JPH07120924A - レジスト組成物およびパターン形成方法 - Google Patents

レジスト組成物およびパターン形成方法

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JPH07120924A
JPH07120924A JP6149459A JP14945994A JPH07120924A JP H07120924 A JPH07120924 A JP H07120924A JP 6149459 A JP6149459 A JP 6149459A JP 14945994 A JP14945994 A JP 14945994A JP H07120924 A JPH07120924 A JP H07120924A
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resist composition
base resin
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resin
polyvinylphenol
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JP6149459A
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English (en)
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Yoshikazu Igarashi
美和 五十嵐
Ei Yano
映 矢野
Keiji Watabe
慶二 渡部
Takahisa Namiki
崇久 並木
Koji Nozaki
耕司 野崎
Yoko Kuramitsu
庸子 倉光
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 解像性に優れたレジスト組成物を提供する。 【構成】 基材樹脂、架橋剤および酸発生剤からなる化
学増幅系ネガ型レジスト組成物であって、基材樹脂の重
量平均分子量が2000〜5000であり、分散度が
1.3以下である組成物。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電離放射線感応性ネガ
型レジストに関する。特に、本発明は、基材樹脂、架橋
剤および酸発生剤からなる化学増幅系ネガ型レジスト組
成物に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の高集積化が進めら
れ、配線はますます微細化しており、最小線幅はサブハ
ーフミクロン(0.5μm以下)にまで達している。例
えば、最新のメモリである64MbitD−RAMの最
小線幅は0.3μm程度であり、今後配線はさらに細く
なる傾向にある。64Mbit以降の超微細化への対応
にあたっては、露光光源としてKrFエキシマレーザ光
などの短波長紫外線や電子線が用いられており、これら
の光源に対して感度と解像性に優れたレジストを使用す
る必要がある。
【0003】しかし、ネガ型レジストについていえば、
KrFエキシマレーザ用としては、既存の材料では感度
と解像性を満足するものは見当たらない。また、電子線
用としてはクロロメチルスチレンからなる材料が知られ
ているが、感度が低く、また現像に有機溶剤を使用する
必要があることから、現像時に膨潤を生じるため、解像
性は低くなる。
【0004】また、近年、化学増幅系レジストが提案さ
れている。化学増幅系レジストとは、その組成中に酸発
生剤を含み、発生した酸が触媒的に作用することを利用
したレジストの総称であり、ネガ型レジストの場合は、
一般に、アルカリ可溶性樹脂、酸発生剤および架橋剤の
3成分を含んでいる。化学増幅系ネガ型レジストは、電
離放射線の放射によって少量の酸を発生させ、さらにベ
ーキング(post−exposure bakin
g)を行って熱エネルギを供給することにより、多くの
ポリマ分子の架橋反応を引き起こす。従って、従来の非
化学増幅系レジストに比べて、感度が非常に高く、スル
ープットを向上させることができるという利点を有す
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、既存の化学増
幅系ネガ型レジストは、解像性が十分でなく、今後の半
導体装置の高集積化に伴って、さらにパターンの微細化
を図ることは難しいことから、解像性の向上が望まれて
いる。従って、本発明は、新規な基材樹脂を用いること
により、従来の化学増幅系ネガ型レジストに比べて解像
性に優れたレジスト組成物を提供しようとするものであ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、上記課
題を解決するため、基材樹脂、架橋剤および酸発生剤か
らなる化学増幅系ネガ型レジスト組成物であって、基材
樹脂の重量平均分子量が2000〜5000であり、分
散度が1.3以下であることを特徴とするレジスト組成
物が提供される。
【0007】レジストの解像性は、レジストを構成する
基材樹脂の、アルカリ現像液に対する溶解速度に影響を
受け、その溶解速度は樹脂の分子量に依存している。分
子量分布を狭くした樹脂をレジストに用い、解像性を改
善する例としては、特開平4−195139、特開昭6
2−69260などに開示された方法が知られている
が、単に基材樹脂の分散度を狭くしただけでは解像性の
向上は不十分である。
【0008】我々は、この基材樹脂の分子量分布と溶解
度の関係について鋭意研究を重ねた結果、重量平均分子
量が2000〜5000であり、分散度が 1.3以下であ
る1成分の樹脂を、レジストを構成する基材樹脂として
用いた時に、驚くべきことに解像性が著しく向上するこ
とを見出したのである。この解像性の向上は、分子量の
異なる成分を数種類混合することによっても達成され
る。すなわち、重量平均分子量が1500〜20000
であり、分散度が1.3以下である樹脂の2種以上4種
以下からなる混合物であり、各樹脂成分間の重量平均分
子量の差が500以上であり、最大量の樹脂成分に対す
る最小量の樹脂成分の割合が1重量%以上であるもの
を、レジストを構成する基材樹脂として用いることによ
っても、同様の効果が得られるのである。
【0009】分散度が1.3より大きい樹脂をレジスト
を構成する基材樹脂として用いた場合は、溶解速度の変
化が連続的となり、解像性向上の効果が発現しない。ま
た、ただ1種類の成分を基材樹脂として用いる場合は、
分散度の狭さとともに分子量の大きさの範囲を制限する
ことが重要となる。すなわち、高解像性を得るために
は、重量平均分子量は2000〜5000であることが
重要である。この分子量範囲にある樹脂では、レジスト
未露光部のアルカリ現像液に対する溶解速度が適度に大
きくなり、例えばライン幅よりスペース幅が狭いぬきパ
ターンにおいて、その解像性に対する効果が極めて大き
くなる。かかる樹脂の特に好ましい例として、分子量お
よび分散度が上記の範囲に制御されたポリビニルフェノ
ールを挙げることができる。ポリビニルフェノールは、
その分子量および分散度を所望に制御することができる
ので、有利である。
【0010】また、レジストを構成する基材樹脂を2種
以上混合して用いる場合に、各樹脂成分間の重量平均分
子量の差が500より小さい場合および5種類以上の樹
脂成分を含む場合には、溶解速度の変化は連続的とな
り、解像性向上の効果が発現しない。さらに、樹脂の混
合成分のうち、最大量成分に対する最小量成分の割合が
1%未満である場合は、解像性向上の効果が十分に発現
しない。また、重量平均分子量が1500未満の低分子
量樹脂を用いた場合は、レジスト膜の表面荒れが生じ、
解像性が低下する。逆に、重量平均分子量が20000
より大きい高分子量樹脂を用いた場合は、溶解速度が非
常に小さくなり、基材樹脂に対して1重量%添加しただ
けでも、解像性は著しく低下する。
【0011】ここで、上記の分子量および分散度はGP
C(ゲル透過クロマトグラフィー)Waters LC
−3000を用い、ポリスチレン換算によって決定し
た。検出器としてはWaters 410RIディテク
タを用い、カラムとして東ソー製TSK−G1000H
XL、G2000HXLおよびG3000HXLを用い
た。また、溶離液にはテトラヒドロフラン (THF)を
用い、流量を1.0ml/分とし、測定試料を0.1%
THF溶液とした。
【0012】なお、本発明においては、例えば、基材樹
脂として、重量平均分子量が2000〜6000であ
り、分散度が1.3以下である成分を必ず1種以上含
み、かつこれらの樹脂成分との重量平均分子量の差が5
00〜10000である成分を1種または2種含むポリ
ビニルフェノールである混合樹脂を用いるのが有利であ
る。あるいは、重量平均分子量が2000〜10000
であり、分散度が1.3以下である成分を必ず1種以上
含むポリビニルフェノールに、フェノールノボラックお
よび/またはクレゾールノボラックの1種または2種と
を混合して用いてもよい。一般に、フェノールノボラッ
クおよび/またはクレゾールノボラックは、500〜5
0000の重量平均分子量を有する。ポリビニルフェノ
ールとフェノールノボラックおよび/またはクレゾール
ノボラックとの重量比は90:10〜30:70、特に
80:20〜50:50であるのが好ましく、これによ
りアルカリ現像液の濃度にかかわらず高い解像性が得ら
れる。また、安価なノボラックを混合することにより、
分散度の狭いポリビニルフェノールの使用割合を減少さ
せることができるため、コストの低減が可能である。フ
ェノールノボラックおよび/またはクレゾールノボラッ
クの割合が10%未満であると、膜質が低下し、解像度
が不十分となることがある。また、フェノールノボラッ
クおよび/またはクレゾールノボラックの割合が70%
より大きくなると、前記に特定した如き分散度と分子量
を有するポリビニルフェノールを用いても、解像性向上
の効果が得られないことがある。
【0013】本発明において、酸発生剤としては、特に
限定されないが、ジフェニルヨードニウム塩、トリフェ
ニルスルホニウム塩、フェニルジアゾニウム塩などのオ
ニウム塩、ベンジルトシレート、ニトロベンジルトシレ
ート、ジニトロベンジルトシレート、ベンジルスルホネ
ート、ニトロベンジルスルホネート、ジニトロベンジル
スルホネートなどのスルホン酸エステル、ベンジルカル
ボネート、ニトロベンジルカルボネート、ジニトロベン
ジルカルボネートなどの炭酸エステル、およびジブロモ
ビスフェノールA、トリスジブロモプロピルイソシアヌ
レートなどのハロゲン化有機化合物を好ましく用いるこ
とができる。
【0014】また、架橋剤としては、特に限定されない
が、アルキル化メチロールメラミンやそのオリゴマ、ま
たはビスヒドロキシメチルフェノールなどを好ましく用
いることができる。さらに、露光光源としては、可視
光、UV光、エキシマレーザ光、X線、電子線などを用
いることができる。
【0015】本発明の組成物において、構成成分の組成
比は、重量基準で、樹脂成分100部に対して酸発生剤
が0.5〜20部であり、架橋剤が1〜40部であるの
が好ましい。酸発生剤および架橋剤がこれより少ないと
感度が不十分となり、また多いと成膜性および解像性が
低下する。本発明のレジスト組成物を用いてパターンを
形成するに際しては、常法により、基板上にレジスト組
成物層を形成し、これに電離放射線を照射して加熱した
後、アルカリ水溶液で現像する。これによりネガ型レジ
ストパターンを形成することができる。
【0016】
【実施例】以下に、実施例により、本発明をさらに説明
する。例中に示す分子量は、重量平均分子量である。 実施例1 基材樹脂として、分子量が2600であり、分散度が
1.10のポリビニルフェノールを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。
【0017】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(ヘキサメトキシメチルメラミン) 0.4 g 溶剤(乳酸エチル) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.5μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークし、これを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線で露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを2.38%のテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド(TMAH)水溶液に1分間浸漬して現像を行
った。
【0018】ここで、塗布時のレジスト膜厚に対する各
露光量における現像後残存膜厚をプロットしたところ、
図1に示す感度曲線Aを得た。また、1/Log〔D
1.0 /D0 〕で示されるコントラスト値は、4.8であ
った。さらに、現像後残存膜厚が初期膜厚の90%とな
るときの露光量を感度として電子線感度を測定したとこ
ろ、4.9μC/cm2 であることがわかった。
【0019】また、解像性については、露光量6.8μ
C/cm2 の条件で3.0μmライン&1.2μmスペー
スのパターンおよび0.6μmライン&スペースのパタ
ーンを同時に解像し得ることが認められた。
【0020】実施例2 基材樹脂として、分子量が2600であり、分散度が
1.10のポリビニルフェノールを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(ヘキサメトキシメチルメラミン) 0.4 g 溶剤(乳酸エチル) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.5μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線で露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを1.5%のTMAH水溶液に2分間浸漬して
現像を行った。
【0021】ここで、塗布時のレジスト膜厚に対する各
露光量における現像後残存膜厚をプロットしたところ、
図1に示す感度曲線Bを得た。また、1/Log〔D
1.0 /D0 〕で示されるコントラスト値は、4.2であ
った。さらに、現像後残存膜厚が初期膜厚の90%とな
るときの露光量を感度として電子線感度を測定したとこ
ろ、3.0μC/cm2 であることがわかった。
【0022】また、解像性については、露光量4.8μ
C/cm2 の条件で3.0μmライン&1.2μmスペー
スのパターンおよび0.5μmライン&スペースのパタ
ーンを同時に解像し得ることが認められた。
【0023】実施例3 基材樹脂として、分子量が3600であり、分散度が
1.07のポリビニルフェノールを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 8.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.2μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに100℃で2分間ベーク
し、これを1.5%のTMAH水溶液に2分間浸漬して
現像を行った。
【0024】そして、電子線感度を測定したところ、
7.4μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
については、露光量8.0μC/cm2 の条件で0.8μ
mライン&0.5μmスペースのパターンおよび0.4
μmライン&スペースのパターンを解像し得ることが認
められた。
【0025】比較例1(市販の樹脂をそのまま用いた場
合) 基材樹脂として、分子量が4600であり、分散度が
1.49である、丸善石油化学製ポリビニルフェノール
を用い、実施例3と同様にしてレジストを調製し、解像
性の評価を行った。その結果、3μmライン&1.5μ
mスペース以下のパターンおよび1.2μmライン&ス
ペース以下のパターンを解像することができないことが
わかった。
【0026】比較例2(分散度が狭く、高分子量の樹脂
を単独で用いた場合) 基材樹脂として、分子量が6900であり、分散度が
1.15のポリビニルフェノールを用い、実施例3と同
様にしてレジストを調製し、解像性の評価を行った。そ
の結果、3μmライン&1.2μmスペース以下のパタ
ーンおよび1.0μmライン&スペース以下のパターン
を解像することができないことがわかった。
【0027】実施例4 基材樹脂として、分子量が2300であり、分散度1.
17であるポリビニルフェノールと、分子量が9500
であり、分散度1.17であるポリビニルフェノールと
を9:1の重量比で混合したものを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。
【0028】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 8.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.2μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で1分
間ベークしたものを露光用の試料として用いた。この試
料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベークし、こ
れを2.38%のTMAH水溶液を用いてスピン現像を
行った。
【0029】そして、電子線感度を測定したところ、1
2.0μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
として、露光量7.0μC/cm2 の条件で0.6μmラ
イン&スペースのパターンを解像することが認められ
た。
【0030】実施例5 基材樹脂として、分子量が2300であり、分散度1.
26であるポリビニルフェノールと、分子量が3300
であり、分散度1.26であるポリビニルフェノールと
を1:1の重量比で混合したものを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。
【0031】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 18.0 g このレジストをシリコンウェハ上に0.4μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを1.5%のTMAH水溶液に1分間浸漬して
現像を行った。
【0032】そして、電子線感度を測定したところ、
9.2μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
として、露光量14.0μC/cm2 の条件で0.8μm
ライン&0.3μmスペースパターンおよび0.15μ
mライン&スペースのパターン、露光量12.0μC/
cm2 の条件で0.8μmライン&0.2μmスペースの
パターンおよび0.175μmライン&スペースのパタ
ーンを解像することが認められた。
【0033】実施例6 基材樹脂として、分子量が4500であり、分散度1.
06であるポリビニルフェノールと、分子量が5000
であり、分散度1.06であるポリビニルフェノールと
を1:1の重量比で混合したものを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。
【0034】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 18.0 g このレジストをシリコンウェハ上に0.4μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを1.6%のTMAH水溶液に1分間浸漬して
現像を行った。
【0035】そして、電子線感度を測定したところ、
9.9μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
として、露光量17.0μC/cm2 の条件で0.8μm
ライン&0.3μmスペースのパターンおよび0.2μ
mライン&スペースのパターンを解像することが認めら
れた。
【0036】実施例7 基材樹脂として、分子量が3200であり、分散度1.
15であるポリビニルフェノールを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(乳酸エチル) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.5μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを1.5%のTMAH水溶液に2分間浸漬して
現像を行った。
【0037】そして、電子線感度を測定したところ、
3.4μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
として、露光量4.0μC/cm2 の条件で1.1μmラ
イン&0.7μmスペースのパターン、露光量4.8μ
C/cm2 の条件で0.5μmライン&スペースのパター
ンを解像することが認められた。
【0038】実施例8 基材樹脂として、分子量が3800であり、分散度1.
28であるポリビニルフェノールと、分子量が5300
であり、分散度1.27であるポリビニルフェノールと
を1:1の重量比で混合したものを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。
【0039】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.6μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを2.38%のTMAH水溶液に15秒間浸漬
して現像を行った。
【0040】そして、電子線感度を測定したところ、1
4.0μC/cm2 であることがわかった。また、解像性
として、露光量14.0μC/cm2 の条件で0.8μm
ライン&スペースのパターンを解像することが認められ
た。
【0041】実施例9 基材樹脂として、分子量が3600であり、分散度1.
07であるポリビニルフェノールを用い、次の量の酸発
生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmのメン
ブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製した。 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(メチル化メチロールメラミン) 0.4 g 溶剤(シクロヘキサノン) 18.0 g このレジストをシリコンウェハ上に0.4μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料に紫外線を照射し、直ちに110℃で2分間ベー
クし、これを1.5%のTMAH水溶液に2分間浸漬し
て現像を行った。
【0042】そして、感度を測定したところ、12.0
mJ/cm2 であることがわかった。また、解像性として、
露光量14.0mJ/cm2 の条件で0.35μmライン&
スペースのパターンを解像することが認められた。
【0043】実施例10 基材樹脂として、分子量が2600であり、分散度1.
10であるポリビニルフェノールと、分子量が2500
であり、分散度8.82であるクレゾールノボラックと
を65:35の重量比で混合したものを用い、次の量の
酸発生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmの
メンブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製し
た。
【0044】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(ヘキサメトキシメチルメラミン) 0.4 g 溶剤(乳酸エチル) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.5μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに110℃で2分間ベーク
し、これを2.38%のTMAH水溶液に1分間浸漬し
て現像を行った。
【0045】ここで、塗布時のレジスト膜厚に対する各
電子線露光量における現像後の残存膜厚をプロットし
て、図2に示す感度曲線を得た。また、1/Log〔D
1.0 /D0]で示されるコントラスト値は、3.8であっ
た。さらに、現像後残存膜厚が初期膜厚の90%となる
ときの露光量を感度として電子線感度を測定したとこ
ろ、3.4μC/cm2 であることがわかった。
【0046】また、解像性として、露光量4.8μC/
cm2 の条件で、3.0μmライン&1.2μmスペース
のパターンおよび0.5μmライン&スペースのパター
ンを同時に解像できることが認められた。
【0047】実施例11 基材樹脂として、分子量が2600であり、分散度1.
10であるポリビニルフェノールと、分子量が2500
であり、分散度8.82であるクレゾールノボラックと
を70:30の重量比で混合したものを用い、次の量の
酸発生剤と架橋剤とともに溶剤に溶解し、0.2μmの
メンブランフィルタで濾過してレジスト溶液を調製し
た。
【0048】 基材樹脂 2.0 g 酸発生剤〔トリス(2,3-ジブロモプロピル)イソシアヌレート〕 0.1 g 架橋剤(ヘキサメトキシメチルメラミン) 0.4 g 溶剤(乳酸エチル) 6.0 g このレジストをシリコンウェハ上に1.5μmの膜厚に
なるように塗布し、ホットプレート上で110℃で4.
5分間ベークしたものを露光用の試料として用いた。こ
の試料を電子線露光後直ちに100℃で2分間ベーク
し、これを2.38%のTMAH水溶液に1分間浸漬し
て現像を行った。
【0049】この例では、感度曲線は図3のようにな
り、コントラスト値は4.3であり、電子線感度は1
1.5μC/cm2 であった。また、解像性として、露光
量12.0μC/cm2 の条件で、3.0μmライン&
1.1μmスペースのパターンおよび0.5μmライン
&スペースのパターンを同時に解像できることが認めら
れた。
【0050】比較例3(ノボラックを単独で用いた場
合) 基材樹脂として、分子量が2500であり、分散度8.
82であるクレゾールノボラックのみを用いた以外は実
施例1と同様にしてレジストを調製し、解像性の評価を
行った。その結果、感度曲線は図4のようになり、コン
トラスト値は2.1であり、電子線感度は2.6μC/
cm2 であった。
【0051】また、解像性として、3.0μmライン&
1.5μmスペース以下のパターンを解像できないこと
が認められた。
【0052】
【発明の効果】本発明によれば、要求されるパターンに
応じた高解像性を有する化学増幅系ネガ型レジストを提
供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例で得られたレジストの電子線感度曲線を
示す図。
【図2】他の実施例で得られたレジストの電子線感度曲
線を示す図。
【図3】他の実施例で得られたレジストの電子線感度曲
線を示す図。
【図4】比較例で得られたレジストの電子線感度曲線を
示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/028 H01L 21/027 (72)発明者 並木 崇久 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 野崎 耕司 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 倉光 庸子 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基材樹脂、架橋剤および酸発生剤からな
    る化学増幅系ネガ型レジスト組成物であって、基材樹脂
    の重量平均分子量が2000〜5000であり、分散度
    が1.3以下であることを特徴とするレジスト組成物。
  2. 【請求項2】 基材樹脂がアルカリ可溶性である請求項
    1記載のレジスト組成物。
  3. 【請求項3】 基材樹脂がポリビニルフェノールから選
    ばれる請求項1または2記載のレジスト組成物。
  4. 【請求項4】 基材樹脂、架橋剤および酸発生剤からな
    る化学増幅系ネガ型レジスト組成物であって、基材樹脂
    が、2種以上4種以下のポリビニルフェノールの混合物
    であり、重量平均分子量が1500〜20000であ
    り、分散度が1.3以下であり、各樹脂成分間の重量平
    均分子量の差が500以上であり、最大量の樹脂成分に
    対する最小量の樹脂成分の割合が1重量%以上であるこ
    とを特徴とするレジスト組成物。
  5. 【請求項5】 基材樹脂が、重量平均分子量が2000
    〜6000であり、分散度が1.3以下である成分を必
    ず1種以上含み、かつ、これらの樹脂成分との重量平均
    分子量の差が500〜10000である成分を1種また
    は2種含む、ポリビニルフェノールである請求項4記載
    のレジスト組成物。
  6. 【請求項6】 基材樹脂、架橋剤および酸発生剤からな
    る化学増幅系ネガ型レジスト組成物であって、基材樹脂
    が、重量平均分子量が2000〜10000であり、分
    散度が1.3以下であるポリビニルフェノールと、フェ
    ノールノボラックおよび/またはクレゾールノボラック
    との混合物であることを特徴とするレジスト組成物。
  7. 【請求項7】 フェノールノボラックおよび/またはク
    レゾールノボラックの重量平均分子量が500〜500
    0である請求項6記載のレジスト組成物。
  8. 【請求項8】 ポリビニルフェノールとフェノールノボ
    ラックおよび/またはクレゾールノボラックとの重量比
    が90:10〜30:70である請求項6または7記載
    のレジスト組成物。
  9. 【請求項9】 架橋剤がアルキル化メチロールメラミン
    もしくはそのオリゴマーおよびビスヒドロキシメチルフ
    ェノールから選ばれ、酸発生剤がジフェニルヨードニウ
    ム塩、トリフェニルスルホニウム塩、フェニルジアゾニ
    ウム塩、ベンジルトシレート、ニトロベンジルトシレー
    ト、ジニトロベンジルトシレート、ベンジルスルホネー
    ト、ニトロベンジルスルホネート、ジニトロベンジルス
    ルホネート、ベンジルカルボネート、ニトロベンジルカ
    ルボネート、ジニトロベンジルカルボネート、ジブロモ
    ビスフェノールAおよびトリスジブロモプロピルイソシ
    アヌレートから選ばれる請求項1〜8のいずれかに記載
    のレジスト組成物。
  10. 【請求項10】 基板上に請求項1〜9に規定したレジ
    スト組成物の層を形成し、これに電離放射線を照射して
    加熱した後、アルカリ水溶液で現像してネガ型レジスト
    パターンを形成することを特徴とするパターン形成方
    法。
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