JPS59197036A - パタ−ン形成用材料 - Google Patents

パタ−ン形成用材料

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Publication number
JPS59197036A
JPS59197036A JP11137482A JP11137482A JPS59197036A JP S59197036 A JPS59197036 A JP S59197036A JP 11137482 A JP11137482 A JP 11137482A JP 11137482 A JP11137482 A JP 11137482A JP S59197036 A JPS59197036 A JP S59197036A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
copolymer
fmma
ester
methacrylate
resist
Prior art date
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Pending
Application number
JP11137482A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumi Tsubaki
椿 和身
Nobuaki Komasa
向當 宣昭
Koichi Maeda
幸一 前田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Chemical Corp filed Critical Nissan Chemical Corp
Priority to JP11137482A priority Critical patent/JPS59197036A/ja
Publication of JPS59197036A publication Critical patent/JPS59197036A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography

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、パターン形成用材料に関するものであり、更
に詳しくはα−トリフルオロメチルアクリル酸エステル
とメタアク、リル酸アルキルまたはアルールエステルと
の共重合体からなり。
電子線、X線、遠紫外線等の電離放射線リソグラフィに
用いる微細加工用レジストに関するものである。
従来、半導体の微細加工を行なうのに、もっばらフォト
レジストが利用されてべた。この場合は、エネルギー源
として500〜400 nmの近紫外線を用いるため、
光の回折や、干渉が災して、解像の限界が約1μm程度
である。現在工業的には4〜5μmの解像度のレベルで
微細加工を行なっているが、最近L S T、の集積度
をさらに高める研究が進むにつれて、原理的に解像度を
高めることのできる電子線、X線9遠紫外線などを、エ
ネルギー源として利用する。電子線リングラフィ技術や
X線リングラフィ技術や遠紫外線リソグラフィ技術も用
いられるようKなった。
かかる技術に用いるポジ型レジストとしてポリメタクリ
ル酸メチル(以下PMMAと略す。)が、一部で実用化
されている。このレジストは極めて高い解像度を有して
おり、0.1μm程度のバター7を解像することができ
るが、しかし。
電子線やX線や、遠紫外線に対する感度が低く。
パターンの形成に長時間を要する欠点を有している。た
とえば電子線に対する感度は10〜10−4クーロンZ
扉であり、X線に対する感度は。
600−100 am、T/iといわれている。
また、同様にメタクリル酸誘導体や共重合体についても
同一の目的で検討されたが、未だしのものであった。
本研究者らは前記PMMAの欠点を改良すべF3 〈研究を進めた結果、一般式 。H2J−C!00、(
式中のRはアルキル基、アラルキル基、アリル基であり
、一部がハロゲンで置換されていても良い。)で表わさ
れるα−トリフルオロメチルアクリル酸エステル(以下
α−トリフルオロメチルアクリル酸エステルと略す。)
とメタクリル酸アルキルまたはアリールエステルとの共
重合体が基板との密着性が良く電子線、X線。
遠紫外線等の電離放射線リングラフィ用ポジ型レジスト
として高感度であシ、シかも高解像度を有していること
を発見し、また、この共重合体は、ガラス転位点が高い
ため、耐熱性にも優れ、蒸着や、プラズマ等の熱を伴う
加工にも適していることも発見し本発明を完成させるに
いしたがって本発明はα−トリフルオロメチルアクリル
酸エステルとメタクリル酸アルキルまたはア1)−ルエ
ステルとの共重合体からなるノ々ターン形成用材料を提
供するものである。
本発明に係るα−トリフルオロメチルアクリル酸エステ
ルとメタクリル酸アルキルまたは了り−ルエステルとの
共重合体中のα−トリフルオロメチルアクリル酸エステ
ルの組成モル比は0.1〜0.5が好ましい。また、α
−トリフルオロメチルアクリル酸エステルと各種メタク
リル酸アルキルまたはアリールエステルとの多元共重合
体も前記の目的に使用できる。
α−トリフルオロメチルアクリル酸エステルの具体例と
しては、α−トリフルオロメチルアクリル酸メチル、α
−トリフルオロメチルアクリル酸エチル、α−トリフル
オロメチルアクリル酸プロピル、α−トリフルオロメチ
ルアクリル酸ブチル、α−トリフルオロメチルアクリル
酸へキサフルオロブチル、α−トリフルオロメチルアク
リル酸1.1−ジメチルテトラフルオロプロピルなどが
挙げらレル。
一方、メタクリル酸アルキルまたはアリールエステルの
具体例としてはメタクリル酸メチル。
メタクリル酸エチル、メタクリル酸エチル。
メタクリル酸ブチル、メタクリル酸エチルなどが挙げら
れる。
以下実施例ならびに比較例を用いて本発明をさらに詳し
く説明する。
実施例−1 蒸留直後のメタクリル酸メチル0.028 molと蒸
留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチル0.
050 mol及び開始剤α−α′アゾピスジインプタ
ロニトリル0.004 fr f重合用アングルに仕込
みドライアイス・メタノールで冷却し、減圧排気した後
減圧下で封じ60℃で24時間重合した。その後生成し
た固体ポリマーをクロロホルムに溶解させ02μmのミ
クロフィルターを通した後メタノール中で再沈し、この
操作を3回くシかえずことによってポリマーを精製し乾
燥することによって共重合組成比力(0,7−0,乙の
メタクリル酸メチルとα−ト1Jフルオロメチル了りυ
ル酸メチルとの共重合体(以下FMMA−MMA共重合
体と略す)を457r得た。
このFMMA−M’MA共重合体の平均分子量は、妬:
 7.7 X 105. In :2.3X105で分
子量分布は−−二33であった。またガラス転位点はM
w/ Mn 127℃であった。
つぎに以下のようにして、電子線に対する特性を測定し
た。
5in2付Siを基板として用い、これに前記で得たF
 M M A −M M A共重合体を酢酸ノルマルブ
チルに溶解させた溶液をスピナーにより塗布し、140
℃で15分間プレベークすることによって基板上ic 
0.5μmの膜を形成させた。その後走査型電子顕微鏡
を用いて加速電圧3 D KVで電子線を照射した。こ
れを20℃の現像液に2分間浸@。
攪拌して現像し、現像後の膜厚を干渉顕微鏡を用いて測
定した。なお、現像液としてはメチルイソブルチケトン
を用いた。このメチルイソフ゛ナルケトンは未照射部の
FMMAWMMA  共重合体膜になんの変化も与えな
い。第1図に電子線に対する特性を示す。
第1図よシFMMA−MMA共重合体の電子線に対する
感度(膜厚が0となる照射量)が2×1゜C/cdで解
像度γが31であることがわがシ比較例−1として示し
た。PMMAより感度が大幅に向上し、解像度も向上し
ていることがわかる。
なお、 F M MA −M = A共重合体の基板に
対する接着性が良いため、現像中にFMMA−MMA共
重合体膜と基板との間に現像液が染み込みFMMA−’
MMA共重合体膜が剥離するようなことはなかった。ま
たガラス転位点が127°Cと高いので。
耐熱性に優れ、蒸着やプラズマ等の熱を伴う加工にも適
していることがわかる。
実施例−2 実施例−1で得られたFMMA−λ4 M A共重合体
を用いてFMMA  MMA共重合体のX線に対する特
性を測定した。測定方法は照射線を電子線から、波長4
.6λのRhLα線にかえたこと以外実施例1と同様の
方法で行なった。結果を第2図に示す。
第2図よりF M M A −M M A共重合体のX
線に対する感度(膜厚がOとなる照射量)がio。
m J/crAで解像度γが7.6であることがわかり
比較例−2として示したP M M Aより感度が大幅
に向上し、解像度も向上していることがわかる。
比較例−1 蒸留直後のメタクリル酸メチル0.047molと溶媒
としてアセトニトリル5 meおよび開始剤α−α′ア
ゾビスジイソブチロニトリル0.005 ?rを重合用
アンプルに仕込みドライアイス・メタノールで冷却し、
減圧排気した後減圧下で封じ。
60℃で18時間重合した。その後得られたポリマー溶
液をクロロホルムで希釈し0.2μmのミクロフィルタ
ー全通した後メタノール中で再沈シ、再びクロロホルム
に溶解させメタノール中で再沈させた。この操作をさら
に2回くりかえすことによってポリマーを精製し、乾燥
することによって44りrのPMMAを得た。このP 
MMAの平均分子量は、 iw: 8.6 X 10−
5Mn: 3.7 X10で分子量分布はMw / y
n : 2.3であった。またガラス転位点は105℃
であった。
つぎに実施例−1と同様の方法で電子線に対する特性を
測定した。現像液も実施例−1と同様メチルイソブチル
ケトンを用いた。このメチルイソブチルケトンは未照射
部のP M M A膜になんの変化も与えない。測定結
果を第1図に示す。
第1図よシP M M Aの電子線に対する感度(膜厚
が0となる照射量)が、2X10  a/crAで解像
度γが2.8であることがわかる。
比較例−2 比較例−1で得られたPMMAを用いてPMMAOX線
に対する特性を測定した。測定方法は。
照射線を電子線から、波長4.6父のRhLα線にかえ
たこと以外比較例−1と同様の方法で行なった。結果を
第2図に示す。
第2図よりPMMAOX線に対する感度(膜厚が0とな
る照射量)が600 mJ/cdlで感度γが4.5で
あることがわかる。
第1図のFMMA−MMA共重合体について例示したご
とぐ、γの値および感度は以下のようにして算出した。
【図面の簡単な説明】
第1図は、 F M M A −M M A共重合体及
びPMM遺のそれぞれの電子線感度特性を示す図であり
。 第2図は、X線に対する感度特性を示す図である。 特許出願人 日産化学工業株式会社 手続補正書(自発) 昭和57年 3月 ル日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示  昭和57年特許願第111374号
2、発明の名称 パターン形成用材料 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地1明細
書の発明の詳細な説明及び図面 5、補正の内容 (2)明細書の第3頁、第3行〜6行目の「また。 同様に・・・・・・・・・ ものでおった。」を削除す
る。 (3)明細書の第6頁、第8行〜9行目の「アリル」ヲ
「アリール」に補正する。 (4)明細書の第5頁、第14行目「インブチロニトリ
ル」ヲ「インブチロニトリル」に補正する。 (5)明細書の第7頁、1行目のr FMMA−MMA
 jをr FMMA−MMA Jに補正する。 (6)  明細書の第7頁の7行目の「とじて示した。 pMMAよシ」f、「とじて示した。 PMMAより」
に補正する。 (7ン 明細書第9頁、1行目のr MW : 8.6
X10−’un=z7x1oJを[MW: 8.6X1
05Mn : 3.7X10 Jに補正する。 (8〕  図面の第2図を別紙の通り補正する。 手続補正語(自発) 昭和57年 11月 22日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示  昭和57年特許願第111574号
2、発明の名称  パターン形成用材料3、補正をする
者 事件との関係  特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地1名称
 (g9B)  日産化学工業株式会社明MBtの発明
の詳細な説明の欄及び図面の簡単な説明の欄並びに図面
。 5、補正の内容 (1)明細語の第1頁の15行目「アルールヌ9表チル
」ヲ「アリールエステル」に補正する。 (2)  明細幅の第6頁、7行目のあとにっぎの実施
例ろおよび実施f114を加入する。 [実施′fIj 3 蒸留直後のメタクリル酸ノルマルブチル0.025mo
lと蒸留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチ
ル0.026mol及びα−α′アゾビスジ、 ÷ イソフチロトリル0.0045i’r’i重合用アンプ
ルに仕込みドライアイス・メタノールで冷却し減圧排気
した後、減圧下で封じ60’Cで24時間重合した。そ
の後生成した固体ポリマーを実施例1と同様の方法で精
製し乾燥することによって共重合組成比が0.7 : 
0.5のメタクリル酸ノルマルブチルとα−トリフルオ
ロメチルアクリル酸メチルとの共重合体(以下F M 
M A −nBuMA共重合体と略す。) fr:4.
49r得た。この’FMMA−nBuMA共重合体の平
均分子量は0Mw : 7.5 X 105゜Mn=3
.5X105で分子量分布は晶/扁:21であった。 つぎに現像液として、インプロピルアルコールを用いた
こと以外は実施例1と同様の方法で電子線に対する特性
を測定した。なお、現像液として用いたインプロピルア
ルコールは未照射部のF M、M A −nBuMA共
重合体膜になんの変化も与えない。第3図に電子線に対
する特性を示す。 第3図より、FMMA−nBuMA共重合体の電子線に
対する感度(膜厚が0となる照射量)が2x 1o−’
 C/c27で解像度γが60であることがわかる。 なお、FMMA−nBuMA共重合体の基板に対する接
着性が良いため、現像中にFMMA−nBuMA共重合
体膜と基板との間に現像液が染み込み。 F M M A −nBuMA共重合体膜が剥離するよ
うなことl”jなかった。 実施例4 蒸留直後のメタクリル酸イソブチルO025molと蒸
留直後のα−トリフルオロメチルアクリル酸メチル0.
026 mol及びα−α′アゾビス゛ンイソブチロニ
トリル0.004fr’に重合用アンプルに仕込みドラ
イアイス・メタノールで冷却し、減圧排気した後、減圧
下で封じ、60℃で24時間重合したその後生成した固
体ポリマーを実施例1と同様の方法で精製し、乾燥する
ことによって共重合組成比が0.7 : 0.5のメタ
クリル酸イソブチルとα−トリフルオロメチルアクリル
酸メチルとの共重合体(以下FMMA−iBuMAと略
す。) @ 4.3 !i’r得た。このF M M 
A−iBuMA共重合体の平均分子量は、 Mw : 
7.6X105゜扁:2.5X105で1分子量分布は
Mw/j石=33であった。またガラス転位点は105
℃であった。 つぎに現像液としてインプロピルアルコールを用いたこ
と以りtは実施例1と同様の方法で電子線に対する特性
を測定した。なお、現像液として用いたインプロピルア
ルコールは未照射部のF M M A −iBuMA共
重合体膜になんの変化も与えない。第4図に電子線に対
する特性を示す。 第4図よりFMMA −iB%MA共重合体の電子線に
対する感度(膜厚がOとなる照射量)が2.2×10−
’、 C/crlで解像度γが、乙0であることがわか
る。 なお、 FMMA−iBuMA共重合体の基板に対する
接着性が良いため、現像中にFMMA −iBuMA共
重合体膜と基板との間に現像液が染み込みFMMA−n
BuMA共重合体膜が剥離するようなことはなかった。  」 (81図面の簡単な説明の項の4行目の後に「′!iた
。第3図はFMMA −nBuMA共重合体の電子線感
度特性を示し、第4図はFMMA−iBuMA共重合体
の感度特性を示す図である。」を加入する。 )31′A ・Vロ裟螺ボl  (to −’e /c−リフiG′
/′1rE t)轢!!鎖(蓋 C1o−e、t−リ手続補正書 (
U賛) 昭和57年 /j月 3日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1 事件の表示 昭和57年特許願第111374号 2 発明の名称 パターン形成用材料 3 補正をする者 4 補正の対象 5 補正の内容 riBuMAJに補正する。 2発明の名称 パターン形成用材料 五補正をする者 事件との関係 特許出願人 住 所  東京都千代田区神田錦町3丁目7番地14、
補正命令の日付 昭和57年9月9日 5、補正の対象 図面 6補正の内容 別紙の通シ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 基、アラルキル基、アリノル基であり、一部がハロゲン
    で置換されていてもよい。)で表わされるα−トリフル
    オロメチルアクリル酸エステルと、メタアクリル酸アル
    キルまたは了り−ルエステルとの共重合体からなるパタ
    ーン形成用材料。
JP11137482A 1982-06-28 1982-06-28 パタ−ン形成用材料 Pending JPS59197036A (ja)

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Cited By (6)

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