JPS59146048A - 電子線又はx線に感応性の樹脂 - Google Patents

電子線又はx線に感応性の樹脂

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JPS59146048A
JPS59146048A JP2025883A JP2025883A JPS59146048A JP S59146048 A JPS59146048 A JP S59146048A JP 2025883 A JP2025883 A JP 2025883A JP 2025883 A JP2025883 A JP 2025883A JP S59146048 A JPS59146048 A JP S59146048A
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JP
Japan
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group
copolymer
methacrylate
solvent
vinyl monomer
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JP2025883A
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English (en)
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Hiroshi Azuma
東 廣巳
Hiroshi Maehara
前原 広
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JNC Corp
Original Assignee
Chisso Corp
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (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。

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は電子線又はX線に感応性の樹脂及びその製法に
関する。 現在、フォトレジストは集積回路および大規模集積回路
などの製作に不可欠なものとなっており、この進歩は超
精密加工技術の進歩と密接な関連がある。すなわち、こ
の技術の精度が進歩すればする程、さらに集積度の高い
ものが要求され、従来の紫外線を用いるフォトレジスト
より更に感度の高い解像度のすぐれたレジストが必要と
なってくる。その対応の一つとして露光時の光の回折現
象の少ないよシ短波長すなわち遠紫外線、電子線および
X線などの光源が使用されるようKなり、これに適した
レジストの開発が強く望1れるようになっている。 最近ではたとえば電子線レジストの場合、ネガ型のもの
ではポリグリシジルメタクリレート、ポジ型のものでは
ポリメチルメタクリレートがよく知られているが、前者
では解像度、後者では感1及が十分で々い。これらの性
質を改良する目的で、2.3−エビチオプロピルメタク
リレートと特定のビニルモノマー 開昭52−142798号)および3−モノクロルメテ
ルグリシジルメククリレートや3−モノクロルメチル−
2,8−エビチオプロピルメタクリレートの単独重合体
および共重合体(特開昭55−18672号)が開発さ
れているが、これらもまだ十分な性能余有していない。 本発明者らは以前から2.3−エビチオプ「スピルメタ
クリレートの合成法、これを用いた共重合反応、生成ポ
リマーの物性のω[究および2゜3−エビチオプロピル
メタクリレートと他のビニルモノマーとの共重合体の同
相光種かけ反応などについて多くの研究を行なってきた
。これらの研究結果を基イdlにして高感度、高解像j
埃の放射線架橋性レジストについて鋭意研究を11(ね
た結果、2.3−エビチオプロピルメタクリレートと一
般式CH2=CR’  (R’は■(またはC1−13
0=C−OR2 を示し、R2は炭素原子数6〜22のアルキル基督タハ
シクロヘキシル基、フェニル基又ハヘンジル基を示す。 )で表わされるビニルモノマーとを共重合させることに
よシ、得られた共重合体は電子線又はX線照射Vこよf
)2.3−エビチオプロピルメククリレート年独重合体
あるいは特開11fJ 52 1.42798号及び特
開昭55−IWに微細画像を形成することを見いだした
。 不発リリはこの知見にもとづくもので、2,3−エビチ
オグロピルノククリレ−1・と一般式0式% は炭素原子数が6〜22のアルキル基またはシクロヘキ
シル基、フェニル基又はベンジル基を示す。)で表わさ
れるビニルモノマーとの共重合体である電子線又はX線
に感応性の樹脂を第一の要旨とする。 本発明の第二の要旨は、2,3−エビチオプロピルメタ
クリレートと前記一般式で表わされるビニルモノマーの
少なくとも一種とを、後に生成する共重合体の溶媒であ
る有機溶媒中に溶解、混合し、重合開始剤を用いて共重
合を行ない、生成した共重合体を長月:の非溶媒中に注
入して沈殿させ、所望によシ溶解、沈殿をくシ返して精
製することにより前記本発明に係る共重合体全製造する
方法である。 上記一般式で表わされるモノマーとしては例えばアクリ
ル酸ヘキシル、アクリル酸へグチル。 アクリル酸オクチル、アクリル酸−2−エチルヘキシル
、アクリル酸デシル、アクリル酸ドデシル、アクリル酸
ペンタデシル、アクリル酸ヘキザデシル、アクリル酸オ
クタデンル、アクリル酸エイコシル、アクリル酸トコシ
ル、アクリル酸シクロヘキシル、アクリル酸フェニル、
アクリル酸ベンジル、メ47クリル酸ヘギシル、メタク
リル酸ヘプチル、メタクリル酸オクチル。 メタクリル酸−2−エチルヘキンル、メタクリル酸デシ
ル、メタクリル酸ドデシル、メタクリル酸ペンタデシル
、メタクリル酸′\ギサデシル。 メタクリル酸オクタデシル、メタクリル酸エイコシA1
.メタクリル酸トコシル、メタクリル酸シクロヘギシル
、メタクリル1駿フユ−ニル、メタクリル酸ベンジルな
どをあげることができる。 但[7、この場合、架橋性および感度の点から共jl

合体中に占める上記のビニル(;ツマ−の量ハ約1へ・
95 N、 ht%好゛ましくは10〜70%軍−I−
に%にすることが望ましい。 前記モノマー全溶)q¥、混合する有(良溶媒は、前記
共重合により生成する共!1(合体の良溶媒であること
が9J−ま[7いl) −すれは1該共1に合体Z?i
εを多−h4sの該共1rt合体の非溶媒に注入(7、
該共j3合体全沈殿さ一伊ることによって低分子I、を
屯合体金カット[7留製をすることができるからである
。 このような溶媒としてシ:j2、n−ヘギャン、ベンビ
ン、トルエン等がある。′−1だ非溶媒の例としてはメ
タノール、エタノール、イソプロピルアルコール等に挙
げる仁とができる5、 ie’−1i;ji庫1合開始剤としてはアゾニ) I
Jル鶏、有機過酸化物等のラジカル重合開始剤が適当で
ある。 前ML重合の温度は50〜] 20 ”Cが適当であシ
、重合時間は8 ”□ 301klI間がII濁当で;
15る1゜本発明に係る共垂冶体はTgが5−30 ”
C&)ものが好丑しい0従来は、電子線又はX線に11
&応性の樹脂′は、a線画1象形成の際のプリベ−り及
びポストベーク()持に後者)における耐iQ、A (
生(重合体の軟化に帰因する蛇行、変形等を生し−ない
こと)の向上のためTPO高いものが、3(止れ、追求
さ扛で来た。しかるにTgを高くすると感1随が低I;
するというマイブースがもたらされた。本発明の共重合
体で′1゛yが5・〜30°Cのものは、Tflが當e
at!を破る低さであって感1θ−が仲めて良好であり
、かつ驚くべきことに前、′ilLシリベーク及びポス
トベーク時における血j熱性が[連灯であるという特長
を有するものである。1前ddTyを低くするためには
、前H[2一般式で示されるビニルモノマーとして■(
、′の炭素数の太きいものを用いること、及び該ビニル
モノマーを多jii二に使用すること及び当該共重合体
Q)分子右1を小さくすることが有効である。例えば2
゜3−エビチオプロピルメタクリレートと2−エチル・
′\ギシルアクIJ シ・−トとのモ/l・比1:1の
兵事6合体によ、・い−Cは、T&はに籟が28.5万
では19°C313,3力では14℃、8,5万では1
0゛(jとなる。甘だ同じ−Lツマーでモ/L/比4:
1、ではもが9 ”−50万でT9は40〜46℃金示
本発明4IIJ脂を電+線又はX線用のレジストとし2
で用いて[ilt刻パターンを形成するためには、公知
の任意のパターン形成法を用いて行うことができる。本
発明に係る共重合体を、レジスト溶液形成のために、溶
解する溶剤とし−(畳、・」、l−/l/エン、トルエ
ンとメチルセロンルグア十i−)との1:】混合溶剤、
クロルベンゼンなどの−や\沸点の高い溶剤−井たはこ
れらと低沸点溶剤たどえばメチルエチルクートン、アセ
トンなどとの但 混合物を用いる1゜ 共車1合体の浴7代の濃)屹り二通常5〜15%(重量
/容積)のものが使用され、この9・i) tJ−fl
で(は基根への塗膜の均一性についてもよい結果ケー/
jλ−6る。 塗膜形成後、基根全プリベークシー、て溶i’l♀II
;’gく必要があるので辿常40〜120°゛Cの11
1晶)ESl t−713〜30分間加熱する。 現像ハトルエンヤメチルエチ)Ii々−トンなと(7)
有機溶剤が単独にまたはアルコール のを混合して使用でき、現像時間は一般(lこ糸530
秒−120秒でよい結果をffiえる。現在、ネガ型レ
ジストで感度のよいとし)われでいる1/ジス)COP
(メタクリl伺服グリシジルとーアクIJ )+y酸エ
チルとの共重合体)の電子僅vこ対゛す’ #’R (
、+)1は5X10”C/C屑程度とされていZ)Zノ
く、本号も明による1/シストの場合は同じような条件
下−C測定するとこれより約5〜10倍′すぐれた感度
を有することが確認された。すなわち、2.3−エビチ
オプロピルメタクリレートとアク1ノル酸2−エチルヘ
キシルとの1:1共車合体’C 、’)ロルベンゼンに
溶解し 5 o/浴液とした、もぐ)をシリコンウェハ
ー上にスピンナーを用いて塗布し、グリベークののち、
加速電圧10KVの電子線を照射した結果、その感度は
8 X 10−8C/c4にも達した。 このように本発明で得られる共重合体は放射線に対し、
感度、解像度ともにすぐれた結果を与え、またクローム
蒸着された基板などへの密着性もよく、クロームエツチ
ングに用いられる化学薬品に対する安定性もよいので、
集積回路用のクロムマスク用レジストとしてもすぐれた
効果を発揮できるものである。 次に本発明の実施例を説す4する。 実施例1 2.3−エビチオグロビルメタクリレートとアクリルe
−2−エチルヘキシルとQl:1モル比に混合し、トル
エン中60℃にて乗合を行ない、共重合体を得た。得ら
れた共重合体(儂も=200,000であり、ゲル浸透
クロマドグ2フイー(GPC)によシ求めたMw/M 
nは2.8であった。またTgは18°Cであった。 これをクロールベンゼンに溶解し、5%レジスト溶液と
し、0.2ミクロンのフィルターにてp過しだ。 一方、予め250°C130分間以上クリーンオープン
中で乾蛇したS iOz加工シリコンウエハー上に、ス
ピンナーを用い、回転数60 Orpmでこのレジスト
全塗布した。このものは0.53ミクロンの厚さを示し
た。 これを52°C,10分間、空気中でプリベークし、そ
の後これに加速電圧10KVで種々のDose量で電子
線露光を行なった。これをトルエンとエタノールとの容
積比5:2の混合溶媒を用いて室温にて2分間浸漬法に
て現像を行ない、引続いてメチルイソブチルケトンとイ
ングロバノールとの容積比1:3の混合溶媒をリンス液
として30秒間これに浸漬し、その後空気中で180°
C130分間ポストベークした。 こうして得られたそれぞれのパターンの残膜を測定し、
これらをグラフの上にプロットし、感反を求めたところ
、残膜季50%の点で1.2X10”C/c!という値
が得られた。この時のγ値は1.1で、2,3−エビチ
オグロビルメタクリレート単独重合体や従来知られてい
るこれとの共重合体のものではこれより低く、明らかに
向上がみられた。 実施例2 実施例1と同様にして、スピンナーを用い、回転数10
00 rpmにて同じレジスト全塗布したものを用い、
室温で45秒間浸漬法にてトルエンで現像した場合は8
 X 10−8C/ct4の感度が得られた。 実施例3 実施i+131で用いたと同じレジストをカラス平板に
クローム蒸着した基板上へ塗布し、l0KVの加速電圧
の電子線によシミ荷5XIO−7C/clrを照射し、
トルエンを主成分とする有機溶媒にて90秒間現像し、
リンスした。その後180”0.80分間、ポストベー
クした後、基板をアルカリ性フェリシアン化カリウム溶
液に浸漬してクロム膜を蝕刻した。 この方法で得られる腺の太さおよび二線間の距離は、約
1ミクロン程度であった。 以上 手  続  補  正  店 昭和59年 2″がZ〆[」 特許庁長官若杉和夫殿 1、事件の表示 昭和58年特許願第20258号 2 発明の名称 電T−線又(rよX線に感応性の■・[脂3 補正をす
る各 J↑(件との1゛ハ係 特許出願人 大阪府大阪11川り区中之島三丁し16番32号(〒5
:+0)(207)チ、ソ株式会社 代表者  野 木 貞 7J4F 4代理人 東京都新宿区新宿2 ”T−1−18番1弓(〒160
)5、補正命令の目イq (自発補正) なし 7 補正の対象 明細書の特許ijj’l求の範囲の1iY18、補正の
内存 別紙のと訃り 9 添付−書類 別紙(!侍行′l−1ii’を求の・1・1)団の9文
)   1ithJ\J、ト 別紙 (特、+′[N’P(求の範囲の全文)(112
,3−エビチオゾロビルメタクリレートと一般式 (シH,,= e −n、’  (ここにI(、′は水
素基ま/こはメチル0=C−C月も2 基を表わし、■11′は炭素数6〜22のアルキル基、
シクロヘキシル基、フェニル暴徒だはベンジル基を表わ
す。)で表わされるビニルモノマーのうちの少なくとも
一種との共重合体である電子線又はX線に感応性の樹脂
、。 (2)前記共重合体のガラス転移1’li7を度が5〜
30 ℃であることを特徴とする第(1)項に記載の1
−νj脂。 (5)2,3−工どチオプロピルメタクリレートオニ一
般式 CH2= C−1(、’  (ここに■(1′は水素基
線だはメブールo=c−on、’ 基を表わし1、■t2は炭素数6〜22のアルキルノ、
(9、シクロヘキシル基、フェニル拮櫨たはベンジル基
を表わす。)で表わされるビニルモノマーのうち少なく
とも一種とを、後に生成する用iri′汀体の溶媒であ
る有機溶媒中に溶解、混合し7、ili合開合剤始剤い
て共重合を行ない、生成t7/ζ↓1ミ重合体を多量の
非溶媒中に注入(−で沈殿:Nせ、所望により溶解、沈
殿をくり返1−y −CIN製する(−とを特徴とする
電子線又はX線に感応性の(5↑脂の製造方法。 6) 前記共爪合慮において用いる2、3−ff−ビデ
オゾロビルメタクリレ−トと前r尼ビニルモノマーの)
目的割合を土盛する共)R合体中に1.−いで占める重
合されたi’tiI記ビニル七ツマ−・が1〜95重吋
係となるようにすることを特徴とJ゛−る第(F))項
記載の方法。 (7)  前記共重合体においで用いる2、3−:r−
ビヂオブロビルメタクリレーートと前記ビニルモ、ノー
1−の縫的割合を生成する共重合体中において占める!
j7合された前記ビニルモノマーが10〜70重滑係と
なるようにするととを特徴とする第(5)項に詑載の方
法。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)2.8−エビチオプロピルメタクリレートと一般
    式 CH2=C−R’  (ここにR1は水素基またはメチ
    ル0=C−OR2 基を表わし、R2は炭素数6〜22のアルギル基、シク
    ロヘキシル基、フェニル基またはベンジル基を表わす。 )で表わされるとニルモノマーのうぢの少なくとも一種
    との共重合体である電子線又eよX線に感応性の樹脂。
  2. (2)前記共重合体のガラス転移温度が5〜3゜℃であ
    ることを特徴とする前記樹脂。
  3. (3)2.8−エビチオプロピルメタクリレートと一般
    式 CH□−(、R1(ここにR1は水素基またはメチル0
    =C−OR2 基を表わし、R2は炭素数6〜22のアルキル基、シク
    ロヘキシル基、フェニル基またはベンジル基を表わす。 )で表わされるビニルモノマーのうち少なくとも一種と
    を、後に生成する共重合体の溶媒である有機溶媒中に溶
    解、混合し7、井(合間始剤を用いて共重合を行ない、
    生成[〜だ共重合体を多量の非溶媒中に注入して沈殿さ
    せ、所望によシ溶解、沈殿をくり返して精製することを
    特徴とする電子線又ViX線に感応性の樹脂の製造方法
  4. (4)前記共重合において用いる2、3−エビチオプロ
    ピルメタクリレート ーの量的割合を生成する共重合体中において占める重合
    された前記ビニルモノマーが1〜95重量%となるよう
    にすることを!(、!I徴とする第(3)項記載の方法
  5. (5)前記共重合体において用いる2,3−エビチオプ
    ロピルメタクリレートと前記ビニルモノマーの量的割合
    を生成する共重合体中において占める重合された前記ビ
    ニルモノブーが10〜70重量%となるようになること
    を特徴とする第(3)項記載の方法。
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