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発明の名称 レジスト材料
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−109151(P2001−109151A)
公開日 平成13年4月20日(2001.4.20)
出願番号 特願平11−287562
出願日 平成11年10月8日(1999.10.8)
代理人 【識別番号】100094846
【弁理士】
【氏名又は名称】細江 利昭
【テーマコード(参考)】
2H025
2H096
2H097
5F056
【Fターム(参考)】
2H025 AA00 AA02 AB16 AC06 AD01 AD03 BC00 BF00 BJ00 
2H096 AA00 AA25 BA05 BA06 BA11 EA06 LA16 LA17
2H097 AA03 CA16 LA10
5F056 DA01 DA27
発明者 菅沼 輪香子 / 岡本 和也
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電子線を利用したリソグラフィープロセスに使用されるレジスト材料であって、電子線に対する感度が、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加することを特徴とするレジスト材料。
【請求項2】 請求項1に記載のレジスト材料であって、分子の切断または重合するサイトが、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加する構造を持つことを特徴とするレジスト材料。
【請求項3】 請求項1又は請求項2に記載のレジスト材料であって、2次電子発生効率が、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加することを特徴とするレジスト材料。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子線描画、電子線露光転写等、電子線を利用したリソグラフィープロセスに使用されるレジスト材料に関するものである。
【0002】
【従来の技術】加速された電子線がレジスト表面に入射すると、入射電子はレジスト内の分子と衝突しながら基板へと進む。その際に電子線の加速電圧が低いほどレジスト内での拡散が大きくなり、2次電子の発生率も大きくなって、電子線の密度が増加し、この結果、レジストの電子線に対する感度が高くなる。これに対して、電子の加速電圧が高いと入射した電子線はレジスト内をあまり拡散せずに通過してしまい、かつ2次電子の発生率が小さくなるので、レジストの電子線に対する感度が低くなってしまう。このため、電子線描画、露光転写においてはレジストの感度は、電子線加速電圧の逆数に比例する。従って、この点から考えると、使用する電子線の加速電圧は低い方が好ましい。
【0003】しかしながら、加速電圧が低いとレジスト内での拡散による電子の広がりが大きいため、設計した線幅よりもパターンの線幅が広がってしまい、その結果、パターンの矩形性が悪くなる等の問題がある。また、レジスト内の電子密度が高くなるため、レジスト表面が帯電してしまう等の問題もある。このため、微細パターンの形成には高加速電圧での描画、露光転写が必須である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、高加速電圧の電子線を使用すると、レジストの感度がそれに逆比例して低下するので、高加速電圧で同じだけの感光量を得るには、加速電圧の上昇に比例してドーズ量を増加させる必要がある。ドーズ量を増やすためには、描画時間、露光時間を長くするか、電子線の電流量を多くするかする必要がある。しかし、描画時間、露光時間を長くすると、それだけスループットが落ちてしまう。また、電子線の電流量を多くすると、クーロン効果のためボケが発生し、微細なパターンを描画、露光転写できないという問題点がある。
【0005】本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、高加速電圧電子線の特性である電子の直進性を生かし、高いパターン線幅制御性を維持したまま、高スループットを得ることができるレジスト材料を提供することを課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するための第1の手段は、電子線を利用したリソグラフィープロセスに使用されるレジスト材料であって、電子線に対する感度が、電子線の加速電圧の増加に応じて増加することを特徴とするレジスト材料(請求項1)である。
【0007】本手段においては、電子線に対する感度が、電子線の加速電圧の増加に応じて増加するので、高加速電圧の電子線に対するほどレジストの感度が高くなり、従って、高いパターン線幅制御性を有する高加速電圧の電子線を利用した場合でも、スループットを下げることなく、電子線描画や電子線露光転写を実施することができる。
【0008】なお、レジストの感度は、電子線の加速電圧と比例関係にあるよりもさらに急激に増加する非線形の関係にある方が好ましい。また、「電子線に対する感度が、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加する」とは、0Vの加速電圧領域において増加する場合(所定電圧=0V)をも含むものであり、かつ、ある加速電圧に至るまでは低下しても、その加速電圧を超えると増加する場合も含むものである。(第2、第3の手段においても同様である。)
【0009】なお、レジストの電子線に対する感度とは、レジスト構成分子中の分子結合を切断する(ポジ型レジストの場合)あるいは分子を重合させる(ネガ型レジストの場合)のに必要なドーズ量をいうことは言うまでもない。
【0010】前記課題を解決するための第2の手段は、前記第1の手段であって、分子の切断または重合するサイトが、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加する構造を持つことを特徴とするもの(請求項2)である。
【0011】本手段においては、ポジ型レジストの場合には、電子線の加速電圧が高電圧になるほどレジストを構成する分子が切断されやすくなり、ネガ型レジストの場合には、電子線の加速電圧が高電圧になるほどレジストを構成する分子が重合しやすくなる。よって、レジストの感度は、電子線の加速電圧につれて増加する。
【0012】前記課題を解決するための第3の手段は、前記第1の手段であって、2次電子発生効率が、所定以上の加速電圧を有する電子線に対し、電子線の加速電圧の増加に応じて増加することを特徴とするもの(請求項3)である。
【0013】本手段においては、発生する2次電子の量が、入射する電子線の加速電圧が高くなるにつれて多くなるので、その分レジストの感光に寄与する電子数が多くなり、レジストの感度は、電子線の加速電圧につれて増加する。
【0014】
【実施例】図1は、本発明の第1の実施例における電子線の加速電圧とレジスト感度(μC/cm2)との関係を示す図である。なお、縦軸は対数目盛である。この実施の形態においては、レジスト感度は、電子線の加速電圧が50kV程度になるまでは低下するが、50kVより高くなると再び上昇し始め、急激に高くなる。よって、100kV程度の電子線を使用すれば、微細パターンを加工でき、かつスループットもあげることができる。
【0015】図2は、本発明の第1の実施例における電子線の加速電圧とレジスト感度(μC/cm2)との関係を示す図である。なお、縦軸は対数目盛である。この実施例においては、レジスト感度は加速電圧の上昇とともに増加する。この実施例においても、100kV程度の電子線を使用すれば、微細パターンを加工でき、かつスループットもあげることができる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明においては、高いパターン線幅制御性を有する高加速電圧の電子線を利用した場合でも、スループットを下げることなく、電子線描画や電子線露光転写を実施することができる。




 

 


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