourth added
If heat treatment is performed at a temperature higher than the melting point of the ammonium salt, the uniformity of the resist film will be impaired, which is undesirable. Therefore, the heat treatment temperature range is set to be above the glass transition point of the resist polymer and below the melting point of the added quaternary ammonium salt. Furthermore, the decomposition of the polymer itself is also an issue to be considered, and specifically, the optimum temperature can be determined in detail for each individual polymer and its combination with the added quaternary ammonium salt.

さらに急冷処理における冷却連層は速い程効果が大きい
Furthermore, the faster the cooling series in the rapid cooling process, the greater the effect.

これまでの説明で明らかな様に上述の手法を用いて高感
度のレジストプロセスを得ることが可能である。しかし
ながらこの手法で得られるレジストパターンの解像性は
、その指標である感度曲線の傾き、γで比較すれば低下
していることは明らかである。ポジレジストの明像溶媒
としては、ハロゲン化炭化水素系、ケトン系、エステル
系、アルコール系などが用いられている。先述した理由
によって急冷処理ポリマーは溶解性が高められており照
射/未照射部の溶解速度比がコントロールしにくい状態
にあると考えられる。従ってレジストポリマーに対する
良溶媒と貧溶媒を組み合わせて溶解速度を抑えれば照射
/未照射部の溶解速度比をコントロールし易いプロセス
を得ることができる。この場合はγの高いプロファイル
が得られるものと期待できる。本発明者等の検討結果に
よればメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、
シクロヘキサノンの群から成るケトン系の溶媒、すなわ
ちポジレジストの良溶媒と、ノルマルグロビルアルコー
ル、イソプロピルアルコール。
As is clear from the above explanation, it is possible to obtain a highly sensitive resist process using the above-described method. However, it is clear that the resolution of the resist pattern obtained by this method is lower when compared with the slope of the sensitivity curve, γ, which is an index thereof. As clear image solvents for positive resists, halogenated hydrocarbons, ketones, esters, alcohols, etc. are used. Due to the above-mentioned reasons, the solubility of the rapidly cooled polymer is increased, and it is considered that the dissolution rate ratio of the irradiated/non-irradiated areas is difficult to control. Therefore, by suppressing the dissolution rate by combining a good solvent and a poor solvent for the resist polymer, it is possible to obtain a process in which the dissolution rate ratio of irradiated/non-irradiated areas can be easily controlled. In this case, it can be expected that a profile with high γ will be obtained. According to the study results of the present inventors, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone,
A ketone solvent consisting of the cyclohexanone group, that is, a good solvent for positive resist, normal globil alcohol, and isopropyl alcohol.

ノルマルブチルアルコール、イソブチルアルコールの群
から成るアルコール系の溶媒、すなわちポジレジストの
貧溶媒との混合溶媒を用いて現像を行なえばγ値の高い
プロファイルが得られている。
When development is performed using an alcoholic solvent from the group of normal butyl alcohol and isobutyl alcohol, that is, a mixed solvent with a poor solvent for positive resist, a profile with a high γ value can be obtained.

したがって本発明にあるように1〜20重葉パーセント
の第4級アンモニウム塩を添加剤として含むポジ型レジ
ストを用い、熱処理−急冷処理を施すことによる増感プ
ロセスとケトン系およびアルコール系の混合溶媒による
現像プロセスを用−れば、初期の感度を損うことなくγ
の高いレジストプロファイルを得ることが可能である。
Therefore, as in the present invention, a positive resist containing 1 to 20 percent of quaternary ammonium salt as an additive is used, and a sensitization process is performed by performing heat treatment and rapid cooling treatment, and a mixed solvent of ketone type and alcohol type. By using the development process, γ can be increased without losing the initial sensitivity.
It is possible to obtain a high resist profile.

この調整は現像液で行なうことができ良溶媒の組成比は
70〜30チが好ましい。
This adjustment can be carried out using a developer, and the composition ratio of the good solvent is preferably 70 to 30.

詳細には用いるレジスト及び良溶媒、貧溶媒の組み合わ
せで決まるものでおる。本発明の特徴はレジストとして
、その組成に1〜20重葉パーセントの第4級アンモニ
ウム塩を含有するポジ型レジストを用いること、スピン
コードされたレジスト薄膜を放射線照射の前後いづれか
に少くとも1回熱処理−急冷処理を行なうこと、及びケ
トン系溶媒とアルコール系溶媒の限られた範囲について
限られた組成比の混合溶媒を用いて該レジスト潜像を現
像することを組み合わせたことである。
The details are determined by the resist used and the combination of good and poor solvents. The present invention is characterized by using a positive resist containing 1 to 20 percent quaternary ammonium salt in its composition, and applying a spin-coded resist thin film at least once before or after radiation irradiation. It is a combination of performing a heat treatment-quenching treatment and developing the resist latent image using a mixed solvent of a ketone solvent and an alcohol solvent in a limited range and in a limited composition ratio.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の方法によると超微細加ニレジストプロセスにお
いて高感度で高解像性のレジストパターンを得ることが
でき、感度、解像性をともに満足させることができる。
According to the method of the present invention, a resist pattern with high sensitivity and high resolution can be obtained in an ultra-fine resist process, and both sensitivity and resolution can be satisfied.

まだ、増感を目的とする熱処理−急冷処理工程は放射線
照射工程の前後いづれでも同様の効果を有しており工程
設計の目出度がある。特に放射線照射の前に行なう場合
には、いわゆるプリベークが熱処理に和尚するため従来
に較べてトータルの処理時間が長くなるわけではなくむ
しろ、続く急冷処理のため処理時間を短かくできる利点
がある。さらに熱処理温度や急冷速度を適当に選ぶこと
とケトン系アルコール系というポジ型レジストの良溶媒
、貧溶媒の組み合わせと組成比を適当に選ぶことによっ
て感度、解像性をコントロールすることが可能である。
However, the heat treatment-quenching process for the purpose of sensitization has the same effect both before and after the radiation irradiation process, and the process design is highly discernible. In particular, when it is performed before radiation irradiation, the so-called pre-bake is a substitute for heat treatment, so the total processing time is not longer than in the past, but rather the advantage is that the processing time can be shortened because of the subsequent rapid cooling process. Furthermore, it is possible to control sensitivity and resolution by appropriately selecting the heat treatment temperature and quenching rate, and by appropriately selecting the combination and composition ratio of ketone alcohol-based positive resist solvents and poor solvents. .

本発明方法によれば該レジスト溶液を基板上に均一に塗
布し薄膜を形成させ、熱処理−急冷処理を施し電子線等
の放射線をパターン状に照射し指定されたケトン系及び
アルコール系のいづれかの組み合わせによる指定された
組成比の混合溶媒で現像することによって高感度に高解
像性レジストパターンを得ることができ、これをマスク
にしたエツチング加工によって基板をIAn以下、好ま
しい条件下では0.5μm以下に微細加工できる。
According to the method of the present invention, the resist solution is uniformly applied onto a substrate to form a thin film, subjected to heat treatment and quenching treatment, and irradiated with radiation such as an electron beam in a pattern to form a resist solution of either a specified ketone type or an alcohol type. By developing with a mixed solvent of a specified composition ratio, it is possible to obtain a highly sensitive and high-resolution resist pattern, and by etching using this as a mask, the substrate can be formed to a thickness of IAn or less, and under preferable conditions, 0.5 μm. The following microfabrication is possible.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

ポリメチルメタクリレート(PMMA )に5重量パー
セントのテトラブチルアンモニウムパークロレートを添
加したレジスト溶液を調製しシリコン基板上に、回転塗
布法によりコーティングし、0.6μm厚みのレジス)
Mを得だ。これを200℃で60分間ベーキングし終了
後直ちにこのレジスト膜基板を冷却媒体に接触させるこ
とによりレジスト膜の急冷処理を行なった。この試料に
20 KVの加速電圧で電子線をパターン状に照射し潜
像を作製した。現像温度を28’(1、現像時間を5分
と定めて以下の5種類の現像液で上記サンプルを現像し
、感度の比較評価を行なった。
A resist solution containing 5% by weight of tetrabutylammonium perchlorate added to polymethyl methacrylate (PMMA) was prepared and coated onto a silicon substrate by a spin coating method to form a 0.6 μm thick resist).
I got M. Immediately after baking this at 200° C. for 60 minutes, the resist film was rapidly cooled by bringing the resist film substrate into contact with a cooling medium. This sample was irradiated with an electron beam in a pattern at an accelerating voltage of 20 KV to create a latent image. The sample was developed with the following five types of developer, with the development temperature set at 28' (1) and the development time set at 5 minutes, and the sensitivity was comparatively evaluated.

現像液■メチルイソブチルケトン、■メチルイソブチル
ケトンとイソプロピルアルコールの8゜:20混合溶媒
゛、■メチルイソブチルケトンとイソプロピルアルコー
ルの70:30混合溶媒、■メチルイソブチルケトンと
イソプロピルアルコールの60:40混合溶媒、■メチ
ルイソブチルヶトントイソプロビルアルコールの50:
50混合溶媒。
Developer ■ Methyl isobutyl ketone, ■ 8:20 mixed solvent of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol, ■ 70:30 mixed solvent of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol, ■ 60:40 mixed solvent of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol ,■ Methylisobutyl and isopropyl alcohol 50:
50 mixed solvent.

リンスはイソプロピルアルコールを用い30秒行なった
。第1図にそれぞれの場合の感度曲線を示す。第2図は
比較例として添加剤を含まないポリメチルメタクリレー
トでベーキング後室温放冷し上記■の現像液で現像した
時の感度曲線である。
Rinsing was performed for 30 seconds using isopropyl alcohol. FIG. 1 shows sensitivity curves in each case. FIG. 2 is a sensitivity curve obtained by baking with polymethyl methacrylate containing no additives, cooling at room temperature, and developing with the developer described in (2) above as a comparative example.

図において、用いている現像液は■メチルイソブチルケ
トン、■メチルイソブチルケトンとイソプロピルアルコ
ールとの80:20混合溶媒、■同70:30混合浴媒
、■同60:40混合溶媒、■同50:50混合溶媒で
ある。
In the figure, the developing solutions used are: ■ Methyl isobutyl ketone, ■ 80:20 mixed solvent of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol, ■ 70:30 mixed bath medium, ■ 60:40 mixed solvent, ■ 50:30 mixed solvent. 50 mixed solvent.

この結果、現像液としてポリメチルメタクリレートの貧
溶媒であるイソプロピルアルコールノ含量を増やしてい
くと残膜率が0となる電子線照射せ、すなわち感度は低
下していくが、曲線の傾きで表されるγ値は逆に大きく
なっていることがわかる。
As a result, when the content of isopropyl alcohol, which is a poor solvent for polymethyl methacrylate, is increased in the developer, the residual film rate becomes 0 when irradiated with an electron beam, which means that the sensitivity decreases, but this is expressed by the slope of the curve. On the contrary, it can be seen that the γ value increases.

今、第2図に比較例として示した通常プロセスに於ける
感度曲線、つまりポリメチルメタクリレート単成分から
成るレジストを回転塗布しベーキング後放冷したサンプ
ルを電子線照射後、該レジストの良溶媒であるメチルイ
ソブチルケトンを使って現像した場合に較べて5本発明
方法になるレジストプロセスのうち現像液■を用いた場
合は同感度でありなからγはより高い値を示している。
Now, the sensitivity curve in the normal process shown as a comparative example in Figure 2, that is, a sample in which a resist consisting of a single component of polymethyl methacrylate was spin-coated, baked and allowed to cool, was irradiated with an electron beam, and a good solvent for the resist was used. Compared to the case where development is carried out using a certain methyl isobutyl ketone, the sensitivity is the same when developer solution (1) is used among the resist processes according to the method of the present invention, and γ shows a higher value.

γは解像性の指標として有用なものであり、これが高い
ことは優れた解像性を期待できるものである。各種のパ
ターンで評価したところ0.5μのパターンを解像でき
ることがわかった。
γ is useful as an index of resolution, and a high value indicates that excellent resolution can be expected. When various patterns were evaluated, it was found that a pattern of 0.5μ could be resolved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明方法になるレジストプロセスを用いた時
の感度曲線の図、第2図は比較例として従来方法になる
レジストプロセスを用いた時の感度曲線の図である。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)
FIG. 1 is a diagram of a sensitivity curve when a resist process according to the present invention is used, and FIG. 2 is a diagram of a sensitivity curve when a conventional resist process is used as a comparative example. Agent: Patent attorney Kensuke Chika (and 1 other person)

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)基板上に感放射線性レジスト膜を形成し、これに
放射線をパターン状に照射した後、現像によりレジスト
パターンを形成する工程に於て、レジスト膜の熱処理及
びこれに続く急冷処理を放射線照射の前後いづれかに少
くとも1回施し、ケトン系及びアルコール系の混合溶媒
を用いて現像することを特徴とする微細パターンの形成
方法。
(1) In the process of forming a radiation-sensitive resist film on a substrate, irradiating it with radiation in a pattern, and then developing it to form a resist pattern, heat treatment of the resist film and subsequent rapid cooling treatment are performed using radiation. A method for forming a fine pattern, characterized by applying the irradiation at least once either before or after irradiation, and developing using a mixed solvent of a ketone type and an alcohol type.
(2)感放射線性レジストが第4級アンモニウム塩を1
ないし20重量パーセント含有するポジ型レジストであ
る特許請求の範囲第1項記載の微細パターンの形成方法
(2) The radiation-sensitive resist contains 1 quaternary ammonium salt.
The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein the positive resist contains 20 to 20% by weight.
(3)第4級アンモニウム塩がテトラブチルアンモニウ
ムパークロレートである特許請求の範囲第1項及び第2
項のいずれかに記載の微細パターンの形成方法。
(3) Claims 1 and 2, wherein the quaternary ammonium salt is tetrabutylammonium perchlorate.
The method for forming a fine pattern according to any one of paragraphs.
(4)第4級アンモニウム塩がテトラブチルアンモニウ
ムテトラフルオロボレートである特許請求の範囲第1項
及び第2項のいずれかに記載の微細パターンの形成方法
(4) The method for forming a fine pattern according to any one of claims 1 and 2, wherein the quaternary ammonium salt is tetrabutylammonium tetrafluoroborate.
(5)熱処理温度が該レジストポリマーのガラス転移温
度よりも高く該第4級アンモニウム塩の融点よりも低い
ような範囲にあり、続く急冷処理が可及的速やかに行な
われるような手段を講じた特許請求の範囲第1項記載の
微細パターンの形成方法。
(5) The heat treatment temperature is in a range higher than the glass transition temperature of the resist polymer and lower than the melting point of the quaternary ammonium salt, and measures are taken to ensure that the subsequent quenching treatment is performed as quickly as possible. A method for forming a fine pattern according to claim 1.
(6)ケトン系溶媒としてメチルエチルケトン、メチル
イソブチルケトン、シクロヘキサノンの中から選ばれた
少くとも1つ、アルコール系溶媒としてノルマルプロピ
ルアルコール、イソプロピルアルコール、ノルマルブチ
ルアルコール、イソブチルアルコールの中から選ばれた
少くとも一つをその組成比がケトン系溶媒に関して70
ないし30%となるよう調製した混合溶媒を現像液とす
る特許請求の範囲第1項記載の微細パターンの形成方法
(6) At least one ketone solvent selected from methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone, and at least one alcohol solvent selected from normal propyl alcohol, isopropyl alcohol, normal butyl alcohol, and isobutyl alcohol. one whose composition ratio is 70 with respect to ketone solvents.
2. The method for forming a fine pattern according to claim 1, wherein a mixed solvent prepared to have a concentration of 30% to 30% is used as a developer.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001084243A1 (en) * 2000-05-01 2001-11-08 Advanced Micro Devices, Inc. Use of rta furnace for photoresist baking

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WO2001084243A1 (en) * 2000-05-01 2001-11-08 Advanced Micro Devices, Inc. Use of rta furnace for photoresist baking

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