JPH02132443A - パターン形成材料 - Google Patents

パターン形成材料

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JPH02132443A
JPH02132443A JP27342588A JP27342588A JPH02132443A JP H02132443 A JPH02132443 A JP H02132443A JP 27342588 A JP27342588 A JP 27342588A JP 27342588 A JP27342588 A JP 27342588A JP H02132443 A JPH02132443 A JP H02132443A
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JP27342588A
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Masataka Endo
政孝 遠藤
Masaru Sasako
勝 笹子
Atsushi Ueno
上野 厚
Noboru Nomura
登 野村
Kazufumi Ogawa
一文 小川
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体製造のうちのリンクラフィエ程、特に
遠紫外光,エキシマレーザ光を用いたリングラフィに用
いるパターン形成材料(レジスト)に関する。
従来の技術 半導体素子が微細化するにつれて、その製造工程の一つ
であるリソグラフィ工程では、解像力の大きい遠紫外光
であるエキシマレーザを用いることが有望視されている
。[たとえば、Vポル他、プロシーディングオプエスピ
ーアイイー(v.Pol et al,Proc of
 SPIE),633.6(1986)]ところが、従
来、遠紫外光(190〜320nm付近)やエキシマレ
ーザ光( 1s3nm, 24snm,3o8nm)を
用いたりソグラフィに適するパターン形成材料のうち、
ネガ型レジストについては、大きな問題点がある。即ち
、従来のネガ型レジストは、遠紫外光やエキシマレーザ
光に対してレジストの吸収が大きすぎて(一般に2 4
 8 nmにおける透過率が1μm厚レジストで20%
以下)レジス1・下部まで光が到達しにくくレジスl〜
下部が反応しにく6 ・ いために、結果として、レジストパターンが逆台形とな
ったシ、又は、レジストパターンが基板からはがれると
いう問題点である。
第4図を用いて従来のパターン形成材料で遠紫外線用ネ
ガ型レジストの一つであるHD−2000N(日立化成
)を用いてパターン形成を行う場合の工程を説明する。
基板1上にネガ型レジストであるRD−2000Nを塗
布し80℃,20分のオープンペーク後、1.0μmの
レジスト膜6を得た(第4図a)。このレジスト膜の2
 4 8 nmにおける透過率は17%であった。つぎ
に、KrFエキシマレーザステッパ(24snm,  
レンズ開口数0.35)によシ、マスク4を介して選択
的にKrFエキシマレーザ光5を露光する(第4図b)
oなおこのときの露光量は200mJ/d  であシ、
レジスト膜3の2 4 8 nmにおける透過率は26
%であった0アルカリ現像液であるRD現像液を用いて
、60秒間の現像を行い、パターン6Aを形成した(第
4図C)。
発明が解決しようとする課題 ところが得られたパターン6人は、透過率の不良により
レジスト下部まで光が到達しにくく、1μmのパターン
は逆台形であシ、又、0.5μmのパターンは、逆台形
によシ基板との密着性が不十分となり、隣のパターンに
倒れてし1つだ。このような、パターンはいずれも次工
程であるエッチング工程に用いるマスクとしては不十分
なものとなり、寸法変動やパターン欠陥が生じ、半導体
素子の歩留まり低下の原因となった。
又、一般にノボラック樹脂やフェノール樹脂,マレイミ
ド樹脂,ステレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹脂な
どは、それ単体でDUV光やエキシマ光によってネガ型
の重合を起こし、ネガ型レジストとなシ得るという性質
がある。
ところが、このような単に樹脂だけによるDUV用ネガ
型レジストとしての適用は、その感度,解像度とも悪く
(たとえはKrFエキシマレーザに対して感度は10m
J/cot以上、解像度は1.071m程度である。)
、微細化する素子製造には使用不可である。
7・\−、 本発明は従来のパターン形成材料の問題点であった光吸
収の過剰による逆台形パターンを防止し、又、微細で高
感度・高コントラストのパターン解像性を有するパター
ン形成材料を提供することを目的とする。
課題を解決するだめの手段 本発明は従来のパターン形成材料の問題点を解決すべき
、ステレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹脂と架橋型
光感応性物質を主組成とするパターン形成材料、あるい
は、アクリジン又はその誘導体を、ノボラック樹脂又は
フェノール樹脂又はマレイミド樹脂又はスチレンとマレ
イン酸の誘導体の共重合樹脂に混合することを特徴とす
るパターン形成材料である。これらは、いずれも良好な
性能を示すネガ型のパターン形成材料である0作用 本発明に係るステレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹
脂は、遠紫外線、特に、KrFエキシマレーザ光の波長
である2 4 B nm付近の透過率が高く、約80%
以上(1μm厚の樹脂膜時)となる0又、この系の樹脂
はアルカリ溶液に非膨潤であシ、又、この樹脂に架橋型
光感応性物質を添加することにより露光部の樹脂アルカ
リ可溶性が阻止され、ネガ型レジストとなることを本発
明者らは見出した。このような本発明のパターン材料(
ネガ型レジスト)は、前述の如き樹脂の透明性によりレ
ジスト下部まで露光された光が通過しやすくなり、逆台
形パターンとならず、又樹脂の非膨潤性によシ、高解像
度のレジストパターンが得られる0 又、アクリジン又はその誘導体は、ノボラツク樹脂やフ
ェノール樹脂,マレイミド樹脂と混合して、DUV光や
エキシマレーザ光を照射すると、それが樹脂の架橋剤と
して働くことが本発明者らの研究の結果わかった。この
ことにより、樹脂のネガ型レジストとしての感度,解像
度は向上する0アクリジン又はその誘導体の樹脂に対す
る添加量としては、重量比で1%程度で十分、前記の効
果があらわれる。
実施例 9・・−7 本発明に係るスチレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹
脂は、前述のごとく、KrFエキシマレーザ光の波長で
ある2 4 B nu付近の透過率が高く、約8o%以
上(1μm厚の樹脂膜時)となる〇又、この系の樹脂は
アルカリ溶液に非膨潤であり、又、この樹脂に架橋型光
感応性物質を添加することにより露光部の樹脂アルカリ
可溶性が阻止され、このような本発明のパターン材料(
ネガ型レジスト)は、前述の如き樹脂の透明性によシレ
ジスト下部まで光が通過しゃすくなシ逆台形パターンと
ならず、又、樹脂の非膨潤性によシ、高解像度のパター
ンが得ラレル。
なお、本発明に係るスチレンとマレイン酸の誘導体の共
重合樹脂は、芳香環の働きによシ耐エッチング性という
面からも有用である。共重合の割合については任意であ
り特に制限はない。マレイン酸の誘導体としては、マレ
イン酸,マレイン酸エステル,マレイン酸ハーフエステ
ル−1.トカ:$Mられる。
本発明に係る架橋型光感応性物質は、遠紫外線1 0 
・ やエキシマレーザ光に感光性を有するものであれば特に
制限はなく、たとえば、ジアゾニウム塩化合物,ジアゾ
化合物,アジド化合物などが挙げられる。アジド化合物
の例としては、たとえば、(Xはハロゲン又は水素原子
) などが挙げられる。又、これらの架橋型感応性物の融点
が、パターン形成材料を基板上に形成する際のプリベー
ク温度よりも低いか、又は、同じであるときには、プリ
ベーク時に基板との界面部分のパターン形成材料が熱架
橋を起こし、パターンが逆台形になることを防ぐ働きを
する場合があシ、良い結果が得られることがある。
本発明のパターン形成材料としては、樹脂,架橋型光感
応性物質以外にこれらを溶解させる溶媒やその他の樹脂
の溶解性を制御するだめの他の樹脂(キシレノール樹脂
,クレゾール樹脂など)や化合物(ビスフェノール人,
カテコールなど)、又、感度を向上させるだめの増感剤 が含まれていても良い。
なお溶媒としては、シクロヘキサノン,ジエチレングリ
コールジメテルエーテル,エチルセルンルプアセテート
,キシレン,シクロベンタノンなどが挙げられ、これら
を混合して用いても良い。
なお、本発明中の架橋型光感応性物質が紫外光に反応性
を有する場合には、本発明の樹脂が紫外域においても透
明性が高いために、紫外線用ネガ型レジストとして用い
ることができる。
又、アクリジン又はその誘導体は、前述のごとく、ノボ
ラック樹脂やフェノール樹脂,マレイミド樹脂と混合し
て、DUV光やエキシマレーザ光を照射すると、それが
樹脂の架橋剤として働き、樹脂のネガ型レジストとして
の感度,解像度は向上する。
又、アルカリ可溶のスチレン共重合樹脂は、遠紫外光や
紫外光に対する透明性が従来の材料に比べて60%以上
高く、パターン形成材料として露光後の透過率を十分高
くできることから、露光の光が容易にパターン形成材料
下部まで到達する。
従って、これをパターン形成材料のポリマーとして用い
ても良く、パターンの逆テーパ現象は皆無となる。特に
、本発明に係るアジド化合物を用いた場合には、未露光
部は樹脂のアルカリ水溶液に対する溶解性が大であり、
又、露光部はアジド化合物のN5基が樹脂と反応して分
子量の増大やアルカリ可溶阻止の働きを行い、結局露光
部がアルカリに溶解するというネガ型レジストとなる。
本発明の材料は、上述の如く、逆テーパ状にもならず、
又、露光・未露光部の差かはっきシあらわれ1 3・\
−7 ることからそのアスベクト比も良いことになる。
一般に、スチレン共重合樹脂のアルカリ溶解性は大きい
が、本発明に係るアジド化合物の働きにょシ、露光部の
膜ベシは全くない。
本発明に係るアジド化合物としては、他にn 脂との反応が阻止されることによるパターン形成不良を
防止するために、100%以下であることが望ましい。
もちろん、本発明においてはアジド化合物以外にも架橋
型光感応性物質であればいずれでも良いことは前述の通
シである。
(その1) 第1図を用いて本発明の一実施例のパターン形成材料を
用いたパターン形成方法を説明する。
なお本発明のパターン形成材料の組成は以下の如くとし
た。
など又はその混合物などが挙げられるが、これらの限り
ではなく、又、これらの樹脂に対する重量%は、アジド
化合物自身の光による架橋により樹なお、上記樹脂の紫
外分光曲線(1μm厚時)は第2図に示す如く、遠紫外
域や2 4 8 nuにおける透過率が80%以上と良
好であることがゎがる0 1 6 ・\−7 半導体等の基板1上に本発明のパターン形成材料を塗布
し、80℃20分のオープンベーク後、1.0μmのレ
ジスト膜2を得た。このレジスト膜の2 4 8 nm
における透過率は42%であった(第1図a)。つぎに
、KrFエキシマレーザステッパ(248nm  ,v
:yズ開口数0.36)により、マスク4を介して選択
的にKrFエキシマレーザ光5を露光する(第1図b)
。なおこのときの露光量は2 1 0 mJ/cnJ 
 で6C、レジスト膜2の248nmにおける透過率は
82%でおった。つぎにアルカリ現像液NMD−320
%水溶液(東京応化製)を用いて6o秒間の現像を行い
、レジスト2の露光部を除去してレジストパターン2人
を形成した(第1図C)。レジストの元透過が良好でレ
ジスト下部まで十分に光が到達したために、レジストハ
ターン2人はその1μmや0.5μmの大小のパターン
を共に寸法変動のない形状の良い(アスペクト比89°
 )ものとなった。
なお、本発明のパターン形成材料に係るスチレンとマレ
イン酸の誘導体の共重合樹脂として例えば、以下の如き
樹脂を用いても良く、本実施例と同様の良好な結果が得
られる。もちろん、これらの例に限定されるものではな
い0 1 7 ・\− / 1 8 、 (m,nは任意の整数,R,〜R4はーCH,,どのア
ルキル基又は、アリル基,又は、アリール基又はアルケ
ニル基又はアルキニル基又はそれらの複合基,x,,x
2はF , Cl , Br  などのノ・ロゲンであ
る。) (その2) 以下の組成の本発明のパターン形成材料を用いてパター
ン形成を行う以外は実施例1と同様の実験を行い(ただ
し露光量は225mJ/ad)、同様の良好な結果を得
た。
(その3) 以下の組成の本発明のパターン形成材料を用いてパター
ン形成を行う以外は実施例1と同様の実験を行い(ただ
し露光量は260mJΔ)、同様の良好な結果を得た。
1 9 、 (その4) 以下の組成の本発明のパターン形成材料を用いてパター
ン形成を行う以外は実施例1と同様の実験を行い(ただ
し露光量は2 4 0 mJ/co?) 、同様の良好
な結果を得た。
(その6) 以下の組成の本発明のパターン形成材料を用いてパター
ン形成を行う以外は実施例1と同様の実験を行い(ただ
し露光量は2 0 0 mJ/cnO、同様の良好な結
果を得た。
(その6) 以下に本発明の他の実施例について説明する。
まず、ポリビニルフェノール10g,アクリジン0.1
 f ,ジエチレングリコール301より成るパターン
形成材料を調整した。
この材料を用いたパターン形成方法について半導体基板
上に本発明のパターン形成材料を塗布し、90℃2分の
ホットフ”レート・プリベーク後1.0μmの膜厚を得
た。この後、KrFエキシマレーザ(249nm)を用
いるステッパ(NA0.35)によシ選択的にマスクを
通して100mJ/all の露光を行い、アルカリ水
溶液(0.27規定度40秒)現像にてパターン形成を
行った。得られたパ2 1  \ , ターンは0.4μmの高解像度パターンであった。
なお、アクリジンのかわシに、アクリジンオレンジやア
クリジンイエロー等のアクリジンの誘導体を用いた場合
にも同様の効果が得られた。
(その7) 第3図を用いて本発明さらに他の実施例のパターン形成
材料を用いたパターン形成方法について説明する。
ここでのパターン形成材料の組成は以下の通シであった
半導体等の基板1上に、上記の本発明のパターン形成材
料3を1.2μm厚に形成した(第3図a)この後、N
 A O.3 6のKrFエキシマレーザステッパによ
りマスク4を介して選択的に露光6を行い(第3図b)
、NMD−3(東京応化)10%水溶液によシ6o秒間
の浸漬現像によりパターン3人を形成した(第3図C)
。得られたパターン3人は、逆テーパは全く々く、アス
ペクト比88°の膜減り0の0.5μmライン・アンド
・スペースパターンであった。
発明の効果 本発明のパターン形成材料を遠紫外線やエキシマレーザ
などを用いたリングラフィに用い半導体素子を製造する
ことにより、歩留まりの向上が大きくなシ、工業的価値
が高い。
【図面の簡単な説明】
第1図,第3図は本発明の一実施例のパターン形成材料
を用いたパターン形成方法の工程断面図、第2図は本実
施例のパターン形成材料中の樹脂の紫外分光曲線図、第
4図は従来のパターン形成材料を用いたパターン形成方
法の工程断面図である01・・・・・・基板、2,\3
・・・・・・本発明のパターン形成材L 4・・・・・
・−17.ク、5・・・・・・KrFエキシマレーザ光
、2人,3人・・・・・・パターン。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)スチレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹脂と架
    橋型光感応性物質をその成分とするパターン形成材料。
  2. (2)ノボラック樹脂又はフェノール樹脂又はマレイミ
    ド樹脂又はスチレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹脂
    と、アクリジン又はその誘導体とを含むパターン形成材
    料。
  3. (3)アクリジンの誘導体がアクリジン又はアクリジン
    オレンジ又はアクリジンイエローである特許請求の範囲
    第2項に記載のパターン形成材料。
  4. (4)スチレンとマレイン酸の誘導体の共重合樹脂が、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼  ▲数式、化学式、表等があります▼  ▲数式、化学式、表等があります▼ (m、nは任意の整数、R_1〜R_4はアルキル基、
    アリール基、アリル基、アルケニル基、アルキニル基又
    はそれらの複合基、X_1、X_2はハロゲン) のいずれかである特許請求の範囲第1項又は第2項に記
    載のパターン形成材料。
  5. (5)架橋型光感応性物質がアジド化合物、ジアゾニウ
    ム塩化合物、ジアゾ化合物のいずれかである特許請求の
    範囲第1項に記載のパターン形成材料。
  6. (6)アジド化合物が、 ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
    等があります▼ ▲数式、化学式、表等があります▼▲数式、化学式、表
    等があります▼  (Xはハロゲン又は水素原子) である特許請求の範囲第1項に記載のパターン形成材料
  7. (7)架橋型光感応性物質の融点が、パターン形成材料
    の基板上への形成時のプリベーク温度よりも低いか又は
    同じであることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記
    載のパターン形成材料。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107160A (ja) * 1989-09-20 1991-05-07 Nippon Zeon Co Ltd レジスト組成物
JP2010245327A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Renesas Electronics Corp レジストパターン形成方法及び半導体装置の製造方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127552A (en) * 1979-03-26 1980-10-02 Daicel Chem Ind Ltd Photosensitive laminate
JPS5710136A (en) * 1980-06-21 1982-01-19 Somar Corp Photosensitive image forming material
JPS5827141A (ja) * 1981-08-05 1983-02-17 ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト 平版印刷版の製造法
JPS59226002A (ja) * 1983-06-06 1984-12-19 Fuji Photo Film Co Ltd 光重合性組成物
JPS61162038A (ja) * 1984-12-27 1986-07-22 ヘキスト・セラニ−ズ・コ−ポレイシヨン 感光性組成物
JPS6269262A (ja) * 1985-09-24 1987-03-30 Toshiba Corp 感光性組成物
JPS63108334A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd コントラスト向上用組成物
JPH01164937A (ja) * 1987-10-23 1989-06-29 Hoechst Celanese Corp 光重合性組成物および写真要素

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55127552A (en) * 1979-03-26 1980-10-02 Daicel Chem Ind Ltd Photosensitive laminate
JPS5710136A (en) * 1980-06-21 1982-01-19 Somar Corp Photosensitive image forming material
JPS5827141A (ja) * 1981-08-05 1983-02-17 ヘキスト・アクチエンゲゼルシヤフト 平版印刷版の製造法
JPS59226002A (ja) * 1983-06-06 1984-12-19 Fuji Photo Film Co Ltd 光重合性組成物
JPS61162038A (ja) * 1984-12-27 1986-07-22 ヘキスト・セラニ−ズ・コ−ポレイシヨン 感光性組成物
JPS6269262A (ja) * 1985-09-24 1987-03-30 Toshiba Corp 感光性組成物
JPS63108334A (ja) * 1986-10-27 1988-05-13 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd コントラスト向上用組成物
JPH01164937A (ja) * 1987-10-23 1989-06-29 Hoechst Celanese Corp 光重合性組成物および写真要素

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03107160A (ja) * 1989-09-20 1991-05-07 Nippon Zeon Co Ltd レジスト組成物
JP2010245327A (ja) * 2009-04-07 2010-10-28 Renesas Electronics Corp レジストパターン形成方法及び半導体装置の製造方法

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