JPH01101308A - Silicon atom-containing ethylenic polymer, composition containing said polymer and method for use thereof - Google Patents

Silicon atom-containing ethylenic polymer, composition containing said polymer and method for use thereof

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JPH01101308A
JPH01101308A JP62258435A JP25843587A JPH01101308A JP H01101308 A JPH01101308 A JP H01101308A JP 62258435 A JP62258435 A JP 62258435A JP 25843587 A JP25843587 A JP 25843587A JP H01101308 A JPH01101308 A JP H01101308A
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    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G03F7/0758Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains

Abstract

PURPOSE:To obtain an Si-containing ethylenic polymer, having the backbone chain constituted of specific structural units and a specified mol.wt. and capable of forming fine patterns with extremely high sensitivity even to near ultraviolet rays and exhibiting higher resistance to dry etching. CONSTITUTION:An Si atom-containing ethylenic polymer having the backbone chain constituted of structural units expressed by the formula and 3,000-1,000,000mol.wt. The above-mentioned ethylenic polymer is used as a resist composition by adding a bisazide [e.g. 4,4'-diazidochalcone or 2,6-di-(4'- azidobenzal)cyclohexanone] as a photocrosslinking agent in an amount of nor mally 0.1-30wt.% based on the polymer. Alternatively, an organic film and a resist layer having a given resist pattern are successively formed on a sub strate and the above-mentioned resist layer is formed from the afore-mentioned ethylenic polymer by a method for forming the pattern according to a two-layer structural resist method using the above-mentioned resist pattern as a dry etch ing mask for the organic film.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はケイ素原子含有エチレン系重合体およびこの重
合体を含むレジスト組成物およびその使用方法に関し、
特に半導体集積回路、磁気バブルメモリ等の微細パター
ン形成法に適したケイ素原子含有エチレン系重合体およ
びレジスト組成物およびパターン形成方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a silicon atom-containing ethylene polymer, a resist composition containing this polymer, and a method for using the same.
In particular, the present invention relates to silicon atom-containing ethylene polymers, resist compositions, and pattern forming methods suitable for forming fine patterns in semiconductor integrated circuits, magnetic bubble memories, and the like.

[従来の技術] 集積回路、バブルメモリ素子などの製造において光学的
リソグラフィまたは電子ビームリソグラフィを用いて微
細なパターンを形成する際、光学的リソグラフィにおい
ては基板からの反射波の影響、電子ビームリソグラフィ
においては電子散乱の影響によりレジストが厚い場合は
解像度が低下することが知られている。現像により得ら
れたレジストパターンを精度よく基板に転写するために
、ドライエツチングが用いられるが、高解像度のレジス
トパターンを得るために、薄いレジスト層を使用すると
、ドライエツチングによりレジストもエツチングされ基
板を加工するための十分な耐性を示さないという不都合
さがある。また、段差部(おいては、この段差を平坦化
するために、レジスト層を厚く塗る必要が生じ、かかる
レジスト層に微細なパターンを形成することは著しく困
難であるといえる。
[Prior Art] When forming fine patterns using optical lithography or electron beam lithography in the manufacture of integrated circuits, bubble memory devices, etc., in optical lithography, the influence of reflected waves from the substrate, and in electron beam lithography, It is known that the resolution decreases when the resist is thick due to the effects of electron scattering. Dry etching is used to accurately transfer the resist pattern obtained by development onto the substrate. However, if a thin resist layer is used to obtain a high-resolution resist pattern, the resist will also be etched by dry etching and the substrate will be etched. It has the disadvantage that it does not exhibit sufficient resistance for processing. Furthermore, in order to flatten the stepped portion, it is necessary to apply a thick resist layer, and it is extremely difficult to form a fine pattern on such a resist layer.

かかる不都合さを解決するために三層構造レジストがジ
エイ・エム・モラン(J、H,Moran)らによって
シレーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・
テクノロジー(J、 Vacuu+n 5cience
and Technoloc+y) 、第16巻、16
20ページ(19乃年)に提案されている。三層構造に
おいては、第一層(最下層)に厚い有機層を塗15L、
たのち中間層としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、
シリコン膜などのように02を使用するドライエツチン
グにおいて蝕刻され難い無機物質材料を形成する。
In order to solve these inconveniences, a three-layer resist was developed by J. H. Moran et al.
Technology (J, Vacuu+n 5science
and Technoloc+y), Volume 16, 16
It is proposed on page 20 (2019). In the three-layer structure, the first layer (bottom layer) is coated with a thick organic layer of 15L,
Later, silicon oxide film, silicon nitride film,
An inorganic material, such as a silicon film, which is difficult to be etched by dry etching using 02 is formed.

しかる後、中間層の上にレジストをスピン塗布し、電子
ビームや光によりレジストを露光、現像する。
Thereafter, a resist is spin-coated onto the intermediate layer, and the resist is exposed and developed using an electron beam or light.

得へれたレジストパターンをマスクに中間層をドライエ
ツチングし、しかる後、この中間層をマスクに第一層の
厚い有機層を02を用いた反応性スパッタエツチング法
によりエツチングする。この方法により薄い高解像度の
レジストパターンを厚い有機層のパターンに変換するこ
とができる。しかしながら、このような方法においては
第一層を形成した後、中間層を蒸着法、スパッタ法ある
いはプラズマCvD法により形成し、ざらにパターニン
グ用レジストを塗布するため工程が複雑で、かつ長くな
るという欠点がある。
Using the obtained resist pattern as a mask, the intermediate layer is dry etched, and then, using this intermediate layer as a mask, the first thick organic layer is etched by a reactive sputter etching method using 02. This method allows converting thin high-resolution resist patterns into thick organic layer patterns. However, in this method, after forming the first layer, the intermediate layer is formed by vapor deposition, sputtering, or plasma CVD, and the patterning resist is roughly applied, making the process complicated and long. There are drawbacks.

パターニング用レジストがドライエツチングに対して強
ければ、パターニング用レジストをマスクに厚い有機層
をエツチングすることができるので、二層構造とするこ
とができ工程を簡略化することができる。
If the patterning resist is resistant to dry etching, a thick organic layer can be etched using the patterning resist as a mask, resulting in a two-layer structure and simplifying the process.

[発明が解決しようとする問題点] ポリジメチルシロキサンは酸素反応性イオンエツチング
(02RIE>に対して耐性が著しく優れ、エツチング
レートはほぼ零であることは公知である(ジー エヌ 
テーラ−、ティー エムウオルフ アンド ジエー エ
ム モラン、ジャーナル オブ バキューム サイエン
ス アンドテクノロジー、 19(4)、 872.1
981(G、N、raylor。
[Problems to be Solved by the Invention] It is known that polydimethylsiloxane has extremely high resistance to oxygen-reactive ion etching (02RIE) and has an etching rate of almost zero (G.N.
Taylor, T. M. Wolf and G. M. Moran, Journal of Vacuum Science and Technology, 19(4), 872.1.
981 (G, N, Raylor.

T、)1.  Wolf  and  J、H14or
an、  J、Vacuum  Sci、  andT
ech、、19(4)、 872.1981))が、こ
のポリマーハ常温で液状であるので、はこりが付着しや
すく、高解像度が得にくいなどの欠点がありレジスト材
料としては適さない。
T,)1. Wolf and J, H14or
an, J., Vacuum Sci, and T.
ech, 19(4), 872.1981)), but since this polymer is liquid at room temperature, it has drawbacks such as easy adhesion of flakes and difficulty in obtaining high resolution, making it unsuitable as a resist material.

われわれはすでに上記パターニング用レジストとしてト
リアルキルシリルスチレンの単独重合体および共重合体
を提案した[特願昭57−123866@(特開昭59
−15419@公報)、特願昭57−123865@(
特開昭59−15243号公報)]。しかしこれらの重
合体は遠紫外もしくは電子ビーム露光に対する感度は優
れているので遠紫外用もしくは電子ビーム露光用レジス
トとしては適しているが、近紫外および可視光の露光に
対しては架橋ぜず、フォト用レジストとして使用できな
かった。
We have already proposed homopolymers and copolymers of trialkylsilylstyrene as the above-mentioned patterning resists [Japanese Patent Application No. 57-123866
-15419@publication), patent application No. 57-123865@(
JP-A-59-15243)]. However, these polymers have excellent sensitivity to far ultraviolet or electron beam exposure and are suitable as resists for far ultraviolet or electron beam exposure, but they do not crosslink when exposed to near ultraviolet or visible light. It could not be used as a photoresist.

また、われわれはすでに上記パターニングの光学露光用
レジストとしてシラン系重合体を提供した(特願昭60
−001636号、特願昭60−001637@ )。
In addition, we have already provided a silane polymer as a resist for optical exposure for the above-mentioned patterning (patent application filed in 1983).
-001636, patent application No. 1983-001637@).

しかしここで提供したレジストはシリコン原子濃度が重
合体に対して約10〜13%(W/W)なので下層が厚
い場合、たとえば下層の膜厚が1,5期以上では上記パ
ターニング用の上層としてドライエツチング耐性は不十
分であった。
However, the resist provided here has a silicon atom concentration of about 10 to 13% (W/W) relative to the polymer, so if the lower layer is thick, for example, if the thickness of the lower layer is 1.5 or more, it cannot be used as the upper layer for patterning. Dry etching resistance was insufficient.

本発明の目的は、電子線、X線、遠紫外線、イオンビー
ムあるいはこれらに加えて近紫外線に対しても非常に高
感度で微細パターンが形成でき、しかもドライエツチン
グに対してより強い耐性をもつ重合体、およびそれを含
む組成物、およびその使用方法を提供することにある。
The object of the present invention is to be able to form fine patterns with extremely high sensitivity to electron beams, X-rays, deep ultraviolet rays, ion beams, or near ultraviolet rays in addition to these, and to have greater resistance to dry etching. An object of the present invention is to provide a polymer, a composition containing the same, and a method for using the same.

− [問題点を解決するための手段] 本発明者らは、このような状況に鑑みて研究を続けた結
果、重合体の単量体ユニット中にシリコン原子を2個有
すると共にアリル基を有すると、画素による反応性スパ
ッタエツチングに対して極めて強く、厚い有機膜をエツ
チングする際のマスクになること、また、電子線、X線
、遠紫外線、イオンビームに対して非常に高感度である
こと、ざらにビスアジド化合物を添加すると近紫外線に
対しても非常に高感度となることを見出し、本発明をな
すに至った。
- [Means for solving the problem] As a result of continuing research in view of the above situation, the present inventors found that the monomer unit of the polymer has two silicon atoms and an allyl group. This means that it is extremely resistant to reactive sputter etching caused by pixels, can be used as a mask when etching thick organic films, and is extremely sensitive to electron beams, X-rays, deep ultraviolet rays, and ion beams. They discovered that when a bisazide compound is added to zara, the sensitivity to near ultraviolet light becomes extremely high, and the present invention has been completed.

すなわら本発明は主鎖が下記の構造単位で構成されたこ
とを特徴とする分子量3000〜1000000のケイ
素原子含有エチレン系重合体、 Ch   CH3 前記ケイ素原子含有エチレン系重合体とビスアジドより
なるレジスト組成物、および基板上に有機膜および所定
のレジストパターンを有するレジスト層を順に形成し、
このレジストパターンを有機膜に対するドライエツチン
グマスクとして用いる2層構造レジスト法によるパター
ン形成方法において、前記レジスト層が前記ケイ素原子
含有エチレン系重合体またはこの重合体とごスアジドよ
りなる組成物で形成されていることを特徴とするパター
ン形成方法である。
That is, the present invention provides a silicon atom-containing ethylene polymer having a molecular weight of 3,000 to 1,000,000, whose main chain is composed of the following structural units, Ch CH3 and a resist comprising the silicon atom-containing ethylene polymer and bisazide. sequentially forming an organic film and a resist layer having a predetermined resist pattern on the composition and the substrate;
In a pattern forming method using a two-layer resist method in which this resist pattern is used as a dry etching mask for an organic film, the resist layer is formed of the silicon atom-containing ethylene polymer or a composition of this polymer and sulfur azide. This is a pattern forming method characterized by the following.

重合体は一般にネガ型レジストとして用いた場合、高分
子量であれば高感度となるが現像時の膨潤により解像度
を損う。通例、分子母百万を超えるものは、高い解像性
を期待できない。一方、分子量を小さくすることは解像
性を向上させるが、感度は分子量に比例して低下して実
用性を失うだけでなく、分子量玉子以下では均一で堅固
な影形成が難しくなるという問題がある。したがってケ
イ素原子含有エチレン系重合体の分子量は3000〜1
000000の範囲のものが適当である。
Generally, when a polymer is used as a negative resist, if it has a high molecular weight, it will have high sensitivity, but the resolution will be impaired due to swelling during development. Generally, if the number of molecules exceeds one million, high resolution cannot be expected. On the other hand, reducing the molecular weight improves resolution, but not only does the sensitivity decrease in proportion to the molecular weight, making it impractical, but there is also the problem that it becomes difficult to form uniform and solid shadows when the molecular weight is lower than that of an egg. be. Therefore, the molecular weight of the silicon atom-containing ethylene polymer is 3000-1
A value in the range of 000000 is suitable.

本発明のケイ素原子含有エチレン系重合体は例えば次の
ようにして製造することができる。
The silicon atom-containing ethylene polymer of the present invention can be produced, for example, as follows.

(以下余白) ヘキサン中、 20℃ 上式で示した様に、本発明の重合体はn−ブチルリチウ
ム(n−BuLi)を用いたアニオン重合法によって、
多分散度の小さい、そして低分子量がら高分子量の任意
の分子量の重合体を製造することができる。
(Blank below) In hexane at 20°C As shown in the above formula, the polymer of the present invention is produced by an anionic polymerization method using n-butyllithium (n-BuLi).
Polymers of any molecular weight can be produced with low polydispersity and from low to high molecular weights.

この重合体は一般の有機溶剤、例えばヘキサン、ベンゼ
ン、メチルエチルケトン、クロロホルム等に可溶で、メ
タノール、エタノールには不溶である。
This polymer is soluble in common organic solvents such as hexane, benzene, methyl ethyl ketone, chloroform, etc., and insoluble in methanol and ethanol.

本発明におけるレジスト材料はそのままで電子線、X線
、遠紫外線に対して極めて高感度であるが、光架橋剤と
して知られているビスアジドを添加すると紫外線に対し
ても高感度なレジストとなる。本発明で用いられるビス
アジドとしては、4.4゛−ジアジドカルコン、2,6
−ジー(4゛−アジドベンザル)シクロヘキサノン、2
.6−ジー(4°−アジドベンザル)−4−メチルシク
ロヘキサノン、2.6−ジー(4°−アジドベンザル)
−4−ハイドロオキシシクロヘキサノンなどが挙げられ
る。光架橋剤の添加量は、過少または過大であると紫外
線に。
The resist material in the present invention is extremely sensitive to electron beams, X-rays, and deep ultraviolet rays as it is, but when bisazide, which is known as a photocrosslinking agent, is added, the resist becomes highly sensitive to ultraviolet rays. The bisazides used in the present invention include 4.4゛-diazide chalcone, 2,6
-Z(4'-azidobenzal)cyclohexanone, 2
.. 6-di(4°-azidobenzal)-4-methylcyclohexanone, 2.6-di(4°-azidobenzal)
-4-hydroxycyclohexanone and the like. If the amount of photo-crosslinking agent added is too little or too much, it will cause UV rays.

対する感度が低下し、また過大に添加した組成物は02
のドライエツチングに対する耐性を悪くするので、重合
体に対して0゜1〜30重量%加えることが望ましい。
The sensitivity to
It is desirable to add 0.1 to 30% by weight of the polymer since it deteriorates its resistance to dry etching.

分子量分布の均一性も解像性に影響を与えることが知ら
れており、多分散度が小ざいほど良好な解像を示す。こ
の点、アニオン重合法から製造される上記の方法は、分
子量分別せずに、直接多分散度の小さい、たとえば1,
2もしくはそれ以下の重合体が得られるので、そのレジ
スト材料は優れた解像性を有する。
It is known that the uniformity of molecular weight distribution also affects resolution, and the smaller the polydispersity, the better the resolution. In this respect, the above-mentioned method of manufacturing from an anionic polymerization method directly produces products with low polydispersity, such as 1,
Since a polymer of 2 or less is obtained, the resist material has excellent resolution.

[実施例] 次に本発明を実施例によって説明する。[Example] Next, the present invention will be explained by examples.

5007!フラスコに1,3−ジクロロテトラメチルシ
ロキリン40.6C7(0,2モル)とエチルエーテル
200dを仕込み、アリルマグネシウムブロマイド(エ
ーテル中) 290 (0,2モル)を穏やかな還流状
態で滴下した。滴下終了後、固形物をガラスフィルタを
用いてろ過して除いた。エーテル留出後、残留物を蒸留
して目的化合物を得た。収量は9.70(32%)であ
った。
5007! A flask was charged with 1,3-dichlorotetramethylsiloquiline 40.6C7 (0.2 mol) and ethyl ether 200d, and allylmagnesium bromide (in ether) 290 (0.2 mol) was added dropwise under mild reflux. After the dropping was completed, solid matter was removed by filtration using a glass filter. After distilling off the ether, the residue was distilled to obtain the target compound. Yield was 9.70 (32%).

原料製造例21−アリル−3−ビニルナトラメ300d
フラスコにマグネシウム4.80(0,2グラム原子)
およびテトラヒドロフラン(TI−IF>30dを仕込
み、少量の臭化エチルを加えて加熱した。
Raw material production example 21-allyl-3-vinylnatrame 300d
Magnesium 4.80 (0,2 gram atom) in the flask
and tetrahydrofuran (TI-IF>30d), and a small amount of ethyl bromide was added and heated.

室温に戻した後、臭化ビニル21.4g(0,2モル)
のTHF50m溶液を1時間を要して加えた。さらに還
流状態で4時間反応を続けた後、室温まで冷却した。別
の300dフラスコに原料製造例1で製造した1−アリ
ル−3−クロロテトラメチルシロキサン22.8Q (
0,15モル)およびTHF50dを仕込んだ。還流状
態にし、上記で製造したグリニヤール試薬を1時間を要
して滴下して加えた。ざらに1時間、還流状態で反応を
続けた後、室温まで冷却した。反応溶液を希■α溶液中
に投入し、エーテル500m1を加えて抽出を行った。
After returning to room temperature, 21.4 g (0.2 mol) of vinyl bromide
A 50 m THF solution of was added over a period of 1 hour. The reaction was further continued under reflux for 4 hours, and then cooled to room temperature. In another 300d flask, 1-allyl-3-chlorotetramethylsiloxane 22.8Q (
0.15 mol) and THF50d were charged. The mixture was brought to reflux and the Grignard reagent prepared above was added dropwise over a period of 1 hour. The reaction was continued under reflux for approximately 1 hour, and then cooled to room temperature. The reaction solution was poured into a dilute α solution, and 500 ml of ether was added to perform extraction.

エーテル層を硫酸マグネシウムで乾燥後、エーテルを留
出し、残貿物を蒸留して目的化合物6Gl(20%)を
得た。
After drying the ether layer with magnesium sulfate, the ether was distilled off and the residue was distilled to obtain the target compound 6Gl (20%).

実施例1 原料製造例2で合成した単量体およびTHEを水素化カ
ルシウムで予備乾燥した。以下に述べる重合反応はすべ
て高真空下で行った。
Example 1 The monomer synthesized in Raw Material Production Example 2 and THE were preliminarily dried with calcium hydride. All polymerization reactions described below were performed under high vacuum.

原料製造例2で製造した単量体11qを10(7!枝付
きフラスコに仕込み、枝をラバーセプタムで封をし、フ
ラスコを高真空ラインに接続した。液体窒素浴で凍結し
てから、減圧にし、液体状態に戻した。この操作を4回
繰返して単量体中に含まれる空気を脱気した後、n−ブ
チルリチウム(1,6M:ヘキサン中>0.5dを加え
て単量体を完全脱水した。その後、同様の枝付きフラス
コへ蒸留した。T HE 50dも同様に脱気、脱水を
行い重合フラスコへ蒸留した。室温にてラバーセプタム
からミクロシリンジを用いてn−ブチルリチウム(1,
6M :ヘキサン中)80μ!を加え、すぐにアセトン
−ドライアイス浴で冷却させて重合を行つた。2時間後
、メタノール1miをシリンジを用いて加え、重合を停
止した後、常圧に戻し、重合体溶液を500dのメタノ
ール中に投入した。重合体は白色固体となって析出し、
ろ過して分離した。
Monomer 11q produced in Raw Material Production Example 2 was charged into a flask with 10 (7! branches), the branches were sealed with a rubber septum, and the flask was connected to a high vacuum line. After freezing in a liquid nitrogen bath, the This operation was repeated four times to degas the air contained in the monomer, and then n-butyllithium (1,6M:>0.5d in hexane was added to dissolve the monomer. was completely dehydrated. Thereafter, it was distilled into a similar side flask. T HE 50d was similarly degassed and dehydrated and distilled into a polymerization flask. At room temperature, n-butyllithium ( 1,
6M: in hexane) 80μ! was added and immediately cooled in an acetone-dry ice bath to carry out polymerization. After 2 hours, 1 ml of methanol was added using a syringe to stop polymerization, the pressure was returned to normal pressure, and the polymer solution was poured into 500 ml of methanol. The polymer precipitates as a white solid,
It was separated by filtration.

ざらにベンゼン100威に溶解させ、メタノール500
dに投入した。この操作を3回繰返した後、減圧下50
’Cで乾燥した。目的化合物の収量は10,7q(はぼ
100%)であった。
Dissolve coarsely in 100 parts of benzene and 500 parts of methanol.
I put it into d. After repeating this operation three times,
It was dried at 'C. The yield of the target compound was 10.7q (approximately 100%).

重1平均分子量(MW ) =31,000故平均分子
ffl (Mn ) =30,000多分散度(Mw/
Mn)= 1.03 この重合体は一つの単位の中にシリコン原子を2個有し
ているためシリコン含有量は重合体全体に対して28,
0%(−/W)となる。
Average molecular weight (MW) = 31,000 Average molecular weight (Mn) = 30,000 Polydispersity (Mw/
Mn) = 1.03 This polymer has two silicon atoms in one unit, so the silicon content is 28,
It becomes 0% (-/W).

得られた重合体10C1を500m1のメチルエチルケ
トンに溶かし、メタノール70m1を少しずつ加えた。
The obtained polymer 10C1 was dissolved in 500 ml of methyl ethyl ketone, and 70 ml of methanol was added little by little.

jqられた白濁液を一夜放置後、デカンテーションして
下層に沈んだポリマー溶液をベンゼン100dに溶かし
、50dのメタノール中に投入した。その結果、白色の
固体が得られ、ろ過して減圧下で乾燥し、フラクション
1とした。さらにデカンテーション後の上tUみ液にメ
タノール30dを加え上記と同様にして2回目の分子量
分別を行った。さらに同量のメタノールを加えて同様に
行い3回目の分子量分別を行った。
The white cloudy liquid was left overnight, then decanted, and the polymer solution that had sunk to the bottom layer was dissolved in 100 d of benzene and poured into 50 d of methanol. As a result, a white solid was obtained, which was filtered and dried under reduced pressure to obtain fraction 1. Furthermore, 30 d of methanol was added to the upper tU liquid after decantation, and a second molecular weight fractionation was carried out in the same manner as above. Furthermore, the same amount of methanol was added and the same procedure was carried out for a third molecular weight fractionation.

実施例2 実施例1で製造した重合体0.420と2,6−ジー(
4°−アジドベンザル)−4−メチルシクロへキサノン
0.021 CJをキシレン6、 (7に溶解し、十分
撹拌した後、0.2ptnのフィルタでろ過し、試料溶
液とした。この溶液をシリコン基板上にスピン塗布(3
00Orpm) L、80℃、30分間乾燥を行った。
Example 2 Polymer 0.420 produced in Example 1 and 2,6-G(
0.021 CJ of 4°-azidobenzal)-4-methylcyclohexanone was dissolved in xylene 6, (7), thoroughly stirred, and then filtered through a 0.2 ptn filter to obtain a sample solution. This solution was placed on a silicon substrate. Spin coating (3)
Drying was performed at 80° C. for 30 minutes.

紫外線露光装置(14ANN 4800 DSW (G
CA社製))を用いて、クロムマスクを介して露光を行
った。
Ultraviolet exposure equipment (14ANN 4800 DSW (G
Exposure was performed using a chrome mask (manufactured by CA) through a chrome mask.

メチルイソブチルケトン()IIBK)に1分間浸漬し
て現像を行った後、イソプロパツールにて1分間リンス
を行った。乾燥したのち、被照射部の膜厚を触針法によ
り測定した。初期膜厚は0.25.csであった。微細
なパターンを解像しているが否かは種々の寸法のライン
アンドスペースのパターンを描画し、現像処理によって
得られたレジスト像を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡で
観察することによって調べた。
After developing by immersing it in methyl isobutyl ketone (IIBK) for 1 minute, it was rinsed with isopropanol for 1 minute. After drying, the film thickness of the irradiated area was measured using a stylus method. The initial film thickness is 0.25. It was cs. Whether fine patterns were resolved or not was determined by drawing line-and-space patterns of various sizes and observing the resist images obtained by development using an optical microscope or a scanning electron microscope.

感度曲線からゲル化点(D5 >が約0.94秒である
ことがわかった。紫外線露光でひろく用いられているフ
ォトレジストであるシプレー社MP−1300、(1#
I厚)の適正露光量は0.38秒であった。
From the sensitivity curve, it was found that the gel point (D5>) was approximately 0.94 seconds.
The appropriate exposure amount for the film (I thickness) was 0.38 seconds.

実施例3 シリコン基板上にノボラック樹脂を主成分とするレジス
ト材料()fP−1300(シプレー社製))を厚さ1
.5期塗布し、250℃において1時間焼きしめを行っ
た。しかる後、実施例2で調整した溶液をスピン塗布し
、80℃にて30分間乾燥を行って0.251IIn厚
の均一な塗膜を得た。この基板を紫外線露光装置(48
000S誓(GCA社製〉)を用いクロムマスクを介し
てio、o秒置光した。)flBK/n−BuOH(5
0/100V/V)に1分間浸漬して現像を行ったのち
、イソプロパツールにて1分間リンスを行った。この基
板を平行平板の反応性スパッタエツチング装置(アネル
バ社製DEN−451>を用い、022secm。
Example 3 A resist material () fP-1300 (manufactured by Shipley) containing novolac resin as the main component was deposited on a silicon substrate to a thickness of 1
.. It was coated for 5 times and baked at 250°C for 1 hour. Thereafter, the solution prepared in Example 2 was spin-coated and dried at 80° C. for 30 minutes to obtain a uniform coating film with a thickness of 0.251 IIn. This substrate was exposed to ultraviolet exposure equipment (48
Using 000S (manufactured by GCA), light was exposed for io and o seconds through a chrome mask. ) flBK/n-BuOH (5
0/100V/V) for 1 minute to perform development, and then rinsed with isopropanol for 1 minute. This substrate was etched for 022 seconds using a parallel plate reactive sputter etching device (DEN-451 manufactured by Anelva).

3、OPa、 0.16W/cm2の条件で25分間エ
ツチングを行った。走査型電子顕微鏡で観察した結果、
サブミクロンの上層のパターンが下層レジスト材料によ
り正確に転写され、より垂直なパターンが形成されてい
ることがわかった。
Etching was performed for 25 minutes under the conditions of 3. OPa and 0.16 W/cm2. As a result of observation with a scanning electron microscope,
It was found that the submicron upper layer pattern was accurately transferred by the lower layer resist material, forming a more vertical pattern.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の重合体は1構造単位当り
シリコン原子を2個有しているため、高いシリコン濃度
、すなわち28.0%四/Δ)となる。
[Effects of the Invention] As explained above, since the polymer of the present invention has two silicon atoms per structural unit, it has a high silicon concentration, that is, 28.0% 4/Δ).

そのためレジスト組成物はドライエツチングに対して極
めて強く、2000人程度0膜厚があれば、1.5pt
n程度の厚い有機層をエツチングするためのマスクにな
り得る。したがって、パターン形成用のレジスト膜は薄
くてよい。また、下地に厚い有機層があると電子ビーム
露光においては近接効果が低減されるため、また光学露
光においては反射波の悪影響が低減されるために、高解
像度のパターンが容易に得られる。また他の露光法にお
いても高解像度のパターンが容易に得られる。
Therefore, the resist composition is extremely resistant to dry etching, and if there is a zero film thickness of about 2,000
It can be used as a mask for etching an organic layer as thick as n. Therefore, the resist film for pattern formation may be thin. Furthermore, a thick organic layer on the base reduces the proximity effect in electron beam exposure, and reduces the adverse effects of reflected waves in optical exposure, making it easy to obtain a high-resolution pattern. Also, high-resolution patterns can be easily obtained using other exposure methods.

ざらに本発明の重合体をアニオン重合法により合成した
場合には分子量分布の多分散度が小さいものが得られ、
そのため前記重合体とビスアジドとの組成物をレジスト
として用いたとき、得られるパターンの解像度はより優
れたものとなる。
In general, when the polymer of the present invention is synthesized by an anionic polymerization method, a polymer with a small polydispersity of molecular weight distribution can be obtained,
Therefore, when the composition of the polymer and bisazide is used as a resist, the resolution of the resulting pattern is even better.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主鎖が下記の構造単位で構成されたことを特徴と
する分子量3000〜1000000のケイ素原子含有
エチレン系重合体。 ▲数式、化学式、表等があります▼
(1) A silicon atom-containing ethylene polymer having a molecular weight of 3,000 to 1,000,000, whose main chain is composed of the following structural units. ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
(2)主鎖が下記の構造単位で構成された分子量300
0〜1000000のケイ素原子含有エチレン系重合体
と、 ▲数式、化学式、表等があります▼ ビスアジドよりなることを特徴とするレジスト組成物。
(2) Molecular weight 300 with main chain composed of the following structural units
A resist composition characterized by comprising an ethylene polymer containing 0 to 1,000,000 silicon atoms, and ▲numerical formula, chemical formula, table, etc.▼ bisazide.
(3)基板上に有機膜および所定のレジストパターンを
有するレジスト層を順に形成し、このレジストパターン
を有機膜に対するドライエッチングマスクとして用いる
2層構造レジスト法によるパターン形成方法において、
前記レジスト層が、主鎖が下記の構造単位で構成された
分子量3000〜1000000のケイ素原子含有エチ
レン系重合体で形成されていることを特徴とするパター
ン形成方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼
(3) A pattern forming method using a two-layer resist method in which an organic film and a resist layer having a predetermined resist pattern are sequentially formed on a substrate, and this resist pattern is used as a dry etching mask for the organic film,
A pattern forming method characterized in that the resist layer is formed of a silicon atom-containing ethylene polymer having a molecular weight of 3,000 to 1,000,000 and whose main chain is composed of the following structural units. ▲Contains mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼
(4)基板上に有機膜および所定のレジストパターンを
有するレジスト層を順に形成し、このレジストパターン
を有機膜に対するドライエッチングマスクとして用いる
2層構造レジスト法によるパターン形成方法において、
前記レジスト層が、主鎖が下記の構造単位で構成された
分子量3000〜1000000のケイ素原子含有エチ
レン系重合体と、▲数式、化学式、表等があります▼ ビスアジドよりなる組成物で形成されていることを特徴
とするパターン形成方法。
(4) A pattern forming method using a two-layer resist method, in which an organic film and a resist layer having a predetermined resist pattern are sequentially formed on a substrate, and this resist pattern is used as a dry etching mask for the organic film,
The resist layer is formed of a composition consisting of a silicon atom-containing ethylene polymer with a molecular weight of 3,000 to 1,000,000 whose main chain is composed of the following structural units, and a bisazide. A pattern forming method characterized by:
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007026010A3 (en) * 2005-09-01 2007-06-14 Freescale Semiconductor Inc Semiconductor device including a coupled dielectric layer and metal layer, method of fabrication thereof, and material for coupling a dielectric layer and a metal layer in a semiconductor device
US7803719B2 (en) 2006-02-24 2010-09-28 Freescale Semiconductor, Inc. Semiconductor device including a coupled dielectric layer and metal layer, method of fabrication thereof, and passivating coupling material comprising multiple organic components for use in a semiconductor device

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