JPH08305028A - Resist - Google Patents

Resist

Info

Publication number
JPH08305028A
JPH08305028A JP10516495A JP10516495A JPH08305028A JP H08305028 A JPH08305028 A JP H08305028A JP 10516495 A JP10516495 A JP 10516495A JP 10516495 A JP10516495 A JP 10516495A JP H08305028 A JPH08305028 A JP H08305028A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
pattern
polysilane
acid
layer
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.)
Pending
Application number
JP10516495A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Murai
伸次 村井
Yoshihiko Nakano
義彦 中野
Toshiro Hiraoka
俊郎 平岡
Kou Jiyurian
コウ ジユリアン
Shuji Hayase
修二 早瀬
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba 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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP10516495A priority Critical patent/JPH08305028A/en
Publication of JPH08305028A publication Critical patent/JPH08305028A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE: To obtain a resist having photosensitivity, excellent in dry etching resistance and capable of forming a high precision pattern having satisfactory thermal stability. CONSTITUTION: This resist is made chiefly of polysilane having repeating units represented by general formula I or II.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ネガ型パターンを形成
することが可能なレジストに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a resist capable of forming a negative pattern.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路を始めとする各種の微細
加工が必要な電子部品の分野では、これまでレジストを
用いたパターンの形成が広く行なわれている。このよう
なパターン形成方法としては、従来、例えばウェハ上に
一層のレジスト膜を形成するだけの所謂単層レジスト法
が一般的であった。然るに半導体集積回路の製造におい
ては、年々加工最小寸法が縮小されるに至り、この単層
レジスト法について各種の問題点が指摘されるようにな
った。
2. Description of the Related Art In the field of electronic parts, such as semiconductor integrated circuits, which require various fine processing, pattern formation using a resist has been widely performed so far. As such a pattern forming method, conventionally, for example, a so-called single-layer resist method in which only one resist film is formed on a wafer has been generally used. However, in the manufacture of semiconductor integrated circuits, the minimum processing dimension has been reduced year by year, and various problems have been pointed out regarding this single-layer resist method.

【0003】すなわち半導体集積回路では、横方向の寸
法の縮小に比べてその縦方向の寸法はあまり縮小されな
いため、レジストパターンの幅に対する高さの比は大き
くとらざるを得なかった。このため、複雑な段差構造を
有するウェハ上でレジストパターンの寸法変化を抑えて
いくことは、パターンの微細化が進むに伴ってより困難
となってきた。
That is, in the semiconductor integrated circuit, the vertical dimension is not so much reduced as compared with the horizontal dimension, so that the ratio of the height to the width of the resist pattern has to be large. Therefore, it has become more difficult to suppress the dimensional change of the resist pattern on the wafer having a complicated step structure as the pattern becomes finer.

【0004】さらに各種の露光方法においても、最小寸
法の縮小化に伴って別の問題が生じてきている。例え
ば、光による露光では半導体基板上の段差に基づく反射
光の干渉作用が寸法精度に大きな影響を与える。一方、
電子ビーム露光においては電子の後方散乱によって生じ
る近接効果により、微細なレジストパターンの高さと幅
の比を大きくすることができないという問題点があっ
た。
Further, in various exposure methods, another problem has arisen with the reduction of the minimum size. For example, in light exposure, the interference effect of reflected light due to the step on the semiconductor substrate has a great influence on the dimensional accuracy. on the other hand,
In the electron beam exposure, there is a problem that the height-to-width ratio of a fine resist pattern cannot be increased due to the proximity effect caused by electron backscattering.

【0005】上述したような問題点を解決する一方法と
して、多層レジストシステムが開発されている。この多
層レジストシステムについては、ソリッドステート・テ
クノロジー、74(1981)[Solid State Technology 74
(1981)] に概説が記載されているが、これ以外にも多層
レジストシステムに関する多くの研究が発表されてい
る。現在、一般的に多く試みられている方法は、3層構
造のレジストシステムであり、半導体基板の平坦化及び
基板からの反射防止の役割を有する最下層と、該最下層
をエッチングするためのマスクとして機能する中間層
と、感光層としての最上層とからなっている。
A multi-layer resist system has been developed as a method for solving the above problems. For more information on this multilayer resist system, see Solid State Technology, 74 (1981) [Solid State Technology 74
(1981)], but many other researches on multilayer resist systems have been published. Currently, the most commonly attempted method is a resist system having a three-layer structure, in which a bottom layer having a role of planarizing a semiconductor substrate and preventing reflection from the substrate and a mask for etching the bottom layer are used. And an uppermost layer as a photosensitive layer.

【0006】しかしながら、上記3層レジストシステム
は単層レジスト法に比べて微細なパターニングを行なう
ことができる利点を有するものの、反面パターン形成ま
での工程数が増加するという問題点があった。すなわ
ち、deepUV等のエネルギー線に対する感光性と酸
素プラズマによるリアクティブイオンエッチングに対す
る耐性(耐酸素RIE性)を共に満足させるようなレジ
ストがないため、これらの機能を各々別々の層で持たせ
ており、その結果工程数の増加を招いていた。
However, although the above three-layer resist system has an advantage that fine patterning can be performed as compared with the single-layer resist method, it has a problem that the number of steps until pattern formation is increased. That is, there is no resist that satisfies both the photosensitivity to energy rays such as deepUV and the resistance to reactive ion etching by oxygen plasma (oxygen RIE resistance), so these functions are provided in different layers. As a result, the number of steps has been increased.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
多層レジストシステムでは、感光性と耐酸素RIE性と
を共に満足するレジストがないため、これらの機能を有
する層を別々に形成する必要があり、ひいてはパターン
形成までの工程数が増加するという問題があった。
As described above, in the conventional multi-layer resist system, there is no resist satisfying both photosensitivity and oxygen RIE resistance, so that it is necessary to separately form layers having these functions. Therefore, there is a problem that the number of steps up to pattern formation increases.

【0008】本発明はこのような問題を解決して、感光
性を有するとともにドライエッチング耐性に優れ、かつ
熱安定性が良好な高精度のパターン形成が可能なレジス
トを提供することを目的としている。
An object of the present invention is to solve such problems and to provide a resist which has photosensitivity, excellent dry etching resistance, and good thermal stability and which enables highly precise pattern formation. .

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段及び作用】上記目的を達成
するためになされた本発明は、下記一般式(1)及び
(2)のいずれかで表される繰返し単位を有するポリシ
ランからなるレジストである。すなわち本発明のレジス
トは、主鎖のSiと直接結合した水酸基、アルコキシ基
あるいはアセトキシ基が側鎖に導入されてなるポリシラ
ンからなることを特徴としている。
The present invention, which has been made to achieve the above object, is a resist comprising a polysilane having a repeating unit represented by any one of the following general formulas (1) and (2). is there. That is, the resist of the present invention is characterized by comprising polysilane in which a hydroxyl group, an alkoxy group or an acetoxy group directly bonded to Si of the main chain is introduced into a side chain.

【0010】[0010]

【化2】 Embedded image

【0011】本発明のレジストにおいては、光、電子
線、X線等のエネルギー線を照射することで上述したよ
うなポリシランのSi−Si主鎖が分解し、大気中やレ
ジストの塗膜中の酸素や水分を取りこんでSi−OH結
合が生成する。一方、ポリシランの側鎖にアルコキシル
基やアセトキシ基が導入されている場合、エネルギー線
を照射することでこれらが水酸基に変化して、ここでも
Si−OH結合が生成する。さらに、このようなシラノ
ール性水酸基は直ちに相互に反応するので、結果的に露
光部ではケイ素原子がSi−O−Si結合で三次元的に
架橋、硬化されたガラスマトリックスが形成される。従
って、一次元ポリマー構造のポリシランからなる未露光
部との間で現像液に対する溶解性に差が生じ、未露光部
が現像液で選択的に溶解除去されてネガ型パターンを得
ることができる。しかもここで得られたパターンは、S
i−O−Si結合からなるガラスマトリックスを主体と
するものであるので、本発明のレジストは無機レジスト
並みの熱安定性、すなわち非常に優れた耐熱性や寸法安
定性等を発揮し得る。
In the resist of the present invention, the Si—Si main chain of polysilane as described above is decomposed by irradiation with energy rays such as light, electron beams, X-rays, etc. By taking in oxygen and water, a Si-OH bond is generated. On the other hand, when an alkoxyl group or an acetoxy group is introduced into the side chain of polysilane, these are converted into hydroxyl groups by irradiation with energy rays, and Si-OH bonds are generated also here. Further, since such silanol hydroxyl groups immediately react with each other, as a result, in the exposed portion, a glass matrix is formed in which silicon atoms are three-dimensionally cross-linked by the Si—O—Si bond and cured. Therefore, there is a difference in solubility with respect to the developing solution between the unexposed portion made of polysilane having a one-dimensional polymer structure, and the unexposed portion is selectively dissolved and removed by the developing solution to obtain a negative pattern. Moreover, the pattern obtained here is S
Since the glass matrix composed of i-O-Si bonds is the main component, the resist of the present invention can exhibit thermal stability comparable to that of an inorganic resist, that is, extremely excellent heat resistance and dimensional stability.

【0012】本発明において、上述したようなポリシラ
ンはホモポリマーであってもコポリマーであってもよ
く、さらには一般式(1)または(2)で表される繰返
し単位以外の繰返し単位とのコポリマーであってもよ
い。ポリシランの分子量については特に限定されない
が、重合度が5〜50,000さらには20〜10,0
00のものが好ましい。この理由は、ポリシランの重合
度が低すぎると耐久性の充分な塗膜を形成することが困
難となり、逆にポリシランの重合度が高すぎると有機溶
媒に対する溶解性が低下するからである。ここで、本発
明で用いられ得るポリシランの具体例を示す。
In the present invention, the polysilane as described above may be a homopolymer or a copolymer, and further, a copolymer with a repeating unit other than the repeating unit represented by the general formula (1) or (2). May be The molecular weight of the polysilane is not particularly limited, but the degree of polymerization is 5 to 50,000, more preferably 20 to 10,
00 is preferable. The reason for this is that if the degree of polymerization of polysilane is too low, it becomes difficult to form a coating film having sufficient durability, and conversely, if the degree of polymerization of polysilane is too high, the solubility in organic solvents decreases. Here, specific examples of the polysilane that can be used in the present invention will be shown.

【0013】[0013]

【化3】 Embedded image

【0014】[0014]

【化4】 [Chemical 4]

【0015】[0015]

【化5】 Embedded image

【0016】[0016]

【化6】 [Chemical 6]

【0017】[0017]

【化7】 [Chemical 7]

【0018】[0018]

【化8】 Embedded image

【0019】また、上述したようなポリシランは以下の
ような方法により合成され得る。(a)例えば、下記一
般式(S1)または(S2)で表されるジクロロシラン
を金属ナトリウムや金属リチウム等とトルエンやエーテ
ル等の有機溶媒中で反応させ、ジクロロシランを脱塩縮
合させることによって合成することができる。(b)ま
た、K.Matyjazewskiら,J.Organ
omet.Chem.,340,1988,7に報告さ
れているように、下記一般式(PS1)〜(PS5)で
表されるポリ(ジアリールシラン)に塩化メチレン等の
有機溶媒中でトリフルオロメタンスルホン酸等の酸を作
用させた後、所望の置換基部位を有するアルコールを反
応させることにより合成することもできる。なおこの
際、アルコールの代わりに例えばカルボン酸やカルボン
酸塩を反応させることによってアセトキシ基が側鎖に導
入されてなるポリシランも合成することができる。
The above-mentioned polysilane can be synthesized by the following method. (A) For example, by reacting dichlorosilane represented by the following general formula (S1) or (S2) with sodium metal, lithium metal or the like in an organic solvent such as toluene or ether, and desalting and condensing the dichlorosilane. Can be synthesized. (B) In addition, K. Matyzazeski et al., J. Am. Organ
omet. Chem. , 340, 1988, 7, poly (diarylsilane) s represented by the following general formulas (PS1) to (PS5) are treated with an acid such as trifluoromethanesulfonic acid in an organic solvent such as methylene chloride. It can also be synthesized by reacting with an alcohol having a desired substituent site after the reaction. At this time, a polysilane having an acetoxy group introduced into its side chain can be synthesized by reacting a carboxylic acid or a carboxylic acid salt instead of the alcohol.

【0020】[0020]

【化9】 [Chemical 9]

【0021】一方側鎖にアルコキシル基を有するポリシ
ランはこれらの方法の他に、(c)K.Matyjaz
ewski,Macromol.Chem.Macro
mol.Symp.,42/43,269−280,1
991に報告されているように、アルコキシル基で置換
されたSiの四員環等を開環重合させる方法、(d)ア
ルコキシル基で置換されたケイ素原子のハロゲン化物を
用いて電解重合する方法、(e)壁田ら、Chem.L
ett.,835,1994に報告されているように、
ケイ素原子のアルコキシ化物を塩基などの触媒を用いて
不均化反応によって重合する方法、(f)Yu−Lin
g Hsiaoら,J.Am.Chem.Soc.,1
994,116,9779−9780に報告されている
ように、ポリ(フェニルヒドロシリレン)等のSi−H
結合を有する樹脂にAIBN(アゾビスイソブチロニト
リル)の作用下にアルデヒドやケトンのようなカルボニ
ル化合物を反応させる方法、等により合成することもで
きる。
In addition to these methods, the polysilane having an alkoxyl group on one side chain is (c) K.K. Matyjaz
ewski, Macromol. Chem. Macro
mol. Symp. , 42/43, 269-280, 1
As reported in 991, a method of ring-opening polymerization of a four-membered ring of Si substituted with an alkoxyl group, (d) a method of electrolytic polymerization using a halide of a silicon atom substituted with an alkoxyl group, (E) Kaeda et al., Chem. L
ett. , 835, 1994,
A method of polymerizing an alkoxy compound of a silicon atom by a disproportionation reaction using a catalyst such as a base, (f) Yu-Lin
g Hsiao et al. Am. Chem. Soc. , 1
Si-H, such as poly (phenylhydrosilylene), as reported in 994, 116, 9779-9780.
It can also be synthesized by a method of reacting a resin having a bond with a carbonyl compound such as an aldehyde or a ketone under the action of AIBN (azobisisobutyronitrile).

【0022】さらに本発明においては、光照射により酸
または塩基を発生する化合物を上述したようなポリシラ
ンに配合することで、化学増幅型のレジストを得ること
もできる。すなわちこの場合、光照射により発生する酸
または塩基の共存下で、ポリシランのSi−Si主鎖の
光分解、Si−OH結合の生成、シラノール性水酸基の
相互反応が促進されるため、ポリシランを単独で用いた
ときよりも一段と高精度なパターン形成が可能となる。
Further, in the present invention, a chemically amplified resist can be obtained by blending a compound capable of generating an acid or a base upon irradiation with light with the above-mentioned polysilane. That is, in this case, in the coexistence of an acid or a base generated by light irradiation, photolysis of the Si-Si main chain of polysilane, formation of Si-OH bond, and mutual reaction of silanol-containing hydroxyl groups are promoted. It is possible to form a pattern with a higher degree of accuracy than that used in the above.

【0023】また、ここで用いられ得る光照射により酸
を発生する化合物としては、例えばスルホニウム塩、ヨ
ードニウム塩、ニトロベンジル化合物、ナフトキノンジ
アジド−4−スルホン酸エステル等が挙げられる。これ
らのうち、スルホニウム塩は特に好ましい成分である。
以下に、本発明で用いることのできる光照射により酸ま
たは塩基を発生する化合物の具体例を示す。
Examples of the compound capable of generating an acid upon irradiation with light include sulfonium salts, iodonium salts, nitrobenzyl compounds and naphthoquinonediazide-4-sulfonic acid esters. Of these, the sulfonium salt is a particularly preferable component.
Specific examples of compounds that can be used in the present invention to generate an acid or a base upon irradiation with light are shown below.

【0024】[0024]

【化10】 [Chemical 10]

【0025】[0025]

【化11】 [Chemical 11]

【0026】[0026]

【化12】 [Chemical 12]

【0027】[0027]

【化13】 [Chemical 13]

【0028】上述したような化学増幅型のレジストは、
ポリシランと光照射により酸または塩基を発生する化合
物とを、適切な有機溶媒に溶解させることにより調製さ
れ得る。ここでの有機溶媒としては、具体的にはトルエ
ン、キシレン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセト
アミド、メチルセロソルブ、o−ジクロロベンゼン、ク
ロロホルム、エタノール、i−プロピルアルコール、シ
クロペンタノン、シクロヘキサノン、エチルセロソルブ
アセテート、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチ
ル、酢酸ブチル等が例示され、これらは単独または混合
物の形で用いることができる。またこのとき、光照射に
より酸または塩基を発生する化合物をポリシランに対
し、0.01〜30重量%さらには0.5〜5重量%配
合することが好ましい。何となれば、0.01重量%未
満だと光照射により酸または塩基を発生する化合物を配
合したことに起因する露光部での反応の促進が小さく、
逆に30重量%を越えるとレジストの保存安定性が低下
する傾向があるためである。
The chemically amplified resist as described above is
It can be prepared by dissolving polysilane and a compound capable of generating an acid or a base upon irradiation with light in a suitable organic solvent. Specific examples of the organic solvent here include toluene, xylene, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl cellosolve, o-dichlorobenzene, chloroform, ethanol, i-propyl alcohol, cyclopentanone, cyclohexanone, ethyl cellosolve acetate, and acetone. , Methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, etc. are exemplified, and these can be used alone or in the form of a mixture. Further, at this time, it is preferable to add 0.01 to 30% by weight, more preferably 0.5 to 5% by weight, of a compound capable of generating an acid or a base upon irradiation with light, to the polysilane. If it is less than 0.01% by weight, the acceleration of the reaction in the exposed area due to the addition of a compound that generates an acid or a base upon irradiation with light is small,
On the other hand, if it exceeds 30% by weight, the storage stability of the resist tends to decrease.

【0029】本発明のレジストで具体的に所望のパター
ンを形成するには、まず上述したようなレジスト液を所
定の基板上に塗布する。次に、得られた塗膜をプリベー
クすることによって、有機溶媒をある程度蒸発させレジ
スト膜を成膜する。次いで、レジスト膜表面上に、所望
のマスクパターンを介してDeep UV光、KrFエ
キシマレーザ光、電子線、X線等のエネルギー線を照射
する。なおこのときのエネルギー線の照射量は、Dee
p UV光の場合で1mJ/cm2 〜10J/cm2
電子線の場合で1〜100μC/cm2 程度であればよ
く、また密着露光、投影露光のいずれの方式も採用する
ことができる。
To specifically form a desired pattern with the resist of the present invention, first, the resist solution as described above is applied onto a predetermined substrate. Next, by prebaking the obtained coating film, the organic solvent is evaporated to some extent to form a resist film. Then, the surface of the resist film is irradiated with energy rays such as Deep UV light, KrF excimer laser light, electron beam, and X-ray through a desired mask pattern. The dose of energy rays at this time is Dee.
In the case of p UV light, 1 mJ / cm 2 to 10 J / cm 2 ,
In the case of an electron beam, it may be about 1 to 100 μC / cm 2 , and either contact exposure or projection exposure may be used.

【0030】ここで露光部のポリシランは、上述したよ
うな光反応性に基づいてSi−O−Si結合で三次元的
に架橋、硬化されたガラスマトリックスを形成する。た
だし場合によっては、この光照射の後レジスト膜に対し
90〜130℃程度のハードベークを施し、露光部にお
けるポリシランの反応を加速させてもよい。続いて、ア
ルコール等の有機溶媒を現像液として用いた現像及び洗
浄を行なう。なおここでの現像方法は、浸漬法、スプレ
ー法等を採用することができる。こうして、未露光部の
ポリシランが現像液に溶解して除去される一方、上述し
た通りガラスマトリックスを形成して現像液に不溶化し
た露光部が残存して、ネガ型パターンが精度よく形成さ
れる。
Here, the polysilane in the exposed area forms a glass matrix which is three-dimensionally crosslinked and hardened by Si—O—Si bonds based on the photoreactivity as described above. However, in some cases, after the light irradiation, the resist film may be hard-baked at about 90 to 130 ° C. to accelerate the reaction of polysilane in the exposed portion. Subsequently, development and cleaning are performed using an organic solvent such as alcohol as a developing solution. As the developing method here, a dipping method, a spray method or the like can be adopted. In this way, the polysilane in the unexposed area is dissolved and removed in the developing solution, while the exposed area insolubilized in the developing solution by forming the glass matrix remains as described above, and the negative pattern is accurately formed.

【0031】次に、このようなパターンの形成を多層レ
ジストシステムに適用する場合について、より具体的に
説明する。まず基板上に平坦化剤を塗布した後、通常5
0〜250℃好ましくは80〜220℃で0.5〜12
0分好ましくは1〜90分乾燥させ、所望の厚さの平坦
化層を形成する。ここに用いる基板としては、例えばシ
リコンウェハ、表面に各種の絶縁膜や電極、配線等が形
成され段差を有するシリコンウェハ、ブランクマスク等
を挙げることができる。また平坦化剤は、半導体集積回
路等の製造において支障を生じない程度の純度を有する
ものであればいかなるものでもよい。このような平坦化
剤としては、例えば置換ナフトキノンジアジドとノボラ
ック樹脂からなるポジ型レジスト、ポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート、ポリビニルフェノール、ノボラ
ック樹脂、ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリイミド、ポリブタジエ
ン、ポリ酢酸ビニル及びポリビニルブチラール等を挙げ
ることができる。これらの樹脂は、単独又は混合物の形
で用いられる。
Next, the case of applying such pattern formation to a multi-layer resist system will be described more specifically. First, after applying a flattening agent on the substrate, usually 5
0 to 250 ° C, preferably 0.5 to 12 at 80 to 220 ° C
It is dried for 0 minutes, preferably for 1 to 90 minutes to form a flattening layer having a desired thickness. Examples of the substrate used here include a silicon wafer, a silicon wafer having various insulating films, electrodes, wirings and the like formed on the surface thereof and having a step, a blank mask, and the like. Any leveling agent may be used as long as it has such a purity that it does not cause any trouble in the production of semiconductor integrated circuits and the like. Examples of such a leveling agent include positive resists composed of substituted naphthoquinonediazide and novolac resin, polystyrene, polymethylmethacrylate, polyvinylphenol, novolac resin, polyester, polyvinyl alcohol, polyethylene, polypropylene, polyimide, polybutadiene, polyvinyl acetate. And polyvinyl butyral. These resins are used alone or in the form of a mixture.

【0032】次いで得られた平坦化層上に、レジスト液
を塗布した後、50〜200℃好ましくは80〜120
℃で0.5〜120分好ましくは1〜60分プリベーク
して所望の厚さのレジスト膜を成膜する。なお、ここで
のレジスト液の塗布方法としては、スピナーを用いた回
転塗布法、浸漬法、噴射法、印刷法等を採用することが
できる。またレジスト膜の厚さは、塗布方法、レジスト
液中のポリシラン濃度、粘度等により任意に調整するこ
とが可能である。
Then, after applying a resist solution on the obtained flattening layer, the temperature is 50 to 200 ° C., preferably 80 to 120.
Prebaking is performed at 0.5 ° C. for 0.5 to 120 minutes, preferably 1 to 60 minutes to form a resist film having a desired thickness. As a method for applying the resist solution here, a spin coating method using a spinner, a dipping method, a jetting method, a printing method, or the like can be adopted. The thickness of the resist film can be arbitrarily adjusted by the coating method, the polysilane concentration in the resist solution, the viscosity, and the like.

【0033】続いてこのレジスト膜に対し、上述した通
りの露光、現像を行ないネガ型パターンを形成した後、
必要に応じ50〜120℃、0.5〜120分程度の熱
処理を施す。次に、形成されたパターンをマスクとして
露出する平坦化層を酸素ガスプラズマまたは適当な溶媒
を用いてエッチングする。このとき、より好ましいのは
酸素ガスプラズマを用いた酸素リアクティブイオンエッ
チング法(酸素RIE法)であり、通常1×10-4〜1
×10-1Torr、0.01〜10W/cm2 で1〜120
分間処理する。ここで、本発明のレジストを用いて形成
されたパターンは酸素RIEに曝されることによって、
表面層に二酸化ケイ素(SiO2 )またはそれに類似し
た膜が形成され、露出した平坦化層の10〜100倍の
耐酸素RIE性を有するようになる。このため、パター
ンから露出した平坦化層部分が酸素RIE法により選択
的に除去され、最適なパターンプロファイルが得られ
る。
Then, the resist film is exposed and developed as described above to form a negative pattern,
If necessary, heat treatment is performed at 50 to 120 ° C. for about 0.5 to 120 minutes. Next, the exposed flattening layer is etched using oxygen gas plasma or a suitable solvent using the formed pattern as a mask. At this time, an oxygen reactive ion etching method (oxygen RIE method) using oxygen gas plasma is more preferable, and is usually 1 × 10 −4 to 1
× 10 -1 Torr, 0.01 to 10 W / cm 2 to 1 to 120
Process for minutes. Here, the pattern formed using the resist of the present invention is exposed to oxygen RIE,
A silicon dioxide (SiO 2 ) film or a film similar thereto is formed on the surface layer, and has a resistance to oxygen RIE that is 10 to 100 times that of the exposed planarization layer. Therefore, the flattening layer portion exposed from the pattern is selectively removed by the oxygen RIE method, and the optimum pattern profile is obtained.

【0034】こうして得られたパターンをマスクとし
て、最後に基板のエッチングを行なう。このときのエッ
チング方法としては、例えばウェットエッチング法やド
ライエッチング法が採用されるが、3μm以下の微細な
パターンを形成する場合にはドライエッチング法が好ま
しい。ウェットエッチング剤としては、シリコン酸化膜
をエッチング対象とする場合にはフッ酸水溶液、フッ化
アンモニウム水溶液等が、アルミニウムをエッチング対
象とする場合には、リン酸水溶液、酢酸水溶液、硝酸水
溶液等が、クロム系膜をエッチング対象とする場合には
硝酸セリウムアンモニウム水溶液等が夫々用いられる。
ドライエッチング用ガスとしては、CF4,C26
CCl4 ,BCl3 ,Cl2 ,HCl,H2 等を挙げる
ことができる。必要に応じてこれらのガスは組合わせて
使用される。エッチングの条件としては、微細パターン
が形成される物質の種類と用いられたレジストとの組合
わせに基づいて、反応槽内のウェットエッチング剤の濃
度、ドライエッチング用ガスの濃度、反応温度、反応時
間等を決定するが、特にその方法等に制限されない。
Finally, the substrate is etched by using the pattern thus obtained as a mask. As an etching method at this time, for example, a wet etching method or a dry etching method is adopted, but when forming a fine pattern of 3 μm or less, the dry etching method is preferable. As the wet etching agent, an aqueous solution of hydrofluoric acid, an aqueous solution of ammonium fluoride, etc. when the silicon oxide film is an etching target, an aqueous solution of phosphoric acid, an aqueous acetic acid solution, an aqueous nitric acid solution, etc. when the aluminum is an etching target, When the chromium-based film is the etching target, an aqueous solution of cerium ammonium nitrate or the like is used.
As the dry etching gas, CF 4 , C 2 F 6 ,
CCl 4 , BCl 3 , Cl 2 , HCl, H 2 and the like can be mentioned. These gases are used in combination as required. As the etching conditions, the concentration of the wet etching agent in the reaction tank, the concentration of the dry etching gas, the reaction temperature, and the reaction time are based on the combination of the type of material used to form the fine pattern and the resist used. Etc., but the method is not particularly limited.

【0035】上述したようなエッチング後には、基板上
に残存する平坦化層及び本発明のレジストを用いて形成
されたパターンを例えばナガセ化成社製商品名:J−1
00等の剥離剤、酸素ガスプラズマ等によって除去す
る。
After the etching as described above, a pattern formed by using the flattening layer remaining on the substrate and the resist of the present invention is used as a pattern, for example, manufactured by Nagase Kasei Co., Ltd .: trade name: J-1.
00 or other release agent, oxygen gas plasma, etc. to remove.

【0036】なお以上の工程以外に、その目的に応じて
さらに工程を付加することも何ら差支えない。例えば、
本発明のレジストからなるレジスト膜と平坦化層又は平
坦化層と基板との密着性を向上させる目的から各液の塗
布前に行なう前処理工程、レジスト膜の現像後に現像液
を除去する目的で行なうリンス工程、ドライエッチング
の前に行なう紫外線の再照射工程等を挙げることができ
る。また、以上は本発明のレジストを多層レジストシス
テムに適用する場合について示したが、本発明のレジス
トは従来の単層レジストに適用することも可能である。
It should be noted that, in addition to the above steps, there may be no problem in adding more steps depending on the purpose. For example,
For the purpose of improving the adhesion between the resist film and the flattening layer or the flattening layer and the substrate made of the resist of the present invention, for the purpose of removing the developing solution after developing the resist film after the pretreatment step performed before coating each solution. Examples include a rinsing step to be performed and an ultraviolet ray re-irradiation step to be performed before dry etching. Further, although the case where the resist of the present invention is applied to the multilayer resist system has been described above, the resist of the present invention can also be applied to a conventional single layer resist.

【0037】さらに本発明のレジストにおいては、必要
に応じて貯蔵安定性を高めるための熱重合防止剤、基板
からのハレーションを防止するためのハレーション防止
剤、基板との密着性を向上させるための密着性向上剤、
紫外線吸収剤、界面活性剤、増感剤等の添加剤やアルカ
リ可溶性樹脂が配合されてもよい。
Further, in the resist of the present invention, a thermal polymerization inhibitor for increasing storage stability, an antihalation agent for preventing halation from the substrate, and an adhesive property for improving the adhesion to the substrate are added if necessary. Adhesion improver,
Additives such as ultraviolet absorbers, surfactants and sensitizers, and alkali-soluble resins may be blended.

【0038】[0038]

【実施例】まず後掲の表1に示す処方に従って、ポリシ
ランと光照射により酸または塩基を発生する化合物をト
ルエンに溶解させ、試料No.1〜12の実施例及び比
較例のレジストを調製した。なおここで、表1に略号で
表された化合物の化学式を具体的に示す。
EXAMPLES First, according to the formulation shown in Table 1 below, polysilane and a compound capable of generating an acid or a base upon irradiation with light were dissolved in toluene, and sample No. Resists of Examples 1 to 12 and Comparative Examples were prepared. Here, the chemical formulas of the compounds represented by the abbreviations in Table 1 are specifically shown.

【0039】[0039]

【化14】 Embedded image

【0040】[0040]

【化15】 [Chemical 15]

【0041】[0041]

【化16】 Embedded image

【0042】次いでこれら試料No.1〜12のレジス
トについて、それぞれ表1に示す条件で基板上へのレジ
スト膜の成膜、露光、ハードベーク、現像を順次行な
い、パターンを形成した。表1に、このときの各試料の
感度、解像性及びパターン形状を併記する。表1に示さ
れるように、試料No.1〜8の実施例のレジストにお
いては、いずれも解像性の優れたパターンを精度よく形
成することができ、特に光照射により酸または塩基を発
生する化合物を配合した試料No.1〜6では、極めて
良好なパターン形状が得られた。
Next, these sample Nos. With respect to the resists 1 to 12, the resist film was formed on the substrate under the conditions shown in Table 1, exposure, hard baking, and development were sequentially performed to form a pattern. Table 1 also shows the sensitivity, resolution, and pattern shape of each sample at this time. As shown in Table 1, the sample No. In each of the resists of Examples 1 to 8, it is possible to accurately form a pattern having excellent resolution, and in particular, Sample No. 1 containing a compound capable of generating an acid or a base upon irradiation with light is used. In 1 to 6, extremely good pattern shapes were obtained.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】さらに上述したようなポリシランA,B,
Eについて、トルエンに溶解させ同様に基板上へのレジ
スト膜の成膜を行ない、次いでポリシランA,Bに関し
ては全面を露光した後、酸素雰囲気下昇温速度を5℃/
分として室温から500℃まで加熱し、熱重量分析(T
G)により重量減少を測定した。この結果、ポリシラン
A,Bの重量減少がそれぞれ5%、3%であったのに対
し、ポリシランEの重量減少は約40%と著しく大き
く、本発明のレジストを用いて形成されたパターンにお
いては、耐熱性や寸法安定性も非常に優れていることが
確認された。
Further, polysilanes A, B, as described above,
For E, a resist film was dissolved on toluene and a resist film was similarly formed on the substrate. Then, for polysilanes A and B, the entire surface was exposed, and then the temperature rising rate was set to 5 ° C. in an oxygen atmosphere.
Heat from room temperature to 500 ° C for thermogravimetric analysis (T
Weight loss was measured according to G). As a result, the weight reductions of polysilane A and B were 5% and 3%, respectively, whereas the weight reduction of polysilane E was remarkably large at about 40%, and in the pattern formed using the resist of the present invention, It was confirmed that the heat resistance and dimensional stability were also very excellent.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のレジスト
は感光性を有するとともにドライエッチング耐性に優
れ、熱安定性の良好な高精度のパターン形成を可能とす
るものであり、その工業的価値は大なるものがある。
As described in detail above, the resist of the present invention has photosensitivity and excellent dry etching resistance, and enables highly precise pattern formation with good thermal stability. There is great value.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジユリアン コウ 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 早瀬 修二 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株 式会社東芝研究開発センター内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Jiulian Kou No. 1 Komukai Toshiba-cho, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Within the Corporate Research and Development Center, Toshiba Corporation (72) Shuji Hayase, Komukai-Toshiba, Saiwai-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Town No. 1 Toshiba Corporation Research & Development Center

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記一般式(1)及び(2)のいずれか
で表される繰返し単位を有するポリシランからなること
を特徴とするレジスト。 【化1】
1. A resist comprising a polysilane having a repeating unit represented by any one of the following general formulas (1) and (2). Embedded image
【請求項2】 光照射により酸及び塩基のいずれかを発
生する化合物が配合されていることを特徴とする請求項
1記載のレジスト。
2. The resist according to claim 1, further comprising a compound capable of generating either an acid or a base upon irradiation with light.
JP10516495A 1995-04-28 1995-04-28 Resist Pending JPH08305028A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10516495A JPH08305028A (en) 1995-04-28 1995-04-28 Resist

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10516495A JPH08305028A (en) 1995-04-28 1995-04-28 Resist

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH08305028A true JPH08305028A (en) 1996-11-22

Family

ID=14400057

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10516495A Pending JPH08305028A (en) 1995-04-28 1995-04-28 Resist

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH08305028A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000010289A (en) * 1998-06-22 2000-01-14 Toshiba Corp Pattern forming method and photosensitive composition
JP2008063586A (en) * 2007-11-07 2008-03-21 Osaka Gas Co Ltd Process for producing polysilane compound
JP2011520242A (en) * 2008-02-20 2011-07-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Process sequence for patterned hard mask thin film (RFP) formation that does not require photoresist or dry etching
JP2019194692A (en) * 2018-04-27 2019-11-07 東京応化工業株式会社 Energy-sensitive composition, cured product, and pattern forming method
US11905433B2 (en) 2020-11-06 2024-02-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Energy-sensitive composition, cured product, and forming method of cured product

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000010289A (en) * 1998-06-22 2000-01-14 Toshiba Corp Pattern forming method and photosensitive composition
JP2008063586A (en) * 2007-11-07 2008-03-21 Osaka Gas Co Ltd Process for producing polysilane compound
JP2011520242A (en) * 2008-02-20 2011-07-14 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Process sequence for patterned hard mask thin film (RFP) formation that does not require photoresist or dry etching
JP2019194692A (en) * 2018-04-27 2019-11-07 東京応化工業株式会社 Energy-sensitive composition, cured product, and pattern forming method
US11905433B2 (en) 2020-11-06 2024-02-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Energy-sensitive composition, cured product, and forming method of cured product

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3148426B2 (en) Material for pattern formation
JP2669581B2 (en) Method for forming positive tone resist image
JP5477593B2 (en) Additive for resist underlayer film forming composition and resist underlayer film forming composition containing the same
JP2020160457A (en) Film-forming composition containing fluorine-containing surfactant
US20050106494A1 (en) Silicon-containing resist systems with cyclic ketal protecting groups
JP2597163B2 (en) Photosensitive composition
JPH08305028A (en) Resist
JPH0643650A (en) Positive type photo-resist composition photosensitized by short wave-length ultraviolet ray
JPH03229257A (en) Photosensitive composition
EP0285025A2 (en) Silylated poly(vinyl)phenol resists
JP3235388B2 (en) Positive resist material
JP4739613B2 (en) Resist composition and pattern forming method using the same
JP3781940B2 (en) Negative resist composition and resist pattern forming method
JP2001133977A (en) Multilayer photosensitive material
JPH1124272A (en) Radiation sensitive material and pattern forming method
EP0396254A2 (en) Photosensitive composition and pattern formation method using the same
JPH0297948A (en) Photosensitive composition
JPH05181280A (en) Resist
JP2684246B2 (en) Photosensitive composition
JPH11282167A (en) Photosensitive composition
JPH02105156A (en) Photosensitive composition
JPS63121043A (en) Silicone resist material
JPH0915864A (en) Resist, pattern forming method using it, silicon polymer composite, and manufacture of insulating film
JPH0297949A (en) Photosensitive composition
JP2001154366A (en) Pattern forming method using resist composition containing silicon-containing polymer