JPH07325401A - ネガ型感放射線性樹脂組成物およびそのパターン形成方法 - Google Patents

ネガ型感放射線性樹脂組成物およびそのパターン形成方法

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JPH07325401A
JPH07325401A JP6137881A JP13788194A JPH07325401A JP H07325401 A JPH07325401 A JP H07325401A JP 6137881 A JP6137881 A JP 6137881A JP 13788194 A JP13788194 A JP 13788194A JP H07325401 A JPH07325401 A JP H07325401A
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JP
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resin
radiation
acid
alkali
irradiation
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Application number
JP6137881A
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English (en)
Inventor
Takao Koyanagi
敬夫 小柳
Tomoyuki Kitaori
智之 北折
Masanori Fukunaga
誠規 福永
Kotaro Nagasawa
孝太郎 長澤
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Nippon Kayaku Co Ltd
Original Assignee
Nippon Kayaku Co Ltd
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  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成可能
なモノマー骨格を有するアルカリ水溶液可溶性樹脂、発
生したハロゲン化水素酸により架橋反応を起こしうる化
合物(酸硬化性架橋剤)からなる感放射線性樹脂組成
物、ならびにこの2成分を溶媒に溶解し、クロム蒸着板
のような基板上に塗布、乾燥させ、放射線を照射、さら
に加熱増感処理を施した後、アルカリ水溶液で現像する
ことよりなる基板上に樹脂パターンを得る方法。 【効果】本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、放射
線を照射した場合、感度、解像性が極めて高く、得られ
た樹脂パターンは形状も優れているため、半導体集積回
路等の製造に極めて有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射線に感応し、特にI
C等の半導体集積回路及びフォトマスク作製用として好
適なネガ型感放射線性樹脂組成物およびパターン形成方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路、フォトマスク等
の作製においては、シリコンウェハー、クロム蒸着板の
ような基板上に感放射線性樹脂を塗布、放射線を照射
し、さらに現像処理することによって微細な樹脂パター
ンを形成し、次いでパターン部以外の基板部分をエッチ
ングする操作が行われている。近年、集積回路の高性能
化及び信頼性向上を図るため、素子の高密度化の要請が
高まってきている。
【0003】ネガ型感放射線性樹脂組成物には環化ゴム
とビスアジド化合物を使用した組成物が用いられてきた
が、この系は現像に有機溶媒を使用するため膨潤が起こ
り、解像性は2〜3μmが限界である。また、現像後の
加工に必要とされるドライエッチング耐性を高めるため
には、芳香環を有する樹脂を用いることが有利である
が、この系は芳香環を有しておらず耐性が充分でない。
【0004】一方、ポリスチレンを幹ポリマーとしたク
ロロメチル化ポリスチレン及びクロル化ポリメチルスチ
レン樹脂組成物が公知である。解像度を上げるためには
一般にアルカリ水溶液による現像処理が有利であるが、
これらの組成物は高感度でかつ芳香環を有するためドラ
イエッチング耐性に優れるが、有機溶剤による現像処理
を行うため、膨潤の影響で転写パターンがゆがんだり、
膜の剥離により解像力が劣るという欠点を有している。
特開昭63−191142号にはアルカリ水溶液可溶性
樹脂とビスアジド化合物を用いた組成物の例がある。こ
れらの組成物はアルカリ水溶液による現像が可能であ
り、膨潤がなく解像度も上昇する。しかしながらこの化
合物は、電子線に対しては充分な感度を持たないという
欠点を有している。
【0005】これらを解決する組成物としてアルカリ水
溶液可溶性樹脂、酸硬化性架橋剤と光酸発生剤としてハ
ロゲン化合物とから成る、3成分系ネガ型感放射線性樹
脂組成物(特開昭62−164045号)が知られてい
る。この組成物は、放射線により光酸発生剤から発生し
た酸が、次工程の加熱処理によって樹脂を触媒的に架橋
させるため、高感度であることが特徴であり、一般に化
学増幅系レジストと呼ばれている。
【0006】酸硬化性架橋剤を使用することは以前から
公知であり、例えば米国特許第3,692,560号、
米国特許第3,697,274号には、メラミン樹脂ま
たは尿素−ホルムアルデヒド樹脂とハロゲン含有化合物
が使用できることを記載している。また、米国特許第
4,189,323号、特公昭62−44258号に
は、s−トリアジン系のハロゲン誘導体を光酸発生剤と
して使用できることを記載している。さらに、光酸発生
剤としてオニウム塩を使用したものでは、特開平3−2
53858号があり、スルホン系、スルホキシド系また
はトリアジン系のハロゲン誘導体を使用したものでは、
特開平2−140746号が公知である。
【0007】特開平2−120366号、特開平2−1
40746号、特開平3−107162号及び特開平4
−110945号には光酸発生剤としてスルホン系の臭
素化物を使用する試みがなされている。しかしながら、
これらの感放射線性樹脂組成物の多くが3成分系であ
り、要求される性能を満足させるため、バインダー樹脂
に相溶させる他成分の量を多くすることによる塗布膜の
見かけ上の軟化温度が低下してしまう現象や、光酸発生
剤自身はアルカリ溶解性を持たないことにより、現像中
にそれらが析出し、基板表面に再付着するため、残渣と
して残ってしまうという欠点を有している。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、放射線に感
応し、感度、残膜率、解像性のバランスのよい、耐熱
性、耐ドライエッチング性に優れ、現像後の残渣のない
微細加工用アルカリ現像可能なネガ型感放射線性樹脂組
成物の開発を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明者等は前記課題を
解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至ったもの
である。すなわち本発明は、放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能な下記一般式(I)
【0010】
【化2】 (式中、R1 ,R2 は水素原子又は、ハロゲン原子を示
し、R1 ,R2 の少なくとも1つはハロゲン原子であ
る。)で示される、モノマーユニットを有するアルカリ
可溶性樹脂及び、発生したハロゲン化水素酸により架橋
反応を起こしうる化合物(酸硬化性架橋剤)からなるこ
とを特徴とするネガ型感放射線性樹脂組成物、溶媒中に
上記の組成物が溶解している感光液、基板上に感光液を
塗布してなる感光膜、及び感光膜に放射線を照射し、加
熱処理し、次いでアルカリ水溶液で現像することを特徴
とする樹脂組成物のパターン及び硬化膜を基板上に形成
する方法を提供することにある。
【0011】以下に本発明のネガ型感放射線性樹脂組成
物について詳細に説明する。本発明のネガ型感放射線性
樹脂組成物において、式(I)で示されるモノマーユニ
ットを有するアルカリ可溶性樹脂としては、4−ビニル
−2−クロロフェノール、4−ビニル−2,6−ジクロ
ロフェノール、4−ビニル−2−ブロモフェノール、4
−ビニル−2,6−ジブロモフェノール等のビニルフェ
ノール類を単独または2種以上組み合わせて、アゾビス
イソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等の重
合開始剤を用いて、ラジカル重合させることによって得
ることができる。
【0012】また、4−ビニル−2−クロロフェノー
ル、4−ビニル−2,6−ジクロロフェノール、4−ビ
ニル−2−ブロモフェノール、4−ビニル−2,6−ジ
ブロモフェノール等のビニルフェノール類を、スチレ
ン、α−メチルスチレン、ビニル安息香酸、(メタ)ア
クリル酸、(メタ)アクリル酸エステル等の共重合可能
なモノマー類と単独または2種以上組み合わせて、アゾ
ビスイソブチロニトリル、ベンゾイルパーオキサイド等
の重合開始剤を用いて、ラジカル重合させることによっ
ても得ることができる。
【0013】さらに、丸善石油化学(株)研究所編”ビ
ニルフェノール 基礎と応用”(教育出版センター発
行)の114ページ以降に詳細に記載されているよう
に、ポリビニルフェノールをメタノール溶媒中で臭素化
する方法や、ポリビニルフェノールを四塩化炭素に分散
させた系で臭素化を行う高分子反応によっても得ること
ができる。これらの樹脂は、丸善石油化学(株)よりマ
ルカリンカーMB(商品名)として市販されている。
【0014】放射線照射部と未照射部とのアルカリ現像
液に対する溶解度差を高め、かつ転写パターンのコント
ラストを向上させるとともに、基板との密着性を向上さ
せるため、アルカリ水溶液可溶性樹脂の重量平均分子量
(Mw)は1,000〜30,000、好ましくは2,
000〜25,000のものがよい。
【0015】本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物に用
いられる酸硬化性架橋剤としては、特にアルコキシメチ
ル化メラミン樹脂、アルコキシメチル化アセトグアナミ
ン樹脂及び、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂
が好適である。
【0016】これらの樹脂は、メラミン、アセトグアナ
ミン又はベンゾグアナミンを水酸化ナトリウム、水酸化
カリウム等の塩基性水溶液下、ホルムアルデヒド、パラ
ホルムアルデヒド、トリオキサン等のアルデヒド類を用
いてN−メチロール化を行い、次いで塩酸、硫酸、酢酸
等の酸触媒下、メタノール、エタノール、プロパノー
ル、ブタノール等の低級アルコールを反応させることに
よって得ることができる。これらの樹脂は、三井サイア
ナミッド(株)より、サイメル200シリーズ、サイメ
ル300シリーズ、サイメル500シリーズ、サイメル
1100シリーズとして市販されている。これらのアル
コキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂等については、色
材 第63巻 第1号 19〜28頁 ”塗料用アミノ
樹脂”に詳細に記載されている。
【0017】本発明において各成分の含有割合は、感
度、パターン形状、解像度、アルカリ溶解性、耐熱性、
耐ドライエッチング性及び残渣等の性質を考慮すると、
全固形分を100重量部としたとき、放射線照射により
ハロゲン化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂が4
0〜95重量部、好ましくは50〜90重量部、酸硬化
性架橋剤が5〜60重量部、好ましくは10〜50重量
部含有させることが望ましい。
【0018】本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物は、
通常前記各成分を、混合後、もしくは混合することなく
有機溶媒に溶解して感光液の形で用いられる。この際用
いられる有機溶媒としては、メチルセロソルブ、エチル
セロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、メチ
ルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテー
ト、ブチルセロソルブアセテート等のセロソルブ酢酸エ
ステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルア
セテート等のプロピレングリコールモノアルキルエーテ
ル酢酸エステル類、メトキシプロピオン酸メチル、メト
キシプロピオン酸エチル、エトキシプロピオン酸メチ
ル、エトキシプロピオン酸エチル等のプロピオン酸エス
テル類、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸ブチル等の乳酸
エステル類、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエテレングリコールモノエチルエーテル等のジエ
チレングリコール類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブ
チル、酢酸アミル等の酢酸エステル類、ジメチルエーテ
ル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキサ
ン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン、メ
チルブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類等を
挙げられるが、本発明の組成物に対する溶解力が強く、
塗布性及び保存安定性に優れ、また毒性の極めて低いプ
ロピレングリコールモノアルキルエーテル酢酸エステル
類、プロピオン酸エステル類、乳酸エステル類は特に有
用である。これらは単独で用いてもよいし、2種以上混
合してもよい。
【0019】次に、本発明の微細パターンを形成する方
法について説明する。上記した組成物の全固形分を、上
記溶媒に、濃度が1から60%、好ましくは5から40
%となるように溶解し、必要に応じて分光増感剤、可塑
剤、光変色剤、染料、密着向上剤、界面活性剤等の添加
剤を加えた後、メンブランフィルター等によって濾過を
行い不溶物を取り除き感光液とする。この感光液をまず
シリコンウェハー、クロム蒸着板、銅張り積層板もしく
はアルミ板のような基板上に、スピンナーもしくはバー
コーター等で塗布し均一の膜を得、次に溶媒を除去し密
着性を向上させる目的で、これを90から150℃、好
ましくは100から140℃の温度で加熱処理して、膜
厚0.1〜10μm、好ましくは0.3〜8μmのレジ
スト層を得る。
【0020】次にこのレジスト層に紫外線、遠紫外線、
電子線又はX線等の放射線を照射することによってハロ
ゲン化水素酸を生成可能なモノマーユニットを有するア
ルカリ可溶性樹脂から酸を発生させた後、さらに80〜
150℃、好ましくは85〜140℃の温度で加熱処理
し、酸触媒によって酸硬化性架橋剤とアルカリ可溶性樹
脂とを反応させ、放射線照射部を不溶化させる。この加
熱処理は、ネガ型感放射線性樹脂組成物の感度を増感す
るための処理であり、本発明の目的を達成するためには
必要不可欠である。この温度が80℃未満では実用的な
感度を得られず、150℃を越えると転写パターンどう
しが接合しやすくなり、良好なパターンが得られなくな
る。次いで適度な濃度のアルカリ水溶液で10〜35
℃、好ましくは15〜30℃の温度で、10秒〜5分、
好ましくは30秒〜3分程度現像処理することにより、
放射線未照射部が取り除かれ、基板上に微細なパターン
を形成することができる。
【0021】現像処理のために用いられるアルカリ水溶
液としてはテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の有機
アルカリ水溶液、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、りん酸ナトリウム、り
ん酸カリウム等の無機アルカリ水溶液を用いることがで
きるが、半導体集積回路製造プロセスにおいては、有機
アルカリ水溶液を使用することが望ましい。
【0022】本発明のネガ型感放射線レジスト組成物
は、放射線に対する感度が高く、転写されたパターン
は、膨潤がなく解像度に極めて優れ、さらにドライエッ
チング耐性及び耐熱性にも極めて優れている。
【0023】
【実施例】実施例によって本発明をさらに具体的に説明
するが、本発明がこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。
【0024】以下に感光液の調整例を示す。 調整例1 重量平均分子量25,000の放射線照射によりハロゲ
ン化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポ
リビニルフェノール)90重量部、アルコキシメチル化
メラミン樹脂(商品名:サイメル300 三井サイアナ
ミッド(株)製)10重量部を固形分濃度が15%とな
るようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセ
テートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1μmのメン
ブランフィルターを用いて加圧濾過することにより本発
明の感光液Aを得た。
【0025】調整例2 重量平均分子量20,000の放射線照射によりハロゲ
ン化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポ
リビニルフェノール)90重量部、アルコキシメチル化
メラミン樹脂(商品名:サイメル303 三井サイアナ
ミッド(株)製)10重量部を固形分濃度が15%とな
るようにプロピオン酸エチルに溶解し、得られた溶液を
孔径0.1μmのメンブランフィルターを用いて加圧濾
過することにより本発明の感光液Bを得た。
【0026】調整例3 重量平均分子量15,000の放射線照射によりハロゲ
ン化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポ
リビニルフェノール)85重量部、アルコキシメチル化
ベンゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三
井サイアナミッド(株)製)15重量部を固形分濃度が
15%となるように乳酸エチルに溶解し、得られた溶液
を孔径0.1μmのメンブランフィルターを用いて加圧
濾過することにより本発明の感光液Cを得た。
【0027】調整例4 重量平均分子量7,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポリ
ビニルフェノール)80重量部、アルコキシメチル化メ
ラミン樹脂(商品名:サイメル303 三井サイアナミ
ッド(株)製)20重量部を固形分濃度が15%となる
ようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1μmのメンブ
ランフィルターを用いて加圧濾過することにより本発明
の感光液Dを得た。
【0028】調整例5 重量平均分子量5,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂〔臭素化ポリ
ビニルフェノール(商品名:マルカリンカーMB 丸善
石油化学(株)製)〕80重量部、アルコキシメチル化
ベンゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三
井サイアナミッド(株)製)20重量部を固形分濃度が
15%となるようにプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1
μmのメンブランフィルターを用いて加圧濾過すること
により本発明の感光液Eを得た。
【0029】調整例6 重量平均分子量2,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポリ
ビニルフェノール50)重量部、アルコキシメチル化メ
ラミン樹脂(商品名:サイメル300 三井サイアナミ
ッド(株)製)50重量部を固形分濃度が15%となる
ようにプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテ
ートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1μmのメンブ
ランフィルターを用いて加圧濾過することにより本発明
の感光液Fを得た。
【0030】調整例7 重量平均分子量5,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポリ
ビニルフェノールとスチレンの共重合体)70重量部、
アルコキシメチル化アセトグアナミン樹脂30重量部を
固形分濃度が15%となるようにプロピレングリコール
モノメチルエーテルアセテートに溶解し、得られた溶液
を孔径0.1μmのメンブランフィルターを用いて加圧
濾過することにより本発明の感光液Gを得た。
【0031】調整例8 重量平均分子量4,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂(臭素化ポリ
ビニルフェノールとメタクリル酸メチルの共重合体6
5)重量部、アルコキシメチル化メラミン樹脂(商品
名:サイメル303三井サイアナミッド(株)製)35
重量部を固形分濃度が15%となるようにプロピレング
リコールモノメチルエーテルアセテートに溶解し、得ら
れた溶液を孔径0.1μmのメンブランフィルターを用
いて加圧濾過することにより本発明の感光液Hを得た。
【0032】調整例9 重量平均分子量5,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂〔臭素化ポリ
ビニルフェノール(商品名:マルカリンカーMB 丸善
石油化学(株)製)〕90重量部、アルコキシメチル化
ベンゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三
井サイアナミッド(株)製)10重量部を固形分濃度が
15%となるようにプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1
μmのメンブランフィルターを用いて加圧濾過すること
により本発明の感光液Iを得た。
【0033】調整例10 重量平均分子量5,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂〔臭素化ポリ
ビニルフェノール(商品名:マルカリンカーMB 丸善
石油化学(株)製)〕70重量部、アルコキシメチル化
ベンゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三
井サイアナミッド(株)製)30重量部を固形分濃度が
15%となるようにプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1
μmのメンブランフィルターを用いて加圧濾過すること
により本発明の感光液Jを得た。
【0034】調整例11 重量平均分子量5,000の放射線照射によりハロゲン
化水素酸を生成可能なアルカリ可溶性樹脂〔臭素化ポリ
ビニルフェノール(商品名:マルカリンカーMB 丸善
石油化学(株)製)〕60重量部、アルコキシメチル化
ベンゾグアナミン樹脂(商品名:サイメル1123 三
井サイアナミッド(株)製)40重量部を固形分濃度が
15%となるようにプロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテートに溶解し、得られた溶液を孔径0.1
μmのメンブランフィルターを用いて加圧濾過すること
により本発明の感光液Kを得た。
【0035】実施例1 感光液Eを公知の方法で表面処理を行ったクロム基板上
に1,500rpmで回転塗布し、表面温度90℃のホ
ットプレート上で2分間加熱することにより、膜厚0.
5μmの感光層を得た。次いでこの感光層に電子線描画
装置(エリオニクス(株)製 ELS−3300型)を
用いて、加速電圧20kVで、1μmのラインアンドス
ペースパターンを描画した。描画後、表面温度120℃
のホットプレート上で4分間加熱増感反応を行い、濃度
1.5%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド(以下TMAHと略す)水溶液に30秒間浸漬させ、
電子線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得た。こ
の転写パターンを観察したところ、適正照射量は11.
2μC/cm2 であり、90%以上の残膜率を示し、断
面形状は矩形で基板界面における食い込み現象等は観察
されなかった。
【0036】実施例2 感光液Eを公知の方法で表面処理を行ったシリコンウェ
ハー上に1,500rpmで回転塗布し、表面温度90
℃のホットプレート上で2分間加熱することにより、膜
厚0.5μmの感光層を得た。次いでこの感光層に電子
線描画装置(エリオニクス(株)製 ELS−3300
型)を用いて、加速電圧20kVで、1μmのラインア
ンドスペースパターンを描画した。描画後、表面温度1
20℃のホットプレート上で7分間加熱増感反応を行
い、濃度1.5%のTMAHに30秒間浸漬させ、電子
線未照射部を溶解除去して樹脂パターンを得た。この転
写パターンを観察したところ、適正照射量は11.2μ
C/cm2 であり、90%以上の残膜率を示し、断面形
状は矩形で基板界面における食い込み現象等は観察され
なかった。
【0037】次にこの転写パターンについて、平行平板
型ドライエッチング装置RIE−10N(サムコインタ
ーナショナル研究所製)により、高周波出力50W、圧
力0.06Torrで、四フッ化炭素/水素=19/1
のガスを用いて反応性イオンエッチングに対する耐性を
試験したところ、酸化シリコンのエッチング速度が11
0nm/minであるのに対し、本発明の組成物から得
られた転写パターンは57nm/minと約半分のエッ
チング速度であり、極めて高いドライエッチング耐性を
示した。また、エッチング時の熱に対しても耐性があ
り、パターンだれ等は観察されなかった。
【0038】実施例3 現像液濃度を0.5%のTMAHに変えた以外は実施例
1と同様の操作で、パターンを得た。この転写パターン
を観察したところ、適正照射量は1.5μC/cm2
あり、90%以上の残膜率を示し、断面形状は矩形で基
板界面における食い込み現象等は観察されなかった。
【0039】実施例4〜10 以下の表1に示す条件で電子線を照射し樹脂組成物のパ
ターンを形成した。
【0040】
【表1】 表1 ──────────────────────────────────── 実施例 感光液 基板 膜 厚 照射後加熱処理 感 度 (μm) ℃ 分 (μC/cm2 ) ──────────────────────────────────── 4 A Si 0.75 120 5 2.2 5 B Cr 0.5 120 8 2.5 6 C Cr 0.5 120 8 2.5 7 D Si 0.75 120 4 4.0 8 F Si 0.75 120 4 10.3 9 G Si 0.75 120 4 6.5 10 H Cr 0.3 120 10 8.5
【0041】(注)表1中Siは、シリコンウェハーの
略。Crは、クロム基板の略。現像は、0.9%TMA
Hを用いて、30秒間行った。
【0042】実施例11〜21 以下の表2に示す条件で遠紫外線を照射し樹脂組成物の
パターンを形成した。
【0043】
【表2】 表2 ──────────────────────────────────── 実施例 感光液 基板 膜 厚 照射後加熱処理 感 度 (μm) ℃ 分 (mJ/cm2 ) ──────────────────────────────────── 11 A Si 0.75 100 10 80 12 B Si 0.5 120 5 40 13 C Si 0.5 120 5 35 14 D Si 0.75 120 4 40 15 E Si 0.8 120 4 50 16 I Si 0.8 120 4 60 17 J Si 0.8 120 4 48 18 K Si 0.8 120 4 45 19 F Cu 1.5 130 2 60 20 G Cu 3.0 140 2 55 21 H Al 8.0 120 3 65
【0044】(注)表2中Siは、シリコンウェハーの
略。Cuは、銅張り積層板の略。Alは、平版印刷用ア
ルミ板の略。現像は、0.9%TMAHを用いて、30
秒間行った。
【0045】実施例22〜23 以下の表3に示す条件でX線を照射し樹脂組成物のパタ
ーンを形成した。
【0046】
【表3】 表3 ──────────────────────────────────── 実施例 感光液 基板 膜 厚 照射後加熱処理 感 度 (μm) ℃ 分 (mJ/cm2 ) ──────────────────────────────────── 22 E Si 0.8 120 4 150 23 J Si 0.8 120 4 160
【0047】(注)表3中Siは、シリコンウェハーの
略。現像は、0.9%TMAHを用いて、30秒間行っ
た。
【0048】
【発明の効果】本発明のネガ型感放射線性樹脂組成物
は、放射線に対する感度が高く、基板に転写されたパタ
ーンは膨潤がなく、感度、解像性が極めて優れているの
で、半導体集積回路等の製造に極めて有用である。
───────────────────────────────────────────────────── 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 7/30 H01L 21/027

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能な下記一般式(I) 【化1】 (式中、R1 ,R2 は水素原子又は、ハロゲン原子を示
    し、R1 ,R2 の少なくとも1つはハロゲン原子であ
    る。)で示される、モノマーユニットを有するアルカリ
    可溶性樹脂及び、発生したハロゲン化水素酸により架橋
    反応を起こしうる化合物(酸硬化性架橋剤)からなるこ
    とを特徴とするネガ型感放射線性樹脂組成物
  2. 【請求項2】上記一般式(I)において、ハロゲン原子
    がBrである請求項1の組成物
  3. 【請求項3】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能な、上記一般式(I)で示されるモノマーユニット
    を有するアルカリ可溶性樹脂が、臭素化ポリビニルフェ
    ノールである請求項1〜2の組成物
  4. 【請求項4】酸硬化性架橋剤が、アルコキシメチル化メ
    ラミン樹脂、アルコキシメチル化アセトグアナミン樹脂
    又は、アルコキシメチル化ベンゾグアナミン樹脂である
    請求項1〜2の組成物
  5. 【請求項5】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能な、上記一般式(I)で示されるモノマーユニット
    を有するアルカリ可溶性樹脂として臭素化ポリビニルフ
    ェノール及び、酸硬化性架橋剤としてアルコキシメチル
    化メラミン樹脂とからなることを特徴とするネガ型感放
    射線性樹脂組成物
  6. 【請求項6】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能なアルカリ可溶性樹脂として臭素化ポリビニルフェ
    ノール及び、酸硬化性架橋剤としてアルコキシメチル化
    ベンゾグアナミン樹脂とからなることを特徴とするネガ
    型感放射線性樹脂組成物
  7. 【請求項7】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能なアルカリ可溶性樹脂として臭素化ポリビニルフェ
    ノール及び、酸硬化性架橋剤としてアルコキシメチル化
    アセトグアナミン樹脂とからなることを特徴とするネガ
    型感放射線性樹脂組成物
  8. 【請求項8】放射線照射によりハロゲン化水素酸を生成
    可能なアルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量が、1,0
    00〜30,000である請求項5〜7の組成物
  9. 【請求項9】各成分の含有割合が、全固形分を100重
    量部としたとき、放射線照射によりハロゲン化水素酸を
    生成可能なアルカリ可溶性樹脂が40〜95重量部、酸
    硬化性架橋剤が5〜60重量部である請求項5〜8の組
    成物
  10. 【請求項10】溶媒中に請求項9の組成物が溶解してい
    る感光液
  11. 【請求項11】溶媒がプロピレングリコールモノアルキ
    ルエーテル酢酸エステル類、プロピオン酸エステル類、
    または乳酸エステル類である請求項10の感光液
  12. 【請求項12】基板上に請求項10〜11の感光液を塗
    布してなる感光膜
  13. 【請求項13】感光膜に放射線を照射し、加熱処理し、
    次いでアルカリ水溶液で現像することを特徴とする樹脂
    組成物のパターン及び硬化膜を基板上に形成する方法
  14. 【請求項14】照射する放射線が、紫外線、遠紫外線、
    電子線又はX線である請求項13のパターン形成方法
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100549160B1 (ko) * 1999-10-13 2006-02-03 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 고분자 화합물, 화학 증폭 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법

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