JPH03182757A - Formation of rugged pattern - Google Patents

Formation of rugged pattern

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JPH03182757A
JPH03182757A JP1321371A JP32137189A JPH03182757A JP H03182757 A JPH03182757 A JP H03182757A JP 1321371 A JP1321371 A JP 1321371A JP 32137189 A JP32137189 A JP 32137189A JP H03182757 A JPH03182757 A JP H03182757A
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pattern
energy beam
film
forming
uneven pattern
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JP1321371A
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Japanese (ja)
Inventor
Masao Sugata
菅田 正夫
Hideo Kato
日出夫 加藤
Tsutomu Ikeda
勉 池田
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Canon Inc
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Electron Beam Exposure (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form high-sensitivity rugged patterns by separating a stage for irradiating a film consisting of a high-molecular material with an energy beam and a stage for heating the film so as to avert the abrasion of the high- molecular film. CONSTITUTION:The high-molecular material consisting of particularly halogenated hydrocarbon chains is used in terms of the easy dissociation of chemical bonds by the energy beam and the durability, etc., of the formed rugged patterns. The film 3 consisting of the high-molecular material is irradiated with the energy beam 4 and is heated in an oxidative atmosphere. The energy quantity of this energy beam 4 is then suppressed to the extent of not causing the abrasion of the high-molecular film 3 at the time of irradiating the high-molecular film 3 with the energy beam 4. The reflection of the energy beam on a substrate 1 and the release of secondary electrons are thereby suppressed and the degradation in pattern resolution and the damage of the substrate itself are averted. The rugged patterns of the high sensitivity and high resolution are stably obtd. with good reproducibility.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はエネルギービームの照射による凹凸パターン(
レリーフパターン)の形成方法に関し、とりわけウェッ
ト現像処理工程を含まず、サブミクロンオーダーの凹凸
パターンを形成することが出来る凹凸パターンの形成方
法に関する。
Detailed Description of the Invention (Industrial Application Field) The present invention provides an uneven pattern (
The present invention relates to a method for forming a relief pattern (relief pattern), and particularly relates to a method for forming an uneven pattern that does not include a wet development process and can form an uneven pattern on the order of submicrons.

(従来の技術及びその問題点) 従来、集積回路等の微細パターンを形成する為に、種々
の無機或は有機レジスト材料が知られているが、これら
のレジスト材料を用いたパターン形成方法は、ポジ型、
ネガ型を問わず、DUV (短波長紫外光)、EB(エ
レクトロンビーム)及びX線等のエネルギービームな、
上記レジスト材料に照射して、照射部と未照射部とにお
けるレジスト材料中の分子量の差からなる潜像を形成し
た後、有機溶剤を用いて前記分子量の差に基づく溶解速
度の差を利用することにより、凹凸パターンを形成する
のが一般的であった。
(Prior art and its problems) Conventionally, various inorganic or organic resist materials have been known for forming fine patterns of integrated circuits, etc., but pattern forming methods using these resist materials are as follows: positive type,
Energy beams such as DUV (short wavelength ultraviolet light), EB (electron beam), and X-rays, regardless of negative type,
After irradiating the resist material to form a latent image consisting of a difference in molecular weight in the resist material between the irradiated area and the unirradiated area, an organic solvent is used to utilize the difference in dissolution rate based on the difference in molecular weight. Therefore, it was common to form a concavo-convex pattern.

しかしながら、前記従来の方法ではその現像工程、即ち
凹凸パターンの形成工程において有機溶剤を用いる為に
以下の様な問題点を有していた。
However, the conventional method uses an organic solvent in the development step, that is, the step of forming the uneven pattern, and therefore has the following problems.

l)用いるレジスト材料によって有機溶剤の選定が難し
い。
l) It is difficult to select an organic solvent depending on the resist material used.

2)有機溶剤でレジスト材料高分子が膨潤したり、形成
パターンが剥れたりして、微細パターンの形成が難しい
2) It is difficult to form fine patterns because the organic solvent causes the resist material polymer to swell and the formed pattern to peel off.

又、近年、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)膜
に電子線パルスを照射し、これを完全自己蒸発(アブレ
ーション)させてビアーホールを形成することにより、
凹凸パターンを形成する方法が知られている[J、 K
r1shnas wamg et al、、 SPTE
Symp、 Proc、 1089(1989,3)参
照]。かかる凹凸パターンの形成方法は、有機溶剤を用
いないドライ現像処理方法である為、前記l)及び2)
の如き問題点は有しないが、PTFE膜と基板界面での
エネルギービームの反射或は二次電子の放出によるパタ
ーン解像度の低下及び集積回路基板自身へのダメージの
増大等の新たな問題点を有している。
In addition, in recent years, polytetrafluoroethylene (PTFE) membranes are irradiated with electron beam pulses and completely self-evaporated (ablated) to form via holes.
A method of forming a concavo-convex pattern is known [J, K
r1shnas wamg et al, SPTE
See Symp, Proc, 1089 (1989, 3)]. The method for forming such a concave-convex pattern is a dry development method that does not use an organic solvent.
However, it does have new problems such as a reduction in pattern resolution and increased damage to the integrated circuit board itself due to the reflection of the energy beam or the emission of secondary electrons at the interface between the PTFE film and the substrate. are doing.

従って本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決し
、有機溶剤によるウェット現像処理を必要とせず、しか
も高感度で高解像度の凹凸パターンが再現性良く安定し
て得られる凹凸パターンの形成方法を提供することにあ
る。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to form a concavo-convex pattern that does not require wet development using an organic solvent and can stably obtain a concave-convex pattern with high sensitivity and high resolution with good reproducibility. The purpose is to provide a method.

(問題点を解決する為の手段) 上記目的は以下の本発明によって達成される。(Means for solving problems) The above objects are achieved by the present invention as described below.

即ち、本発明は、炭素を主鎖とし、その側鎖に水素原子
及びハロゲン原子からなる群から選ばれる少なくとも1
種の原子を有している高分子材料からなる膜に対して、
a)エネルギービームを照射する工程、及びb)酸化性
雰囲気中で加熱する工程を有することを特徴とする凹凸
パターンの形成方法である。
That is, the present invention has carbon as the main chain, and at least one side chain thereof selected from the group consisting of hydrogen atoms and halogen atoms.
For a film made of a polymeric material containing seed atoms,
A method for forming a concavo-convex pattern, comprising: a) a step of irradiating an energy beam; and b) a step of heating in an oxidizing atmosphere.

(作  用) 特定の高分子膜にエネルギービームを照射する際に、該
エネルギービームのエネルギー量を上記高分子膜がアブ
レーションしない程度に抑制することにより、エネルギ
ービームの基板上での反射や二次電子の放出が抑えられ
、パターン解像度の低下及び基板自体の損傷が回避され
る。
(Function) When a specific polymer film is irradiated with an energy beam, the amount of energy of the energy beam is suppressed to the extent that the polymer film is not ablated, thereby preventing reflection of the energy beam on the substrate and secondary Emission of electrons is suppressed, and deterioration of pattern resolution and damage to the substrate itself are avoided.

上記工程においてエネルギービームの照射領域は高分子
構造が解離(劣化)しており、照射領域に対応した潜像
が形成されている。
In the above process, the polymer structure is dissociated (degraded) in the area irradiated with the energy beam, and a latent image corresponding to the irradiated area is formed.

上記層像を酸化性雰囲気中で加熱処理することにより、
前記エネルギービームの照射領域の高分子は迅速に揮散
して現像され、ポジ型の凹凸パターンが形成される。こ
の凹凸パターンは最初の工程で使用したエネルギービー
ムのエネルギー量が適度な範囲に制御されているので、
その形状はシャープであり、パターンの変形やシフトが
発生しない。
By heating the above layer image in an oxidizing atmosphere,
The polymer in the area irradiated with the energy beam is quickly volatilized and developed, forming a positive uneven pattern. This uneven pattern is created by controlling the energy amount of the energy beam used in the first process within an appropriate range.
Its shape is sharp and the pattern does not deform or shift.

(好ましい実施態様) 次に好ましい実施態様を挙げて本発明を更に詳しく説明
する。
(Preferred Embodiments) Next, the present invention will be described in more detail by citing preferred embodiments.

本発明で使用する高分子膜を形成する材料は、炭素を主
鎖とし、その側鎖に水素原子及びハロゲン原子からなる
群から選ばれる少なくとも1種の原子を有している高分
子材料である限り、従来公知の高分子材料はいずれも使
用することが出来る。
The material forming the polymer film used in the present invention is a polymer material that has carbon as its main chain and at least one type of atom selected from the group consisting of hydrogen atoms and halogen atoms in its side chains. As far as possible, any conventionally known polymeric materials can be used.

かかる高分子材料の例としては、エチレン、プロピレン
、ブテン、ブタジェン、イソプレン、クロロブレン、ス
チレン、塩化ビニル、酢酸ビニル、塩化ビニリデン、弗
化ビニル、弗化ビニリデン、(メタ)アクリル酸、これ
らのエステル、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)ア
クリルアミド等の単独重合体及びこれらの単量体の2種
以上からなる共重合体等、種々のものが挙げられるが、
エネルギービームによって化学結合が解離し易く(即ち
潜像形成が容易)、且つ形成された凹凸パターンの耐久
性、化学的及び物理的性質の点から好ましいものは、ハ
ロゲン化された炭化水素鎖からなるもの、例えば、PT
FE、ポリテトラクロロエチレン、ポリトリフルオロエ
チレン、ポリトリクロロエチレン、ポリジフルオロエチ
レン、ポリジクロロエチレン、ポリフルオロエチレン、
ポリクロロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン
、ポリプロモトリフルオロエチレン或はこれらを構成す
る単量体同士の共重合体が挙げられる。
Examples of such polymeric materials include ethylene, propylene, butene, butadiene, isoprene, chlorobrene, styrene, vinyl chloride, vinyl acetate, vinylidene chloride, vinyl fluoride, vinylidene fluoride, (meth)acrylic acid, esters thereof, There are various examples including homopolymers such as (meth)acrylonitrile and (meth)acrylamide, and copolymers consisting of two or more of these monomers.
It is preferable that chemical bonds are easily dissociated by the energy beam (that is, it is easy to form a latent image) and that the formed uneven pattern is made of halogenated hydrocarbon chains in terms of durability, chemical and physical properties. things, e.g. PT
FE, polytetrachlorethylene, polytrifluoroethylene, polytrichlorethylene, polydifluoroethylene, polydichloroethylene, polyfluoroethylene,
Examples include polychloroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polypromotrifluoroethylene, and copolymers of monomers constituting these.

上記の如き高分子材料からなる高分子膜は、シリコンウ
ェハー等の任意の基板上に薄膜、一般的には0.05乃
至5μm1好ましくは0.2乃至1.2μmの厚みに形
成することが好ましく、膜厚が上記範囲未満であるとピ
ンホールが発生し易くなり、ファインパターンの形成が
し難くなる等の点で不満足であり、一方、上記範囲を越
える膜厚である場合には高アスペクト比のパターンが得
にくくなる等の点で好ましくない。
The polymer film made of the above polymer material is preferably formed as a thin film, generally 0.05 to 5 μm thick, preferably 0.2 to 1.2 μm thick, on any substrate such as a silicon wafer. If the film thickness is less than the above range, pinholes are likely to occur, making it difficult to form a fine pattern, which is unsatisfactory.On the other hand, if the film thickness exceeds the above range, it may result in a high aspect ratio. This is undesirable in that it becomes difficult to obtain a pattern.

上記高分子膜の成膜方法としては従来公知のいずれの方
法でもよいが、薄膜の均−性等の点がらは、CVD法(
化学的気相堆積法)、プラズマCVD法、光CVD法、
スパッタリング法、リアクティブ・スパッタリング法、
イオンブレーティング法、電子ビーム蒸着法が好適であ
る。
The above-mentioned polymer film may be formed by any conventionally known method; however, from the point of view of thin film uniformity, CVD method (
chemical vapor deposition method), plasma CVD method, photoCVD method,
Sputtering method, reactive sputtering method,
Ion blating method and electron beam evaporation method are suitable.

工程a)において、上記高分子膜に照射するエネルギー
ビームとしては、上記高分子膜の化学結合を解離させる
エネルギービームであればいずれのエネルギービームで
もよいが、得られる凹凸パターンの解像性等を考慮する
と、DUV、VUV(真空紫外光)、EB、X線、IB
(イオンビーム)等が好ましい。
In step a), the energy beam irradiated onto the polymer film may be any energy beam that can dissociate the chemical bonds in the polymer film, but the resolution of the resulting concavo-convex pattern, etc. Considering DUV, VUV (vacuum ultraviolet light), EB, X-ray, IB
(ion beam) etc. are preferred.

エネルギービームの照射方法は、高分子膜を選択的に照
射する方法であり、例えば、描画方法や遮光マスク等を
使用する従来公知の照射方法でよい。
The energy beam irradiation method is a method of selectively irradiating the polymer film, and may be, for example, a conventionally known irradiation method using a drawing method, a light shielding mask, or the like.

照射するエネルギー量は、1つは高分子膜のアブレーシ
ョンが起こらないことが必須の条件であり、更に好まし
くは高分子膜のアブレーションが生ぜず、且つエネルギ
ービームが高分子膜を透過して基板面に達しない照射量
であることが好ましい。
Regarding the amount of energy to be irradiated, one of the essential conditions is that no ablation of the polymer film occurs, and more preferably, that no ablation of the polymer film occurs, and that the energy beam passes through the polymer film and reaches the substrate surface. It is preferable that the irradiation amount does not reach .

かかるエネルギービームの照射量は、使用する高分子材
料の種類、その膜厚、所望の凹凸パターン形状及び使用
するエネルギービーム等の種類によって種々変化し一層
には規定出来ないが、後述の実施例に例示する様に選択
した高分子材料の種類、膜厚、基板の種類、エネルギー
ビームの種類等によって数回の実験によって当業者が容
易に決定することが可能である。
The irradiation amount of such an energy beam varies depending on the type of polymer material used, its film thickness, the desired uneven pattern shape, the type of energy beam used, etc., and cannot be further specified. As illustrated, it can be easily determined by those skilled in the art through several experiments depending on the type of polymer material, film thickness, substrate type, energy beam type, etc. selected.

以上の如きエネルギービームの照射によって、高分子膜
を構成している高分子材料の炭素−水素結合或は炭素−
ハロゲン結合が解離し、かかる解離部位(照射部位)と
未解離部位(未照射部位)とからなる潜像が形成される
(第1図す参照)。
By irradiating the energy beam as described above, carbon-hydrogen bonds or carbon-hydrogen bonds in the polymer material constituting the polymer film are
The halogen bonds are dissociated, and a latent image consisting of such dissociated sites (irradiated sites) and undissociated sites (unirradiated sites) is formed (see Figure 1).

又、エネルギービームの照射量によって形成される凹凸
形状の深さが変化し、エネルギービームが基板面付近に
達する場合には、図示の様に高分子膜の全部が揮散され
、一方、照射量が少なくなる程、凹部の深さは減少する
In addition, the depth of the uneven shape formed by the energy beam irradiation changes, and when the energy beam reaches near the substrate surface, the entire polymer film is volatilized as shown in the figure, while the irradiation amount changes. As the number decreases, the depth of the recess decreases.

次に上記潜像を現像する為の酸化性雰囲気中での加熱工
程b)を説明する。
Next, the heating step b) in an oxidizing atmosphere for developing the latent image will be explained.

かかる加熱工程は、前記エネルギービームを照射する工
程の後に実施してもよいし、又、エネルギービームの照
射と同時であってもよい。
Such a heating step may be performed after the step of irradiating the energy beam, or may be performed simultaneously with the irradiation of the energy beam.

酸化性雰囲気とは、空気(大気)に比較してより酸化性
雰囲気であることを意味し、例えば、酸素、オゾン等の
酸化性ガス雰囲気を加熱工程を行う系に、系全体の60
%以上、更に好ましくは80%以上となるように導入せ
しめることにより得られる雰囲気をいう。ここで前記酸
化性ガスの系全体に占める割合を60%以上とすること
は現像処理時間が一層短縮され、パターン形成もより一
層シャープとなるので好ましい。又、その圧力は減圧下
でも加圧化でもよく特に限定されない。
An oxidizing atmosphere means an atmosphere that is more oxidizing than air (atmosphere). For example, if an oxidizing gas atmosphere such as oxygen or ozone is applied to a system in which a heating process is performed, 60% of the entire system is heated.
% or more, more preferably 80% or more. Here, it is preferable that the proportion of the oxidizing gas in the entire system be 60% or more, since this further reduces the development processing time and further sharpens pattern formation. Moreover, the pressure may be under reduced pressure or increased pressure and is not particularly limited.

酸素量は得られる凹凸パターンのアスペクト比を決める
因子となっている。この様な酸化性雰囲気を採用するこ
とによって、より低温での現像処理が可能で、熱による
凹凸パターンの変形等が一層良好に防止される。
The amount of oxygen is a factor that determines the aspect ratio of the resulting uneven pattern. By employing such an oxidizing atmosphere, development processing can be performed at a lower temperature, and deformation of the uneven pattern due to heat can be better prevented.

加熱処理に使用する温度は、使用する高分子の種類、そ
の膜厚、所望の凹凸パターン及び使用するエネルギービ
ームの種類等によって種々変化し一層には規定出来ない
が、一般的には50乃至550℃、好ましくは80乃至
500℃の温度で、加熱時間は一般的には0.5秒乃至
1時間、好ましくは1秒乃至30分間程度である。
The temperature used for the heat treatment varies depending on the type of polymer used, its film thickness, the desired unevenness pattern, the type of energy beam used, etc., and cannot be further specified, but it is generally between 50 and 550. The heating time is generally about 0.5 seconds to 1 hour, preferably about 1 second to 30 minutes.

又、加熱方法としては、オーブンによる加熱、ホットプ
レートによる加熱、ランプ等を利用したフラッシュアニ
ール法等、種々の方法を利用することが出来る。
Further, various heating methods can be used, such as heating with an oven, heating with a hot plate, and flash annealing using a lamp or the like.

上記b)工程においては、前記a)工程で形成された潜
像の結合解離部位(エネルギービーム照射部位)が揮散
されて、所望の凹凸パターンが形成される(第2図C参
照)。
In the above step b), the bond/dissociation site (the energy beam irradiation site) of the latent image formed in the above step a) is volatilized to form a desired uneven pattern (see FIG. 2C).

以上の通り、本発明の凹凸パターン形成方法は上記a)
工程及びb)工程を有するが、これらの工程は同−又は
異なる装置内で順次行ってもよいし、連続して行っても
よいし、更に同時に行ってもよく、更にその前後に高分
子膜の成膜工程や凹凸パターンの後処理工程を付加して
もよいのは当然である。
As mentioned above, the method for forming a concavo-convex pattern of the present invention is as described in a) above.
These steps may be performed sequentially in the same or different equipment, consecutively, or simultaneously. It goes without saying that a film forming step and a post-processing step for forming the uneven pattern may be added.

(実施例) 次に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳細に説明
する。
(Example) Next, the present invention will be explained in more detail by giving examples and comparative examples.

実施例1 第1図示の如< SiO□膜2を設けたシリコンウェA
−1上に、クロロトリフルオロロエチレンヲ原料として
プラズマCVD法により、厚み1μmのポリクロロトリ
フルオロエチレン膜3を形成した。
Example 1 Silicon wafer A provided with SiO□ film 2 as shown in the first figure
-1, a polychlorotrifluoroethylene film 3 having a thickness of 1 μm was formed by plasma CVD using chlorotrifluoroethylene as a raw material.

次いでヘリウム雰囲気中において、X線源として電子線
励起固定ターゲット(Rh二波長=4.6)方式のもの
を用い、加速電圧=20kV、加速電流=48mAの条
件下で180分間所望の像を密着露光した。尚、この露
光条件は膜面で100mJ/crtrであった。
Next, in a helium atmosphere, using an electron beam excitation fixed target (Rh dual wavelength = 4.6) type X-ray source, a desired image was closely focused for 180 minutes under the conditions of accelerating voltage = 20 kV and accelerating current = 48 mA. exposed. Note that this exposure condition was 100 mJ/crtr on the film surface.

得られた潜像パターンを酸素/窒素=5:lの雰囲気中
で150℃で加熱すると、露光部が除去されて未露光部
が残存するポジ型凹凸パターンが得られた。
When the obtained latent image pattern was heated at 150° C. in an atmosphere of oxygen/nitrogen=5:l, a positive uneven pattern in which exposed areas were removed and unexposed areas remained was obtained.

上記パターンの線幅は、0.35及び0.5μmのもの
についてもパターンの変形及びパターン寸法のシフトは
認められず、高感度で高解像度のポジ型凹凸パターンが
得られた。
Even when the line width of the above-mentioned pattern was 0.35 and 0.5 μm, no deformation of the pattern or shift of pattern dimensions was observed, and a positive uneven pattern with high sensitivity and high resolution was obtained.

実施例2 実施例1において露光領域を4分割して露光時間を夫々
45分間、90分間、135分間及び180分間とし、
以下実施例1と同様にして所望の像を密着露光した。
Example 2 In Example 1, the exposure area was divided into four, and the exposure time was set to 45 minutes, 90 minutes, 135 minutes, and 180 minutes, respectively.
Thereafter, a desired image was subjected to contact exposure in the same manner as in Example 1.

得られた潜像パターンを酸素/窒素=5:1の雰囲気中
で120℃で加熱したところ、露光時間に応じた厚みを
有するポジ型凹凸パターンが形成された。
When the obtained latent image pattern was heated at 120° C. in an atmosphere of oxygen/nitrogen=5:1, a positive uneven pattern having a thickness corresponding to the exposure time was formed.

上記パターンの線幅は0.35乃至1μmのライン・ア
ンド・スペースであり、パターンの線幅の変形及びパタ
ーン寸法のシフトは認められず、高感度で高解像度のポ
ジ型凹凸パターンが得られた。
The line width of the above pattern was line and space of 0.35 to 1 μm, and no deformation of the pattern line width or shift of pattern dimensions was observed, and a positive uneven pattern with high sensitivity and high resolution was obtained. .

実施例3 実施例1と同様の方法で、テトラフルオロエチレンを原
料として厚み1μmのPTFEプラズマ重合膜を成膜し
、次いでEB描画装置を用いて加速電圧=15kVで描
画して得た潜像パターンを酸素/窒素=4.5:1の酸
化性雰囲気中で120℃で加熱してポジ型凹凸パターン
を得た。
Example 3 A PTFE plasma polymerized film with a thickness of 1 μm was formed using tetrafluoroethylene as a raw material in the same manner as in Example 1, and then a latent image pattern was obtained by drawing using an EB drawing device at an accelerating voltage of 15 kV. was heated at 120°C in an oxidizing atmosphere of oxygen/nitrogen = 4.5:1 to obtain a positive uneven pattern.

上記パターンの線幅は0.25乃至ILtmのライン・
アンド・スペースであり、パターンの線幅の変形及びパ
ターン寸法のシフトは認められず、高感度で高解像度の
ポジ型凹凸パターンが得られた。
The line width of the above pattern is 0.25 to ILtm.
and spaces, and no deformation of the pattern line width or shift of the pattern dimensions was observed, and a positive type concavo-convex pattern with high sensitivity and high resolution was obtained.

実施例4 実施例3において露光領域を4分割して、夫々の領域に
対して露光量を80μC/cnf、7゜uC/an!、
60uC/crd及び50uC/crrfとして夫々の
像を描画した。
Example 4 In Example 3, the exposure area was divided into four, and the exposure amount for each area was 80 μC/cnf and 7° uC/an! ,
Each image was drawn as 60uC/crd and 50uC/crrf.

得られた潜像パターンを酸素/窒素=4.4:lの酸化
性雰囲気中で120’Cで加熱したところ、露光時間に
応じた厚みを有するポジ型凹凸パターンが形成された。
When the obtained latent image pattern was heated at 120'C in an oxidizing atmosphere of oxygen/nitrogen=4.4:l, a positive uneven pattern having a thickness corresponding to the exposure time was formed.

上記パターンの線幅は0.25乃至1μmのライン・ア
ンド・スペースであり、パターンの線幅の変形及びパタ
ーン寸法のシフトは認められず、高感度で高解像度のポ
ジ型凹凸パターンが得られた。
The line width of the above pattern was line and space of 0.25 to 1 μm, and no deformation of the pattern line width or shift of pattern dimensions was observed, and a positive uneven pattern with high sensitivity and high resolution was obtained. .

実施例5 実施例1と同様の方法でテトラフルオロエチレンを原料
として厚みIumのPTFEプラズマ重合膜を成膜し、
次いでポリイミド膜製穴開きマスクを介してアルゴン(
Ar”)イオンビームを照射して所望の潜像を形成した
。その際のアルゴン加速電圧は20kVとした。その後
、酸素/窒素=5:1の酸化性雰囲気中で130℃に加
熱してポジ型凹凸パターンを得た。
Example 5 A PTFE plasma polymerized film with a thickness of Ium was formed using tetrafluoroethylene as a raw material in the same manner as in Example 1,
Argon (
A desired latent image was formed by irradiation with an ion beam (Ar"). The argon acceleration voltage at that time was 20 kV. Thereafter, the positive image was heated to 130°C in an oxidizing atmosphere of oxygen/nitrogen = 5:1. A mold uneven pattern was obtained.

このパターンはマスクパターンに忠実な2乃至10μm
の幅のパターンであり、高感度で高解像度のポジ型凹凸
パターンが得られた。
This pattern is 2 to 10 μm faithful to the mask pattern.
A positive uneven pattern with high sensitivity and high resolution was obtained.

実施例6 実施例1と同様の方法でプロモトリフルオロエチレンを
原料として厚み1μmのポリプロモトリフルオロエチレ
ンのプラズマ重合膜を成膜し、次いでDUV照射装置を
用いて露光エネルギー4゜mJの条件下で照射して得た
潜像パターンを酸素/窒素=5.5:1の酸化性雰囲気
中で125℃に加熱してポジ型凹凸パターンを得た。
Example 6 A plasma polymerized film of polypromotrifluoroethylene having a thickness of 1 μm was formed using promotrifluoroethylene as a raw material in the same manner as in Example 1, and then using a DUV irradiation device under the condition of exposure energy of 4 mmJ. The latent image pattern obtained by irradiation was heated to 125° C. in an oxidizing atmosphere of oxygen/nitrogen=5.5:1 to obtain a positive uneven pattern.

上記ポジ型凹凸パターンの線幅は0.45乃至1μmの
ライン・アンド・スペースであり、パターンの線幅の変
形及びパターン寸法のシフトは認められず、高感度で高
解像度のパターンが得られた。
The line width of the above-mentioned positive concavo-convex pattern was line and space of 0.45 to 1 μm, and no deformation of the pattern line width or shift of pattern dimensions was observed, and a pattern with high sensitivity and high resolution was obtained. .

実施例7 実施例1と同様の方法でテトラフロロエチレンとエチレ
ン(C,H,)ガスを原料として厚み1μmのテトラフ
ルオロエチレンとエチレンの共重合体的プラズマ重合膜
を成膜し、次いでEB描画装置を用いて加速電圧=20
kVで描画して得た潜像パターンを酸素/窒素=5.5
:1の雰囲気中で加熱してポジ型凹凸パターンを得た。
Example 7 A plasma polymerized film of a copolymer of tetrafluoroethylene and ethylene with a thickness of 1 μm was formed using tetrafluoroethylene and ethylene (C, H,) gas as raw materials in the same manner as in Example 1, and then EB drawing was performed. Accelerating voltage using the device = 20
The latent image pattern obtained by drawing at kV is oxygen/nitrogen = 5.5
:Heating was performed in an atmosphere of 1 to obtain a positive uneven pattern.

上記パターンの線幅は0.25乃至1μmのライン・ア
ンド・スペースであり、パターンの線幅の変形及びパタ
ーン寸法のシフトは認められず、高感度で高解像度のパ
ターンが得られた。
The line width of the above pattern was line and space of 0.25 to 1 μm, and no deformation of the pattern line width or shift of pattern dimensions was observed, and a pattern with high sensitivity and high resolution was obtained.

比較例1 実施例3で用いたと同じプラズマCVD法で得た厚み1
μmのPTFEプラズマ重合膜を用意した。
Comparative Example 1 Thickness 1 obtained by the same plasma CVD method used in Example 3
A μm PTFE plasma polymerized membrane was prepared.

次いで、実施例3と同一のEB描画装置を用い加速電圧
=15kVで、露光量が100gC/cdとなる条件下
で描画した後、実施例3と同一条件で加熱したところ、
ポジ型凹凸パターンは得られたもののポジ型凹パターン
は目標線幅よりも細り、しかも線幅の変形を生じていた
Next, after drawing was performed using the same EB drawing apparatus as in Example 3 at an acceleration voltage of 15 kV and an exposure amount of 100 gC/cd, heating was performed under the same conditions as in Example 3.
Although a positive concave-convex pattern was obtained, the positive concave pattern was narrower than the target line width, and the line width was deformed.

尚、この条件下では既に潜像段階でパターンの如きもの
が顕微鏡で観察されていた。
Note that under these conditions, something like a pattern was already observed under a microscope at the latent image stage.

比較例2 実施例3で用いたと同じプラズマCVD法で得た厚み1
μmのPTFEプラズマ重合膜を用意した。
Comparative Example 2 Thickness 1 obtained by the same plasma CVD method used in Example 3
A μm PTFE plasma polymerized membrane was prepared.

次いで、実施例3と同一のEB描画装置を用い加速電圧
=15kVで、露光量が10μC/crtrどなる条件
下で描画した後、実施例3と同一条件で加熱したが、顕
微鏡観察で判定出来るレベルのポジ型凹パターンは形成
されていなかった。
Next, using the same EB lithography apparatus as in Example 3, lithography was performed at an acceleration voltage of 15 kV and an exposure dose of 10 μC/crtr, and then heated under the same conditions as in Example 3, but at a level that could be determined by microscopic observation. No positive concave pattern was formed.

(発明の効果) 以上説明した様に、本発明のパターン形成方法によれば
、凹凸パターン形成工程をエネルギービーム照射工程と
加熱工程とを分離することによって、高分子膜をアブレ
ーションさせたり、基板を損傷させたりすることなく、
凹凸パターンを形成することが可能となった。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the pattern forming method of the present invention, by separating the concavo-convex pattern forming process into the energy beam irradiation process and the heating process, it is possible to ablate the polymer film or to remove the substrate. without causing any damage,
It became possible to form an uneven pattern.

又、本発明方法は、サブミクロン領域にも適用し得るも
のであり、真空−貫プロセスに組み込むことが出来る。
Furthermore, the method of the present invention is applicable to the submicron region and can be incorporated into a vacuum-through process.

以上の如き本発明方法は、集積回路等の微細パターンの
形成に有用であると共に、従来のレジスト材料を使用す
る各種印刷版の製造にも有用である。
The method of the present invention as described above is useful for forming fine patterns such as integrated circuits, and is also useful for manufacturing various printing plates using conventional resist materials.

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

第1図は本発明のパターン形成方法の工程を模式的に説
明する図である。 aは高分子膜の成膜工程を示し、bはエネルギービーム
の照射工程を示し、Cは形成された凹凸パターンを示す
。 l:シリコンウェハー 2 : 5i(h膜 3:高分子膜 4:エネルギービーム 第 図 (C)
FIG. 1 is a diagram schematically explaining the steps of the pattern forming method of the present invention. A indicates the polymer film formation process, b indicates the energy beam irradiation process, and C indicates the formed uneven pattern. l: Silicon wafer 2: 5i (h film 3: polymer film 4: energy beam diagram (C)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)炭素を主鎖とし、その側鎖に水素原子及びハロゲ
ン原子からなる群から選ばれる少なくとも1種の原子を
有している高分子材料からなる膜に対して、a)エネル
ギービームを照射する工程、及びb)酸化性雰囲気中で
加熱する工程を有することを特徴とする凹凸パターンの
形成方法。
(1) A film made of a polymeric material having carbon as its main chain and at least one type of atom selected from the group consisting of hydrogen atoms and halogen atoms in its side chains is a) irradiated with an energy beam. and b) heating in an oxidizing atmosphere.
(2)高分子材料が、ハロゲン化炭化水素鎖からなる請
求項1に記載の凹凸パターンの形成方法。
(2) The method for forming an uneven pattern according to claim 1, wherein the polymeric material comprises a halogenated hydrocarbon chain.
(3)エネルギービームの照射量が、ビームが基板に達
しない量である請求項1に記載の凹凸パターンの形成方
法。
(3) The method for forming an uneven pattern according to claim 1, wherein the irradiation amount of the energy beam is such that the beam does not reach the substrate.
(4)エネルギービームの照射量が、高分子材料の化学
結合を解離させるが、該高分子材料を溶融しない量であ
る請求項1に記載の凹凸パターンの形成方法。
(4) The method for forming a concavo-convex pattern according to claim 1, wherein the energy beam is irradiated with an amount that dissociates chemical bonds in the polymeric material but does not melt the polymeric material.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029810A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Tokyo University Of Science Educational Foundation Administrative Organization Process for producing 3-dimensional mold, process for producing microfabrication product, process for producing micropattern molding, 3-dimensional mold, microfabrication product, micropattern molding and optical device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007029810A1 (en) * 2005-09-09 2007-03-15 Tokyo University Of Science Educational Foundation Administrative Organization Process for producing 3-dimensional mold, process for producing microfabrication product, process for producing micropattern molding, 3-dimensional mold, microfabrication product, micropattern molding and optical device

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