JPH0360109B2 - - Google Patents

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JPH0360109B2
JPH0360109B2 JP56214811A JP21481181A JPH0360109B2 JP H0360109 B2 JPH0360109 B2 JP H0360109B2 JP 56214811 A JP56214811 A JP 56214811A JP 21481181 A JP21481181 A JP 21481181A JP H0360109 B2 JPH0360109 B2 JP H0360109B2
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JP
Japan
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alkali
compound
energy radiation
organic acid
acid component
Prior art date
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Application number
JP56214811A
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Japanese (ja)
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JPS58116531A (en
Inventor
Kazuo Toda
Katsuhiro Fujino
Satoshi Takechi
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP21481181A priority Critical patent/JPS58116531A/en
Publication of JPS58116531A publication Critical patent/JPS58116531A/en
Publication of JPH0360109B2 publication Critical patent/JPH0360109B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(1) 発明の技術分野 本発明は、ネガ型レジスト材料に関し、さらに
詳しく述べると、例えば電子ビーム、X線、ガン
マ線などのような高エネルギー輻射線を記録する
ためのネガ型レジスト材料に関する。このレジス
ト材料は、半導体デバイスの製作に有利に使用す
ることができるばかりでなく、それの有するすぐ
れた特性のため、感光性材料として広く有利に使
用することができる。本発明は、また、上記のよ
うなネガ型レジスト材料を用いたレジストパター
ン形成方法にも関する。 (2) 技術の背景 最近の動向として、半導体デバイスの分野にお
いて、集積度の高度化に対処すべく、サブミクロ
ンのオーダーの微細加工技術の開発に力が注がれ
ている。かかるサブミクロンのオーダーの寸法か
らなるコントロールされた線露光を達成するた
め、例えば電子ビーム、X線、ガンマ線などのよ
うな高エネルギー輻射線を利用した露光装置が有
用であることも見い出されている。さらに、これ
に関連して、上述のような露光装置の性能を十分
に発揮し得る、いろいろなタイプのレジスト材料
が提案されている。レジスト材料は、通常、使用
の容易さを考慮して感光性ポリマー材料が用いら
れており、また、機能面から、輻射線照射部分の
ポリマー主鎖を切断(分子量低下)してその易溶
化部分を引き続く現像工程で溶解除去することを
ベースとしているポジ型のものと、輻射線照射部
分のポリマー分子間において架橋(三次元網状
化)を行なわせてその不溶化部分を除く可溶な非
照射部分を溶解除去することをベースとしている
ネガ型のものとに分類することができる。とりわ
け、ポジ型レジスト材料は、サブミクロンの微細
加工に適した高い解像能を有しているため、この
技術分野において有利に使用されている。 (3) 従来技術と問題点 高エネルギー輻射線を記録するための従来のネ
ガ型レジスト材料は、比較的に良好な感度を有し
ているというものの、例えば解像度などのような
その他の品質において必ずしも許容することがで
きない。これは、従来のネガ型レジスト材料では
ポリマー分子間の架橋反応によつてネガパターン
を形成していることに原因があるものと考えられ
る。例えば、従来のネガ型電子ビームレジスト材
料は、電子ビーム露光後、その露光域内において
ポリマー分子間の架橋反応が発生し、これによつ
て不溶化せしめられた部分が、最終的に、ネガパ
ターンとして残留する。ところが、電子ビームに
よつて活性化せしめられた官能基の反応であると
ころの架橋反応は、一種の連鎖反応であるため
に、第1に、得られるコントラストが低下すると
いう欠点を有している。第2に、連鎖反応中、架
橋に関与し得ないものが一部に残留し、しかも、
これらの寿命は非常に長期間である。これらの残
留せる成分は、ラジカル移動をおこし、時間とと
もにパターンの変形を招来する。このような、真
空中で暗反応として進行する連鎖反応の結果、得
られるパターン幅の制御が著しく困難である。さ
らに加えて、このタイプの電子ビームレジスト材
料は、一般に、パターンの膨潤をおこし易く、こ
れも、コントラスト及び解像度低下の一因となつ
ている。以上のような理由から、従来の、高エネ
ルギー輻射線を記録するためのネガ型レジスト材
料は、それを微細パターンの形成に使用すること
が困難である。 (4) 発明の目的 本発明の目的は、感度にすぐれているばかりで
なく、従来のポジ型レジスト材料と同等もしくは
それ以上の解像度、コントラスト等を有してい
る、とりわけ高エネルギー輻射線の記録に有用
な、改良されたネガ型レジスト材料を提供するこ
とにある。 (5) 発明の構成 本発明者は、上述のような目的を達成するため
の研究のなかで、従来の感光機構である架橋反応
に代えて特定の化合物の溶解度のコントロールを
採用することによつてすぐれた効果を期待できる
ということを見い出した。すなわち、今まで照射
部分を架橋せしめていたものを、最初はアルカリ
可溶性なものを高エネルギー輻射線の照射によつ
てアルカリ不溶性に変換するというのがこの度の
発見である。 本発明は、その1つの面において、ホストポリ
マーとしてのアルカリ可溶性を有する高分子化合
物と、高エネルギー輻射の帰結としてアルカリ不
溶性の化合物を生成可能な1種類のアルカリ可溶
性の感光性化合物とを有しておりかつ前記感光性
化合物の分子内に、有機酸成分と、高エネルギー
輻射の帰結として前記有機酸成分と反応してアル
カリ不溶性の化合物を生成可能な第2反応成分と
が一緒に存在していることを特徴とするネガ型レ
ジスト材料にある。 また、本発明は、そのもう1つの面において、
ホストポリマーとしてのアルカリ可溶性を有する
高分子化合物と、高エネルギー輻射の帰結として
アルカリ不溶性の化合物を生成可能な2種類のア
ルカリ可溶性の感光性化合物とを有しておりかつ
前記感光性化合物のうちの一方の化合物の分子内
に有機酸成分が、そしてその他方の化合物の分子
内に、高エネルギー輻射の帰結として前記有機酸
成分と反応してアルカリ不溶性の化合物を生成可
能な第2反応成分が、それぞれ存在していること
を特徴とするネガ型レジスト材料にある。 さらにまた、本発明は、そのもう1つの面にお
いて、ホストポリマーとしてのアルカリ可溶性を
有する高分子化合物と、該高分子化合物に対して
5〜50重量%の割合で混合され、高エネルギー輻
射の帰結として有機酸成分と第2反応成分との反
応によりアルカリ不溶性の化合物を生成可能な1
種類もしくは2種類のアルカリ可溶性の感光性化
合物とを有するネガ型レジスト材料を基板に塗布
する工程と、 該ネガ型レジスト材料に高エネルギー輻射線の
パターンを照射して、該高分子化合物は反応させ
ずに該感光性化合物を反応させて、照射部分をア
ルカリ不溶性にする工程と、 該高エネルギー輻射線を照射していない部分の
該ネガ型レジスト材料を水またはアルカリ現像液
で除去する工程とを有することを特徴とするレジ
ストパターン形成方法にある。 要するに、本発明は、ホストポリマーとしての
アルカリ可溶性の高分子化合物を高エネルギー輻
射線の照射によりアルカリ可溶性が消失する、す
なわち、アルカリ不溶性の化合物を生成する、特
定のアルカリ可溶性の化合物と組み合わせて使用
した場合、高エネルギー輻射線の照射後、その照
射部分においてアルカリ不溶性の化合物がアルカ
リ可溶性の高分子化合物のなかに発生し、両者が
ブレンドされた状態となり、全体としてアルカリ
に不溶となり、よつて、この照射部分を除く非照
射部分のみを引き続く現像工程において水もしく
はアルカリ現像液で容易に溶解除去できるという
メカニズムに基づいている。 本願明細書において、“高エネルギー輻射線”
とは、この分野において一般的に認識されている
ように、電子ビーム、X線、ガンマ線などのよう
ないろいろな形の輻射線を包含している。したが
つて、以下、特に電子ビーム露光に関して本発明
を説明するけれども、例えばX線のようなその他
の形をした高エネルギー輻射線の露光の場合にも
また本発明は有用であるということを理解された
い。 本発明において、ホストポリマーとして使用す
べき高分子化合物は、アルカリ可溶性を具えてい
ることが唯一必要である。その他の条件は、特別
の場合は別として、要求されることがないであろ
う。このような高分子化合物は、通常、その側鎖
に、例えば酸基、フエノール基などのようなアル
カリ可溶性基を有している。本発明において有用
な高分子化合物として、例えば、次のようなもの
をあげることができる。 フエノールボラツク樹脂: p−ビニルフエノール樹脂: スチレン−アクリル酸共重合体: スチレン−メタクリル酸共重合体: クレゾール−ノボラツク樹脂: メタクリル酸エステル−アクリル酸共重合
体: R=C1〜C5アルキル これらの高分子化合物と一緒に使用することの
できる、感光剤としての化合物は、それらが上述
のような必須の要件を満たす限りにおいて、特に
限定されるものではない。本発明者らの研究か
ら、有機酸成分としては、例えばカルボン酸、ス
ルホン酸、クロム酸、リン酸などが、そして、こ
れらの有機酸成分と反応可能な第2反応成分とし
ては、アミン、酸ハロゲン化物、アルコール、フ
エノール、塩基性カルボニウム染料、イミダゾー
ル誘導体、エポキシ化合物などが有用であるとい
うことが判明した。これらの成分を任意に組み合
わせて、両成分を同一の化合物中に含ませるか、
さもなければ、それぞれ別々の化合物中に含ませ
て使用することができる。有機酸成分と第2反応
成分との組み合わせの好ましい例をいくつか以下
に列挙する。 酸成分と第2反応成分とが同一の化合物中に存
在する組合せ:
(1) Technical Field of the Invention The present invention relates to negative resist materials, and more particularly to negative resist materials for recording high energy radiation such as electron beams, X-rays, gamma rays, etc. This resist material can not only be used advantageously in the fabrication of semiconductor devices, but also widely and advantageously used as a photosensitive material due to its excellent properties. The present invention also relates to a resist pattern forming method using the above-described negative resist material. (2) Background of technology As a recent trend, in the field of semiconductor devices, efforts are being focused on the development of microfabrication technology on the submicron order in order to cope with the increasing degree of integration. It has also been found that exposure equipment that utilizes high-energy radiation such as electron beams, X-rays, gamma rays, etc., is useful for achieving such controlled line exposure with dimensions on the order of submicrons. . Furthermore, in this regard, various types of resist materials have been proposed that can fully demonstrate the performance of the exposure apparatus as described above. Photosensitive polymer materials are usually used as resist materials for ease of use, and from a functional standpoint, the main chain of the polymer in the radiation-irradiated area is cut (reduced in molecular weight) to form the easily soluble portion. One is a positive type, which is based on dissolving and removing in a subsequent development process, and the other is a soluble non-irradiated area, in which the insolubilized area is removed by crosslinking (three-dimensional reticulation) between polymer molecules in the radiation irradiated area. It can be classified into negative type, which is based on dissolving and removing. In particular, positive resist materials have high resolution suitable for submicron microfabrication, and are therefore advantageously used in this technical field. (3) Prior art and problems Although conventional negative resist materials for recording high-energy radiation have relatively good sensitivity, they are not always effective in other qualities such as resolution. I can't tolerate it. This is thought to be due to the fact that in conventional negative resist materials, a negative pattern is formed by a crosslinking reaction between polymer molecules. For example, in conventional negative-tone electron beam resist materials, after electron beam exposure, a crosslinking reaction occurs between polymer molecules within the exposed area, and the insolubilized portions ultimately remain as a negative pattern. do. However, since the crosslinking reaction, which is a reaction of functional groups activated by an electron beam, is a type of chain reaction, it has the disadvantage that the contrast obtained is reduced first. . Second, during the chain reaction, some substances that cannot participate in crosslinking remain, and
These have a very long lifespan. These remaining components cause radical movement, leading to deformation of the pattern over time. As a result of such a chain reaction that proceeds as a dark reaction in a vacuum, it is extremely difficult to control the pattern width obtained. Additionally, this type of e-beam resist material is generally susceptible to pattern swelling, which also contributes to reduced contrast and resolution. For the above reasons, it is difficult to use conventional negative resist materials for recording high-energy radiation to form fine patterns. (4) Purpose of the Invention The purpose of the present invention is to provide a method for recording high-energy radiation, which not only has excellent sensitivity but also has resolution, contrast, etc. equivalent to or higher than that of conventional positive resist materials. An object of the present invention is to provide an improved negative resist material useful for. (5) Structure of the Invention In the course of research to achieve the above-mentioned object, the present inventor discovered a method by controlling the solubility of a specific compound in place of the crosslinking reaction, which is the conventional photosensitive mechanism. We have discovered that it can be expected to have excellent effects. In other words, the current discovery is that the irradiated portions have been crosslinked until now, but are initially alkali-soluble, but are converted to alkali-insoluble by irradiation with high-energy radiation. In one aspect, the present invention comprises an alkali-soluble polymeric compound as a host polymer and an alkali-soluble photosensitive compound capable of producing an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation. and in the molecule of the photosensitive compound, an organic acid component and a second reactive component capable of reacting with the organic acid component to produce an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation are present together. It is a negative resist material that is characterized by Moreover, in another aspect of the present invention,
It has an alkali-soluble polymer compound as a host polymer and two types of alkali-soluble photosensitive compounds capable of producing an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation, and among the photosensitive compounds, an organic acid component in the molecule of one compound, and a second reactive component capable of reacting with the organic acid component to produce an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation, in the molecule of the other compound; The negative resist material is characterized by the presence of each of them. Furthermore, in another aspect of the present invention, an alkali-soluble polymer compound as a host polymer is mixed in a proportion of 5 to 50% by weight with respect to the polymer compound, and the result is high energy radiation. 1 that can produce an alkali-insoluble compound by the reaction of the organic acid component and the second reaction component as
applying a negative resist material having one or two types of alkali-soluble photosensitive compounds to a substrate; and irradiating the negative resist material with a pattern of high-energy radiation to cause the polymer compounds to react. a step of making the irradiated area alkali-insoluble by reacting the photosensitive compound without irradiation; and a step of removing the negative resist material in the area not irradiated with the high-energy radiation with water or an alkaline developer. A method of forming a resist pattern is characterized by the following. In short, the present invention uses an alkali-soluble polymeric compound as a host polymer in combination with a specific alkali-soluble compound whose alkali solubility disappears upon irradiation with high-energy radiation, that is, produces an alkali-insoluble compound. In this case, after irradiation with high-energy radiation, an alkali-insoluble compound is generated in the alkali-soluble polymer compound in the irradiated area, and the two become blended, and the whole becomes insoluble in alkali, and thus, This mechanism is based on the mechanism that only the non-irradiated areas excluding the irradiated areas can be easily dissolved and removed with water or an alkaline developer in the subsequent development process. As used herein, "high energy radiation"
includes various forms of radiation such as electron beams, x-rays, gamma rays, etc., as is generally recognized in the art. Therefore, although the invention will be described below with particular reference to electron beam exposure, it is understood that the invention is also useful for exposure to other forms of high-energy radiation, such as, for example, X-rays. I want to be In the present invention, the only requirement is that the polymer compound used as the host polymer has alkali solubility. Other conditions may not be required except in special cases. Such a polymer compound usually has an alkali-soluble group such as an acid group or a phenol group in its side chain. Examples of polymer compounds useful in the present invention include the following. Phenolic resin: p-vinylphenol resin: Styrene-acrylic acid copolymer: Styrene-methacrylic acid copolymer: Cresol-novolak resin: Methacrylic acid ester-acrylic acid copolymer: R= C1 - C5 alkyl Compounds as photosensitizers that can be used together with these polymeric compounds are not particularly limited as long as they meet the essential requirements as described above. . From research conducted by the present inventors, examples of organic acid components include carboxylic acid, sulfonic acid, chromic acid, and phosphoric acid, and second reaction components that can react with these organic acid components include amines and acids. Halides, alcohols, phenols, basic carbonium dyes, imidazole derivatives, epoxy compounds, etc. have been found to be useful. These components may be arbitrarily combined and both components may be contained in the same compound, or
Otherwise, each can be used in separate compounds. Some preferred examples of combinations of the organic acid component and the second reaction component are listed below. A combination in which the acid component and the second reaction component are present in the same compound:

【式】【formula】 【式】【formula】

酸成分と第2反応成分とが別々の化合物中に存
在する組合せ:
Combinations in which the acid component and the second reaction component are present in separate compounds:

【表】 これらの感光剤としての化合物は、一般に、同
時に使用する前記高分子化合物の重量を基準にし
て、約5〜50重量%の量(合計量)で使用するの
が有利である。しかしながら、使用する高分子化
合物の種類、適用する処理条件、所望とする結果
などのようないろいろなフアクターに応じて、上
記した範囲外の量を使用することもまた可能であ
る。 上記したような感光剤化合物の、高エネルギー
輻射線の照射によるアルカリ不溶性化又はアルカ
リ難溶性化であるが、これは、例えば、次のよう
な反応メカニズムに従つて進行するものと考えら
れる。 本発明に従うと、先ず、前記高分子化合物及び
感光剤化合物を含んでなるネガ型レジスト材料か
らレジスト溶液を調製し、これを、エツチングさ
れるべき基板上に、レジストとして塗布する。こ
こで使用し得る、特に好ましい基板は、例えばシ
リコンウエハーのような半導体基板、クロムメツ
キガラス、そして例えばアルミニウムのような金
属を包含している。 レジスト溶液を調製するために、この分野にお
いて常用されている溶剤を有利に使用することが
できる。有用な溶剤の好ましい例は、メチルエチ
ルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキ
サノン、アセトン、テトラヒドロフラン、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン、ジメチルホルムアミ
ド、メチルセロソルブアセテート、その他を包含
している。必要に応じて、これらの溶剤の混合物
を使用することができる。 得られたレジスト溶液を基板に塗布するために
は常用の塗布法が有用である。好ましい塗布法
は、スピンコート法、ドクターブレードコーテイ
ング法、デイツプコーテイング法、ホツパーコー
テイング法、その他である。 塗布レジスト膜中の溶剤を常法に従うプリベー
クにより完全に除去した後、高エネルギー輻射線
の像状パターンをレジスト膜に照射する。このよ
うにして、輻射線照射部分を不溶性に、そして非
照射部分を可溶性のまま保持することができる。
不溶性化の詳細なメカニズムは、先に詳述した通
りである。 本発明に従うと、引き続く現像工程において、
先に可溶性のまま保持された非照射部分を水又は
アルカリ現像液で現像してその部分を溶解除去す
ることができる。結果として、照射部分がレジス
トパターンとして基板上に残留する。 本発明において有用なアルカリ現像液は、例え
ば、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどのよ
うなアルカリの水溶液を包含している。このよう
なアルカリ水溶液は、現像時間の短縮等を考慮し
てより高い濃度を使用し得るというものの、一般
に1〜30%の濃度であるのが有利である。必要に
応じて、その他のアルカリ現像液、例えばシツプ
レー社からMF312なる商品名で市販されている
有機アミン化合物などを使用することができる。 (6) 発明の実施例 次に、以下の実施例によつて本発明を説明す
る。 例 1 スチレン−アクリル酸共重合体(共重合比
8.5:1.5,Mw=4×104)80重量部とo−アミノ
安息香酸20重量部とをメチルセロソルブアセテー
トに溶解し、25wt%レジスト溶液を用意する。
これをSiウエハー上にスピンコート法により1μm
厚に塗布する。次いで、80℃で20分間プリベーク
を行ない、続いて、20KeVの電子ビームにより
所定のパターンを露光する。MF312 30%水溶液
で現像することにより1×10-5C/cm2の感度を得
た。パターンは、膨潤を生ずることなく、解像性
も良好であつた。 例 2 クレゾール−ノボラツク樹脂(Mw=8000)80
重量部と、p−トルイル酸/p−トルイル酸クロ
リド=1/1(モル比)混合物20重量部とをMCA
に溶解し、25wt%レジスト溶液を用意した。こ
れをSiウエハー上にスピンコート法により8000Å
厚に塗布する。次いで、60℃で20分間プリベーク
を行ない、20KeVの電子ビームにより所定のパ
ターンを露光するMF312 50%水溶液により現像
し、8×10-6C/cm2の感度を得た。パターンは、
膨潤することなく、解像性も良好であつた。 (7) 発明の効果 本発明に従うと、ネガ型レジスト材料に固有の
すぐれた感度を得ることができるばかりでなく、
従来のそれのように架橋反応を利用していないの
で、高められた解像度及び高められたコントラス
トをあわせて得ることができる。したがつて、本
発明によるネガ型レジスト材料を、高エネルギー
輻射線露光による微細パターンの形成に有利に利
用することができる。
[Table] These compounds as photosensitizers are generally advantageously used in an amount of about 5 to 50% by weight (total amount), based on the weight of the polymeric compound used at the same time. However, depending on various factors such as the type of polymer used, the processing conditions applied, the desired results, etc., it is also possible to use amounts outside the above ranges. The above-mentioned photosensitizer compound is rendered alkali insoluble or poorly alkali soluble by irradiation with high-energy radiation, and this is thought to proceed, for example, according to the following reaction mechanism. According to the present invention, first, a resist solution is prepared from a negative resist material containing the above-mentioned polymer compound and photosensitizer compound, and this solution is applied as a resist onto the substrate to be etched. Particularly preferred substrates that may be used herein include semiconductor substrates such as silicon wafers, chromed glass, and metals such as aluminum. To prepare the resist solution, the solvents customary in this field can be advantageously used. Preferred examples of useful solvents include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, acetone, tetrahydrofuran, benzene, toluene, xylene, dimethylformamide, methyl cellosolve acetate, and the like. Mixtures of these solvents can be used if desired. Conventional coating methods are useful for applying the resulting resist solution to the substrate. Preferred coating methods include spin coating, doctor blade coating, dip coating, hopper coating, and others. After the solvent in the applied resist film is completely removed by prebaking according to a conventional method, the resist film is irradiated with an image-like pattern of high-energy radiation. In this way, the radiation-exposed portions can be kept insoluble and the non-irradiated portions can be kept soluble.
The detailed mechanism of insolubilization is as described in detail above. According to the present invention, in the subsequent development step,
The non-irradiated portion, which is kept soluble first, can be developed with water or an alkaline developer to dissolve and remove the portion. As a result, the irradiated portion remains on the substrate as a resist pattern. Alkaline developers useful in the present invention include, for example, aqueous alkali solutions such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, and the like. Although higher concentrations of such alkaline aqueous solutions can be used in consideration of shortening development time, etc., it is generally advantageous to have a concentration of 1 to 30%. If necessary, other alkaline developers can be used, such as an organic amine compound commercially available from Shippley under the trade name MF312. (6) Examples of the invention Next, the present invention will be explained with reference to the following examples. Example 1 Styrene-acrylic acid copolymer (copolymerization ratio
8.5:1.5, Mw=4×10 4 ) and 20 parts by weight of o-aminobenzoic acid were dissolved in methyl cellosolve acetate to prepare a 25 wt% resist solution.
This was applied onto a Si wafer with a thickness of 1 μm by spin coating.
Apply thickly. Next, prebaking is performed at 80° C. for 20 minutes, and then a predetermined pattern is exposed to a 20 KeV electron beam. A sensitivity of 1×10 −5 C/cm 2 was obtained by developing with a 30% aqueous solution of MF312. The pattern did not swell and had good resolution. Example 2 Cresol-novolak resin (Mw=8000) 80
parts by weight and 20 parts by weight of a mixture of p-toluic acid/p-toluic acid chloride = 1/1 (mole ratio).
A 25wt% resist solution was prepared. This was coated onto a Si wafer with a thickness of 8000Å by spin coating.
Apply thickly. Next, the film was prebaked at 60° C. for 20 minutes, and developed with a 50% aqueous MF312 solution exposing a predetermined pattern to a 20 KeV electron beam to obtain a sensitivity of 8×10 −6 C/cm 2 . The pattern is
There was no swelling and the resolution was good. (7) Effects of the Invention According to the present invention, it is possible not only to obtain the excellent sensitivity inherent to negative resist materials, but also to obtain the excellent sensitivity inherent in negative resist materials.
Since it does not utilize a cross-linking reaction like the conventional one, it is possible to obtain both enhanced resolution and enhanced contrast. Therefore, the negative resist material according to the present invention can be advantageously used for forming fine patterns by exposure to high-energy radiation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ホストポリマーとしてのアルカリ可溶性を有
する高分子化合物と、高エネルギー輻射の帰結と
してアルカリ不溶性の化合物を生成可能な1種類
のアルカリ可溶性の感光性化合物とを有しており
かつ前記感光性化合物の分子内に、有機酸成分
と、高エネルギー輻射の帰結として前記有機酸成
分と反応してアルカリ不溶性の化合物を生成可能
な第2反応成分とが一緒に存在していることを特
徴とするネガ型レジスト材料。 2 ホストポリマーとしてのアルカリ可溶性を有
する高分子化合物と、高エネルギー輻射の帰結し
てアルカリ不溶性の化合物を生成可能な2種類の
アルカリ可溶性の感光性化合物とを有しておりか
つ前記感光性化合物のうちの一方の化合物の分子
内に有機酸成分が、そしてその他方の化合物の分
子内に、高エネルギー輻射の帰結として前記有機
酸成分と反応してアルカリ不溶性の化合物を生成
可能な第2反応成分が、それぞれ存在しているこ
とを特徴とするネガ型レジスト材料。 3 ホストポリマーとしてのアルカリ可溶性を有
する高分子化合物と、該高分子化合物に対して5
〜50重量%の割合で混合され、高エネルギー輻射
の帰結としての有機酸成分と第2反応成分との反
応によりアルカリ不溶性の化合物を生成可能な1
種類もしくは2種類のアルカリ可溶性の感光性化
合物とを有するネガ型レジスト材料を基板に塗布
する工程と、 該ネガ型レジスト材料に高エネルギー輻射線の
パターンを照射して、該高分子化合物は反応させ
ずに該感光性化合物を反応させて、照射部分をア
ルカリ不溶性にする工程と、 該高エネルギー輻射線を照射していない部分の
該ネガ型レジスト材料を水またはアルカリ現像液
で除去する工程とを有することを特徴とするレジ
ストパターン形成方法。 4 前記感光性化合物が1種類の化合物でありか
つその分子内に、有機酸成分と、高エネルギー輻
射の帰結として前記有機酸成分と反応してアルカ
リ不溶性の化合物を生成可能な第2反応成分とが
一緒に存在している、特許請求の範囲第3項記載
のレジストパターン形成方法。 5 前記感光性化合物が2種類の化合物の混合物
でありかつその一方の化合物の分子内に有機酸成
分が、そしてその他方の化合物の分子内に、高エ
ネルギー輻射の帰結として前記有機酸成分と反応
してアルカリ不溶性の化合物を生成可能な第2反
応成分が、それぞれ存在している、特許請求の範
囲第3項記載のレジストパターン形成方法。
[Scope of Claims] 1. A host polymer comprising an alkali-soluble polymer compound and one kind of alkali-soluble photosensitive compound capable of producing an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation, and In the molecule of the photosensitive compound, an organic acid component and a second reactive component capable of reacting with the organic acid component to produce an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation are present together. Characteristic negative resist material. 2. It has an alkali-soluble polymer compound as a host polymer and two types of alkali-soluble photosensitive compounds capable of producing an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation, and an organic acid component in the molecule of one of the compounds, and a second reactive component capable of reacting with the organic acid component to form an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation; A negative resist material characterized by the presence of each of these. 3 A polymer compound having alkali solubility as a host polymer and 5
1, which is mixed in a proportion of ~50% by weight and capable of producing an alkali-insoluble compound by reaction of the organic acid component with the second reactant component as a result of high-energy radiation.
applying a negative resist material having one or two types of alkali-soluble photosensitive compounds to a substrate; and irradiating the negative resist material with a pattern of high-energy radiation to cause the polymer compounds to react. a step of making the irradiated area alkali-insoluble by reacting the photosensitive compound without irradiation; and a step of removing the negative resist material in the area not irradiated with the high-energy radiation with water or an alkaline developer. A resist pattern forming method characterized by comprising: 4. The photosensitive compound is one type of compound, and the molecule contains an organic acid component and a second reactive component capable of reacting with the organic acid component to produce an alkali-insoluble compound as a result of high-energy radiation. 4. The resist pattern forming method according to claim 3, wherein: 5. The photosensitive compound is a mixture of two compounds, and one of the compounds has an organic acid component in its molecules, and the other compound has an organic acid component that reacts with the organic acid component as a result of high-energy radiation. 4. The method for forming a resist pattern according to claim 3, wherein each second reaction component capable of producing an alkali-insoluble compound is present.
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