JPH0145611B2 - - Google Patents

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JPH0145611B2
JPH0145611B2 JP55163603A JP16360380A JPH0145611B2 JP H0145611 B2 JPH0145611 B2 JP H0145611B2 JP 55163603 A JP55163603 A JP 55163603A JP 16360380 A JP16360380 A JP 16360380A JP H0145611 B2 JPH0145611 B2 JP H0145611B2
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JP
Japan
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resist
molecular weight
pattern
sensitivity
resist layer
Prior art date
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JP55163603A
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English (en)
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JPS5786831A (en
Inventor
Yasuhiro Yoneda
Tateo Kitamura
Jiro Naito
Toshisuke Kitakoji
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Priority to JP16360380A priority Critical patent/JPS5786831A/ja
Publication of JPS5786831A publication Critical patent/JPS5786831A/ja
Publication of JPH0145611B2 publication Critical patent/JPH0145611B2/ja
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    • 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
    • G03F7/008Azides
    • G03F7/012Macromolecular azides; Macromolecular additives, e.g. binders

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はIC,LSI等半導体素子のパターン形成
材料すなわちレジストに係り露光エネルギー線と
して電子線、X線、イオンビーム等の高エネルギ
ー線を用いてパターン形成する時のネガ型レジス
ト材料及びそれを用いるパターン形成方法に関す
るものである。
電子線、X線レジストとしてはネガではグリシ
ジルメタクリレート(PGMA)、グリシジルメタ
クリレート−エチルアクリレート共重合体〔P
(GMA−EA)〕、などまた、ポジ型ではポリメチ
ルメタクリレート(PMMA)、PMMAと他種ア
クリルモノマーとの共重合体、ポリ(ブデン−1
−スルホン)(pBs)などが提案されている。し
かしドライエツチングによるSi,SiO2,PolySi,
Al等半導体基板、配線材料の微細加工技術が実
用化されるに至り、従来のレジストでは基板ある
いは配線材料を完全にエツチングする以前にレジ
ストがなくなつたり、パターンエツジが虫くい状
態になつたりするという問題が生じている。
本発明は上述の問題点に鑑みなされたもので、
ドライエツチングに対するレジストの耐性を向上
するには化学的に安定な芳香族環をレジスト分子
中に組みこむことで達成される。本発明ではフエ
ノール類とホルムアルデヒドの縮合反応にて作ら
れたノボラツク型フエノール樹脂がCF4.C3F8
等のフツ素系エツチングガスあるいはCCl4
BCl3,PCl3等の塩素系エツチングガスでのプラ
ズマに対しきわめて耐性が高いことより、レジス
ト基材に選び、その分子量、分散度の適正化とビ
スアジド化合物の適正量の添加にて、耐ドライエ
ツチング性が高く、電子線露光あるいはイオンビ
ーム露光時の実用的感度を有し、しかも高い解像
性(2μm line/Space解像)を持つ電離放射線
用ネガ型レジストを用いるパターン形成方法を提
供するものである。
下記一般式(1)で示されるノボラツク型フエノー
ル樹脂 (R:H又はC1〜C5のアルキル基、又はフエ
ニル基、ただし、重量平均分子量(Mw)が2×
104以上で、数平均分子量(Mn)との比、分散度
(Mw/Mn)が3以下である)に、4,4′−ジア
ジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジドベンザ
ル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4′−アジ
ドスチリル)アセトン、アジドスチリル、アジド
アゾメチン、4,4′−ジアジドスチルベン−2,
2′−ジスルホン酸アニリドから選択されるビスア
ジド化合物を、該ノボラツク型フエノール樹脂に
対して3〜7重量%添加したパターン形成材料よ
りなるレジスト層を基板上に形成する工程と、該
レジスト層を電離放射線でパターン露光し、露光
部のレジストを架橋させる工程と、該レジスト層
を有機溶剤よりなる現像液で現像する工程とを有
するパターン形成方法により達成され、更に、形
成されたレジストパターンをマスクに基板をドラ
イエツチングして、パターンを形成することがで
きる。
以下本発明を詳細に説明する。
(1) ノボラツク型フエノール樹脂 従来のノボラツク樹脂はその平均分子量が500
〜3000程度である。この電子線感度は(電子線の
加速電圧10〜30kV)10-4〜10-3クーロン/cm2
である。電子線露光時の実用感度としては同条件
にて1×10-5クーロン/cm2が最低必要である。こ
れよりみて、従来法にて作られたノボラツク樹脂
はレジストとはなり得ない。電子線レジストの感
度はその分子量が大きくなるほど高くなる。した
がつて、分子量の高いノボラツク樹脂を作る必要
がある。ノボラツクの高分子化として従来、常法
によつて作つたノボラツクにホルムアルデヒドを
さらに加え加熱縮合させる方法がとられている。
しかしこの方法では高分子化はできるが、その分
数度が著しく大きくなり、レジストの解像性が悪
くなる。本発明では、上記のように作られたノボ
ラツクを分別精製することにより、さらに平均分
子量を大きくし、しかも分散度の小さいものを
(3以下)作り、用いることを大きな特徴とする。
ノボラツクのの分子量はw=2×104以上が
必要である。すなわちw=2×104のノボラツ
ク樹脂にビスアジド化合物を添加して増感すると
その感度は実用感度(1×10-5クーロン/cm2Vac
=10kV)の下限に当たる。分散度(w/n)
はレジストの膜厚1μmにて2μmline/Spaceパタ
ーンを作るために3以下望ましくは2以下であ
り、3以上の分散度では解像しない。
(2) ビスアジド化合物 ノボラツク樹脂と相溶性のある溶剤に可溶なビ
スアジド化合物として4,4′−ジアジドカルコ
ン、2,6−ビス(4′−アジドベンザル)シクロ
ヘキサノン、2,6−ビス(4′−アジドスチリ
ル)アセトン、アジドスチリル、アジドアゾメチ
ン、4,4′−ジアジドスチルベン−2,2′−ジス
ルホン酸アニリドなどがある。
ビスアジド化合物は(1)項で示す分別されたノボラ
ツクのの感電子(X線)架橋剤として添加され、
感度を向上する。
添加量はノボラツク樹脂に対して3〜7wt%で
あり、3wt%以下では増感効果は少なく7wt%以
上では添量を増しても増感されない(飽和する)
また基板との密度性が低下する。
実施例 1 原料のノボラツク樹脂(明和化成#100)80g
を500gのメチルエチルケトン(MEK)に溶解し
た後、2の分液ロートに移した。これに沈殿剤
としてシクロヘキサン420mlを注ぎ1昼夜静置す
ることで高分子量ノボラツクを沈澱させた(第1
分割)、この沈殿を常法により流出させた後さら
に40mlのシクロヘキサンを添加し1昼夜静置する
ことにて沈澱を生成した(第2分割)。この第2
分割目の沈澱を回収した試料とした。収量9.5g
であつた。第1分割目はゲル分、極めて高い高分
子量分子を含むため使用できない。
分子量、分子量分布は液体クロマトグラフイー
(du Pont 830島津製作所 HSG 30+60カラム)
にて測定した。溶媒、及び移動層にはテトラヒド
ロフランを用い、試料量500μl、試料濃度0.5%、
カラム圧35Kg/cm2測定温度30℃にて測定した。重
量平均分子量(w)、数平均分子量(n)は
標準ポリスチレンの検量線を基に、線分法にて算
出した。
第1図に原料と上記方法にて作製したノボラツ
ク樹脂の分子量分布を示す。原料ノボラツク樹脂
はn=2.0×103,w=3.0×104,w/n
=15.0、作製したノボラツク樹脂はn=3.3×
104,w=5.0×104 w/n=1.5であつた。
この作製したノボラツクを16.7wt%のシクロヘ
キサノン溶液としさらにノボラツク樹脂に対し
4wt%の4,4′−ジアジドカルコンを添加し溶解
した後、シリコンウエーハに1.4〜1.6μmの膜厚
になるように塗布し60℃、10分間プリベイクした
ものを試料としこれに加速電圧10kVの電子線を
照射した。現像は、現像液に酢酸nブチル/モノ
クロルベンゼン=1/5混合液を用い液温23〜25℃
で80秒から100秒の間浸漬し続いて酢酸nブチ
ル/モノクロルベンゼン=1/6混合液に30秒間リ
ンスすることにて行なつた。第2図に原料ノボラ
ツク樹脂、分別ノボラツク樹脂、4,4′−ジアジ
ドカルコン4wt%添加ノボラツク樹脂の感度曲線
を示す。感度をDg0.5(正規化残存膜厚0.5におけ
る電子線露光量)で比較すると分別ノボラツクは
原料の約25倍、ジアジドカルコン添加ノボラツク
樹脂では約125倍高感度となつている。また、ジ
アジドカルコン添加ノボラツク型樹脂の感度は
Dg0.5で1.6×10-6クーロン/cm2であり電子線露光
における実用的感度を備えている。
ジアジドカルコンは4wt%の添加量まで感度が
向上するがそれ以上になると飽和する傾向があ
る。また7wt%以上の添加量では密着性が悪くな
りパターンがはく離するものもでてくる。
解像性は1/eが0.2μmの電子ビームにてベク
トルスキヤンすることでline and spaceパターン
を描画したところ1μml/Sパターンを(初期
レジスト膜厚1.4μm)解像することがわかつた。
実施例 2 実施例1の添加剤4,4′−ジアジドカルコンの
かわりに2.6−ビス(4′−アジドベンサル)シク
ロヘキサノン5wt%に変え全く同様に処理した。
このレジストの電子線感度は2×10-6クーロン/
cm2(Dg0.5)であつた。また、解像度1μml/S
であつた。
実施例 3 実施例1の添加剤4,4′−ジアジドカルコンの
かわりに2,6−ビス(4′−アジドスチリル)ア
セトン5wt%に変え全く同様に処理した。電子線
感度は2.5×10-6クーロン/cm2(Dg0.5)であり、
1μml/Sを解像する。
実施例 4 実施例1と同じ原料のノボラツク樹脂(明和化
成#100)80gを500gのMEK500gに溶解した後
2分液ロートに移した。これにシクロヘキサノ
ン500mlを注ぎ1昼夜放置することで第1分割目
のノボラツクを沈澱させた。これを流出除去した
後、さらにシクロヘキサン50mlを注ぎ1昼夜放置
することにより第2分割目を沈澱させた。この第
2分割目のノボラツクを試料として回収した。分
子量はn=1.2×104w=2.1×104w/n
=1.8であつた。
この試料を実施例1と同様に4,4′−ジアジド
カカルコンを添加し感度を測定したところ1.1×
10-5クーロン/cm2(Dg0.5)であつた。
これは電子線露光に要する感度の下限に相当す
る。第3図に分別したノボラツク樹脂と分別ノボ
ラツク樹脂に4wt%の4,4′−ジアジドカルコン
を添加したレジストの感度(Dg0.5)とwの関
係を示す。この図より1×10-5クーロン/cm2を得
るにはwが2×104以上必要であり、分子量が
大きくなるほど感度が高くなることがわかる。ま
た他のビスアジド化合物を添加した場合も同様な
傾向を示し、実用的感度を得るためにはwが2
×104以上必要である。
実施例 5 実施例1の試料作成において第2分割ノボラツ
ク樹脂を得たのにシクロヘキサンの添加量を種々
変えることで分散度の異なるものを得た。
これらを、レジスト膜厚1.4μmにてline and
Spaceパターンを電子線にて描画し、現像後その
パターンを観察することにより評価した。この結
果、従来のレジストと同様に分散度が小さくなる
につれて解像性が高くなる傾向があり、分散度
1.5のものでは1μm line and Spaceを解像する。
また2μm line and Spaceを解像するには分
散度2以下が必要であり、3μm line and
Space では分散度3以下が必要である。したが
つて、IC,LSI等で用いられる配線の線幅は3μm
程度、VLSIでは1μm程度であることよりノボラ
ツク樹脂の分散度は3以下が必要となる。
以上の説明から明らかな如く、本発明の重量平
均分子量(w)が2×104以上で分散度(
w/Mn)が3以下であるノボラツク型フエノー
ル樹脂に、ノボラツク樹脂と相溶性のある溶剤に
可溶なビスアジド化合物を、添加量が3〜7wt%
添加したパターン形成材料を用いることによりド
ライエツチング性が高く実用的感度を持ち、高い
解像性を示すレジスト材料を提供することができ
る。
なお本実施例ではエネルギー線として電子線を
用いる例を上げたが各々のエネルギー線を用いた
ときのレジストの官能性すななわち感度は多少異
なる、たとえば電子線とイオンビームではイオン
ビームの方が10倍高い感度となる。(同エネルギ
ーを与えたときイオンビーム露光の方がレジスト
の化学変化が大きい)いずれの場合もたとえば電
子線での感度を基準とするとそれにある倍率を掛
けることで表現しうるので、イオンビーム等をエ
ネルギー線として用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は原料及び分別したノボラツク樹脂の分
子量分布を示す図、第2図は原料ノボラツク樹脂
分別ノボラツク樹脂、4,4′−ジアジドカルコン
4wt%添加ノボラツク樹脂の感度曲線を示す図、
第3図は分別したノボラツクと4,4′−ジアジド
カルコン4wt%添加ノボラツクの電子線感度と重
量平均分子量(w)の関係を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 下記一般式(1)で示されるノボラツク型フエノ
    ール樹脂 (R:H又はC1〜C5のアルキル基、又はフエ
    ニル基、ただし、重量平均分子量(Mw)が2×
    104以上で、数平均分子量(Mn)との比、分散度
    (Mw/Mn)が3以下である)に、4,4′−ジア
    ジドカルコン、2,6−ビス(4′−アジドベンザ
    ル)シクロヘキサノン、2,6−ビス(4′−アジ
    ドスチリル)アセトン、アジドスチリル、アジド
    アゾメチン、4,4′−ジアジドスチルベン−2,
    2′−ジスルホン酸アニリドから選択されるビスア
    ジド化合物を、該ノボラツク型フエノール樹脂に
    対して3〜7重量%添加したパターン形成材料よ
    りなりレジスト層を基板上に形成する工程と、該
    レジスト層を電離放射線でパターン露光し、露光
    部のレジストを架橋させる工程と、該レジスト層
    を有機溶剤よりなる現像液で現像する工程とを有
    することを特徴とするパターン形成方法。
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JPS5786831A JPS5786831A (en) 1982-05-31
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6097347A (ja) * 1983-11-01 1985-05-31 Hitachi Chem Co Ltd 画像形成性感光性組成物
CA2106231A1 (en) * 1993-09-15 1995-03-16 Sambasivan Venkat Eswaran Negative photoresist and a process therefor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1032392A (en) * 1973-10-23 1978-06-06 Eugene D. Feit High energy radiation curable resist and preparatory process
US4208211A (en) * 1978-05-23 1980-06-17 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Fabrication based on radiation sensitive resists and related products
JPS6031004B2 (ja) * 1979-06-05 1985-07-19 パイオニア株式会社 ア−ムパイプ
JPS6248211A (ja) * 1985-08-27 1987-03-02 松下電工株式会社 コ−ドリ−ル

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