JPH07196743A - 放射線感光材料及びパターン形成方法 - Google Patents

放射線感光材料及びパターン形成方法

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JPH07196743A
JPH07196743A JP33811293A JP33811293A JPH07196743A JP H07196743 A JPH07196743 A JP H07196743A JP 33811293 A JP33811293 A JP 33811293A JP 33811293 A JP33811293 A JP 33811293A JP H07196743 A JPH07196743 A JP H07196743A
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JP
Japan
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radiation
resist
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copolymer
methyl
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JP33811293A
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Satoshi Takechi
敏 武智
Akiko Kodachi
明子 小太刀
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、電子線を露光源とするリソグラフィ
において使用する、優れた透明性及びエッチング耐性の
みならず、高感度で、剥がれの少ない放射線感光材料及
びパターン形成方法を提供することを目的とする。 【構成】メタクリル酸アダマンチルモノマとα−クロロ
アクリル酸メチルモノマとを2:1の割合で仕込み、開
始剤AIBNを添加し、加熱した後、メタノールに沈澱
させて精製し、次式 【化4】で示される、組成比53:47、重量平均分子
量57000の共重合体を得た。このポリマをシクロヘ
キサノンに溶かしたレジスト溶液をSiウェーハ上に塗
布し、プリベークした後、電子線露光及び現像をした。
このとき露光エネルギーの閾値エネルギーEthは3μC
/cm2 で、0.4μm幅のL&Sを解像した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射線感光材料及びその
放射線感光材料を用いたパターン形成方法に関する。近
年、半導体集積回路は集積化が進んでLSIやLSIが
実用化されており、こうした素子の高集積化・微細化に
伴ない、微細加工技術における最小線幅はサブミクロン
乃至ハーフミクロン以下の領域に及んでおり、更に微細
化の傾向にある。
【0002】微細加工技術における微細パターンの形成
には、薄膜を形成した被処理基板上にレジストを被覆
し、選択露光を行った後に現像してレジストパターンを
作り、これをマスクとしてドライエッチングを行い、そ
の後にレジストを溶解除去することにより薄膜パターン
を得るリソグラフィ(写真触刻)技術の使用が必須であ
る。そしてこのリソグラフィ技術に使用する露光光源と
して、当初は紫外線が使用されていたが、パターンの微
細化に伴って短波長化が進み、遠紫外線、電子線、X線
などが光源として用いられるようになった。
【0003】従って、特に電子線を用いた新たなリソグ
ラフィ技術に対応して、高解像性、高感度、優れた耐ド
ライエッチング性を有するレジスト材料が要求されてい
る。
【0004】
【従来の技術】電子線用ポジレジストについては、容易
に高感度を達成できるレジストとして化学増幅レジスト
の開発がすすんでいるが(H.Ito and C.G.Willson, ACS
Symp.Ser.242,1-13,1984 ほか多数)、表面不溶化層の
生成やPEDのため、安定した性能が得られない。特に
ポジレジストにおいては顕著でありその実用化は困難で
ある。
【0005】そのため、本発明者らは、電子線用ポジレ
ジストとして、αメチルスチレン共重合体を提示した
(特開昭63−137227号参照)。この共重合体は
スチレン骨格をもっているため、ドライエッチングに優
れており、電子線の照射により分解し、分子量による溶
解度の差を利用してパターニングを行うものである。と
ころが、このαメチルスチレン共重合体は実用可能な感
度が得られているものの、スループットを考えると更な
る高感度化が必要である。こうした高感度化は強現像液
を使うことによっても可能であるが、未露光部の膜べり
や解像性の低下を生じるため限界があるため、より高感
度を達成するためには樹脂自体をより高い分解効率をも
つポリマに変えることが必要である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このように、電子線用
ポジレジストとして開発したαメチルスチレン共重合体
からなるレジストも、スループットを向上させるために
更なる高感度化を図らなけらばならないという課題があ
った。そこで本発明は、エキシマレーザや電子線を露光
源とするリソグラフィにおいて使用する、優れた透明性
及びエッチング耐性のみならず、高感度で、剥がれの少
ない放射線感光材料及びその放射線感光材料を用いたパ
ターン形成方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題は、一般式
【0008】
【化2】 (式中、R1 及びR2 はそれぞれ水素原子又はメチル基
を表す。)で示されるメタクリル酸アダマンチル又はそ
の誘導体とα位が電子吸引基で置換されたビニルモノマ
とを含む共重合体からなることを特徴とする放射線感光
材料によって達成される。
【0009】また、上記の放射線感光材料において、前
記共重合体におけるアダマンチル基を有する単位構造
が、40〜70mol%であることが好ましい。尚、こ
こで、メタクリル酸アダマンチル又はその誘導体と共重
合させるモノマはα位に電子吸引基をもつビニルモノマ
である。例をあげれば、α−クロロアクリル酸メチル、
α−クロロアクリル酸エチル、α−クロロアクリル酸イ
ソプロピル、α−クロロアクリル酸、α−クロロアクリ
ル酸2,2,2−トリフルオロエチル、α−ブロモアク
リル酸メチル、α−ブロモアクリル酸エチル、α−ブロ
モアクリル酸イソプロピル、α−プロモアクリル酸、α
−トリフメチルロロアクリル酸メチル、α−トリフロロ
メチルアクリル酸エチル、α−トリフロロメチルアクリ
ル酸イソプロピル、α−トリフメチルロロアクリル酸
2,2,2−トリフロロエチル、イタコン酸、イタコン
酸ジメチル、イタコン酸モノメチル、α−クロロアクリ
ロニトリル、フマロニトリル、グルタロニトリル、α−
シアノアクリル酸メチル、α−シアノアクリル酸エチル
などが挙げられるが、これらのモノマに限られるもので
はない。
【0010】また、上記課題は、上記の放射線感光材料
を用いてレジストを形成し、前記レジストを基板上に塗
布した後、プリベークを行い、前記基板上の前記レジス
トに放射線を選択的に露光した後、ポストベークを行
い、前記基板上の前記レジストを現像して、所定のレジ
ストパターンを形成することを特徴とするパターン形成
方法によって達成される。
【0011】
【作用】本発明は、一般式
【0012】
【化3】 (式中、R1 及びR2 はそれぞれ水素原子又はメチル基
を表す。)で示されるメタクリル酸アダマンチル又はそ
の誘導体とα位が電子吸引基で置換されたビニルモノマ
とを含む共重合体からなる放射線感光材料であり、この
メタクリル酸アダマンチル又はその誘導体からなる重合
体はα−メチル置換アクリル構造であるため、電子線照
射により分解する。α−メチル置換アクリル構造をもつ
分子鎖の切断効率はαメチルスチレン構造の10倍以上
である。更に、α−メチルスチレン重合体より高い切断
効率を有するにも関わらず、メタクリル酸アダマンチル
又はその誘導体からなる重合体はα−メチルスチレン重
合体に匹敵するドライエッチング耐性をもっている。他
方、α位がハロゲン又はシアノなどの電子吸引基で置換
されたアクリルポリマは電子線照射により非常に分解し
易い。このため切断効率の低いα−メチルスチレンとの
共重合体においても、実用可能な感度が得られる。そこ
で、更に分解効率を高め、高感度化を達成するためにメ
タクリル酸アダマンチル又はその誘導体と電子吸引基で
置換されたアクリル酸エステルとの共重合体とした。
【0013】ここで、この共重合体におけるアダマンチ
ル基を有する単位構造が40〜70mol%であること
が好ましいとしたのは、メタクリル酸アダマンチル又は
その誘導体の組成比が40〜70mol%より少ないと
ドライエッチング耐性が劣り、逆に多いと感度が低下す
るからである。
【0014】
【実施例】
[実施例 1]メタクリル酸アダマンチルモノマとα−
クロロアクリル酸メチルモノマとを2:1の割合で仕込
み、0.5mol/lの1,4−ジオキサン溶液とし、
開始剤としてAIBNを10mol%添加した。その
後、温度80℃で約8時間加熱した。加熱後大量のメタ
ノールに沈澱させ、精製を行った。その結果、次式
【0015】
【化4】 で示される、組成比53:47、重量平均分子量570
00の共重合体を得た。次に、こうして合成したポリマ
をシクロヘキサノンに溶かし、10wt%のレジスト溶
液を調整した。この溶液をスピンコート法によりSiウ
ェーハ上に0.5μm厚に塗布し、オーブンで温度20
0℃、20分間のプリベークを行った。
【0016】こうして得られたSiウェーハを加速電圧
20KVの電子線露光装置を使って選択的に露光した。
その後、容積比3:1のキシレン/IPA(
)の混合液を用いた5分間現像した。このときの露光
エネルギーの閾値エネルギーEthは3μC/cm2 を示
し、0.4μm幅のL&Sを解像した。 [比較例 1]次式
【0017】
【化5】 で示される、α−メチルスチレンとα−クロロアクリル
酸メチルとの1:1の共重合体(重量平均分子量560
00)のo−ジクロロベンゼン12wt%溶液をレジス
ト溶液として調整した。この溶液をスピンコート法によ
りSiウェーハ上に0.5μm厚に塗布し、オーブンで
温度200℃、20分間のプリベークを行った。こうし
て得られたSiウェーハを加速電圧20KVの電子線露
光装置を使って選択的に露光した。その後、キシレンを
用いて20分間現像した。このときの露光エネルギーの
閾値エネルギーEthは10μC/cm2 であった。 [実施例 2]メタクリル酸3,5−ジメチルアダマン
チルモノマとα−トリフロロメチルアクリル酸2,2,
2−トリフロロエチルモノマとを1:3で仕込み、8m
ol/lの1,4−ジオキサン溶液とし、開始剤として
AIBNを1mol%添加した。その後、温度80℃で
約3.5時間重合した。重合終了後、大量のメタノール
に沈澱させて精製を行い、次式
【0018】
【化6】 で示される、組成比58:42、重量平均分子量300
00、分散度1.9の共重合体を得た。次に、こうして
合成したポリマをシクロヘキサノンに溶かし、12wt
%のレジスト溶液を調整した。この溶液をスピンコート
法によりSiウェーハ上に0.5μm厚に塗布し、オー
ブンで温度200℃、20分間のプリベークを行った。
こうして得られたSiウェーハを加速電圧20KVの電
子線露光装置を使って選択的に露光した。その後、酢酸
イソアミルで5分間現像した。このときの露光エネルギ
ーの閾値エネルギーEthは1μC/cm2 を示し、その
解像性は0.45μm幅のL&Sであった。 [実施例 3]メタクリル酸3,5−ジメチルアダマン
チルモノマとα−トリフロロメチルアクリル酸とを1:
3で仕込み、8mol/lの1,4−ジオキサン溶液と
し、開始剤としてBPOを1mol%添加した。その
後、温度80℃で約5時間重合した。重合終了後、大量
のジエチルエーテルに沈澱させて精製を行い、次式
【0019】
【化7】 で示される、組成比51:49、重量平均分子量230
00、分散度2.1の共重合体を得た。次に、こうして
合成したポリマをエチルセロソルプに溶かし、12wt
%のレジスト溶液を調整した。この溶液をスピンコート
法によりSiウェーハ上に0.5μm厚に塗布し、オー
ブンで温度170℃、20分間のプリベークを行った。
こうして得られたSiウェーハを加速電圧20KVの電
子線露光装置を使って選択的に露光した。その後、酢酸
エチルで5分間現像した。このときの露光エネルギーの
閾値エネルギーEthは1.6μC/cm2 を示し、その
解像性は0.5μm幅のL&Sであった。 [実施例 4]上記実施例1におけるメタクリル酸アダ
マンチルの代わりに、メタクリル酸3,5−ジメチルア
ダマンチルを用いても、同様の結果が得られた。 [実施例 5]メタクリル酸アダマンチルモノマとα−
シアノアクリル酸メチルモノマとを1:1で仕込み、1
mol/lのベンゼン溶液とし、開始剤としてAIBN
を5mol%添加した。その後、温度80℃で約8時間
重合した。重合終了後、大量のメタノールに沈澱させて
精製を行った。こうして、次式
【0020】
【化8】 で示される、組成比50:50、重量平均分子量120
000、分散度1.8の共重合体を得た。次に、こうし
て合成したポリマをシクロヘキサノンに溶かし、9wt
%のレジスト溶液を調整した。この溶液をスピンコート
法によりSiウェーハ上に0.5μm厚に塗布し、オー
ブンで温度200℃、20分間のプリベークを行った。
こうして得られたSiウェーハを加速電圧20KVの電
子線露光装置を使って選択的に露光した。その後、メチ
ルエチルケトンで3分間現像した。このときの露光エネ
ルギーの閾値エネルギーEthは4μC/cm2 を示し、
解像性は0.4μm幅のL&Sパターンが得られた。 [実施例 6]上記実施例5におけるメタクリル酸アダ
マンチルの代わりに、メタクリル酸3,5−ジメチルア
ダマンチルを用いても、同様の結果が得られた。
【0021】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、一般式
【0022】
【化9】 (式中、R1 及びR2 はそれぞれ水素原子又はメチル基
を表す。)で示されるメタクリル酸アダマンチル又はそ
の誘導体とα位が電子吸引基で置換されたビニルモノマ
とを含む共重合体からなる放射線感光材料であることに
より、この重合体がα−メチル置換アクリル構造である
ため、電子線照射により分解すると共に、ドライエッチ
ング耐性をもち、実用可能な感度が得られる。
【0023】このようにして、電子線を露光源とするリ
ソグラフィにおいて、優れた透明性及びエッチング耐性
のみならず、高感度で、剥がれの少ない放射線感光材
料、及びその放射線感光材料を用いたパターン形成方法
を提供することができ、高精度のパターン形成に大いに
寄与することができる。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、R1 及びR2 はそれぞれ水素原子又はメチル基
    を表す。)で示されるメタクリル酸アダマンチル又はそ
    の誘導体とα位が電子吸引基で置換されたビニルモノマ
    とを含む共重合体からなることを特徴とする放射線感光
    材料。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の放射線感光材料におい
    て、 前記共重合体におけるアダマンチル基を有する単位構造
    が、40〜70mol%であることを特徴とする放射線
    感光材料。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の放射線感光材料
    を用いてレジストを形成し、 前記レジストを基板上に塗布した後、プリベークを行
    い、 前記基板上の前記レジストに放射線を選択的に露光した
    後、ポストベークを行い、 前記基板上の前記レジストを現像して、所定のレジスト
    パターンを形成することを特徴とするパターン形成方
    法。
JP33811293A 1993-12-28 1993-12-28 放射線感光材料及びパターン形成方法 Withdrawn JPH07196743A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999061404A1 (fr) * 1998-05-25 1999-12-02 Daichel Chemical Industries, Ltd. Compose sensible aux acides et composition de resine pour photoresine
JP2000136165A (ja) * 1998-05-25 2000-05-16 Daicel Chem Ind Ltd 酸感応性化合物及びフォトレジスト用樹脂組成物
WO2002092651A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-21 Clariant International Ltd Polymer suitable for photoresist compositions
US6887644B1 (en) 1997-06-23 2005-05-03 Fujitsu Limited Polymer compound for a chemical amplification resist and a fabrication process of a semiconductor device using such a chemical amplification resist
KR100489312B1 (ko) * 2000-12-04 2005-05-17 토쿄오오카코교 가부시기가이샤 포지티브형 포토레지스트조성물

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6887644B1 (en) 1997-06-23 2005-05-03 Fujitsu Limited Polymer compound for a chemical amplification resist and a fabrication process of a semiconductor device using such a chemical amplification resist
WO1999061404A1 (fr) * 1998-05-25 1999-12-02 Daichel Chemical Industries, Ltd. Compose sensible aux acides et composition de resine pour photoresine
JP2000136165A (ja) * 1998-05-25 2000-05-16 Daicel Chem Ind Ltd 酸感応性化合物及びフォトレジスト用樹脂組成物
EP1445266A2 (en) * 1998-05-25 2004-08-11 Daicel Chemical Industries, Ltd. Photoresist copolymer
EP1445266A3 (en) * 1998-05-25 2004-09-15 Daicel Chemical Industries, Ltd. Photoresist copolymer
JP4527212B2 (ja) * 1998-05-25 2010-08-18 ダイセル化学工業株式会社 酸感応性化合物及びフォトレジスト用樹脂組成物
KR100489312B1 (ko) * 2000-12-04 2005-05-17 토쿄오오카코교 가부시기가이샤 포지티브형 포토레지스트조성물
WO2002092651A1 (en) * 2001-05-11 2002-11-21 Clariant International Ltd Polymer suitable for photoresist compositions
US6686429B2 (en) 2001-05-11 2004-02-03 Clariant Finance (Bvi) Limited Polymer suitable for photoresist compositions

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