JPS62232647A - パタ−ン形成方法 - Google Patents
パタ−ン形成方法Info
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- JPS62232647A JPS62232647A JP61077023A JP7702386A JPS62232647A JP S62232647 A JPS62232647 A JP S62232647A JP 61077023 A JP61077023 A JP 61077023A JP 7702386 A JP7702386 A JP 7702386A JP S62232647 A JPS62232647 A JP S62232647A
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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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】
[産業上の利用分野]
未発IJIは、パターン形成方法に関し、とりわけ多層
レジスト系において、ネガ型及びポジ型のパターンを形
成するのに好適なバ°ターン形成方法に関する。
レジスト系において、ネガ型及びポジ型のパターンを形
成するのに好適なバ°ターン形成方法に関する。
[従来の技術]
従来、゛ト導体素T−の製作などにおける微細パターン
を形成するのに用いられているレジストは、スピンコー
ド、バーコード等の方法により基板上に塗布して使われ
ていた。
を形成するのに用いられているレジストは、スピンコー
ド、バーコード等の方法により基板上に塗布して使われ
ていた。
しかしながら従来の塗布法によると、以下に示すような
欠点がある。
欠点がある。
l、プリベータ、ポストベーク等の前処理、後処理が必
要である。。
要である。。
2、膜質、膜厚が不均一である。
3、基板との密着性が悪い。
4、感度、解像度に限界がある。
これに対し、近年、レジスト材をrn分子膜累積方法(
ラングミュア−プロジェット法)により作成することに
よって、膜質・膜厚が均一で1つ基板との密着性に優れ
たレジスト膜に関する研究がなされている。
ラングミュア−プロジェット法)により作成することに
よって、膜質・膜厚が均一で1つ基板との密着性に優れ
たレジスト膜に関する研究がなされている。
例えば、ω−トリコセン酸及びそのカルシウム塩の単分
子・膜をネガ型のレジスト膜として用いた研究がある(
A、バーローら、ジャーナル・オブ・コロイド・アンド
・インターフェイス・サイエンス、Vol 82.No
3) 。
子・膜をネガ型のレジスト膜として用いた研究がある(
A、バーローら、ジャーナル・オブ・コロイド・アンド
・インターフェイス・サイエンス、Vol 82.No
3) 。
しかしながら、このレジスト膜は、感度に関して、従来
のレジスト膜とほぼ同程度(50ルC/cm2)であり
、満足のいくものではなかった。
のレジスト膜とほぼ同程度(50ルC/cm2)であり
、満足のいくものではなかった。
またシリコンウェハやアルミ蒸着膜上へ単分子累積法を
用いて成膜すると、ノふ板との密着性が悪いため、膜は
がれを起こし膜の累積が困難であった。さらに重合後の
現像時にも膜はがれを起こすため、実用的ではなかった
。
用いて成膜すると、ノふ板との密着性が悪いため、膜は
がれを起こし膜の累積が困難であった。さらに重合後の
現像時にも膜はがれを起こすため、実用的ではなかった
。
さらに従来の多層系レジストは、薄い層のピンホール、
層間の密着性、各層の材料の選択、及び[程数の増加に
よる欠陥と処理時間の増大など実用化には多くの問題が
残っており、生産への適用はまだなされていない。
層間の密着性、各層の材料の選択、及び[程数の増加に
よる欠陥と処理時間の増大など実用化には多くの問題が
残っており、生産への適用はまだなされていない。
電r線描画は一般にスループットが悪いため、生産性向
L、コストダウンを達成するには感度を[−げることが
屯要な課題である。
L、コストダウンを達成するには感度を[−げることが
屯要な課題である。
[発IIが解決しようとする聞題点]
そこで1本発明は、かかる従来技術の欠点を解消するた
めに成されたものである。
めに成されたものである。
本発明のIJ的は、特に高感度、高解像度のパターンを
形成することの可能なパターン形成方法を提供すること
にある。
形成することの可能なパターン形成方法を提供すること
にある。
さらに本発明の[1的は、多層レジスト系においてポジ
型及びネガ型パターンを容易に形成することの可能なパ
ターン形成方法を提供することにある。
型及びネガ型パターンを容易に形成することの可能なパ
ターン形成方法を提供することにある。
[問題点を解決するためのf段]
に記の目的は、以下の本発明によって達成される。
すなわち未発IJ+は、基体上に中間層を介して重合性
化合物の中分子・膜又はその累積膜を含む層を1没け、
該層にエネル¥−を付テしてパターン状に重合させるこ
とを特徴とするパターン形成方法である。
化合物の中分子・膜又はその累積膜を含む層を1没け、
該層にエネル¥−を付テしてパターン状に重合させるこ
とを特徴とするパターン形成方法である。
更に未発IJ+は、ノ^体りに中間層を介して遷移金属
を含む重合性化合物の単分子膜又はその累積膜を含む層
を設け、該層にエネルギーを付与量してパターン状に重
合させることを特徴とするパターン形成方法である。
を含む重合性化合物の単分子膜又はその累積膜を含む層
を設け、該層にエネルギーを付与量してパターン状に重
合させることを特徴とするパターン形成方法である。
また本発明は、ノ^体りに中間層を介して遷移金属を含
む重合性化合物の中介1’1lI2又はその累積膜を含
み、l[つエネルギーの付1j、 jitに応じて溶剤
可溶化状態と不溶化状7.4を周期的に繰り返す層を設
け、該層にエネルギーを付’j−して第1の不溶化部位
と第2のjr(溶化部位を生ぜしめてパターンを形成す
ることを特徴とするパターン形成方法である。
む重合性化合物の中介1’1lI2又はその累積膜を含
み、l[つエネルギーの付1j、 jitに応じて溶剤
可溶化状態と不溶化状7.4を周期的に繰り返す層を設
け、該層にエネルギーを付’j−して第1の不溶化部位
と第2のjr(溶化部位を生ぜしめてパターンを形成す
ることを特徴とするパターン形成方法である。
さらにまた本発明は、基体上に中間層を介して遷移金属
を含む重合性化合物の単分子膜又はその累積膜を含み、
且つエネルギーの付′j量に応じて溶剤i+(溶化状態
と不溶化状態を周期的に繰り返す層を設け、該層にエネ
ルギーを付′j−シて第2のii(溶化部位と第2の不
溶化部位を生ぜしめてパターンを形成することを特徴と
するバター7形成方法である。
を含む重合性化合物の単分子膜又はその累積膜を含み、
且つエネルギーの付′j量に応じて溶剤i+(溶化状態
と不溶化状態を周期的に繰り返す層を設け、該層にエネ
ルギーを付′j−シて第2のii(溶化部位と第2の不
溶化部位を生ぜしめてパターンを形成することを特徴と
するバター7形成方法である。
[作用]
以F1本発明の好適な態様を図面に基づき説明する。
第1図において1本発明のパターン形成方法に用いられ
る中間層20を介して設けられた層6.8は、1として
重合性化合物1と遷移金)i!7とからなる。
る中間層20を介して設けられた層6.8は、1として
重合性化合物1と遷移金)i!7とからなる。
本発明で用いられる重合性化合物lは、分子内に親水性
部位2、疎水性部位3及び重合性部位4をそれぞれ少な
くとも1個所有する化合物である。
部位2、疎水性部位3及び重合性部位4をそれぞれ少な
くとも1個所有する化合物である。
本ffi IJIに係る重合性化合物1として、好適に
はジアセチレン誘導体化合物が挙げられる。
はジアセチレン誘導体化合物が挙げられる。
ジアセチレン誘導体化合物は−・般式(I)で表わされ
る化合物である。
る化合物である。
R−C″=C−C≡C−(R+ )+ヒX
(I)R,R1:疎水性部位 X:親水性部位 n:0または1 疎水性部位Rとしては、例えばアルキレン基、ビニル、
ビニリデン、エチニル等のオレフィン系炭化水素基、フ
ェニル、ナフチル、アントラニル笠のi合多aフェニル
基、ビフェニル、ターフェニル等の鎖状多環フェニル基
、水、V:原r−その他の非極性基、R1としてはアル
キレン基、アルケニレン基、フエニレンノ、(笠が挙げ
られるが、特にRとR1の炭素原T・数の和がlO〜3
0のものが好ましい。
(I)R,R1:疎水性部位 X:親水性部位 n:0または1 疎水性部位Rとしては、例えばアルキレン基、ビニル、
ビニリデン、エチニル等のオレフィン系炭化水素基、フ
ェニル、ナフチル、アントラニル笠のi合多aフェニル
基、ビフェニル、ターフェニル等の鎖状多環フェニル基
、水、V:原r−その他の非極性基、R1としてはアル
キレン基、アルケニレン基、フエニレンノ、(笠が挙げ
られるが、特にRとR1の炭素原T・数の和がlO〜3
0のものが好ましい。
親水性部位Xとしては、例えば、カルボキシル基及びそ
の金属11!もしくはアミン塩、スルホン酸基及びその
金属塩もしくはアミン塩、スルホアミド基、アミ トノ
^、アミノ基、イミノノ人、 ヒドロキシノ、(,4級
アミノ基、オキシアミツノ^、ジアゾニウム基、グアニ
ジ7基、ヒドラジンノ、(、リン酸基、ケイ酸]、(、
アルミン酸基5ニトリル基、チオアルコール基、その他
の極性)^等が挙げられる。
の金属11!もしくはアミン塩、スルホン酸基及びその
金属塩もしくはアミン塩、スルホアミド基、アミ トノ
^、アミノ基、イミノノ人、 ヒドロキシノ、(,4級
アミノ基、オキシアミツノ^、ジアゾニウム基、グアニ
ジ7基、ヒドラジンノ、(、リン酸基、ケイ酸]、(、
アルミン酸基5ニトリル基、チオアルコール基、その他
の極性)^等が挙げられる。
また1本発明で用いる遷移金属7としては、クロム、マ
ンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅。
ンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅。
唾鉛、カドミウム笠が挙げられるが、とくに好ましいも
のはマンガンである。
のはマンガンである。
これらの遷移金属は、ドな膜中でイオン、錯体。
31!のいずれの状態で存在しても良い。
また、本発明で用いる中間層は、通常の多層レジスト系
で用いられているものであり、フォトレジスト層からな
る1層構成のものあるいはフォトレジスト層と無機物の
層とからなる2層構成のものがある フォトレジスト層を構成する材料としては、従来公知の
ポジ型、ネガ型レジスト材として通常使用されている化
合物はいずれも好適に使用される。
で用いられているものであり、フォトレジスト層からな
る1層構成のものあるいはフォトレジスト層と無機物の
層とからなる2層構成のものがある フォトレジスト層を構成する材料としては、従来公知の
ポジ型、ネガ型レジスト材として通常使用されている化
合物はいずれも好適に使用される。
例えば、ポジ型レジスト材としては、ポリメタクリル酸
メチル、ポリメタクリル酸エチル等のポリメタクリル酸
エステル、α−クロロアクリル酸メチルのポリマーなら
びに共重合体、tllll化ビニリデン共重合体リα−
トリフルオロメチルアクリルメチル、ポリメタクリルア
ミド、ポリメタクリル酸t−ブチル等が挙げられ、また
ネガ型レジスト材としては、ポリメタクリル酸グリシジ
ル、メタクリル酩グリシジルーアクリル酸エチル、MN
A−アクリル酸エチル−メタクリル酸グリシジルミ元」
(重合体のグリシジルノ^の一部にメタクリル酸を反応
させたもの等が挙げられる。
メチル、ポリメタクリル酸エチル等のポリメタクリル酸
エステル、α−クロロアクリル酸メチルのポリマーなら
びに共重合体、tllll化ビニリデン共重合体リα−
トリフルオロメチルアクリルメチル、ポリメタクリルア
ミド、ポリメタクリル酸t−ブチル等が挙げられ、また
ネガ型レジスト材としては、ポリメタクリル酸グリシジ
ル、メタクリル酩グリシジルーアクリル酸エチル、MN
A−アクリル酸エチル−メタクリル酸グリシジルミ元」
(重合体のグリシジルノ^の一部にメタクリル酸を反応
させたもの等が挙げられる。
無機物層を構成する材料としては、Si、Ti 、シ
ロキサン等が挙げられる。
ロキサン等が挙げられる。
)、(体5としては、ガラス、プラスチック、紙、金属
等の種々の固体材料が用いられるが、 41Fにシリコ
ンウェハあるいはアルミ蒸着膜、クロム蒸着膜を表面に
有するシリコンウェハ等が好適に用いられる。
等の種々の固体材料が用いられるが、 41Fにシリコ
ンウェハあるいはアルミ蒸着膜、クロム蒸着膜を表面に
有するシリコンウェハ等が好適に用いられる。
本発明でおいて、基体5Lに中間層を形成する方法とし
ては、スピナー回転% /1j法、ローラー塗4j法、
引りげ塗布法、スパッタリング法、プラズマ重合法、中
分子−累積法笠が挙げられる。
ては、スピナー回転% /1j法、ローラー塗4j法、
引りげ塗布法、スパッタリング法、プラズマ重合法、中
分子−累積法笠が挙げられる。
また中間層上に中分子累積膜を形成する方法としては1
例えば、1.ラングミュア笠の開発したラングミュア拳
プロジェット法(以F、LB法という)を用いる。
例えば、1.ラングミュア笠の開発したラングミュア拳
プロジェット法(以F、LB法という)を用いる。
LB法は、例えば分子内に親水性部位と疎水性部位を有
する構造の分子−において、両者のバランス(両親媒性
のバランス)が適度に保たれている時、分子は水面−L
で親木基を下に向けて単分子膜又はその累積膜を作成す
る方法である。
する構造の分子−において、両者のバランス(両親媒性
のバランス)が適度に保たれている時、分子は水面−L
で親木基を下に向けて単分子膜又はその累積膜を作成す
る方法である。
水面ヒの単分P層は、二次元系の特徴を持つ。
分子−がまばらに散開しているときは、 ・分子−当り
面積Aと表面圧■との間に二次元理想気体の式。
面積Aと表面圧■との間に二次元理想気体の式。
rIA=KT
が成り立ち、”気体膜”となる、ここで、にはポルツマ
ン定数、Tは絶対温度である。
ン定数、Tは絶対温度である。
Aを4・分小さくすれば1分子間相互作用が強まり、二
次元固体の″a縮1t!2 (又は固体11!2)”に
なる、凝縮膜は、ガラス基板などの種々の材質や形状を
有する担体の表面へ一層ずつ移すことができる。
次元固体の″a縮1t!2 (又は固体11!2)”に
なる、凝縮膜は、ガラス基板などの種々の材質や形状を
有する担体の表面へ一層ずつ移すことができる。
この方法を用いた1本発明で用いるジアセチレン誘導体
化合物の単分子膜又はその累積数の具体内装υ、を第3
図を参照して以下に説明する。
化合物の単分子膜又はその累積数の具体内装υ、を第3
図を参照して以下に説明する。
まず、EI的とするジアセチレン誘導体化合物1をベン
ゼン、クロロホルム笠の揮発性溶剤に溶解させる。
ゼン、クロロホルム笠の揮発性溶剤に溶解させる。
このジアセチレン誘導体化合物1の溶液を水槽9内の水
相10Lに展開させて1模状に形成する。
相10Lに展開させて1模状に形成する。
次に、この展開層が水相101:を自由に拡散して拡が
りすぎないように仕切板(又は浮子−) 11を設けて
11G開面積をaJI限し、膜物質の集合状態を制御し
て、その集合状態に一比例した表面圧nを得る。
りすぎないように仕切板(又は浮子−) 11を設けて
11G開面積をaJI限し、膜物質の集合状態を制御し
て、その集合状態に一比例した表面圧nを得る。
この仕切板11を動かし、展開面積を縮小して膜物質の
集合状IEを制御し1表面圧を徐々に上昇させ、累積膜
の製造に適する表面圧nを設定することができる。
集合状IEを制御し1表面圧を徐々に上昇させ、累積膜
の製造に適する表面圧nを設定することができる。
この表面圧を維持しながら静かに、清浄な担体(基体)
12を屯直にL丁させることにより、ジアセチレン誘
導体化合物の単分子・膜が担体(基体)12L1.に移
しとられる。
12を屯直にL丁させることにより、ジアセチレン誘
導体化合物の単分子・膜が担体(基体)12L1.に移
しとられる。
ジアセチレン1′A導体化合物の申分Y−膜は、以しで
製造されるが、前記の操作を繰返すことにより、所望の
累積数のジアセチレン誘導体化合物中分子−膜の累積膜
が形成される。
製造されるが、前記の操作を繰返すことにより、所望の
累積数のジアセチレン誘導体化合物中分子−膜の累積膜
が形成される。
ジアセチレン弔分子膜を担体12kに移すには、L述し
た垂直侵漬法の他、水モ付着法1回転円筒υ:などの方
法によるものがある。
た垂直侵漬法の他、水モ付着法1回転円筒υ:などの方
法によるものがある。
水f付着法は、担体(゛基体)12を水面に水モに接触
させて移しとる方法で、回転円筒υ:は、円筒形の担体
を水面りで回転させて担体表面に移しとる方法である。
させて移しとる方法で、回転円筒υ:は、円筒形の担体
を水面りで回転させて担体表面に移しとる方法である。
前述した垂直侵漬法では、表面が親水性である担体12
を水面を横切る方向に水中から引き上げると、ジアセチ
レン誘導体化合物の親水性部位2が担体側に向いたジア
セチレン単分子−膜が担体上に形成される。
を水面を横切る方向に水中から引き上げると、ジアセチ
レン誘導体化合物の親水性部位2が担体側に向いたジア
セチレン単分子−膜が担体上に形成される。
前述のように担体を上下させると、各工程ごとに・層ず
つジアセチレン単分子Hが積層されていく。
つジアセチレン単分子Hが積層されていく。
この場合、1&膜分子の向きが引りげ工程と浸漬r程で
は逆になるので、この方法によると各層間は、ジアセチ
レン誘導体化合物の親水性部位2と親水性部位2が向か
いあうY型膜が形成される。
は逆になるので、この方法によると各層間は、ジアセチ
レン誘導体化合物の親水性部位2と親水性部位2が向か
いあうY型膜が形成される。
それに対し、木乎付着法は、ジアセチレン誘導体化合物
lの疎水性部位3が担体側に向いたジアセチレン中分子
・膜が担体りに形成される。
lの疎水性部位3が担体側に向いたジアセチレン中分子
・膜が担体りに形成される。
この方法では、累積しても、成膜分子に向きの交代はな
く、すべての層において、疎水性部位3が1[1体側に
向いたX型が形成される0反対に、すべての層において
、親水性部位2が担体側に向いた累積膜はZ型膜と呼ば
れる。
く、すべての層において、疎水性部位3が1[1体側に
向いたX型が形成される0反対に、すべての層において
、親水性部位2が担体側に向いた累積膜はZ型膜と呼ば
れる。
単分子・層を担体りに移す方法はこれらに限定されるも
のではなく、大面積担体を用いる時には。
のではなく、大面積担体を用いる時には。
担体ロールから水相中に担体を押し出していく方U:な
どもとりうる。また、前述した親水性部位、疎水性部位
の担体への向きは原則であり、114体の表面処理等に
よって変えることもできる。
どもとりうる。また、前述した親水性部位、疎水性部位
の担体への向きは原則であり、114体の表面処理等に
よって変えることもできる。
次に、本発明において、ジアセチレン誘導体化合物の中
介−r−+aまたはその累積膜中に遷移金属を含有せし
める方法としては、 !、ジアセチレン誘導体化合物の遷移金属塩を用いて成
膜する方法、 2、B移金属を含む溶液を予め水相lO中に溶解させて
おき単分子膜累枯工程で膜中に取り込ませる方法、 3、単分子累XX11漠を作成した後、該′Jl植膜を
遷移金属を含む溶液中に浸漬する方法 等があり、いずれを用いても本発明の1−1的は達成さ
れる。
介−r−+aまたはその累積膜中に遷移金属を含有せし
める方法としては、 !、ジアセチレン誘導体化合物の遷移金属塩を用いて成
膜する方法、 2、B移金属を含む溶液を予め水相lO中に溶解させて
おき単分子膜累枯工程で膜中に取り込ませる方法、 3、単分子累XX11漠を作成した後、該′Jl植膜を
遷移金属を含む溶液中に浸漬する方法 等があり、いずれを用いても本発明の1−1的は達成さ
れる。
本発明を構成する単分子膜又はその累積膜を含む層の膜
厚としては、その用途によっても異なるが、一般的には
数ヒλ〜数ILm程度、好ましくは本発明を構成する中
間層の膜厚としては、フォトレジスト層が1〜3pm程
度、無機物層としては、0.1〜0.5終m程度が好ま
しい。
厚としては、その用途によっても異なるが、一般的には
数ヒλ〜数ILm程度、好ましくは本発明を構成する中
間層の膜厚としては、フォトレジスト層が1〜3pm程
度、無機物層としては、0.1〜0.5終m程度が好ま
しい。
次に、本発明で用いる単分子膜又はその累積膜を含む層
に種々の重合エネルギーを封手し、その付′j−量に応
じた、溶剤に対する溶解性の変化の様Tを第2図に示す
。
に種々の重合エネルギーを封手し、その付′j−量に応
じた、溶剤に対する溶解性の変化の様Tを第2図に示す
。
尚、第2図における膜厚とはL記の層に重合エネルギー
付’j−L 、現像した後の膜厚(残膜)であり、規格
化したものである。
付’j−L 、現像した後の膜厚(残膜)であり、規格
化したものである。
第2図はマンガンを含むジアセチレン誘導体化合物の中
分子−累積膜を含む層に対し、電T−線の照射量を増加
させていった時、溶剤(エタノール)に対する溶解性が
周期的に変化する様子を表わしている。
分子−累積膜を含む層に対し、電T−線の照射量を増加
させていった時、溶剤(エタノール)に対する溶解性が
周期的に変化する様子を表わしている。
電r−線照射前(第1のIi(溶化状gE)は溶剤に対
して溶解性が大であるが、照射量を増加していくに従い
、溶剤不溶化状態(第1の不溶化状態)、可溶化状態(
第2の可溶化状態)、不溶化状態(第2の不溶化状1広
)をくりかえす。
して溶解性が大であるが、照射量を増加していくに従い
、溶剤不溶化状態(第1の不溶化状態)、可溶化状態(
第2の可溶化状態)、不溶化状態(第2の不溶化状1広
)をくりかえす。
しかも第1の可溶化状態に比べ、第2の+Tr溶化状j
llの方が溶剤に対する溶解性が大である。
llの方が溶剤に対する溶解性が大である。
本発明のパターン形成方法は、に記の中分子累積膜を含
む層の特性を利用したものであり、以ドに示す種々の1
L様が挙げられる。
む層の特性を利用したものであり、以ドに示す種々の1
L様が挙げられる。
1、電Y・線束照射部(第1のiif溶化部位)と第1
の不溶化部位との溶解性の差を利用してネガ型パターン
を形成する態様、 2、第1の不溶化部位と第2の可溶化部位との溶解性の
差を利用してポジ型パターンを形成する態様、 3、第2の可溶化部位と第2の不溶化部位との溶解性の
差を利用してネガ型パターンを形成する態様、 これらの態様のいずれも好適に利用+■f能ではあるが
、溶剤に対する溶解性の差が特に大5い第2の態様と第
3の態様が好ましい。
の不溶化部位との溶解性の差を利用してネガ型パターン
を形成する態様、 2、第1の不溶化部位と第2の可溶化部位との溶解性の
差を利用してポジ型パターンを形成する態様、 3、第2の可溶化部位と第2の不溶化部位との溶解性の
差を利用してネガ型パターンを形成する態様、 これらの態様のいずれも好適に利用+■f能ではあるが
、溶剤に対する溶解性の差が特に大5い第2の態様と第
3の態様が好ましい。
本発明で使用する重合エネルギーとしては、熱、近紫外
光、紫外光、遠紫外光、電子線、軟X線、x6、その他
の′市磁波が挙げられ、そのうちの1種以にが用いられ
る。
光、紫外光、遠紫外光、電子線、軟X線、x6、その他
の′市磁波が挙げられ、そのうちの1種以にが用いられ
る。
現像のために使用する溶剤としては、水あるいはメタノ
ール、エタノール、アセトン等の有機溶剤が挙げられる
。
ール、エタノール、アセトン等の有機溶剤が挙げられる
。
本発明において、パターン形成に際し、現像処理は必須
であるが、例えばパターン形成後ひきつづきr地をエツ
チングするような場合、特に現像処理は必要ではない。
であるが、例えばパターン形成後ひきつづきr地をエツ
チングするような場合、特に現像処理は必要ではない。
というのはエネルギー付tpによる溶剤++f溶化部位
は耐エツチング性が非常に低いため、現像処理を行わな
くともエツチング時に膜がM単にはく離するからである
。
は耐エツチング性が非常に低いため、現像処理を行わな
くともエツチング時に膜がM単にはく離するからである
。
ド地をエツチングするには従来公知の四フッ化炭素プラ
ズマ、酸素プラズマ笠を用いて行う。
ズマ、酸素プラズマ笠を用いて行う。
[実施例]
本発明を更に詳細に説明するために、以ドに実施例を挙
げる。
げる。
実施例1
水相lOとして、純水中に塩化マンガン四水和物をlX
l0^にのC度で溶解し、更に炭酸水素カリウムを5X
105Mとなるように溶解して、pFIを6゜4とした
ものを用いた。また、水温を20℃に保つように制御し
た。
l0^にのC度で溶解し、更に炭酸水素カリウムを5X
105Mとなるように溶解して、pFIを6゜4とした
ものを用いた。また、水温を20℃に保つように制御し
た。
次にジアセチレン誘導体化合物として、F式で表わされ
る1o、2o−ペンタコサシイツイン酸C12H?5−
CiC−CHC−CIH+a−COOHをクロロホルム
にl X to−3MのC度で溶かし、その溶液200
41を水相10I:に展開した。
る1o、2o−ペンタコサシイツイン酸C12H?5−
CiC−CHC−CIH+a−COOHをクロロホルム
にl X to−3MのC度で溶かし、その溶液200
41を水相10I:に展開した。
溶奴のクロロホルムを蒸発除去後、仕切板11を動かし
て表面圧を201N/sまで高めた。
て表面圧を201N/sまで高めた。
基板12として、以下の処理を行ったものを用いた。
アンチモンをドープしたn°型シリコンウェハー(抵抗
値0.010〜0.011Ωc[1)をフッ酸で表面酸
化膜を取り除さ、これにスピナー等を用いてptc(ポ
リイミド系レジスト)をIgmの厚さに塗布し、250
℃でキュアした。これにシロキサンを0、IILmの厚
さに塗布した。
値0.010〜0.011Ωc[1)をフッ酸で表面酸
化膜を取り除さ、これにスピナー等を用いてptc(ポ
リイミド系レジスト)をIgmの厚さに塗布し、250
℃でキュアした。これにシロキサンを0、IILmの厚
さに塗布した。
L記しジストを表面に有するノ、(板を、水面を横切る
方向にE′F速度10s量/鳳inで静かに上ドさせ。
方向にE′F速度10s量/鳳inで静かに上ドさせ。
30層の中分子・累積膜を形成した。
水相りの中分子−膜が基板上に移し取られると、水相ト
の中分子−1漠の表面圧が低下する。従って、表面圧を
一定に保つためには、基板12の近傍に設けられた表面
圧紙14及び懸架糸15により連結された表面圧計16
により表面圧をモニターし、制御回路系17を介して、
仕切板11を移動させる。
の中分子−1漠の表面圧が低下する。従って、表面圧を
一定に保つためには、基板12の近傍に設けられた表面
圧紙14及び懸架糸15により連結された表面圧計16
により表面圧をモニターし、制御回路系17を介して、
仕切板11を移動させる。
上記の方法によって形成された単分子累積膜をxkQ故
乱及び原子−吸光分析により測定した結果。
乱及び原子−吸光分析により測定した結果。
?i分子−累積膜は1層の厚さが31人の層状構造を持
ち、マンガンがジアセチレン化合物のカルボン酸塩とし
て取り込まれていることが確認された。
ち、マンガンがジアセチレン化合物のカルボン酸塩とし
て取り込まれていることが確認された。
このようにしてレジスト塗布)^板りに形成された中分
子累積膜を有する層を24時間風乾させた。
子累積膜を有する層を24時間風乾させた。
に記の単分子累積膜を有する層を有するレジスト塗布ノ
1(板をエリオニクス社tAELS−3300電Y−線
描画装置に入れ、加速電圧20KV、電源値lX101
OA及びlXl0IIAの条件で、パターン発生装置を
用いて描画した。このときの倍率は50倍であり、静1
1−スポット径は0.17zmφ、送りピッチは0゜1
uLmであった。
1(板をエリオニクス社tAELS−3300電Y−線
描画装置に入れ、加速電圧20KV、電源値lX101
OA及びlXl0IIAの条件で、パターン発生装置を
用いて描画した。このときの倍率は50倍であり、静1
1−スポット径は0.17zmφ、送りピッチは0゜1
uLmであった。
露光時間を0.51Lsec/スポット〜25Bgse
c/スポットに設定して描画後、エタノール中で現像し
、現像後の膜厚を633n■のヘリウム−ネオンレーザ
−を用いたエリプソメトリ−(Gaertner 5c
ie−ntific Carp、社製)で測定して、感
度曲線を作成した。その結果を第2図に示す。
c/スポットに設定して描画後、エタノール中で現像し
、現像後の膜厚を633n■のヘリウム−ネオンレーザ
−を用いたエリプソメトリ−(Gaertner 5c
ie−ntific Carp、社製)で測定して、感
度曲線を作成した。その結果を第2図に示す。
第2図に示すように、現像後の膜厚のDo5が0.5
gc/cm’以下となり、従来のω−トリコセン酸ノ巾
単分−70を用いたレジス) IV2(501LC/c
m2 )よりはるかに高感度であった。
gc/cm’以下となり、従来のω−トリコセン酸ノ巾
単分−70を用いたレジス) IV2(501LC/c
m2 )よりはるかに高感度であった。
次に、この中分子累積膜を有する層に(1,4JLC/
C112と8ルC/cm2の2つの電f・線照射埴を用
いて11層m 〜0.I ILmのラインースペースを
描画後。
C112と8ルC/cm2の2つの電f・線照射埴を用
いて11層m 〜0.I ILmのラインースペースを
描画後。
エタノールで5分間現像処理した。
このようにして、中分子−累積膜からなるパターンを形
成した後、四フッ化炭素のプラズマを用いてシロキサン
膜をエツチングし、引き続いて酸素のプラズマを用いて
PIGをエツチングした。
成した後、四フッ化炭素のプラズマを用いてシロキサン
膜をエツチングし、引き続いて酸素のプラズマを用いて
PIGをエツチングした。
その結果、非常にコントラストが高く、シかも0.2g
mの高解像度のパターンを形成することができた。
mの高解像度のパターンを形成することができた。
実施例2
水相lOとして純水を用い、炭酸水素カリウムを5X1
0”Mとなるように溶解した。
0”Mとなるように溶解した。
次にジアセチレン誘導体化合物1として、下式で表わさ
れる2、4−トリコサデカシイツイン酸のマンガン塩 (C+ 8H3t−CミC−C−CMC−C00)2を
クロロホルムにlX103Mの濃度で溶かし、その溶液
200plを水相Io」二に展開し、仕切板11を動か
して表面圧を30mN/mまで高めた。
れる2、4−トリコサデカシイツイン酸のマンガン塩 (C+ 8H3t−CミC−C−CMC−C00)2を
クロロホルムにlX103Mの濃度で溶かし、その溶液
200plを水相Io」二に展開し、仕切板11を動か
して表面圧を30mN/mまで高めた。
基板12として、アルミニウムを100OA蒸着したシ
リコンウェハーにAZ1350Jを2μm塗布し、20
0℃でポストベークした後、さらにチタンを0.3pm
の厚さに蒸着したものを用いた。
リコンウェハーにAZ1350Jを2μm塗布し、20
0℃でポストベークした後、さらにチタンを0.3pm
の厚さに蒸着したものを用いた。
このレジスト塗布基板を用いて実施例1と同様にして、
?n分子−累積膜を成膜した。
?n分子−累積膜を成膜した。
この単分子・累積膜を254n■の紫外線で爪台させた
ところ、固相重合を起こして第1の不溶化状態となった
。
ところ、固相重合を起こして第1の不溶化状態となった
。
次に、トータルの照射:I」が8鉢C/cra’ とな
るようにパターンに従って電r線を照射し、その後エタ
ノールで5分間現像処理した。
るようにパターンに従って電r線を照射し、その後エタ
ノールで5分間現像処理した。
このようにして、中分子−累積膜からなるパターンを形
成した後、四フッ化炭素のプラズマを用いてチタン1模
をエツチングし、引き続いて酸素のプラズマを用いてA
Z1350Jをエツチングした。
成した後、四フッ化炭素のプラズマを用いてチタン1模
をエツチングし、引き続いて酸素のプラズマを用いてA
Z1350Jをエツチングした。
その結果、コントラストが高く、高解像度のポジ型パタ
ーンが形成された。
ーンが形成された。
実施例3
水相1゛0として、l X 10−4Mの塩化カドミウ
ム水溶液を用い、更に炭酸水素ナトリウムを5X105
Xとなるように溶解した。
ム水溶液を用い、更に炭酸水素ナトリウムを5X105
Xとなるように溶解した。
次にジアセチレン誘導体化合物として、下式で表わされ
る22.24−ペンタコサシイツイン酸nc=c−cミ
C−C2o H4o −COOHヲクロロホルムにI
X 11MMの濃度で溶かし、仕切板11を動かして表
面圧を40■Hamまで高めた。
る22.24−ペンタコサシイツイン酸nc=c−cミ
C−C2o H4o −COOHヲクロロホルムにI
X 11MMの濃度で溶かし、仕切板11を動かして表
面圧を40■Hamまで高めた。
基板12として、表面を熱酸化して1000λの5i0
2膜としたシリコンウェハー上に実施例1と同じ方法で
ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を2pm。
2膜としたシリコンウェハー上に実施例1と同じ方法で
ポリメタクリル酸メチル(PMMA)を2pm。
その上にシロキサンを0.1 pmq布したものを用い
た。
た。
実施例1と同様の方法で成膜した後、マンガン水溶液中
に浸し、1時間放置した。
に浸し、1時間放置した。
この単分子・累積膜を原子吸光分析により測定した結果
、単分子累積1模中のカドミウムがマンガンに置換され
たことが確認された。
、単分子累積1模中のカドミウムがマンガンに置換され
たことが確認された。
この中分子−累積膜を含む層を有するレジスト塗布基板
を、実施例1と同様に電子線描画装置に入れ、 8 #
LC/cm2 と1004 G/’cm2の2つの電子
線照射;I″Lを用いてパターニングし、その後エタノ
ールで現像した。
を、実施例1と同様に電子線描画装置に入れ、 8 #
LC/cm2 と1004 G/’cm2の2つの電子
線照射;I″Lを用いてパターニングし、その後エタノ
ールで現像した。
その結果、照射量811C/cm2の部位は溶解し、照
射:1′L100ルC/cta’の部位は不溶化して膜
は残存した。
射:1′L100ルC/cta’の部位は不溶化して膜
は残存した。
これを四フッ化炭素、中き続き酸素のプラズマ中でエツ
チングしたところ、照射量84C1c層?の部位はS
i02被膜がエツチングされ、下地のシリコンが露出し
、−・方、照射量100 gc/c履2の部位はS i
02被膜がIGOOA残り、耐エツチング性に優れてい
ることが確認された。
チングしたところ、照射量84C1c層?の部位はS
i02被膜がエツチングされ、下地のシリコンが露出し
、−・方、照射量100 gc/c履2の部位はS i
02被膜がIGOOA残り、耐エツチング性に優れてい
ることが確認された。
[発明の効果]
本発明のパターン形成方法は、以下の効果を有する。
1、多層レジスト系のL層として tp分′T−膜又は
単分子〜累積膜からなる層を用いることにより、従来の
多層レジスト系で聞届であったに層のピンホール、層間
の密着性を克服することができる。
単分子〜累積膜からなる層を用いることにより、従来の
多層レジスト系で聞届であったに層のピンホール、層間
の密着性を克服することができる。
2、レジスト膜として遷移金属を含む用台性化合物の単
分子膜又は単分子累積膜を用いることにより、特に高感
度化、高解像度、高コントラスト化することができる。
分子膜又は単分子累積膜を用いることにより、特に高感
度化、高解像度、高コントラスト化することができる。
その結果、ビーム’Ili、流を低減でき、温度F、シ
1を低下することができる。
1を低下することができる。
また遷移金属を含む重合性化合物のti分Y・膜又は?
U分子・累積膜を有する層が中間層を介して基体上に積
層されているため、金属に起因するショートを起すこと
がない。
U分子・累積膜を有する層が中間層を介して基体上に積
層されているため、金属に起因するショートを起すこと
がない。
3、パターン形成に紫外光と電f線を併用できるので、
描画時間が大幅に短縮できる。
描画時間が大幅に短縮できる。
4、ポジ型、ネガ型パターンが所望により容易に形成で
きる。
きる。
用いるノ、(体1−に形成されたレジスト層を示す模式
図、第2図は、中分子−膜又は中分子・累積11!2を
有する層の規格化膜厚対電r−線線照射凸曲線示す図、
第3図(a)、 (b)は5未発IIのパターン形成方
法に用いる中分子−112又は中分子−累積膜を製造す
るための装置の斜視図及び断面図である。
図、第2図は、中分子−膜又は中分子・累積11!2を
有する層の規格化膜厚対電r−線線照射凸曲線示す図、
第3図(a)、 (b)は5未発IIのパターン形成方
法に用いる中分子−112又は中分子−累積膜を製造す
るための装置の斜視図及び断面図である。
1、重合性化合物 2.親水性部位
3、/J水性部位 4.重合性部位
5.12. ノ1(体 6.中分子膜?、rh
移金属 8.中分子−累積膜9、水411”j
10.水相++、仕切板 13.枠 14、表面圧紙 15.懸架糸 1B、表面圧計 17.制御回路系18、基板にv
Ii1ii19.溝 20、中間層
移金属 8.中分子−累積膜9、水411”j
10.水相++、仕切板 13.枠 14、表面圧紙 15.懸架糸 1B、表面圧計 17.制御回路系18、基板にv
Ii1ii19.溝 20、中間層
Claims (14)
- (1)基体上に中間層を介して重合性化合物の単分子膜
又はその累積膜を含む層を設け、該層にエネルギーを付
与してパターン状に重合させることを特徴とするパター
ン形成方法。 - (2)該重合性化合物が下式( I )で表わされるジア
セチレン誘導体化合物である特許請求の範囲第1項記載
のパターン形成方法。 R−C≡C−C≡C−(R_1)_n−X ( I )(
R、R_1は疎水性部位、Xは親水性部位、nは0また
は1である) - (3)該エネルギーが、熱、近紫外光、紫外光、遠紫外
光、電子線、X線のうち少なくと もいずれか1つである特許請求の範囲第1項記載のパタ
ーン形成方法。 - (4)基体上に中間層を介して遷移金属を含む重合性化
合物の単分子膜又はその累積膜を含む層を設け、該層に
エネルギーを付与してパターン状に重合させることを特
徴とするパターン形成方法。 - (5)該層がエネルギーの付与量に応じてその溶解性を
周期的に変化する特許請求の範囲第4項記載のパターン
形成方法。 - (6)該層がエネルギーの付与量に応じて溶剤可溶化状
態と不溶化状態を周期的に繰り返す特許請求の範囲第4
項記載のパターン形成方法 - (7)該重合性化合物が下式( I )で表わされるジア
セチレン誘導体化合物である特許請求の範囲第4項記載
のパターン形成方法。 R−C≡C−C≡C−(R_1)_n−X ( I )(
R、R_1は疎水性部位、Xは親水性部位、nは0また
は1である) - (8)該エネルギーが、熱、近紫外光、紫外光、遠紫外
光、電子線、軟X線、X線のうち少なくともいずれか1
つである特許請求の範囲第4項記載のパターン形成方法
。 - (9)基体上に中間層を介して遷移金属を含む重合性化
合物の単分子膜又はその累積膜を含み、且つエネルギー
の付与量に応じて溶剤可溶化状態と不溶化状態を周期的
に繰り返す層を設け、該層にエネルギーを付与して第1
の不溶化部位と第2の可溶化部位を生ぜしめてパターン
を形成することを特徴とするパターン形成方法。 - (10)該重合性化合物が下式( I )で表わされるジ
アセチレン誘導体化合物である特許請求の範囲第9項記
載のパターン形成方法。 R−C≡C−C≡C−(R_1)_n−X ( I )(
R、R_1は疎水性部位、Xは親水性部位、nは0また
は1である) - (11)該エネルギーが、熱、近紫外光、紫外光、遠紫
外光、電子線、軟X線、X線のうち少なくともいずれか
1つである特許請求の範囲第9項記載のパターン形成方
法。 - (12)基体上に中間層を介して遷移金属を含む重合性
化合物の単分子膜又はその累積膜を含み、且つエネルギ
ーの付与量に応じて溶剤可溶化状態と不溶化状態を周期
的に繰り返す層を設け、該層にエネルギーを付与して第
2の可溶化部位と第2の不溶化部位を生ぜしめてパター
ンを形成することを特徴とするパターン形成方法。 - (13)該重合性化合物が下式( I )で表わされるジ
アセチレン誘導体化合物である特許請求の範囲第12項
記載のパターン形成方法。 R−C≡C−C≡C−(R_1)_n−X ( I )(
R、R_1は疎水性部位、Xは親水性部位、nは0また
は1である) - (14)該エネルギーが、熱、近紫外光、紫外光、遠紫
外光、電子線、軟X線、X線のうち少なくともいずれか
1つである特許請求の範囲第12項記載のパターン形成
方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61077023A JPS62232647A (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | パタ−ン形成方法 |
US07/030,364 US4798740A (en) | 1986-03-31 | 1987-03-26 | Polymerizable film and pattern forming method by use thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61077023A JPS62232647A (ja) | 1986-04-03 | 1986-04-03 | パタ−ン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62232647A true JPS62232647A (ja) | 1987-10-13 |
Family
ID=13622157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61077023A Pending JPS62232647A (ja) | 1986-03-31 | 1986-04-03 | パタ−ン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62232647A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6381424A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Sumitomo Chem Co Ltd | レジスト材料 |
-
1986
- 1986-04-03 JP JP61077023A patent/JPS62232647A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6381424A (ja) * | 1986-09-26 | 1988-04-12 | Sumitomo Chem Co Ltd | レジスト材料 |
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