JPH0519474A - ポジ型電子線レジスト - Google Patents

ポジ型電子線レジスト

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JPH0519474A
JPH0519474A JP3195769A JP19576991A JPH0519474A JP H0519474 A JPH0519474 A JP H0519474A JP 3195769 A JP3195769 A JP 3195769A JP 19576991 A JP19576991 A JP 19576991A JP H0519474 A JPH0519474 A JP H0519474A
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JP
Japan
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dry etching
sensitivity
resist
electron beam
cyanoacrylate
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Pending
Application number
JP3195769A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Tamura
章 田村
Masaji Yonezawa
正次 米澤
Toshio Okuyama
登志夫 奥山
Mitsuyoshi Sato
三善 佐藤
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.)
Toagosei Co Ltd
Toppan Inc
Original Assignee
Toagosei Co Ltd
Toppan Printing Co Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は、高感度で、しかもドライエッチング
耐性良好なポジ型電子線レジストを提供することを目的
とする。 【構成】α−シアノアクリル酸エステル−メタクリル酸
フェニル共重合体を主成分とし、分子量1万〜300
万、好ましくは10〜100万であり、α−シアノアク
リル酸エステルとメタクリル酸フェニルとの共重合比は
3:7〜7:3である。 【効果】この範囲で、電子線に対する感度は3〜5μC
/cm2 、ドライエッチングに対して良好な耐性を有す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高感度、ドライエッチン
グ耐性良好なポジ型電子線レジストに関するものであ
る。更に詳しくは半導体工業におけるフォトマスクの製
造およびシリコンウェハーへの直接描画による半導体製
造時における選択的エッチングや拡散のためのレジスト
パターンの提供を目的とする。
【0002】
【従来の技術】一般的に、フォトマスクはクロム蒸着さ
れたガラス基板上に電子線レジストを塗布し、電子線照
射後、現像処理を行い、レジストパターンを形成した
後、硝酸第2セリウムアンモニウム溶液に浸漬し、ウエ
ットエッチングすることにより作製される。
【0003】しかし、ウエットエッチングでは線幅寸法
が細くなるとクロムのエッチングパターンの直線性が低
くなる。また、等方性エッチングのためサイドエッチン
グが入り、寸法制御性も低い。近年、モリブデンシリサ
イド(MoSi)も遮光膜として用いられているが、M
oSiはウエットエッチングではエッチング不可能で、
ドライエッチングでなければならない。
【0004】しかし、反応性イオンエッチング等のドラ
イエッチングでは、レジストのドライエッチング耐性が
問題となる。一般にネガ型レジストの耐性は高いが、ポ
ジ型レジストの耐性は低い。そのため前記ポジ型レジス
トを用いた場合にはレジストパターンの後退が生じ、ク
ロムパターンにテーパーがついたり、設計寸法が得られ
ないということがおきる。
【0005】また、ベンゼン環を含むポジ型電子線レジ
ストはドライエッチング耐性は高いが感度が低く、20
μC/cm2 以上の電子線照射量を必要とする。
【0006】α−シアノアクリル酸エステル重合体の感
度は2〜5μC/cm2 と高く、さらにドライエッチン
グ耐性も他のアクリル系の電子線レジストやPBSに比
べて2倍以上高い。但し、ベンゼン環を含むレジストよ
りドライエッチング耐性は若干劣る。そのため、MoS
iやクロムの単層膜をα−シアノアクリル酸エステル重
合体をレジスト膜としてドライエッチングする場合には
特に問題はないが、ドライエッチング速度の遅い酸化ク
ロム−クロムの2層膜をドライエッチングする場合、α
−シアノアクリル酸エステル重合体のドライエッチング
耐性でも不十分であり、クロムパターンは垂直になら
ず、テーパーが生じてしまう。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明はα−シアノア
クリル酸エステル重合体のドライエッチング耐性が、若
干不足していることを踏まえ、感度を低下させずにドラ
イエッチング耐性をさらに向上させたポジ型電子線レジ
ストを提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決する手段】本発明は、一般式(a):
【0009】(ただし、Rは炭素数1〜8の鎖状または
炭素数5〜8の環状のアルキル基であり、またm/n=
3/7〜7/3)で表わされるα−シアノアクリル酸エ
ステル−メタクリル酸フェニル共重合体を主成分とする
ことを特徴とするポジ型電子線レジストである。
【0010】本発明によるα−シアノアクリル酸エステ
ル−メタクリル酸フェニル共重合体はα−シアノアクリ
ル酸エステルモノマーとメタクリル酸フェニルモノマー
をラジカル重合することによって得られる。なお、本発
明に使用されるα−シアノアクリル酸エステルモノマー
は次式(b)で表される。
【0011】ただし、Rは炭素数1〜8の鎖状または炭
素数5〜8の環状のアルキル基であり、具体的にはα−
シアノアクリル酸エチル、α−シアノアクリル酸ブチ
ル、α−シアノアクリル酸ヘキシル、α−シアノアクリ
ル酸シクロヘキシル、α−シアノアクリル酸オクチル等
である。これらの中でも環状アルキル基を有するものが
好ましい。
【0012】また、メタクリル酸フェニルモノマーは次
式(c)で表される。
【0013】ラジカル重合法であるが、開始剤として
は、通常のラジカル重合で用いられているもので、具体
的には過酸化ベンゾイル、アゾビスイソブチロニトリル
等があり、塊状重合または溶液重合が可能である。溶液
重合に用いる重合溶媒としては、ベンゼン、トルエン、
キシレン、アセトン、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、酢酸メチルセロソル
ブ等の有機溶媒が挙げられる。重合温度および重合時間
は使用する重合開始剤、重合溶媒の種類や量によって、
当然異なるが、重合温度としては40〜80℃、重合時
間としては5〜20時間が好ましい。
【0014】共重合比は、感度およびドライエッチング
耐性から、α−シアノアクリル酸エステル:メタクリル
酸フェニル=3:7〜7:3である。なお、メタクリル
酸フェニルの含有量が70%以上になると感度が低下
し、反対にα−シアノアクリル酸エステルの含有量が7
0%を越えるとドライエッチング耐性が低下する。
【0015】分子量は1万から300万のものが用いら
れるが、分子量が大きすぎると塗布性が低下し、また分
子量が小さいと感度が低下することから10万〜100
万が好ましい。
【0016】
【作用】表1は、本発明のα−シアノアクリル酸エステ
ル−メタクリル酸フェニル共重合体と各種α−シアノア
クリル酸エステル重合体および共重合体との感度、ドラ
イエチング耐性の比較を示す。表1から明らかなよう
に、本発明のα−シアノアクリル酸エステルとメタクリ
ル酸フェニルとの共重合体は感度およびドライエッチン
グ耐性に優れる。
【0017】
【表1】
【0018】略称の説明 CyHCNA:α−シアノアクリル
酸シクロヘキシル HCNA:α−シアノアクリル酸−n−ヘキシル EtCNA :α−シアノアクリル酸エチル DoCNA :α−シアノアクリル酸ドデシル PHMA:メタクリル酸フェニル
【0019】
【実施例】
<実施例1>α−シアノアクリル酸シクロヘキシル1
0.0g、メタクリル酸フェニル10.0g、酢酸1.
0g、アゾビスイソブチロニトリル0.04gをガラス
封管に仕込み、窒素気流中で、60℃にて12時間反応
させた。これを石油エーテル中に注ぎ、反応生成物を沈
澱させ、白色粉末状の共重合体13.4gを得た。な
お、この共重合体の分子量は35万(GPCによるポリ
スチレン換算)であった。
【0020】分子量35万のα−シアノアクリル酸シク
ロヘキシル−メタクリル酸フェニル共重合体の5重量%
のシクロヘキサノン溶液を作り、酸化クロム−クロムの
2層膜が1000Åの厚さでスパッターされたガラス基
板上に回転塗布法により2200rpmで5000Åの
厚さのレジスト被膜を形成し、120℃で30分間熱処
理後、照射量3.0μC/cm2 、加速電圧20kVで
電子線照射した。電子線照射後、メチルイソブチルケト
ン:イソプロピルアルコール=90:10の混合溶媒で
20℃において5分間浸漬し、イソプロピルアルコール
中にてリンスして乾燥することによってレジストパター
ンが得られた。
【0021】次に反応性イオンエッチング装置を用い
て、四塩化炭素(16SCCM)と酸素(48SCC
M)の混合ガスで、圧力40Pa、パワー300Wで1
0分間、クロムのエッチングを行なった。アセトンでレ
ジスト被膜を除去し、電子顕微鏡によりクロムのエッチ
ング形状を観察したところ、テーパーのない垂直な断面
形状のクロムパターンが確認された。なお、α−シアノ
アクリル酸シクロヘキシル重合体のレジスト膜の膜減り
速度が64Å/分に対して、本共重合体は38Å/分で
あり、ドライエッチング耐性は約40%向上した。
【0022】<実施例2>α−シアノアクリル酸n−ヘ
キシル10.0g、メタクリル酸フェニル10.0g、
酢酸2.0g、アゾビスイソブチロニトリル0.05g
をガラス封管に仕込み、窒素気流中で、60℃にて10
時間反応させた。これを石油エーテル中に注ぎ、反応生
成物を沈澱させ、白色粉末状の共重合体18.3gを得
た。なお、この共重合体の分子量は55万(GPCによ
るポリスチレン換算)であった。
【0023】分子量55万のα−シアノアクリル酸n−
ヘキシル−メタクリル酸フェニル共重合体の4重量%の
シクロヘキサノン溶液を作り、酸化クロム−クロムの2
層膜のブランク上に回転塗布法により1050rpmで
5000Åの厚さのレジスト被膜を形成し、120℃で
30分間熱処理後、照射量4.0μC/cm2 、加速電
圧20kVで電子線照射した。電子線照射後、メチルイ
ソブチルケトン:イソプロピルアルコール=60:40
の混合溶媒で20℃において2分間浸漬し、イソプロピ
ルアルコール中にてリンスして乾燥することによってレ
ジストパターンが得られた。
【0024】次に反応性イオンエッチング装置を用い
て、実施例1と同様にドライエッチングを行った結果、
テーパーのない垂直な断面形状のクロムパターンが得ら
れた。
【0025】<実施例3>トルエン200ml中にα−
シアノアクリル酸エチル12.0g、メタクリル酸フェ
ニル8.0g、酢酸2.0g、アゾビスイソブチロニト
リル0.1gを加え、窒素気流中で、60℃にて10時
間反応させた。これを石油エーテル中に注ぎ、反応生成
物を沈澱させ、白色粉末状の共重合体15.2gを得
た。なお、この共重合体の分子量は28万(GPCによ
るポリスチレン換算)であった。
【0026】分子量28万のα−シアノアクリル酸エチ
ル−メタクリル酸フェニル共重合体の5重量%のシクロ
ヘキサノン溶液を作り、酸化クロム−クロムの2層膜の
ブランク上に回転塗布法により810rpmで5000
Åの厚さのレジスト被膜を形成し、120℃で30分間
熱処理後、照射量5.0μC/cm2 、加速電圧20k
Vで電子線照射した。電子線照射後、酢酸エチル:メチ
ルイソブチルケトン=50:50の混合溶媒で20℃に
おいて1分間浸漬し、イソプロピルアルコール中にてリ
ンスして乾燥することによってレジストパターンが得ら
れた。
【0027】次に反応性イオンエッチング装置を用い
て、実施例1と同様にドライエッチングを行った結果、
テーパーのない垂直な断面形状のクロムパターンが得ら
れた。
【0028】<比較例1>α−シアノアクリル酸シクロ
ヘキシル10.0g、酢酸2.0g、アゾビスイソブチ
ロニトリル0.05gをガラス封管に仕込み、窒素気流
中で、60℃にて10時間反応させた。これを石油エー
テル中に注ぎ、反応生成物を沈澱させ、白色粉末状の重
合体8.3gを得た。なお、この重合体の分子量は30
万(GPCによるポリスチレン換算)であった。
【0029】分子量30万のα−シアノアクリル酸シク
ロヘキシル重合体の5重量%のシクロヘキサノン溶液を
作り、酸化クロム−クロムの2層膜が1000Åの厚さ
でスパッターされたガラス基板上に回転塗布法により1
200rpmで5000Åの厚さのレジスト被膜を形成
し、120℃で30分間熱処理後、照射量4.0μC/
cm2 、加速電圧20kVで電子線照射した。電子線照
射後、メチルイソブチルケトン:イソプロピルアルコー
ル=60:40の混合溶媒で20℃において5分間浸漬
し、イソプロピルアルコール中にてリンスして乾燥する
ことによってレジストパターンが得られた。
【0030】次に実施例1と同様に反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、クロムのドライエッチングを行なっ
たが、クロムの断面形状は垂直ではなく、テーパー状で
あった。
【0031】<比較例2>α−シアノアクリル酸エチル
10.0g、酢酸1g、アゾビスイソブチロニトリル
0.01gをガラス封管に仕込み、窒素気流中で、60
℃にて10時間反応させた。これを石油エーテル中に注
ぎ、反応生成物を沈澱させ、白色粉末状の共重合体6.
3gを得た。なお、この重合体の分子量は32万(GP
Cによるポリスチレン換算)であった。
【0032】分子量32万のα−シアノアクリル酸エチ
ルの3重量%のシクロヘキサノン溶液を作り、酸化クロ
ム−クロムの2層膜がスパッターされたガラス基板上に
回転塗布法により610rpmで5000Åの厚さのレ
ジスト被膜を形成し、120℃で30分間熱処理後、照
射量3.2μC/cm2 、加速電圧20kVで電子線照
射した。電子線照射後、酢酸エチル:メチルイソブチル
ケトン=60:40の混合溶媒で20℃において2分間
浸漬し、イソプロピルアルコール中にてリンスして乾燥
することによってポジ型レジストパターンが得られた。
【0033】次に実施例1と同様に反応性イオンエッチ
ング装置を用いて、クロムのドライエッチングを行なっ
たが、比較例1と同様、クロムの断面形状は垂直ではな
く、テーパー状であった。
【0034】<比較例3>α−シアノアクリル酸ドデシ
ル10.0g、メタクリル酸フェニル10.0g、酢酸
1.0g、アゾビスイソブチロニトリル0.02gをガ
ラス封管に仕込み、窒素気流中で、60℃にて10時間
反応させた。これを石油エーテル中に注ぎ、反応生成物
を沈澱させ、白色粉末状の共重合体11.2gを得た。
なお、この重合体の分子量は43万(GPCによるポリ
スチレン換算)であった。
【0035】分子量43万のα−シアノアクリル酸ドデ
シル−メタクリル酸フェニル共重合体の4重量%のシク
ロヘキサノン溶液を作り、酸化クロム−クロムの2層膜
がスパッターされたガラス基板上に回転塗布法により7
20rpmで5000Åの厚さのレジスト被膜を形成
し、120℃で30分間熱処理後、5.0〜20.0μ
C/cm2 の照射量で電子線照射した。電子線照射後、
メチルイソブチルケトン:イソプロピルアルコール=7
0:30の混合溶媒で20℃において5分間浸漬し、イ
ソプロピルアルコール中にてリンスして乾燥することに
よってレジストパターンが得られた。なお、照射した領
域がすべて溶解するのに必要な電子線照射量は10μC
/cm2 であり、低感度であった。
【0036】
【発明の効果】α−シアノアクリル酸エステルは感度と
ドライエッチング耐性に優れてはいるが、ドライエッチ
ング耐性に関しては、若干不足している。そこで、メタ
クリル酸フェニルを共重合させることにより、感度を低
下させずにドライエッチング耐性をさらに向上させるこ
とが可能となり、フォトマスク製造や直描による半導体
製造において、高生産性とコスト低減に大きな効果をも
たらすことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 登志夫 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東 亞合成化学工業株式会社名古屋総合研究所 内 (72)発明者 佐藤 三善 愛知県名古屋市港区船見町1番地の1 東 亞合成化学工業株式会社名古屋総合研究所 内

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】一般式(a): (ただし、Rは炭素数1〜8の鎖状または炭素数5〜8
    の環状アルキル基であり、またm/n=3/7〜7/
    3)で表わされるα−シアノアクリル酸エステル−メタ
    クリル酸フェニル共重合体を主成分とすることを特徴と
    するポジ型電子線レジスト。
JP3195769A 1991-07-10 1991-07-10 ポジ型電子線レジスト Pending JPH0519474A (ja)

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JP3195769A JPH0519474A (ja) 1991-07-10 1991-07-10 ポジ型電子線レジスト

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289339A (ja) * 1992-04-08 1993-11-05 Toppan Printing Co Ltd ポジ型電子線レジスト
US9552053B2 (en) 2001-09-19 2017-01-24 Dell Products L.P. Methods for power management in a computer system with multiple processing resources and multiple power supplies

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289339A (ja) * 1992-04-08 1993-11-05 Toppan Printing Co Ltd ポジ型電子線レジスト
US9552053B2 (en) 2001-09-19 2017-01-24 Dell Products L.P. Methods for power management in a computer system with multiple processing resources and multiple power supplies

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