JPS6339888B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6339888B2
JPS6339888B2 JP53069808A JP6980878A JPS6339888B2 JP S6339888 B2 JPS6339888 B2 JP S6339888B2 JP 53069808 A JP53069808 A JP 53069808A JP 6980878 A JP6980878 A JP 6980878A JP S6339888 B2 JPS6339888 B2 JP S6339888B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ring
oxirane
ethylenically unsaturated
resist material
monomer
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.)
Expired
Application number
JP53069808A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS54161319A (en
Inventor
Kotaro Nagasawa
Hideo Ochi
Yoshii Shibata
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.)
Somar Corp
Original Assignee
Somar Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Somar Corp filed Critical Somar Corp
Priority to JP6980878A priority Critical patent/JPS54161319A/en
Priority to AU38704/78A priority patent/AU3870478A/en
Priority to GB7832662A priority patent/GB2004283B/en
Priority to FR7823372A priority patent/FR2400042A1/en
Priority to NL787808279A priority patent/NL7808279A/en
Priority to IT50684/78A priority patent/IT1106873B/en
Priority to US05/932,160 priority patent/US4299911A/en
Priority to DE19782834791 priority patent/DE2834791A1/en
Publication of JPS54161319A publication Critical patent/JPS54161319A/en
Publication of JPS6339888B2 publication Critical patent/JPS6339888B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明は電子線、X線、イオンビーム、β線、
γ線、中性子線等の高エネルギー線照射により硬
化するが、波長300nm以上の光照射に対し実質
的に非硬化性で、完全な明室処理のできるいわゆ
るネガ型レジスト材料に係り、主として超高密度
集積回路その他電子工業における各種デバイス類
の微細加工用レジスト材料の提供をその目的の1
つとし、詳しくは複数のオキシラン環を有する重
合体に1個以上のエチレン性不飽和基ならびにオ
キシラン環に開環付加し得る官能性基1個を有す
る単量体を反応させ、次いで残存未反応オキシラ
ン環を開環剤(ただしハロゲン化水素を除く)の
存在下で開環させて得られるオキシラン環を含ま
ない溶剤可溶性のエチレン性不飽和結合基含有重
合体を主要成分とすることを特徴とするレジスト
材料、ならびに前記レジスト材料の有機溶媒溶液
を基体表面上に塗布、乾燥して薄膜を形成させ、
電子線、X線、イオンビーム等の高エネルギー線
を照射後、非照射部分を適当な溶媒で溶解除去
し、基体表面に硬化部分によつて形成されるパタ
ーンを造成するレジスト材料の使用法に関する。 発明者らは高エネルギー線硬化材料について発
明し、これを既に特許出願した(特開昭54−
29397号)。すなわち該発明においては2個以上の
オキシラン環を有する重合体に、一塩基性不飽和
脂肪酸を反応させ、次いで残存オキシラン環をハ
ロゲン化水素で開環させてなるレジスト材料に関
するものであつて、実際上重合体のオキシラン環
に付加開環させる官能性基として、専らカルボキ
シル基を利用し、しかるのち残存未反応オキシラ
ン環を開環させる方法に拠つた。 一方、ケイ素、酸化ケイ素、窒化ケイ素等の非
金属および非金属化合物、クロム、アルミニウ
ム、金、酸化クロム等の金属および金属化合物あ
るいは希土類化合物、希土類複合体等多様な基体
表面に対し優れた接着性、耐エツチング性を示す
と同時に望ましい高感度、高解像性を有するため
には何種類かの方法によつて多種類のレジスト材
料を提供し得なければならない。このような要請
に応え得る高度の実用性をもつレジスト材料を目
的として研究を継続した結果、本発明を完成し
た。 まず本発明の特徴となるエチレン性不飽和基含
有重合体について説明する。 レジスト材料の出発原料となるオキシラン環を
有する重合体を具体的に例示すれば、グリシジル
アクリレート、グリシジルメタクリレート2−ビ
ニロキシエチルグリシジルエーテル、2−ビニル
チオグリシジルエーテル、アリルグリシジルエー
テル、ビニル酢酸グリシジルエステル、アリル酢
酸グリシジルエステル、4−グリシジルスチレ
ン、2−アリルフエニルグリシジルエーテル、4
−アリルフエニルグリシジルエーテル、4−ビニ
ル安息香酸グリシジルエステル、3,4−エポキ
シブテン、3,4−エポキシ−2−メチルブテ
ン、4−ビニルシクロヘキセンオキシド、P−ジ
ビニルスチレンモノオキシド等のオキシラン環な
らびにエチレン性不飽和結合を有する単量体から
選択されたエチレン性不飽和結合を介する、いわ
ゆるビニル重合により得られる単独重合体、また
は2種類以上の単量体の重合により得られる共重
合体、および前記の例示にみられるようなオキシ
ラン環ならびにエチレン結合を有する単量体と、
オキシラン環をもたないスチレン、2−クロルス
チレン、4−クロルスチレン、2−ビニルトルエ
ン、4−ビニルトルエン等スチレンとその誘導
体、メチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、エチルアクリレート、エチルメタクリレー
ト、n−プロピルアクリレート、n−プロピルメ
タクリレート、isoプロピルアクリレート、isoプ
ロピルメタクリレート、tert−ブチルアクリレー
ト、tert−ブチルメタクリレート、シクロヘキシ
ルアクリレート、シクロヘキシルメタクリレー
ト、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレ
ート、フエニルアクリレート、フエニルメタクリ
レート等アクリル酸またはメタクリル酸のアルキ
ル、シクロアルキル、アリール、あるいはアラル
キルエステルのほかアクリル酸ニトリル、メタク
リル酸ニトリル、アクリル酸アミド、メタクリル
酸アミド等の同じくアクリル酸またはメタクリル
酸誘導体、塩化ビニル、塩化ビニリデン、フツ化
ビニル、塩化三フツ化エチレン等のハロビニル単
量体、メチルビニルケトン、エチルビニルケトン
等のビニルケトン類、そのほかアクリルニトリ
ル、メタクリルニトリル、ビニル酢酸、アリル酢
酸等のビニル単量体との二元あるいは三元重合体
も使用できる。前記のオキシラン環をもたないビ
ニル単量体にあつて、遊離カルボキシル基等のオ
キシラン環に容易に付加開環する官能性基、ある
いは複数のエチレン性不飽和結合をもつ、たとえ
ばジビニルスルホン等の場合、全面的ないしは局
部的な架橋反応がおきる可能性があるので、本発
明のレジスト材料の出発原料となる含オキシラン
環重合体の合成には、その使用を避けるべきであ
る。 含オキシラン環重合体は本発明のレジスト材料
の出発原料として通常103〜106位の数平均分子量
をもつものが望ましく、また重合体中のオキシラ
ン環を含む単量体の存在比は10mol%、有利には
30mol%以上であることが好ましい。 含オキシラン環重合体は通常、公知のいわゆる
ビニル重合法によつて容易に合成されるが、若干
の具体的な例を挙げる。 参考例 1 反応容器中グリシジルメタクリレート
(GMA)284gと過酸化ベンゾイル(BPO)4.85
gの混合物を50℃に保持したメチルエチルケトン
800ml中に加え、窒素雰囲気下50℃で5時間撹拌
したのち、4時間還流下反応を継続した。室温に
放冷後、強撹拌下イソプロピルアルコール
(IPA)10中に加え、析出した重合体ポリ(グ
リシジルメタクリレート)を乾燥240gを得た
(収率85%)。 エポキシ価660mmol/100g、粘度η=
13.0cps〔25℃、メチルセロソルブアセテート
(MCA)20%溶液〕。 参考例 2 GMA284g、スチレン52gを反応容器中のメ
チルエチルケトン1350ml中に加え、BPO7.5gを
添加、窒素雰囲気下還流温度で5時間反応させ
た。放冷後、強撹拌下IPA20中に注加、沈澱し
た重合体ポリ(グリシジルメタクリレート−CO
−スチレン)を分取乾燥して254g得た(収率75
%)。 エポキシ価533mmol/100g、η=12.0cps(25
℃、MCA20%溶液)。 参考例 3 GMA284g、シクロヘキシルメタクリレート
83.5gを、反応容器中のテトラヒドロフラン1
中に加え、これに窒素雰囲気下2,2−アゾビス
(2,4−ジメチルバレロニトリル)7.5gを添
加、60℃で4時間反応させた。室温まで放冷後13
のメチルアルコール中に強撹拌下注加し、析出
重合体ポリ(グリシジルメタクリレート−CO−
シクロヘキシルアクリレート)を別乾燥し277
gを得た(収率75%)。 エポキシ価535mmol/100g、η=12.8cps(25
℃、MCA20%溶液)。 参考例 4 グリシジルアクリレート(GA)217g、メチ
ルメタクリレート116gを反応容器中のアセトン
450ml中に加え、窒素雰囲気下アゾビス(イソブ
チロニトリル)(AIBN)3.75gを加え、60℃で
20時間反応した。放冷後反応混合物にアセトン2
を加え均一な溶液としたのち、15のメチルア
ルコール中に強撹拌下注加し、析出物を別、乾
燥して重合体ポリ(グリシジルアクリレート−
CO−メチルメタクリレート)89gを得た(収率
79%)。 エポキシ価461mmol/100g、η=13.8cps(25
℃、MCA20%溶液)。 参考例 5 耐圧ガラス製オートクレーブ中の水500mlにポ
リビニルピロリドン0.5gを溶解させ、アセトン
−ドライアイス寒剤でオートクレーブを冷却、
GMA142g、塩化ビニル31.3g、AIBN0.6gを加
え恒温振盪装置(インキユベーター)に固定、60
℃で10時間加熱反応させてのち放冷した。析出沈
澱を別乾燥して白色粉末160gを得た。ついで、
粉末をジオキサン2中に加えて溶解させたのち
大量の水に撹拌下注加し沈澱を別する操作を3
回繰り返し、乾燥したポリ(グリシジルメタクリ
レート−CO−塩化ビニル)135gを得た(収率78
%)。 エポキシ価613mmol/100g、η=16.3cps(25
℃、ジオキサン20%溶液)。 参考例 6 4−グリシジルスチレン130g、4−クロルス
チレン42gを、BPO3.2gを加えたジオキサン800
ml中に添加し、窒素雰囲下反応容器中70℃におい
て5時間反応させた。放冷後、強撹拌下IPA8
中に注加、沈澱を乾燥し、ポリ(4−グリシジル
スチレン−CO−4−クロルスチレン)120gを得
た(収率69%)。 エポキシ価443mmol/100g、η=8.5cps(25
℃、MCA15%溶液)。 参考例 7 GMA143g、4−ビニルスチレンモノオキシ
ド50gを、AIBN3.4gを添加したテトラヒドロ
フラン600mlに加え、反応容器中窒素雰囲気下50
℃で12時間反応させた。放冷後強撹拌下IPA10
中に注加沈澱を別乾燥してポリ(グリシジルメ
タクリレート−CO−4−ビニルスチレンモノオ
キシド)180gを得た(収率93%)。 エポキシ価695mmol/100g、η=13.2cps(25
℃、MCA12%溶液)。 参考例 8〜10 次の方法で3種類のポリ(グリシジルメタクリ
レート−CO−メチルメタクリレート)を合成し
た。キシレンとメチルエチルケトンの等重量混合
液を、それぞれGMAとメチルメタクリレート合
計量と同重量に混和、アンプルに入れ寒剤で冷却
下アンプル中の空気を窒素パージしたのち真空に
引くことを4回繰り返えしたのちアンプルを熔
封、80℃に保持したインキユベーター中8時間反
応させた。放冷後アンプルを切断、重合体溶液を
キシレンとメチルエチルケトン等重量混合液で10
倍に希釈し、ついで10倍容のメチルアルコール中
に加え析出重合体を別乾燥した。なお、
GMA、メチルメタクリレートはそれぞれ市販品
を常法で処理、重合禁止剤を除いたものを使用し
た。
The present invention applies electron beams, X-rays, ion beams, β-rays,
It is cured by irradiation with high-energy rays such as gamma rays and neutron beams, but it is virtually non-curable when exposed to light irradiation with a wavelength of 300 nm or more, and it is mainly related to so-called negative resist materials that can be processed in a bright room. One of its objectives is to provide resist materials for microfabrication of various devices in the electronics industry, including high-density integrated circuits.
Specifically, a polymer having multiple oxirane rings is reacted with a monomer having one or more ethylenically unsaturated groups and one functional group capable of ring-opening addition to the oxirane rings, and then the remaining unreacted The main component is a solvent-soluble ethylenically unsaturated bond-containing polymer that does not contain an oxirane ring and is obtained by ring-opening the oxirane ring in the presence of a ring-opening agent (excluding hydrogen halides). coating a resist material and an organic solvent solution of the resist material on a substrate surface and drying to form a thin film;
Relating to a method of using a resist material that, after irradiation with high-energy beams such as electron beams, X-rays, and ion beams, dissolves and removes the non-irradiated portions with an appropriate solvent to create a pattern formed by the hardened portions on the surface of the substrate. . The inventors invented a high-energy ray-curable material and have already filed a patent application for this (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1989-1999).
No. 29397). That is, the invention relates to a resist material made by reacting a monobasic unsaturated fatty acid with a polymer having two or more oxirane rings, and then opening the remaining oxirane rings with hydrogen halide. A method was employed in which a carboxyl group was used exclusively as a functional group to be added and opened to the oxirane ring of the upper polymer, and then the remaining unreacted oxirane ring was opened. On the other hand, it has excellent adhesion to various substrate surfaces such as nonmetals and nonmetallic compounds such as silicon, silicon oxide, and silicon nitride, metals and metal compounds such as chromium, aluminum, gold, and chromium oxide, and rare earth compounds and rare earth composites. In order to exhibit etching resistance and at the same time have the desired high sensitivity and high resolution, it is necessary to be able to provide a wide variety of resist materials using several methods. The present invention has been completed as a result of continuing research aimed at creating a highly practical resist material that can meet these demands. First, the ethylenically unsaturated group-containing polymer, which is a feature of the present invention, will be explained. Specific examples of polymers having an oxirane ring that serve as starting materials for resist materials include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate 2-vinyloxyethyl glycidyl ether, 2-vinyl thioglycidyl ether, allyl glycidyl ether, vinyl acetate glycidyl ester, Allyl acetate glycidyl ester, 4-glycidyl styrene, 2-allylphenyl glycidyl ether, 4
- Oxirane rings such as allyl phenyl glycidyl ether, 4-vinylbenzoic acid glycidyl ester, 3,4-epoxybutene, 3,4-epoxy-2-methylbutene, 4-vinylcyclohexene oxide, P-divinylstyrene monoxide, and ethylene A homopolymer obtained by so-called vinyl polymerization, or a copolymer obtained by polymerization of two or more types of monomers, and the above-mentioned A monomer having an oxirane ring and an ethylene bond as shown in the example of
Styrene and its derivatives such as styrene without oxirane ring, 2-chlorostyrene, 4-chlorostyrene, 2-vinyltoluene, 4-vinyltoluene, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, Alkyl acrylic acid or methacrylic acid such as n-propyl methacrylate, isopropyl acrylate, isopropyl methacrylate, tert-butyl acrylate, tert-butyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, etc. , cycloalkyl, aryl, or aralkyl esters, as well as acrylic acid or methacrylic acid derivatives such as acrylic nitrile, methacrylic nitrile, acrylic amide, methacrylic amide, vinyl chloride, vinylidene chloride, vinyl fluoride, trifluoride chloride, etc. Binary or ternary polymers with halobinyl monomers such as ethylene, vinyl ketones such as methyl vinyl ketone and ethyl vinyl ketone, and vinyl monomers such as acrylonitrile, methacrylnitrile, vinyl acetic acid, and allyl acetic acid can also be used. . Regarding the above-mentioned vinyl monomers without an oxirane ring, there are functional groups such as free carboxyl groups that easily add to and open the oxirane ring, or those having multiple ethylenically unsaturated bonds, such as divinyl sulfone. In this case, since there is a possibility that a general or local crosslinking reaction may occur, its use should be avoided in the synthesis of the oxirane-containing ring polymer that is the starting material for the resist material of the present invention. As a starting material for the resist material of the present invention, the oxirane ring-containing polymer preferably has a number average molecular weight of 10 3 to 10 6 , and the abundance ratio of monomers containing oxirane rings in the polymer is 10 mol %. , advantageously
It is preferably 30 mol% or more. The oxirane-containing ring polymer is usually easily synthesized by a known so-called vinyl polymerization method, and some specific examples will be given below. Reference example 1 284 g of glycidyl methacrylate (GMA) and 4.85 g of benzoyl peroxide (BPO) in the reaction vessel
g of methyl ethyl ketone held at 50°C.
The mixture was added to 800 ml and stirred at 50° C. for 5 hours under a nitrogen atmosphere, and then the reaction was continued under reflux for 4 hours. After cooling to room temperature, the mixture was added to 10 g of isopropyl alcohol (IPA) with strong stirring to obtain 240 g of dried polymer poly(glycidyl methacrylate) precipitated (yield: 85%). Epoxy value 660mmol/100g, viscosity η=
13.0cps [25℃, 20% methyl cellosolve acetate (MCA) solution]. Reference Example 2 284 g of GMA and 52 g of styrene were added to 1350 ml of methyl ethyl ketone in a reaction vessel, 7.5 g of BPO was added, and the mixture was reacted for 5 hours at reflux temperature under a nitrogen atmosphere. After cooling, the polymer poly(glycidyl methacrylate-CO) was poured into IPA20 with strong stirring and precipitated.
-Styrene) was separated and dried to obtain 254g (yield 75
%). Epoxy value 533 mmol/100 g, η = 12.0 cps (25
°C, MCA20% solution). Reference example 3 GMA284g, cyclohexyl methacrylate
83.5 g of tetrahydrofuran in a reaction vessel
7.5 g of 2,2-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) was added thereto under a nitrogen atmosphere, and the mixture was reacted at 60° C. for 4 hours. After cooling to room temperature 13
of methyl alcohol under strong stirring to precipitate the polymer poly(glycidyl methacrylate-CO-
Separately dry cyclohexyl acrylate) 277
g (yield 75%). Epoxy value 535 mmol/100 g, η = 12.8 cps (25
°C, MCA20% solution). Reference example 4 217 g of glycidyl acrylate (GA) and 116 g of methyl methacrylate were added to acetone in a reaction vessel.
450ml, add 3.75g of azobis(isobutyronitrile) (AIBN) under nitrogen atmosphere, and heat at 60℃.
Reacted for 20 hours. After cooling, add 2 parts of acetone to the reaction mixture.
After making a homogeneous solution, it was poured into 15% methyl alcohol under strong stirring, the precipitate was separated and dried to form a polymer poly(glycidyl acrylate).
89 g of CO-methyl methacrylate was obtained (yield
79%). Epoxy value 461 mmol/100 g, η = 13.8 cps (25
°C, MCA20% solution). Reference example 5 Dissolve 0.5 g of polyvinylpyrrolidone in 500 ml of water in a pressure-resistant glass autoclave, cool the autoclave with acetone-dry ice cryogen,
Add 142 g of GMA, 31.3 g of vinyl chloride, and 0.6 g of AIBN and fix in a constant temperature shaking device (incubator), 60
After a heating reaction at ℃ for 10 hours, the mixture was allowed to cool. The precipitate was separately dried to obtain 160 g of white powder. Then,
Add the powder to dioxane 2 and dissolve it, then pour it into a large amount of water with stirring to separate the precipitate.
Repeatedly, 135 g of dried poly(glycidyl methacrylate-CO-vinyl chloride) was obtained (yield 78
%). Epoxy value 613 mmol/100 g, η = 16.3 cps (25
°C, dioxane 20% solution). Reference example 6 130 g of 4-glycidylstyrene, 42 g of 4-chlorostyrene, and 800 g of dioxane with 3.2 g of BPO added.
ml and reacted for 5 hours at 70°C in a reaction vessel under nitrogen atmosphere. After cooling, add IPA8 with strong stirring.
The precipitate was dried to obtain 120 g of poly(4-glycidylstyrene-CO-4-chlorostyrene) (yield: 69%). Epoxy value 443 mmol/100 g, η = 8.5 cps (25
°C, MCA15% solution). Reference Example 7 143 g of GMA and 50 g of 4-vinylstyrene monoxide were added to 600 ml of tetrahydrofuran containing 3.4 g of AIBN, and the mixture was heated in a reaction vessel under a nitrogen atmosphere for 50 g.
The reaction was allowed to take place at ℃ for 12 hours. IPA10 with strong stirring after cooling
The precipitate poured into the solution was separately dried to obtain 180 g of poly(glycidyl methacrylate-CO-4-vinylstyrene monoxide) (yield: 93%). Epoxy value 695 mmol/100 g, η = 13.2 cps (25
°C, MCA 12% solution). Reference Examples 8 to 10 Three types of poly(glycidyl methacrylate-CO-methyl methacrylate) were synthesized by the following methods. A mixture of equal weights of xylene and methyl ethyl ketone was mixed to the same weight as the total amount of GMA and methyl methacrylate, and the mixture was placed in an ampoule and cooled with a cryogen. After purging the air in the ampoule with nitrogen, the process was repeated four times. Thereafter, the ampoule was sealed and reacted for 8 hours in an incubator maintained at 80°C. After cooling, cut the ampoule and mix the polymer solution with an equal weight mixture of xylene and methyl ethyl ketone for 10 minutes.
The precipitated polymer was diluted twice, then added to 10 times the volume of methyl alcohol, and the precipitated polymer was dried separately. In addition,
GMA and methyl methacrylate were commercially available products treated in a conventional manner to remove the polymerization inhibitor.

【表】 なお、上記合成法は日本油脂(株)GMA技術資料
を参考とした。 上述の含オキシラン環重合体のオキシラン環を
利用し、重合体にエチレン性不飽和結合の導入を
図る目的で、オキシラン環に開環付加し得る官能
性基ならびにエチレン性不飽和基を有する単量体
を作用させる。この場合、オキシラン環付加活性
をもつ官能性基は通常1個であることが望まし
い。一般に官能性基が2個以上存在する単量体を
作用させれば、当然予測されるようにオキシラン
環への付加によつて架橋反応がおきレジスト材料
の原料としては不適当な生成物しか得られない。
しかしながらエチレン性不飽和基は単量体中に2
個以上存在しても差しつかえなく、むしろエチレ
ン性不飽和基1個を有する単量体より好結果を与
える場合が認められた。 オキシラン環に開環付加し得る官能性基とし
て、この発明の目的には、ハロアシル基、ヒドロ
キシル基、スルフヒドリル基および第2アミノ基
が利用し得る。 含オキシラン環重合体にエチレン性不飽和結合
を導入するために使用できる単量体を具体的に例
示する。 オキシラン環に開環付加する官能性基としてハ
ロアシル基をもつ単量体は、アクリル酸クロリ
ド、メタクリル酸クロリド、メチルビニル酢酸ク
ロリド、アリル酢酸クロリド、イソプロペニル酢
酸クロリド、3−アリルプロピオン酸クロリド、
アリルフエニル酢酸クロリド、アリルベンジル酢
酸クロリド、モノメチルマレイン酸クロリド、モ
ノエチルマレイン酸クロリド、モノisoプロピル
マレイン酸クロリド、モノメチルフマル酸クロリ
ド、モノエチルフマル酸クロリド、モノisoプロ
ピルフマル酸クロリド、モノメチルイタコン酸ク
ロリド、および前記の酸クロリドを酸ブロミドと
した同構体等が例として挙げられる。この種の官
能性基はオキシラン環に作用しvicクロルエステ
ル、あるいはvicブロムエステルを主成する。 官能性基としてヒドロキシル基をもつ場合、ア
ルコール性ならびにフエノール性の2種類の基を
使用することができる。まず、アルコール性ヒド
ロキシル基をもつ単量体として、アリルアルコー
ル、エチレングリコールモノアクリレート、エチ
レングリコールモノメタクリレート、ジエチレン
グリコールモノアクリレート、ジエチレングリコ
ールモノメタクリレート、トリメチロールプロパ
ンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメ
タクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリ
レート、ペンタエリスリトールトリメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒ
ドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシ
プロピルアクリレート、2−ヒドロキシプロピル
メタクリレート、4−ビニルベンジルアルコー
ル、4−アリルベンジルアルコール等がある。 フエノール性のヒドロキシル基をもつ単量体と
しては、4−ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキ
シスチレン、3−ヒドロキシスチレン、2−アリ
ルフエノール、3−アリルフエノール、2−メチ
ル−6−アリルフエノール、2−アリル−4−メ
チルフエノール、1−アリル−2−ナフトール、
オイゲノール、4−アリルアニソール、3−アリ
ルアニソール、2,6−ジアリルフエノール、
2,6−ジアリル−p−クレゾール、2,4,6
−トリアリルフエノール等が例として挙げられ
る。 この種の官能性基はオキシラン環に付加し、
vicヒドロキシエーテルを与える。 官能性基としてスルフヒドリル基をもつ単量体
としてはアリルメルカプタン、メルカプトブデン
−2、メルカプトブテン−3、メルカプトペンテ
ン−4、メルカプトペンテン−1、2−ビニルチ
オフエノール、3−ビニルチオフエノール、2−
アリルチオフエノール等が例として挙げられる。
この場合、オキシラン環への付加物はvicヒドロ
キシチオエーテルとなる。 官能性基として第2アミノ基をもつ単量体とし
ては、N−メチルアリルアミン、ジアリルアミ
ン、N−メチルアミノエチルアクリレート、N−
メチルアミノエチルメタクリレート、N−プロピ
ルアミノメチルアクリレート、N−プロピルアミ
ノメチルメタクリレート、N−プロピルアミノエ
チルアクリレート、N−プロピルアミノエチルメ
タクリレート、N−ベンジルアリルアミン、N−
アリルアニリン、N−アリル−2−トルイジンそ
の他多数のエチレン性不飽和結合をもつ第2アミ
ン類が挙げられるが、この種のアミンはオキシラ
ン環に付加しvic第3アミノアルコールを生成す
る。この場合、しかしながら周知のように第3ア
ミンはオキシラン環の開環によるエポキシ樹脂の
硬化触媒となるので、含グリシジル重合体自体の
全面的ないし局部的硬化がおきる場合があること
が、重合体、官能性基として第2アミノ基を有す
る単量体および反応条件の選定によつておきるこ
とが予測される。しかしながら、重合体、第2ア
ミノ基を有する単量体および反応条件の適正な選
定によつてエポキシ樹脂硬化と同様な機構による
ゲル化を防止することが可能である。 そのほか官能性基としてアルデヒド基またはケ
トン基をもつ、たとえばアクロレイン、クロトン
アルデヒド、アリルアセトアルデヒド、またはメ
チルビニルケトン、ジビニルケトン、ジアリルケ
トン等の単量体はオキシラン環に付加しアセター
ルを形成するが、この発明のレジスト材料には適
性を有するものは認められなかつた。 さらに官能性基として、シアノ基、あるいは尿
素、ウレタン誘導体があるが、アルデヒド、また
はケトン基の場合と同様合目的な材料は得られな
かつた。 なお、既述した含オキシラン環重合体合成に使
用し得る単量体、および含オキシラン環重合体へ
エチレン性不飽和結合を導入するために利用され
る単量体等の具体的な例は説明を目的として記述
されたものであつて、本発明の内容の制限を意図
したものではない。 上掲の例示にみられるようなオキシラン環への
付加活性をもつ官能性基を有する単量体を用い、
含オキシラン環重合体へエチレン性不飽和結合を
導入することによつて、エチレン性不飽和結合を
もつ重合体が得られるが、この不飽和基導入反応
におけるエチレン性不飽和基のオキシラン環への
導入率は当然官能性基をもつ単量体と含オキシラ
ン環重合体の化学的性質、ならびに反応条件に依
存する。しかしながら、一般に重合体中のすべて
のオキシラン環へ官能性基を有する単量体を付
加、開環させることは実際上不可能であることが
知られている。この場合未反応のまま残留するオ
キシラン環はレジスト材料の貯蔵安定性を低下さ
せ、高エネルギー照射後の現像残渣を生ずるこ
と、ならびに形成されたパターンのエツジの切れ
が劣る等の不利益を与えることが認められた。そ
こで、オキシラン環へエチレン性不飽和基を導入
したのち、残存末反応オキシラン環を開環、消滅
させる開環剤(ただしハロゲン化水素を除く)を
作用させたところ、安定性が極めて良好なだけで
なく現像残渣のない解像性の優れたパターンを与
えるレジスト材料が得られた。この種の開環剤と
して硫化水素、シアン化水素が有利に使用され、
オキシラン環を開環し、ハロヒドリン、vicヒド
ロキシチオール、およびシアンヒドリンをそれぞ
れ生成する。 また、塩素酸、過塩素酸、臭素酸、過臭素酸、
ヨウ素酸、過ヨウ素酸等のハロゲンの酸素酸も開
環剤となり、この場合は主としてvicジオールを
主成する。 そのほか、グリニヤール試薬、アンモニア硝
酸、三フツ化ホウ素特に三フツ化ホウ素酢酸付加
物等を使用することも可能である。ただし、グリ
ヤール試薬の場合はエチレン性不飽和結合には反
応しないが、エステル結合には作用するので、た
とえばハロアシル基をもつてエチレン性不飽和結
合を導入した重合体には利用できない。なお、こ
の場合オキシラン環からアルコールが生成する。
またアンモニアの場合アミノアルコールを生成し
開環する。硝酸は主としてvicヒドロキシ硝酸エ
ステルを与え開環するが合成バツチごとに生成物
の性質がバラツキ、制御がむづかしい。三フツ化
ホウ素は酢酸等の有機酸付加物として利用される
が、当然予測されるように架橋不溶分を生じ、可
溶分も分子量分布が大きくなる。この場合可溶分
とレジスト材料として使用しても保存安定性が劣
り、実用的価値は若干劣る。 なお、含オキシラン環重合体へエチレン性不飽
和基を導入する際、官能性基としてハロアシル基
を使用する場合も、含オキシラン環重合体のオキ
シラン環に対し過剰量のエチレン性不飽和基なら
びに官能性基を有する単量体を作用させ常法に従
い反応させる。 またエチレン性不飽和基導入のための官能性基
としてハロアシル基以外の基を利用する反応で
は、不飽和基導入反応終了後、反応混合物に開環
剤を加えてオキシラン環を消滅させ、しかるのち
生成物を分離する方法をとるのが有利である。 上記のエチレン性不飽和結合導入反応、および
開環剤を作用させる残留オキシラン環開環反応
は、反応成分に不活性な溶媒中で行われる。ま
た、この種の溶媒が、反応組成物と反応生成物に
対し良く溶媒であることが望ましい。実際の例を
挙げれば、メチルセロソルブアセテート、エチル
セロソルブアセテート、酢酸エステルのようなエ
ステル類、アセトン、メチルエチルケトン、メチ
ルイソプロピルケトンのようなケトン類、ジオキ
サン、テトラヒドロフランのようなエーテル類、
ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、
ヘキサメチルホスホルアミドに代表される非プロ
トン性極性溶媒等から反応組成物の種類、反応条
件に応じて選定される。 なお、エチレン性不飽和基のオキシラン環への
導入反応に際し、反応の種類に適した触媒を用い
るのが有利である場合が多い。この種の触媒の具
体例は実施例中に記載されている。 反応生成物は通常非溶媒中に注加することによ
つて分離される。また、過剰に加えられた開環剤
は水洗除去される。 以上に述べた方法によつて得られた反応生成物
を、好ましくは80℃を超えない温度で真空乾燥
し、レジスト材料が得られる。 因みに、本発明のレジスト材料の出発原料とな
つた含オキシラン環重合体自身も、電子線等の高
エネルギー線照射により硬化することが既に知ら
れている。しかし、本発明のレジスト材料は出発
原料の含オキシラン環重合体より高エネルギー線
に対し感度が10〜20倍も高く、微細加工用レジス
ト材料の最も重要な性質である解像性、安定性に
おいて格段に優れていることが確認されている。
出発原料との比較例は実施例1に記載される。 レジスト材料は通常揮発性の良溶媒に溶解した
形態で使用されるが、この種の溶媒としては含オ
キシラン環重合体への不飽和基導入反応に使用さ
れた溶媒のほか、クロロホルム、ジクロロエチレ
ン、四塩化炭素等のハロアルカン、メチルセロソ
ルブ、エチルセロソルブ等の含ヒドロキシ溶媒を
単独ないしは混合して用いることができる。 レジスト材料溶液の濃度は重合体の性質、使用
条件等で異なるが、通常5〜30重量%の範囲が適
当である。 レジスト材料溶液はシリコンウエハ、クロムマ
スク用基板その他被加工物表面に回転塗布機を使
用し塗布、加熱乾燥すれば3000Å程度の膜厚でピ
ンホールのない良好な被膜を形成する。勿論使用
目的によつては10000Å以上の膜厚の被膜を形成
することも可能である。 被膜をさらに120℃以下の温度で、たとえば30
分間程度加熱し、被膜中の残留する痕跡量の溶媒
を除去すると共に、被加工物表面との接着性を向
上させるため再加熱し得る。この操作はプレベー
キングとして知られている。 次に、電子線、X線、イオンビーム、β線、γ
線あるいは中性子線の高エネルギー線を照射すれ
ば、照射部分が硬化不溶化するので、適当な溶媒
によつて洗い現像すれば非照射部分が溶解し被加
工物表面上に硬化レジスト膜によるパターンが形
成される。この種のパターン形成法には当該技術
分野で公知の方法が適用される。 現像後、レジスト膜を一層強固なものとする目
的で100〜250℃の範囲で熱処理する、いわゆるポ
ストベークを行うことができる。 上述の処理を施したレジストパターンを利用
し、化学エツチング、ドライエツチング、ドーピ
ング、イオンミーリング、金属蒸着等の諸操作を
被加工物に行うことができる。 このような目的に使用されるレジスト材料はレ
ジスト材料自体の安定性、高エネルギー線に対す
る感度、コントラスト、現像残渣の有無、レジス
トパターンエツジの切れ、解像性、耐熱性、耐エ
ツチング性等実用上の特性について評価される。 以下、実施例について本発明を一層詳しく説明
する。 実施例 1 参考例3で得たポリ(グリシジルメタクリレー
ト−CO−シクロヘキシルメタクリレート)10g
を反応容器中のメチルセロソルブアセテート60ml
に溶解させ、2,6−ジアリルフエノール14gな
らびにトリブチルアミン1gを添加撹拌しながら
窒素雰囲気下80〜90℃で8時間反応させた。次に
室温に放冷後硫化水素を導入し、未反応オキシラ
ン環を開環させた。開環反応の終了点はエポキシ
価の測定によつた。窒素を吹き込み過剰の硫化水
素を除いたのち、反応液にメチルセロソルブアセ
テートを120ml加え均一な溶液としてイソプロピ
ルアルコール1中に強撹拌下注加し析出した沈
澱を別イソプロピルアルコールで洗い60℃で真
空乾燥し重合体のジアリルフエノールエーテル
13.4gを得た。 クロムマスク作製用の基板上に上記レジスト材
料の薄膜を形成、電子線照射し、次の測定結果を
得た。 D0.5 g=7.5×10-7Coul/cm2、γ=1.8、0.5μのラ
インアンドスペースを解像した。 次に、上記0.5μラインアンドスペースパターン
を220℃に30分間ポストベークし、クロムエツチ
液(硝酸セリウムアンモニウム17g、70%過酸化
水素5ml、水100mlの混合物)中22℃で浸漬、水
洗乾燥した結果、デイフニツシヨンの良好なマス
クを得た。 実施例 2 参考例5のポリ(グリシジルメタクリレート−
CO−ビニルクロリド)8gを参考例3の重合体
10gの代りに添加した点が異なるのみで実施例3
と全く同様に反応させ、後処理し重合体のジアリ
ルフエノールエーテル11gを得た。 電子線照射して次の結果を得た。 D0.5 g=4×10-7Coul/cm2、γ=1.0、0.5μのシン
グルラインを解像した。 実施例 3 反応容器中にテトラヒドロフラン600mlを入れ、
これを参考例6のポリ(グリシジルメタクリレー
ト−CO−4−クロルスチレン)15.5gを溶解さ
せ、p−メトキシフエノール0.1g、ジアリルア
ミン8gを添加、窒素雰囲気下加熱還流させて12
時間撹拌反応させた。放冷後、反応液にアンモニ
アを吹き込み未反応オキシラン環を開環させた。
次に反応液を2のイソプロピルアルコール中に
注加、静置後沈澱を別、スラリー状で水中に入
れ撹拌後再び別水洗、エチルアルコール洗いを
行い、50℃で真空乾燥し、重合体のジアリルアミ
ン17gを得た。 上記レジスト材料の電子線照射の結果は次の通
りであつた。 D0.5 g=3×10-6Coul/cm2、γ=0.8、0.6μのシン
グルラインを解像した。 実施例 4 ポリ(グリシジルメタクリレート)と3−ビニ
ルチオフエノールを反応させたのち、反応混合物
をメチルアルコール2中に強撹拌下注加し、沈
澱を集、ウエツトケーキとして再びメチルアル
コール2で処理、沈澱を別した。ウエツトケ
ーキのまま、ジオキサン600ml中に加え沈澱を溶
解させ、これに過ヨウ素酸HIO3・2H2O6g、水
10mlの混合物を加え、20℃で4時間撹拌した。次
に、上記溶液を4のメチルアルコール中に注加
し、沈澱を別、十分水洗して60℃で真空乾燥を
行い、重合物のビニルチオフエノールエーテル72
gを得た。 電子線照射結果は次の通りであつた。 D0.5 g=4.3×10-7Coul/cm2、γ=1.0、2μのライ
ンアンドスペースを解像した。
[Table] The above synthesis method was based on the GMA technical data of NOF Corporation. For the purpose of introducing an ethylenically unsaturated bond into the polymer by utilizing the oxirane ring of the above-mentioned oxirane-containing ring polymer, a monomer having a functional group and an ethylenically unsaturated group capable of ring-opening addition to the oxirane ring is used. Make your body work. In this case, it is usually desirable that the number of functional groups having oxirane ring addition activity is one. In general, when a monomer containing two or more functional groups is used, as expected, a crosslinking reaction occurs due to addition to the oxirane ring, resulting in a product that is unsuitable as a raw material for resist materials. I can't.
However, there are 2 ethylenically unsaturated groups in the monomer.
There is no problem with the presence of more than one ethylenically unsaturated group, and it has been found that there are cases in which a monomer having one ethylenically unsaturated group gives better results. As functional groups capable of ring-opening addition to the oxirane ring, haloacyl groups, hydroxyl groups, sulfhydryl groups and secondary amino groups can be used for the purposes of this invention. Specific examples of monomers that can be used to introduce ethylenically unsaturated bonds into the oxirane-containing ring polymer are given below. Monomers having a haloacyl group as a functional group that is added to the oxirane ring by ring opening include acrylic acid chloride, methacrylic acid chloride, methylvinyl acetate chloride, allyl acetate chloride, isopropenylacetate chloride, 3-allylpropionic acid chloride,
Allyl phenyl acetate chloride, allyl benzyl acetate chloride, monomethyl maleic chloride, monoethyl maleic chloride, monoisopropyl maleic chloride, monomethyl fumaric acid chloride, monoethyl fumaric acid chloride, monoisopropyl fumaric acid chloride, monomethyl itaconic acid chloride, Examples include the same structure in which the above-mentioned acid chloride is converted into acid bromide. This type of functional group acts on the oxirane ring and mainly forms vic chloroester or vic bromo ester. When having a hydroxyl group as a functional group, two types of groups can be used: alcoholic and phenolic. First, monomers with alcoholic hydroxyl groups include allyl alcohol, ethylene glycol monoacrylate, ethylene glycol monomethacrylate, diethylene glycol monoacrylate, diethylene glycol monomethacrylate, trimethylolpropane diacrylate, trimethylolpropane dimethacrylate, and pentaerythritol triacrylate. , pentaerythritol trimethacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 4-vinylbenzyl alcohol, 4-allylbenzyl alcohol, and the like. Monomers with phenolic hydroxyl groups include 4-hydroxystyrene, 2-hydroxystyrene, 3-hydroxystyrene, 2-allylphenol, 3-allylphenol, 2-methyl-6-allylphenol, 2-allyl -4-methylphenol, 1-allyl-2-naphthol,
Eugenol, 4-allylanisole, 3-allylanisole, 2,6-diallylphenol,
2,6-diallyl-p-cresol, 2,4,6
-Triarylphenol etc. are mentioned as an example. This type of functional group is added to the oxirane ring,
Gives vic hydroxy ether. Monomers having a sulfhydryl group as a functional group include allyl mercaptan, mercaptobutene-2, mercaptobutene-3, mercaptopentene-4, mercaptopentene-1, 2-vinylthiophenol, 3-vinylthiophenol, 2-
Examples include allylthiophenol.
In this case, the adduct to the oxirane ring is a vic hydroxythioether. Monomers having a secondary amino group as a functional group include N-methylallylamine, diallylamine, N-methylaminoethyl acrylate, N-
Methylaminoethyl methacrylate, N-propylaminomethyl acrylate, N-propylaminomethyl methacrylate, N-propylaminoethyl acrylate, N-propylaminoethyl methacrylate, N-benzylallylamine, N-
Examples include allylaniline, N-allyl-2-toluidine, and many other secondary amines having ethylenically unsaturated bonds; these amines add to the oxirane ring to form vic tertiary amino alcohols. In this case, however, as is well known, the tertiary amine acts as a curing catalyst for the epoxy resin by opening the oxirane ring, so the glycidyl-containing polymer itself may be completely or locally cured. It is expected that this will depend on the selection of the monomer having a secondary amino group as a functional group and the reaction conditions. However, by appropriate selection of the polymer, the monomer having a secondary amino group, and the reaction conditions, it is possible to prevent gelation by a mechanism similar to that of epoxy resin curing. In addition, monomers with aldehyde or ketone groups as functional groups, such as acrolein, crotonaldehyde, allyl acetaldehyde, or methyl vinyl ketone, divinyl ketone, diallyl ketone, etc., add to the oxirane ring to form an acetal. No suitable resist material of the invention was found. Further, as functional groups, there are cyano groups, urea, and urethane derivatives, but similar to the case of aldehyde or ketone groups, no suitable materials have been obtained. In addition, specific examples of monomers that can be used to synthesize the oxirane-containing ring polymer and monomers that can be used to introduce ethylenically unsaturated bonds into the oxirane-containing ring polymer are explained below. This is not intended to limit the content of the present invention. Using a monomer having a functional group with addition activity to the oxirane ring as shown in the examples above,
By introducing an ethylenically unsaturated bond into an oxirane-containing ring polymer, a polymer having an ethylenically unsaturated bond can be obtained. The rate of introduction naturally depends on the chemical properties of the monomer having a functional group and the oxirane-containing ring polymer, as well as the reaction conditions. However, it is generally known that it is practically impossible to add a monomer having a functional group to all oxirane rings in a polymer to open the rings. In this case, the oxirane rings remaining unreacted reduce the storage stability of the resist material, resulting in development residue after high-energy irradiation, and disadvantages such as poor edge sharpness of the formed pattern. was recognized. Therefore, after introducing an ethylenically unsaturated group into the oxirane ring, we applied a ring-opening agent (excluding hydrogen halide) that opens and eliminates the remaining end-reacted oxirane ring, and found that the stability was extremely good. A resist material was obtained which gives a pattern with excellent resolution and no development residue. Hydrogen sulfide and hydrogen cyanide are advantageously used as ring-opening agents of this type;
The oxirane ring opens to produce halohydrin, vic hydroxythiol, and cyanohydrin, respectively. Also, chloric acid, perchloric acid, bromic acid, perbromic acid,
Halogen oxyacids such as iodic acid and periodic acid also serve as ring-opening agents, and in this case mainly consist of vic diol. In addition, it is also possible to use a Grignard reagent, ammonia nitric acid, boron trifluoride, particularly a boron trifluoride acetic acid adduct, and the like. However, in the case of Griard's reagent, it does not react with ethylenically unsaturated bonds, but acts on ester bonds, so it cannot be used, for example, in polymers with haloacyl groups and ethylenically unsaturated bonds introduced therein. In this case, alcohol is produced from the oxirane ring.
In the case of ammonia, an amino alcohol is generated and the ring is opened. Nitric acid mainly gives vic hydroxy nitrate to open the ring, but the properties of the product vary from synthesis batch to batch, making control difficult. Boron trifluoride is used as an adduct of organic acids such as acetic acid, but as expected, it produces crosslinked insoluble components, and the soluble components also have a wide molecular weight distribution. In this case, even when used as a soluble component and a resist material, the storage stability is poor and the practical value is slightly inferior. In addition, when introducing an ethylenically unsaturated group into an oxirane-containing ring polymer, even when using a haloacyl group as a functional group, an excess amount of ethylenically unsaturated group and functional A monomer having a functional group is allowed to react according to a conventional method. In addition, in reactions that utilize groups other than haloacyl groups as functional groups for introducing ethylenically unsaturated groups, after the unsaturated group introduction reaction is completed, a ring-opening agent is added to the reaction mixture to eliminate the oxirane ring, and then It is advantageous to take steps to separate the products. The above ethylenically unsaturated bond introduction reaction and the residual oxirane ring opening reaction in which a ring opening agent is applied are carried out in a solvent that is inert to the reaction components. It is also desirable that this type of solvent is a good solvent for the reaction composition and reaction products. Practical examples include esters such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, acetic acid esters, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isopropyl ketone, ethers such as dioxane, tetrahydrofuran,
dimethylformamide, dimethyl sulfoxide,
It is selected from aprotic polar solvents such as hexamethylphosphoramide depending on the type of reaction composition and reaction conditions. Note that in the reaction of introducing an ethylenically unsaturated group into the oxirane ring, it is often advantageous to use a catalyst suitable for the type of reaction. Specific examples of catalysts of this type are given in the Examples. The reaction products are usually separated by pouring them into a non-solvent. Further, the ring-opening agent added in excess is removed by washing with water. The reaction product obtained by the method described above is vacuum dried, preferably at a temperature not exceeding 80° C., to obtain a resist material. Incidentally, it is already known that the oxirane-containing ring polymer itself, which is the starting material for the resist material of the present invention, can be cured by irradiation with high-energy rays such as electron beams. However, the resist material of the present invention is 10 to 20 times more sensitive to high-energy rays than the oxirane-containing ring polymer used as the starting material, and has excellent resolution and stability, which are the most important properties of resist materials for microfabrication. It has been confirmed that it is extremely superior.
A comparative example with starting materials is described in Example 1. Resist materials are usually used in the form of a solution in a volatile good solvent, and examples of this type of solvent include chloroform, dichloroethylene, and chloroform, in addition to the solvent used for the reaction of introducing unsaturated groups into oxirane-containing ring polymers. Haloalkanes such as carbon chloride, hydroxyl solvents such as methyl cellosolve and ethyl cellosolve can be used alone or in combination. The concentration of the resist material solution varies depending on the properties of the polymer, conditions of use, etc., but is usually in the range of 5 to 30% by weight. The resist material solution is applied to the surface of a silicon wafer, chrome mask substrate, or other workpiece using a spin coater, and then heated and dried to form a good film with a thickness of about 3000 Å and no pinholes. Of course, depending on the purpose of use, it is possible to form a film with a thickness of 10,000 Å or more. The coating is further heated at a temperature below 120°C, for example 30°C.
It may be heated for about a minute to remove any remaining traces of solvent in the coating and may be reheated to improve adhesion to the workpiece surface. This operation is known as pre-baking. Next, electron beam, X-ray, ion beam, β-ray, γ-ray
When irradiated with high-energy radiation such as radiation or neutron beams, the irradiated areas harden and become insolubilized. When washed and developed with an appropriate solvent, the non-irradiated areas dissolve and a pattern of hardened resist film is formed on the surface of the workpiece. be done. Methods known in the art are applied to this type of pattern forming method. After development, so-called post-baking, which is a heat treatment in the range of 100 to 250° C., can be performed in order to further strengthen the resist film. Various operations such as chemical etching, dry etching, doping, ion milling, metal vapor deposition, etc. can be performed on the workpiece using the resist pattern subjected to the above-described processing. Resist materials used for such purposes are subject to practical considerations such as stability of the resist material itself, sensitivity to high-energy rays, contrast, presence or absence of development residue, cut of resist pattern edges, resolution, heat resistance, and etching resistance. are evaluated for their characteristics. Hereinafter, the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 10 g of poly(glycidyl methacrylate-CO-cyclohexyl methacrylate) obtained in Reference Example 3
60ml of methyl cellosolve acetate in the reaction vessel
14 g of 2,6-diallylphenol and 1 g of tributylamine were added thereto, and the mixture was reacted at 80 to 90° C. under a nitrogen atmosphere for 8 hours with stirring. Next, after cooling to room temperature, hydrogen sulfide was introduced to open the unreacted oxirane ring. The end point of the ring-opening reaction was determined by measuring the epoxy value. After removing excess hydrogen sulfide by blowing nitrogen, 120 ml of methyl cellosolve acetate was added to the reaction solution to form a homogeneous solution, which was then poured into isopropyl alcohol 1 with strong stirring. The precipitate that formed was washed with another isopropyl alcohol and dried under vacuum at 60°C. Polymer diallyl phenol ether
13.4g was obtained. A thin film of the above resist material was formed on a substrate for producing a chrome mask and irradiated with an electron beam to obtain the following measurement results. D 0.5 g = 7.5×10 -7 Coul/cm 2 , γ = 1.8, 0.5 μ line and space was resolved. Next, the above 0.5μ line and space pattern was post-baked at 220℃ for 30 minutes, immersed in a chrome etch solution (a mixture of 17g of cerium ammonium nitrate, 5ml of 70% hydrogen peroxide, and 100ml of water) at 22℃, washed with water, and dried. , a mask with good defension was obtained. Example 2 Poly(glycidyl methacrylate) of Reference Example 5
CO-vinyl chloride) 8g of the polymer of Reference Example 3
Example 3 except that 10g was added instead of 10g.
The reaction was carried out in exactly the same manner as above, followed by post-treatment to obtain 11 g of diallyl phenol ether as a polymer. The following results were obtained by electron beam irradiation. A single line of D 0.5 g =4×10 −7 Coul/cm 2 , γ=1.0, and 0.5 μ was resolved. Example 3 Put 600ml of tetrahydrofuran into a reaction container,
15.5 g of poly(glycidyl methacrylate-CO-4-chlorostyrene) of Reference Example 6 was dissolved in this, 0.1 g of p-methoxyphenol and 8 g of diallylamine were added, and the mixture was heated to reflux under a nitrogen atmosphere.
The reaction was stirred for hours. After cooling, ammonia was blown into the reaction solution to open unreacted oxirane rings.
Next, the reaction solution was poured into isopropyl alcohol from step 2, and after standing still, the precipitate was separated, and the slurry was poured into water, stirred, washed with water again, washed with ethyl alcohol, dried under vacuum at 50°C, and prepared with diallylamine. Obtained 17g. The results of electron beam irradiation of the above resist material were as follows. A single line of D 0.5 g = 3×10 −6 Coul/cm 2 , γ = 0.8, and 0.6 μ was resolved. Example 4 After reacting poly(glycidyl methacrylate) and 3-vinylthiophenol, the reaction mixture was poured into methyl alcohol 2 with strong stirring, the precipitate was collected, and the wet cake was treated again with methyl alcohol 2 to remove the precipitate. Separated. Add the wet cake as it is to 600 ml of dioxane to dissolve the precipitate, and add 6 g of periodic acid HIO 3.2H 2 O and water.
10ml of the mixture was added and stirred at 20°C for 4 hours. Next, the above solution was poured into methyl alcohol from step 4, the precipitate was separated, thoroughly washed with water, and vacuum dried at 60°C.
I got g. The results of electron beam irradiation were as follows. D 0.5 g = 4.3×10 -7 Coul/cm 2 , γ = 1.0, 2 μ line and space was resolved.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 複数のオキシラン環を有する重合体に、1個
以上のエチレン性不飽和基ならびにオキシラン環
を開環させ得る官能性基1個を有する単量体を反
応させ、次いで残存未反応オキシラン環を開環剤
(ただしハロゲン化水素を除く)の存在下で開環
させて得られる溶剤可溶性のエチレン性不飽和基
含有重合体を主要成分とすることを特徴とする電
子線、X線、イオンビーム、γ線等の高エネルギ
ー線照射により硬化するが、300nm以上の波長
を有する光照射に対し実質的に非硬化性であるレ
ジスト材料。 2 エチレン性不飽和結合とオキシラン環を有す
る単量体の単独重合体、および共重合体、あるい
は該単量体と、エチレン結合を介した重合反応条
件下オキシラン環に対し実質的に反応性を示す基
をもたずエチレン性不飽和結合を有する単量体と
の共重合体が、複数のオキシラン環を有する重合
体である特許請求の範囲第1項記載のレジスト材
料。 3 エチレン性不飽和結合ならびにオキシラン環
を有する単量体と、エチレン結合を介した重合反
応条件下オキシラン環に対し実質的に反応性を示
す基をもたずエチレン性不飽和結合を有する単量
体との共重合体にあつて、エチレン性不飽和結合
ならびにオキシラン環を有する単量体が少くとも
10mol%以上である特許請求の範囲第1項及び第
2項記載のレジスト材料。 4 1個以上のエチレン性不飽和結合、ならびに
オキシラン環に開環付加し得る官能性基1個を有
する単量体において、該官能性基がハロアシル
基、ヒドロキシル基、スルフヒドリル基、あるい
は第2アミノ基である特許請求の範囲第1項記載
のレジスト材料。 5 複数のオキシラン環を有する重合体に、1個
以上のエチレン性不飽和基ならびにオキシラン環
を開環させ付加し得る官能性基1個を有する単量
体を付加させ、前記重合体にエチレン性不飽和基
を導入したのち残存未反応オキシラン環を開環消
去する開環剤として、硫化水素、シアン化水素、
ハロゲンの酸素酸の酸化性を有する無機強酸ある
いはアンモニアを使用する上記特許請求の範囲第
1項記載のレジスト材料。 6 特許請求の範囲第1項記載のレジスト材料を
有機溶媒に溶解し、その表面上にパターンを形成
されるべき固体の基体表面に塗布、乾燥して溶媒
を除去薄膜を形成させ、電子線、X線、イオンビ
ーム、γ線等の高エネルギー線を照射後、非照射
部分を適当な溶媒で溶解除去し、基体表面上に硬
化部分によつて形成されるパターンを造成する該
レジスト材料の使用法。
[Claims] 1. A polymer having a plurality of oxirane rings is reacted with a monomer having one or more ethylenically unsaturated groups and one functional group capable of opening the oxirane rings, and then the remaining An electron beam characterized in that the main component is a solvent-soluble ethylenically unsaturated group-containing polymer obtained by ring-opening an unreacted oxirane ring in the presence of a ring-opening agent (excluding hydrogen halides); A resist material that is cured by irradiation with high-energy rays such as X-rays, ion beams, and gamma rays, but is substantially non-curable by irradiation with light having a wavelength of 300 nm or more. 2 Homopolymers and copolymers of monomers having an ethylenically unsaturated bond and an oxirane ring, or the monomers have substantially no reactivity with the oxirane ring under polymerization reaction conditions via an ethylene bond. 2. The resist material according to claim 1, wherein the copolymer with a monomer having no group and having an ethylenically unsaturated bond is a polymer having a plurality of oxirane rings. 3. A monomer having an ethylenically unsaturated bond and an oxirane ring, and a monomer having an ethylenically unsaturated bond and having no group that is substantially reactive with the oxirane ring under polymerization reaction conditions via an ethylene bond. In the case of a copolymer with a monomer having an ethylenically unsaturated bond and an oxirane ring
The resist material according to claims 1 and 2, which has a content of 10 mol % or more. 4 Monomers having one or more ethylenically unsaturated bonds and one functional group capable of ring-opening addition to the oxirane ring, where the functional group is a haloacyl group, hydroxyl group, sulfhydryl group, or secondary amino group. The resist material according to claim 1, which is a base. 5 Adding a monomer having one or more ethylenically unsaturated groups and one functional group capable of ring-opening and addition to the oxirane ring to a polymer having a plurality of oxirane rings, Hydrogen sulfide, hydrogen cyanide,
The resist material according to claim 1, which uses a strong inorganic acid or ammonia having oxidizing properties of halogen oxygen acids. 6. Dissolve the resist material according to claim 1 in an organic solvent, apply it to the surface of a solid substrate on which a pattern is to be formed, dry it, remove the solvent, form a thin film, and apply it to an electron beam, After irradiation with high-energy rays such as X-rays, ion beams, and gamma rays, the non-irradiated portions are dissolved and removed using an appropriate solvent, and the resist material is used to create a pattern formed by the hardened portions on the surface of the substrate. Law.
JP6980878A 1977-08-09 1978-06-12 High energy beam setting resist material and method of using same Granted JPS54161319A (en)

Priority Applications (8)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6980878A JPS54161319A (en) 1978-06-12 1978-06-12 High energy beam setting resist material and method of using same
AU38704/78A AU3870478A (en) 1977-08-09 1978-08-07 High energy radiation cruable resist material
GB7832662A GB2004283B (en) 1977-08-09 1978-08-08 High energy radiation curable resist material and method of using the same
FR7823372A FR2400042A1 (en) 1977-08-09 1978-08-08 PROTECTIVE MATERIAL CURABLE UNDER THE EFFECT OF HIGH ENERGY RADIATION AND ITS PROCESS FOR USE
NL787808279A NL7808279A (en) 1977-08-09 1978-08-08 RESIST MATERIAL AND METHOD OF USE THEREOF.
IT50684/78A IT1106873B (en) 1977-08-09 1978-08-09 HARDENABLE RESERVE MATERIAL BY IRRADIATION AND PROCEDURE TO PRODUCE IT
US05/932,160 US4299911A (en) 1977-08-09 1978-08-09 High energy radiation curable resist material and method of using the same
DE19782834791 DE2834791A1 (en) 1977-08-09 1978-08-09 RESISTANT MATERIAL HARDENED BY HIGH-ENERGETIC RADIATION AND MANUFACTURING PROCESS

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6980878A JPS54161319A (en) 1978-06-12 1978-06-12 High energy beam setting resist material and method of using same

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS54161319A JPS54161319A (en) 1979-12-20
JPS6339888B2 true JPS6339888B2 (en) 1988-08-08

Family

ID=13413414

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6980878A Granted JPS54161319A (en) 1977-08-09 1978-06-12 High energy beam setting resist material and method of using same

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS54161319A (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0646580B1 (en) * 1993-09-16 2000-05-31 Ciba SC Holding AG Vinylether compounds with additional functional groups differing from vinylether and their use in the formulation of curable compositions

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429397A (en) * 1977-08-09 1979-03-05 Somar Mfg Preparation of novel resist materrial

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429397A (en) * 1977-08-09 1979-03-05 Somar Mfg Preparation of novel resist materrial

Also Published As

Publication number Publication date
JPS54161319A (en) 1979-12-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4299911A (en) High energy radiation curable resist material and method of using the same
CN1238344A (en) Polymer and forming method of micro pattern using the same
JP2002502982A (en) Improved thermosetting anti-reflective coating in deep UV
JPS6048022B2 (en) electronic sensitive resist
DE60021922T2 (en) ACCELERATOR SUITABLE FOR ENERGY POLYMERIZABLE COMPOSITIONS
CA1183639A (en) Water-dispersible energy curable heterocyclic group- containing polyesters
CN1162752C (en) Cross linking agent for photoslushing compound, and photoslushing compound compsns. containing same cross linking agent
US4517276A (en) Metal-containing organic photoresists
JPWO2017212963A1 (en) Sulfonium salt, photoacid generator, curable composition, and resist composition
JPS6031321B2 (en) Radiation-curable dispersion containing an essentially non-polymerizable high molecular weight vinyl resin
JPS6339888B2 (en)
WO2007055134A1 (en) Photosensitive resin composition for optical waveguide formation, optical waveguide and method for producing optical waveguide
JPS60501777A (en) Silicon dioxide based graft polymerization lithography mask
JPS60121444A (en) Alkali-developable photosensitive resin composition
JPS6015650B2 (en) Photopolymerizable composition
JPS6330333B2 (en)
JPH0249011A (en) Resist for processing with high energy beam
JP2019534369A (en) Method for manufacturing a three-dimensional structure using a material that can be bonded with photolithography and an adhesive
JPH0119572B2 (en)
JPS6129493B2 (en)
JP2005041958A (en) Manufacturing process of photosensitive resin
JPH08209069A (en) Coating fluid and its production
JPH0629323B2 (en) Multi-component copolymer composed of sulfur dioxide and vinyl compound
JPH0625589A (en) Coating and varnish composition based on crosslinkable fluorocopolymer
JPS63271253A (en) Positive type radiation sensitive resist having high resolution