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JPS59197036A - パタ−ン形成用材料 - Google Patents

パタ−ン形成用材料

Info

Publication number
JPS59197036A
JPS59197036A JP11137482A JP11137482A JPS59197036A JP S59197036 A JPS59197036 A JP S59197036A JP 11137482 A JP11137482 A JP 11137482A JP 11137482 A JP11137482 A JP 11137482A JP S59197036 A JPS59197036 A JP S59197036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
fmma
ester
methacrylate
resist
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
JP11137482A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumi Tsubaki
椿 和身
Nobuaki Komasa
向當 宣昭
Koichi Maeda
幸一 前田
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.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
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 Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Priority to JP11137482A priority Critical patent/JPS59197036A/ja
Publication of JPS59197036A publication Critical patent/JPS59197036A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、パターン形成用材料に関するものであり、更
に詳しくはα−トリフルオロメチルアクリル酸エステル
とメタアク、リル酸アルキルまたはアルールエステルと
の共重合体からなり。
電子線、X線、遠紫外線等の電離放射線リソグラフィに
用いる微細加工用レジストに関するものである。
従来、半導体の微細加工を行なうのに、もっばらフォト
レジストが利用されてべた。この場合は、エネルギー源
として500〜400 nmの近紫外線を用いるため、
光の回折や、干渉が災して、解像の限界が約1μm程度
である。現在工業的には4〜5μmの解像度のレベルで
微細加工を行なっているが、最近L S T、の集積度
をさらに高める研究が進むにつれて、原理的に解像度を
高めることのできる電子線、X線9遠紫外線などを、エ
ネルギー源として利用する。電子線リングラフィ技術や
X線リングラフィ技術や遠紫外線リソグラフィ技術も用
いられるようKなった。
かかる技術に用いるポジ型レジストとしてポリメタクリ
ル酸メチル(以下PMMAと略す。)が、一部で実用化
されている。このレジストは極めて高い解像度を有して
おり、0.1μm程度のバター7を解像することができ
るが、しかし。
電子線やX線や、遠紫外線に対する感度が低く。
パターンの形成に長時間を要する欠点を有している。た
とえば電子線に対する感度は10〜10−4クーロンZ
扉であり、X線に対する感度は。
600−100 am、T/iといわれている。
また、同様にメタクリル酸誘導体や共重合体についても
同一の目的で検討されたが、未だしのものであった。
本研究者らは前記PMMAの欠点を改良すべF3 〈研究を進めた結果、一般式 。H2J−C!00、(
式中のRはアルキル基、アラルキル基、アリル基であり
、一部がハロゲンで置換されていても良い。)で表わさ
れるα−トリフルオロメチルアクリル酸エステル(以下
α−トリフルオロメチルアクリル酸エステルと略す。)
とメタクリル酸アルキルまたはアリールエステルとの共
重合体が基板との密着性が良く電子線、X線。
遠紫外線等の電離放射線リングラフィ用ポジ型レジスト
として高感度であシ、シかも高解像度を有していること
を発見し、また、この共重合体は、ガラス転位点が高い
ため、耐熱性にも優れ、蒸着や、プラズマ等の熱を伴う
加工にも適していることも発見し本発明を完成させるに
いしたがって本発明はα−トリフルオロメチルアクリル
酸エステルとメタクリル酸アルキルまたはア1)−ルエ
ステルとの共重合体からなるノ々ターン形成用材料を提
供するものである。
本発明に係るα−トリフルオロメチルアクリル酸エステ
ルとメタクリル酸アルキルまたは了り−ルエステルとの
共重合体中のα−トリフルオロメチルアクリル酸エステ
ルの組成モル比は0.1〜0.5が好ましい。また、α
−トリフルオロメチルアクリル酸エステルと各種メタク
リル酸アルキルまたはアリールエステルとの多元共重合
体も前記の目的に使用できる。
α−トリフルオロメチルアクリル酸エステルの具体例と
しては、α−トリフルオロメチルアクリル酸メチル、α
−トリフルオロメチルアクリル酸エチル、α−トリフル
オロメチルアクリル酸プロピル、α−トリフルオロメチ
ルアクリル酸ブチル、α−トリフルオロメチルアクリル
酸へキサフルオロブチル、α−トリフルオロメチルアク
リル酸1.1−ジメチルテトラフルオロプロピルなどが
挙げらレル。
一方、メタクリル酸アルキルまたはアリールエステルの
具体例としてはメタクリル酸メチル。
メタクリル酸エチル、メタクリル酸エチル。
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチルなどが挙げら
れる。
以下実施例ならびに比較例を用いて本発明をさらに詳し
く説明する。
実施例−1 蒸留直後のメタクリル酸メチル0.028 molと蒸
留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチル0.
050 mol及び開始剤α−α′アゾピスジインプタ
ロニトリル0.004 fr f重合用アングルに仕込
みドライアイス・メタノールで冷却し、減圧排気した後
減圧下で封じ60℃で24時間重合した。その後生成し
た固体ポリマーをクロロホルムに溶解させ02μmのミ
クロフィルターを通した後メタノール中で再沈し、この
操作を3回くシかえずことによってポリマーを精製し乾
燥することによって共重合組成比力(0,7−0,乙の
メタクリル酸メチルとα−ト1Jフルオロメチル了りυ
ル酸メチルとの共重合体(以下FMMA−MMA共重合
体と略す)を457r得た。
このFMMA−M’MA共重合体の平均分子量は、妬:
 7.7 X 105. In :2.3X105で分
子量分布は−−二33であった。またガラス転位点はM
w/ Mn 127℃であった。
つぎに以下のようにして、電子線に対する特性を測定し
た。
5in2付Siを基板として用い、これに前記で得たF
 M M A −M M A共重合体を酢酸ノルマルブ
チルに溶解させた溶液をスピナーにより塗布し、140
℃で15分間プレベークすることによって基板上ic 
0.5μmの膜を形成させた。その後走査型電子顕微鏡
を用いて加速電圧3 D KVで電子線を照射した。こ
れを20℃の現像液に2分間浸@。
攪拌して現像し、現像後の膜厚を干渉顕微鏡を用いて測
定した。なお、現像液としてはメチルイソブルチケトン
を用いた。このメチルイソフ゛ナルケトンは未照射部の
FMMAWMMA  共重合体膜になんの変化も与えな
い。第1図に電子線に対する特性を示す。
第1図よシFMMA−MMA共重合体の電子線に対する
感度(膜厚が0となる照射量)が2×1゜C/cdで解
像度γが31であることがわがシ比較例−1として示し
た。PMMAより感度が大幅に向上し、解像度も向上し
ていることがわかる。
なお、 F M MA −M = A共重合体の基板に
対する接着性が良いため、現像中にFMMA−MMA共
重合体膜と基板との間に現像液が染み込みFMMA−’
MMA共重合体膜が剥離するようなことはなかった。ま
たガラス転位点が127°Cと高いので。
耐熱性に優れ、蒸着やプラズマ等の熱を伴う加工にも適
していることがわかる。
実施例−2 実施例−1で得られたFMMA−λ4 M A共重合体
を用いてFMMA  MMA共重合体のX線に対する特
性を測定した。測定方法は照射線を電子線から、波長4
.6λのRhLα線にかえたこと以外実施例1と同様の
方法で行なった。結果を第2図に示す。
第2図よりF M M A −M M A共重合体のX
線に対する感度(膜厚がOとなる照射量)がio。
m J/crAで解像度γが7.6であることがわかり
比較例−2として示したP M M Aより感度が大幅
に向上し、解像度も向上していることがわかる。
比較例−1 蒸留直後のメタクリル酸メチル0.047molと溶媒
としてアセトニトリル5 meおよび開始剤α−α′ア
ゾビスジイソブチロニトリル0.005 ?rを重合用
アンプルに仕込みドライアイス・メタノールで冷却し、
減圧排気した後減圧下で封じ。
60℃で18時間重合した。その後得られたポリマー溶
液をクロロホルムで希釈し0.2μmのミクロフィルタ
ー全通した後メタノール中で再沈シ、再びクロロホルム
に溶解させメタノール中で再沈させた。この操作をさら
に2回くりかえすことによってポリマーを精製し、乾燥
することによって44りrのPMMAを得た。このP 
MMAの平均分子量は、 iw: 8.6 X 10−
5Mn: 3.7 X10で分子量分布はMw / y
n : 2.3であった。またガラス転位点は105℃
であった。
つぎに実施例−1と同様の方法で電子線に対する特性を
測定した。現像液も実施例−1と同様メチルイソブチル
ケトンを用いた。このメチルイソブチルケトンは未照射
部のP M M A膜になんの変化も与えない。測定結
果を第1図に示す。
第1図よシP M M Aの電子線に対する感度(膜厚
が0となる照射量)が、2X10  a/crAで解像
度γが2.8であることがわかる。
比較例−2 比較例−1で得られたPMMAを用いてPMMAOX線
に対する特性を測定した。測定方法は。
照射線を電子線から、波長4.6父のRhLα線にかえ
たこと以外比較例−1と同様の方法で行なった。結果を
第2図に示す。
第2図よりPMMAOX線に対する感度(膜厚が0とな
る照射量)が600 mJ/cdlで感度γが4.5で
あることがわかる。
第1図のFMMA−MMA共重合体について例示したご
とぐ、γの値および感度は以下のようにして算出した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、 F M M A −M M A共重合体及
びPMM遺のそれぞれの電子線感度特性を示す図であり
。 第2図は、X線に対する感度特性を示す図である。 特許出願人 日産化学工業株式会社 手続補正書(自発) 昭和57年 3月 ル日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示  昭和57年特許願第111374号
2、発明の名称 パターン形成用材料 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地1明細
書の発明の詳細な説明及び図面 5、補正の内容 (2)明細書の第3頁、第3行〜6行目の「また。 同様に・・・・・・・・・ ものでおった。」を削除す
る。 (3)明細書の第6頁、第8行〜9行目の「アリル」ヲ
「アリール」に補正する。 (4)明細書の第5頁、第14行目「インブチロニトリ
ル」ヲ「インブチロニトリル」に補正する。 (5)明細書の第7頁、1行目のr FMMA−MMA
 jをr FMMA−MMA Jに補正する。 (6)  明細書の第7頁の7行目の「とじて示した。 pMMAよシ」f、「とじて示した。 PMMAより」
に補正する。 (7ン 明細書第9頁、1行目のr MW : 8.6
X10−’un=z7x1oJを[MW: 8.6X1
05Mn : 3.7X10 Jに補正する。 (8〕  図面の第2図を別紙の通り補正する。 手続補正語(自発) 昭和57年 11月 22日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示  昭和57年特許願第111574号
2、発明の名称  パターン形成用材料3、補正をする
者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地1名称
 (g9B)  日産化学工業株式会社明MBtの発明
の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の欄並びに図面
。 5、補正の内容 (1)明細語の第1頁の15行目「アルールヌ9表チル
」ヲ「アリールエステル」に補正する。 (2)  明細幅の第6頁、7行目のあとにっぎの実施
例ろおよび実施f114を加入する。 [実施′fIj 3 蒸留直後のメタクリル酸ノルマルブチル0.025mo
lと蒸留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチ
ル0.026mol及びα−α′アゾビスジ、 ÷ イソフチロトリル0.0045i’r’i重合用アンプ
ルに仕込みドライアイス・メタノールで冷却し減圧排気
した後、減圧下で封じ60’Cで24時間重合した。そ
の後生成した固体ポリマーを実施例1と同様の方法で精
製し乾燥することによって共重合組成比が0.7 : 
0.5のメタクリル酸ノルマルブチルとα−トリフルオ
ロメチルアクリル酸メチルとの共重合体(以下F M 
M A −nBuMA共重合体と略す。) fr:4.
49r得た。この’FMMA−nBuMA共重合体の平
均分子量は0Mw : 7.5 X 105゜Mn=3
.5X105で分子量分布は晶/扁:21であった。 つぎに現像液として、インプロピルアルコールを用いた
こと以外は実施例1と同様の方法で電子線に対する特性
を測定した。なお、現像液として用いたインプロピルア
ルコールは未照射部のF M、M A −nBuMA共
重合体膜になんの変化も与えない。第3図に電子線に対
する特性を示す。 第3図より、FMMA−nBuMA共重合体の電子線に
対する感度(膜厚が0となる照射量)が2x 1o−’
 C/c27で解像度γが60であることがわかる。 なお、FMMA−nBuMA共重合体の基板に対する接
着性が良いため、現像中にFMMA−nBuMA共重合
体膜と基板との間に現像液が染み込み。 F M M A −nBuMA共重合体膜が剥離するよ
うなことl”jなかった。 実施例4 蒸留直後のメタクリル酸イソブチルO025molと蒸
留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチル0.
026 mol及びα−α′アゾビス゛ンイソブチロニ
トリル0.004fr’に重合用アンプルに仕込みドラ
イアイス・メタノールで冷却し、減圧排気した後、減圧
下で封じ、60℃で24時間重合したその後生成した固
体ポリマーを実施例1と同様の方法で精製し、乾燥する
ことによって共重合組成比が0.7 : 0.5のメタ
クリル酸イソブチルとα−トリフルオロメチルアクリル
酸メチルとの共重合体(以下FMMA−iBuMAと略
す。) @ 4.3 !i’r得た。このF M M 
A−iBuMA共重合体の平均分子量は、 Mw : 
7.6X105゜扁:2.5X105で1分子量分布は
Mw/j石=33であった。またガラス転位点は105
℃であった。 つぎに現像液としてインプロピルアルコールを用いたこ
と以りtは実施例1と同様の方法で電子線に対する特性
を測定した。なお、現像液として用いたインプロピルア
ルコールは未照射部のF M M A −iBuMA共
重合体膜になんの変化も与えない。第4図に電子線に対
する特性を示す。 第4図よりFMMA −iB%MA共重合体の電子線に
対する感度(膜厚がOとなる照射量)が2.2×10−
’、 C/crlで解像度γが、乙0であることがわか
る。 なお、 FMMA−iBuMA共重合体の基板に対する
接着性が良いため、現像中にFMMA −iBuMA共
重合体膜と基板との間に現像液が染み込みFMMA−n
BuMA共重合体膜が剥離するようなことはなかった。  」 (81図面の簡単な説明の項の4行目の後に「′!iた
。第3図はFMMA −nBuMA共重合体の電子線感
度特性を示し、第4図はFMMA−iBuMA共重合体
の感度特性を示す図である。」を加入する。 )31′A ・Vロ裟螺ボl  (to −’e /c−リフiG′
/′1rE t)轢!!鎖(蓋 C1o−e、t−リ手続補正書 (
U賛) 昭和57年 /j月 3日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1 事件の表示 昭和57年特許願第111374号 2 発明の名称 パターン形成用材料 3 補正をする者 4 補正の対象 5 補正の内容 riBuMAJに補正する。 2発明の名称 パターン形成用材料 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地14、
補正命令の日付 昭和57年9月9日 5、補正の対象 図面 6補正の内容 別紙の通シ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基、アラルキル基、アリノル基であり、一部がハロゲン
    で置換されていてもよい。)で表わされるα−トリフル
    オロメチルアクリル酸エステルと、メタアクリル酸アル
    キルまたは了り−ルエステルとの共重合体からなるパタ
    ーン形成用材料。
JP11137482A 1982-06-28 1982-06-28 パタ−ン形成用材料 Pending JPS59197036A (ja)

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Cited By (6)

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