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JP2002150620A - Stamper manufacturing method - Google Patents

Stamper manufacturing method

Info

Publication number
JP2002150620A
JP2002150620A JP2000341912A JP2000341912A JP2002150620A JP 2002150620 A JP2002150620 A JP 2002150620A JP 2000341912 A JP2000341912 A JP 2000341912A JP 2000341912 A JP2000341912 A JP 2000341912A JP 2002150620 A JP2002150620 A JP 2002150620A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure
resist
pattern
resin
compound
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.)
Pending
Application number
JP2000341912A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Sakamizu
登志夫 逆水
Hiroshi Shiraishi
洋 白石
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2000341912A priority Critical patent/JP2002150620A/en
Publication of JP2002150620A publication Critical patent/JP2002150620A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Manufacturing Optical Record Carriers (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】高解像度、かつ、寸法精度のよいパタンが得ら
れるレジスト組成物を用いたスタンパの製造方法を提供
すること。 【解決手段】レジスト組成物として、(a)露光により
酸を発生する化合物、(b)露光又は露光と露光後の加
熱処理により誘起される反応によってアルカリ可溶性が
増加する媒体を有する組成物を用い、かつ、この媒体の
重量平均分子量(Mw)と、露光又は露光と露光後の加
熱処理に誘起される反応後の重量平均分子量(Mwe
x)との比(Mw/Mwex)が2以上の媒体を用いた
ポジ型レジスト膜103に電子線104を照射し、現像
してレジストパタン106を形成し、このパタンをマス
クにして基板に凹部を形成する工程を含むスタンパの製
造方法。
(57) [Problem] To provide a method of manufacturing a stamper using a resist composition capable of obtaining a pattern with high resolution and high dimensional accuracy. As a resist composition, a composition having (a) a compound which generates an acid upon exposure, and (b) a medium having a medium whose alkali solubility is increased by a reaction induced by exposure or heat treatment after exposure and exposure. And the weight average molecular weight (Mw) of the medium and the weight average molecular weight (Mwe) after the reaction induced by exposure or heat treatment after exposure and exposure.
x), the positive resist film 103 using a medium having a ratio (Mw / Mwex) of 2 or more is irradiated with an electron beam 104 and developed to form a resist pattern 106, and a concave portion is formed on the substrate using the pattern as a mask. A method of manufacturing a stamper including a step of forming a stamper.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスクを製造
するためのスタンパの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a stamper for manufacturing an optical disk.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、情報通信及び画像処理技術の急速
な発展に伴い、より高精細な画像情報等の大容量デジタ
ル情報の記録技術へのニーズが高まっている。現在の情
報記録技術としては、コンパクトディスク(CD)やデ
ジタルビデオディスク(DVD)等の光ディスクが最も
記憶容量の大きな媒体として利用されている。更なる大
容量化を実現するために、光ディスク原盤のピット加工
の微細化、光ヘッドの改良等の技術開発が進められてい
る。
2. Description of the Related Art In recent years, with the rapid development of information communication and image processing techniques, there has been an increasing need for a technique for recording large-capacity digital information such as higher-definition image information. As a current information recording technique, an optical disc such as a compact disc (CD) or a digital video disc (DVD) is used as a medium having the largest storage capacity. In order to further increase the capacity, technical developments such as miniaturization of pit processing of an optical disk master and improvement of an optical head have been promoted.

【0003】ここで光ディスクを製造するためのスタン
パの製造方法についてその一例を説明する。基板上に設
けられたフォトレジスト塗膜に、所定のパターンの露光
と現像により凹凸のパターンを形成し、このパターンを
マスクにして基板をエッチングし、光ディスク原盤とす
る。この光ディスク原盤の凹凸のパターン表面上にスパ
ッタリングや化学メッキ等により導電層を形成し、さら
に電気メッキ等で導電層上にメッキ層を形成し、導電層
とメッキ層からなるメタルマスタ部を引き剥がしてメタ
ルマスタとする。さらにメタルマスタから凹凸の逆のマ
ザーを製造し、このマザーからさらに凹凸の逆のスタン
パを製造する。このスタンパを用いて多数の光ディスク
を複製する。なお、スタンパの製造方法については、特
開平8−45118号公報等に記載されている。
Here, an example of a method for manufacturing a stamper for manufacturing an optical disk will be described. An uneven pattern is formed on a photoresist coating film provided on the substrate by exposing and developing a predetermined pattern, and the substrate is etched using this pattern as a mask to obtain an optical disk master. A conductive layer is formed by sputtering or chemical plating on the uneven pattern surface of the master optical disk, and a plating layer is formed on the conductive layer by electroplating or the like, and the metal master portion composed of the conductive layer and the plating layer is peeled off. To be a metal master. Further, a mother with a reversed surface is manufactured from a metal master, and a stamper with a reversed surface is further manufactured from the mother. A large number of optical disks are duplicated using this stamper. The method of manufacturing the stamper is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-45118.

【0004】さて、従来の光ディスク原盤を製造のとき
のピット加工では、350〜460nmの波長のレーザ
光により回転する基板上のレジストを露光して所望のピ
ットパタンを形成している。ピットを微細化するため、
レーザの短波長化(180〜300nm)によるピット
パタンの加工技術が検討されている。しかし、レーザの
短波長化では、100nm以下のピット線幅を実現する
ことが困難であるため、微細加工性に優れた電子ビーム
によるピット形成方法が期待されている。
In the conventional pit processing for manufacturing a master optical disk, a desired pit pattern is formed by exposing a resist on a rotating substrate with a laser beam having a wavelength of 350 to 460 nm. To make pits smaller,
A pit pattern processing technology by shortening the laser wavelength (180 to 300 nm) is being studied. However, it is difficult to achieve a pit line width of 100 nm or less when the wavelength of the laser is shortened. Therefore, a pit forming method using an electron beam having excellent fine workability is expected.

【0005】電子ビーム露光による最小加工寸法はビー
ム径に依存し、ナノメータレベルの高い解像度を得るこ
とができる。しかし、電子ビーム露光はレーザ露光に比
べてレジストのエネルギ吸収率が大幅に低下するために
レジスト感度が低くなり、しかも真空中で行うためにス
ループットが低くなった。スループットを向上させる方
法としては、装置の改良もさることながら、用いるレジ
ストの性能向上が重要である。そこで、電子ビーム露光
装置に対して高感度、高解像度を示すレジストが要望さ
れている。
[0005] The minimum processing size by electron beam exposure depends on the beam diameter, and a high resolution of nanometer level can be obtained. However, in electron beam exposure, the energy sensitivity of the resist is significantly lower than that in laser exposure, so that the sensitivity of the resist is low. In addition, the throughput is low because it is performed in a vacuum. As a method of improving the throughput, it is important to improve the performance of the resist used, as well as the improvement of the apparatus. Therefore, a resist exhibiting high sensitivity and high resolution is demanded for an electron beam exposure apparatus.

【0006】これらを解決するレジスト材料として、紫
外線、電子線等の放射線照射で酸を発生する化合物及び
酸の触媒作用により、現像液に対する溶解性を変化させ
る媒体を含む組成が、例えば、米国特許第377977
8号公報、特開昭59−45439号公報に記載されて
いる。これらの記載によれば、溶解性を変化させる媒体
として、酸により脱保護(分離)可能な保護基(アセタ
ール、t−ブトキシカルボニル基等)を含む化合物又は
重合体が開示されている。
As a resist material for solving these problems, a composition containing a compound capable of generating an acid upon irradiation with an ultraviolet ray, an electron beam or the like and a medium which changes the solubility in a developing solution by a catalytic action of the acid is disclosed in US Pat. 377977
No. 8 and JP-A-59-45439. According to these descriptions, a compound or a polymer containing a protecting group (acetal, t-butoxycarbonyl group, etc.) that can be deprotected (separated) by an acid is disclosed as a medium for changing the solubility.

【0007】このような組成物からなるレジストは化学
増幅系レジストと呼ばれ、2成分系と3成分系の2種類
に大別できる。前者は、酸を発生する化合物及びアルカ
リ可溶性高分子中のアルカリ可溶性基に酸分解結合とし
て上記保護基を導入した高分子を必須構成成分とするレ
ジストである。このレジストは、アルカリ水溶液に溶解
しない上記高分子成分が、露光で生じた微量の酸の触媒
反応によって保護基を分離し、アルカリ可溶性高分子を
再生するために、アルカリ現像液でポジ型パタンを形成
することができる。
[0007] Resists composed of such a composition are called chemically amplified resists, and can be broadly classified into two types, ie, a two-component type and a three-component type. The former is a resist containing, as an essential component, a compound that generates an acid and a polymer in which the above-described protective group is introduced as an acid-decomposable bond to an alkali-soluble group in an alkali-soluble polymer. In this resist, the above-mentioned polymer component that is not dissolved in an aqueous alkali solution separates a protective group by a catalytic reaction of a small amount of acid generated by exposure, and a positive-type pattern is formed with an alkali developing solution in order to regenerate an alkali-soluble polymer. Can be formed.

【0008】一方、後者の3成分系レジストは、酸を発
生する化合物、アルカリ可溶性樹脂、及び保護基を有す
る高分子又は化合物を必須成分とする。この3成分系レ
ジストによるポジ型パタン形成の原理は、非露光部にお
いてアルカリ可溶性樹脂が上記高分子又は化合物の溶解
阻害作用によりアルカリ難溶化すること及び露光部に生
じた酸の触媒反応によって、上記高分子又は化合物のア
ルカリ阻害作用が失われ、上記樹脂のアルカリ可溶性が
回復する反応に基づいている。
On the other hand, the latter three-component resist contains, as essential components, an acid-generating compound, an alkali-soluble resin, and a polymer or compound having a protective group. The principle of the formation of a positive pattern by the three-component resist is that the alkali-soluble resin is hardly alkali-soluble in the non-exposed area due to the dissolution inhibiting action of the polymer or the compound and the catalytic reaction of the acid generated in the exposed area causes the above-mentioned reaction. It is based on a reaction in which the alkali-inhibiting action of the polymer or compound is lost and the alkali solubility of the resin is restored.

【0009】化学増幅系ポジ型レジストの多くは、2成
分系であり、さらに解像度を向上させる目的で、酸によ
り脱保護可能な保護基を含むアルカリ可溶性樹脂をさら
にアセタール基で架橋させた樹脂を用いたレジスト組成
物が提案されている(特開平11−344808号)。
Most of the chemically amplified positive resists are two-component resists. For the purpose of further improving the resolution, a resin obtained by further crosslinking an alkali-soluble resin containing a protecting group which can be deprotected by an acid and further crosslinking with an acetal group is used. A resist composition used has been proposed (JP-A-11-344808).

【0010】上記の従来技術から分かるように化学増幅
系レジストでは、2成分系、3成分系レジスト共に、ア
ルカリ可溶性高分子(露光によりアルカリ可溶性となる
ものも含む)を主成分としている。これらの高分子は、
様々な分子量を有する分子によって構成されている。そ
の結果、分子量の異なる分子は、現像液に対する溶解性
も違うため、現像後のレジストパタンのエッジに凹凸
(ラフネス)形状を生じさせ、これが寸法精度低下の原
因になることが分かってきた。
As can be seen from the above prior art, in a chemically amplified resist, both a two-component resist and a three-component resist mainly contain an alkali-soluble polymer (including one that becomes alkali-soluble by exposure). These polymers are
It is composed of molecules having various molecular weights. As a result, it has been found that molecules having different molecular weights have different solubilities in a developing solution, so that an unevenness (roughness) shape is formed on an edge of a resist pattern after development, which causes a reduction in dimensional accuracy.

【0011】これを回避するパタン形成材料として特開
平6−266099号公報に記載のように、アルカリ可
溶性高分子の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量
(Mn)及び分子量分散度(Mw/Mn)を制御する方
法が知られている。これにより、レジストパタンのラフ
ネスをある程度改善することができる。
As a pattern-forming material for avoiding this, as described in JP-A-6-266099, the weight average molecular weight (Mw), number average molecular weight (Mn) and molecular weight dispersity (Mw / Mn) of an alkali-soluble polymer are described. ) Is known. Thereby, the roughness of the resist pattern can be improved to some extent.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、主成
分に分子量特性を制御したアルカリ可溶性高分子を用い
たレジスト組成物を用いているため、アルカリ可溶性の
高い低分子量成分の含有量を著しく制限しており、樹脂
全体の溶解速度が低下し、レジストの解像度及び感度が
著しく低下するということについて配慮されていなかっ
た。
In the above prior art, since a resist composition using an alkali-soluble polymer whose molecular weight characteristics are controlled as a main component is used, the content of a low-molecular-weight component having high alkali-solubility is significantly reduced. No consideration has been given to the fact that the dissolution rate of the entire resin is reduced and the resolution and sensitivity of the resist are significantly reduced.

【0013】本発明の目的は、高解像度、かつ、寸法精
度のよいパタンを形成できるレジスト組成物を用いたス
タンパの製造方法を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a stamper using a resist composition capable of forming a pattern with high resolution and high dimensional accuracy.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のスタンパの製造方法は、基板上に塗布した
レジスト組成物の塗膜に、露光又は露光と露光後の加熱
処理により潜像を形成し、水性アルカリ現像液により現
像してレジストパタンを形成し、このレジストパタンを
マスクにして上記基板に凹部を形成する工程を有し、こ
のレジスト組成物として、(a)露光により酸を発生す
る化合物、(b)露光又は露光と露光後の加熱処理によ
り誘起される反応によってアルカリ可溶性が増加する媒
体を有する組成物を用い、かつ、この媒体の重量平均分
子量(Mw)と露光又は露光と露光後の加熱処理に誘起
される反応後の重量平均分子量(Mwex)との比(M
w/Mwex)が2以上の媒体を用いるようにしたもの
である。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a stamper according to the present invention comprises a method of manufacturing a stamper by exposing a coating film of a resist composition applied on a substrate to light by exposure or heat treatment after exposure. Forming a resist pattern by forming an image and developing the resist pattern with an aqueous alkaline developer, and forming a concave portion on the substrate using the resist pattern as a mask. (B) a composition having a medium whose alkali solubility is increased by exposure or a reaction induced by exposure and heat treatment after exposure, and the weight average molecular weight (Mw) of the medium and the exposure or The ratio of the weight average molecular weight (Mwex) after the reaction induced by the exposure and the heat treatment after the exposure (Mwex) (M
(w / Mwex) is 2 or more.

【0015】露光により酸を発生する化合物(以下、
(a)成分の化合物という)としては、ジアリールヨー
ドニウム塩、トリアリールスルホニウム塩、トリアルキ
ルスルホニウム塩、アルキルアリールスルホニウム塩等
のオニウム塩、各種ハロゲン化合物、フェノール性水酸
基を複数含む化合物とアルキルスルホン酸とのエステ
ル、N−ヒドロキシイミドのスルホン酸エステル等が挙
げられるが、これらに限定されるものではない。例え
ば、前記の従来例の文献に同様な効果のある化合物とし
て記載のもの等が挙げられる。
Compounds that generate an acid upon exposure (hereinafter, referred to as compounds)
(Referred to as compound (a))) onium salts such as diaryliodonium salts, triarylsulfonium salts, trialkylsulfonium salts, and alkylarylsulfonium salts, various halogen compounds, compounds containing a plurality of phenolic hydroxyl groups, and alkylsulfonic acids. And sulfonic acid esters of N-hydroxyimide, and the like, but are not limited thereto. For example, there may be mentioned those described as compounds having the same effect in the literature of the above-mentioned conventional examples.

【0016】上記した反応によってアルカリ可溶性が増
加する媒体(以下、(b)成分の媒体という)として
は、カルボキシル基、フェノール性水酸基又は鎖式炭化
水素の水素原子をフッ素で置換したアルコール性水酸基
等のアルカリ可溶性基を1分子中に少なくとも二個含有
する高分子又は化合物(1分子中のアルカリ可溶性基は
同じものでも異なるものでもよい)を、一分子中に少な
くとも二個のビニルエーテル基を含有する化合物と酸触
媒付加反応させて得られる重合体が挙げられる。
Examples of a medium whose alkali solubility is increased by the above reaction (hereinafter referred to as a component (b) medium) include a carboxyl group, a phenolic hydroxyl group, and an alcoholic hydroxyl group in which a hydrogen atom of a chain hydrocarbon is substituted with fluorine. A polymer or a compound containing at least two alkali-soluble groups in one molecule (the same or different alkali-soluble groups in one molecule) is contained in one molecule of at least two vinyl ether groups. A polymer obtained by subjecting a compound to an acid-catalyzed addition reaction is exemplified.

【0017】上記のアルカリ可溶性基を有する高分子と
しては、例えば、(b1)フェノール性水酸基を置換基
に有するフェノール類にアルデヒドを用いて重合させた
ノボラック樹脂等、(b2)ビニルフェノールの単独重
合体及びビニルフェノールと共重合可能な成分、例え
ば、アクリル酸、アクリル酸誘導体、メタクリル酸、メ
タクリル酸誘導体、スチレン、スチレン誘導体、無水マ
レイン酸、マレイン酸イミド誘導体、アクリロニトリル
等との共重合体、(b3)4−ビニル−2−クロロフェ
ノール、4−ビニル−2,6−ジクロロフェノール、4
−ビニル−2−ブロモフェノール、4−ビニル−2,6
−ジブロモフェノール等のビニルフェノール類を単独又
は2種類以上組み合わせたハロゲン化ビニルフェノール
重合体及び共重合体、(b4)アクリル酸、メタクリル
酸、クロトン酸、イタコン酸等のカルボキシル基含有単
量体の単独重合体、これら同士の共重合体、これらの単
量体と他の共重合可能な単量体(例えば、上記b2、b
3で記載の単量体)との共重合体、(b5)ヘキサフル
オロイソプロピル基を置換基として有するスチレンの単
独重合、ヘキサフルオロイソプロピル基を置換基として
有するスチレンと他の共重合可能な単量体(例えば、上
記b2、b3、b4で記載の単量体)との共重合、ヘキ
サフルオロイソプロピル基を置換基として有する不飽和
有橋炭化水素単量体の単独重合体、ヘキサフルオロイソ
プロピル基を置換基として有する不飽和有橋炭化水素単
量体と他の共重合可能な単量体(例えば、上記b2、b
3、b4で記載の単量体)との共重合体が挙げられる。
The polymer having an alkali-soluble group includes, for example, (b1) a novolak resin obtained by polymerizing a phenol having a phenolic hydroxyl group as a substituent with an aldehyde, and (b2) a single polymer of vinylphenol. Copolymers with copolymerized and vinylphenol components such as acrylic acid, acrylic acid derivatives, methacrylic acid, methacrylic acid derivatives, styrene, styrene derivatives, maleic anhydride, maleic imide derivatives, acrylonitrile and the like, b3) 4-vinyl-2-chlorophenol, 4-vinyl-2,6-dichlorophenol, 4
-Vinyl-2-bromophenol, 4-vinyl-2,6
-Halogenated vinylphenol polymers and copolymers of vinylphenols such as dibromophenol alone or in combination of two or more kinds, and (b4) a monomer of a carboxyl group-containing monomer such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, and itaconic acid. Homopolymers, copolymers thereof, and these monomers and other copolymerizable monomers (for example, b2, b
(B5) homopolymerization of styrene having a hexafluoroisopropyl group as a substituent, styrene having a hexafluoroisopropyl group as a substituent and another copolymerizable monomer Copolymerization with a monomer (for example, the monomers described in b2, b3 and b4 above), a homopolymer of an unsaturated bridged hydrocarbon monomer having a hexafluoroisopropyl group as a substituent, and a hexafluoroisopropyl group. The unsaturated bridged hydrocarbon monomer having a substituent and another copolymerizable monomer (for example, b2, b
And the monomers described in 3, b4).

【0018】上記のアルカリ可溶性高分子は、重量平均
分子量(Mw)が2000以下のものが望ましい。重量
平均分子量が2000を超えると、ビニルエーテル化合
物との酸触媒反応で得られる重合体をベース樹脂に用い
たレジストで、アルカリ可溶性高分子の分子量分布に起
因したレジストパタンのラフネスが増加するため、本発
明の効果が減少する。アルカリ可溶性高分子としては、
重合体でない単量体も用いられる。単量体は、正確には
次ぎに述べるアルカリ可溶性基を有する化合物とするの
がよいかもしれないが、同じ単量体を繰返し述べるのは
煩雑であるので、高分子の中で記載する。よって、重量
平均分子量(Mw)の下限は上記した各単量体の分子量
までである。
The above-mentioned alkali-soluble polymer desirably has a weight average molecular weight (Mw) of 2000 or less. When the weight average molecular weight exceeds 2,000, the resist using the polymer obtained by the acid catalyzed reaction with the vinyl ether compound as the base resin increases the roughness of the resist pattern due to the molecular weight distribution of the alkali-soluble polymer. The effect of the invention is reduced. As the alkali-soluble polymer,
Non-polymeric monomers may also be used. The monomer may be more precisely a compound having an alkali-soluble group as described below, but it is complicated to repeatedly describe the same monomer, so that it is described in a polymer. Therefore, the lower limit of the weight average molecular weight (Mw) is up to the molecular weight of each monomer described above.

【0019】アルカリ可溶性基を有する化合物として
は、特定のフェノール化合物を用いることができる。す
なわち、ベンゼン環を3つ以上、水酸基を3つ以上有
し、かつ1つのベンゼン環に有する水酸基が2つ以下の
構造を有するものが好ましい。例えば、トリス(4−ヒ
ドロキシフェニル)メタン、トリス(4−ヒドロキシフ
ェニル)エタン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニ
ル)プロパン、α,α,α′−トリス(4−ヒドロキシ
フェニル)−1−エチル−4−イソプロピルベンゼン、
2,6−ビス〔(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)メチル〕−4−メチルフェノール、2,2′−メチ
レンビス〔6−〔(2−ヒドロキシ−5−メチルフェニ
ル)メチル〕−4−メチルフェノール〕、4−〔ビス
(4−ヒドロキシフェニル)メチル)−2−メトキシフ
ェノール、4,4′,4″,4″′−(1,2−エタン
ジイリデン)テトラキスフェノール、4,4′,4″,
4″′−(1,2−エタンジイリデン)テトラキス〔2
−メチルフェノール〕、4,6−ビス〔(4−ヒドロキ
シフェニル)メチル〕−1,3−ベンゼンジオール、
2,6−ビス(4−ヒドロキシフェニル)メチル−4−
メチルフェノール、4,4′,4″,4″′−(1,4
−フェニレンジメチリジン)テトラキスフェノール、C
−ウンデシルカリックス〔4〕レゾルシンアレーン、メ
チルカリックス〔4〕レゾルシンアレーン、さらにこれ
らのフェノール類にヒドロキシベンジル、ヒドロキシア
ルキルベンジル、ジヒドロキシベンジル、ハロゲン、ア
ルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アシル、アシロ
キシ、ニトロ、シアノ、ハロゲン化アシル、カルボキシ
ル、アルコール、ハロゲン化アルキル等から選ばれる少
なくとも1種類の置換基を有する化合物が挙げられる。
As the compound having an alkali-soluble group, a specific phenol compound can be used. That is, those having three or more benzene rings, three or more hydroxyl groups, and two or less hydroxyl groups in one benzene ring are preferable. For example, tris (4-hydroxyphenyl) methane, tris (4-hydroxyphenyl) ethane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, α, α, α′-tris (4-hydroxyphenyl) -1- Ethyl-4-isopropylbenzene,
2,6-bis [(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methylphenol, 2,2'-methylenebis [6-[(2-hydroxy-5-methylphenyl) methyl] -4-methyl Phenol], 4- [bis (4-hydroxyphenyl) methyl) -2-methoxyphenol, 4,4 ', 4 ", 4"'-(1,2-ethanediylidene) tetrakisphenol, 4,4 ', 4 " ,
4 "'-(1,2-ethanediylidene) tetrakis [2
-Methylphenol], 4,6-bis [(4-hydroxyphenyl) methyl] -1,3-benzenediol,
2,6-bis (4-hydroxyphenyl) methyl-4-
Methylphenol, 4,4 ', 4 ", 4"'-(1,4
-Phenylenedimethylidine) tetrakisphenol, C
-Undecyl calix [4] resorcin arene, methyl calix [4] resorcin arene, and hydroxyphenol, hydroxyalkylbenzyl, dihydroxybenzyl, halogen, alkyl, cycloalkyl, alkoxy, acyl, acyloxy, nitro, cyano And compounds having at least one substituent selected from acyl halide, carboxyl, alcohol, alkyl halide and the like.

【0020】アルカリ可溶性基を有する重合体又は化合
物と反応させるビニルエーテル基を含有する化合物とし
ては、1分子中に少なくとも2個以上のビニルエーテル
基を含有する化合物が挙げられる。例えば、レゾルシノ
ール、カテコール、ヒドロキノンなどのフェノール性水
酸基を2個以上有するフェノール類、フロログルシン、
ピロガロール、ヒドロキシヒドロキノン等のフェノール
性水酸基を3個以上有するフェノール類、ビスフェノー
ル類、トリスフェノール類、三核体のフェノール類、テ
トラキスフェノール類のヒドロキシル基の水素原子の一
部又は全部をエチルビニルエーテル基、メチルビニルエ
ーテル基、ビニルエーテル基から選ばれる少なくとも1
種類で置換した化合物を用いることができる。さらにシ
クロアルカン類、ビフェニル類、ナフタレン類及びアン
トラセン類でヒドロキシル基又はグリコロイル基を2個
以上有する化合物のヒドロキシル基の水素原子の一部又
は全部をエチルビニルエーテル基、メチルビニルエーテ
ル基、ビニルエーテル基から選ばれる少なくとも1種類
で置換した化合物を用いることもできる。
The compound containing a vinyl ether group to be reacted with a polymer or compound having an alkali-soluble group includes a compound containing at least two or more vinyl ether groups in one molecule. For example, resorcinol, catechol, phenols having two or more phenolic hydroxyl groups such as hydroquinone, phloroglucin,
Pyrogallol, phenols having three or more phenolic hydroxyl groups such as hydroxyhydroquinone, bisphenols, trisphenols, trinuclear phenols, and some or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl groups of tetrakisphenols are ethyl vinyl ether groups, At least one selected from a methyl vinyl ether group and a vinyl ether group
Compounds substituted by type can be used. Further, in the cycloalkanes, biphenyls, naphthalenes and anthracenes, some or all of the hydrogen atoms of the hydroxyl group of the compound having two or more hydroxyl groups or glycoloyl groups are selected from an ethyl vinyl ether group, a methyl vinyl ether group and a vinyl ether group. Compounds substituted with at least one kind can also be used.

【0021】上記のアルカリ可溶性基を有する重合体又
は化合物とビニルエーテル化合物を酸触媒下で反応させ
て得られる重合体(すなわち(b)成分の媒体)と、露
光により酸を発生する化合物(すなわち(a)成分の化
合物)とからなるレジスト組成物は、例えば、次ぎのよ
うにして処理する。レジスト組成物の溶液を回転塗布法
により基板に塗布し、100℃で2分間ベークを行い、
薄膜を形成する。上記の酸を発生する化合物((a)成
分の化合物)の添加量は、重合体の全量100重量部に
対して2重量部から10重量部程度が好ましく、5重量
部から10重量部程度がより好ましい。また、上記基板
としては、シリコンウェハ、石英基板、フォトマスク基
板又は各種半導体ウェハを用いることができる。
A polymer obtained by reacting the above-mentioned polymer or compound having an alkali-soluble group with a vinyl ether compound in the presence of an acid catalyst (ie, a medium of the component (b)) and a compound capable of generating an acid upon exposure (ie, (( The resist composition comprising the compound (a)) is treated, for example, as follows. A solution of the resist composition is applied to the substrate by a spin coating method, baked at 100 ° C. for 2 minutes,
Form a thin film. The amount of the acid-generating compound (compound (a)) is preferably about 2 to 10 parts by weight, and more preferably about 5 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the total amount of the polymer. More preferred. Further, as the substrate, a silicon wafer, a quartz substrate, a photomask substrate, or various semiconductor wafers can be used.

【0022】上記の薄膜は、500WXe−Hgランプ
(ウシオ電機製)及び250nmの干渉フィルタ(日本
真空光学製)により、100mJ/cm2の露光量で露
光され、100℃で5分間ベークされる。つぎに、薄膜
をテトラヒドロフランに溶解して、ゲルパーミエーショ
ンクロマトグラフィ(GPC)により、酸触媒反応後の
上記重合体のポリスチレン換算重量平均分子量(Mwe
x)を求める。
The above thin film is exposed at a light exposure of 100 mJ / cm 2 by a 500 W Xe-Hg lamp (made by Ushio Inc.) and an interference filter of 250 nm (made by Nippon Vacuum Optical), and baked at 100 ° C. for 5 minutes. Next, the thin film was dissolved in tetrahydrofuran and subjected to gel permeation chromatography (GPC) to obtain a polystyrene-equivalent weight average molecular weight (Mwe) of the polymer after the acid-catalyzed reaction.
x) is determined.

【0023】上記の方法により求めた(Mwex)と酸
触媒反応前の重合体の重量平均分子量(Mw)との比
(Mw/Mwex)が2以上、30以下のものが、本発
明の(b)成分の媒体として望ましい。この比の値が2
よりも小さいと、レジスト露光部の十分なアルカリ溶解
促進効果が得られにくく、解像度が劣化し、本発明の効
果が得られにくい。より好ましいMw/Mwexの値
は、2以上、20以下である。
The ratio (Mw / Mwex) between (Mwex) determined by the above method and the weight-average molecular weight (Mw) of the polymer before the acid-catalyzed reaction (Mw / Mwex) is 2 or more and 30 or less. ) It is desirable as a component medium. The value of this ratio is 2
If it is smaller than this, it is difficult to obtain a sufficient effect of promoting alkali dissolution in the exposed portion of the resist, the resolution is deteriorated, and the effect of the present invention is hardly obtained. A more preferable value of Mw / Mwex is 2 or more and 20 or less.

【0024】露光には、遠紫外線、X線等の電磁波、電
子線、イオン線等を用いることが好ましい。
For exposure, it is preferable to use electromagnetic waves such as far ultraviolet rays and X-rays, electron beams, ion beams and the like.

【0025】本発明で上記レジスト組成物を塗布する際
に用いる溶媒としては、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソル
ブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテ
ルアセテート、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシ
プロピオン酸メチル、乳酸エチル、ジアセトンアルコー
ル、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン等が挙げられる
が、これらに限定されるものではない。
Solvents used for applying the above resist composition in the present invention include methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, methoxypropionic acid. Examples include, but are not limited to, methyl, methyl ethoxypropionate, ethyl lactate, diacetone alcohol, cyclohexanone, 2-heptanone, and the like.

【0026】本発明のレジスト組成物には、例えばスト
リエーション(塗布ムラ)を防いだり、現像性を向上さ
せるための界面活性剤、樹脂の溶解速度を調整するため
のビスフェノール類、トリスフェノールアルカン類、三
核体のフェノール類、テトラキスフェノール類等の低分
子フェノール化合物、酸触媒により脱保護(分離)する
保護基(アセタール基、ケタール基、t−ブトキシカル
ボニル基等)を含む化合物又は重合体、レジスト溶液の
保存安定剤、酸触媒の非露光部への拡散を抑制するため
の塩基性化合物、オニウムハライド等のイオン解離性化
合物、テトラエチレングリコール等の保湿剤を配合する
ことができる。
The resist composition of the present invention includes, for example, a surfactant for preventing striation (uneven coating) and improving developability, and a bisphenol and a trisphenol alkane for adjusting the dissolution rate of the resin. Low molecular weight phenol compounds such as trinuclear phenols and tetrakis phenols, compounds or polymers containing protecting groups (acetal group, ketal group, t-butoxycarbonyl group, etc.) which are deprotected (separated) by an acid catalyst, A storage stabilizer for the resist solution, a basic compound for suppressing diffusion of the acid catalyst to the non-exposed area, an ion dissociating compound such as onium halide, and a humectant such as tetraethylene glycol can be added.

【0027】また、レジスト組成物と基板との接着性を
向上させる媒体により、基板の表面処理を行うことがで
きる。この媒体としてはヘキサメチルジシラザン、ビニ
ルトリアセトキシシラン、3−アミノプロピルトリエト
キシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシ
シラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、ビニルトリクロロシラン、ビニルトリエトキシシラ
ン、γ―イソシアナートプロピルトリエトキシシラン等
の各種シラン化合物、ポリブタジエン、ポリイソプレン
等の不飽和二重結合を有するゴム材料をエポシキ化した
ビニル重合体等が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。
The surface of the substrate can be treated with a medium for improving the adhesiveness between the resist composition and the substrate. Examples of this medium include hexamethyldisilazane, vinyltriacetoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, vinyltriethoxysilane, Various silane compounds such as γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, polybutadiene, vinyl polymers obtained by epoxy-forming a rubber material having an unsaturated double bond such as polyisoprene, and the like, but are not limited thereto. .

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の具体的な実施
例及び比較例について説明する。なお、これらの実施例
は本発明の範囲内の単なる例示にすぎず、本発明がこれ
らの実施例にのみ限定されるものではない。 (ビニルエーテル合成例1)ジメチルスルホキシド50
ml中にフロログルシンを3.5g溶解した。これに水
素化ナトリウム(60%固形油中)4.0gに10ml
のヘキサンを加えて分散媒を溶かし去ったものを注ぎ、
25℃で1時間攪拌しながら反応させた。さらに、この
反応液に2−クロロエチルビニルエーテル13gを滴下
し、70℃で12時間反応させた。反応混合液は水1l
中に加えて、ジエチルエーテル250mlにて抽出し、
エーテル溶液を水洗後、減圧下濃縮して褐色油状物7.
8gを得た。
Next, specific examples and comparative examples of the present invention will be described. It should be noted that these embodiments are merely examples within the scope of the present invention, and the present invention is not limited only to these embodiments. (Synthesis example 1 of vinyl ether) dimethyl sulfoxide 50
3.5 g of phloroglucin was dissolved in ml. Add 10 ml to 4.0 g of sodium hydride (in 60% solid oil)
Add the hexane and dissolve the dispersion medium
The reaction was performed while stirring at 25 ° C. for 1 hour. Further, 13 g of 2-chloroethyl vinyl ether was added dropwise to the reaction solution, and the mixture was reacted at 70 ° C. for 12 hours. The reaction mixture is 1 liter of water
And extracted with 250 ml of diethyl ether,
6. The ether solution was washed with water and concentrated under reduced pressure to give a brown oil.
8 g were obtained.

【0029】これをシリカゲル80g、ヘキサンと酢酸
エチルの混合溶液(ヘキサン/酢酸エチル=4/1)を
用いてカラムクロマトグラフィーで精製し、油状の目的
物3.57gを得た。この生成物は赤外吸収スペクトル
及びNMRスペクトル分析から、フロログルシンが有す
る3つの水酸基の水素原子のすべてがエチルビニルエー
テル基で置換されていることを確認した。 (ビニルエーテル合成例2)上述のビニルエーテル合成
例1のフロログルシンの代わりにトリス(4−ヒドロキ
シフェニル)メタンを用いて同様の結果を得た。 (ビニルエーテル合成例3)上述のビニルエーテル合成
例1の2−クロロエチルビニルエーテルの代わりにビニ
ルクロライドを用いて同様の結果を得た。 (重合体合成例1)アルカリ可溶性基を有する高分子と
ビニルエーテル基を有する化合物とを酸触媒付加反応さ
せて得られる重合体の合成例を示す。
This was purified by column chromatography using 80 g of silica gel and a mixed solution of hexane and ethyl acetate (hexane / ethyl acetate = 4/1) to obtain 3.57 g of the desired product as an oil. From the infrared absorption spectrum and the NMR spectrum analysis of this product, it was confirmed that all the hydrogen atoms of the three hydroxyl groups possessed by phloroglucin were substituted with an ethyl vinyl ether group. (Synthesis example 2 of vinyl ether) Similar results were obtained by using tris (4-hydroxyphenyl) methane instead of phloroglucin of Synthesis example 1 of vinyl ether described above. (Synthesis Example 3 of Vinyl Ether) Similar results were obtained by using vinyl chloride instead of 2-chloroethyl vinyl ether in Synthesis Example 1 of vinyl ether described above. (Synthesis example 1) An example of synthesis of a polymer obtained by subjecting a polymer having an alkali-soluble group and a compound having a vinyl ether group to an acid-catalyzed addition reaction will be described.

【0030】ポリビニルフェノール(Mw:1800)
2gとビニルエーテル合成例1の化合物0.8gを酢酸
エチル100mlに溶解した。これにピリジニウムp−
トルエンスルホネート0.01gを加え、25℃で24
時間反応させた。その後、反応液を分液ロートに移し、
2NのNaOHを50ml加えて洗浄し、中性になるま
で水洗した。水洗した酢酸エチル溶液を減圧下濃縮し、
ヘキサン中に固体を析出させ、濾過後に真空乾燥して生
成物を得た。
Polyvinyl phenol (Mw: 1800)
2 g and 0.8 g of the compound of Vinyl Ether Synthesis Example 1 were dissolved in 100 ml of ethyl acetate. Pyridinium p-
Toluenesulfonate (0.01 g) was added at 25 ° C for 24 hours.
Allowed to react for hours. Then, transfer the reaction solution to a separating funnel,
The mixture was washed by adding 50 ml of 2N NaOH and washed with water until neutral. The ethyl acetate solution washed with water is concentrated under reduced pressure,
A solid was precipitated in hexane, filtered and dried in vacuo to give the product.

【0031】この生成物は、GPC(示差屈折率検出器
使用)により、重量平均分子量(Mw)27000を有
する樹脂であることを確認した。また、水酸化テトラメ
チルアンモニウムの2.38重量%水溶液に対する樹脂
の溶解速度は0.3nm/秒と小さいことが分かった。 (重合体合成例2)上述の重合体合成例1のビニルエー
テル化合物の代わりにビニルエーテル合成例2の化合物
を用いて略同様の結果、つまり、上記の重量平均分子量
(Mw)と略同様の重量平均分子量(Mw)の樹脂を得
た。 (重合体合成例3)上述の重合体合成例1のビニルエー
テル化合物の代わりに1,4−シクロヘキサンジメタノ
ールジビニルエーテルを用いて略同様の結果を得た。 (重合体合成例4)上述の重合体合成例1のポリビニル
フェノールの代わりにp−ヒドロキシヘキサフルオロイ
ソプロピルスチレン/スチレン共重合体(共重合比1:
1)を用いて略同様の結果を得た。 (重合体合成例5)アルカリ可溶性基を有する化合物と
ビニルエーテル基を有する化合物とを酸触媒付加反応さ
せて得られる重合体の合成例を示す。
This product was confirmed to be a resin having a weight average molecular weight (Mw) of 27000 by GPC (using a differential refractive index detector). It was also found that the dissolution rate of the resin in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was as small as 0.3 nm / sec. (Polymer Synthesis Example 2) Substantially similar results using the compound of Vinyl Ether Synthesis Example 2 in place of the vinyl ether compound of Polymer Synthesis Example 1 described above, that is, the weight average molecular weight (Mw) substantially similar to the above-mentioned weight average molecular weight (Mw) A resin having a molecular weight (Mw) was obtained. (Polymer Synthesis Example 3) Substantially similar results were obtained using 1,4-cyclohexanedimethanol divinyl ether instead of the vinyl ether compound of Polymer Synthesis Example 1 described above. (Polymer Synthesis Example 4) A p-hydroxyhexafluoroisopropylstyrene / styrene copolymer (copolymerization ratio of 1:
Substantially similar results were obtained using 1). (Polymer Synthesis Example 5) A synthesis example of a polymer obtained by subjecting a compound having an alkali-soluble group and a compound having a vinyl ether group to an acid-catalyzed addition reaction will be described.

【0032】多核フェノール化合物TPPA1000−
P(本州化学工業(株)製)(分子量:1060)を
2.0gとビニルエーテル合成例1の化合物1.0gを
酢酸エチル100mlに溶解した。これに、ピリジニウ
ムp−トルエンスルホネート0.01gを加え、25℃
で24時間反応させた。その後、反応液を分液ロートに
移し、2NのNaOHを50ml加え、洗浄し、中性に
なるまで水洗した。水洗した酢酸エチル溶液を減圧下濃
縮し、ヘキサン中に固体を析出させ、濾過後、真空乾燥
して生成物を得た。
Polynuclear phenol compound TPPA1000-
2.0 g of P (manufactured by Honshu Chemical Industry Co., Ltd.) (molecular weight: 1060) and 1.0 g of the compound of Vinyl Ether Synthesis Example 1 were dissolved in 100 ml of ethyl acetate. To this was added 0.01 g of pyridinium p-toluenesulfonate,
For 24 hours. Thereafter, the reaction solution was transferred to a separating funnel, 50 ml of 2N NaOH was added, washed, and washed with water until neutral. The ethyl acetate solution washed with water was concentrated under reduced pressure to precipitate a solid in hexane, filtered, and dried under vacuum to obtain a product.

【0033】この生成物は、GPC(示差屈折率検出器
使用)により、重量平均分子量(Mw)7600を有す
る樹脂であることを確認した。また、水酸化テトラメチ
ルアンモニウムの2.38重量%水溶液に対する樹脂の
溶解速度は、0.1nm/秒と小さいことが分かった。 (重合体合成例6)上述の重合体合成例5の多核フェノ
ール化合物TPPA1000−Pの代わりにエチリデン
トリス(4,1−フェニレンオキシ酢酸)(分子量:4
80)を用いて略同様の結果を得た。 (重合体合成例7)上記重合体合成例5に記載の多核フ
ェノール化合物TPPA1000−Pを2.0gと、ビ
ニルエーテル合成例1記載の化合物を0.6gとを重合
体合成例5と同様の方法によって重合体を合成した。得
られた生成物は、GPC(示差屈折率検出器使用)によ
り、重量平均分子量(Mw)4200を有する樹脂であ
ることが分かった。また、水酸化テトラメチルアンモニ
ウムの2.38重量%水溶液に対する樹脂の溶解速度
は、8.5nm/秒であり、水酸化テトラメチルアンモ
ニウムの1.19重量%水溶液を用いた場合、樹脂の溶
解速度は、0.3nm/秒になることが分かった。 (実施例1)重合体合成例1の樹脂(Mw:2700
0)100重量部、露光により酸を発生する化合物とし
てトリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホ
ネート5重量部を酢酸メチルセロソルブに溶解して、固
形分濃度10重量%のレジスト溶液を調合した。上述の
レジストは、シリコンウェハ上に滴下し、回転塗布後1
00℃2分間熱処理して、0.5μmの厚さのレジスト
膜を得た。この基板に500WのXe−Hgランプ及び
250nmの干渉フィルタ(日本真空光学製)により、
100mJ/cm2の露光量で露光し、100℃5分間
熱処理を行なった。つぎに、レジスト膜をテトラヒドロ
フラン1mlに溶解して、GPCにより酸触媒反応後の
樹脂のMwexを求めた。その結果、Mwexは、原料
のポリビニルフェノールのMwと同じ1800であるこ
とが分かった。これによりMw/Mwexは15となる
ことが分かった。
This product was confirmed to be a resin having a weight average molecular weight (Mw) of 7,600 by GPC (using a differential refractive index detector). Further, it was found that the dissolution rate of the resin in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was as small as 0.1 nm / sec. (Polymer Synthesis Example 6) Instead of the polynuclear phenol compound TPPA1000-P of Polymer Synthesis Example 5 described above, ethylidene tris (4,1-phenyleneoxyacetic acid) (molecular weight: 4)
80) gave substantially the same results. (Polymer Synthesis Example 7) A method similar to Polymer Synthesis Example 5 except that 2.0 g of the polynuclear phenol compound TPPA1000-P described in Polymer Synthesis Example 5 and 0.6 g of the compound described in Vinyl Ether Synthesis Example 1 were used. To synthesize a polymer. The obtained product was found to be a resin having a weight average molecular weight (Mw) of 4200 by GPC (using a differential refractive index detector). The dissolution rate of the resin in a 2.38% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was 8.5 nm / sec, and the dissolution rate of the resin in a 1.19% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide was used. Was found to be 0.3 nm / sec. Example 1 Resin of Polymer Synthesis Example 1 (Mw: 2700)
0) 100 parts by weight and 5 parts by weight of triphenylsulfonium trifluoromethanesulfonate as a compound capable of generating an acid upon exposure were dissolved in methyl cellosolve acetate to prepare a resist solution having a solid concentration of 10% by weight. The above-mentioned resist is dropped on a silicon wafer, and after spin coating,
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 2 minutes to obtain a resist film having a thickness of 0.5 μm. A 500 W Xe-Hg lamp and a 250 nm interference filter (manufactured by Nippon Vacuum Optical Co., Ltd.)
Exposure was performed at an exposure amount of 100 mJ / cm 2 and heat treatment was performed at 100 ° C. for 5 minutes. Next, the resist film was dissolved in 1 ml of tetrahydrofuran, and the Mwex of the resin after the acid-catalyzed reaction was determined by GPC. As a result, it was found that Mwex was 1800, which is the same as Mw of the raw material polyvinylphenol. This proved that Mw / Mwex was 15.

【0034】次ぎにレジストパタン形成までを説明す
る。図1に示すように、直径200mm、厚さ6mmの
石英ガラス基板101の表面に、1,4−ポリブタジエ
ン(重量平均分子量:3×105)を60%エポキシ化
した高分子の0.025重量%キシレン溶液を2ml〜
4ml滴下して回転塗布した後、180℃で5分間熱処
理して乾燥し、密着力向上媒体膜102とした。
Next, the steps up to the formation of a resist pattern will be described. As shown in FIG. 1, 0.025 weight of a polymer obtained by epoxidizing 60% of 1,4-polybutadiene (weight average molecular weight: 3 × 10 5 ) on the surface of a quartz glass substrate 101 having a diameter of 200 mm and a thickness of 6 mm. % Xylene solution
After dropping 4 ml and spin-coating, it was heat-treated at 180 ° C. for 5 minutes and dried to obtain an adhesion improving medium film 102.

【0035】この基板に、重合体合成例1の樹脂100
重量部、露光により酸を発生する化合物としてトリフェ
ニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート4重
量部、イオン解離性化合物としてヨウ化テトラエチルホ
スホニウム0.1重量部を2−ヘプタノンに溶解し、固
形分濃度10重量%に調合したレジスト溶液を滴下して
回転塗布した後、100℃で2分間熱処理し、0.25
μmの厚さのポジ型レジスト膜103を得た。
On this substrate, the resin 100 of Synthesis Example 1 was used.
4 parts by weight of triphenylsulfonium nonafluorobutanesulfonate as a compound capable of generating an acid upon exposure and 0.1 part by weight of tetraethylphosphonium iodide as an ion dissociating compound are dissolved in 2-heptanone, and the solid concentration is 10% by weight. The resist solution prepared as above was dropped and spin-coated, and then heat-treated at 100 ° C. for 2 minutes.
A positive resist film 103 having a thickness of μm was obtained.

【0036】この基板に電子線描画装置(電子線の加速
電圧は30kV)を用いて、電子線104を10μC/
cm2の照射量で照射し、描画を行った。描画パターン
はピット線幅0.1μm、トラックピッチ0.2μm、
ピット長が0.1〜0.3μmの範囲にあるパタンと
し、それらをスパイラル状に描画した。この後、100
℃で2分間熱処理して潜像形成部105の酸触媒反応を
促進した。上記の熱処理の後、水酸化テトラメチルアン
モニウム2.38重量%を含む水溶液に60秒間浸漬
し、レジストパタン106を得た。
The electron beam 104 was applied to the substrate at a rate of 10 μC /
Irradiation was performed at an irradiation amount of cm 2 , and drawing was performed. The drawing pattern has a pit line width of 0.1 μm, a track pitch of 0.2 μm,
Pit lengths were in the range of 0.1 to 0.3 μm, and these were drawn in a spiral. After this, 100
C. for 2 minutes to promote the acid-catalyzed reaction of the latent image forming portion 105. After the heat treatment described above, the resist pattern 106 was obtained by dipping in an aqueous solution containing 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds.

【0037】その結果、ピット線幅0.1μmのパタン
を形状よく解像することができた。このピットの線幅を
10点測定し、線幅の最大値と最小値との差(パタンの
ラフネス)が10nmと、高い寸法精度が得られている
ことが分かった。 (比較例1):従来例 実施例1において用いた重合体合成例1の樹脂(Mw:
27000)の代わりに、分子量分布を制御した樹脂と
して、m/p−クレゾールノボラック樹脂(Mw:50
00,多分散度:1.4)と1,1,1−トリス(4−
ヒドロキシフェニル)エタンの混合物(溶解速度:40
nm/秒)90重量部、溶解阻害剤としてテトラヒドロ
ピラニル基を酸分解性基に持つポリ(p−ビニルフェノ
ール)(テトラヒドロピラニル基の置換率:0.95、
Mw:2000,多分散度:1.8)10重量部からな
る樹脂組成を用いた以外、実施例1と同様にパタン形成
を行った。
As a result, a pattern having a pit line width of 0.1 μm could be resolved with good shape. The line width of the pit was measured at 10 points, and it was found that the difference between the maximum value and the minimum value of the line width (pattern roughness) was 10 nm, indicating that high dimensional accuracy was obtained. (Comparative Example 1): Conventional Example Resin of Polymer Synthesis Example 1 used in Example 1 (Mw:
M / p-cresol novolak resin (Mw: 50) instead of 27000).
00, polydispersity: 1.4) and 1,1,1-tris (4-
Mixture of hydroxyphenyl) ethane (dissolution rate: 40
(nm / sec) 90 parts by weight, poly (p-vinylphenol) having a tetrahydropyranyl group as an acid-decomposable group as a dissolution inhibitor (substitution rate of tetrahydropyranyl group: 0.95,
Mw: 2000, polydispersity: 1.8) A pattern was formed in the same manner as in Example 1, except that a resin composition consisting of 10 parts by weight was used.

【0038】その結果、Mw/Mwexは1.1となる
ことが分かった。この樹脂を用いて実施例1と同様のレ
ジスト組成に調合し、ピットパタンを形成したが、0.
1μm幅のピットパタンを形成することはできなかっ
た。 (比較例2):従来例 実施例1において用いた重合体合成例1の樹脂(Mw:
27000)の代わりに、1−エトキシエチル基を酸分
解性基に持つポリ(p−ビニルフェノール)(1−エト
キシエチル基の置換率:0.4、Mw:5000,多分
散度:1.3)からなる樹脂組成を用いた以外は、実施
例1と同様に行った。その結果、Mw/Mwexは1.
4となることが分かった。この樹脂を用いて実施例1と
同様のレジスト組成に調合し、ピットパタンを形成した
結果、0.1μm幅のピットパタンは、線幅の最大値と
最小値の差が35nmもあり、寸法精度が悪いことが分
かった。 (実施例2)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例2の樹脂を用いた以外は実施例1の方法と同じパ
タン形成を行い、実施例1と同様の結果を得た。用いた
樹脂のMw/Mwexは15であった。 (実施例3)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例3の樹脂を用いた以外は実施例1の方法と同じパ
タン形成を行い、実施例1と同様の結果を得た。用いた
樹脂のMw/Mwexは15であった。 (実施例4)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例4の樹脂を用いた以外は実施例1の方法と同じパ
タン形成を行い、実施例1と同様の結果を得た。用いた
樹脂のMw/Mwexは15であった。 (実施例5)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例5の樹脂を用いた以外は実施例1の方法と同じパ
タン形成を行い、実施例1と同様の結果を得た。用いた
樹脂のMw/Mwexは7であった。 (実施例6)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例6の樹脂を用いた以外は実施例1の方法と同じパ
タン形成を行い、実施例1と同様の結果を得た。用いた
樹脂のMw/Mwexは16であった。 (実施例7)重合体合成例1の樹脂の代わりに、重合体
合成例7の樹脂を用いた以外は実施例1の方法に従って
処理した。その結果、Mwexは1620であり、Mw
/Mwexは2.6となることが分かった。この樹脂を
用いて実施例1と同様のレジスト組成に調合し、水酸化
テトラメチルアンモニウムの1.19重量%水溶液を現
像液に用いてピットパタンを形成した結果、実施例1と
同様の結果を得た。 (実施例8)電子線描画技術を使って、ROM(Rea
d Only Memory)型のスタンパを製作する
プロセスに本発明を適用した実施例を示す。
As a result, it was found that Mw / Mwex was 1.1. Using this resin, a pit pattern was formed by preparing the same resist composition as in Example 1.
A pit pattern having a width of 1 μm could not be formed. (Comparative Example 2): Conventional Example Resin of Polymer Synthesis Example 1 used in Example 1 (Mw:
Poly (p-vinylphenol) having a 1-ethoxyethyl group as an acid-decomposable group (substitution ratio of 1-ethoxyethyl group: 0.4, Mw: 5000, polydispersity: 1.3). ) Was carried out in the same manner as in Example 1 except that the resin composition of (1) was used. As a result, Mw / Mwex is 1.
It turned out to be 4. A pit pattern was formed by using this resin to prepare the same resist composition as in Example 1, and as a result, the pit pattern having a width of 0.1 μm had a difference between the maximum value and the minimum value of the line width as large as 35 nm, resulting in poor dimensional accuracy. I understood that. Example 2 A pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the resin of Polymer Synthesis Example 2 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained. . Mw / Mwex of the resin used was 15. Example 3 A pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the resin of Polymer Synthesis Example 3 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained. . Mw / Mwex of the resin used was 15. Example 4 A pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the resin of Polymer Synthesis Example 4 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained. . Mw / Mwex of the resin used was 15. Example 5 A pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the resin of Polymer Synthesis Example 5 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained. . Mw / Mwex of the used resin was 7. Example 6 A pattern was formed in the same manner as in Example 1 except that the resin of Polymer Synthesis Example 6 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1, and the same results as in Example 1 were obtained. . Mw / Mwex of the resin used was 16. (Example 7) The procedure of Example 1 was repeated, except that the resin of Polymer Synthesis Example 7 was used instead of the resin of Polymer Synthesis Example 1. As a result, Mwex is 1620 and Mw
/ Mwex was found to be 2.6. Using this resin, a resist composition similar to that of Example 1 was prepared, and a pit pattern was formed using a 1.19% by weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide as a developing solution. As a result, the same result as that of Example 1 was obtained. Was. (Embodiment 8) Using an electron beam drawing technique, a ROM (Rea
An embodiment in which the present invention is applied to a process of manufacturing a stamper of the (d Only Memory) type will be described.

【0039】まず、石英基板表面を実施例1で用いた密
着力向上剤で表面処理した後、実施例5で用いたレジス
ト組成物を上記基板上に回転塗布し、100℃で2分間
熱処理し、0.2μmの厚さのレジスト膜を得た。つぎ
に、このレジスト膜に帯電防止膜エスペーサー300
(昭和電工(株)製)を回転塗布し、熱処理せずに10
分間乾燥した。
First, after the surface of the quartz substrate was treated with the adhesion improver used in Example 1, the resist composition used in Example 5 was spin-coated on the substrate and heat-treated at 100 ° C. for 2 minutes. Then, a resist film having a thickness of 0.2 μm was obtained. Next, an antistatic film spacer 300 is formed on the resist film.
(Showa Denko Co., Ltd.) spin-coated and heat-treated for 10
Dried for minutes.

【0040】上記基板を電子線描画装置(加速電圧30
kV)に載置して回転させると共に、電子線を基板内周
側から外周側に向けて200nmのトラックピッチで送
りつつ、レジスト膜に電子線を照射して、スパイラル状
のトラック上にピットの潜像を形成した。この基板を1
00℃で2分間熱処理した後、水酸化テトラメチルアン
モニウム2.38重量%を含む水溶液に60秒間浸漬
し、レジストパタンを得た。
The above-mentioned substrate was treated with an electron beam lithography apparatus (acceleration voltage 30).
kV), the resist film is irradiated with an electron beam while the electron beam is sent from the inner peripheral side of the substrate to the outer peripheral side at a track pitch of 200 nm, and the pit is formed on the spiral track. A latent image was formed. This board is
After heat treatment at 00 ° C. for 2 minutes, the resist pattern was immersed in an aqueous solution containing 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds to obtain a resist pattern.

【0041】このレジスト膜をマスクとして、C26
2の混合ガスで反応性イオンエッチングにより石英基
板を30nm〜70nmの深さでドライエッチングする
ことにより、所定の凹型のピットパタンが形成された光
ディスク用原盤が得られた。
Using this resist film as a mask, the quartz substrate is dry-etched to a depth of 30 nm to 70 nm by reactive ion etching with a mixed gas of C 2 F 6 and H 2 to form a predetermined concave pit pattern. An optical disc master was obtained.

【0042】以下、通常通り、この光ディスク原盤の凹
型のパターン表面上に、アルミニウムを蒸着し、次ぎに
電気メッキでアルミニウムの蒸着膜上にメッキ層を形成
し、蒸着膜とメッキ層からなるメタルマスタ部を引き剥
がして得たメタルマスタからマザーを製造し、さらにマ
ザーからスタンパを製造した。その結果、高密度で寸法
精度のよいスタンパを得ることができた。
Hereinafter, as usual, aluminum is vapor-deposited on the concave pattern surface of the optical disk master, and then a plating layer is formed on the aluminum vapor-deposited film by electroplating. A mother was manufactured from the metal master obtained by peeling off the part, and a stamper was manufactured from the mother. As a result, a stamper with high density and good dimensional accuracy could be obtained.

【0043】なお、実施例5で用いたレジスト組成物に
変えて、実施例1〜4、6、7で用いたレジスト組成物
を用いても高密度で寸法精度のよいスタンパを得ること
ができた。
It is to be noted that a stamper with high density and high dimensional accuracy can be obtained by using the resist composition used in Examples 1 to 4, 6, and 7 instead of the resist composition used in Example 5. Was.

【0044】[0044]

【発明の効果】本発明によれば、電子線、X線等の放射
線に対して高感度で解像度に優れたピットパタンを形成
でき、高密度で寸法精度のよいスタンパを得ることがで
きた。
According to the present invention, a pit pattern having high sensitivity and excellent resolution with respect to radiation such as electron beams and X-rays can be formed, and a stamper having high density and high dimensional accuracy can be obtained.

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

【図1】本発明の一実施例の光ディスク用原盤の製作工
程の一部を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a part of a manufacturing process of an optical disc master according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101…石英基板、102…密着力向上媒体膜、103
…ポジ型レジスト膜、104…電子線、105…潜像形
成部、106…レジストパタン。
101: quartz substrate, 102: adhesion-improving medium film, 103
.., A positive resist film, 104, an electron beam, 105, a latent image forming portion, 106, a resist pattern.

フロントページの続き Fターム(参考) 2H025 AA00 AA01 AA02 AB17 AC04 AC05 AC06 AD03 BE00 BG00 BJ04 BJ05 FA03 FA12 FA17 FA41 2H096 AA00 AA27 BA11 BA20 EA03 EA06 EA07 FA01 GA08 HA23 JA04 LA17 5D121 BA03 BB01 BB21 BB28 BB31 GG07 Continued on the front page F-term (reference) 2H025 AA00 AA01 AA02 AB17 AC04 AC05 AC06 AD03 BE00 BG00 BJ04 BJ05 FA03 FA12 FA17 FA41 2H096 AA00 AA27 BA11 BA20 EA03 EA06 EA07 FA01 GA08 HA23 JA04 LA17 5D121 BB03 BB01 BB21

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に塗布したレジスト組成物の塗膜
に、露光又は露光と露光後の加熱処理により潜像を形成
し、水性アルカリ現像液により現像してレジストパタン
を形成し、該レジストパタンをマスクにして上記基板に
凹部を形成する工程を含むスタンパの製造方法におい
て、上記レジスト組成物は、(a)露光により酸を発生
する化合物、(b)露光又は露光と露光後の加熱処理に
より誘起される反応によってアルカリ可溶性が増加する
媒体を有する組成物であり、かつ、上記媒体の重量平均
分子量(Mw)と露光又は露光と露光後の加熱処理に誘
起される反応後の重量平均分子量(Mwex)との比
(Mw/Mwex)が2以上の媒体であることを特徴と
するスタンパの製造方法。
A latent image is formed on a coating film of a resist composition applied on a substrate by exposure or exposure and heat treatment after exposure, and is developed with an aqueous alkaline developer to form a resist pattern. In the method for producing a stamper, the method includes a step of forming a concave portion in the substrate using a pattern as a mask, wherein the resist composition comprises (a) a compound which generates an acid upon exposure, (b) exposure or heat treatment after exposure and exposure. And a weight-average molecular weight (Mw) of the medium, and a weight-average molecular weight after the reaction induced by exposure or heat treatment after exposure and exposure. A method for producing a stamper, wherein the medium has a ratio (Mw / Mwex) of 2 or more to (Mwex).
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008512721A (en) * 2004-09-09 2008-04-24 インテル・コーポレーション Conductive lithography polymer and device fabrication method using the same
JP2008298827A (en) * 2007-05-29 2008-12-11 Toppan Printing Co Ltd Pattern formation method, imprint mold, photomask
JP2018028106A (en) * 2017-11-14 2018-02-22 学校法人 関西大学 Hyperbranched polymer

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