JPS62288822A - Resist for lithography - Google Patents

Resist for lithography

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JPS62288822A
JPS62288822A JP13175986A JP13175986A JPS62288822A JP S62288822 A JPS62288822 A JP S62288822A JP 13175986 A JP13175986 A JP 13175986A JP 13175986 A JP13175986 A JP 13175986A JP S62288822 A JPS62288822 A JP S62288822A
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JP
Japan
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resist
film
photosensitive material
fluorescent
lithography
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JP13175986A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinori Tomita
佳紀 富田
Kiyoshi Takimoto
瀧本 清
Kenji Saito
謙治 斉藤
Toshihiko Miyazaki
俊彦 宮崎
Masahiko Okunuki
昌彦 奥貫
Toshiaki Kimura
木村 稔章
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials

Abstract

PURPOSE:To improve the effective sensitivity of a resist for lithography, by respectively causing layers containing a photosensitive material and fluorescent material to contain the single molecular film or a laminated film of single molecular films of organic compounds containing the photosensitive material and fluorescent material. CONSTITUTION:The titled resist has a characteristic of being composed of a layer 24 containing a photosensitive material to be exposed to irradiation energy and a layer 25 containing a fluorescent material which emits fluorescent rays, to which the photosensitive material is exposed, when the fluorescent material is exposed to irradiation energy. Moreover, the layers 24 and 25 respectively contain a single molecular film or a laminated film of single molecular films containing the photosensitive material and fluorescent material. When such resist is projected with principal light beams through a mask, the resist is exposed to the principal light beams transmitted through the mask and fluorescent rays emitted from the fluorescent material exposed to the principal light beams. As a result, the effective sensitivity of the resist is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、リソグラフィ用レジストに関し、特に螢光物
質を含有し単分子膜累積法を用いることにより実効感度
を増加せしめたリソグラフィ用レジストに関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a resist for lithography, and in particular, the present invention relates to a resist for lithography, and in particular, a resist that contains a fluorescent substance and increases effective sensitivity by using a monolayer accumulation method. The present invention relates to resists for lithography.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

X線リソグラフィは直進性、非干渉性および低回折性等
のX線固有の性質に基づき、これまでの可視光や紫外光
によるリソグラフィと較べて多くのより優れた点を有し
ている。そのため、近年ではサブミクロンリソグラフィ
やクラオーターミクロンリングラフィの有力な手段とし
て注目されてきている。
X-ray lithography has many advantages over conventional lithography using visible light or ultraviolet light, based on the inherent properties of X-rays such as straightness, non-coherence, and low diffraction. Therefore, in recent years, it has attracted attention as a powerful means for submicron lithography and crystallographic lithography.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、X線リソグラフィは可視光や紫外光によるリン
グラフィに比較して多くの優位点を持ちながらも、X線
源のパワー不足、レジストの低感度、アライメントの困
難さ、マスク材料の選定および加工方法の困難さ等から
生産性が低く、従ってコストが高いという欠点があり実
用化が遅わでいる。
(Problems to be solved by the invention) However, although X-ray lithography has many advantages over phosphorography using visible light or ultraviolet light, it suffers from insufficient power of the X-ray source, low sensitivity of the resist, and The productivity is low due to difficulties in manufacturing, selection of mask materials, and processing methods, and therefore, the cost is high, and practical application has been delayed.

ところで、これまでリソグラフィに関する文献等におい
て紹介されたものの中で最も実績のある実用レジストと
してはポリメチルメタクリレート(PMMA)が挙げら
れる。このレジストはエレクトロンビーム用レジストと
しても実績があり、特に0.1−以下に対応出来るもの
として他に競合出来るものは見当らない。しかしながら
、X線リソグラフィにおいて大きな問題として残ってい
るのは、感度の問題である。通常、X線リソグラフィに
おけるレジストのX線利用効率は0.3%以下といわれ
ている。例えばPMMAの場合、X線としてPdにα線
を使用すると実効感度は1000〜2000mJ/cr
n”といわれている。ここで、感度は露光時のX線照射
量で示している。すなわち、照射量が低い程高感度であ
る。高感度の実用レジストとしてはクロロメチル化ポリ
スチレン(CMS、東洋ソーダ製)があるが、上述と同
様の条件での実効感度は約100mJ/crn’である
。x11Aリソグラフィが実用化される条件の1つとし
て、X線レジストの実効感度を10mJ/crn”以下
にすることが望まれており、そのようなX線レジストの
出現が待たれている。
By the way, polymethyl methacrylate (PMMA) can be cited as the most practical resist that has been introduced in literature related to lithography. This resist has a proven track record as an electron beam resist, and there is no other product that can compete with it, especially as one that can handle resists of 0.1- or less. However, a major problem in X-ray lithography that remains is that of sensitivity. Normally, the X-ray utilization efficiency of a resist in X-ray lithography is said to be 0.3% or less. For example, in the case of PMMA, if alpha rays are used for Pd as X-rays, the effective sensitivity is 1000 to 2000 mJ/cr.
Here, sensitivity is indicated by the amount of X-ray irradiation during exposure. In other words, the lower the amount of irradiation, the higher the sensitivity. Chloromethylated polystyrene (CMS, (manufactured by Toyo Soda), but its effective sensitivity under the same conditions as above is approximately 100 mJ/crn'.One of the conditions for the practical use of x11A lithography is to increase the effective sensitivity of the X-ray resist to 10 mJ/crn'. The following is desired, and the appearance of such an X-ray resist is awaited.

現在各方面で線源のパワーアップ、透過性の良いX線マ
スク、高感度レジストの3方向から生産性を上げる為の
研究が進められてきているが、数多くの制限要因から大
きな発展は早急には望めそうもない。しかし、この中で
もレジストの感度の向上はX線がデバイスに与えるダメ
ージから見ても必要な条件である。これは、今後、マス
クおよび線源の性能がたとえ上ったとしても必要であり
欠くべからざることであることは云うまでもない。
Research is currently underway in various fields to increase productivity from three directions: powering up radiation sources, X-ray masks with good transparency, and high-sensitivity resists, but many limiting factors prevent major progress from happening quickly. I don't think I can hope for that. However, among these, improving the sensitivity of the resist is a necessary condition from the viewpoint of damage caused to devices by X-rays. It goes without saying that this will be necessary and indispensable even if the performance of masks and radiation sources improves in the future.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、上述従来例の問題点に鑑み、実効感度を増加
せしめたリソグラフィ用レジストを提供し、もってリソ
グラフィを良好に実施することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the problems of the prior art described above, it is an object of the present invention to provide a lithography resist with increased effective sensitivity, thereby allowing lithography to be performed satisfactorily.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明の上記目的は、以下の本発明によって達成される
。すなわち本発明は、照射エネルギーに感光させる感光
性材料を含有する層と、該照射エネルギーに曝されるこ
とによって該感光性材料を感光する螢光線を発生する螢
光物質を含有する層を有し、且つ前記感光性材料を含有
する層及び螢光物質を含有する層がそれぞれ感光性材料
及び螢光物質を含む有機化合物の単分子膜又はその累積
膜を含むことを特徴とするリソグラフィ用レジストであ
る。
The above objects of the present invention are achieved by the present invention as follows. That is, the present invention has a layer containing a photosensitive material that is sensitized to irradiation energy, and a layer containing a fluorescent substance that generates fluorescent rays that sensitize the photosensitive material when exposed to the irradiation energy. and a resist for lithography, characterized in that the layer containing the photosensitive material and the layer containing the fluorescent substance each include a monomolecular film of an organic compound containing a photosensitive material and a fluorescent substance, or a cumulative film thereof. be.

具体的に述べれば、本発明は、X線等の主線に曝される
ことによって前記感光性材料を感光する螢光線を発する
螢光物質を含有する層を、X線等の主線および光波長域
(100mμ〜700mμ)に感度を有する感光性材料
を含有する層の上に積層し、且つ感光性材料を含有する
層及び螢光物質を含有する層を単分子膜累積法により形
成してなるレジストである。このようなレジストにマス
クを介して主線を照射すると、レジストはマスクを透過
した主線と、主線に曝された螢光物質から発せられる螢
光線とにより感光することになり、実効感度が上がる。
Specifically, the present invention provides a layer containing a fluorescent substance that emits fluorescent rays that sensitize the photosensitive material when exposed to principal rays such as X-rays and light wavelength ranges. (100 mμ to 700 mμ), and is formed by laminating a layer containing a photosensitive material and a layer containing a fluorescent substance by a monolayer deposition method. It is. When such a resist is irradiated with a main line through a mask, the resist becomes sensitized by the main line transmitted through the mask and the fluorescent light emitted from the fluorescent substance exposed to the main line, increasing the effective sensitivity.

本発明に用いる感光性材料としては、X線等の主線に感
光し、しかもレジスト中に含有される螢光物質の発する
光波長域に感光性を持っているリソグラフィ用感光性材
料であれば全て使用可能である。例えば主線としてxH
を用いる場合は、X線と共に可視光線、紫外線、遠紫外
線または真空紫外線に感度を有するものが適用可能であ
る。レジストポリマー自体の固有吸収域が上記通用範囲
外であっても、波長増感剤によって吸収域を広げること
によって本発明に適用可能となる。
The photosensitive material used in the present invention may be any photosensitive material for lithography that is sensitive to main rays such as X-rays and is sensitive to the light wavelength range emitted by the fluorescent substance contained in the resist. Available for use. For example, xH as the main line
When using X-rays, it is possible to use one that is sensitive to visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, or vacuum ultraviolet rays as well as X-rays. Even if the characteristic absorption range of the resist polymer itself is outside the above-mentioned common range, it can be applied to the present invention by widening the absorption range with a wavelength sensitizer.

本発明で使用可能な感光性材料として代表的なものとし
ては、キノンアジド・フェノールノボラック系レジスト
、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、%レジスト
、ポリメチルイソプロペニルケトン(PMIPK)系レ
ジスト、ポリケイ皮酸(PVAC)系レジスト、環化ゴ
ム・ビスアジド系レジスト、クロロメチル化ポリスチレ
ン(CMS)系レジスト、ポリビニルカルバゾール(P
VK)系レジスト、ジアセチレン誘導体等が挙げられる
Typical photosensitive materials that can be used in the present invention include quinone azide/phenol novolak resist, polymethyl methacrylate (PMMA), % resist, polymethyl isopropenyl ketone (PMIPK) resist, and polycinnamic acid (PVAC) resist. ) type resist, cyclized rubber/bisazide type resist, chloromethylated polystyrene (CMS) type resist, polyvinylcarbazole (P
VK) type resists, diacetylene derivatives, etc.

単分子膜累積法により感光性材料を含有する層を形成す
るには、分子内に親水性部位と疎水性部位を伴わせ持つ
分子を使用することが好ましい。
In order to form a layer containing a photosensitive material by the monolayer deposition method, it is preferable to use a molecule having both a hydrophilic site and a hydrophobic site within the molecule.

例えば、一般式(1)で表わされるジアセチレン誘導体
化合物が挙げられる。
For example, a diacetylene derivative compound represented by the general formula (1) can be mentioned.

R−CEC−CEC−(R1)n−X        
           (1)R,RI:a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、例えばアルキル基、ビニル、ビ
ニリデン、エチニル等のすレフイン系炭化水素基、フェ
ニル、ナフチル、アントラニル等の縮合多環フェニル基
、ビフェニル、ターフェニル等の鎖状多環フェニル基、
水素原子その他の非極性基、RIとしてはアルキレン基
、フェニレン基等が挙げられるが、特にRとR,の炭素
原子数の和が10〜30のものが好ましい。
R-CEC-CEC-(R1)n-X
(1) R, RI: a aqueous site Condensed polycyclic phenyl groups such as, chain polycyclic phenyl groups such as biphenyl and terphenyl,
Examples of hydrogen atoms and other nonpolar groups, RI include alkylene groups, phenylene groups, etc., and those in which the sum of the number of carbon atoms of R and R are 10 to 30 are particularly preferred.

親水性部位Xとしては、例えば、カルボキシル基及びそ
の金属塩もしくはアミン塩、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、アミド基、アミ
ノ基、イミノ基、ヒドロキシ基、4級アミノ基、オキシ
アミノ基、ジアゾニウム基、グアニジン基、とドラジン
基、リン酸基、ケイ酸基、アルミン酸基、ニトリル基、
チオアルコール基、その他の極性基等が挙げられる。
Examples of the hydrophilic moiety X include carboxyl groups and their metal salts or amine salts, sulfonic acid groups and their metal salts or amine salts, sulfamide groups, amide groups, amino groups, imino groups, hydroxy groups, quaternary amino groups, Oxyamino group, diazonium group, guanidine group, drazine group, phosphoric acid group, silicic acid group, aluminate group, nitrile group,
Examples include thioalcohol groups and other polar groups.

本発明では実効感度を更に上げるために感光性材料を含
有する層に螢光線を発する遷移金属を好ましく含ませる
。使用される遷移金属としては、クロム、マンガン、鉄
、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、カドミウム等が挙げ
られるが、高感度であるという点でとくに好ましいもの
はマンガンである。これらの遷移金属は、感光性材料を
含有する層中でイオン、錯体、塩のいずれの状態で存在
しても良い。また層中における存在位置もとねない。
In the present invention, in order to further increase the effective sensitivity, a transition metal that emits fluorescent light is preferably included in the layer containing the photosensitive material. Examples of transition metals used include chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, and cadmium, but manganese is particularly preferred in terms of high sensitivity. These transition metals may exist in the form of ions, complexes, or salts in the layer containing the photosensitive material. Also, the location in the layer does not matter.

第1図(b) (C)は、本発明で用いる感光性材料の
例を示す模式図である。
FIG. 1(b)(C) is a schematic diagram showing an example of a photosensitive material used in the present invention.

図中において感光性化合物1は、親水性部位2と疎水性
部位3、感光性部位4とからなり、好ましく遷移金属5
を含有している場合がある。
In the figure, a photosensitive compound 1 consists of a hydrophilic site 2, a hydrophobic site 3, and a photosensitive site 4, preferably a transition metal 5.
It may contain.

第1図(a)は本発明のリソグラフィ用レジストが基板
上に設けられている断面図であり、基板7上に感光性化
合物1が積層され、その上に螢光物質を含有する層6が
積層されてなる。
FIG. 1(a) is a cross-sectional view of a lithography resist of the present invention provided on a substrate, in which a photosensitive compound 1 is laminated on a substrate 7, and a layer 6 containing a fluorescent substance is formed on top of the photosensitive compound 1. It is layered.

本発明における感光性材料を含有する層は、作成される
膜の高密度性、高秩序性を得るために単分子累積膜を用
いて作成される。
The layer containing the photosensitive material in the present invention is created using a monomolecular cumulative film in order to obtain high density and high orderliness of the created film.

かかる分子の高秩序性及び高配向性を有する単分子膜又
はその累積膜を作成する方法としては、例えば、■、ラ
ングミュア等の開発したラングミュア・プロジェット法
(以下、LB法という)を用いる。
As a method for producing a monomolecular film or a cumulative film thereof having such high orderliness and orientation of molecules, for example, the Langmuir-Prodgett method (hereinafter referred to as LB method) developed by Langmuir et al. is used.

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)が適度に保だねている時、分子は水面上で親
木基な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。
In the LB method, for example, in a molecule with a structure that has a hydrophilic site and a hydrophobic site, when the balance between the two (balance of amphiphilicity) is maintained appropriately, the molecule forms a parent tree group on the water surface. This is a method of creating a monomolecular film or a cumulative film thereof facing downward.

水面上の単分子層は、二次元系の特徴を持つ。A monolayer on the water surface has the characteristics of a two-dimensional system.

分子がまばらに散開しているときは、一分子当り面積A
と表面圧nとの間に二次元理想気体の式、nA= にT が躊り立ち “P?L伏バI2”?なろへここで、Kは
ボルツマン定数、Tは絶対温度である。
When the molecules are sparsely spread, the area per molecule is A
T stands in the two-dimensional ideal gas equation, nA=, between and the surface pressure n “P?L?I2”? Here, K is Boltzmann's constant and T is absolute temperature.

Aを十分小さくすれば分子間相互作用が強まり、二次元
固体の“凝縮膜(又は固体膜)”になる。凝縮膜は、ガ
ラス基板などの種々の材質や形状を存する担体の表面へ
一層ずつ移すことができる。
If A is made sufficiently small, the intermolecular interaction becomes stronger, resulting in a two-dimensional solid "condensation film (or solid film)". The condensed film can be transferred layer by layer onto the surface of carriers of various materials and shapes, such as glass substrates.

この方法を用いた、本発明で用いる感光性材料を含有す
る層を構成するジアセチレン誘導体化合物1の単分子膜
又はその累積膜の具体的製法を第2図を参照して以下に
説明する。
A specific method for producing a monomolecular film or a cumulative film thereof of diacetylene derivative compound 1 constituting the layer containing the photosensitive material used in the present invention using this method will be described below with reference to FIG.

まず、目的とするジアセチレン誘導体化合物1をベンゼ
ン、クロロホルム等の揮発性溶剤に溶解させる。
First, the desired diacetylene derivative compound 1 is dissolved in a volatile solvent such as benzene or chloroform.

このジアセチレン誘導体化合物1の溶液を水槽8内の水
相9上に展開させて膜状に形成する。
This solution of diacetylene derivative compound 1 is spread on an aqueous phase 9 in a water tank 8 to form a film.

次に、この展開層が水相9上を自由に拡散して拡がりす
ぎないように仕切板(又は浮’7’) Inを設けて展
開面積を制限し、膜物質の集合状態を制御して、その集
合状態に比例した表面圧nを得る。
Next, in order to prevent this spread layer from freely diffusing on the aqueous phase 9 and spreading too much, a partition plate (or floating '7') In is provided to limit the spread area and control the aggregation state of the film material. , obtain a surface pressure n proportional to its collective state.

この仕切板10を動かし、展開面積を縮小して膜物質の
集合状態を制御し、表面圧を徐々に上昇させ、累積膜の
製造に適する表面圧口を設定することができる。
By moving the partition plate 10, the developed area can be reduced to control the aggregation state of the film material, gradually increasing the surface pressure, and setting a surface pressure opening suitable for producing a cumulative film.

この表面圧を維持しながら静かに、清浄な担体(基板)
11を垂直に上下させることにより、ジアセチレン誘導
体化合物の単分子膜が担体(基板)Il上に移しとられ
る。
Gently clean the carrier (substrate) while maintaining this surface pressure.
11 is vertically raised and lowered, a monomolecular film of the diacetylene derivative compound is transferred onto the carrier (substrate) Il.

ジアセチレン誘導体化合物の単分子膜は、以上で製造さ
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単分子膜の累積膜が形成さ
れる。
A monomolecular film of a diacetylene derivative compound is produced as described above, and by repeating the above operation, a cumulative film of a desired cumulative number of monomolecular films of a diacetylene derivative compound is formed.

ジアセチレン単分子膜を担体11上に移すには、上述し
た垂直浸漬法の他、水平付着法、回転円筒法などの方法
によるものがある。
The diacetylene monomolecular film can be transferred onto the carrier 11 by methods such as the horizontal deposition method and the rotating cylinder method, in addition to the vertical dipping method described above.

水平付着法は、担体(基板)11を水面に水平に接触さ
せて移しとる方法で、回転円筒法は、円筒形の担体を水
面上で回転させて担体表面に移しとる方法である。
The horizontal attachment method is a method in which the carrier (substrate) 11 is brought into horizontal contact with the water surface and transferred, and the rotating cylinder method is a method in which a cylindrical carrier is rotated on the water surface and transferred onto the carrier surface.

前述した垂直浸漬法では、表面が親水性である担体11
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。
In the vertical dipping method described above, the carrier 11 whose surface is hydrophilic is
When the diacetylene derivative compound is lifted out of the water in a direction across the water surface, a diacetylene monomolecular film is formed on the carrier with the hydrophilic sites 2 of the diacetylene derivative compound facing the carrier side.

前述のように担体を上下させると、各工程ごとに一層ず
つジアセチレンm分子膜が積層されていく。
When the carrier is moved up and down as described above, the diacetylene m molecular film is laminated one layer at each step.

この場合、成膜分子の向きが引上げ工程と浸漬工程では
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と疎水性部位3が向かい
あうY型膜が形成される。
In this case, since the direction of the film-forming molecules is reversed in the pulling process and the dipping process, according to this method, a Y-shaped film is formed between each layer in which the hydrophilic part 2 and the hydrophobic part 3 of the diacetylene derivative compound face each other. Ru.

それに対し、水平付着法は、ジアセチレン誘導体化合物
1の疎水性部位3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。
On the other hand, in the horizontal deposition method, a diacetylene monomolecular film is formed on the carrier with the hydrophobic site 3 of the diacetylene derivative compound 1 facing the carrier side.

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が担体側に向い
たX型が形成される。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2型膜と呼ばれる
In this method, there is no change in the orientation of the film-forming molecules even if they are accumulated, and an X-shape is formed in which the hydrophobic sites 3 face the carrier side in all layers. On the contrary, a cumulative film in which the hydrophilic sites 2 in all layers face the carrier side is called a type 2 film.

単分子層を担体上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、担体ロールから
水相中に担体を押し出していく方法などもとりつる。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、担体の表面処理等によって変えることもで
きる。
The method of transferring the monomolecular layer onto the carrier is not limited to these methods, and when using a large-area carrier, a method of extruding the carrier from a carrier roll into an aqueous phase may also be used. Furthermore, the directions of the hydrophilic sites and hydrophobic sites described above toward the carrier are in principle, and can be changed by surface treatment of the carrier.

本発明において、感光性材料の単分子膜またはその累積
膜中に遷移金属を含有せしめれば、遷移金属が螢光を発
するために、レジストの実効感度が更に良くなる。感光
性材料の単分子膜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、 1、感光性材料の遷移金属塩を用いて成膜する方法、 2、遷移金属を含む溶液を予め水相中に溶解させておき
、この水相上に所望の物質の感光性材料膜の単分子膜を
展開し、単分子膜の移し取り工程で膜中に遷移金属を取
り込ませる方法、 3、感光性材料の単分子累積膜を作成した後、該累積膜
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目的は達成される
In the present invention, if a transition metal is contained in the monomolecular film or the cumulative film of the photosensitive material, the effective sensitivity of the resist will further improve because the transition metal emits fluorescence. Methods for incorporating a transition metal into a monomolecular film of a photosensitive material or a cumulative film thereof include: 1. A method of forming a film using a transition metal salt of a photosensitive material; 2. A method of forming a film using a transition metal salt of a photosensitive material; 2. Preparing a solution containing a transition metal in an aqueous phase. 3. Photosensitivity There are methods such as creating a monomolecular cumulative film of the material and then immersing the cumulative film in a solution containing a transition metal, and whichever method is used, the object of the present invention can be achieved.

本発明のレジストを形成するための基板ないし担体とし
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、特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。
Various solid materials such as glass, plastic, paper, and metal can be used as the substrate or carrier for forming the resist of the present invention, and in particular, a silicon wafer or a silicon wafer having an aluminum vapor-deposited film or a chromium-deposited film on its surface is used. etc. are preferably used.

本発明で用いる感光性材料を含有する層の厚さとしては
、その用途によっても異なるが、一般的には数ト人〜数
μ程度、好ましくは 100人〜5000人である。
The thickness of the layer containing the photosensitive material used in the present invention varies depending on its use, but is generally about several tons to several micrometers, preferably 100 to 5,000 layers.

次に:本発明において用いられる螢光物質の代表例とし
ては次のものが挙げられる。
Next: Representative examples of fluorescent substances used in the present invention include the following.

2nS:Ag。2nS:Ag.

ZnS:Cu、AI。ZnS: Cu, AI.

Zn25in4:Mn、 CaWO4、 Ca2 MgS i207 : Ce、ZnO:Zn。Zn25in4:Mn, CaWO4, Ca2 MgS i207: Ce, ZnO: Zn.

ZnS : Cu、 Y2O2S:Tb、 Y25i05  :Ce。ZnS: Cu, Y2O2S:Tb, Y25i05: Ce.

YAlO3: Ce、Ag。YAlO3: Ce, Ag.

ZnS:Ag、Ga、CI、 ZnS : Zn+I n7 o3、 BaSi205  : Pb、 (Sr、Ca)B407 :Eu”、 Ca2 B50g C1: Eu”、 Sr、、Si30B CI、:Eu”、BaMgA11
4023:Eu”、 BaO−6A1203  :Mn。
ZnS: Ag, Ga, CI, ZnS: Zn+I n7 o3, BaSi205: Pb, (Sr, Ca) B407: Eu", Ca2 B50g C1: Eu", Sr,, Si30B CI,: Eu", BaMgA11
4023:Eu'', BaO-6A1203:Mn.

BaSO4:Pb。BaSO4:Pb.

La202 S : Tb。La202 S: Tb.

Gd2o2S :Tb、 MgB4o、:Tb。Gd2o2S: Tb, MgB4o, :Tb.

Li2 B407  : Cu。Li2 B407: Cu.

Ba2 Si205  : Pb。Ba2 Si205: Pb.

NaI:Tl、 CaF2  :Eu。NaI: Tl, CaF2: Eu.

MgF2  :Eu。MgF2: Eu.

KCI:Tl、 CaS : Bi。KCI:Tl, CaS: Bi.

acasi03  :Pb、 βCaSiO3:Pb、 BaSi205  : Pb、 Zn25i04  :Ti、 Cao−MgO−2Si02  :Ti、Ca3  (
PO4)2  :Ce、 Ca3  (PO4)2  :Ce−Mn、Ca3  
(PO4)2  :Tl、 gWO4 これらは単独で用いてもよいし、二種以上の混合物とし
て用いてもよい。なお、前記螢光物質の化学式中のコロ
ンは、コロンの右側の元素またはイオンが添加物である
ことを示すための記号である。
acasi03: Pb, βCaSiO3: Pb, BaSi205: Pb, Zn25i04: Ti, Cao-MgO-2Si02: Ti, Ca3 (
PO4)2: Ce, Ca3 (PO4)2: Ce-Mn, Ca3
(PO4)2 :Tl, gWO4 These may be used alone or as a mixture of two or more. Note that the colon in the chemical formula of the fluorescent substance is a symbol to indicate that the element or ion on the right side of the colon is an additive.

上記の螢光物質を使用し単分子累積膜を用いて螢光物質
を含有する層を形成するには、上記螢光物質を単分子膜
を形成する物質と共に水相中に溶解、分散させ、基板に
移し取る等の方法がとられる。単分子膜を形成する物質
の分子としては、一般には、分子内°に親水性部位と疎
水性部位を少くとも1つ持つ化合物が好ましい。
In order to form a layer containing a fluorescent substance using a monomolecular cumulative film using the above-mentioned fluorescent substance, the above-mentioned fluorescent substance is dissolved and dispersed in an aqueous phase together with a substance forming a monomolecular film. A method such as transferring it to a substrate is used. In general, the molecules of the substance forming the monomolecular film are preferably compounds having at least one hydrophilic site and one hydrophobic site within the molecule.

L配線水性部位としては、前記疎水性部位Rと同じもの
が挙げられる。
Examples of the aqueous portion of the L wiring include the same ones as the hydrophobic portion R described above.

上記親水性部位としては、前記親水性部位Xと同じもの
が挙げられる。
Examples of the above-mentioned hydrophilic site include the same ones as the above-mentioned hydrophilic site X.

以上のような親水性部位と疎水性部位を有する分子とし
ては、ステアリン酸、アラキシン酸等の長鎖脂肪酸等が
挙げられる。
Examples of molecules having a hydrophilic site and a hydrophobic site as described above include long-chain fatty acids such as stearic acid and alaxic acid.

本発明における螢光物質を含有する層は、作成される膜
の高密度性、高秩序性を得るために単分子累積膜を用い
て作成される。
The layer containing a fluorescent substance in the present invention is produced using a monomolecular cumulative film in order to obtain high density and high orderliness of the produced film.

本発明において、螢光物質を含有する層を形成するには
前記のような螢光物質を使用する方法に限定されず、感
光性材料を感光させる螢光線を発する遷移金属を層中に
含ませてもよい。
In the present invention, the method of forming a layer containing a fluorescent substance is not limited to the method of using a fluorescent substance as described above, but the layer may include a transition metal that emits fluorescent light that sensitizes a photosensitive material. It's okay.

単分子膜またはその累積膜中に遷移金属を含有せしめて
螢光物質を含有する層を作成する方法としては、前記の
感光性材料の単分子膜またはその累積膜中に遷移金属を
含有せしめる方法と同様の方法が用いられる。
A method for creating a layer containing a fluorescent substance by containing a transition metal in a monomolecular film or a cumulative film thereof is a method of containing a transition metal in a monomolecular film or a cumulative film thereof of the photosensitive material described above. A similar method is used.

第1図(d)は、螢光物質を含有する層をなす単分子が
遷移金属塩であり、分子自体が螢光物質となっているも
のの模式図である。図中の螢光物質の単分子6は疎水性
部位3と親水性部位2と遷移金属5とからなる。
FIG. 1(d) is a schematic diagram of a layer containing a fluorescent substance in which the single molecule is a transition metal salt and the molecule itself is a fluorescent substance. A single molecule 6 of a fluorescent substance in the figure consists of a hydrophobic site 3, a hydrophilic site 2, and a transition metal 5.

螢光物質を含有する層中の遷移金属としては航記の感光
性材料を含有する層中のものと同じものが使用される。
The transition metal in the layer containing the fluorescent substance is the same as that in the layer containing the photosensitive material described above.

本発明のリソグラフィ用レジストを用いてリソグラフィ
を行なう際に、特に効果の大きい照射エネルギーとして
はX線が挙げられるが、γ線、真空紫外線、遠紫外線、
紫外線、エレクトロンビーム、イオンビーム等でも螢光
線を発生させることができ増感効果が得られる。これら
の波長域は特に制限はないが、例えば照射エネルギーと
してX線を用いるときは、X線リソグラフィ用感光性材
料の感光域に対応した波長域の螢光線を発する螢光物質
を感光性材料中に含有させることが必要となる。一般に
X線リソグラフィ用としては、1〜400人、望ましく
は4〜20人の範囲の波長域が好適にイ吏用できる。
When performing lithography using the lithography resist of the present invention, particularly effective irradiation energy includes X-rays, but γ-rays, vacuum ultraviolet rays, far ultraviolet rays,
Fluorescent rays can also be generated by ultraviolet rays, electron beams, ion beams, etc., and a sensitizing effect can be obtained. These wavelength ranges are not particularly limited, but for example, when using X-rays as irradiation energy, a fluorescent substance that emits fluorescent rays in a wavelength range corresponding to the photosensitive range of the photosensitive material for X-ray lithography is added to the photosensitive material. It is necessary to contain it. Generally, for X-ray lithography, a wavelength range of 1 to 400, preferably 4 to 20, can be suitably used.

次に、本発明の作用について述べる。本発明のリソグラ
フィ用レジストをX線リソグラフィに適用した場合、レ
ジスト上にパターンを投影するのはあくまでもX線であ
り、螢光線はレジストの実効感度を増強せしめる役割を
果たすに過ぎない。
Next, the operation of the present invention will be described. When the lithography resist of the present invention is applied to X-ray lithography, it is only the X-rays that project the pattern onto the resist, and the fluorescent light only serves to enhance the effective sensitivity of the resist.

すなわち本発明は、レジストが閾値以下の照射エネルギ
ーの照射ではほとんど感光せず閾値を越えたところから
感光が始まるというレジストの特性に基づき、この閾値
を越えない程度の螢光線を感度の増強用に使用している
のである。従って、パターンを投影するための主線の出
力は螢光線と合わせて閾値を越える程度でよく、逆に螢
光線のエネルギー量はレジストの解像度を低下させるこ
とのないように所定の閾値以下でなければならない。ま
たこの閾値は、レジストの種類、厚さ、螢光線の波長域
等により異なり一義的には決められないが、これらの条
件が定まれば実験的に求めることは可能である。
In other words, the present invention is based on the characteristic of a resist that it is hardly sensitized when irradiated with an irradiation energy below a threshold value and becomes sensitized once the threshold value is exceeded. It is used. Therefore, the output of the main line for projecting a pattern need only exceed a threshold value when combined with the fluorescent rays, and conversely, the energy amount of the fluorescent rays must be below a predetermined threshold value so as not to reduce the resolution of the resist. It won't happen. Further, this threshold value varies depending on the type and thickness of the resist, the wavelength range of the fluorescent light, etc., and cannot be unambiguously determined, but it can be determined experimentally if these conditions are determined.

次に、図面を用いて本発明のリソグラフィ用レジストを
適用したリソグラフィ法について説明する。
Next, a lithography method using the lithography resist of the present invention will be described with reference to the drawings.

第3図は、本発明のリソグラフィ用レジストを適用した
露光装置の一例を示す模式図である。同図において、1
9はX線源、20はマスク枠、21は例えば金等により
形成されたマスクパターンである。また、22はポリイ
ミド等のX線透過膜(マスク材保持薄膜)、23はウェ
ハ、24はレジスト、25は螢光物質である。同図にお
いて、X線源(ターゲット)19から発生したX線はマ
スクパターン21を介してレジスト24に照射される。
FIG. 3 is a schematic diagram showing an example of an exposure apparatus to which the lithography resist of the present invention is applied. In the same figure, 1
9 is an X-ray source, 20 is a mask frame, and 21 is a mask pattern made of, for example, gold. Further, 22 is an X-ray transparent film (mask material holding thin film) made of polyimide or the like, 23 is a wafer, 24 is a resist, and 25 is a fluorescent substance. In the figure, X-rays generated from an X-ray source (target) 19 are irradiated onto a resist 24 through a mask pattern 21.

この時x、1!1に曝された螢光物質25から螢光線が
発せられるので、レジスト24はマスク及び螢光物質を
透過したX線および螢光物質25から発せられた螢光線
によってパターンが投影される。
At this time, fluorescent light is emitted from the fluorescent material 25 exposed to x, 1!1, so the resist 24 is patterned by the X-rays that have passed through the mask and the fluorescent material and the fluorescent light emitted from the fluorescent material 25. be projected.

(実施例) 次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。(Example) Next, the present invention will be specifically explained based on examples.

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1×
lO→Mの濃度で溶解し、更に炭酸水素カリウムを5 
x 10’ Mとなるように溶解して、pH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。
Example 1 Manganese chloride tetrahydrate was added 1x in pure water as the aqueous phase lO.
Dissolve at a concentration of 1O→M, and further add 5 potassium hydrogen carbonate.
The solution was dissolved to a concentration of x 10'M and the pH was adjusted to 6.4. Furthermore, the water temperature was controlled to be maintained at 20°C.

次に感光性材料として、下式で表わされるジアセチレン
誘導体化合物: 10,12−ペンタコサシイツイン酸 (:、2 H25−CミC−Cミ(ニーCeH,6−C
O0)IをクロロホルムにlX10−3Mの濃度で溶か
し、その溶液200JJJを水相9上に展開した。
Next, as a photosensitive material, a diacetylene derivative compound represented by the following formula:
O0)I was dissolved in chloroform at a concentration of 1×10 −3 M, and 200 JJJ of the solution was spread on aqueous phase 9.

溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、仕切板16を動かし
て表面圧を20mN/mまで高めた。基板11としてア
ンチモンをドープしたn1型シリコンウエハー(抵抗値
0.010〜0.011Ωcm’ )をフッ酸で表面酸
化膜をとり除き用いた。基板12を水面を横切る方向に
上下速度10mm/ff1inで静かに上下させ、30
層の単分子累積膜を形成した。
After the solvent chloroform was removed by evaporation, the partition plate 16 was moved to increase the surface pressure to 20 mN/m. As the substrate 11, an antimony-doped n1 type silicon wafer (resistance value 0.010 to 0.011 Ωcm') was used after removing the surface oxide film with hydrofluoric acid. Gently move the substrate 12 up and down in the direction across the water surface at a vertical speed of 10 mm/ff1 inch,
A monomolecular cumulative film of layers was formed.

水相上の単分子膜が基板上に移し取られると、水相上の
東分子膜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11の近傍に設けられた表面圧紙1
3及び懸架糸14により連結された表血圧計15により
表面圧をモニターし、制御回路系16を介して、仕切板
lOを移動させる。
When the monolayer on the aqueous phase is transferred onto the substrate, the surface pressure of the monolayer on the aqueous phase decreases. Therefore, in order to keep the surface pressure constant, the surface pressure paper 1 provided near the substrate 11 must be
3 and a surface blood pressure monitor 15 connected by a suspension thread 14, the surface pressure is monitored, and the partition plate IO is moved via a control circuit system 16.

上記の方法によって形成された単分子累積膜をX線散乱
及び原子吸光分析により測定した結果、重分を累積膜は
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。
As a result of measuring the monomolecular cumulative film formed by the above method by X-ray scattering and atomic absorption spectrometry, it was found that the cumulative film had a layered structure in which the thickness of one layer was 31. It was confirmed that it was incorporated as a carboxylate.

このようにして基板上に形成された感光性薄膜を24時
間風乾させ、感光性材料を含有する層を作成した。
The photosensitive thin film thus formed on the substrate was air-dried for 24 hours to create a layer containing a photosensitive material.

次に、下式で表わされるアラキシン酸 に113(CH,) 、、 (:00)1をクロロホル
ムにlX10−3Mの濃度で溶かし、その溶液200μ
を水相9上に展開した。
Next, dissolve 113 (CH,) , (:00) 1 in araxic acid represented by the following formula in chloroform at a concentration of lX10-3M, and add 200μ of the solution.
was developed on aqueous phase 9.

溶媒のクロロホルムを蒸発除去後、仕切板IOを動かし
て表面圧を20+nN/mまで高めた。基板11として
前記感光層を塗布したシリコン基板を水面を横切る方向
に上下速度10mm/minで静かに上下させ、30層
の単分子累積膜を形成し、螢光物質を含有する層6とし
た。
After the solvent chloroform was removed by evaporation, the partition plate IO was moved to increase the surface pressure to 20+nN/m. A silicon substrate coated with the photosensitive layer as the substrate 11 was gently moved up and down in the direction across the water surface at a vertical speed of 10 mm/min to form a monomolecular cumulative film of 30 layers, which was used as the layer 6 containing a fluorescent substance.

次に、X線(RhLα)をパターン照射した後、所定の
現像およびリンスを行ないレジストパターンを形成した
Next, after pattern irradiation with X-rays (RhLα), prescribed development and rinsing were performed to form a resist pattern.

この結果、スピンナ塗布や蒸着のような従来法によって
得られたものでは約30分の照射で80%の残膜が得ら
れたが、本発明によれば約115の6分で同様の結果が
得られることが判った。
As a result, with conventional methods such as spinner coating and vapor deposition, 80% residual film was obtained after about 30 minutes of irradiation, but according to the present invention, similar results were obtained in about 6 minutes of irradiation. I found out that I can get it.

本実施例の場合、感光性材料を含有する層1内にも遷移
金属がとり込まれ、感光性材料を含有する層内からも螢
光が発生し、感度が向上しているものと思われる。
In the case of this example, the transition metal is incorporated into the layer 1 containing the photosensitive material, and fluorescence is also generated from within the layer containing the photosensitive material, which seems to improve the sensitivity. .

実施例2 水相9として純水を用い、炭酸水素カリウムを5XIO
’Mとなるように溶解した。
Example 2 Using pure water as the aqueous phase 9, potassium hydrogen carbonate was mixed with 5XIO
'M was dissolved.

次に感光性材料として、下式で表わされるジアセチレン
誘導体化合物: 2,4−トリコサデカシイツイン酸の
マンガン塩 (四BH37−C=(ニーC=C=C−C00)2をク
ロロホルムにlX10−3Mの濃度で溶かし、その溶液
200#LLを水相9上に展開し、仕切板!0を動かし
て表面圧を30mN/mまで高めた。
Next, as a photosensitive material, a diacetylene derivative compound represented by the following formula: Manganese salt of 2,4-tricosadecacyuic acid (4BH37-C=(neeC=C=C-C00)2 was dissolved in chloroform at 1×10 The solution was dissolved at a concentration of -3M, and 200 #LL of the solution was spread on the aqueous phase 9, and the surface pressure was increased to 30 mN/m by moving the partition plate !0.

基板12としてアルミニウムを1500人蒸着したシリ
コンウェハーを用い、実施例1と同様の条件で30層の
単分子累積膜を得て、感光性材料を含有する層1とした
Using a silicon wafer on which 1,500 layers of aluminum were deposited as the substrate 12, a 30-layer monomolecular cumulative film was obtained under the same conditions as in Example 1 to form a layer 1 containing a photosensitive material.

次に、水相を純水に入れ替えて、螢光物質としてステア
リン酸の鉛塩 (CH3(Cl(2)、6Coo)2Pbをクロロホル
ムにlXl0−3Mの濃度で溶かし、その溶液200μ
を水相8上に展開し、仕切板9を動かして表面圧を20
mN/mまで高めた。基板IOとして前記感光層を形成
した基板を用いて、30層の単分子累積膜を得て、螢光
物質を含有する層6とした。
Next, replace the aqueous phase with pure water, dissolve lead salt of stearic acid (CH3(Cl(2),6Coo)2Pb as a fluorescent substance in chloroform at a concentration of 1X10-3M, and add 200μ of the solution.
is spread on the water phase 8, and the surface pressure is increased to 20% by moving the partition plate 9.
It was increased to mN/m. Using the substrate on which the photosensitive layer was formed as the substrate IO, a 30-layer monomolecular cumulative film was obtained to form a layer 6 containing a fluorescent substance.

次に、X線Pd (L)をパターン照射した後、所定の
現像処理を行なってレジストパターンを形成した。
Next, after pattern irradiation with X-rays Pd (L), a predetermined development process was performed to form a resist pattern.

この結果、スピンナ塗布や蒸着のような従来法によって
得られたものでは約+00mJ/ctn”の露光量で5
0%の残膜のレジストパターンを形成できたものが、本
発明によれば約1/3の35mJ/cm’で良好なパタ
ーンを形成できることが判った。
As a result, the exposure amount of approximately +00 mJ/ctn'' was 5.
It was found that although a resist pattern with 0% residual film could be formed, according to the present invention, a good pattern could be formed at about 1/3 of that, 35 mJ/cm'.

実施例3 水相9として、1×lO″M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5xlO’Mとなるよ
うに溶解した。
Example 3 As the aqueous phase 9, an aqueous cadmium chloride solution of 1×1O″M was used, and sodium hydrogen carbonate was further dissolved therein to give a concentration of 5×1O′M.

次に感光性材料として、下式で表わされるジアセチレン
誘導体化合物+ 22.24−ペンタコサシイツイン酸 HC三〇−GE(ニーC2゜H4゜−にOOHをクロロ
ホルムにlX10−3Mの濃度で溶かし、仕切板11を
動かして表面圧を40mN/mまで高めた。
Next, as a photosensitive material, a diacetylene derivative compound represented by the following formula + 22.24-pentacosacyitic acid HC30-GE (nee C2゜H4゜-) was prepared by dissolving OOH in chloroform at a concentration of lX10-3M. The surface pressure was increased to 40 mN/m by moving the partition plate 11.

基板12として表面を熱酸化して1000人の5i02
膜としたシリコンウェハーを用い、実施例1と同様の方
法で成膜した後、マンガン水溶液に浸し1時間放置した
。乾燥後、単分子累積膜を原子吸光分析により測定し、
膜中のカドミウムがマンガンに置換されていることを確
認した。
5i02 of 1000 people by thermally oxidizing the surface as the substrate 12
A film was formed using a silicon wafer in the same manner as in Example 1, and then immersed in a manganese aqueous solution and left for one hour. After drying, the monomolecular cumulative film was measured by atomic absorption spectrometry.
It was confirmed that cadmium in the film was replaced with manganese.

水相9として純水を用い、ベヘン酸 el+3(CH2)2゜C0OH をクロロホルムにlXl0−3Mの濃度で溶かし、仕切
板IOを動かして表面圧を20mN/mまで高めた。首
記感光層1を塗布した基板11上に、30層の単分子累
積膜を成膜した後、塩化マンガン水溶液中に浸し1時間
放置した。乾燥後、単分子累積膜を原子吸光分析により
測定し、膜内にマンガンがとり込まれていることを確認
した。これを螢光物質をしてなる層6とし、リソグラフ
ィ用レジストとした。
Using pure water as the aqueous phase 9, behenic acid el+3(CH2)2°C0OH was dissolved in chloroform at a concentration of 1X10-3M, and the surface pressure was increased to 20 mN/m by moving the partition plate IO. A 30-layer monomolecular cumulative film was formed on the substrate 11 coated with the photosensitive layer 1, and then immersed in a manganese chloride aqueous solution and left for one hour. After drying, the monomolecular cumulative film was measured by atomic absorption spectrometry, and it was confirmed that manganese was incorporated into the film. This was used as a layer 6 made of a fluorescent substance and used as a resist for lithography.

次に、X線(Alにα)を用いてパターン露光した後、
所定の現像処理を行なってレジストパターンを形成した
Next, after pattern exposure using X-rays (α for Al),
A resist pattern was formed by performing a prescribed development process.

この結果、スピンナ塗布や蒸着のような従来法によって
得られたものに比べ約1/3の露光量で1分に良好なレ
ジストパターンを形成することかできることが判った。
As a result, it was found that a good resist pattern could be formed in one minute with about 1/3 the exposure dose compared to that obtained by conventional methods such as spinner coating or vapor deposition.

実施例4 水相9として純水を用い、感光性材料としてω−トリコ
セン酸(CH2−CH((:H2) 20 (:0O)
1)を1×10−3Mクロロホルム溶液として、水相上
に展開後、20niN/mまで押し縮め、シリコン基板
11上に30層累積し感光性材料を含有する層1を形成
した。
Example 4 Pure water was used as the aqueous phase 9, and ω-tricosenic acid (CH2-CH((:H2) 20 (:0O)
1) was developed as a 1×10 −3 M chloroform solution on an aqueous phase, compressed to 20 niN/m, and 30 layers were accumulated on a silicon substrate 11 to form a layer 1 containing a photosensitive material.

次に、螢光物質としてアラキシン酸亜鉛を用い、航記と
同様の方法で、20層累積し、螢光物質を含有する層6
とした。
Next, using zinc araxinate as a fluorescent substance, 20 layers were accumulated in the same manner as described above, and 6 layers containing the fluorescent substance were stacked.
And so.

次に、X線(CuL線)を用いてパターン露光した後、
所定の現像処理を行ないレジストパターンを形成し残膜
測定を行なった。
Next, after pattern exposure using X-rays (CuL rays),
A resist pattern was formed by performing a prescribed development process, and the remaining film was measured.

この結果、スピンナ塗布や蒸着のような従来法によって
得られたものでは200mJ/ctn’の露光が必要で
あった場合でも、本発明によれば約50mJ/crn”
の露光量で同等の膜厚を得ることができた。
As a result, even if conventional methods such as spinner coating and vapor deposition require an exposure of 200 mJ/ctn', the present invention provides an exposure of approximately 50 mJ/crn'.
The same film thickness could be obtained with an exposure dose of .

(発明の効果) 以上説明したように、本発明のリソグラフィ用レジスト
を用いてリソグラフィを行なえば、レジスト中に存在す
る螢光物質が照射エネルギーに曝されることにより2次
照射線を発生し、この2次照射線と照射エネルギーの両
者によってレジストを感光するので、レジストの実効感
度が向上し良好なリソグラフィを実施することができる
。また、マスク材保持薄膜としてX線透過率や厚さ等の
厳しい条件を緩和してリソグラフィを実施することがで
きる。
(Effects of the Invention) As explained above, when lithography is performed using the lithography resist of the present invention, the fluorescent substance present in the resist is exposed to irradiation energy to generate secondary irradiation radiation, Since the resist is exposed to both the secondary irradiation radiation and the irradiation energy, the effective sensitivity of the resist is improved and good lithography can be performed. In addition, lithography can be performed by relaxing strict conditions such as X-ray transmittance and thickness as a mask material holding thin film.

さらに、本発明が特に他のX線感度増強法に比して優位
な点はこれまでに光感光性レジスト(可視、紫外、遠紫
外レジストを含む)として使用してきたほとんどのレジ
ストに通用可能なことである。現在X線レジストとして
適用可能な代表的なレジストとしてクロロメチル化ポリ
スチレンがある。しかし、このレジストの感度を増強す
るために塩素の量を増加させた場合シリコン基板との密
着性が低下し使用に耐えなくなる。このように一般には
感度を増強させる場合には他の重要な性能、例えば解像
力、ガンマ(コントラスト)、現像性能、密着性、液保
存性等を犠牲にせざるをえない。ところが、感光性材料
を含有する層を形成するにあたり、東分子膜累積法を用
いることにより、 ・感光性材料を含有する層と基板との密着性がよい、 ・均一な薄膜であるため解像度がすぐれているレジスト
膜となり、更に遷移金属を含有することにより、螢光物
質を含有する層からのみでなく、感光性材料を含有する
層内において発生する螢光をも利用することにより、感
度が飛躍的に向上した。
Furthermore, the advantage of the present invention over other X-ray sensitivity enhancement methods is that it can be applied to most resists that have been used as photosensitive resists (including visible, ultraviolet, and deep ultraviolet resists). That's true. At present, chloromethylated polystyrene is a typical resist that can be used as an X-ray resist. However, if the amount of chlorine is increased to enhance the sensitivity of this resist, the adhesion to the silicon substrate decreases, making it unusable. In general, when sensitivity is increased, other important performances such as resolving power, gamma (contrast), developing performance, adhesion, and liquid storage stability must be sacrificed. However, when forming a layer containing a photosensitive material, by using the Higashi molecular film accumulation method, the layer containing the photosensitive material has good adhesion to the substrate, and the resolution is low because it is a uniform thin film. It becomes an excellent resist film, and by containing a transition metal, the sensitivity is improved by utilizing the fluorescence generated not only from the layer containing the fluorescent substance but also within the layer containing the photosensitive material. It has improved dramatically.

更に螢光物質を含有する層も単分子累積法を用いて成膜
することにより、膜厚が小さく発生する螢光の広がりが
小さいため、解像度の劣化の起こらないものであり、感
光性材料層を含有する層との密着性もよい。
Furthermore, by forming the layer containing the fluorescent substance using the single-molecule accumulation method, the film thickness is small and the spread of the generated fluorescence is small, so there is no deterioration in resolution, and the photosensitive material layer It also has good adhesion with layers containing .

本発明は従来の常識を覆し各レジストの性能を保ちつつ
感度のみを増強し得るものであり、従来法と比較して極
めて優れたレジストである。
The present invention overturns conventional common sense and can enhance only the sensitivity while maintaining the performance of each resist, and is an extremely superior resist compared to conventional methods.

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

第1図(a)は本発明のレジストを基板上に設けた断面
図であり、第1図(b) (C)は本発明のレジストに
用いられる感光性材料の単分子の模式図であり、第1図
(d)は本発明のレジストに用いられる螢光物質の学分
子の模式図であり、第2図(a) (b)は単分子膜又
はその累積膜を製造するための装置図、第3図はリソグ
ラフィ法を説明する図である。 1:感光性材料の単分子(感光性材料を含有する層) 2:親木基、 3:疎水基、      4:感光性部位、5:遷移金
属(もしくはイオン)、 6:螢光物質の単分子(螢光物質を含有する層) 7:基板(担体)、 8:水槽、       9:水相 IO=仕切板      目:基板(担体)12:枠 
       13:表面圧紙、14:懸架糸    
  15:表面圧針16二制御回路系    I7:担
体上下腕18:溝       19:X線源 20:マスク枠     21:マスクパターン22:
マスク保持薄膜  23:基板(担体)24:感光性材
料を含有する層(レジスト)25:螢光物質を特徴する
FIG. 1(a) is a cross-sectional view of the resist of the present invention provided on a substrate, and FIG. 1(b) and (C) are schematic diagrams of a single molecule of the photosensitive material used in the resist of the present invention. , FIG. 1(d) is a schematic diagram of the chemical molecules of the fluorescent substance used in the resist of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining the lithography method. 1: Single molecule of photosensitive material (layer containing photosensitive material) 2: Parent group, 3: Hydrophobic group, 4: Photosensitive site, 5: Transition metal (or ion), 6: Single molecule of fluorescent substance Molecule (layer containing fluorescent substance) 7: Substrate (carrier), 8: Water tank, 9: Water phase IO = partition plate Eye: Substrate (carrier) 12: Frame
13: Surface pressure paper, 14: Suspension thread
15: Surface pressure needle 16 2 control circuit system I7: Carrier upper and lower arms 18: Groove 19: X-ray source 20: Mask frame 21: Mask pattern 22:
Mask holding thin film 23: Substrate (carrier) 24: Layer containing photosensitive material (resist) 25: Characterized by fluorescent substance

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)、照射エネルギーに感光させる感光性材料を含有
する層と、該照射エネルギーに曝されることによって該
感光性材料を感光する螢光線を発生する螢光物質を含有
する層を有し、且つ前記感光性材料を含有する層及び螢
光物質を含有する層がそれぞれ感光性材料及び螢光物質
を含む有機化合物の単分子膜又はその累積膜を含むこと
を特徴とするリソグラフィ用レジスト。
(1) comprising a layer containing a photosensitive material that is sensitized to irradiation energy and a layer containing a fluorescent substance that generates fluorescent rays that sensitize the photosensitive material when exposed to the irradiation energy; A resist for lithography, wherein the layer containing the photosensitive material and the layer containing the fluorescent substance each include a monomolecular film of an organic compound containing a photosensitive material and a fluorescent substance, or a cumulative film thereof.
(2)、前記感光性材料を含有する層及び/又は螢光物
質を含有する層に遷移金属が含有されている特許請求の
範囲第1項記載のリソグラフィ用レジスト。
(2) The resist for lithography according to claim 1, wherein the layer containing the photosensitive material and/or the layer containing the fluorescent substance contains a transition metal.
JP13175986A 1986-06-09 1986-06-09 Resist for lithography Pending JPS62288822A (en)

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