JPH05341529A - ネガ型パタン形成材料およびパタン形成法 - Google Patents
ネガ型パタン形成材料およびパタン形成法Info
- Publication number
- JPH05341529A JPH05341529A JP4147212A JP14721292A JPH05341529A JP H05341529 A JPH05341529 A JP H05341529A JP 4147212 A JP4147212 A JP 4147212A JP 14721292 A JP14721292 A JP 14721292A JP H05341529 A JPH05341529 A JP H05341529A
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- Japan
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- compound
- forming material
- acid
- cationic polymerization
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- Pending
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- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】短波長紫外線，電子線，Ｘ線その他活性放射線
に対し高感度，高解像度の微細パタンを形成する。 【構成】アルカリ可溶性樹脂，カチオン重合性の二重結
合を有する化合物，カチオン重合開始剤前駆体を含むネ
ガ型パタン形成材料。パタン転写に短波長紫外線，電子
線，Ｘ線その他の活性化学線を用いるパタン形成材料で
ある。 【効果】放射線感光性組成物は短波長紫外線，電子線，
Ｘ線その他活性放射線に対して優れた感度をもち、高感
度でパタンを形成することができる。
に対し高感度，高解像度の微細パタンを形成する。 【構成】アルカリ可溶性樹脂，カチオン重合性の二重結
合を有する化合物，カチオン重合開始剤前駆体を含むネ
ガ型パタン形成材料。パタン転写に短波長紫外線，電子
線，Ｘ線その他の活性化学線を用いるパタン形成材料で
ある。 【効果】放射線感光性組成物は短波長紫外線，電子線，
Ｘ線その他活性放射線に対して優れた感度をもち、高感
度でパタンを形成することができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外線，電子線，イオ
ンビーム又はＸ線等の活性化学線に感応する組成物及び
それを用いたパタン形成方法に関する。
ンビーム又はＸ線等の活性化学線に感応する組成物及び
それを用いたパタン形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】水銀灯のｉ線（波長３６５ｎｍ）、クリ
プトンフロライドエキシマレーザ（波長２４９ｎｍ）リ
ソグラフィに適したレジストとして、放射線照射により
酸を発生する化合物を含有し、露光後加熱を行って反応
を促進させてアルカリ現像液に対する溶解性を変化させ
る化学増幅系レジストが注目されている。酸触媒により
ポリマと架橋反応する化合物（架橋剤）を含有する系か
らなる放射線感応性組成物が特開昭62−164045号公報に
記載されている。しかし、架橋型であるため、剥離しに
くいという問題がある。非架橋型の放射線感応性組成物
が特開昭59−45439 号公報に記載されている。しかし、
この組成物を用いてネガ型パタンを得るためには有機溶
媒を用いて現像を行なわなくてはならない。
プトンフロライドエキシマレーザ（波長２４９ｎｍ）リ
ソグラフィに適したレジストとして、放射線照射により
酸を発生する化合物を含有し、露光後加熱を行って反応
を促進させてアルカリ現像液に対する溶解性を変化させ
る化学増幅系レジストが注目されている。酸触媒により
ポリマと架橋反応する化合物（架橋剤）を含有する系か
らなる放射線感応性組成物が特開昭62−164045号公報に
記載されている。しかし、架橋型であるため、剥離しに
くいという問題がある。非架橋型の放射線感応性組成物
が特開昭59−45439 号公報に記載されている。しかし、
この組成物を用いてネガ型パタンを得るためには有機溶
媒を用いて現像を行なわなくてはならない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術におい
て、酸による架橋反応を用いた感光組成物は剥離が困難
であるという問題がある。また、非架橋型でネガ型とし
て作用するには有機溶媒を用いて現像をしなくてはなら
ない。
て、酸による架橋反応を用いた感光組成物は剥離が困難
であるという問題がある。また、非架橋型でネガ型とし
て作用するには有機溶媒を用いて現像をしなくてはなら
ない。
【０００４】本発明の目的は非架橋型アルカリ現像可能
のネガ型レジストを提供することにある。
のネガ型レジストを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的は、（１）アル
カリ可溶性樹脂，カチオン重合性の二重結合を有する化
合物，カチオン重合開始剤前駆体を含むネガ型パタン形
成材料を用いることによって達成される。
カリ可溶性樹脂，カチオン重合性の二重結合を有する化
合物，カチオン重合開始剤前駆体を含むネガ型パタン形
成材料を用いることによって達成される。
【０００６】本発明で、用いられるアルカリ可溶性樹脂
には塗膜性に優れ、耐ドライエッチ性を有する樹脂が好
ましい。たとえば、ノボラック樹脂，フェノール樹脂等
のフェノール性水酸基を有する高分子材料が用いられ
る。分子量は一千から十万の範囲が好ましい。一千以下
では塗膜性に問題が生じ、十万以上では溶解性が悪くな
る。またネガ型パタン形成材料におけるカチオン重合性
の二重結合を有する化合物はｐ−ジイソプロペニルベン
ゼン、ｍ−ジイソプロペニルベンゼン、ジフェニルエチ
レン、インデノン、アセナフテン、２−ノルボルネン、
２，５−ノルボルナジエン、２，３−ベンゾフラン、イ
ンドール、５−メトキシインドール、５−メトキシ−２
−メチルインドール、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ
−ビニルカルバゾールで表される群から選ばれた少なく
とも一種類の化合物を用いることが好ましい。これらの
化合物は複数混合した系も用いられる。これらの化合物
の含有量は個々の化合物の感度特性や光学特性などによ
って決定されるが、アルカリ可溶性樹脂に対して５〜４
０重量％程度の範囲であることが好ましい。
には塗膜性に優れ、耐ドライエッチ性を有する樹脂が好
ましい。たとえば、ノボラック樹脂，フェノール樹脂等
のフェノール性水酸基を有する高分子材料が用いられ
る。分子量は一千から十万の範囲が好ましい。一千以下
では塗膜性に問題が生じ、十万以上では溶解性が悪くな
る。またネガ型パタン形成材料におけるカチオン重合性
の二重結合を有する化合物はｐ−ジイソプロペニルベン
ゼン、ｍ−ジイソプロペニルベンゼン、ジフェニルエチ
レン、インデノン、アセナフテン、２−ノルボルネン、
２，５−ノルボルナジエン、２，３−ベンゾフラン、イ
ンドール、５−メトキシインドール、５−メトキシ−２
−メチルインドール、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ
−ビニルカルバゾールで表される群から選ばれた少なく
とも一種類の化合物を用いることが好ましい。これらの
化合物は複数混合した系も用いられる。これらの化合物
の含有量は個々の化合物の感度特性や光学特性などによ
って決定されるが、アルカリ可溶性樹脂に対して５〜４
０重量％程度の範囲であることが好ましい。
【０００７】また、ネガ型パタン形成材料において、カ
チオン重合開始剤前駆体が下記一般式〔一般式中、Ｘは
ヘキサフルオロアンチモン酸，ヘキサフルオロひ酸，テ
トラフルオロ燐酸，トリフルオロ酢酸，トリフルオロメ
タンスルホン酸からなる群から選ばれたアニオンを表
す〕で表される群から選ばれた少なくとも一種類の化合
物を用いることが好ましい。これらの化合物を混合して
用いることも可能であり、含有量は１〜３０重量％であ
ることが好ましい。
チオン重合開始剤前駆体が下記一般式〔一般式中、Ｘは
ヘキサフルオロアンチモン酸，ヘキサフルオロひ酸，テ
トラフルオロ燐酸，トリフルオロ酢酸，トリフルオロメ
タンスルホン酸からなる群から選ばれたアニオンを表
す〕で表される群から選ばれた少なくとも一種類の化合
物を用いることが好ましい。これらの化合物を混合して
用いることも可能であり、含有量は１〜３０重量％であ
ることが好ましい。
【０００８】
【化４】
【０００９】
【化５】
【００１０】
【化６】
【００１１】
【作用】本発明において、カチオン重合開始剤前駆体は
光照射により、カチオン重合開始剤となる、強酸を発生
する。強酸の存在下で組成物を加熱すると、カチオン重
合性の二重結合を有する化合物は重合を開始し、二量
体，三量体等のオリゴマを形成する。オリゴマの形成に
より混合物のアルカリ現像液に対する溶解性は著しく低
下し、ネガ型レジストとして機能する。
光照射により、カチオン重合開始剤となる、強酸を発生
する。強酸の存在下で組成物を加熱すると、カチオン重
合性の二重結合を有する化合物は重合を開始し、二量
体，三量体等のオリゴマを形成する。オリゴマの形成に
より混合物のアルカリ現像液に対する溶解性は著しく低
下し、ネガ型レジストとして機能する。
【００１２】
〈実施例１〉アルカリ可溶性樹脂としてｍ，ｐ−クレゾ
ールノボラック樹脂：１００重量部、カチオン重合性の
二重結合を有する化合物としてジソプロペニルベンゼ
ン：２０重量部、及びカチオン重合開始剤前駆体として
トリフルオロメタンスルホン酸ナフトイルメチルテトラ
メチレンスルホニウム：５重量部をシクロヘキサノンに
溶解して、固形分濃度約２０重量％のシクロヘキサノン
溶液を調合した後、これを孔径０.２μｍ のテフロンメ
ンブレムフィルタを用いて濾過し、レジスト溶液を得
た。この組成のレジスト溶液をシリコン基板上に滴下、
回転塗布後８０℃、５分間熱処理して膜厚１.０μｍ の
レジスト膜を形成した。Ｘｅ−Ｈｇランプに３６５ｎｍ
のフィルタを介して９００ｍＪ／cm2 露光し、その後８
０℃、５分間熱処理してレジスト中のカチオン重合反応
を促進した。熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニ
ウム２.３８重量％ を含む水溶液で７５秒間、現像を行
ない良好な微細パタンを得た。
ールノボラック樹脂：１００重量部、カチオン重合性の
二重結合を有する化合物としてジソプロペニルベンゼ
ン：２０重量部、及びカチオン重合開始剤前駆体として
トリフルオロメタンスルホン酸ナフトイルメチルテトラ
メチレンスルホニウム：５重量部をシクロヘキサノンに
溶解して、固形分濃度約２０重量％のシクロヘキサノン
溶液を調合した後、これを孔径０.２μｍ のテフロンメ
ンブレムフィルタを用いて濾過し、レジスト溶液を得
た。この組成のレジスト溶液をシリコン基板上に滴下、
回転塗布後８０℃、５分間熱処理して膜厚１.０μｍ の
レジスト膜を形成した。Ｘｅ−Ｈｇランプに３６５ｎｍ
のフィルタを介して９００ｍＪ／cm2 露光し、その後８
０℃、５分間熱処理してレジスト中のカチオン重合反応
を促進した。熱処理の後、水酸化テトラメチルアンモニ
ウム２.３８重量％ を含む水溶液で７５秒間、現像を行
ない良好な微細パタンを得た。
【００１３】〈実施例２〉ｍ，ｐ−クレゾールノボラッ
ク樹脂：１００重量部，インドール：２０重量部、及び
トリフロロメタンスルホン酸ナフトイルメチルテトラメ
チレンスルホニウム：５重量部をシクロヘキサノンに溶
解し、レジスト溶液とし、実施例１と同様の工程を行な
ったところ実施例１と同様に良好なパタンが得られた。
ク樹脂：１００重量部，インドール：２０重量部、及び
トリフロロメタンスルホン酸ナフトイルメチルテトラメ
チレンスルホニウム：５重量部をシクロヘキサノンに溶
解し、レジスト溶液とし、実施例１と同様の工程を行な
ったところ実施例１と同様に良好なパタンが得られた。
【００１４】〈実施例３〉実施例２のｍ，ｐ−クレゾー
ルノボラック樹脂の代わりにポリ（ｐ−ヒドロキシスチ
レン）を用いてレジスト溶液を調合した。これを実施例
１と同様の工程を行なったところ、実施例１と同様に良
好な微細パタンが得られた。
ルノボラック樹脂の代わりにポリ（ｐ−ヒドロキシスチ
レン）を用いてレジスト溶液を調合した。これを実施例
１と同様の工程を行なったところ、実施例１と同様に良
好な微細パタンが得られた。
【００１５】〈実施例４〉実施例１においてカチオン重
合開始剤前駆体としてトリフルオロメタンスルホン酸ト
リフェニルスルフォニウム：２.５ 重量部を用いて、光
源をクリプトンフロライドエキシマレーザにして実施例
１と同様の工程を行なったところ３０ｍＪ／cm2 露光で
良好な微細パタンが得られた。
合開始剤前駆体としてトリフルオロメタンスルホン酸ト
リフェニルスルフォニウム：２.５ 重量部を用いて、光
源をクリプトンフロライドエキシマレーザにして実施例
１と同様の工程を行なったところ３０ｍＪ／cm2 露光で
良好な微細パタンが得られた。
【００１６】〈実施例５〉実施例４においてクリプトン
フロライドエキシマレーザの代わりに電子線を照射した
ところ、２０μＣ／cm2 で良好なパタンが得られた。
フロライドエキシマレーザの代わりに電子線を照射した
ところ、２０μＣ／cm2 で良好なパタンが得られた。
【００１７】
【発明の効果】本発明の放射線感光性組成物は短波長紫
外線，電子線，Ｘ線その他活性放射線に対して優れた感
度をもち、又、高感度でパタンを形成することができ
る。
外線，電子線，Ｘ線その他活性放射線に対して優れた感
度をもち、又、高感度でパタンを形成することができ
る。
フロントページの続き (72)発明者 内野 正市 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (5)
- 【請求項１】アルカリ可溶性樹脂，カチオン重合性の二
重結合を有する化合物，カチオン重合開始剤前駆体を含
むことを特徴とするネガ型パタン形成材料。 - 【請求項２】請求項１において、前記アルカリ可溶性樹
脂がフェノール性水酸基を有する高分子材料であるネガ
型パタン形成材料。 - 【請求項３】請求項１において、カチオン重合性の二重
結合を有する化合物はｐ−ジイソプロペニルベンゼン、
ｍ−ジイソプロペニルベンゼン、ジフェニルエチレン、
インデノン、アセナフテン、２−ノルボルネン、２，５
−ノルボルナジエン、２，３−ベンゾフラン、インドー
ル、５−メトキシインドール、５−メトキシ−２−メチ
ルインドール、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニ
ルカルバゾールで表される群から選ばれた少なくとも一
種類の化合物を用いるパタン形成材料。 - 【請求項４】請求項１において、カチオン重合開始剤前
駆体が下記一般式。 【化１】 【化２】 【化３】 〔一般式中、Ｘはヘキサフルオロアンチモン酸，ヘキサ
フルオロひ酸，テトラフルオロ燐酸，トリフルオロ酢
酸，トリフルオロメタンスルホン酸からなる群から選ば
れたアニオンを表す。〕で表される群から選ばれた少な
くとも一種の化合物を用いるパタン形成材料。 - 【請求項５】請求項１，２，３または４に記載の前記ネ
ガ型パタン形成材料を基板上に塗布して塗膜とする工
程、前記塗膜に活性化学線をパタン露光する工程、パタ
ン転写後に、露光部分においてカチオン重合を促進させ
るためのベークを行う工程、アルカリ水溶液を用いて現
像する工程を含むパタン形成法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147212A JPH05341529A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ネガ型パタン形成材料およびパタン形成法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4147212A JPH05341529A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ネガ型パタン形成材料およびパタン形成法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05341529A true JPH05341529A (ja) | 1993-12-24 |
Family
ID=15425109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4147212A Pending JPH05341529A (ja) | 1992-06-08 | 1992-06-08 | ネガ型パタン形成材料およびパタン形成法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05341529A (ja) |
-
1992
- 1992-06-08 JP JP4147212A patent/JPH05341529A/ja active Pending
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