JPH0756341A - Positive type electron beam resist - Google Patents

Positive type electron beam resist

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JPH0756341A
JPH0756341A JP22661193A JP22661193A JPH0756341A JP H0756341 A JPH0756341 A JP H0756341A JP 22661193 A JP22661193 A JP 22661193A JP 22661193 A JP22661193 A JP 22661193A JP H0756341 A JPH0756341 A JP H0756341A
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resist
electron beam
poly
acetate
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三善 佐藤
Toshio Okuyama
登志夫 奥山
Akira Tamura
章 田村
Masaji Yonezawa
正次 米澤
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Abstract

PURPOSE:To provide an electron beam resist having high sensitivity and high resolution and excellent in adhesion and dry etching resistance. CONSTITUTION:This positive type electron beam resist consists of poly(2- cyanoacrylate) and ketone resin. When this resist is used, a resist pattern having high sensitivity and high resolution and excellent in adhesion and dry etching resistance can be formed and a significant effect of enhancing productivity and quality can be produced in the production of a photomask, LSI or superLSI.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は高感度、高解像度で、か
つ、密着性、ドライエッチング耐性に優れるポジ型電子
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直接描画による半
導体デバイスの製造における選択的エッチングや選択的
拡散のためのレジストパターンが形成されるポジ型電子
線レジストに関するものであり、当該産業において広く
利用されるものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a positive type electron beam resist having high sensitivity, high resolution, and excellent adhesion and dry etching resistance. More specifically, the present invention relates to a positive type electron beam resist in which a resist pattern for selective etching or selective diffusion in the production of a photomask in the semiconductor industry or the production of a semiconductor device by direct writing is formed, and is widely used in the industry. It is what is done.

【0002】[0002]

【従来技術】電子線リソグラフィーで使用される電子線
レジストにはポジ型とネガ型があるが一般にポジ型の方
が解像度が優れており、高集積化にともないパターンの
微細化が進むにつれてポジ型が多く用いられるようにな
っている。ポジ型電子線レジストの代表例としてはポリ
メタクリル酸メチル(PMMA)を用いたものが知られて
いるが、それは解像度は0.1μmと極めて高いもの
の、感度が100μC/cm2 と低くスループットが低い
という欠点がある。そこで、高感度のポジ型電子線レジ
ストを得るため多くの研究がなされてきた。その例とし
てはポリ(ブテン-1-スルホン)、ポリ(2,2,2-トリフルオ
ロエチルα−クロロアクリレート)、ポリ(ヘキサフルオ
ロブチルメタクリレート)、ポリ(アルキル2-シアノアク
リレート)や特開平1−217341で示されたポリ(シ
クロヘキシル2-シアノアクリレート)等を原料とするポ
ジ型電子線レジストが挙げられる。
2. Description of the Related Art Electron beam resists used in electron beam lithography are classified into positive type and negative type. In general, positive type has a better resolution, and positive type is used as pattern miniaturization progresses with higher integration. Has become popular. As a typical example of the positive type electron beam resist, one using polymethylmethacrylate (PMMA) is known, but it has a very high resolution of 0.1 μm but a low sensitivity of 100 μC / cm 2 and a low throughput. There is a drawback that. Therefore, many studies have been conducted to obtain a highly sensitive positive electron beam resist. Examples thereof include poly (butene-1-sulfone), poly (2,2,2-trifluoroethyl α-chloroacrylate), poly (hexafluorobutyl methacrylate), poly (alkyl 2-cyanoacrylate) and JP-A-1. A positive electron beam resist made of poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) represented by -217341 as a raw material can be used.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これらのレジ
ストのうちポリ(アルキル2-シアノアクリレート)とポリ
(シクロヘキシル2-シアノアクリレート)以外を原料とす
るものは、高感度である反面、PMMAに比べてドライ
エッチング耐性に劣るという欠点がある。ポリ(アルキ
ル2-シアノアクリレート)を用いたものはPMMAと同
等のドライエッチング耐性を有するものの、感度と解像
度の両立が十分ではないという欠点があり、実用上十分
な水準ではない。また一方、ポリ(シクロヘキシル2-シ
アノアクリレート)を用いたものはPMMAよりもドラ
イエッチング耐性がかなり高いという特長があるが、感
度と解像度の両立が十分ではなく、高感度で使用すると
解像度がPMMAに比べて劣るという欠点がある。
However, among these resists, poly (alkyl 2-cyanoacrylate) and poly (alkyl 2-cyanoacrylate)
A material using a material other than (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) has high sensitivity, but has a drawback that it is inferior in dry etching resistance to PMMA. Although the one using poly (alkyl 2-cyanoacrylate) has the same dry etching resistance as PMMA, it has a drawback that compatibility of sensitivity and resolution is not sufficient, and is not at a practically sufficient level. On the other hand, the one using poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) has the characteristic that the dry etching resistance is considerably higher than PMMA, but the compatibility of sensitivity and resolution is not sufficient, and when used with high sensitivity, the resolution becomes PMMA. It has the disadvantage of being inferior to the comparison.

【0004】ポリ(シクロヘキシル2-シアノアクリレー
ト)の解像度を高めるため、現像液としてメチルセロソ
ルブと可溶性溶剤1種以上及び不溶性溶剤1種以上を含
む3成分以上の混合溶剤を用いる方法(特開平2−11
3256)、現像液としてメチルセロソルブと炭素数2
から4のアルキルセロソルブを含む混合溶剤を用いる方
法(特開平2−297553)が提案されているが、感
度、解像度がいまだ十分ではない上に密着性の不足があ
り、また、現像時間が長いためスプレー現像に不適であ
るという欠点を有している。
In order to improve the resolution of poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate), a method using a mixed solvent of three or more components containing methyl cellosolve and at least one soluble solvent and at least one insoluble solvent as a developing solution (JP-A-2- 11
3256), a developing solution containing methyl cellosolve and 2 carbon atoms
Nos. 4 to 4 using a mixed solvent containing an alkyl cellosolve (Japanese Patent Laid-Open No. 2-297553), the sensitivity and resolution are not yet sufficient, the adhesion is insufficient, and the developing time is long. It has the drawback of being unsuitable for spray development.

【0005】また、特開昭55−105244にはポリ
(アルキル2-シアノアクリレート)の感度を高める方法と
して高分子領域の重合体と低分子領域の重合体の2成分
を混合する方法が提案されているが、この方法では感度
と解像度の両立は達成されていない。また、ドライエッ
チング耐性や耐熱性、密着性の低下も生じるため、高解
像度が要求される用途に実用されるものではなかった。
Further, Japanese Patent Laid-Open No. 55-105244 discloses a poly
As a method of increasing the sensitivity of (alkyl 2-cyanoacrylate), a method of mixing two components, a polymer in the high molecular region and a polymer in the low molecular region, has been proposed, but this method achieves both sensitivity and resolution. It has not been. In addition, since dry etching resistance, heat resistance, and adhesion are also deteriorated, it has not been put to practical use in applications requiring high resolution.

【0006】このため、高感度、高解像度であり、か
つ、密着性、ドライエッチング耐性に優れた、短時間現
像が可能でスプレー現像に適したポジ型電子線レジスト
が強く望まれている。
Therefore, there is a strong demand for a positive electron beam resist having high sensitivity, high resolution, excellent adhesiveness and dry etching resistance, capable of short-time development and suitable for spray development.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明者等は、高感度、
高解像度であり、かつ、密着性、ドライエッチング耐性
に優れ、短現像時間が可能でスプレー現像に適したポジ
型電子線レジストを求めるべく鋭意検討を続け、そられ
を満たす方法を見出し本発明を完成したのである。すな
わち、本発明はポリ(2-シアノアクリレート)とケトン樹
脂からなることを特徴とするポジ型電子線レジストに関
するものである。
The present inventors have found that high sensitivity,
The present invention has been made to find a method that satisfies the requirements, and continues to earnestly investigate to obtain a positive type electron beam resist having high resolution, excellent adhesion and dry etching resistance, capable of a short development time and suitable for spray development. It was completed. That is, the present invention relates to a positive electron beam resist which is characterized by comprising poly (2-cyanoacrylate) and a ketone resin.

【0008】本発明のレジストの第1成分であるポリ(2
-シアノアクリレート)[2-シアノアクリル酸エステルの
重合体]は、2-シアノアクリレートのアニオン重合また
はラジカル重合などにより調製でき、重合に供される2-
シアノアクリレートとしては、メチル2-シアノアクリレ
ート、エチル2-シアノアクリレート、プロピル2-シアノ
アクリレート、イソプロピル2-シアノアクリレート、ブ
チル2-シアノアクリレート、イソブチル2-シアノアクリ
レート、sec-ブチル2-シアノアクリレート、tert-ブチ
ル2-シアノアクリレート、ペンチル2-シアノアクリレー
ト、ヘキシル2-シアノアクリレート、シクロペンチル2-
シアノアクリレート、シクロヘキシル2-シアノアクリレ
ート、シクロヘプチル2-シアノアクリレート、シクロオ
クチル2-シアノアクリレート、4-メチルシクロヘキシル
2-シアノアクリレート、2-メチルシクロヘキシル2-シア
ノアクリレート、シクロヘキシル2-シアノアクリレー
ト、2-シクロヘキシルエチル2-シアノアクリレート、2,
2,2-トリフルオロエチル2-シアノアクリレート、2-エト
キシエチル2-シアノアクリレート、ベンジル2-シアノア
クリレート、2-フェニルエチル2-シアノアクリレート、
3-フェニルプロピル2-シアノアクリレート、2-フェノキ
シエチル2-シアノアクリレート等を挙げることができ
る。
The first component of the resist of the present invention, poly (2
-Cyanoacrylate) [polymer of 2-cyanoacrylate] can be prepared by anionic polymerization or radical polymerization of 2-cyanoacrylate, and is used for polymerization.
As cyanoacrylate, methyl 2-cyanoacrylate, ethyl 2-cyanoacrylate, propyl 2-cyanoacrylate, isopropyl 2-cyanoacrylate, butyl 2-cyanoacrylate, isobutyl 2-cyanoacrylate, sec-butyl 2-cyanoacrylate, tert. -Butyl 2-cyanoacrylate, pentyl 2-cyanoacrylate, hexyl 2-cyanoacrylate, cyclopentyl 2-
Cyanoacrylate, cyclohexyl 2-cyanoacrylate, cycloheptyl 2-cyanoacrylate, cyclooctyl 2-cyanoacrylate, 4-methylcyclohexyl
2-cyanoacrylate, 2-methylcyclohexyl 2-cyanoacrylate, cyclohexyl 2-cyanoacrylate, 2-cyclohexylethyl 2-cyanoacrylate, 2,
2,2-trifluoroethyl 2-cyanoacrylate, 2-ethoxyethyl 2-cyanoacrylate, benzyl 2-cyanoacrylate, 2-phenylethyl 2-cyanoacrylate,
Examples thereof include 3-phenylpropyl 2-cyanoacrylate and 2-phenoxyethyl 2-cyanoacrylate.

【0009】本発明にとり好ましいポリ(2-シアノアク
リレート)で、重量平均分子量が10〜200万のもの
で、より好ましいものは20〜100万のものである。
分子量があまり大きいと薄膜塗布するさいに必要な溶解
性のよい溶剤がなかったり、また溶液中でゲルを生成す
るために濾過できなかったり等で均一な薄膜を得ること
ができなくなったりする。また、分子量があまり小さい
と感度が低下し、また、適当な厚さの均一な薄膜を得る
ことが難しくなるとともに、第2成分であるケトン樹脂
の併用による効果がみられなくなる。
Preferred poly (2-cyanoacrylate) for the present invention has a weight average molecular weight of 100,000 to 2,000,000, more preferably 200 to 1,000,000.
If the molecular weight is too large, a solvent with good solubility necessary for applying a thin film may not be present, or a gel may not be formed in the solution so that a uniform thin film may not be obtained. Further, if the molecular weight is too small, the sensitivity is lowered, and it becomes difficult to obtain a uniform thin film having an appropriate thickness, and the effect of the combined use of the second component, a ketone resin, is not observed.

【0010】本発明のレジストの第2成分であるケトン
樹脂は、ケトンとホルムアルデヒドをアルカリ触媒によ
り縮合して得られる樹脂である。使用されるケトンとし
てはメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ア
セトフェノン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサ
ノン等が挙げられるが、特にアセトフェノン、シクロヘ
キサノンを用いたものが好ましい。本発明にとり好まし
いケトン樹脂は、その重量平均分子量が1万以下のもの
で、より好ましいものは500〜5000のものであ
る。分子量が1万より大きいと感度と解像度の両立及び
現像時間の短縮に対する効果が不十分であり、また、分
子量があまり小さいとドライエッチング耐性や耐熱性が
低下する。ケトン樹脂の具体的な例としては、ハイラッ
クHK110HやハイラックHK111、ハイラックH
K901、ハイラック112T等(いずれも日立化成工
業株式会社製)の市販品が挙げられる。
The second component of the resist of the present invention, a ketone resin, is a resin obtained by condensing a ketone and formaldehyde with an alkali catalyst. Examples of the ketone to be used include methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, cyclohexanone, methylcyclohexanone and the like, and those using acetophenone and cyclohexanone are particularly preferable. The preferred ketone resin for the present invention has a weight average molecular weight of 10,000 or less, and more preferably 500 to 5,000. When the molecular weight is more than 10,000, the effects of compatibility of sensitivity and resolution and shortening of development time are insufficient, and when the molecular weight is too small, dry etching resistance and heat resistance are deteriorated. Specific examples of the ketone resin include Hirac HK110H, Hirac HK111, and Hirac H.
Commercially available products such as K901 and Hirac 112T (all manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.

【0011】ポリ(2-シアノアクリレート)とケトン樹脂
の併用割合は重量比で95:5〜30:70の範囲であ
ることが好ましく、さらに90:10〜50:50であ
ることがより好ましい。ケトン樹脂の割合が5重量%未
満であると感度と解像度の両立及び現像時間の短縮に対
する効果が不十分であり、また、70重量%を越えると
未露光部と露光部の溶解選択性がとりにくくなりコント
ラスト、残膜率が低下するとともに、耐熱性、密着性の
低下も生じる。
The weight ratio of the poly (2-cyanoacrylate) and the ketone resin used together is preferably in the range of 95: 5 to 30:70, more preferably 90:10 to 50:50. If the proportion of the ketone resin is less than 5% by weight, the effects of compatibility of sensitivity and resolution and shortening of the developing time are insufficient, and if it exceeds 70% by weight, the dissolution selectivity of the unexposed area and the exposed area is high. It becomes difficult, and the contrast and the residual film rate decrease, and the heat resistance and the adhesiveness also decrease.

【0012】本発明のポジ型電子線レジストを使用する
際に用いられる溶剤としては、例えば、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
酸エチル、酢酸イソブチル、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、プロピレングリコー
ルメチルエーテルアセテート、乳酸エチル、トルエン、
キシレン、1,2-ジクロロエタンなどが用いられる。
The solvent used when the positive electron beam resist of the present invention is used is, for example, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, ethyl acetate, isobutyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl ether. Acetate, ethyl lactate, toluene,
Xylene, 1,2-dichloroethane, etc. are used.

【0013】また、現像液としては、露光部と未露光部
とを区別し露光部を選択的に溶解するものであればなん
でもよいが、一般には該重合体混合物すなわち未露光部
に対する可溶性溶剤と不溶性溶剤との組合せの中から選
ばれる。可溶性溶剤としてはアセトン、メチルエチルケ
トン、メチルイソブチルケトン、メチルイソアミルケト
ン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、4-メトキシ
-4-メチル-2-ペンタノン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢
酸プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソ
ブチル、酢酸アミル、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、プロピルセロソルブアセテ
ート、ブチルセロソルブアセテート、メチルカルビトー
ルアセテート、エチルカルビトールアセテート、プロピ
ルカルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテ
ート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、プロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテート、ギ酸ブ
チル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロ
ピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、酪酸メチル、
酪酸エチル、安息香酸エチル、エチル-3-エトキシプロ
ピオネート、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、
乳酸ブチル、ジメチルセロソルブ、ジエチルセロソル
ブ、テトラヒドロフラン、メチルセロソルブ、メチルカ
ルビトール、エチルカルビトール、プロピレングリコー
ルモノメチルエーテル、ジアセトンアルコール、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスル
ホキシド、ニトロメタン、ニトロエタン、1-ニトロプロ
パン、アセトニトリル、トルエン、キシレン、クロロホ
ルム、ジクロロメタン等が挙げられる。また、不溶性溶
剤としてはメタノール、エタノール、1-プロパノール、
イソプロパノール、1-ブタノール、2-ブタノール、シク
ロペンタノール、シクロヘキサノール、エチルセロソル
ブ、プロピルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブ
チルセロソルブ、ブチルカルビトール、ヘキサン、ヘプ
タン、シクロヘキサン、石油エーテル、水等が挙げられ
る。
Any developer may be used as long as it can distinguish the exposed portion from the unexposed portion and selectively dissolves the exposed portion. Generally, the polymer mixture, that is, a soluble solvent for the unexposed portion, is used. It is selected from combinations with insoluble solvents. Soluble solvents include acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, methyl isoamyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, 4-methoxy
-4-methyl-2-pentanone, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, isopropyl acetate, butyl acetate, isobutyl acetate, amyl acetate, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, methyl carbitol acetate, Ethyl carbitol acetate, propyl carbitol acetate, butyl carbitol acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, butyl formate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, Methyl butyrate,
Ethyl butyrate, ethyl benzoate, ethyl-3-ethoxypropionate, methyl lactate, ethyl lactate, propyl lactate,
Butyl lactate, dimethyl cellosolve, diethyl cellosolve, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, methyl carbitol, ethyl carbitol, propylene glycol monomethyl ether, diacetone alcohol, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, nitromethane, nitroethane, 1-nitropropane, acetonitrile , Toluene, xylene, chloroform, dichloromethane and the like. Further, as the insoluble solvent, methanol, ethanol, 1-propanol,
Examples include isopropanol, 1-butanol, 2-butanol, cyclopentanol, cyclohexanol, ethyl cellosolve, propyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, butyl carbitol, hexane, heptane, cyclohexane, petroleum ether, water and the like.

【0014】[0014]

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を詳しく説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。
The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

【0015】実施例1 重量平均分子量が48万のポリ(シクロヘキシル2-シア
ノアクリレート)とケトン樹脂(ハイラックHK111)
の重量比80:20の混合物の6重量%シクロヘキサノ
ン溶液を作り、0.2μmのテフロンメンブランフィル
ターで加圧ろ過してレジスト液とした。この液を100
0オングストロームのクロム蒸着膜を有するガラス基板
に1000rpm で回転塗布した後、120℃で30分間
プリベークすることにより0.5μmの均一な薄膜を得
た。次に、この薄膜に加速電圧15kVで照射量を1.
0〜20.0μC/cm2と段階的に変えて0.5μm幅の
電子線露光を行った。さらに、酢酸エチル/プロピルセ
ロソルブ=15/85(容量比)に20℃にて1分間浸
漬した後、イソプロパノールで30秒間リンスを行い1
20℃で10分間ポストベークを行ったところ、照射量
4.0μC/cm2にて0.5μm幅のレジストパターンが
得られた。得られたレジストパターンをSEMで観察し
たところ、エッジの直線性が良好な矩形パターンが観察
された。また、同様にしてクロム蒸着膜上に作成した
0.5μm幅のレジストパターンに対して、CCl4/O2
でクロム膜のドライエッチングを行った後、レジスト膜
をアセトンで剥離したところ、レジスト寸法に忠実でテ
ーパーの少ないクロムパターンが得られた。
Example 1 Poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) having a weight average molecular weight of 480,000 and a ketone resin (Hirac HK111)
A 6 wt% cyclohexanone solution of the mixture having a weight ratio of 80:20 was prepared and pressure-filtered with a 0.2 μm Teflon membrane filter to obtain a resist solution. 100 parts of this liquid
A glass substrate having a 0 angstrom chromium vapor deposition film was spin-coated at 1000 rpm and prebaked at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a uniform thin film of 0.5 μm. Next, this thin film was irradiated with an accelerating voltage of 15 kV and an irradiation dose of 1.
Electron beam exposure with a width of 0.5 μm was performed by changing it stepwise from 0 to 20.0 μC / cm 2 . Further, after immersing in ethyl acetate / propyl cellosolve = 15/85 (volume ratio) for 1 minute at 20 ° C., rinsing with isopropanol for 30 seconds 1
When post-baking was performed at 20 ° C. for 10 minutes, a resist pattern having a width of 0.5 μm was obtained at an irradiation dose of 4.0 μC / cm 2 . When the obtained resist pattern was observed by SEM, a rectangular pattern having good edge linearity was observed. In addition, CCl 4 / O 2 was applied to a 0.5 μm wide resist pattern formed on the chromium vapor deposition film in the same manner.
After the chrome film was dry-etched with, the resist film was stripped with acetone. As a result, a chrome pattern faithful to the resist size and having a small taper was obtained.

【0016】実施例2〜4及び比較例1 実施例1においてポリ(シクロヘキシル2-シアノアクリ
レート)とケトン樹脂の混合割合を変えたものから同様
にして得た0.5μm厚のレジスト薄膜に加速電圧15
kV、0.5μm幅で電子線露光を行い、酢酸エチル/
プロピルセロソルブ=15/85(容量比)に20℃に
て30秒間〜1分間浸漬した後、イソプロパノールで3
0秒間リンスを行い120℃で10分間ポストベークを
行った。以上の結果を表1にまとめたが、0.5μm幅
のレジストパターンが得られた照射量はケトン樹脂の割
合に応じて変化し、無添加の場合は著しく低感度であっ
た。また、得られたレジストパターンをSEMで観察し
たところ、ケトン樹脂の混合割合が10〜70重量%の
範囲にてエッジ直線性が良好な矩形パターンが観察され
た。比較例1としてケトン樹脂を使用しない場合の結果
も表1に示した。
Examples 2 to 4 and Comparative Example 1 An acceleration voltage was applied to a 0.5 μm thick resist thin film obtained in the same manner as in Example 1 except that the mixing ratio of poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) and ketone resin was changed. 15
Electron beam exposure with kV, 0.5μm width, ethyl acetate /
After immersing in propyl cellosolve = 15/85 (volume ratio) for 30 seconds to 1 minute at 20 ° C., 3 times with isopropanol
After rinsing for 0 seconds, post-baking was performed at 120 ° C. for 10 minutes. The above results are summarized in Table 1. The irradiation dose at which a resist pattern having a width of 0.5 μm was obtained varied depending on the ratio of the ketone resin, and the sensitivity was remarkably low in the case of no addition. Further, when the obtained resist pattern was observed by SEM, a rectangular pattern having good edge linearity was observed in the range where the mixture ratio of the ketone resin was 10 to 70% by weight. Table 1 also shows the results when Comparative Example 1 did not use a ketone resin.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】実施例5〜6 実施例1においてグレードの異なるケトン樹脂(ハイラ
ックHK110T(実施例5)、ハイラックKH901
(実施例6))を用いたものから同様にして得た0.5
μm厚のレジスト薄膜に加速電圧15kV、0.5μm
幅で電子線露光を行い、現像液を酢酸エチル/プロピル
セロソルブ=15/85(容量比)に20℃にて1分間
浸漬した。イソプロパノールで30秒間リンスを行い1
20℃で10分間ポストベークを行うことによってそれ
ぞれ4.0μC/cm2、5.0μC/cm2で0.5μm幅の
レジストパターンが得られた。得られたレジストパター
ンをSEMで観察したところ、エッジの直線性が良好な
矩形パターンが観察された。また、ドライエッチングに
より得られたクロムパターンも良好であった。
Examples 5-6 Ketone resins of different grades in Example 1 (Hirac HK110T (Example 5), Hirac KH901)
(Example 6)) obtained in the same manner from
Accelerating voltage 15kV, 0.5μm on the resist thin film of μm thickness
Electron beam exposure was performed in a width, and the developer was immersed in ethyl acetate / propyl cellosolve = 15/85 (volume ratio) at 20 ° C. for 1 minute. Rinse with isopropanol for 30 seconds 1
Each 4.0μC / cm 2 by performing a post-baking for 10 minutes at 20 ° C., the resist pattern of 0.5μm width 5.0μC / cm 2 was obtained. When the obtained resist pattern was observed by SEM, a rectangular pattern having good edge linearity was observed. Also, the chromium pattern obtained by dry etching was good.

【0019】実施例7〜8 実施例1と同様にして得た0.5μm厚のレジスト薄膜
に加速電圧15kV、0.5μm幅で電子線露光を行
い、現像液をメチルイソブチルケトン/イソプロパノー
ル=50/50(容量比、実施例7)または酢酸プロピ
ル/プロピレングリコールモノブチルエーテル=30/
70(容量比、実施例8)に変えて20℃にてそれぞれ
1分間浸漬した。イソプロパノールで30秒間リンスを
行い120℃で10分間ポストベークを行うことによっ
てそれぞれ3.0μC/cm2、6.0μC/cm2で0.5μ
m幅のレジストパターンが得られた。得られたレジスト
パターンをSEMで観察したところ、エッジの直線性が
良好な矩形パターンが観察された。また、ドライエッチ
ングにより得られたクロムパターンも良好であった。
Examples 7 to 8 A 0.5 μm thick resist thin film obtained in the same manner as in Example 1 was subjected to electron beam exposure at an acceleration voltage of 15 kV and a width of 0.5 μm, and the developing solution was methylisobutylketone / isopropanol = 50. / 50 (volume ratio, Example 7) or propyl acetate / propylene glycol monobutyl ether = 30 /
It changed to 70 (capacity ratio, Example 8) and each was immersed for 1 minute at 20 degreeC. Each 3.0μC / cm 2 by performing a post-baking for 10 minutes at 120 ° C. for 30 seconds rinsed with isopropanol, in 6.0μC / cm 2 0.5μ
An m-width resist pattern was obtained. When the obtained resist pattern was observed by SEM, a rectangular pattern having good edge linearity was observed. Also, the chromium pattern obtained by dry etching was good.

【0020】比較例2 重量平均分子量が48万のポリ(シクロヘキシル2-シア
ノアクリレート)の4.5重量%シクロヘキサノン溶液を
作り、0.2μmのテフロンメンブランフィルターで加
圧ろ過してレジスト液とした。この液を1000オンク゛ ス
トロームのクロム蒸着膜を有するガラス基板に900rpm
で回転塗布した後、120℃で30分間プリベークする
ことにより0.5μmの均一な薄膜を得た。次に、この
薄膜に加速電圧15kVで照射量を1.0〜20.0μC
/cm2と段階的に変えて0.5μm幅の電子線露光を行っ
た。さらに、メチルセロソルブ/イソプロピルセロソル
ブ=50/50(容量比)に20℃にて5分間浸漬した
後、イソプロパノールで30秒間リンスを行い120℃
で10分間ポストベークを行ったところ、照射量3.0
μC/cm2で0.5μm幅のレジストパターンが得られ
た。得られたレジストパターンをSEMで観察したとこ
ろ、エッジの直線性は良好であるもののパターンがやや
テーパー状であり、また、パターンエッジの剥離が部分
的に観察された。また、同様にしてクロム蒸着膜上に作
成した0.5μm幅のレジストパターンに対して、CCl
4/O2でクロム膜のドライエッチングを行った後、レジ
スト膜をアセトンで剥離したところ、ややテーパーが大
きく部分的に細りがあるクロムパターンが得られた。
Comparative Example 2 A 4.5 wt% cyclohexanone solution of poly (cyclohexyl 2-cyanoacrylate) having a weight average molecular weight of 480,000 was prepared and pressure-filtered with a 0.2 μm Teflon membrane filter to obtain a resist solution. This solution was spun on a glass substrate having a 1000 angstrom chromium vapor deposition film at 900 rpm.
After spin-coating with, the film was pre-baked at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a uniform thin film of 0.5 μm. Next, this thin film was irradiated with an accelerating voltage of 15 kV and an irradiation dose of 1.0 to 20.0 μC.
Electron beam exposure with a width of 0.5 μm was carried out by changing stepwise to / cm 2 . Further, after immersing in methyl cellosolve / isopropyl cellosolve = 50/50 (volume ratio) for 5 minutes at 20 ° C., rinse with isopropanol for 30 seconds, and 120 ° C.
After post-baking for 10 minutes, the irradiation dose was 3.0.
A resist pattern having a width of 0.5 μm was obtained at μC / cm 2 . When the obtained resist pattern was observed by SEM, the linearity of the edge was good, but the pattern was slightly tapered, and peeling of the pattern edge was partially observed. In addition, for the 0.5 μm wide resist pattern formed on the chromium vapor-deposited film in the same manner, CCl
After dry etching of the chromium film with 4 / O 2 , the resist film was stripped with acetone. As a result, a chromium pattern having a slightly large taper and a partial thinness was obtained.

【0021】比較例3 重量平均分子量が65万のポリ(エチル2-シアノアクリ
レート)と重量平均分子量が2200のシアノ酢酸エチ
ル−パラホルムアルデヒド縮合物の重量比80:20の
混合物の5重量%シクロヘキサノン溶液を作り、0.2
μmのテフロンメンブランフィルターで加圧ろ過してレ
ジスト液とした。この液を1000オングストロームの
クロム蒸着膜を有するガラス基板に、1000rpm で回
転塗布した後、120℃で30分間プリベークすること
により0.5μmの均一な薄膜を得た。次に、この薄膜
に加速電圧15kVで照射量を1.0〜20.0μC/cm
2と段階的に変えて0.5μm幅の電子線露光を行った。
さらに、酢酸エチル/メチルイソブチルケトン=50/
50(容量比)に20℃にて1分間浸漬した後、イソプ
ロパノールで30秒間リンスを行い120℃で10分間
ポストベークを行ったところ、照射量2.0μC/cm2
て0.5μm幅のレジストパターンが得られた。得られ
たレジストパターンをSEMで観察したところ、エッジ
直線性がやや悪く裾を引いたパターン形状が観察され
た。また、同様にしてクロム蒸着膜上に作成した0.5
μm幅のレジストパターンに対して、CCl4/O2でク
ロム膜のドライエッチングを行った後、レジスト膜をア
セトンで剥離したところ、レジスト寸法に比べて細りが
ありテーパーが大きいクロムパターンが得られた。以上
の結果を表2にまとめた。
Comparative Example 3 A 5 wt% cyclohexanone solution of a mixture of poly (ethyl 2-cyanoacrylate) having a weight average molecular weight of 650,000 and an ethyl cyanoacetate-paraformaldehyde condensate having a weight average molecular weight of 2200 at a weight ratio of 80:20. And make 0.2
A resist solution was obtained by pressure filtration with a μm Teflon membrane filter. This solution was spin-coated at 1000 rpm on a glass substrate having a 1000 angstrom chromium deposited film, and prebaked at 120 ° C. for 30 minutes to obtain a uniform thin film of 0.5 μm. Next, this thin film was irradiated with an accelerating voltage of 15 kV and an irradiation dose of 1.0 to 20.0 μC / cm.
Electron beam exposure with a width of 0.5 μm was carried out by changing it stepwise to 2 .
Furthermore, ethyl acetate / methyl isobutyl ketone = 50 /
After soaking in 50 (volume ratio) at 20 ° C for 1 minute, rinsing with isopropanol for 30 seconds and post-baking at 120 ° C for 10 minutes resulted in irradiation of 2.0 µC / cm 2 with 0.5 µm width. A resist pattern was obtained. When the obtained resist pattern was observed by SEM, the edge linearity was slightly bad and a pattern shape with a hem was observed. In addition, 0.5 was similarly formed on the chromium vapor deposition film.
After dry etching of the chromium film with CCl 4 / O 2 on the resist pattern with a width of μm, the resist film was stripped with acetone. As a result, a chromium pattern with a smaller taper than the resist size was obtained. It was The above results are summarized in Table 2.

【0022】[0022]

【表2】 [Table 2]

【0023】[0023]

【発明の効果】本発明によれば、短時間現像により高感
度、高解像度で、かつ、密着性、ドライエッチング耐性
に優れたポジ型電子線レジストのパターン形成が可能と
なる。従って、本発明はフォトマスクの製造やLSI、
超LSIの製造において生産性、品質の向上に大きな効
果をもたらすことができる。
According to the present invention, it is possible to form a positive type electron beam resist pattern having high sensitivity, high resolution, and excellent adhesiveness and dry etching resistance by short-time development. Therefore, the present invention is applicable to photomask manufacturing, LSI,
A great effect can be brought about in the improvement of productivity and quality in the manufacture of VLSI.

───────────────────────────────────────────────────── 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 田村 章 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 米澤 正次 東京都台東区台東一丁目5番1号 凸版印 刷株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshio Okuyama 1-1 Funami-cho, Minato-ku, Nagoya, Aichi Toagosei Chemical Industry Co., Ltd. Nagoya Research Institute (72) Inventor Akira Tamura Taito-ku, Taito-ku, Tokyo 1-5-1 Toppan Printing Co., Ltd. (72) Inventor Shoji Yonezawa 1-5-1 Taito Taito-ku, Tokyo Inside Toppan Printing Co., Ltd.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリ(2-シアノアクリレート)とケトン
樹脂からなることを特徴とするポジ型電子線レジスト。
1. A positive electron beam resist comprising a poly (2-cyanoacrylate) and a ketone resin.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006106278A (en) * 2004-10-04 2006-04-20 Sakata Corp Pigment dispersion resist composition for color filter
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