JPS6259950A - Ionizing radiation sensitive positive type resist - Google Patents

Ionizing radiation sensitive positive type resist

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JPS6259950A
JPS6259950A JP19847885A JP19847885A JPS6259950A JP S6259950 A JPS6259950 A JP S6259950A JP 19847885 A JP19847885 A JP 19847885A JP 19847885 A JP19847885 A JP 19847885A JP S6259950 A JPS6259950 A JP S6259950A
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resist
copolymer
methacrylate
ionizing radiation
formula
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Kiyoshi Oguchi
小口 清
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/72Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705

Abstract

PURPOSE:To obtain a positive type resist having high sensitivity to ionizing radiation as well as excellent developability and high resolving power by usnig a copolymer consisting of two kinds of specific methacrylate structural units. CONSTITUTION:This resist consists of the copolymer formed of the structural units expressed by the formula I and the formula II (n is 5-10, R is an alkyl). The copolymer having 10,000-100,000mol.wt. is used. The molar ratio of the structural units expressed by the formula I and the formula II is 50:50-1:99, more particularly preferably 25:75-5:95. Such copolymer is dissolved in, for example, an arom. solvent, etc. and the soln. is coated on a semiconductor substrate or mask substrate. The coating is subjected to a prebaking treatment to form a resist film. The ionizing radiation is irradiated to the resist film according to the conventional practice to draw a pattern. The resist film is then processed with a developing soln. to obtain a resist pattern. Such copolymer has good adhesiveness to the substrate to permit the formation of the uniform thin film. The film has the high sensitivity to the ionizing radiation and the excellent developability as well. The positive image having high resolving power is thus obtd. and the resist is used for a large-scale integrated circuit, lithography, etc.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はLSI、超LSIなどの高密度集積回路あるい
はそれ等の製造に用いるフォトマスクの製造の際のリソ
グラフィ一工程で用いられる微細パターン形成に適した
レジストに関し、さらに詳しくは、電離放射線に対して
、高感度かつ高解像性のポジ型レジストに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention is suitable for forming fine patterns used in one step of lithography in the production of high-density integrated circuits such as LSIs and VLSIs, or photomasks used in the production thereof. The present invention relates to a positive resist, and more particularly to a positive resist with high sensitivity and high resolution to ionizing radiation.

従来の技術及び発明が解決しようとする問題点周知のよ
うに、近年半導体集積回路等の高性能化、高集積度化へ
の要求は一層増大している。このためリソグラフィー技
術としては、従来の紫外線を用いたフォトリソグラフィ
ーに代って、より波長が短かく、高エネルギーである電
離放射線すなわち電子線、軟X線、イオンビーム等を用
いるリソグラフィーにより超微細なパターン加工技術を
確立する努力が払われている。
Problems to be Solved by the Prior Art and the Invention As is well known, in recent years there has been an increasing demand for higher performance and higher integration of semiconductor integrated circuits and the like. For this reason, instead of photolithography using conventional ultraviolet rays, lithography technology uses ionizing radiation with shorter wavelengths and higher energy, such as electron beams, soft X-rays, ion beams, etc. Efforts are being made to establish pattern processing technology.

一方このような線源の変更による超微細リソグラフィー
技術を可能とするためには、使用されるレジスト材料も
それに応じた特性を有するものでなければならない、す
なわち、電離放射線に対して感応し、しかもレジストと
しての特性を有するものでなければならない。
On the other hand, in order to enable ultra-fine lithography technology by changing the radiation source, the resist material used must also have corresponding properties, that is, it must be sensitive to ionizing radiation, and It must have properties as a resist.

一般に高エネルギーのit電離放射線用いる超微細リソ
グラフィーに使用するレジスト材料としては1次のよう
な特性を有していることが要請される。
Generally, resist materials used in ultrafine lithography using high-energy IT ionizing radiation are required to have first-order characteristics.

(イ)電離放射線に対して高感度であること。(a) High sensitivity to ionizing radiation.

(ロ)高解像性であること。(b) High resolution.

(ハ)基板との密着性が良好であること。(c) Good adhesion to the substrate.

(ニ)均質な薄護の形成が可能であること。(d) It is possible to form a homogeneous thin shield.

(ホ)現像性が優れていること。(e) Excellent developability.

従来、上記の目的で用いる電離放射線感応レジストとし
ては、数多くのものが開発されており。
Conventionally, many ionizing radiation sensitive resists have been developed for use for the above purpose.

これらは、電離放射線の照射によって崩壊反応を起こし
て照射部が可溶化するポジ型と、電離放射線の照射によ
って架橋反応を起こし照射部が不溶化するネガ型とに分
離される。これらのうち解像力の点で比較すると、一般
にネガ型よりポジ型の方がすぐれているものが多い。
These are divided into positive types, in which a decay reaction occurs upon irradiation with ionizing radiation and the irradiated portions become solubilized, and negative types, in which crosslinking reactions occur upon irradiation with ionizing radiation and the irradiated portions become insolubilized. Among these, when compared in terms of resolution, positive types are generally superior to negative types.

従来知られているポジ型レジストの代表的なものとして
は、ポリメチルメタクリレートなどのアルキルメタクリ
レート系およびこれらのアルキル基を種々のハロゲンで
置換した誘導体の他、ポリブテン−1−スルホンに代表
されるオレフィンスルホン系レジストなどがある。
Typical conventionally known positive resists include alkyl methacrylates such as polymethyl methacrylate and derivatives in which the alkyl group is substituted with various halogens, as well as olefin resists such as polybutene-1-sulfone. There are sulfone resists, etc.

しかしながら、これら従来の電離放射線感応ポジ型レジ
ストは、以下に述べるような欠点を有しており、超微細
リソグラフィーに使用するレジストとしては必ずしも満
足のいくものではない。
However, these conventional positive resists sensitive to ionizing radiation have the following drawbacks, and are not necessarily satisfactory as resists for use in ultrafine lithography.

例えば、ポリメチルメタクリレートは、比較的高い解像
性を有してはいるが、電離放射線に対する感度が低いた
め(たとえば、電子線の場合1×10−4ク一ロン/a
j以上の照射量を要する)パターンの形成に時間がかか
るという問題がある。またハロゲン化ポリアルキルメタ
クリレートは、ポリメチルメタクリレートに比べ比較的
高い感度を有していることが知られているが、基板との
密着性が悪いという問題があり、シリコンなどの基板に
付着させたレジストパターンが現像の際に容易に剥離し
てしまう。さらにまた、オレフィンスルホン系レジスト
、例えばポリブテン−1−スルホンは、ポリメチルメタ
クリレートにくらべ1桁以上の高感度性を有してはいる
ものの、解像力はポリメチルメタクリレートには及ばず
、しかも密着性、熱的安定性などに問題があり、−室以
上のパターニング精度を得るためにはリソグラフィ一工
程の条件設定(たとえば、現像液組成、温度、処理時間
など)およびその制御が非常に難しくなるという欠点が
ある。
For example, although polymethyl methacrylate has relatively high resolution, it has low sensitivity to ionizing radiation (e.g., 1 x 10-4 corons/a for electron beams).
There is a problem in that it takes time to form a pattern (requiring a dose of irradiation of j or more). Furthermore, halogenated polyalkyl methacrylate is known to have relatively high sensitivity compared to polymethyl methacrylate, but it has the problem of poor adhesion to substrates, so it is difficult to adhere it to substrates such as silicon. The resist pattern easily peels off during development. Furthermore, although olefin sulfone resists, such as polybutene-1-sulfone, have sensitivity that is one order of magnitude higher than that of polymethyl methacrylate, their resolution is not as high as that of polymethyl methacrylate, and their adhesion and There are problems with thermal stability, etc., and it is extremely difficult to set and control the conditions for one lithography process (e.g., developer composition, temperature, processing time, etc.) in order to obtain patterning accuracy that is better than - There is.

問題を解決するためにの手段 本発明は、上述した従来のレジストが有する問題点に鑑
みてなされたものであり、電離放射線に対して高感度か
つ高解像性を有し、基板との密着性ならびに現像性にも
すぐれた電離放射線感応ポジ型レジストを提供すること
を目的とする。
Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the problems of the conventional resists described above, and has high sensitivity and high resolution to ionizing radiation, and has good adhesion to the substrate. The object of the present invention is to provide an ionizing radiation-sensitive positive resist having excellent properties and developability.

本発明者は、超微細リソグラフィーを可能とするレジス
ト材料を得るべく研究した結果、長鎖フロロアルキル基
を有するフロロアルキルメタクリレートとアルキルメタ
クリレートとを特定の割合にて共重合させた重合体が、
ポジ型レジストとして極めてすぐれた特性を有している
ことを見出し本発明に到達したものである。すなわち本
発明は。
As a result of research to obtain a resist material that enables ultra-fine lithography, the present inventor found that a polymer in which a fluoroalkyl methacrylate having a long-chain fluoroalkyl group and an alkyl methacrylate were copolymerized in a specific ratio,
The present invention was achieved by discovering that this resist has extremely excellent properties as a positive resist. That is, the present invention.

下記一般式 ■とIIとの共重合体からなり、分子量がto、oo。General formula below It consists of a copolymer of (1) and (2), and has a molecular weight of to and oo.

〜i、ooo、oooであることを特徴とする電離放射
線感応ポジ型レジスト材料に関するものである。
The present invention relates to an ionizing radiation-sensitive positive resist material characterized in that the resist composition has the following characteristics: -i, ooo, ooo.

(’、+4− (式中のnは5〜10.Rはアルキル基を表わす)本発
明にかかわる共重合体における一般式IとIIとの割合
は、so:so〜1:99.特に25ニア5〜5:95
であることが好ましい、共重合体中における一般式■の
割合が50モル%以上の場合には溶解性が著しく低下し
、その結実現像特性に問題が起こり所望の感度が得られ
にくくなる。
(', +4- (n in the formula is 5 to 10. R represents an alkyl group) The ratio of general formulas I and II in the copolymer related to the present invention is so:so to 1:99.In particular, 25 Near 5-5:95
If the proportion of the general formula (1) in the copolymer is preferably 50 mol % or more, the solubility will be significantly reduced, causing problems in the imaging characteristics and making it difficult to obtain the desired sensitivity.

一般式■におけるRのアルキル基としては、メチル基、
エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチ
ル基、i−ブチル基、t−ブチル基、n−アミル基、3
−ペンチル基、2−メチル−1−ブチル基。
As the alkyl group of R in general formula (■), methyl group,
Ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-amyl group, 3
-pentyl group, 2-methyl-1-butyl group.

3−メチル−1−ブチル基、n−ヘキシル基、2−メチ
ル−1−ペンチル基、2−エチル−1−ブチル基、4−
メチル−2−ペンチル基、n−ヘプチル基、2−ヘプチ
ル基、 n−オクチル基などがあげられる。Rのアルキ
ル基をこれ以上大きくすると重合しにくくなり、所望の
分子量のポリマーが得られにくくなる。
3-methyl-1-butyl group, n-hexyl group, 2-methyl-1-pentyl group, 2-ethyl-1-butyl group, 4-
Examples include methyl-2-pentyl group, n-heptyl group, 2-heptyl group, and n-octyl group. If the alkyl group of R is made larger than this, polymerization becomes difficult and it becomes difficult to obtain a polymer with a desired molecular weight.

一般式■及びHの化合物は、例えば一般式Iの化合物と
しては、IH,1)1.2)1.2)1−トリデカフロ
ロオクタニルメタクリレート、l)1.IH,2H,2
H−ペンタデカフロロノナニルメタクリレート、 1)
1.IH,2H,2)1−ヘプタデカフロロデカニルメ
タクリレート、IH2LH,2H,2H−ノナデカフロ
ロウンデカニルメタクリレート、IH,IH,2H,2
)1−エイコサフロロドデカニルメタクリレート、IH
,IH,2H,2H−トリコサフロロトリデカニルメタ
クリレートをあげることができ一般式Hの化合物として
はメチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ロー
プロピルメタクリレート、i−プロピルメタクリレート
、n−ブチルメタクリレート、i−ブチルメタクリレー
ト、t−ブチルメタクリレート、ローアミルメタクリレ
ート、3〜ペンチルメタクリレート、2−メチル−1−
ブチルメタクリレート、3−メチル−1−ブチルメタク
リレート、n−へキシルメタクリレート、2−メチル−
1−ペンチルメタクリレート、2−エチル−1−ブチル
メタクリレート、4−メチル−2−ペンチルメタクリレ
ート、n−ヘプチルメタクリレート、2−へブチルメタ
クリレート、n−オクチルメタクリレートをあげること
ができる。
Compounds of general formula (1) and H include, for example, compounds of general formula I: IH, 1) 1.2) 1.2) 1-tridecafluorooctanyl methacrylate, l) 1. IH, 2H, 2
H-pentadecafluorononanyl methacrylate, 1)
1. IH,2H,2) 1-heptadecafluorodecanyl methacrylate, IH2LH,2H,2H-nonadecafluoroundecanyl methacrylate, IH,IH,2H,2
) 1-eicosafluorododecanyl methacrylate, IH
, IH, 2H, 2H-tricosafluorotridecanyl methacrylate. Compounds of general formula H include methyl methacrylate, ethyl methacrylate, rhopropyl methacrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl methacrylate, t-Butyl methacrylate, low amyl methacrylate, 3-pentyl methacrylate, 2-methyl-1-
Butyl methacrylate, 3-methyl-1-butyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, 2-methyl-
Examples include 1-pentyl methacrylate, 2-ethyl-1-butyl methacrylate, 4-methyl-2-pentyl methacrylate, n-heptyl methacrylate, 2-hebutyl methacrylate, and n-octyl methacrylate.

共重合の方法としては、特に限定されるものではなく、
通常の重合方法1例えば乳化重合、懸濁重合、バルク重
合、溶液重合などにより共重合することができる。
The copolymerization method is not particularly limited,
Copolymerization can be carried out by conventional polymerization methods 1, such as emulsion polymerization, suspension polymerization, bulk polymerization, and solution polymerization.

次に本発明のレジストを用いてリソグラフィーを行う方
法について説明する。
Next, a method of performing lithography using the resist of the present invention will be described.

まず本発明のレジストをベンゼン、キシレン等の芳香族
系溶剤、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶
剤、クロロホルム、エチレンクロライド等の塩素系溶剤
、酢酢エチル、メチルセロソルブアセテート等のエステ
ル系溶剤の単独または、混合溶剤に溶解して、塗布に適
した粘度を有する3〜15重量%程度のレジスト溶液を
調製する。
First, the resist of the present invention is prepared using aromatic solvents such as benzene and xylene, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, chlorine solvents such as chloroform and ethylene chloride, and ester solvents such as ethyl acetate and methyl cellosolve acetate. , a resist solution of about 3 to 15% by weight having a viscosity suitable for coating is prepared by dissolving it in a mixed solvent.

次いで、このレジスト溶液を処理すべき半導体基板もし
くは、マスク基板上にスピンナーコーティング法等の常
法により、均一に塗布し、プリベーク処理を施して厚さ
0.1〜2μs程度のレジスト膜を形成する。プリベー
ク条件は使用した溶媒の種類にもよるが、一般に温度7
0℃〜180℃、時間20〜40分程度が適している。
Next, this resist solution is uniformly applied onto a semiconductor substrate to be processed or a mask substrate by a conventional method such as a spinner coating method, and a prebaking process is performed to form a resist film with a thickness of about 0.1 to 2 μs. . Prebake conditions depend on the type of solvent used, but generally the temperature is 7.
A temperature of 0°C to 180°C and a time of about 20 to 40 minutes is suitable.

続いて、レジスト膜の所望部分に常法に従って電子線、
軟X線等の電離放射線を照射してパターン描画を行い、
更に現像液で処理して照射部のレジスト膜を選択的に溶
解除去することによりレジストパターンを形成する。現
像液としては、上述したレジスト溶液の調製に用いたの
と同様の溶剤類と低級アルコールとの混合溶剤が好まし
く用いられる。現像後のレジストパターンを有する基板
には、必要に応じて更にポストベーク処理およびスカム
除去処理を施した後、エツチングを行い、基板の露出部
にエツチングパターンを形成する。
Next, a desired portion of the resist film is exposed to an electron beam using a conventional method.
Patterns are drawn by irradiating ionizing radiation such as soft X-rays,
Furthermore, a resist pattern is formed by processing with a developer to selectively dissolve and remove the resist film in the irradiated areas. As the developer, a mixed solvent of a lower alcohol and the same solvents as those used in preparing the resist solution described above is preferably used. The substrate having the resist pattern after development is further subjected to post-bake treatment and scum removal treatment as required, and then etched to form an etched pattern on the exposed portion of the substrate.

ポストベーク処理は、例えば温度120〜180℃、時
間20〜40分の条件で行い、またスカム除去処理は例
えば酸素プラズマを用い圧力0.8〜ITorr、出力
100Wの条件で1〜2分処理することにより行える。
The post-bake treatment is performed, for example, at a temperature of 120 to 180° C. and a time of 20 to 40 minutes, and the scum removal treatment is performed, for example, using oxygen plasma at a pressure of 0.8 to ITorr and an output of 100 W for 1 to 2 minutes. This can be done by

エツチング後、レジストパターンを剥離液等により除去
すればリソグラフィ一工程の1サイクルが終了する。
After etching, one cycle of one lithography process is completed by removing the resist pattern using a stripping solution or the like.

実施例 以下本発明を実施例により更に具体的に説明する。Example The present invention will be explained in more detail below using examples.

実施例1 一般式Iにおけるnが5であるlu、to、2H,zu
、 −トリデカフロロオクタニルメタクリレート17.
3%(0,04モル)と一般式HにおけるRがメチル基
であるメチルメタクリレート40.Of (0,4モル
)をテトラヒドロフラン(Tl(F) 100 gに加
え、これにアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0
.05 gを加えた後、窒素雰囲中、55℃で40時間
反応させた。反応後火量のメタノール中にあけ、ポリマ
ーを回収し、得られたポリマーはTHF−メタノール系
で2回再沈精製し、共重合体ポリマーを18.5%の収
率で得た。
Example 1 lu, to, 2H, zu where n in general formula I is 5
, -tridecafluorooctanyl methacrylate 17.
3% (0.04 mol) and methyl methacrylate in which R in the general formula H is a methyl group 40. Of (0.4 mol) was added to 100 g of tetrahydrofuran (Tl(F), to which azobisisobutyronitrile (AIBN) 0
.. After adding 0.5 g of the mixture, the mixture was reacted at 55° C. for 40 hours in a nitrogen atmosphere. After the reaction, the mixture was poured into methanol to recover the polymer, and the resulting polymer was purified by reprecipitation twice in a THF-methanol system to obtain a copolymer with a yield of 18.5%.

得られた共重合体中のメチルメタクリレートの割合は、
元素分析より90モル%であり、分子量はゲルパーミェ
ーションクロマトグラフィー(GPC)より264 、
000であった。
The proportion of methyl methacrylate in the obtained copolymer is
It is 90 mol% by elemental analysis, and the molecular weight is 264 by gel permeation chromatography (GPC).
It was 000.

上記ポリマーをクロロベンゼンに溶解し、0.2−のフ
ィルターでろ過して濃度8重量%のレジスト溶液を得た
。このレジスト溶液をクロムマスク基板上にスピンナー
コーティング法により塗布し90℃で30分間プリベー
クして厚さ5000人の均一なレジスト膜を得た0次に
このレジスト膜にビーム径0.25.、加速電圧10k
Vで電子線を照射した。露光量を変化させて照射を行っ
た後、メチルイソブチルケトン(MIBK) :イソプ
ロビルアルコール(IPA)=1:2に40秒浸漬して
イソプロピルアルコールでリンスしたのちの残膜率を露
光量に対してプロットして感度曲線とし、現像後の残膜
率が0となる露光量を感度とした。このレジスト膜の感
度は3X10−’クーロン/cslであった。
The above polymer was dissolved in chlorobenzene and filtered through a 0.2-filter to obtain a resist solution having a concentration of 8% by weight. This resist solution was applied onto a chrome mask substrate by a spinner coating method and prebaked at 90°C for 30 minutes to obtain a uniform resist film with a thickness of 5,000 mm. , acceleration voltage 10k
Electron beam irradiation was performed at V. After irradiating with varying exposure doses, immerse it in methyl isobutyl ketone (MIBK):isopropyl alcohol (IPA) = 1:2 for 40 seconds and rinse with isopropyl alcohol. The sensitivity curve was plotted and the exposure amount at which the residual film rate after development was 0 was defined as the sensitivity. The sensitivity of this resist film was 3×10 −′ coulombs/csl.

更にこのレジストを用い、上記と同様にしてクロムマス
ク基板上に厚さ5000人のレジスト膜を得、これにビ
ーム径0.5μs、加速電圧10kVの電子線を用い、
3X10−’クローン/d照射量で照射してパターン描
画を行った。更にこのレジスト膜をMIBK :IPA
=1:2で40秒間処理して現像し、IPAで30秒間
洗浄してレジストパターンを得た。
Furthermore, using this resist, a resist film with a thickness of 5,000 layers was obtained on a chrome mask substrate in the same manner as above, and using an electron beam with a beam diameter of 0.5 μs and an acceleration voltage of 10 kV,
Pattern drawing was performed by irradiating with a dose of 3×10 −′ clones/d. Furthermore, this resist film is coated with MIBK:IPA
= 1:2 for 40 seconds, developed, and washed with IPA for 30 seconds to obtain a resist pattern.

次にレジストパターンが設けられた基板を140℃で3
0分間ポストベークした後、硝酸第二セリウムアンモニ
ウム水溶液中に浸漬することによりクロム膜の露出部を
40秒間エツチングした。レジストパターンは上記ウェ
ットエツチングに際し基板に対して充分な密着性を示し
た。エツチング後、基板を硫酸−過酸化水素混合液より
なる剥離液に70℃で5分間浸漬した後、レジストパタ
ーンを剥離し、1声のラインとスペースからなるクロム
パターンを有するフォトマスクを得た。
Next, the substrate with the resist pattern was heated to 140℃ for 3
After post-baking for 0 minutes, the exposed portion of the chromium film was etched for 40 seconds by immersing it in an aqueous ceric ammonium nitrate solution. The resist pattern showed sufficient adhesion to the substrate during the wet etching described above. After etching, the substrate was immersed in a stripping solution consisting of a sulfuric acid-hydrogen peroxide mixture at 70 DEG C. for 5 minutes, and then the resist pattern was stripped off to obtain a photomask having a chrome pattern consisting of single lines and spaces.

実施例2 1H,IH,2H,2H−トリデカフロロオクタニルメ
タクリレート25グ(5,79X 10−”モル)とメ
チルメタクリレート23.2t (0,23モル)を用
いて実施例1と同様な方法で共重合体を得た。得られた
共重合体中のメチルメタクリレートの割合は79モルで
あり。
Example 2 Similar procedure to Example 1 using 25 g (5,79×10-” mol) of 1H,IH,2H,2H-tridecafluorooctanyl methacrylate and 23.2 t (0,23 mol) of methyl methacrylate. A copolymer was obtained.The proportion of methyl methacrylate in the obtained copolymer was 79 moles.

分子量は235000であった。The molecular weight was 235,000.

得られたポリマーをクロロベンゼンに溶解し、0.2−
のフィルターでろ過して濃度8重量%のレジスト溶液を
得た。
The obtained polymer was dissolved in chlorobenzene and 0.2-
A resist solution having a concentration of 8% by weight was obtained.

このレジスト溶液を厚さ1500人のシリコン酸化膜を
有するシリコンウェハー上にスピンナーコーティング法
により塗布し、90℃、30分間のプリベーク処理を行
い厚さ5ooo人の均一なレジスト膜を形成した0次に
このレジスト膜にビーム径0.25.。
This resist solution was applied onto a silicon wafer having a silicon oxide film with a thickness of 1,500 mm using a spinner coating method, and prebaked at 90°C for 30 minutes to form a uniform resist film with a thickness of 5 mm. This resist film has a beam diameter of 0.25. .

加速電圧10kVで電子線を2X10−″!クーロン/
dで照射した後MIBK : IPA=17 : 33
で40秒間処理して現像し、IPAで30秒間洗浄して
レジストパターンを形成した。
Electron beam with acceleration voltage 10kV 2X10-''!Coulomb/
After irradiation with d MIBK: IPA = 17: 33
The resist pattern was developed by processing with water for 40 seconds, and was washed with IPA for 30 seconds to form a resist pattern.

次いで実施例1と同様のボストベーク処理をしたのち、
40%フッ化アンモニウム水溶液と48%フッ酸水溶液
とを10=1の割合で混合して得たエツチング液中に浸
漬し、3分間のエツチングを行なった。
Next, after performing the same boss baking treatment as in Example 1,
It was immersed in an etching solution prepared by mixing a 40% ammonium fluoride aqueous solution and a 48% hydrofluoric acid aqueous solution in a ratio of 10=1, and etched for 3 minutes.

エツチング後、基板を酸素プラズマを用い5Torr、
 300Wの条件で処理してレジストを剥離し、0.5
−のラインとスペースからなるシリコン酸化膜のパター
ンを得た。
After etching, the substrate was heated to 5 Torr using oxygen plasma.
The resist was removed by processing under the conditions of 300W, and the
A silicon oxide film pattern consisting of - lines and spaces was obtained.

実施例3 一般式■におけるnが7であるLH、LH、28、2H
−へブタデカフロロデカニルメタクリレート20.0 
i(3,76X 10−”モル)とメチルメタクリレー
ト37.67(0,376モル)を用いて実施例1と同
様な方法で共重合体を得た。得られた共重合体中のメチ
ルメタクリレートの割合は91モル%であり、分子量は
212000であった。
Example 3 LH, LH, 28, 2H where n in general formula (■) is 7
-Hebutadecafluorodecanyl methacrylate 20.0
A copolymer was obtained in the same manner as in Example 1 using i (3,76 x 10-" mol) and methyl methacrylate 37.67 (0,376 mol). Methyl methacrylate in the obtained copolymer The proportion was 91 mol%, and the molecular weight was 212,000.

得られたポリマーをクロロベンゼンに溶解し、0.2−
のフィルターでろ過して濃度8重量%のレジスト溶液を
得た。
The obtained polymer was dissolved in chlorobenzene and 0.2-
A resist solution having a concentration of 8% by weight was obtained.

このレジスト溶液をクロムマスク基板上にスピシナ−コ
ーティング法に塗布し、180℃で30分間プリベーク
して厚さ6000人の均一なレジスト膜を得た。
This resist solution was applied onto a chrome mask substrate using the Spicin coating method and prebaked at 180° C. for 30 minutes to obtain a uniform resist film with a thickness of 6,000.

次にこのレジスト膜にビーム径0.25.、加速電10
kVで電子線を5XIO−’クーロン/層の照射量で照
射してパターン描画を行った。更にこのレジスト膜をM
IBに:IPA=2:3で1分間処理して現像しIPA
で30秒間洗浄してレジストパターンを形成した。
Next, apply a beam diameter of 0.25 to this resist film. , accelerating electric 10
Pattern writing was performed by irradiation with an electron beam at kV with a dose of 5XIO-' coulombs/layer. Furthermore, this resist film is
IB: IPA = 2:3, process for 1 minute, develop and IPA
A resist pattern was formed by washing for 30 seconds.

次に得られたレジストパターンを有する基板をiso℃
で30分間ポストベークした後、圧力I Torr、出
力100Wの酸素プラズマにより1分間のスカム除去処
理を行った。次にこの基板について圧力3X 1O−1
Torr 、出力300WでCa2と0□の混合ガスを
用いた反応性スパッタエツチングによりクロム膜の露出
部を5分間エツチングした。
Next, the substrate with the obtained resist pattern was heated at iso℃.
After post-baking for 30 minutes, scum removal treatment was performed for 1 minute using oxygen plasma at a pressure of I Torr and an output of 100 W. Next, apply a pressure of 3X 1O-1 to this substrate.
The exposed portion of the chromium film was etched for 5 minutes by reactive sputter etching using a mixed gas of Ca2 and 0□ at Torr and an output of 300 W.

エツチング後実施例1と同様にして、レジストを剥離し
、1−のラインとスペースからなるクロムパターンを有
するフォトマスクを得た。
After etching, the resist was peeled off in the same manner as in Example 1 to obtain a photomask having a chrome pattern consisting of 1- lines and spaces.

実施例4 IH,LH,211,2H−へブタデカフロロデカニル
メタクリレート10.6子(1,99x 10−” )
モルとメチルメタクリレート40.0i (0,4モル
)を用いて実施例】と同様な方法で共重合体を得た。
Example 4 IH,LH,211,2H-hebutadecafluorodecanyl methacrylate 10.6 molecules (1,99x 10-”)
A copolymer was obtained in the same manner as in Example using 40.0i (0.4 mol) of methyl methacrylate.

得られた共重合体中のメチルメタクリレートの割合は、
95モル%であり分子量は195000であった。
The proportion of methyl methacrylate in the obtained copolymer is
It was 95 mol% and the molecular weight was 195,000.

得られたポリマーをメチルセロソルブアセテートに溶解
し、0.2μsのフィルターでろ過して濃度8重量%の
レジスト溶液を得た。
The obtained polymer was dissolved in methyl cellosolve acetate and filtered through a 0.2 μs filter to obtain a resist solution having a concentration of 8% by weight.

このレジスト溶液を実施例1と同様な方法でコーティン
グおよびプリベークした後、電子線照射を行い、 MI
BK:IPA= 1 : 2で60秒間現像したところ
5X10−’クーロン/層の感度を示した。
After coating and prebaking this resist solution in the same manner as in Example 1, electron beam irradiation was performed to obtain MI
Development with BK:IPA=1:2 for 60 seconds gave a sensitivity of 5×10-' coulombs/layer.

実施例5 IH,LH,2H,2H−トリデカフロロオクタニルメ
タクリレ−)−21,6# (0,05モル)とメチル
メタクリレート305F (0,30モル)をベンゼン
100子に加えこれにAIBN 0.02 iを加えた
後、窒素雰囲気中55℃で60時間反応させた。反応後
実施例1と同様な方法で精製し共重合体ポリマーを90
%の収率で得た。
Example 5 IH, LH, 2H, 2H-tridecafluorooctanyl methacrylate-21,6# (0.05 mol) and methyl methacrylate 305F (0.30 mol) were added to 100 benzene and AIBN was added to the mixture. After adding 0.02 i, the mixture was reacted at 55° C. for 60 hours in a nitrogen atmosphere. After the reaction, the copolymer was purified in the same manner as in Example 1 to obtain 90% of the copolymer.
% yield.

得られた共重合体中のメチルメタクリレートの割合は8
6モル%であり、分子量は68000であった。
The proportion of methyl methacrylate in the obtained copolymer was 8
The molecular weight was 68,000.

上記ポリマーの5重量%メチルセロソルブアセテート溶
液からなるレジスト溶液を用いて、実施例1と同様な方
法でコーティングおよびプリベークした後電子線照射を
行いMIBK:IPA=:2 : 3で30秒間現像し
たところ、lXl0−@クーロン/dノ感度を示した。
Using a resist solution consisting of a 5% by weight methyl cellosolve acetate solution of the above polymer, it was coated and prebaked in the same manner as in Example 1, then irradiated with an electron beam and developed with MIBK:IPA=:2:3 for 30 seconds. , lXl0-@coulomb/d.

実施例6 18.114,2H,2H−へブタデカフロロデカニル
メタクリレート21.3グ(0,04モル)と一般式■
におけるRがn−ブチル基であるn−ブチルメタクリレ
ート28.49 (0,20モル)を用いて実施例1と
同様な方法で共重合体を得た。
Example 6 18.114,2H,2H-hebutadecafluorodecanyl methacrylate 21.3 g (0.04 mol) and general formula ■
A copolymer was obtained in the same manner as in Example 1 using 28.49 (0.20 mol) of n-butyl methacrylate in which R is an n-butyl group.

得られた共重合体中のn−ブチルメタクリレートの割合
は83モル%であり分子量は420000であった。
The proportion of n-butyl methacrylate in the obtained copolymer was 83 mol% and the molecular weight was 420,000.

得られたポリマーの6重量%クロロベンゼン溶液からな
るレジスト溶液を用いて、実施例3と同様な方法でコー
ティングおよびプリベークした後、電子線照射を行ない
にIBK:IPA= 2 : 3で60秒間現像したと
ころ2X10−’クーロン/層の感度を示した。
Using a resist solution consisting of a 6% by weight chlorobenzene solution of the obtained polymer, it was coated and prebaked in the same manner as in Example 3, followed by electron beam irradiation and development with IBK:IPA=2:3 for 60 seconds. It showed a sensitivity of 2×10 −' coulombs/layer.

実施例7 一般式Iにおけるnが9である1)1.IH,2H,2
H−エイコサフロロドデカニルメタクリレート31.6
 g−(0,05モル)と一般式■におけるRがn−プ
ロピル基であるn−プロピルメタクリレート38.4 
i(0,30モル)を用いて実施例1と同様な方法で共
重合体を得た。
Example 7 n in general formula I is 9 1)1. IH, 2H, 2
H-eicosafluorododecanyl methacrylate 31.6
g-(0.05 mol) and n-propyl methacrylate 38.4 in which R in the general formula (■) is an n-propyl group
A copolymer was obtained in the same manner as in Example 1 using i (0.30 mol).

得られた共重合体中のn−プロピルメタクリレートの割
合は、86モル%であり分子量は280000であった
The proportion of n-propyl methacrylate in the obtained copolymer was 86 mol% and the molecular weight was 280,000.

上記ポリマーの5重量%クロロベンゼン溶液からなるレ
ジスト溶液を用いて、実施例1と同様な方法でコーティ
ングおよびプリベークした後電子線照射を行い、肘BK
:IPA= 2 : 3で40秒間現像したところ2.
I X 10−’クーロン/層の感度を示した。
Using a resist solution consisting of a 5% by weight chlorobenzene solution of the above polymer, coating and prebaking were performed in the same manner as in Example 1, followed by electron beam irradiation.
:IPA=2:3 when developed for 40 seconds.2.
A sensitivity of I x 10-' coulombs/layer was shown.

ス]1鑞」− 一般式IにおけるnがlOであるLH,IH,2)1.
2H−)−リコサフロロトリデ力ニルメタクリレート1
0.23法(1,5X IP”モル)と一般式Hにおけ
るRがn−オクチル基であるn−オクチルメタクリレー
ト29゜7@ (0,15モル)を用いて実施例1と同
様な方法で共重合体を得た。
1) - LH, IH, where n in the general formula I is lO, 2) 1.
2H-)-licosafluorotridenicyl methacrylate 1
In the same manner as in Example 1 using the 0.23 method (1,5X IP'' mol) and n-octyl methacrylate 29°7@ (0.15 mol) in which R in the general formula H is an n-octyl group. A copolymer was obtained.

得られた共重合体中のn−オクチルメタクリレートの割
合は、89モル%であり分子量は165000であった
The proportion of n-octyl methacrylate in the obtained copolymer was 89 mol% and the molecular weight was 165,000.

上記ポリマーの8重量%クロロベンゼン溶液からなるレ
ジスト溶液を用いて実施例3と同様な方法でコーティン
グおよびプリベークした後電子線照射を行いMIBK:
IPA= 1 : 2で90秒間現像したところ3.5
 X 10−’ クーロン/alの感度を示した。
After coating and prebaking in the same manner as in Example 3 using a resist solution consisting of an 8% by weight chlorobenzene solution of the above polymer, electron beam irradiation was performed to obtain MIBK:
3.5 when developed for 90 seconds with IPA=1:2
The sensitivity was expressed in X 10-' coulombs/al.

実施例1〜8のレジストの特性を市販レジストとともに
表に示した。
The properties of the resists of Examples 1 to 8 are shown in the table together with commercially available resists.

(以下余白) 発明の効果 本発明は、特定のフッ素含有アルキルメタクリレートと
アルキルメタクリレートとの特定割合の共重合体からな
り、基板との密着性が良好で均一な薄膜の形成が可能で
、電離放射線に対して高感度を有し、現像性に優れ、高
解像力を有するポジ型レジスト材料であり、実用性の高
い発明といえる。
(Left below) Effects of the Invention The present invention is made of a copolymer of a specific fluorine-containing alkyl methacrylate and an alkyl methacrylate in a specific ratio, and can form a uniform thin film with good adhesion to a substrate, and is resistant to ionizing radiation. It is a positive resist material that has high sensitivity to light, excellent developability, and high resolution, and can be said to be a highly practical invention.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)下記一般式 I とIIとの共重合体からなり、分子量が10,000
〜1,000,000であることを特徴とする電離放射
線感応ポジ型レジスト材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中のnは5〜10、Rはアルキル基を表わす)
(1) Consisting of a copolymer of the following general formulas I and II, with a molecular weight of 10,000
1,000,000. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(II) (In the formula, n is 5 to 10, R represents an alkyl group)
(2)一般式( I )と(II)とのモル比が、50:5
0〜1:99である共重合体からなる特許請求の範囲第
1項記載の電離放射線感応ポジ型レジスト材料。
(2) The molar ratio of general formulas (I) and (II) is 50:5
The ionizing radiation-sensitive positive resist material according to claim 1, comprising a copolymer having a ratio of 0 to 1:99.
(3)一般式( I )と(II)とのモル比が25:75
〜5:97である共重合体からなる特許請求の範囲第1
項記載の電離放射線感応ポジ型レジスト材料。
(3) The molar ratio of general formulas (I) and (II) is 25:75
Claim 1 consisting of a copolymer of ~5:97
The ionizing radiation-sensitive positive resist material described in .
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63291052A (en) * 1987-05-25 1988-11-28 Nippon Zeon Co Ltd Positive type photoresist composition
JPH02262152A (en) * 1989-03-31 1990-10-24 Terumo Corp Photoresist material
US5157091A (en) * 1987-10-07 1992-10-20 Murahara Masataka Ultraviolet-absorbing polymer material and photoetching process

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