【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光の回折限界を越
えて微細なリソグラフィーが実現できる超解像露光フィ
ルターおよびパターン形成に関するものである。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a super-resolution exposure filter capable of realizing fine lithography beyond the diffraction limit of light and to pattern formation.
【０００２】[0002]
【従来の技術】光の回折限界を越えた微細なリソグラフ
ィーを実現する、いわゆる超解像を利用したリソグラフ
ィー法として近接場光を利用する方法が知られている。
このような方法には、微小な開口を有するプローブを用
いる方法（特開平7-106229号公報）や、よりスループッ
トを上げるためにマスクをレジストに極めて近距離に置
く方法（特開平8-179493号公報）がある。しかしながら
マスクを近距離に置く方法では現在のリソグラフィーの
主流である縮小露光ができないため、マスク製造が困難
である。2. Description of the Related Art A method using near-field light has been known as a lithography method utilizing so-called super-resolution for realizing fine lithography exceeding the diffraction limit of light.
Examples of such a method include a method using a probe having a minute opening (Japanese Patent Application Laid-Open No. H07-106229) and a method in which a mask is placed very close to a resist in order to further increase throughput (Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-179493) Gazette). However, in the method of placing the mask at a short distance, it is not possible to perform the reduction exposure, which is the mainstream of the current lithography, and it is difficult to manufacture the mask.
【０００３】一方、縮小露光が可能な方式として特開平
9-7935号公報ではレジスト上に、入射光の強度に非線形
的に応じて光透過率が増大する薄膜を塗布する方法が提
案されているが、レジスト上に直接塗布した場合に問題
が発生せず、非線形性の大きな無機材料は極めて限られ
ている。また非線形性は膜の厚みや均一性によって大き
く変化するが、通常、レジスト膜の表面には凹凸があ
り、そのようなレジスト上では均一な膜厚の非線形性膜
を得ることが困難であった。また、非線形性膜はレジス
ト現像時にはそれを取り除かれる必要があるが、それが
困難であったり、また取り除かれたレジスト膜は再利用
ができないなどの問題点があった。On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No.
No. 9-7935 proposes a method of applying a thin film on a resist, the light transmittance of which increases in a non-linear manner according to the intensity of incident light, but a problem arises when applied directly on the resist. However, inorganic materials having high nonlinearity are extremely limited. The non-linearity varies greatly depending on the thickness and uniformity of the film, but usually, the surface of the resist film has irregularities, and it is difficult to obtain a non-linear film having a uniform thickness on such a resist. . In addition, it is necessary to remove the non-linear film at the time of developing the resist. However, there are problems that it is difficult and that the removed resist film cannot be reused.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
述べた従来技術の問題点を解決することである。すなわ
ち、非線形性の大きな無機材料を用いることができ、均
一な非線形応答を得ることが可能であり、また露光後に
非線形性膜を容易に取り除くことが可能であり、かつ非
線形膜の再利用が可能であるのような超解像露光フィル
ター、および超解像露光による超微細なパターンを形成
させる方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art. In other words, an inorganic material having a large nonlinearity can be used, a uniform nonlinear response can be obtained, the nonlinear film can be easily removed after exposure, and the nonlinear film can be reused. Another object of the present invention is to provide a super-resolution exposure filter and a method for forming an ultra-fine pattern by super-resolution exposure.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】［発明の概要］ ＜要旨＞本発明の超解像露光フィルターは、透明基板
と、該透明基板上に形成された、入射光の強度に対して
非線形的応答して、該入射光の照射断面積より小さい断
面積の透過光を形成する超解像膜と、該超解像膜上に形
成された誘電体膜とを具備してなることを特徴とするも
のである。[Summary of the Invention] <Summary> The super-resolution exposure filter of the present invention comprises a transparent substrate and a nonlinear response to the intensity of incident light formed on the transparent substrate. And a super-resolution film that forms transmitted light having a cross-sectional area smaller than the irradiation cross-sectional area of the incident light, and a dielectric film formed on the super-resolution film. Things.
【０００６】また、本発明のパターン形成方法は、透明
基板上に形成された、入射光の強度に対して非線形的応
答して、該入射光の照射断面積より小さい断面積の透過
光を形成する超解像膜を有する超解像露光フィルター
を、レジスト上に密着させる工程、前記レジストを超解
像露光フィルター上から露光する工程、超解像露光フィ
ルターを取り除く工程、および現像工程からなることを
特徴とするものである。Further, according to the pattern forming method of the present invention, the transmitted light having a cross-sectional area smaller than the irradiation cross-sectional area of the incident light is formed in a nonlinear response to the intensity of the incident light formed on the transparent substrate. A super-resolution exposure filter having a super-resolution film to be adhered to a resist, a step of exposing the resist from above the super-resolution exposure filter, a step of removing the super-resolution exposure filter, and a developing step. It is characterized by the following.
【０００７】＜効果＞本発明によれば、均一な超解像膜
を有する超解像露光フィルターにより、均一な非線形応
答を得て、従来よりも優れた解像度でパターンを形成で
き、また非線形性膜（超解像露光フィルター）を容易に
取り除くことが可能であり、かつ非線形膜の再利用が可
能となる。<Effects> According to the present invention, a uniform non-linear response can be obtained by a super-resolution exposure filter having a uniform super-resolution film, and a pattern can be formed with a resolution superior to the conventional one. The film (super-resolution exposure filter) can be easily removed, and the non-linear film can be reused.
【０００８】［発明の具体的説明］ ＜超解像露光フィルター＞本発明の超解像露光フィルタ
ーは、透明基板と、該透明基板上に形成された、入射光
の強度に対して非線形的応答して、該入射光の照射断面
積より小さい断面積の透過光を形成する超解像膜と、該
超解像膜上に形成された誘電体膜とを具備してなること
を特徴とするものである。[Specific description of the invention] <Super-resolution exposure filter> The super-resolution exposure filter of the present invention has a non-linear response to a transparent substrate and the intensity of incident light formed on the transparent substrate. And a super-resolution film that forms transmitted light having a cross-sectional area smaller than the irradiation cross-sectional area of the incident light, and a dielectric film formed on the super-resolution film. Things.
【０００９】本発明の超解像露光フィルターにおいて、
透明基板は、露光に用いられる光に対して十分な透明性
を有するものであれば任意のものを用いることができ
る。十分な透明性とは、露光光源の強度や、露光の目的
などにより変化するので一概にいえないが、透明基板の
透過度で、一般に７０％以上、好ましくは９０％以上、
である。このような透明基板の材料としては、有機材
料、無機材料、またはそれらの混合物のいずれかを用い
ることができる。In the super-resolution exposure filter of the present invention,
Any transparent substrate may be used as long as it has sufficient transparency to light used for exposure. Sufficient transparency cannot be said unconditionally because it varies depending on the intensity of the exposure light source, the purpose of the exposure, and the like, but the transmittance of the transparent substrate is generally 70% or more, preferably 90% or more.
It is. As a material for such a transparent substrate, any of an organic material, an inorganic material, and a mixture thereof can be used.
【００１０】透明基板に用いることができる有機材料と
しては、例えば、ビニルアルコール類、ポリビニルアセ
タール類、ポリビニルブチラール類、四フッ化エチレン
樹脂、三フッ化エチレン樹脂、フッ化エチレン・プロピ
レン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル樹脂、
四フッ化エチレン・パープルオロアルコキシエチレン共
重合体、四フッ化エチレン・パープルオロアルキルビニ
ルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ化プロ
ピレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレン共重合体
などの四フッ化エチレン共重合体、含フッ素ポリベンゾ
オキサゾールなどのフッ素樹脂類、アクリル樹脂類、メ
タクリル樹脂類、ポリアクリロニトリル、アクリロニト
リル・ブタジエン・スチレン共重合体などのアクリロニ
トリル共軍合体、ポリスチレン、スチレン・アクリロニ
トリル共重合体、アセタール樹脂、ナイロン66などのポ
リアミド類、ポリカーボネート類、ポリエステルカーボ
ネート類、セルロース樹脂類、フェノール樹脂類、ユリ
ア樹脂類、エポキシ樹脂類、不飽和ポリエステル樹脂
類、アルキド樹脂類、メラミン樹脂類、ポリウレタン
類、ジアリールフタレート類、ポリフェニレンオキサイ
ド類、ポリフェニレンスルフィド類、ポリスルフォン
類、ポリフェニルサルフォン類、シリコーン樹脂類、ポ
リイミド類、ビスマレイミドトリアジン樹脂類、ポリイ
ミドアミド類、ポリエーテルイミド類、ポリビニルカル
バゾール類、ノルボルネン系非晶質ポリオレフィン、お
よびその他が挙げられる。Examples of the organic material usable for the transparent substrate include vinyl alcohols, polyvinyl acetal, polyvinyl butyral, ethylene tetrafluoride resin, ethylene trifluoride resin, ethylene-propylene propylene resin, and fluoride fluoride. Vinylidene resin, vinyl fluoride resin,
Such as ethylene tetrafluoride / purple fluoroalkoxyethylene copolymer, ethylene tetrafluoride / purple fluoroalkyl vinyl ether copolymer, ethylene tetrafluoride / propylene hexafluoride copolymer, and ethylene tetrafluoride / ethylene copolymer Fluororesins such as ethylene tetrafluoride copolymer, fluorine-containing polybenzoxazole, acrylic resins, methacrylic resins, polyacrylonitrile, acrylonitrile copolymers such as acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, polystyrene, styrene-acrylonitrile Copolymers, acetal resins, polyamides such as nylon 66, polycarbonates, polyester carbonates, cellulose resins, phenolic resins, urea resins, epoxy resins, unsaturated polyester resins, alkyd resins Melamine resins, polyurethanes, diaryl phthalates, polyphenylene oxides, polyphenylene sulfides, polysulfones, polyphenyl sulfones, silicone resins, polyimides, bismaleimide triazine resins, polyimide amides, polyether imides , Polyvinyl carbazoles, norbornene-based amorphous polyolefins, and others.
【００１１】また、透明基板に用いることができる無機
材料の代表的な例は、無機ガラスであり、具体的には、
ケイ酸ガラス、ケイ酸アルカリガラス、ソーダ石灰ガラ
ス、カリ石灰ガラス、鉛ガラス、バリウムガラス、ホウ
ケイ酸ガラス、およびその他が挙げられる。A typical example of the inorganic material that can be used for the transparent substrate is an inorganic glass.
Silicate glass, alkali silicate glass, soda lime glass, potassium lime glass, lead glass, barium glass, borosilicate glass, and others.
【００１２】これらのうち、透明基板として好ましいの
は、耐熱性が高く、超解像膜を均一に製膜できる無機ガ
ラスである。Among these, inorganic glass having high heat resistance and capable of forming a super-resolution film uniformly is preferable as the transparent substrate.
【００１３】これらの透明基板は、後記する超解像膜と
屈折率が近いことが好ましい。一般に超解像膜の屈折率
は高いので、透明基板の材料が有機物である場合には、
屈折率が高くなる芳香環を含んでいることが好ましい。
より具体的には、透明基板の屈折率／超解像膜の屈折率
の比が、０．４〜１．０であることが好ましく、０．６
〜１．０であることがより好ましい。These transparent substrates preferably have a refractive index close to that of a super-resolution film described later. Generally, since the refractive index of a super-resolution film is high, when the material of the transparent substrate is an organic substance,
It preferably contains an aromatic ring having a high refractive index.
More specifically, the ratio of the refractive index of the transparent substrate to the refractive index of the super-resolution film is preferably 0.4 to 1.0, and 0.6 to 1.0.
More preferably, it is 1.0.
【００１４】また、これらの透明基板の上に超解像膜が
配置される。これらの透明基板は一般に表面が平滑であ
り、その上に設けられる超解像膜も均一なものとなりや
すいが、超解像膜がより均一な厚さの膜となるように、
透明基板の表面を平滑化加工することが好ましい。ここ
で、透明基板の表面を平滑にする方法は、特に限定され
ない。Further, a super-resolution film is arranged on these transparent substrates. These transparent substrates generally have a smooth surface, and the super-resolution film provided thereon is also likely to be uniform, so that the super-resolution film has a more uniform thickness.
It is preferable to smooth the surface of the transparent substrate. Here, the method for smoothing the surface of the transparent substrate is not particularly limited.
【００１５】本発明の超解像露光フィルターにおいて、
超解像膜は、入射光の強度に対して非線形的応答して、
該入射光の照射径より小さい径の透過光を形成する、非
線形性を有するものである。このような非線形性は、例
えばフォトンモードによるものや、ヒートモードによる
ものなどである。In the super-resolution exposure filter of the present invention,
The super-resolution film responds nonlinearly to the intensity of the incident light,
It has non-linearity to form transmitted light having a diameter smaller than the irradiation diameter of the incident light. Such non-linearity is caused by, for example, a photon mode or a heat mode.
【００１６】フォトンモードとは、光強度によって透過
率や屈折率が変化する材料に光を照射した場合に起こる
非線形性のことをいう。この場合、通常、超解像膜には
フォトクロミック化合物もしくは光励起種の寿命が１ns
以上、より好ましくは10ns以上、の光吸収性化合物が用
いられる。The photon mode refers to non-linearity that occurs when a material whose transmittance or refractive index changes according to light intensity is irradiated with light. In this case, the lifetime of the photochromic compound or the photoexcited species is usually 1 ns in the super-resolution film.
Above, more preferably 10 ns or more of the light absorbing compound is used.
【００１７】照射光には一般に強度分布があり、スポッ
トの中心部分がもっとも光強度が大きい。このため、光
照射された超解像膜において、光強度の大きい中心部分
では光吸収性化合物が光を吸収し、吸光度の減少がもっ
とも大きくなる。したがって、照射光は中心部分におい
ては超解像膜の内部までより早く到達できる。このた
め、中心部分は周囲よりも吸光度の減少部分(すなわち
透明領域)の深さ方向の広がりがより加速され、最終的
に照射面積よりもずっと小さいスポット径を持つ放出光
が光照射された超解像膜の反対側から出ることになる。
半導体レーザーをレンズ系で波長レベルにまで絞ったも
のを照射光に用いれば、放射光のスポット径は100nm以
下にすることができる。Irradiation light generally has an intensity distribution, and the central portion of the spot has the highest light intensity. For this reason, in the super-resolution film irradiated with light, the light absorbing compound absorbs light in the central portion where the light intensity is large, and the decrease in absorbance is largest. Therefore, the irradiation light can reach the inside of the super-resolution film faster in the central portion. For this reason, the central portion is accelerated in the depth direction of the portion where the absorbance decreases (i.e., the transparent region) more than in the surroundings, and finally the emitted light having a spot diameter much smaller than the irradiation area is irradiated with light. The light exits from the opposite side of the resolution film.
If a semiconductor laser focused to a wavelength level by a lens system is used as the irradiation light, the spot diameter of the emitted light can be reduced to 100 nm or less.
【００１８】フォトクロミック化合物は照射光を吸収し
て照射光とは別の波長の光を吸収する化合物に変化する
ものである。このようなフォトクロミック化合物を超解
像膜に用いることにより、光を照射したときに、照射光
の照射面積に対して、より狭い透明な領域を作成するこ
とができる。このようなフォトクロミズムはその分子構
造の変化から幾何異性化反応、開閉環反応、解離反応、
などに分類されるが、そのいずれのメカニズムを利用し
たものであってもよい。また、フォトクロミック化合物
としては、有機物、無機物のどちらであってもよいが、
照射光に対して反応量子収率が高いことが好ましい。The photochromic compound is a compound that absorbs irradiation light and changes to a compound that absorbs light having a different wavelength from the irradiation light. By using such a photochromic compound for a super-resolution film, a transparent region that is smaller than the irradiation area of irradiation light can be formed when light is irradiated. Such photochromism is based on changes in its molecular structure, such as geometric isomerization, ring-opening, dissociation,
Although any of these mechanisms may be used. Further, the photochromic compound may be any of an organic substance and an inorganic substance,
It is preferable that the reaction quantum yield with respect to the irradiation light is high.
【００１９】またヒートモードとは、温度で透過率や屈
折率が変化する材料に光を照射した場合に起こる非線形
性のことをいう。この場合、入射光により超解像膜が加
熱され、相変化によって透過率や屈折率が変化し、前記
のフォトンモードの場合と同様に放射光の断面積が小さ
くなる。The heat mode refers to non-linearity that occurs when light is applied to a material whose transmittance and refractive index change with temperature. In this case, the super-resolution film is heated by the incident light, the transmittance and the refractive index are changed by the phase change, and the cross-sectional area of the emitted light is reduced as in the case of the photon mode.
【００２０】本発明の超解像露光フィルターに用いるこ
とのできる超解像膜は、前記したような非線形性を有す
るものであるが、入射光の断面積に対して、放射光の断
面積が1/5以下であるものが好ましく、1/50以下である
ものがより好ましい。本発明の超解像膜に用いることが
できる材料としては、これらの非線形を有する有機材
料、および無機材料からなる群から任意に選択すること
ができる。本発明の超解像露光フィルターに用いること
のできる有機材料としては、例えば、以下のものを挙げ
ることができる。The super-resolution film which can be used in the super-resolution exposure filter of the present invention has the above-mentioned nonlinearity. However, the cross-sectional area of the emitted light is larger than the cross-sectional area of the incident light. It is preferably 1/5 or less, more preferably 1/50 or less. Materials that can be used for the super-resolution film of the present invention can be arbitrarily selected from the group consisting of these non-linear organic materials and inorganic materials. Examples of the organic material that can be used for the super-resolution exposure filter of the present invention include the following.
【００２１】（ａ）スピロオキサジン類(A) Spirooxazines
【化１】Embedded image
【化２】Embedded image
【化３】Embedded image
【化４】Embedded image
【化５】Embedded image
【化６】Embedded image
【化７】Embedded image
【化８】Embedded image
【化９】Embedded image
【化１０】Embedded image
【化１１】Embedded image
【化１２】Embedded image
【化１３】Embedded image
【化１４】Embedded image
【００２２】（ｂ）ジアリールエテン類(B) Diarylethenes
【化１５】Embedded image
【化１６】Embedded image
【化１７】Embedded image
【化１８】Embedded image
【化１９】Embedded image
【００２３】（ｃ）フルギド類(C) fulgides
【化２０】Embedded image
【００２４】（ｄ）インジゴ類(D) Indigo
【化２１】Embedded image
【００２５】（ｅ）スピロピラン類(E) Spiropyrans
【化２２】Embedded image
【００２６】（ｆ）シクロファン類(F) Cyclophanes
【化２３】Embedded image
【００２７】（ｇ）カルコン類(G) chalcone
【化２４】Embedded image
【００２８】（ｈ）縮合多環化合物(H) condensed polycyclic compound
【化２５】Embedded image
【００２９】（ｉ）カルボシアニン類(I) Carbocyanins
【化２６】Embedded image
【００３０】（ｊ）ジカルボシアニン類(J) Dicarbocyanines
【化２７】Embedded image
【００３１】（ｋ）トリカルボシアニン類(K) Tricarbocyanines
【化２８】Embedded image
【００３２】（ｌ）テトラカルボシアニン類(L) Tetracarbocyanines
【化２９】Embedded image
【００３３】（ｍ）ペンタカルボシアニン類(M) Pentacarbocyanines
【化３０】Embedded image
【００３４】（ｎ）スチリル色素類(N) styryl dyes
【化３１】Embedded image
【００３５】（ｏ）クマリン色素類(O) Coumarin pigments
【化３２】Embedded image
【００３６】（ｐ）ポルフィリン色素類(P) Porphyrin dyes
【化３３】Embedded image
【００３７】（ｑ）炭化水素類(Q) Hydrocarbons
【化３４】Embedded image
【００３８】（ｒ）スクアリウム色素類(R) Squarium dyes
【化３５】Embedded image
【００３９】（ｓ）ピラノン色素類(S) Pyranone dyes
【化３６】Embedded image
【００４０】（ｔ）カルボスチリル色素(T) Carbostyril dye
【化３７】Embedded image
【００４１】（ｕ）ローダミン色素類(U) Rhodamine dyes
【化３８】Embedded image
【００４２】（ｖ）シンチレーター色素類(V) Scintillator dyes
【化３９】Embedded image
【００４３】また、本発明の超解像膜に用いることがで
きる無機材料としては、例えば、Si、Se、Ge、Sb、AlGa
As、GaAs、AlInAs、GaInAs、GaInP2、InP、PbS、ZnS、Z
nSSe、ZnTe、As2SeTe2、As2Te3、CdS、ZnO、CdTe、ZnCd
Te、CdSSe、CdSe、CuInSe2、CuS、およびその他が挙げ
られる。The inorganic material that can be used for the super-resolution film of the present invention includes, for example, Si, Se, Ge, Sb, AlGa
As, GaAs, AlInAs, GaInAs, GaInP2 , InP, PbS, ZnS, Z
nSSe, ZnTe, As 2 SeTe 2 , As 2 Te 3, CdS, ZnO, CdTe, ZnCd
Te, CdSSe, CdSe, CuInSe 2 , CuS, and others.
【００４４】これらの非線形性を有する材料はそのまま
単独でも、また混合したり、また微粒子として種々のマ
トリックス中に分散させて用いることができる。その好
ましい形態は材料によって異なる。また、これらの非線
形性を有する材料は、前記の透明基板の上に超解像膜を
形成するものであるが、透明基板上に超解像膜を形成さ
せる手段は任意である。この手段は非線形材料の形態に
も依存するが、塗布、スパッター法、ＣＶＤ法、および
その他によるのが一般的である。These non-linear materials can be used alone, mixed, or dispersed as fine particles in various matrices. The preferred form depends on the material. In addition, these non-linear materials form a super-resolution film on the above-mentioned transparent substrate, but the means for forming the super-resolution film on the transparent substrate is arbitrary. This means depends on the form of the non-linear material, but is generally by coating, sputtering, CVD, and others.
【００４５】本発明の超解像露光フィルターの誘電体膜
に用いることができる材料としては、有機物および無機
物、もしくはこれらのハイブリッド体を用いることがで
きる。これらの例としては、前記の透明基板の材料とし
て挙げたものがある。As a material that can be used for the dielectric film of the super-resolution exposure filter of the present invention, an organic substance, an inorganic substance, or a hybrid thereof can be used. Examples of these are those mentioned as the material of the transparent substrate.
【００４６】誘電体膜の屈折率は、透明基板と同様に超
解像膜に近い方が好ましい。一般に超解像膜の屈折率は
高いので、誘電体膜材料に有機物を用いる場合には屈折
率が高くなる芳香環を含むものが好ましい。より具体的
には、誘電体膜の屈折率／超解像膜の屈折率の比が、
０．５〜１．５であることが好ましく、０．８〜１．２
であることがより好ましい。The refractive index of the dielectric film is preferably closer to that of the super-resolution film as in the case of the transparent substrate. Generally, since the refractive index of a super-resolution film is high, when an organic substance is used as a dielectric film material, a film containing an aromatic ring whose refractive index is increased is preferable. More specifically, the ratio of the refractive index of the dielectric film / the refractive index of the super-resolution film is
0.5 to 1.5, preferably 0.8 to 1.2
Is more preferable.
【００４７】また超解像膜上に形成される誘電体膜は、
該超解像膜とレジストを密着しやすくするため、また露
光後容易に超解像露光フィルターをレジストからはがし
やすくするために、該誘電体膜のガラス転移温度が低い
ことが好ましい。ガラス転移温度が低ければ、超解像膜
とレジスト膜との密着性が上がり、微小なパターンを形
成させることができる。具体的には、誘電体膜のガラス
転移温度が30℃以下であることが好ましく、１０℃以下
であることがより好ましい。The dielectric film formed on the super-resolution film is
The glass transition temperature of the dielectric film is preferably low in order to facilitate the close contact between the super-resolution film and the resist and to easily remove the super-resolution exposure filter from the resist after exposure. If the glass transition temperature is low, the adhesion between the super-resolution film and the resist film is increased, and a fine pattern can be formed. Specifically, the glass transition temperature of the dielectric film is preferably 30 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower.
【００４８】また、本発明の超解像露光フィルターはさ
らに、大気中における耐熱性が高いことが好ましい。す
なわち、本発明の超解像露光フィルターを構成する透明
基板、超解像膜、および誘電体膜のそれぞれの耐熱性が
高いことが好ましい。超解像露光フィルターが耐熱性に
優れたものであれば、超解像露光フィルターが高温条件
下に曝されたときに、変形、変性、分解、およびその他
の変化をせず、超解像膜がかなり熱を持っても使用可能
となる。結果的に高エネルギー密度の光を入射すること
が可能となり、より高い生産性が期待できる。具体的に
は、透明基板、超解像膜、および誘電体膜のそれぞれが
300℃以上で安定であることが好ましく、350℃以上で安
定であることがより好ましい。Further, it is preferable that the super-resolution exposure filter of the present invention has high heat resistance in the air. That is, it is preferable that each of the transparent substrate, the super-resolution film, and the dielectric film constituting the super-resolution exposure filter of the present invention has high heat resistance. If the super-resolution exposure filter is excellent in heat resistance, the super-resolution exposure filter does not deform, denature, decompose, and other changes when exposed to high temperature conditions. Can be used even with considerable heat. As a result, light with a high energy density can be incident, and higher productivity can be expected. Specifically, each of the transparent substrate, the super-resolution film, and the dielectric film
It is preferably stable at 300 ° C. or higher, and more preferably at 350 ° C. or higher.
【００４９】＜パターン形成方法＞本発明のパターン形
成方法は、透明基板上に形成された、入射光の強度に対
して非線形的応答して、該入射光の照射断面積より小さ
い断面積の透過光を形成する超解像膜を有する超解像露
光フィルターを、レジスト上に密着させる工程、前記レ
ジストを超解像露光フィルター上から露光する工程、超
解像露光フィルターを取り除く工程、および現像工程か
らなることを特徴とするものである。<Pattern Forming Method> In the pattern forming method of the present invention, the transmission of the cross-sectional area smaller than the irradiation cross-sectional area of the incident light is performed in a nonlinear response to the intensity of the incident light formed on the transparent substrate. A step of adhering a super-resolution exposure filter having a super-resolution film for forming light onto a resist, a step of exposing the resist from above the super-resolution exposure filter, a step of removing the super-resolution exposure filter, and a developing step It is characterized by consisting of.
【００５０】本発明のパターン形成方法において、透明
基板および超解像膜は前記したものと同様のものを用い
ることができる。この透明基板上に超解像膜を形成さ
せ、その超解像膜をレジスト表面に密着させる。In the pattern forming method of the present invention, the same transparent substrate and super-resolution film as described above can be used. A super-resolution film is formed on the transparent substrate, and the super-resolution film is brought into close contact with the resist surface.
【００５１】ここでレジストとしては、一般的な任意の
レジスト材料を用いることができる。レジスト材料はポ
ジ型であってもネガ型であってもよい。As the resist, any general resist material can be used. The resist material may be either positive type or negative type.
【００５２】レジスト表面に超解像膜を密着させると
き、その間に誘電体材料を介して密着させてもよい。こ
こで、誘電体材料は、前記した誘電体材料と同様のも
の、好ましくは有機材料、をもちいることができる。誘
電体材料は、あらかじめ超解像膜、またはレジスト表面
の上に膜として存在させてもよいし、レジストと超解像
膜を向かい合わせて、その間に充填してもよい。このよ
うな誘電体材料が存在することにより、超解像膜とレジ
ストの密着性を上げ、また露光後には超解像フィルター
をレジストからはがすことが容易となる。また、このと
き、はがされた超解像膜を繰り返し使用することも可能
となる。When the super-resolution film is brought into close contact with the resist surface, it may be brought into close contact with a dielectric material therebetween. Here, the dielectric material may be the same as the aforementioned dielectric material, preferably an organic material. The dielectric material may be present in advance as a super-resolution film or a film on the resist surface, or may be filled with the resist and the super-resolution film facing each other. The presence of such a dielectric material improves the adhesion between the super-resolution film and the resist, and makes it easy to remove the super-resolution filter from the resist after exposure. At this time, the peeled super-resolution film can be used repeatedly.
【００５３】現像は、レジスト材料などにより応じて、
適当な現像液により行われる。用いられる現像液は一般
的なものから任意に選択することができる。The development depends on the resist material and the like.
It is performed with an appropriate developer. The developer used can be arbitrarily selected from common ones.
【００５４】このようなパターン形成方法により、均一
な超解像膜を介して、レジストを露光することが可能と
なる。したがってレチクルのパターンを正確に縮小転写
することが可能となり、より微細な、具体的には解像度
が200nm以下、より好ましくは解像度が100nm以下、のパ
ターンを形成することが可能となる。According to such a pattern forming method, it becomes possible to expose a resist through a uniform super-resolution film. Therefore, it is possible to accurately reduce and transfer the pattern of the reticle, and it is possible to form a finer pattern, specifically, a pattern having a resolution of 200 nm or less, more preferably a resolution of 100 nm or less.
【００５５】[0055]
【実施例】実施例により本発明をさらに詳細に説明する
と、以下の通りである。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples.
【００５６】実施例１ 図１に本実施例で示す超解像露光フィルターの断面図を
示した。光学研磨された直径120mm、厚さ0.6mmのガラス
ディスク11上に超解像膜12としてSb膜を100nmの膜厚と
なるようにスパッター蒸着した。その上に誘電体膜13と
してポリジメチルシロキサン膜を50nmの膜厚となるよう
にスピンコートして、超解像露光フィルターを作成し
た。Embodiment 1 FIG. 1 is a sectional view of the super-resolution exposure filter shown in this embodiment. An Sb film as a super-resolution film 12 was sputter-deposited on the optically polished glass disk 11 having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm so as to have a thickness of 100 nm. A polydimethylsiloxane film was spin-coated thereon as a dielectric film 13 so as to have a thickness of 50 nm, thereby producing a super-resolution exposure filter.
【００５７】このようにして得られた超解像露光フィル
ターを、通常の、半導体上に形成された高解像度の二層
式レジストに真空下で気泡が入らないように密着させ、
ｉ線を用いて、25%縮小露光を行った。露光後、超解像
露光フィルターは端部より簡単にはがすことができた。The super-resolution exposure filter thus obtained is brought into close contact with a normal, high-resolution two-layer resist formed on a semiconductor under vacuum so as to prevent air bubbles from entering.
25% reduction exposure was performed using i-line. After exposure, the super-resolution exposure filter could be easily removed from the edge.
【００５８】露光後のレジストを通常の方法により現像
することにより、0.07ミクロンの線幅のパターンを、線
のうねりや線幅の変化なしに形成させることができた。By developing the exposed resist by an ordinary method, a pattern having a line width of 0.07 μm could be formed without undulation of the line or a change in the line width.
【００５９】実施例２ 光学研磨された直径120mm、厚さ0.6mmのガラスディスク
11上に、超解像膜12として化学式（１）で示される化合
物をポリカーボネート中に分散させた膜を100nmの膜厚
となるように塗布した。その上に誘電体膜13としてポリ
スチレン−ブタジエン共重合体を50nmの膜厚となるよう
にスピンコートして、超解像露光フィルターを作成し
た。Example 2 An optically polished glass disk having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm
A film obtained by dispersing the compound represented by the chemical formula (1) in polycarbonate as a super-resolution film 12 was applied on the film 11 so as to have a thickness of 100 nm. A polystyrene-butadiene copolymer was spin-coated thereon as a dielectric film 13 to a thickness of 50 nm to form a super-resolution exposure filter.
【００６０】このようにして得られた超解像露光フィル
ターを、通常の、半導体上に形成された高解像度の二層
式レジストに真空下で気泡が入らないように密着させ、
ｉ線を用いて、25%縮小露光を行った。次にピエゾ素子
を用いて半導体基板を0.2ミクロン移動させた後、再び
露光した。露光後、超解像露光フィルターは簡単にはが
すことができた。The super-resolution exposure filter thus obtained is brought into close contact with a normal, high-resolution two-layer resist formed on a semiconductor under vacuum so as to prevent bubbles from entering.
25% reduction exposure was performed using i-line. Next, the semiconductor substrate was moved by 0.2 μm using a piezo element, and then exposed again. After exposure, the super-resolution exposure filter could be easily removed.
【００６１】露光後のレジストを通常の方法により現像
することにより、0.1ミクロンの線幅のパターンを0.2ミ
クロンの間隔で、線のうねりや線幅の変化なしに形成さ
せることができた。By developing the exposed resist by an ordinary method, a pattern having a line width of 0.1 μm could be formed at intervals of 0.2 μm without undulation of the line or a change in the line width.
【００６２】実施例３ 光学研磨された直径120mm、照さ0.6mmのガラスディスク
11上に超解像膜12として化学式（１）で示される化合物
をポリカーボネート中に分散させた膜を100nmの膜厚と
なるように塗布した。その上に誘電体膜13としてZnO膜
を50nmの膜厚となるようにスパッター法により蒸着させ
て、超解像露光フィルターを作成した。Example 3 Optically polished glass disk having a diameter of 120 mm and an illuminance of 0.6 mm
A film in which a compound represented by the chemical formula (1) was dispersed in polycarbonate was applied as a super-resolution film 12 on the substrate 11 so as to have a thickness of 100 nm. A ZnO film was deposited thereon as a dielectric film 13 by a sputtering method so as to have a thickness of 50 nm to form a super-resolution exposure filter.
【００６３】この超解像露光フィルターを、通常の、半
導体上に形成された高解像度の二層式レジストに真空下
で気泡が入らないように密着させ、ｉ線を用いて、25%
縮小露光を行った。次にピエゾ素子を用いて半導体基板
を0.2ミクロン移動させた後、再び露光した。露光後、
超解像露光フィルターを簡単にはがすことができた。通
常の方法によりレジストを現像することにより、0.1ミ
クロンの線幅のパターンを0.2ミクロンの間隔で、線の
うねりや線幅の変化なしに形成させることができた。This super-resolution exposure filter was brought into close contact with a normal, high-resolution two-layer resist formed on a semiconductor under vacuum so as to prevent air bubbles from entering.
Reduction exposure was performed. Next, the semiconductor substrate was moved by 0.2 μm using a piezo element, and then exposed again. After exposure,
The super-resolution exposure filter could be easily removed. By developing the resist by the usual method, it was possible to form a pattern having a line width of 0.1 μm at intervals of 0.2 μm without undulation of the line or a change in the line width.
【００６４】実施例４ 光学研磨された直径120mm、厚さ0.6mmのガラスディスク
11上に超解像膜12としてSb膜を100nmの膜厚となるよう
にスパッター法で蒸着させて超解像露光フィルターを作
成した。Example 4 Optically polished glass disk having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm
An Sb film was deposited as a super-resolution film 12 on the substrate 11 by a sputtering method so as to have a thickness of 100 nm, thereby producing a super-resolution exposure filter.
【００６５】このようにして得られた超解像露光フィル
ターを通常の半導体上に形成された高解像度の二層式レ
ジストに真空下、加熱しながら気泡が入らないように密
着させ、ｉ線を用いて、25%縮小露光を行った後、ガラ
スディスクをはがした。通常の方法により露光済みのレ
ジストを現像することにより、0.1ミクロンの線幅のパ
ターンを線のうねりや線幅の変化なしに形成させること
ができた。The super-resolution exposure filter thus obtained is brought into close contact with a high-resolution two-layer resist formed on a normal semiconductor while heating under vacuum so as to prevent bubbles from entering. After performing a 25% reduction exposure, the glass disk was peeled off. By developing the exposed resist by an ordinary method, a pattern having a line width of 0.1 μm could be formed without undulation of the line or a change in the line width.
【００６６】実施例５ 光学研磨された直径120mm、厚さ0.6mmのガラスディスク
11上に超解像膜12としてSb膜を100nmの膜厚となるよう
にスパッター法により蒸着して超解像露光フィルターを
作成した。Example 5 An optically polished glass disc having a diameter of 120 mm and a thickness of 0.6 mm
An Sb film was deposited as a super-resolution film 12 on the substrate 11 by a sputtering method so as to have a film thickness of 100 nm to form a super-resolution exposure filter.
【００６７】一方、通常の、半導体上に形成された高解
像度の二層式レジストと、その上に形成された50nm厚の
ポリジメチルシロキサン膜からなるレジストを準備し、
これに前記の超解像露光フィルターを、真空下、気泡が
入らないように密着させた。このレジストをｉ線を用い
て、25%縮小露光を行った後、ガラスディスクをはがし
た。超解像膜はきれいにガラス基板上についたままはが
すことができた。通常の方法によりレジストを現像する
ことにより、0.1ミクロンの線幅のパターンを、線のう
ねりや線幅の変化なしに形成させることができた。On the other hand, a normal high-resolution two-layer resist formed on a semiconductor and a resist composed of a 50-nm-thick polydimethylsiloxane film formed thereon are prepared.
The above-mentioned super-resolution exposure filter was adhered to this under vacuum so that air bubbles did not enter. The resist was subjected to 25% reduction exposure using i-line, and then the glass disk was peeled off. The super-resolution film could be peeled off as it was on the glass substrate. By developing the resist by an ordinary method, a pattern having a line width of 0.1 micron could be formed without undulation of the line or a change in the line width.
【００６８】比較例１ 半導体上に形成された高解像度の二層式レジスト上に超
解像膜12としてSb膜を100nmの膜厚となるようにスパッ
ター法により蒸着させてレジストを作成した。このレジ
ストをｉ線を用いて、25%縮小露光を行った後、Sb膜を
酸で溶解除去し、引き続き現像した。平均して0.07ミク
ロンの線幅のパターンを形成させることができたが、線
のうねりがあり、また線幅0.04から1.2ミクロンの範囲
で変化していることが認められた。COMPARATIVEEXAMPLE 1 An Sb film as a super-resolution film 12 was deposited on a high-resolution two-layer resist formed on a semiconductor by a sputtering method so as to have a thickness of 100 nm to form a resist. The resist was subjected to 25% reduction exposure using i-line, and then the Sb film was dissolved and removed with an acid and subsequently developed. Although a pattern having a line width of 0.07 micron on average could be formed, it was recognized that the line had undulation and changed in the range of 0.04 to 1.2 micron.
【００６９】[0069]
【発明の効果】本発明によれば、従来よりも優れた解像
度でパターンを形成でき、また非線形性膜を容易に取り
除くことが可能であり、かつ非線形膜の再利用が可能と
なることは［発明の概要］の項に前記したとおりであ
る。According to the present invention, it is possible to form a pattern with a higher resolution than before, to easily remove a nonlinear film, and to reuse a nonlinear film. SUMMARY OF THE INVENTION].
【図１】本発明の超解像露光フィルターの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a super-resolution exposure filter of the present invention.
１１ ガラス基板 １２ 超解像膜 １３ 誘電体膜 11 glass substrate 12 super-resolution film 13 dielectric film
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231504AJP2001057329A (en) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Super-resolution exposure filter and pattern forming method |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11231504AJP2001057329A (en) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Super-resolution exposure filter and pattern forming method |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001057329Atrue JP2001057329A (en) | 2001-02-27 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11231504APendingJP2001057329A (en) | 1999-08-18 | 1999-08-18 | Super-resolution exposure filter and pattern forming method |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001057329A (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008012827A (en)* | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Saga Univ | Optical recording medium and optical element |
| US7510818B2 (en)* | 2002-12-09 | 2009-03-31 | Pixelligent Technologies Llc | Reversible photobleachable materials based on nano-sized semiconductor particles and their optical applications |
| US7524616B2 (en)* | 2003-03-04 | 2009-04-28 | Pixelligent Technologies Llc | Applications of semiconductor nano-sized particles for photolithography |
| US8383316B2 (en) | 2006-07-10 | 2013-02-26 | Pixelligent Technologies, Llc | Resists for lithography |
| US8993221B2 (en) | 2012-02-10 | 2015-03-31 | Pixelligent Technologies, Llc | Block co-polymer photoresist |
| US9519222B2 (en) | 2014-02-28 | 2016-12-13 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Dynamic optical head layer and lithography method using the same |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510818B2 (en)* | 2002-12-09 | 2009-03-31 | Pixelligent Technologies Llc | Reversible photobleachable materials based on nano-sized semiconductor particles and their optical applications |
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| US9207538B2 (en) | 2003-03-04 | 2015-12-08 | Pixelligent Technologies, Llc | Applications of semiconductor nano-sized particles for photolithography |
| JP2008012827A (en)* | 2006-07-07 | 2008-01-24 | Saga Univ | Optical recording medium and optical element |
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| US9519222B2 (en) | 2014-02-28 | 2016-12-13 | Industry-Academic Cooperation Foundation Yonsei University | Dynamic optical head layer and lithography method using the same |
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