JPS58207041A - 放射線感応性高分子レジスト - Google Patents
放射線感応性高分子レジストInfo
- Publication number
- JPS58207041A JPS58207041A JP9063982A JP9063982A JPS58207041A JP S58207041 A JPS58207041 A JP S58207041A JP 9063982 A JP9063982 A JP 9063982A JP 9063982 A JP9063982 A JP 9063982A JP S58207041 A JPS58207041 A JP S58207041A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- resist
- formula
- silicone
- film
- formulae
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は感放射線材料詳しくは電子線、X@またけ波長
3000λ以下の深紫外線に感応する高分子材料であっ
て、かつ高解像と高精度の蝕刻(エツチング)工程を可
能ならしめる放射線感応性高分子レジストに関する。
3000λ以下の深紫外線に感応する高分子材料であっ
て、かつ高解像と高精度の蝕刻(エツチング)工程を可
能ならしめる放射線感応性高分子レジストに関する。
近年、半導体装置の素子特性の向上ならびに高密度化は
きわめて著しいが、その利用分野の拡大とともに、なお
一層の高性能化、高密度化が要求されている。従来この
ような加工は紫外光t−311射してレジストパターン
を形成するフォトリソグラフィーの技術が用いられてい
たが、加工精度に光の波長オーダーの限界があるため深
紫外線、X線。
きわめて著しいが、その利用分野の拡大とともに、なお
一層の高性能化、高密度化が要求されている。従来この
ような加工は紫外光t−311射してレジストパターン
を形成するフォトリソグラフィーの技術が用いられてい
たが、加工精度に光の波長オーダーの限界があるため深
紫外線、X線。
電子線などを用いた微細加工が重要になってきた。
これらの新しい露光技術に関する研究の結果、レジスト
の膜厚を薄くシ、かつ均一にした状態で露光しないと、
これらの新技術を用いても散乱現象や現像プロセスのバ
ラツキのため1μm以下の寸法の加工は困難であること
がわかってきた。しかしながら実際にはデバイス製作工
程に応じて基板には順次複雑な段差が形成されてゆく。
の膜厚を薄くシ、かつ均一にした状態で露光しないと、
これらの新技術を用いても散乱現象や現像プロセスのバ
ラツキのため1μm以下の寸法の加工は困難であること
がわかってきた。しかしながら実際にはデバイス製作工
程に応じて基板には順次複雑な段差が形成されてゆく。
そこで米国のベル研究所のジェー・エム・モラ・アンド
・テクノロジー、第16巻、 1620ページからの論
文で述べているような三層構造レジストプロセスが提案
された。
・テクノロジー、第16巻、 1620ページからの論
文で述べているような三層構造レジストプロセスが提案
された。
この手法は、始めに膜厚的1μm〜5μmの辱い非感応
性有機膜を形成する。この厚い何機膜によシ、半導体プ
ロセスで基板に生じる0、2μm−1μmの段差はほぼ
完全に平滑化され、平坦な有機膜表面が形成される。つ
いで、蒸着又はスパッタリング法により膜厚的0.1μ
m〜0.5μmのシリコン酸化膜を堆積する。その後、
放射線感応性レジストを膜厚的02μm〜05μm塗布
する。F地が平坦になっているためレジストは均一に塗
布され膜厚が一定となる。レジストの一イ光及び現像後
、レジストパターンをマスクとして薄いシリコン酸化膜
ヲエッチングする。エツチングにCF4+H,ガスの0
.1Torr程度の雰囲気を用いた反応性スパッタエツ
チング法を用いれば、現在使用されている有機レジスト
の殆んどのものの膜厚減少は無視できるため、レジスト
の膜厚はピンホールのない限り、薄くでき通常0.2μ
m程度でよい。このため露光精度が一層よくなる。反応
性スバ、タエッテングは異方性が強いためエツチングの
横方向への拡りも殆んど無視でき上層のレジストの寸法
がほぼ完全に薄いシリコン酸化膜に転写される。ついで
雰囲気ガスを酸素にかえ、反応性スバツタエ、チングに
よシ下地の厚い何機膜をエツチングする。この場合、シ
リコン酸化膜のエツチング速度はきわめて遅く、膜厚的
02μm〜05μmあれば、下地有機膜を厚さ5μm程
度まで加工することが可能である。こうして三層化した
レジストパターンをマスクとして、所望の半導体基板加
工が行われるわけである。この手法はきわめて有効な方
法であるが、中間のシリコン酸化膜に問題がある。即ち
、シリコン酸化膜全形成するとき真空プロセスを必要と
するため堆積に時間がかかること、ピンホールの減少が
困難であること等々である。そこでシリコン酸化膜をは
さまず有機膜とレジストの二層構造が考えられ、tが、
埃在、半導体プロセスで使用可能なレジストは有機レジ
;トシがなく、その結果下地有機膜とのエツチング速度
差が充分とれず、現在公知になっている種類のレジスト
の薄い膜ではエツチングのマスクにならない。従って薄
くても下地の厚い有機膜のエツチングのマスクとなる、
高耐酸素プラズマ性のレジストの開発が急務でめったが
現在のところそのようなレジストは知られていない。
性有機膜を形成する。この厚い何機膜によシ、半導体プ
ロセスで基板に生じる0、2μm−1μmの段差はほぼ
完全に平滑化され、平坦な有機膜表面が形成される。つ
いで、蒸着又はスパッタリング法により膜厚的0.1μ
m〜0.5μmのシリコン酸化膜を堆積する。その後、
放射線感応性レジストを膜厚的02μm〜05μm塗布
する。F地が平坦になっているためレジストは均一に塗
布され膜厚が一定となる。レジストの一イ光及び現像後
、レジストパターンをマスクとして薄いシリコン酸化膜
ヲエッチングする。エツチングにCF4+H,ガスの0
.1Torr程度の雰囲気を用いた反応性スパッタエツ
チング法を用いれば、現在使用されている有機レジスト
の殆んどのものの膜厚減少は無視できるため、レジスト
の膜厚はピンホールのない限り、薄くでき通常0.2μ
m程度でよい。このため露光精度が一層よくなる。反応
性スバ、タエッテングは異方性が強いためエツチングの
横方向への拡りも殆んど無視でき上層のレジストの寸法
がほぼ完全に薄いシリコン酸化膜に転写される。ついで
雰囲気ガスを酸素にかえ、反応性スバツタエ、チングに
よシ下地の厚い何機膜をエツチングする。この場合、シ
リコン酸化膜のエツチング速度はきわめて遅く、膜厚的
02μm〜05μmあれば、下地有機膜を厚さ5μm程
度まで加工することが可能である。こうして三層化した
レジストパターンをマスクとして、所望の半導体基板加
工が行われるわけである。この手法はきわめて有効な方
法であるが、中間のシリコン酸化膜に問題がある。即ち
、シリコン酸化膜全形成するとき真空プロセスを必要と
するため堆積に時間がかかること、ピンホールの減少が
困難であること等々である。そこでシリコン酸化膜をは
さまず有機膜とレジストの二層構造が考えられ、tが、
埃在、半導体プロセスで使用可能なレジストは有機レジ
;トシがなく、その結果下地有機膜とのエツチング速度
差が充分とれず、現在公知になっている種類のレジスト
の薄い膜ではエツチングのマスクにならない。従って薄
くても下地の厚い有機膜のエツチングのマスクとなる、
高耐酸素プラズマ性のレジストの開発が急務でめったが
現在のところそのようなレジストは知られていない。
本発明の目的は全く新規な高耐プラズマ性放射線感応レ
ジストを提供することにある。
ジストを提供することにある。
本発明者の研究の結果、分子中にフェニル基などの共役
慎を含むシリコーン樹脂が耐酸素プラズマ性、′M像性
、半導体製造プロセスへの適用性に優れていることがわ
かった。またこの構造においてフェニル核の水素をハロ
ゲンにlit換すると感度の改善がみられることがわか
った。
慎を含むシリコーン樹脂が耐酸素プラズマ性、′M像性
、半導体製造プロセスへの適用性に優れていることがわ
かった。またこの構造においてフェニル核の水素をハロ
ゲンにlit換すると感度の改善がみられることがわか
った。
本発明によれば下記(1) 、 (IQ 、および(ホ
)の一般式で表わされる構造巣位 よりなる放射線感応性高分子レジストでおって、式中X
けハロゲン、−0−C−CH=CHR。
)の一般式で表わされる構造巣位 よりなる放射線感応性高分子レジストでおって、式中X
けハロゲン、−0−C−CH=CHR。
1
−0−CH,CH=CHR,−NII−CH,CH=C
HR。
HR。
す、Rは水素、アルキル基、フェニル基又は置換フェニ
ル基であシ、nは1〜5の値であり、前記構造単位mK
−(Cn、x)が複数個結合している場合にはXは同−
又は異なる置換基でろシ Hlは水素、Rと同−又は異
なるアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基であっ
て、前記構造単位(I) 、 (旬。
ル基であシ、nは1〜5の値であり、前記構造単位mK
−(Cn、x)が複数個結合している場合にはXは同−
又は異なる置換基でろシ Hlは水素、Rと同−又は異
なるアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基であっ
て、前記構造単位(I) 、 (旬。
および叫の数の和が50以上であり、前記構造単位(1
)と(11)の数の和が全構造単位数の10〜30%で
あり、前記構造単位mと(川の数の比が1対10〜1対
lであることを特徴とした放射線感応性−分子レジスト
が得られる。
)と(11)の数の和が全構造単位数の10〜30%で
あり、前記構造単位mと(川の数の比が1対10〜1対
lであることを特徴とした放射線感応性−分子レジスト
が得られる。
本発明の新規なレジストの特徴を列挙すれば次のように
なる。すなわち、 第一の特徴としてはシリコーン1fIIt造と芳香族環
によりきわめて耐ドライエツチング性、特に耐酸素プラ
ズマ性が^く、VLS Iの製造等の微細加工への適用
性が優れたネガ型レジストであることである。
なる。すなわち、 第一の特徴としてはシリコーン1fIIt造と芳香族環
によりきわめて耐ドライエツチング性、特に耐酸素プラ
ズマ性が^く、VLS Iの製造等の微細加工への適用
性が優れたネガ型レジストであることである。
第二の特徴としては芳香族環の割合を最適化することに
より融点Tmが箋温付近とシリコーン樹脂としては制く
、かつ芳香族環に電子供与性の基を付加することで芳香
族壊導入に伴う感度の低下が相殺されていることである
。共鳴結合導入に伴う感度の低下を補償するためクロル
メチル等の付加を行う事は、有機化合物でも竹われてい
るが、シリコーンの場合も同様に反応性の基の導入と解
重合に対する安定度が増加するため、高感度化すると考
えられる。有機化合物については、例えばサブローeイ
マイがジャナル・オプ・エレクトロケミカル・ソサイテ
ィー第126巻1628ページから1630ページにお
いてポリスチレンのクロルメチル化の一例を述べている
。
より融点Tmが箋温付近とシリコーン樹脂としては制く
、かつ芳香族環に電子供与性の基を付加することで芳香
族壊導入に伴う感度の低下が相殺されていることである
。共鳴結合導入に伴う感度の低下を補償するためクロル
メチル等の付加を行う事は、有機化合物でも竹われてい
るが、シリコーンの場合も同様に反応性の基の導入と解
重合に対する安定度が増加するため、高感度化すると考
えられる。有機化合物については、例えばサブローeイ
マイがジャナル・オプ・エレクトロケミカル・ソサイテ
ィー第126巻1628ページから1630ページにお
いてポリスチレンのクロルメチル化の一例を述べている
。
以下、実施例により、本発明の詳細な説明する。
ジメチルシリコーンとメチル、フェニルシリコーンの共
重合体で重合度500〜2500であるシリコーン樹脂
のフェニル基金クロロメチルメチルエーテルでクロルメ
チル化した後、酢酸イソアミル溶融にしてレジスト液と
した。シリコーンの合成はエチルエーテル中で前記に対
応したクロロトラン化合物を加水分解し水酸化アンモニ
ウムにより重合させている。第1−図から第3図は、本
発明のレジストヲ半導体デバイス製作の一工程であるA
/配線形成工程に用いる場合を説明するための図面で、
該半尋体デバイスの概略断面を順次示した図である。1
1はシリコン基板、12が加工対象のAl膜で膜厚的1
μmである。
重合体で重合度500〜2500であるシリコーン樹脂
のフェニル基金クロロメチルメチルエーテルでクロルメ
チル化した後、酢酸イソアミル溶融にしてレジスト液と
した。シリコーンの合成はエチルエーテル中で前記に対
応したクロロトラン化合物を加水分解し水酸化アンモニ
ウムにより重合させている。第1−図から第3図は、本
発明のレジストヲ半導体デバイス製作の一工程であるA
/配線形成工程に用いる場合を説明するための図面で、
該半尋体デバイスの概略断面を順次示した図である。1
1はシリコン基板、12が加工対象のAl膜で膜厚的1
μmである。
まず下地有機膜としてポリイミド膜13を膜厚l〜5μ
mとなるように回転塗布し、表面全平滑化した。14が
本発明のレジストの一例である前記溶融ヲ映厚約02μ
m〜1μmとなるように回転塗布して形成した。(第1
図) その後、加速電圧20KVの電子線を照射量線5×10
−’クーロン/adとなるように選択照射して、酢酸イ
ソアミルにより視像し、ネガ型パターンを得る。ついで
0.ITorr〜0101 Torr程度の酸素雰囲気
中での反応性スパッタエツチングによシ、ポリイミド下
地膜を異方的に加工した(第2図)。フェニル基をクロ
ルメチル化したジメチル、メチルフェニルシリコーン膜
14の耐酸素プラズマ性はポリイミドの約10倍らりエ
ツチングのマスクとして充分な耐性を示すことがわかっ
た。その後、ポリイミドとシリコーンの二層111eエ
ッチングマスクとしてAlのドライエ、テング加工を行
い、ポリイミドをハクリすると所望のAI配線が得られ
た。
mとなるように回転塗布し、表面全平滑化した。14が
本発明のレジストの一例である前記溶融ヲ映厚約02μ
m〜1μmとなるように回転塗布して形成した。(第1
図) その後、加速電圧20KVの電子線を照射量線5×10
−’クーロン/adとなるように選択照射して、酢酸イ
ソアミルにより視像し、ネガ型パターンを得る。ついで
0.ITorr〜0101 Torr程度の酸素雰囲気
中での反応性スパッタエツチングによシ、ポリイミド下
地膜を異方的に加工した(第2図)。フェニル基をクロ
ルメチル化したジメチル、メチルフェニルシリコーン膜
14の耐酸素プラズマ性はポリイミドの約10倍らりエ
ツチングのマスクとして充分な耐性を示すことがわかっ
た。その後、ポリイミドとシリコーンの二層111eエ
ッチングマスクとしてAlのドライエ、テング加工を行
い、ポリイミドをハクリすると所望のAI配線が得られ
た。
(第3図)この際、本発明のシリコーンは、芳香族環を
含むためシリコーン樹脂としては酸素以外のCF、やC
C65F等の反応性スバツタエ、チング耐性にも強く、
ポリイミド膜のマスクとしてのもちをよくした。
含むためシリコーン樹脂としては酸素以外のCF、やC
C65F等の反応性スバツタエ、チング耐性にも強く、
ポリイミド膜のマスクとしてのもちをよくした。
以上、詳しく述べたように、本発明によシ、シリコーン
構造でit酸素プラズマ性をよくシ、ベンゼン壌により
、耐フレオン系プラズマ耐性をよくし、しかもクロルメ
チル化により露光感度も向上した^解像度ネガ型レジス
トが得られたわけであるが、前記実施例は例示的なもの
でろって限定的なものではない。一般的に置挨基を変化
することにより耐プラズマ性゛、感度、Ps像度を少し
ずつ変化できるので前記構成要素に基づき目的におわせ
所望のものを得ることができることは明確である。
構造でit酸素プラズマ性をよくシ、ベンゼン壌により
、耐フレオン系プラズマ耐性をよくし、しかもクロルメ
チル化により露光感度も向上した^解像度ネガ型レジス
トが得られたわけであるが、前記実施例は例示的なもの
でろって限定的なものではない。一般的に置挨基を変化
することにより耐プラズマ性゛、感度、Ps像度を少し
ずつ変化できるので前記構成要素に基づき目的におわせ
所望のものを得ることができることは明確である。
第1図〜第3図は本発明の耐プラズマ性放射線感応性高
分子レジストの有効性全説明するための半導体デバイス
製造の主要工程における該デバイスの概略断面を順次示
す図である。 図中の番号は以下のものを示す。 11:半導体基板、 12:Al膜。 13:下地有機膜。
分子レジストの有効性全説明するための半導体デバイス
製造の主要工程における該デバイスの概略断面を順次示
す図である。 図中の番号は以下のものを示す。 11:半導体基板、 12:Al膜。 13:下地有機膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 下記(Ilぺ旬、および叫の一般式で表わされる構造単
位 よりなる放射線感応性高分子レジストでhzて、式中X
はハロゲン、−0−C−CH=CHR。 ■ −0−CH,CH=CHR,−NH−CH,CH=CH
R。 シ、Rは水素、アルキル基、フェニル基又は置換フェニ
ル基であシ、nは1〜5の値であり、前記構造単位(I
)に−(CM、X)が複数個結合している場合にはXは
同−又は異なる置換基であシ、R′は水素、Rと同−又
は異なるアルキル基、フェニル基又は置換フェニル基で
あって、前記構造単位(I) 、 01) 。 および叫の数の和が50以上であり、前記構造単位(I
)と(6)の数の和が全構造単位数のlθ〜30チであ
り、前記構造単位(I)と(II)の数の比が1対10
〜県対1であることを特徴とした放射線感応性高分子レ
ジスト。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9063982A JPS58207041A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 放射線感応性高分子レジスト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9063982A JPS58207041A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 放射線感応性高分子レジスト |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58207041A true JPS58207041A (ja) | 1983-12-02 |
Family
ID=14004066
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9063982A Pending JPS58207041A (ja) | 1982-05-28 | 1982-05-28 | 放射線感応性高分子レジスト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58207041A (ja) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0122398A2 (en) * | 1983-04-18 | 1984-10-24 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Pattern forming material and method for forming pattern therewith |
JPS59193451A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成用材料及びパタ−ン形成方法 |
JPS6017443A (ja) * | 1983-07-11 | 1985-01-29 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成用材料及びパタ−ン形成方法 |
JPS6057833A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | レジスト材料 |
JPS60238827A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 感光性樹脂組成物 |
JPS61188539A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成方法 |
JPS6255650A (ja) * | 1985-09-05 | 1987-03-11 | Matsushita Electronics Corp | 基板上への樹脂パタ−ンの形成方法 |
WO1989004507A1 (en) * | 1987-11-09 | 1989-05-18 | Toray Silicone Co., Ltd. | Pattern forming material and method for forming pattern |
US5011901A (en) * | 1988-05-25 | 1991-04-30 | Dow Corning Toray Silicone | Polyorganosiloxane with chloromethyl groups |
-
1982
- 1982-05-28 JP JP9063982A patent/JPS58207041A/ja active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0222942B2 (ja) * | 1983-04-18 | 1990-05-22 | Nippon Telegraph & Telephone | |
JPS59193451A (ja) * | 1983-04-18 | 1984-11-02 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成用材料及びパタ−ン形成方法 |
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JPS60238827A (ja) * | 1984-05-14 | 1985-11-27 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 感光性樹脂組成物 |
JPH0344291B2 (ja) * | 1984-05-14 | 1991-07-05 | Nippon Telegraph & Telephone | |
JPS61188539A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-22 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パタ−ン形成方法 |
JPH0345380B2 (ja) * | 1985-02-18 | 1991-07-10 | Nippon Telegraph & Telephone | |
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WO1989004507A1 (en) * | 1987-11-09 | 1989-05-18 | Toray Silicone Co., Ltd. | Pattern forming material and method for forming pattern |
US4985342A (en) * | 1987-11-09 | 1991-01-15 | Toray Silicone Company, Ltd. | Polysiloxane pattern-forming material with SiO4/2 units and pattern formation method using same |
US5011901A (en) * | 1988-05-25 | 1991-04-30 | Dow Corning Toray Silicone | Polyorganosiloxane with chloromethyl groups |
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