JPS647652B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS647652B2 JPS647652B2 JP55154962A JP15496280A JPS647652B2 JP S647652 B2 JPS647652 B2 JP S647652B2 JP 55154962 A JP55154962 A JP 55154962A JP 15496280 A JP15496280 A JP 15496280A JP S647652 B2 JPS647652 B2 JP S647652B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electron beam
- irradiation
- resist
- pattern
- exposed
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はドライ現像法、詳しくは微細加工用に
開発された電子線・Ｘ線レジストの高解像性を得
るドライ現像法に関するものである。
開発された電子線・Ｘ線レジストの高解像性を得
るドライ現像法に関するものである。
LSIやジヨセフソンマイクロブリツジ等素子の
微細化が進められるなかで高解像性電子線・Ｘ
線・遠紫外線レジスト材料が開発されている。こ
のなかで各種線源が照射された部分の分子量が低
下するいわゆるポジ形レジストは電子線照射部と
未照射部の分子量の差が適当な有機溶媒等によつ
て溶解速度が大きく変ることを利用してパターニ
ングを行なつているのが一般である。
微細化が進められるなかで高解像性電子線・Ｘ
線・遠紫外線レジスト材料が開発されている。こ
のなかで各種線源が照射された部分の分子量が低
下するいわゆるポジ形レジストは電子線照射部と
未照射部の分子量の差が適当な有機溶媒等によつ
て溶解速度が大きく変ることを利用してパターニ
ングを行なつているのが一般である。
このような溶媒を用いる従来の現像手法では溶
媒中でのレジスト高分子が膨潤したり、微細なパ
タンがはがれるなどの微細化パタンの現像法とし
ては欠点が大きい。従つて、溶媒を用いない、い
わゆるドライ現像法も二、三開発されているが、
いずれもドライエツチング装置という一般に熱を
伴う処理装置内で行なわれるため、レジストパタ
ンのダレ等を起し必ずしも微細パタンのドライ現
像法としては最適ではない。
媒中でのレジスト高分子が膨潤したり、微細なパ
タンがはがれるなどの微細化パタンの現像法とし
ては欠点が大きい。従つて、溶媒を用いない、い
わゆるドライ現像法も二、三開発されているが、
いずれもドライエツチング装置という一般に熱を
伴う処理装置内で行なわれるため、レジストパタ
ンのダレ等を起し必ずしも微細パタンのドライ現
像法としては最適ではない。
本発明はこのような欠点を除去すること、詳し
くはパタンを変形させず、良好な微細パタンを形
成しえるドライ現像法を提供することを目的とす
る。
くはパタンを変形させず、良好な微細パタンを形
成しえるドライ現像法を提供することを目的とす
る。
したがつて、本発明によるドライ現像法は、基
板に塗布された電子線レジストを電子線でパタン
露光後、全面を紫外線照射して、電子線未露光部
を除去することを特徴とするものである。
板に塗布された電子線レジストを電子線でパタン
露光後、全面を紫外線照射して、電子線未露光部
を除去することを特徴とするものである。
本発明によれば、従来の溶媒による現像と異な
り、現像中のパタン膨潤現象がなく、パタン精度
の良好な現像が実現しえる。また、従来のドライ
現像では熱を用いていたが、本発明によれば、熱
を用いないため、レジストの究極的高精度パタン
の現像が可能である。
り、現像中のパタン膨潤現象がなく、パタン精度
の良好な現像が実現しえる。また、従来のドライ
現像では熱を用いていたが、本発明によれば、熱
を用いないため、レジストの究極的高精度パタン
の現像が可能である。
本発明を更に詳しく説明する。
本発明によるドライ現像法によれば、基板上に
塗布された電子線レジストを電子線でパタン露光
する。このドライ現像法で用いられる電子線レジ
ストは主としてポジ形レジスト、たとえば電子
線、Ｘ線、遠紫外線用ポジ形レジストであり、具
体的にはポリヘキサフルオロメタクリレート（商
品名FBM）、ポリメチルメタクリレート
（PMMA；商品名エルバサイト2041）、ポリテト
ラフルオロプロピルメタクリレート（商品名
FPM）などのメタクリレート系樹脂を用いるこ
とができる。
塗布された電子線レジストを電子線でパタン露光
する。このドライ現像法で用いられる電子線レジ
ストは主としてポジ形レジスト、たとえば電子
線、Ｘ線、遠紫外線用ポジ形レジストであり、具
体的にはポリヘキサフルオロメタクリレート（商
品名FBM）、ポリメチルメタクリレート
（PMMA；商品名エルバサイト2041）、ポリテト
ラフルオロプロピルメタクリレート（商品名
FPM）などのメタクリレート系樹脂を用いるこ
とができる。
これらのメタクリレート系樹脂へ電子線を照射
すると、分子量に変化を生ずる。この電子照射に
対する分子量変化を第１図に示す。第１図におけ
るａ，ｂ，ｃはそれぞれ、下記のレジスト材の分
子量変化である。
すると、分子量に変化を生ずる。この電子照射に
対する分子量変化を第１図に示す。第１図におけ
るａ，ｂ，ｃはそれぞれ、下記のレジスト材の分
子量変化である。
ａ……ポリメチルメタクリレート
ｂ……ポリヘキサフルオロメタクリレート
ｃ……ポリテトラフルオロプロピルメタクリレ
ート 第１図より明かなように、いずれのレジストも
照射量が少ない領域では主にレジストの主鎖が切
断されて分子量低下をきたし、更に電子線照射量
を増やすと、架橋反応が起り分子量が大きくなり
溶媒に不溶となる。ただし、このような架橋状態
はいわゆるネガレジストの架橋状態とは異なり側
鎖の切断等副反応をうけ、必ずしも元のモノマ構
造を保持していないため、電子線未照射部と比べ
反応性や物性が異なるものである。
ート 第１図より明かなように、いずれのレジストも
照射量が少ない領域では主にレジストの主鎖が切
断されて分子量低下をきたし、更に電子線照射量
を増やすと、架橋反応が起り分子量が大きくなり
溶媒に不溶となる。ただし、このような架橋状態
はいわゆるネガレジストの架橋状態とは異なり側
鎖の切断等副反応をうけ、必ずしも元のモノマ構
造を保持していないため、電子線未照射部と比べ
反応性や物性が異なるものである。
このように電子線照射後、全面に紫外線を照射
し未露光部ないし低露光部を除去する。
し未露光部ないし低露光部を除去する。
未露光部ないし低露光部に対し、紫外線を照射
すると、前記メタクリレート系のレジストは側鎖
のカルボニル基の紫外線吸収により、分解反応が
生じ低分子量化される。低分子量化されたものは
沸点が低いため、常温でも一部は蒸発し、体積
（膜厚）が減少し、結極、除去されることになる。
すると、前記メタクリレート系のレジストは側鎖
のカルボニル基の紫外線吸収により、分解反応が
生じ低分子量化される。低分子量化されたものは
沸点が低いため、常温でも一部は蒸発し、体積
（膜厚）が減少し、結極、除去されることになる。
次に本発明の実施例について説明する。
比較例 １
ポリヘキサフルオロメタクリレートレジストを
スピントコートにより30mmφのシリコン基板上に
均一に塗布する。このときの厚みは3500Åであつ
た。これを電気炉で180℃、30分加熱する。これ
を電子線露光装置にて場所を変えながら照射時間
を変えて１×10-6クーロン／cm2〜５×10-3クーロ
ン／cm2照射した（１照射面積は50μm×500μm、
照射条件は加速電圧20KV、１×10-9A）。
スピントコートにより30mmφのシリコン基板上に
均一に塗布する。このときの厚みは3500Åであつ
た。これを電気炉で180℃、30分加熱する。これ
を電子線露光装置にて場所を変えながら照射時間
を変えて１×10-6クーロン／cm2〜５×10-3クーロ
ン／cm2照射した（１照射面積は50μm×500μm、
照射条件は加速電圧20KV、１×10-9A）。
その後、メチルイソブチルケトンで約20秒間現
像した所第２図のような露光量に対するレジスト
残膜である感度曲線が得られた。このように、ポ
リヘキサフルオロメタクリレートは通常の現像液
（イソプロパノール：メチルイソブチルケトン＝
150：１）では、露光された部分が膜べりするポ
ジ形レジストとなるが、メチルイソブチルケトン
のような強溶媒を用いるとポジ形領域のような低
電子線領域はおろか未照射領域も現像溶解し高照
射領域のみが残るいわゆるネガ形となる。
像した所第２図のような露光量に対するレジスト
残膜である感度曲線が得られた。このように、ポ
リヘキサフルオロメタクリレートは通常の現像液
（イソプロパノール：メチルイソブチルケトン＝
150：１）では、露光された部分が膜べりするポ
ジ形レジストとなるが、メチルイソブチルケトン
のような強溶媒を用いるとポジ形領域のような低
電子線領域はおろか未照射領域も現像溶解し高照
射領域のみが残るいわゆるネガ形となる。
実施例 １
比較例１と同様に電子線露光されたサンプルを
大気中で重水素ランプ（D2ランプ、200W、
1.5A）で照射（ランプから基板までの距離15cm）
すると、照射時間とともに電子線未照射部および
電子線低照射領域も膜べり量も多くなり約100分
照射すると電子線未照射部及び電子線低照射領域
の膜は完全になくなり、比較例１と同様に電子線
高射量域の部分のみが残つた。このように重水素
ランプを照射することによりネガ形の現像が可能
であつた。
大気中で重水素ランプ（D2ランプ、200W、
1.5A）で照射（ランプから基板までの距離15cm）
すると、照射時間とともに電子線未照射部および
電子線低照射領域も膜べり量も多くなり約100分
照射すると電子線未照射部及び電子線低照射領域
の膜は完全になくなり、比較例１と同様に電子線
高射量域の部分のみが残つた。このように重水素
ランプを照射することによりネガ形の現像が可能
であつた。
同様に比較例１と同様に電子線露光されたサン
プルを大気中で重水素ランプ（D2ランプ、
200W、1.5A）で時間を変化させて照射した。そ
の感度曲線を第３図として示した。第３図におい
て、ｄ，ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ照射時間の異なる
場合の、露光量に対するレジスト残膜量である感
度曲線を示す。
プルを大気中で重水素ランプ（D2ランプ、
200W、1.5A）で時間を変化させて照射した。そ
の感度曲線を第３図として示した。第３図におい
て、ｄ，ｅ，ｆ，ｇはそれぞれ照射時間の異なる
場合の、露光量に対するレジスト残膜量である感
度曲線を示す。
ｄ……重水素ランプ 照射なし
ｅ……重水素ランプ 15分
ｆ……重水素ランプ 65分
ｇ……重水素ランプ 105〜140分
実施例 ２
比較例１と同様に、ポリヘキサフルオロメタク
リレートレジストを２枚の基板に塗布後、それぞ
れのサンプルを電子線露光装置で線幅1μm、
0.5μm、0.2μmを露光量２×10-3C／cm2で露光し
た。その後片方のサンプルを比較例１と同様にメ
チルイソブチルケトンで現像し、もう一方も実施
例１と同様に重水素ランプで現像した。この結果
メチルイソブチルケトンで現像したものは1μm幅
のパタンは蛇行やヒゲ、ブリツジも見られず現像
されたが0.5μm、0.2umのパタン幅ではメチルイ
ソブチルケトン現像中の膨潤によりパタンの蛇行
が大きく、パタンハガレが生ずるものもあつた。
一方、重水素ランプで現像したものは1μm、
0.5μm、0.2μmのパタンいずれも蛇行も見られず、
しかも溶媒現像と異なり、パタンの膨潤もないた
めパタン精度も良いことが認められた。
リレートレジストを２枚の基板に塗布後、それぞ
れのサンプルを電子線露光装置で線幅1μm、
0.5μm、0.2μmを露光量２×10-3C／cm2で露光し
た。その後片方のサンプルを比較例１と同様にメ
チルイソブチルケトンで現像し、もう一方も実施
例１と同様に重水素ランプで現像した。この結果
メチルイソブチルケトンで現像したものは1μm幅
のパタンは蛇行やヒゲ、ブリツジも見られず現像
されたが0.5μm、0.2umのパタン幅ではメチルイ
ソブチルケトン現像中の膨潤によりパタンの蛇行
が大きく、パタンハガレが生ずるものもあつた。
一方、重水素ランプで現像したものは1μm、
0.5μm、0.2μmのパタンいずれも蛇行も見られず、
しかも溶媒現像と異なり、パタンの膨潤もないた
めパタン精度も良いことが認められた。
以上説明したように、ポジ形レジストをネガ反
転照射領域で使用する場合、重水素ランプ等紫外
線で現像することにより従来の溶媒現像と異なり
現像中のパタンの膨潤現像がないことからパタン
精度の良い現像が実現できる利点がある。
転照射領域で使用する場合、重水素ランプ等紫外
線で現像することにより従来の溶媒現像と異なり
現像中のパタンの膨潤現像がないことからパタン
精度の良い現像が実現できる利点がある。
また、従来の溶媒を用いないドライ現像法では
手法として熱を伴つていたが、本発明では熱を伴
なわないためレジストの究極的な高精度パタンの
現像が可能である。
手法として熱を伴つていたが、本発明では熱を伴
なわないためレジストの究極的な高精度パタンの
現像が可能である。
第１図は、電子線照射量に対するレジストの分
量変化を表すグラフ、第２図は、ポリヘキサフル
オロメタクリレートレジストのメチルイソブチル
ケトン現像による感度曲線、第３図はポリヘキサ
フルオロメタクリレートレジストの重水素ランプ
照射現像による感度曲線である。
量変化を表すグラフ、第２図は、ポリヘキサフル
オロメタクリレートレジストのメチルイソブチル
ケトン現像による感度曲線、第３図はポリヘキサ
フルオロメタクリレートレジストの重水素ランプ
照射現像による感度曲線である。
Claims (1)
- １ 基板に、電子線低照射においては分子量が低
下し、高照射においては子量が増大する電子線レ
ジスト材を塗布し、電子線でパタン露光後、電子
線未露光部及び低露光部を紫外線照射し除去する
ことを特徴とするドライ現像法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154962A JPS5778533A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Dry type development method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55154962A JPS5778533A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Dry type development method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5778533A JPS5778533A (en) | 1982-05-17 |
| JPS647652B2 true JPS647652B2 (ja) | 1989-02-09 |
Family
ID=15595704
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55154962A Granted JPS5778533A (en) | 1980-11-04 | 1980-11-04 | Dry type development method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5778533A (ja) |
-
1980
- 1980-11-04 JP JP55154962A patent/JPS5778533A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5778533A (en) | 1982-05-17 |
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