JPH0533790B2 - - Google Patents

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JPH0533790B2
JPH0533790B2 JP12658986A JP12658986A JPH0533790B2 JP H0533790 B2 JPH0533790 B2 JP H0533790B2 JP 12658986 A JP12658986 A JP 12658986A JP 12658986 A JP12658986 A JP 12658986A JP H0533790 B2 JPH0533790 B2 JP H0533790B2
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JP
Japan
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resist
photosensitizer
cumyl
vacuum
oxo
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Expired - Lifetime
Application number
JP12658986A
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English (en)
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JPS62280844A (ja
Inventor
Katsumi Tanigaki
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
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Publication of JPS62280844A publication Critical patent/JPS62280844A/ja
Publication of JPH0533790B2 publication Critical patent/JPH0533790B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/72Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ポジレジスト材料に用いる感光剤に
関する。
(従来の技術) 従来、集積回路素子は、感光性樹脂(フオトレ
ジスト)を塗布後、マスクを通して紫外、可視光
を露光し、適当な現像液で現像して、微細パター
ンを形成し、基板のウエツトエツチングを行い、
更に、不純物ドーピング等の処置を経て、製造さ
れている。しかし近年、集積回路素子が、高集積
化されるにつれて、更に、微細パターンを形成す
ることが強く望まれる情勢となつている。
そのため、紫外、可視光の代りに波長の短い軟
X線、電子線、遠紫外線及びイオンビーム等を用
いて、高精度パターンを形成する技術が展開され
始めている。また、ウエツトエツチングは、エツ
チング溶液中に含まれる不純物による基板への不
純物の侵入やエツチング溶液のパターン下方への
侵入(サイドエツチング)等の問題点をもつた
め、プラズマ反応性スパツタリング等を用いて、
基板材料を気化侵食するドライエツチング加工に
移りつつある。
このような情勢から、軟X線、電子線、遠紫外
線およびイオンビーム等の電離放射線用のレジス
ト材料は、1μm以下の高い転写精度を有し、耐ド
ライエツチ性が高く、更には、上記電離放射線に
対して高感度である必要がある。
現在、高解像度であり、耐ドライエツチ性が良
いという観点からアルカリ水溶液可溶性の樹脂と
照射によりアルカリ水溶液に対する溶解性が変わ
るジアゾオルソナフトキノン化合物誘導体の組み
合わせによるレジストが最も広く用いられてい
る。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、従来用いられてきたジアゾオルソキノ
ン化合物誘導体は、感度が低く、しかも、アルカ
リ水溶液に対する溶解阻止能が小さいために現像
液に得られる残存膜厚が薄くなるという問題点が
あつた。
本発明の目的は、上述の問題点を解決するため
になされたもので、高真空下での電離放射線照射
において用いられるポジレジストにおいて、感光
剤として、感度および現像後に得られる残存膜厚
率が従来の感光剤よりも優れている感光剤を提供
することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の感光剤は、1−オキソ−2−ジアゾ−
ナフトキノン−4−アリールスルフオネートであ
る4−位置換体あるいは1−オキソ−2−ジアゾ
−ナフトキノン−5−アリルスルフオネートであ
る5−位置換体であるクミルあるいはクミルフエ
ニル置換スルフオン酸エステル感光剤を用いて上
記問題点を解決しようとするものである。
(作用) 一般に、電子線、X線およびイオンビーム等の
電離放射線の照射は高真空下において行われる。
感光剤のかかる高エネルギーに対する吸収は、通
常の光に対する吸収とは全く異なるばかりでな
く、照射により生成した活性種の反応は、空気中
と真空中では大きく異なる。従つて、感光剤の性
能は、従来の光露光と電子線、X線およびイオン
ビーム等の電離放射線による露光では全く異なる
ので、電子線、X線およびイオンビーム等の電離
放射線による露光に適する感光剤は、通常の光露
光による感光剤とは別の観点から選ばねばならな
い。ところが、従来は、光露光用の感光剤をその
まま電子線、X線およびイオンビーム等の電離放
射露光用の感光剤として転用してきた。
発明者は、種々のジアゾオルソナフトキノン化
合物誘導体を検討した結果、1−オキソ−2−ジ
アゾ−ナフトキノン−4−アリールスルフオネー
トである4−位置換体あるいは感光剤1−オキソ
−2−ジアゾ−ナフトキノン−4−アリールスル
フオネートである5−位置換体であるクミルある
いはクミルフエニル置換スルフオン酸エステルが
特に優れていることを見い出し本発明に至つた。
ジアゾオルソナフトキノン化合物誘導体の反応
を検討したところ、空気中では、照射により3−
インデンカルボン酸誘導体に変化する。従つて、
現像過程での溶解度の変化は、無変化の感光剤と
3−インデンカルボン酸誘導体のアルカリ水溶液
対する溶解性の変化により得られる。一方、真空
中では、照射により感光剤は、3−インデンカル
ボン酸誘導体に変化せずに、アルカリ可溶のマト
リクス樹脂と反応して、カルボン酸エステルを形
成する。従つて、現像過程でのアルカリ水溶液に
対する溶解性の差は、マトリクス樹脂中での無変
化の感光剤と形成されたカルボン酸エステルとの
溶解性の差に依存している。
従つて、パターン形成に必要な溶解阻止能力
は、空気中での光露光と真空中での電子線、X線
およびイオンビーム等の電離放射線露光の場合で
は、全く異なる。本発明者は、このような観点か
ら、ジアゾオルソナフトキノン化合物の誘導体を
検討した結果、特に、1−オキソ−2−ジアゾナ
フトキノン−4−アリールスルフオネートである
4−位置換体あるいは感光剤1−オキソ−2−ジ
アゾナフトキノン−4−アリールスルフオネート
である4−位置換体であるクミルあるいはクミル
フエニル置換スルフオン酸エステルが、感度およ
び現像後の残膜率において優れていることう見い
出した。
かかる感光剤は、アルカリ可溶であるマトリク
ス樹脂に10−40重量%混入して、有機溶剤に溶か
すことによりレジスト溶液として用いる事が出来
る。
(実施例 1) パラ−クミル−1,2−ジアゾナフトキノン−
4−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−クレゾー
ルノボラツク樹脂2gをジメチルフオルムアミド
10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通してレジ
スト溶液にした。このレジスト溶液を用いて、
2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分でスピ
ンコーテイングして80℃,30分のベーキングをし
て6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。このレジ
スト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射して潜
像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像する事
により0.5μmのラインアンドスペースのレジスト
パターンを得た。感度は、20μC/cm2、現像後の
残膜率は90%であつた。
(実施例 2) パラ−クミルフエニル−1,2−ジアゾナフト
キノン−4−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−
クレゾールノボラツク樹脂2gをジメチルフオル
ムアミド10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通
してレジスト溶液にした。このレジスト溶液を用
いて、2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分
でスピンコーテイングして80℃,30分のベーキン
グをして6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。こ
のレジスト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射
して潜像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像
する事により0.5μmのラインアンドスペースのレ
ジストパターンを得た。感度は、20μC/cm2、現
像後の残膜率は90%であつた。
(実施例 3) メタ−トリル−1,2−ジアゾナフトキノン−
4−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−クレゾー
ルノボラツク樹脂2gをジメチルフオルムアミド
10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通してレジ
スト溶液にした。このレジスト溶液を用いて、
2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分でスピ
ンコーテイングして80℃,30分のベーキングをし
て6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。このレジ
スト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射して潜
像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像する事
により0.5μmのラインアンドスペースのレジスト
パターンを得た。感度は、38μC/cm2、現像後の
残膜率は70%であり、トリル置換体は、クミルお
よびクミルフエニル置換体に比べて、感度および
現像後の残膜率とも劣つていた。
(実施例 4) パラ−クミル−1,2−ジアゾナフトキノン−
5−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−クレゾー
ルノボラツク樹脂2gをジメチルフオルムアミド
10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通してレジ
スト溶液にした。このレジスト溶液を用いて、
2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分でスピ
ンコーテイングして80℃,30分のベーキングをし
て6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。このレジ
スト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射して潜
像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像する事
により0.5μmのラインアンドスペースのレジスト
パターンを得た。感度は、40μC/cm2、現像後の
残膜率は85%であつた。
(実施例 5) パラ−クミルフエニル−1,2−ジアゾナフト
キノン−5−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−
クレゾールノボラツク樹脂2gをジメチルフオル
ムアミド10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通
してレジスト溶液にした。このレジスト溶液を用
いて、2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分
でスピンコーテイングして80℃,30分のベーキン
グをして6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。こ
のレジスト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射
して潜像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像
する事により0.5μmのラインアンドスペースのレ
ジストパターンを得た。感度は、40μC/cm2、現
像後の残膜率は85%であつた。
(実施例 6) パラ−トリル−1,2−ジアゾナフトキノン−
5−スルフオン酸エステル0.6gとメタ−クレゾー
ルノボラツク樹脂2gをジメチルフオルムアミド
10gに溶かし、0.5μmのフイルターを通してレジ
スト溶液にした。このレジスト溶液を用いて、
2Φのシルコンウエーハーに3000回転/分でスピ
ンコーテイングして80℃,30分のベーキングをし
て6000Åの膜厚のレジスト薄膜を得た。このレジ
スト膜に10-6torrの真空下で電子線を照射して潜
像を形成して、0.2NのNaOHで60秒現像する事
により0.5μmのラインアンドスペースのレジスト
パターンを得た。感度は、48μC/cm2、現像後の
残膜率は60%であり、やはり5−位置換体におい
てもトリル置換体は、クミルおよびクミルフエニ
ル置換体に比べて、感度および現像後の残膜率と
も劣つていた。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明である感光剤は、
高真空下における電子線、X線およびイオンビー
ム等の電離放射線を用いる露光において、高感度
であるばかりでなく、現像後の残存膜厚率が高い
ので、従来のポジレジスト性能を高める効果があ
る。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 真空中で電離放射線を照射することにより潜
    像を形成し、現像過程を経る事により微細パター
    ンを形成するパターン形成法に用いるレジストの
    感光剤で且つ、アルカリ可溶な樹脂と溶解阻止能
    を有する感光剤との混合物からなるポジレジスト
    に用いる感光剤で、1−オキソ−2−ジアゾ−ナ
    フトキノン−4−アリールスルフオネートである
    4−位置換体あるいは1−オキソ−2−ジアゾ−
    ナフトキノン−5−アリールスルフオネートであ
    る5−位置換体であるクミルあるいはクミルフエ
    ニル置換スルフオン酸エステル感光剤。
JP12658986A 1986-05-30 1986-05-30 感光剤 Granted JPS62280844A (ja)

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JP12658986A JPS62280844A (ja) 1986-05-30 1986-05-30 感光剤

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