チミン光二量体を含む高分子材料の電子線レジストへの応用に関する研究

1991 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 02650668
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 稲木 良昭 大阪大学, 工学部, 助教授 (80029230)
• キーワード: フォトレジスト / 電子線 / リソグラフィ / 光酸発生剤 / チミン / 光二量体

研究概要

本研究は、これまでのチミン光二量体の光分解を利用した高分子フォトレジストの研究結果に基づき、さらにチミンの光二量体は光だけでなく電子線に対しても反応するという知見から、次世代の電子線リソグラフィに対応する高分子レジスト材料の設計と開発を目的として行われた。
平成3年度は前年度合成したポリマ-(Fig.1)の電子線に対する反応性と、生成物の確認を行ない、電子線レジストとしての評価を行った。
ポリマ-の光酸分解反応
光酸発生剤(Triphenyl Sulfonium Triflate)を10wt%含むポリマ-溶液をスピンコ-ト法によりシリコン板、あるいは石英板上に塗上し、波長250nmの紫外線を照射後、加熱処理をして赤外、紫外スペクトルの変化を測定することにより反応の進行を追跡した。光照射により、λmax270nm付近のピリミジン環の二重結合に基づく紫外吸収が増大し、二量体の開裂反応の進行が示唆された。また、照射後の加熱により、カ-ボネ-ト結合に基づく1738cm^4付近の赤外吸収の減少がみられ、酸分解反応が効率よく進行していることを確認した。
レジスト評価
紫外線および電子線照射後、70℃で熱処理をしたレジストフィルムを、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液を用い浸漬法によって現像し、レジスト評価を行なった。未照射部は溶解せず、照射部のみが溶解し、ポジ像が得られた。これは、光熱分解によってヒドロキシエチルチミンが生成し、現像液に可溶となったためと考えられる。酸分解により、大きな極性転換がおこるため、解像度パラメ-タ-であるr値が非常に大きくなり、このような高感度化、高解像度化が実現できたものと考えられる。実際に、パタ-ン作成を試みたところ0.5μm程度のline&spaceパタ-ンの作成が可能であることが明らかとなった(Fig.2)。

研究成果

• [文献書誌] K.Kanbara,K.Takemoto,Y.Inaki,N.Matsumura: "UV and Xーray sensitive polyurethanes containing pyrimidine photodimers" Polymers for MicroelectronicsーScience and Technolgy. 91-102 (1990)
• [文献書誌] H.Horito,Y.Inaki,K.Takemoto: "Photochemistry and acid sensitivity of pyrimidine polymers" J.Photopolym.Sci.Technol.,. 4. 33-40 (1991)
• [文献書誌] Y.Inaki,Y.Wang,K.Takemoto: "Reversible photorecording system:Orderes thymine derivative derivatives having long alkyl chain" J.Photoploym.Sci.Technol.,. 4. 259-266 (1991)
• [文献書誌] 稲木 良昭: "人工核酸ーその機能と応用ー" 高分子加工. 40. 262-270 (1991)
• [文献書誌] 稲木 良昭: "次世代レジスト材料" 電子材料. 29. 47-51 (1990)
• [文献書誌] 稲木 良昭: "新しい微細加工用レジスト材料ー光機能性核酸ポリマ-ー" 化学工業. 41. 250-257 (1990)