JPS6058462B2 - ネガ型レジスト材料 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、電子線、Ｘ線、紫外線等の電離放射線リソ
グラフィ用ネガ型レジストに関する。

従来、この種のネガ型レジスト材料としては、ポリグリ
シジルメタクリレート、グリシジルメタクリレートとエ
チルアクリレートとの共重合体、グリシジルメタクリレ
ートとスチレンとの共重合体、エポキシ化ポリブタジエ
ンおよびその他が提案されている。これらのレジスト材
料は、電離放射線に対し高い感度を示すが、耐熱性およ
び耐ドライエッチング性の点でなお十分なものとはいえ
ない。したがつて、より高性能のレジスト材料の開発が
望まれている。この発明の目的は、電離放射線に対する
感度および解像性に優れ、しかも耐熱性および耐ドライ
エッチング性が改良されたネガ型レジスト材料を提供す
ることである。

この発明による電離放射線リソグラフィ用ネガ型レジス
ト材料は、トリアリルイソシアヌレートから誘導された
単位を４０ないし８０モル％含むトリアリルイソシアヌ
レートと芳香核および／またはニトリル基含有ビニル単
量体との２−エトキシエチルアセテートに可溶な共重合
体からなることを特徴とする。共重合体の製造に使用で
きるビニル単量体としては、たとえば、スチレン、ベン
ジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、フェニル
アクリレート、フェニルメタクリレート、アクリロニト
リル、メタクリロニトリル、ケイヒ酸ビニル、ナフチル
アクリレート、ナフチルメタクリレートおよびこれらに
類似の芳香核および／またはニトリル基含有ビニル単量
体がある。

共重合体のトリアリルイソシアヌレート単位含量は、４
０ないし８０モル％でなければならない。

ト’りアリルイソシアヌレート単位含量が４０モル％よ
りも実質的に低い共重合体は、電離放射線に対する感度
が低く、レジスト材料として実用できないし、また耐ド
ライエッチング性改良の目的からは共重合体のトリアリ
ルイソシアヌレート単位含量・を８０モル％以下にする
必要がある。好ましいトリアリルイソシアヌレート単位
含量は、４５ないし７０モル％である。共重合体の残余
の構成単位は、全部が前記の芳香核および／またはニト
リル基含有ビニル単量体から誘導された単位であること
ができるが、その一部（残余の構成単位の１０モル％以
下）がメチルメタクリレート、エチルアクリレートおよ
びグリシジルメタクリレートのようなその他のビニル単
量体またはジアリルフタレート、ジアリルイソフタレー
トおよびジアリルテレフタレートのようなアリル単量体
から誘導された単位であることもできる。

共重合体は、２−エトキシエチルアセテートに可溶な状
態のものでなければならないが、これは当該共重合体を
電離放射線リソグラフィに使用する際の溶剤として２−
エトキシエチルアセテートを使用しなければならないこ
とを意味するものではない。

使用に当つては適宜のしかるべき溶剤を使用できる。共
重合体は、溶解性の観点から重量平均分子量が２０００
ないし２５０００南に５０００ないし１０００００であ
るのが好ましく、また解像性の観点から分散度（重量平
均分子量と数平均分子量との比）が３以下特に２以下て
あるのが好ましい。

この発明のレジスト材料用の現像剤としては、モノクロ
ルベンゼンと酢酸イソアミルとの混合溶剤、メチルイソ
ブチルケトンおよびキシレンが適切であることがわかつ
た。

この発明によるネガ型レジスト材料は、電離放射線に対
し実用上十分に高い感度および解像性を示すと共に、従
来の電離放射線リソグラフィ用ネ！ガ型レジスト材料に
比較し耐熱性および耐ドライエツテング性が優れている
。

以下、具体例によりこの発明をさらに説明する。

実施例 トリアリルイソシアヌレート及びスチレンの単量体をモ
ノマー量の２倍量のベンゼンに溶かしモノマー全量の２
％の過酸化ベンゾイルを触媒とし５５℃にて加熱重合し
た。

反応液が粘調になつたときメタノールにそそぎ重合体を
沈殿した。上澄みｉ液を除き再びメチルエチルケトンに
溶解し、さらにメタノールにて沈殿した。同操作を２回
くり返した後、重合体をベンゼンに溶解し凍結乾燥し回
収した。トリアリルイソシアヌレートとスチレンとの共
重合体（重量平均分子量約４００００、分散度１．５ｓ
共重合比１：１）を２−エトキシエチルアセテートに約
２鍾量％の濃度になるように溶解してレジスト液とした
。

これをシリコン基板にスピンコート法により乾燥膜厚が
約１μｍとなるように塗布ノし、雰囲気流中８０℃で３
紛間熱処理したものを試料とした。この試料を加速電圧
１５Ｋ■の電子線て露光し、露光後モノクロルベンゼン
と酢酸イソアミルとの混合溶剤（１対１容積比）を現像
液とし液温２０℃で１ないし２分間浸漬することにより
現像した。

露光量を変化して実験を反復したところ、このレジスト
の感度（現像後にレジストの残膜率が５０％になるとき
の露光量）は、５×１０−６ＣＩｃＩ，であることがわ
かつた。これは、標準レジストとして使用されているポ
リメチルメタクリレートの感度２×１０−℃Ｉｃｌｔに
比べれば、２５＠の高域度である。前記試料に、ビーム
径０．２μｍの電子線によりラインアンドスペースパタ
ーンを描画したところ、１μｍラインアンドスペースの
設計値通りのパターンを形成できた。これは、解像性が
優れていることを示すものてある。前記試料に、電子線
により描画した１μｍ幅のラインパターン（初期パター
ン）と、描画後窒素気流中１４０℃で２紛間加熱した後
のパターンとの相異をＳＥＭ（断面写真）により観察し
たところ、パターンの変形が認められなかつた。

これは、この発明のレジストが耐熱性に優れていること
を示すものである。耐ドライエッチング性は、ＣＦ４ガ
スによるプラズマエッチングにより評価した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トリアリルイソシアヌレートから誘導された単位を
   ４０ないし８０モル％含むトリアリルイソシアヌレート
   と芳香核および／またはニトリル基含有ビニル単量体と
   の２−エトキシエチルアセテートの可溶な共重合体から
   なる電離放射線リソグラフィ用ネガ型レジスト材料。 ２ 前記共重合体の重量平均分子量が２０００ないし２
   ５００００であり、重量平均分子量と数平均分子量との
   比として表わされる分散度が３以下である特許請求の範
   囲第１項記載の材料。