JP2019056025A - パターン形成材料及びパターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】生産性を向上可能なパターン形成材料及びパターン形成方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、パターン形成材料は、第1モノマーを含む。前記第1モノマーは、第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含む。前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかである。前記複数の第1元素の数は、6以上である。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、パターン形成材料及びパターン形成方法に関する。
例えば、パターン形成材料を用いたナノインプリントリソグラフィなどのパターン形成方法がある。パターン形成材料及びパターン形成方法において、生産性の向上が求められる。
本発明の実施形態は、生産性を向上可能なパターン形成材料及びパターン形成方法を提供する。
本発明の実施形態によれば、パターン形成材料は、第1モノマーを含む。前記第1モノマーは、第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含む。前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかである。前記複数の第1元素の数は、6以上である。
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚さと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
(第1実施形態)
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るパターン形成材料を例示する模式図である。
図1(a)に示すように、パターン形成材料110は、第1モノマー15を含む。パターン形成材料110は、第1モノマー15の他に別の材料(例えば別のモノマーまたは感光剤など)を含んでも良い。
図1(a)及び図1(b)は、第1実施形態に係るパターン形成材料を例示する模式図である。
図1(a)に示すように、パターン形成材料110は、第1モノマー15を含む。パターン形成材料110は、第1モノマー15の他に別の材料(例えば別のモノマーまたは感光剤など)を含んでも良い。
第1モノマー15は、第1分子鎖10、第1基11及び第2基12を含む。第1分子鎖10は、第1端10a及び第2端10bを含む。第1基11は、第1端10aとエステル結合する。第2基12は、第2端10bとエステル結合する。第1基11は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。第2基12は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。
第1分子鎖10は、複数の第1元素10eを含む。複数の第1元素10eは、例えば、直鎖状に結合する。例えば、複数の第1元素10eは、第1端10aから第2端10bに向かう方向に沿って、並ぶ。複数の第1元素10eは、炭素及び酸素のいずれかである。実施形態において、複数の第1元素10eの数は、6以上である。複数の第1元素10eの数は、直鎖状に並ぶ、炭素及び酸素のいずれかの数である。第1分子鎖10は、分岐による基を含んでも良い。この場合、その分岐に含まれる元素の数は、「複数の第1元素10eの数」に含めない。分岐による基は、例えば、アルキル基、ヒドロキシル基、水酸基、カルボニル基またはアミノ基などを含む。
これにより、後述するように、第1モノマー15を含む膜が金属元素を含む金属化合物に接触させられた後に、高いエッチング耐性が得られる。これにより、生産性を向上可能なパターン形成材料及びパターン形成方法が提供できる。
図1(b)に示すように、パターン形成材料111においては、第1モノマー15は、上記の第1分子鎖10、第1基11及び第2基12に加えて、第2分子鎖20及び第3基23をさらに含んでも良い。第2分子鎖20は、第3端20c及び第4端20dを含む。第3基23は、第3端20cとエステル結合する。第3基23は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである。第4端20dは、第1分子鎖10と結合する。
このように、第1モノマー15において、第1分子鎖10の他に第2分子鎖20が設けられても良い。この場合も、第1分子鎖10に含まれる複数の第1元素10eの数は、6以上である。
パターン形成材料111において、第1分子鎖10と第2分子鎖20との結合点と、第1端10aと、の間、及び、第2分子鎖20を、1つの分子鎖と見なすこともできる。この場合、第1分子鎖10と第2分子鎖20との結合点と、第2端10bと、の間が、別の分子鎖に対応する。このように見なしたときにおいて、おいて、第1分子鎖10と第2分子鎖20との結合点と、第1端10aと、の間、及び、第2分子鎖20の組み(1つの分子鎖)において、複数の第1元素10eの数は、6以上でも良い。
このような材料(パターン形成材料110及び111など)の特性の例については、後述する。
(第2実施形態)
第2実施形態は、パターン形成方法に係る。本実施形態は、第1実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110及び111など)を用いたパターン形成方法の例である。以下では、パターン形成材料110を用いる例について説明する。パターン形成材料111を用いる場合にも、以下に説明する方法が適用される。
第2実施形態は、パターン形成方法に係る。本実施形態は、第1実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110及び111など)を用いたパターン形成方法の例である。以下では、パターン形成材料110を用いる例について説明する。パターン形成材料111を用いる場合にも、以下に説明する方法が適用される。
図2(a)〜図2(f)は、第2実施形態に係るパターン形成方法を例示する模式的断面図である。
図2(a)及び図2(b)に示すように、基体60の表面に、パターン形成材料110を含むパターン形成材料110を含むパターン形成材料膜50を形成する。この例では、パターン形成材料膜50は、ナノインプリントリソグラフィにより形成される。
図2(a)及び図2(b)に示すように、基体60の表面に、パターン形成材料110を含むパターン形成材料110を含むパターン形成材料膜50を形成する。この例では、パターン形成材料膜50は、ナノインプリントリソグラフィにより形成される。
例えば、図2(a)に示すように、凹凸70dpを有する面70aを含むテンプレート70が用意される。面70aと基体60との間にパターン形成材料110を含む膜50Fを位置させる。そして、この膜50Fを固体化させる。この例では、固体化させる工程では、膜50Fに光45(例えば紫外線)を照射する。このとき、パターン形成材料110は感光性を有する。第1モノマー15が、例えば、重合し、パターン形成材料110から固体が得られる。または、固体化させる工程において、膜50Fを加熱処理しても良い。固体化により、凹凸70dpの凹部70dに位置する膜50Fからパターン形成材料膜50が得られる。テンプレート70とパターン形成材料膜50とを分離する(図2(b)参照)。
このように、実施形態に係るパターン形成方法は、パターン形成材料110を含むパターン形成材料膜50を基体60に形成する膜形成工程を含む。
図2(c)に示すように、パターン形成材料膜50を、金属元素31を含む金属化合物30に接触させる。
金属化合物30は、例えば、有機金属化合物を含む。金属化合物30は、例えば、トリメチルアルミニウム(TMA)を含む。金属化合物30は、例えば、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含んでも良い。金属化合物30は、例えば、TiCl4、VCl4、及び、WCl6よりなる群から選択された少なくとも1つを含んでも良い。
金属化合物30は、例えば、液体または気体である。
このように、接触工程においては、パターン形成材料膜50を、金属元素31を含む金属化合物30に接触させることが実施される。接触工程において、例えば、金属化合物30が、パターン形成材料膜50中に、例えば、含浸する。このように、接触工程は、パターン形成材料膜50中に金属化合物30を導入することを含む。
例えば、接触工程は、パターン形成材料膜50を、金属化合物30を含む液体、及び、金属化合物30を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む。これにより、例えば、金属化合物30に含まれる金属元素31が、パターン形成材料膜50に含まれる材料と結合する。
図2(d)に示すように、上記の接触工程の後に、パターン形成材料膜50を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気62中で処理する。この処理は、加熱を含む。加熱の温度は、例えば50℃以上180℃以下である。この処理工程において、例えば、酸化が行われる。
図2(e)に示すように、この処理工程の後において、パターン形成材料膜50は、例えば、金属元素31を含む酸化物32を含む。例えば、金属化合物30がトリメチルアルミニウムを含む場合、アルミニウムを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がTiCl4を含む場合には、チタンを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がVCl4を含む場合には、バナジウムを含む酸化物32が形成される。例えば、金属化合物30がWCl6を含む場合には、タングステンを含む酸化物32が形成される。例えば、「メタライズ」が行われる。
パターン形成材料膜50において、酸化物32が形成されると、パターン形成材料膜50のエッチング耐性が向上する。例えば、塩素を含むガスを用いたドライエッチングにおけるエッチングレートが低くなる。
図2(f)に示すように、上記の処理工程(酸化処理工程)の後に、基体60の、パターン形成材料膜50に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する。例えば、パターン形成材料膜50をマスクとして用いたエッチングが行われる。この除去工程において、例えば、上記の覆われていない領域を、フッ素、塩素及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1つを含むガスに接触させることを含む。エッチングは、例えばRIE(Reactive Ion Etching)である。
実施形態においては、上記のように、パターン形成材料膜50において酸化物32が形成される。このため、マスクとして用いるパターン形成材料膜50のエッチング耐性が向上する。これにより、パターン形成材料膜50をマスクとして用いたエッチング(上記の除去工程)において、良好な加工性が得られる。高い精度の加工が実施できる。
実施形態によれば、生産性を向上可能なパターン形成方法が提供できる。
以下、パターン形成材料に関する実験結果の例について説明する。
パターン形成材料の試料SP00の組成は、以下である。
パターン形成材料の試料SP00の組成は、以下である。
N-vinylformamide:26vol%
diethylene glycol diacrylate:45vol%
tricylodecane dimethanol diacrylate:26vol%
2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone:3vol%
この試料SP00(パターン形成材料の1つ)を用いて、図2(a)〜図2(e)に関して説明した処理が行われる。基体60は、シリコンウェーハである。テンプレート70は、石英である。膜50Fに光45として紫外線)が照射され、パターン形成材料膜50が得られる。パターン形成材料膜50をTMA(金属化合物30)に接触させ、TMAは、プレカーサに対応する。さらに、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気62中の処理が行われる。
diethylene glycol diacrylate:45vol%
tricylodecane dimethanol diacrylate:26vol%
2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone:3vol%
この試料SP00(パターン形成材料の1つ)を用いて、図2(a)〜図2(e)に関して説明した処理が行われる。基体60は、シリコンウェーハである。テンプレート70は、石英である。膜50Fに光45として紫外線)が照射され、パターン形成材料膜50が得られる。パターン形成材料膜50をTMA(金属化合物30)に接触させ、TMAは、プレカーサに対応する。さらに、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気62中の処理が行われる。
パターン形成材料膜50の、O2RIEに対するエッチングレートが評価される。評価は、TMA(金属化合物30)への接触の前の状態と、TMAとの接触及び雰囲気62中の処理の後の状態において行われる。前者は、例えば、メタライズ前のエッチングレート(第1エッチングレートER1)である。後者は、例えば、メタライズ後のエッチングレート(第2エッチングレートER2)である。
第1エッチングレートER1の第2エッチングレートER2に対する比(ER1/ER2)を、エッチングレート比Reとする。エッチングレート比Reが高いことは、図2(d)の工程(例えば、メタライズ)により、エッチング耐性が向上することを意味する。
試料SP00において、エッチングレート比Reは、約4.9である。この値においては、エッチング耐性は、実用的に十分でない。
以下に説明する別の試料が評価される。
図3(a)〜図3(e)及び図4(a)〜図4(e)は、パターン形成材料を例示する模式図である。
これらの図は、パターン形成材料に含まれるモノマーを例示している。モノマーは、例えば第1モノマー15に対応する。
これらの図は、パターン形成材料に含まれるモノマーを例示している。モノマーは、例えば第1モノマー15に対応する。
図3(a)に示すように、第1試料SP01においては、モノマーとして、PTTA(pentaerythritol triacrylate)が用いられる。PTTAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、3である。
図3(b)に示すように、第2試料SP02においては、モノマーとして、GLPOTA(glycerol propoxylate (1PO/OH) triacrylate)が用いられる。GLPOTAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、13である。
図3(c)に示すように、第3試料SP03においては、モノマーとして、GDD(glycerol 1,3-diglycerolate diacrylate)が用いられる。GDDにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、13である。
図3(d)に示すように、第4試料SP04においては、モノマーとして、NDDA(1,9-nonanediol diacrylate)が用いられる。NDDAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、11である。
図3(e)に示すように、第5試料SP05においては、モノマーとして、TPGDA(tripolyethyleneglycol diacrylate)が用いられる。TPGDAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、10である。
図4(a)に示すように、第6試料SP06においては、モノマーとして、HPNDA(neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate)が用いられる。PTTAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、9である。
図4(b)に示すように、第7試料SP07においては、モノマーとして、BP−4EAL(bisphenol A ethoxylate diacrylate, CAS no. 64401-02-1)が用いられる。BP−4EALにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、15、18、21、24、27であり、平均24である。
図4(c)に示すように、第8試料SP08においては、モノマーとして、BP−4PA(bisphenol A propoxylate diacrylate, CAS no. 61722-28-9)が用いられる。BP−4EALにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、15、18、21、24、27であり、平均24である。
図4(d)に示すように、第9試料SP09においては、モノマーとして、70PA(Propylene glycol diglycidyl ether diacrylate)が用いられる。70PAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、10である。
図4(e)に示すように、第10試料SP10においては、モノマーとして、TMP3POTA(Trimethylolpropane propoxylate triacrylate)が用いられる。TMP3POTAにおいては、直鎖状の第1元素10eの数は、11である。
これらの試料のそれぞれに、2-benzyl-2-(dimethylamino)-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanoneを3vol%が添加される。これにより、第1〜第10試料が得られる。上記の試料SP00と同様に、第1エッチングレートER1及び第2エッチングレートER2が評価される。さらに、エッチングレート比Reが導出される。
図5及び図6は、パターン形成材料の特性を例示する模式図である。
図5の縦軸は、エッチングレート(第1エッチングレートER1または第2エッチングレートER2)である。図6の縦軸は、エッチングレート比Reである。これらの図には、試料SP00、第1試料SP01〜第10試料SP10の値が示されている。
図5の縦軸は、エッチングレート(第1エッチングレートER1または第2エッチングレートER2)である。図6の縦軸は、エッチングレート比Reである。これらの図には、試料SP00、第1試料SP01〜第10試料SP10の値が示されている。
図5に示すように、例えば、第1試料SP1(PTTA)においては、エッチングレート比Reは低い。直鎖状の第1元素10eの数が3である第1試料SP1(PTTA)においては、メタライズによるエッチング耐性の向上の程度が小さい。
一方、第2試料SP2(GLPOTA)においては、エッチングレート比Reは高い。直鎖状の第1元素10eの数が13である第2試料SP2(GLPOTA)においては、メタライズによるエッチング耐性が著しく向上する。
他の試料においても、第1試料SP01(PTTA)と比べて、高いエッチングレート比Reが得られる。
このように、直鎖状の第1元素10eの数が大きいと、高いエッチングレート比Reが得られる。すなわち、メタライズにより、エッチング耐性が向上する。
試料SP00に関して、透過電子顕微鏡−エネルギー分散型X線分光法(TEM-EDX)解析、及び、ダイナミック二次イオン質量分析(D-SIMS)による分析が行われる。その結果、試料SP00において、パターン形成材料膜50の表面にAlOx層ができているらしいことが明らかになった。
試料SP00においては、架橋によりよりパターンが形成される。このため、架橋後のポリマーにおいては、網状のマトリクスが形成されていると考えられる。TMAにおいては、ダイマーが形成される。この網目の隙間をTMAダイマーが通過することができなければ、パターン形成材料膜50の奥の部分において、AlOxが生じないと考えられる。
このため、架橋したレジストポリマー内におけるTMAの拡散の特性に関して以下のように見積もることができる。例えば、架橋形態として、2つのdiacrylateの両端を結合して環状にしたモデルを作成する。このモデルについて、分子力学(MM)で構造緩和させた。
この見積もりによると、試料SP00(diethylene glycol diacrylate)では、開口のサイズは、TMAダイマーが通過するのには十分でない。これに対して、鎖長が長いGDDでは、TMAダイマーでも通過できそうな開口が得られる。
鎖長が長いdiacrylateを用いることで、レジスト内部までAlOx化が可能である。複数の第1元素10eの数は、6以上必要であることが好ましい。この数が過度に大きいと、架橋点密度が低くなるため、レジストの力学強度が低くなる場合がある。複数の第1元素10eの数は、30程度以下であることが好ましい。例えば、レジストの力学強度の低下を抑制できる。
BP−4EALおよびBP−4PAにおいては、第1エッチングレートER1が低い。これは、これらのモノマーにおいては、分子構造中にベンゼン環が含まれているためであると考えられる。これらのモノマーにおいては、エッチングレート比Reが高い。これらのモノマーにおいては、メタライズ前もエッチング耐性が高く、メタライズ後のエッチング耐性はさらに向上している。これは、これらのモノマーにおいては、複数の第1元素10eの値(平均)が24と大きいため、プレカーサの拡散がスムーズに進行したためと考えられる。
試料SP00と比べても、第1試料SP01(PTTA)においては、エッチングレート比Reは低い。これは、第1試料SP01においては、複数の第1元素10eが小さいため、化学的な架橋点間距離が短く、プレカーサがポリマー中の網目を通ることが困難であるからである。
第3試料SP03(GDD)及び第9試料SP09(70PA)においては、エッチングレート比Reは、試料SP00と同程度である。これは、GDD及び70PAにおいては、分子中のヒドロキシル基が水素結合により物理的架橋を形成し、プレカーサの拡散を困難にするためであると考えられる。
物理的架橋の場合は、プレカーサの拡散時間を延ばすことで、エッチングレート比Reを高くできる。化学的架橋点間距離が短いときの低いエッチングレート比Re(メタライズの程度が低いこと)と、物理的架橋による低いエッチングレート比Reと、は、本質的に異なる。
直鎖状の第1元素10eの数が小さい材料においては、モノマーの重合後において、分子鎖により形成される空間が狭いと考えられる。このため、金属元素31は、膜中に侵入し難い。膜の表面だけのエッチングレートが低下したとしても、膜中のエッチングレートは低下しない。膜中のエッチング耐性は実質的に向上しない。
これに対して、直鎖状の第1元素10eの数が大きい材料においては、モノマーの重合後において、分子鎖により形成される空間が広いと考えられる。このため、この広い空間を通って、金属元素31は、膜中に侵入し易い。膜の奥においても金属元素31が存在することで、膜の表面だけではなく、膜の奥においてもエッチングレートが低下する。膜の全体のエッチング耐性が向上する。
このように、図2(d)の工程(例えばメタライズ)を実施する第には、パターン形成材料中のモノマーにおける直鎖状の第1元素10eの数を大きくすることが有効であること考えられる。これにより、エッチング耐性が向上する。所望のエッチングが安定して実施できる。生産性を向上可能なパターン形成材料及びパターン形成方法が提供できる。
実施系形態においては、例えば、複数の第1元素10eの数は、6以上である。これにより、エッチング耐性が効果的に向上する。数は、8以上でもよい。エッチング耐性がさらに効果的に向上する。数は、10以上でも良い。エッチング耐性がさらに効果的に向上する。
実施形態において、第1モノマー15は、例えば、以下の第1〜第6化学式で表される組成物を含む。
上記の化学式において、「R1」は、水素またはメチル基である。
上記の化学式において、「R2」は、炭素数1から20までのアルキル基である。このアルキル基は、分岐を含んでも良い。このアルキル基は、脂肪族環状化合物を含んでも良い。上記の「R2」において、水素原子の一部が、ヒドロキシル基、カルボキシル基、カルボニル基、フッ素、ベンゼン環などで置換されてもよい。
上記の化学式において、「R3」は、メチル基、ヒドロキシル基及びカルボキシル基のいずれかである。
実施形態において、第1モノマー15は、例えば、glycerol propoxylate (1PO/OH) triacrylate、tripolyethyleneglycol diacrylate、neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate、bisphenol A ethoxylate diacrylate、bisphenol A propoxylate diacrylate及びTrimethylolpropane propoxylate triacrylateよりなる群から選択された少なくとも1つを含んでも良い。
実施形態において、第1モノマー15は、例えば、ベンゼン環を含んでも良い。これにより、例えば、メタライズ前においても高いエッチング耐性が得られる。
実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110または111)は、第1モノマー15に加えて、別のモノマーを含んでも良い。
図7は、実施形態に係るパターン形成材料を例示する模式図である。
図7は、別のモノマー(第2モノマー)を例示している。この例では、第2モノマーは、アクリル酸メチル(MA:methylacrylate)である。実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110または111)は、上記の第1モノマー15に加えて、第2モノマーを含んでも良い。第2モノマーは、アクリルを含む。
図7は、別のモノマー(第2モノマー)を例示している。この例では、第2モノマーは、アクリル酸メチル(MA:methylacrylate)である。実施形態に係るパターン形成材料(パターン形成材料110または111)は、上記の第1モノマー15に加えて、第2モノマーを含んでも良い。第2モノマーは、アクリルを含む。
第1モノマー15において、複数の第1元素10eの数が大きくなると、パターン形成材料110の粘度が高くなる場合がある。第1モノマー15に加えて、第2モノマーを用いることで、例えば、粘度を調整できる。
実施形態において、パターン形成材料(パターン形成材料110または111)は、例えば、感光剤及び硬化剤の少なくともいずれかを含む第1材料をさらに含んでも良い。第1材料は、例えば、光ラジカル発生剤、及び光酸発生剤よりなる群から選択された少なくとも1つを含む。
パターン形成材料中の第1モノマー15の濃度は、例えば、50重量パーセント以上である。第1モノマー15を含む膜50Fは、金属元素31を含む金属化合物30に接触させられる。例えば、膜50F中に金属元素31を導入でき、高いエッチング耐性が得られる。
実施形態は、以下の構成(技術案)を含んでも良い。
(構成1)
第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを備え、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上であり、
前記第1モノマーを含む膜は、金属元素を含む金属化合物に接触させられる、パターン形成材料。
(構成2)
光ラジカル発生剤、及び、光酸発生剤よりなる群から選択されたの少なくともいずれかを含む第1材料をさらに含む、構成1記載のパターン形成材料。
(構成3)
パターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する膜形成工程と、
前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる接触工程と、
を備え、
前記パターン形成材料は、
第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを含み、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上である、パターン形成方法。
(構成4)
前記第1モノマーは、
第3端と第4端とを含む第2分子鎖と、
前記第3端と結合した第3基と、
をさらに含み、
前記第3基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、
前記第4端は、前記第1分子鎖と結合した、構成3記載のパターン形成方法。
(構成5)
アクリルを含む第2モノマーをさらに含む、構成3または4に記載のパターン形成方法。
(構成6)
前記第1モノマーは、glycerol propoxylate (1PO/OH) triacrylate、tripolyethyleneglycol diacrylate、neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate、bisphenol A ethoxylate diacrylate、bisphenol A propoxylate diacrylate及びTrimethylolpropane propoxylate triacrylateよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成3〜5のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成7)
前記第1モノマーは、ベンゼン環を含む、構成3〜6のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成8)
前記パターン形成材料中の前記第1モノマーの濃度は、50重量パーセント以上である、構成3〜7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成9)
光ラジカル発生剤、及び、光酸発生剤よりなる群から選択された少なくともいずれかを含む第1材料をさらに含む、構成3〜8のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成10)
前記膜形成工程は、
凹凸を有する面を含むテンプレートの前記面と前記基体との間に前記パターン形成材料を含む膜を位置させ、
前記膜を固体化させる工程と、
を含み、
前記凹凸の凹部に位置する前記膜から前記パターン形成材料膜が得られる、構成3〜9のいおずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成11)
前記固体化させる前記工程は、前記膜に光を照射することを含む、構成10記載のパターン形成方法。
(構成12)
前記固体化させる前記工程は、前記膜を加熱処理することを含む、構成10記載のパターン形成方法。
(構成13)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜中に前記金属化合物を導入することを含む、構成3〜12のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成14)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜を、前記金属化合物を含む液体及び前記金属化合物を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む、構成3〜13のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成15)
前記接触工程の後に、前記パターン形成材料膜を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気中で処理する処理工程をさらに備えた、構成3〜14のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成16)
前記処理工程の後に、前記パターン形成材料膜は、前記金属元素を含む酸化物を含む、構成15記載のパターン形成方法。
(構成17)
前記処理工程の後に、前記基体の前記パターン形成材料膜に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する除去工程をさらに備えた、構成3〜16のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成18)
前記除去工程は、前記覆われていない前記領域を、フッ素、塩素及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1つを含むガスに接触させることを含む、構成17記載のパターン形成方法。
(構成19)
前記金属化合物は、有機金属化合物を含む、構成3〜18のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成20)
前記金属化合物は、トリメチルアルミニウムを含む、構成3〜19のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成21)
前記金属化合物は、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含む、構成3〜20のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成1)
第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを備え、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上であり、
前記第1モノマーを含む膜は、金属元素を含む金属化合物に接触させられる、パターン形成材料。
(構成2)
光ラジカル発生剤、及び、光酸発生剤よりなる群から選択されたの少なくともいずれかを含む第1材料をさらに含む、構成1記載のパターン形成材料。
(構成3)
パターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する膜形成工程と、
前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる接触工程と、
を備え、
前記パターン形成材料は、
第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを含み、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上である、パターン形成方法。
(構成4)
前記第1モノマーは、
第3端と第4端とを含む第2分子鎖と、
前記第3端と結合した第3基と、
をさらに含み、
前記第3基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、
前記第4端は、前記第1分子鎖と結合した、構成3記載のパターン形成方法。
(構成5)
アクリルを含む第2モノマーをさらに含む、構成3または4に記載のパターン形成方法。
(構成6)
前記第1モノマーは、glycerol propoxylate (1PO/OH) triacrylate、tripolyethyleneglycol diacrylate、neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate、bisphenol A ethoxylate diacrylate、bisphenol A propoxylate diacrylate及びTrimethylolpropane propoxylate triacrylateよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、構成3〜5のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成7)
前記第1モノマーは、ベンゼン環を含む、構成3〜6のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成8)
前記パターン形成材料中の前記第1モノマーの濃度は、50重量パーセント以上である、構成3〜7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成9)
光ラジカル発生剤、及び、光酸発生剤よりなる群から選択された少なくともいずれかを含む第1材料をさらに含む、構成3〜8のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成10)
前記膜形成工程は、
凹凸を有する面を含むテンプレートの前記面と前記基体との間に前記パターン形成材料を含む膜を位置させ、
前記膜を固体化させる工程と、
を含み、
前記凹凸の凹部に位置する前記膜から前記パターン形成材料膜が得られる、構成3〜9のいおずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成11)
前記固体化させる前記工程は、前記膜に光を照射することを含む、構成10記載のパターン形成方法。
(構成12)
前記固体化させる前記工程は、前記膜を加熱処理することを含む、構成10記載のパターン形成方法。
(構成13)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜中に前記金属化合物を導入することを含む、構成3〜12のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成14)
前記接触工程は、前記パターン形成材料膜を、前記金属化合物を含む液体及び前記金属化合物を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む、構成3〜13のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成15)
前記接触工程の後に、前記パターン形成材料膜を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気中で処理する処理工程をさらに備えた、構成3〜14のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成16)
前記処理工程の後に、前記パターン形成材料膜は、前記金属元素を含む酸化物を含む、構成15記載のパターン形成方法。
(構成17)
前記処理工程の後に、前記基体の前記パターン形成材料膜に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する除去工程をさらに備えた、構成3〜16のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成18)
前記除去工程は、前記覆われていない前記領域を、フッ素、塩素及び炭素よりなる群から選択された少なくとも1つを含むガスに接触させることを含む、構成17記載のパターン形成方法。
(構成19)
前記金属化合物は、有機金属化合物を含む、構成3〜18のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成20)
前記金属化合物は、トリメチルアルミニウムを含む、構成3〜19のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
(構成21)
前記金属化合物は、Ti、V、及びWよりなる群から選択された少なくとも1つと、塩素と、を含む、構成3〜20のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
実施形態によれば、生産性を向上可能なパターン形成材料及びパターン形成方法が提供できる。
以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、パターン形成材料に含まれるモノマー、分子鎖及びアクリル酸エステルなどの各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか2つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。
その他、本発明の実施の形態として上述したパターン形成材料及びパターン形成方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのパターン形成材料及びパターン形成方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10…第1分子鎖、 10a、10b…第1、第2端、 10e…第1元素、 11、12…第1、第2基、 15…第2モノマー、 20…第2分子鎖、 20c…第3、第4端、 23…第3基、 30…金属化合物、 31…金属元素、 32…酸化物、 45…光、 50…パターン形成材料膜、 50F…膜、 60…基体、 62…雰囲気、 70…テンプレート、 70a…面、 70d…凹部、 70dp…凹凸、 110、111…パターン形成材料、 Re…エッチングレート比、 SP00…試料、 SP01〜SP10…第1〜第10試料
Claims (10)
- 第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを備え、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上であり、
前記第1モノマーを含む膜は、金属元素を含む金属化合物に接触させられる、パターン形成材料。 - パターン形成材料を含むパターン形成材料膜を基体に形成する膜形成工程と、
前記パターン形成材料膜を、金属元素を含む金属化合物に接触させる接触工程と、
を備え、
前記パターン形成材料は、
第1端と第2端とを含む第1分子鎖と、前記第1端とエステル結合した第1基と、前記第2端とエステル結合した第2基と、を含み、前記第1基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、前記第2基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つである、第1モノマーを含み、
前記第1分子鎖は、直鎖状に結合した複数の第1元素を含み、前記複数の第1元素は、炭素及び酸素のいずれかであり、前記複数の第1元素の数は、6以上である、パターン形成方法。 - 前記第1モノマーは、
第3端と第4端とを含む第2分子鎖と、
前記第3端と結合した第3基と、
をさらに含み、
前記第3基は、アクリル酸及びメタクリル酸の1つであり、
前記第4端は、前記第1分子鎖と結合した、請求項2記載のパターン形成方法。 - 前記第1モノマーは、glycerol propoxylate (1PO/OH) triacrylate、tripolyethyleneglycol diacrylate、neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate、bisphenol A ethoxylate diacrylate、bisphenol A propoxylate diacrylate及びTrimethylolpropane propoxylate triacrylateよりなる群から選択された少なくとも1つを含む、請求項2または3に記載のパターン形成方法。
- 前記第1モノマーは、ベンゼン環を含む、請求項2〜4のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
- 前記膜形成工程は、
凹凸を有する面を含むテンプレートの前記面と前記基体との間に前記パターン形成材料を含む膜を位置させ、
前記膜を固体化させる工程と、
を含み、
前記凹凸の凹部に位置する前記膜から前記パターン形成材料膜が得られる、請求項2〜5のいずれか1つに記載のパターン形成方法。 - 前記接触工程は、前記パターン形成材料膜を、前記金属化合物を含む液体及び前記金属化合物を含む気体の少なくともいずれかに接触させることを含む、請求項2〜6のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
- 前記接触工程の後に、前記パターン形成材料膜を、水、酸素及びオゾンよりなる群から選択された少なくとも1つを含む雰囲気中で処理する処理工程をさらに備えた、請求項2〜7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
- 前記処理工程の後に、前記基体の前記パターン形成材料膜に覆われていない領域の少なくとも一部を除去する除去工程をさらに備えた、請求項2〜8のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
- 前記金属化合物は、有機金属化合物を含む、請求項2〜9のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
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