DE4222423A1 - Lichtempfindliche masse - Google Patents

Lichtempfindliche masse

Info

Publication number
DE4222423A1
DE4222423A1 DE4222423A DE4222423A DE4222423A1 DE 4222423 A1 DE4222423 A1 DE 4222423A1 DE 4222423 A DE4222423 A DE 4222423A DE 4222423 A DE4222423 A DE 4222423A DE 4222423 A1 DE4222423 A1 DE 4222423A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
substituted
polysilane
photosensitive composition
composition according
group
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.)
Granted
Application number
DE4222423A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4222423C2 (de
Inventor
Shuji Hayase
Yoshihiko Nakano
Yukihiro Mikogami
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
Publication of DE4222423A1 publication Critical patent/DE4222423A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4222423C2 publication Critical patent/DE4222423C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/075—Silicon-containing compounds
    • G03F7/0754—Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L83/16—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers in which all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/115—Cationic or anionic
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/12—Nitrogen compound containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/122—Sulfur compound containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114—Initiator containing
    • Y10S430/126—Halogen compound containing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00—Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053—Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055—Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/127—Spectral sensitizer containing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein lichtempfindliche Masse, welches ein Polysilanfilm-Muster zu bilden vermag.
Ein Polysilan ist ein organisches Polymer, das eine Si- Si-Kette als Rückgrat besitzt und Halbleitereigenschaften zeigt.
Von einem Polysilan ist bekannt, daß es bereits von sich aus einer Zersetzung oder Quervernetzungs-Reaktion unter Lichteinwirkung, z. B. Elektronenstrahl und Röntgen­ strahlung, unterliegt und seine Löslichkeit in einem Lösungsmittel ändert. Aus diesem Grunde hat das Polysilan eine große Beachtung als organisches Halbleitermaterial gefunden, das alleine ein Muster bei Belichtung und Entwicklung auf der Basis obengenannter Eigenschaften zu bilden vermag. Wird das Polysilan jedoch zur alleinigen Bildung eines Musters benutzt, besitzt das resultierende Muster eine unzureichende Querschnittsform und unzureichende Auflösung.
Die vorliegende Erfindung ist unter Beachtung oben­ genannter Situation entwickelt worden und hat die Aufgabe, eine lichtempfindliche Masse bereitzustellen, die ein Polysilan-Muster hervorragender Querschnittsform und Auflösung zu bilden vermag.
Die obengenannte Aufgabe der vorliegenden Erfindung kann durch eine lichtempfindliche Masse gelöst werden, die aus ein Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (1) und eine Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, enthält:
Hierbei stellen R¹ und R² unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder nicht substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Arylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen dar.
Wenn ein Prozeß der Musterbildung mit Belichtung und Entwicklung unter geeigneten Bedingungen auf eine lichtempfindliche Masse der vorliegenden Erfindung angewendet wird, dann kann ein Polysilanfilm-Muster gebildet werden, das eine nahezu rechtwinkelige Querschnittsform und eine hohe Auflösung, definiert durch Linien und Zwischenräume im Submikrometer-Bereich, besitzt.
Wenn, entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform, ein aromatischer Ring, der durch eine Hydroxylgruppe oder eine Gruppe zur Erzeugung einer Hydroxylgruppe substituiert ist, in eine Seitenkette des Polysilans der lichtempfindlichen Masse der vorliegenden Erfindung eingeführt wird, dann kann im Prozeß der Musterbildung eine Entwicklung unter Verwendung alkalischer Lösung benutzt werden.
Die Erfindung wird unten detailliert beschrieben.
Eine lichtempfindliche Masse gemäß der Erfindung enthält als Hauptkomponente ein Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten nach Formel (1) und eine als Lieferant für eine Photosäure bezeichnete und unter Lichteinwirkung eine Säure liefernde Verbindung als lichtempfindliche Komponente.
Das Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1) besitzt eine Si-Si-Bindung als Rückgrat-Kette. Jede der Seitenketten R1 und R2 stellt unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder nicht substituierte Alkylgruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Arylgruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte Aralkylgruppe dar. Ein durchschnittliches Molekulargewicht des Polysilans gemäß der Erfindung liegt bevorzugt in einem Bereich von etwa 1000 bis 500 000. Wenn das mittlere Molekulargewicht unter 1000 liegt, wird die Löslichkeitsrate der lichtempfindlichen Masse in der für den Prozeß der Musterbildung verwendeten Entwicklungslösung übermäßig hoch. Wenn andererseits, das mittlere Molekulargewicht über 500 000 liegt, wird die Synthesezeit für das Polysilan lang. Zusätzlich kann sich die Empfindlichkeit der lichtempfindlichen Masse verringern.
Spezielle Beispiele des Polysilans sind unten aufgelistet.
Darin stellt n den Grad der Polymerisation dar. Entsprechend der Erfindung enthält das Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1) in wenigstens einer der Gruppen R1 und R2 bevorzugt einen aromatischen Ring, der durch mindestens eine Hydroxylgruppe oder mindestens eine Gruppe (z. B. eine Alkoxylgruppe oder eine Siloxylgruppe) zur Erzeugung einer Hydroxylgruppe an mindestens einer der Seitenketten substituiert ist. Noch spezifischer, dieses Polysilan ist ein Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten (1), in denen mindestens eine der Gruppen R1 und R2 eine Arylgruppe darstellt, die durch eine Hydroxylgruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist, oder in denen mindestens eine der Gruppen R1 und R2 eine Aralkylgruppe darstellt, die einen aromatischen Ring enthält, der durch eine Hydroxylgruppe, eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe oder durch eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist.
Das Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1) kann aus einem Polysilan bestehen, in dem mindestens eine der Gruppen R1 und R2 eine Aryl- oder Aralkylgruppe darstellt, wobei mindestens zwei benachbarte Positionen am aromatischen Ring durch Alkoxylgruppen substituiert sind, worin mindestens zwei Alkoxylgruppen unter Ringbildung miteinander verbunden sind. Das Polysilan kann auch ein Copolymer sein, bestehend aus mindestens zwei verschiedene wiederkehrende Einheiten.
Es ist auch möglich, anstelle des Polysilans mit den wiederkehrenden Einheiten (1) mindestens zwei Arten von Polysilanen zu verwenden, wie eine Mischung, bestehend aus einem Polysilan mit einem aromatischen Ring in mindestens einer der Gruppen R1 und R2, der durch eine Hydroxylgruppe substituiert ist, und einem weiteren Polysilan mit einem aromatischen Ring in mindestens einer der Gruppen R1 und R2, der durch eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe oder eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist.
Spezielle Beispiele für Polysilane, in denen mindestens eine Seitenkette einen aromatischen Ring besitzt, der durch eine Alkoxylgruppe substituiert ist, und spezielle Beispiele für Polysilane, in denen mindestens eine Seitenkette einen aromatischen Ring besitzt, der durch eine Siloxylgruppe substituiert ist, sind unten aufgelistet. Diese Polysilane werden bevorzugt, weil sie bei Belichtung und Entwicklung Hydroxylgruppen bilden und weil sich das Masse der Erfindung in alkalischer Lösung entwickeln läßt. Insbesondere wird ein Polysilan bevorzugt, dessen Seitenkette einen aromatischen Ring besitzt, der durch eine Siloxylgruppe substituiert ist, weil dessen Synthese einfach durchzuführen ist.
(Polysilane in denen die Seitenketten aromatische Ringe besitzen, die durch Alkoxylgruppen substituiert sind)
Darin stellt n den Grad der Polymerisation dar.
(Polysilane, in denen die Seitenketten aromatische Ringe besitzen, die durch Siloxylgruppen substituiert sind)
Darin stellt n den Grad der Polymerisation dar.
Auf der einen Seite ist der Lieferant für die Photosäure, der als lichtempfindliche Komponente dient, in der lichtempfindlichen Masse nicht auf ein spezielle Verbindung eingeschränkt, solange es sich nur um eine Verbindung handelt, die unter Lichteinwirkung zerfällt und eine Säure freisetzt. Beispiele für einen Lieferanten für die Photosäure sind ein Sulfoniumsalz, ein Jodoniumsalz, eine Nitrobenzylverbindung und eine Naphtochinondiazid­ verbindung. Spezielle Beispiele für einen Lieferanten für eine Photosäure sind unten aufgelistet. Ein Sulfoniumsalz wird in der Praxis besonders bevorzugt.
Eine lichtempfindliche Masse gemäß der Erfindung kann durch Auflösen eines Polysilans mit wiederkehrenden Einheiten (1) und einem Lieferanten für die Photosäure, wie oben beschrieben, in einem geeigneten Lösungsmittel hergestellt werden. Beispiele für das Lösungsmittel sind Toluol, Xylol, Dimethylformamid, Dimethylacetamid und ein Lösungsmittel aus der Cellosolve-Serie. In diesem Fall werden etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile, bevorzugter 0,5 bis 5 Gewichtsteile, des Lieferanten für die Photosäure mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans, aus folgenden Gründen, gemischt. Wenn die Menge an Lieferant für die Photosäure geringer als 0,01 Gewichtsteilen ist, wird die Reaktion zwischen der Säure, die unter Belichtung erzeugt wird, und dem Polysilan unzureichend. Wenn die Menge des Lieferanten für die Photosäure 30 Gewichtsteile überschreitet, werden die Lagerungsbeständigkeit der lichtempfindlichen Masse und die Halbleitereigenschaften eines resultierenden Polysilanfilm- Musters ungünstig beeinflußt.
Die Funktion der lichtempfindlichen Masse der Erfindung ,wird in bezug auf ein Musterbildungs-Prozeß mittels dieser lichtempfindlichen Masse beschrieben.
Mit der hergestellten lichtempfindlichen Masse wird durch Spinnbeschichten auf ein Substrat, wie ein Silizium- Mikroplättchen, aufgetragen und der so gebildete Film wird dann bei etwa 70° C bis 120° C vorgetrocknet, um Lösungsmittel bis zu einem gewissen Grad zu verdampfen, wobei sich eine Schicht aus der lichtempfindlichen Masse bildet. Diese Schicht wird tiefem UV-Licht, einem KrF Exzimer Laserlicht, einem Elektronenstrahl, Röntgen­ strahlung oder ähnlichem ausgesetzt. Nach der Belichtung wird der resultierende Film bei etwa 90° C bis 130° C nach Bedarf festgebacken.
Während der obengenannten Belichtung wird der Lieferant für die Photosäure, in einer belichteten Bereich der licht­ empfindlichen Masse, unter Freisetzung einer Säure zersetzt. Diese Säure dient als Katalysator, um die Si-Si- Kette des Polysilan-Rückgrats mit den wiederkehrenden Einheiten (1) zu spalten, wobei sein Molekulargewicht reduziert wird. Danach wird fertiggebacken, um das Molekulargewicht des Polysilans weiter zu reduzieren.
Die weitere Entwicklung der fertiggebackenen oder hartgetrockneten Schicht des lichtempfindlichen Materials wird mit einem organischen Lösungsmittel, auf der Basis eines alkoholhaltigen Lösungsmittels als Entwicklungs­ lösung, durchgeführt und die entwickelte Schicht wird gewaschen. Zu diesem Zeitpunkt, da das Molekulargewicht des Polysilans in der belichteten Bereich der Schicht reduziert ist, besitzt diese Bereich eine hohe Löslichkeit in der Entwicklungslösung. Nur die belichtete Bereich wird bei dieser Entwicklung entfernt, die nicht belichtete Bereich bleibt zurück. Die lichtempfindliche Masse, gemäß der vorliegenden Erfindung, zeigt positive lichtempfindliche Eigenschaften, so daß ein Polysilanfilm mit dem gewünschten Muster erhalten wird.
Bei der lichtempfindlichen Masse der Erfindung läßt sich nach dem oben genannten Prozeß leicht ein Polysilanfilm- Muster herstellen. Im Vergleich zur herkömmlichen Methode, worin ein Polysilan allein benutzt wird, wird insbesondere das Molekulargewicht des Polysilans in der belichteten Bereich durch das Verhalten des Lieferanten für die Photosäure stark reduziert, und die Löslichkeit der belichteten Bereich in der Entwicklungslösung kann erhöht werden. Aus diesem Grunde besitzt das resultierende Muster eine exakte Form (insbesondere eine Querschnittsform) und seine Auflösung kann verbessert sein.
Mit der lichtempfindlichen Masse der Erfindung kann die Auflösung des resultierenden Musters weiter verbessert werden, wenn als Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1), ein solches benutzt wird, bei dem, in mindestens einer der Seitenketten in R1 und R2 ein aromatischer Ring enthalten ist, der durch eine Hydroxylgruppe, eine Alkoxylgruppe oder eine Siloxylgruppe substituiert ist.
Wenn das Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1) einen aromatischen Ring an einer Seitenkette besitzt, der durch eine Hydroxylgruppe substituiert ist, kann die Spaltung der Si-Si-Kette des Rückgrats während der Belichtung erleichtert werden, um das Molekulargewicht des Polysilans weiter zu reduzieren, wobei ein feineres Muster erhalten wird. Dieses Polysilan zeigt Alkali-Löslichkeit, bedingt durch eine Hydroxylgruppe (z. B. eine phenolische Hydroxylgruppe), die direkt an einen aromatischen Ring gebunden ist. Aus diesem Grunde kann während der Entwicklung eine wäßrige Alkalilösung verwendet werden und das resultierende Muster besitzt eine höhere Auflösung.
Wenn das Polysilan mit den wiederkehrenden Einheiten (1) einen aromatischen Ring an mindestens einer Seitenkette besitzt, der durch eine Alkoxyl- oder eine Siloxylgruppe substituiert ist, tritt, zusätzlich zur Abnahme des Molekulargewichtes nach der Belichtung, eine andere Reaktion ein. Wenn eine Harttrocknung unter Anwesenheit einer durch Belichtung erzeugten Säure durchgeführt wird, wird die Alkoxylgruppe oder Siloxylgruppe, die am aromatischen Ring der Seitenkette des Polysilans gebunden ist, zu einer Hydroxylgruppe umgewandelt. In diesem Fall wird an der belichteten Bereich der lichtempfindlichen Masse eine Hydroxylgruppe (z. B. eine phenolische Hydroxylgruppe) gebildet, die direkt am aromatischen Ring der Seitenkette des Polysilans gebunden ist. Neben der Tatsache, daß zur Entwicklung eine wäßrige alkalische Lösung benutzt werden kann, kann daher die Differenz in der Löslichkeit zwischen belichteten und nicht belichteten Bereich der lichtempfindlichen Masse in der wäßrigen alkalischen Lösung erhöht werden, um die Auflösung des resultierenden Musters stark zu verbessern.
Eine Masse, die ein Kohlenstoffpolymer, wie ein alkalilösliches Polymer und einem Lieferanten für die Photosäure enthält, der in der Erfindung verwendet werden kann, ist als lichtempfindliche Masse zur Bildung eines Mikromusters, wie eines photoresist-Musters, bekannt. Auch in dieser Masse wird der Lieferant für die Photosäure unter Lichteinwirkung zersetzt, wobei eine Säure freigesetzt wird. Diese Säure greift das Polymer auf Kohlenstoffbasis an, wobei sie die Löslichkeit der Masse in der Entwicklungslösung ändert. In dieser Masse besitzt das Polymer auf Kohlenstoffbasis eine hohe Absorptionsfähigkeit bei Belichtung mit einem UV-Strahl einer Wellenlänge von 200 nm oder kleiner, und insbesondere bei Belichtung mit ArF-Exzimer-Laserlicht (193 nm) auf der Basis der C-C- Bindungs-Kette des Rückgrats. Dieses Polymer besitzt eine geringe Durchlässigkeit in diesem Wellenlängenbereich. Daher verläuft die Zersetzung des Lieferanten für die Photosäure unzureichend, wenn die Belichtung dieser Masse bei einem UV-Licht von etwa 200 nm durchgeführt wird, und die Masse besitzt eine niedrige Empfindlichkeit.
Im Gegensatz dazu wird in der lichtempfindlichen Masse der vorliegenden Erfindung die UV-Absorption des Polysilans, auf der Basis der Si-Si-Bindungskette als Rückgrat, zu längerer Wellenlänge verschoben (im Bereich von etwa 150 bis 200 nm), als der Absorptionsbereich der C-C-Bindung. Wenn die Masse der vorliegenden Erfindung mit UV-Licht einer Wellenlänge von etwa 200 nm belichtet wird, besitzt es eine hohe Durchlässigkeit und die Zersetzung des Lieferanten für die Photosäure verläuft ausreichend. Auf diese Weise besitzt die lichtempfindliche Masse der vorliegenden Erfindung eine sehr hohe Empfindlichkeit, wenn eine Belichtung mit kurzwelliger UV-Strahlung von etwa 250 nm oder kleiner, insbesondere mit einem ArF Exzimer Laser, erfolgt.
Die vorliegende Erfindung wird anhand von Beispielen detailliert beschrieben. Diese Beispiele sollen das Verständnis der vorliegenden Erfindung erleichtern, ohne sie einzuschränken.
Beispiele 1-5
Polysilane und Lieferanten für die Photosäure wurden in einem geeigneten Lösungsmittel, entsprechend den Zusammensetzungen nach Tabelle 1 (siehe unten) gemischt, um lichtempfindliche Masseproben der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Vergleichsbeispiele 1 und 2
Polysilane, wie in Tabelle 1 dargestellt, wurden als Vergleichsbeispiele hergestellt. In diesen Beispielen wurde zu den jeweiligen Polysilanen kein Lieferant für die Photosäure hinzugefügt.
Tabelle 1
Muster wurden gebildet, indem die lichtempfindlichen Massenproben der Beispiele 1-5 und die Polysilanproben der Vergleichsbeispiele 1 und 2, gemäß den Bedingungen (Tabelle 1), wie Beschichtung, Belichtung (KrF-Exzimer- Laser einer Wellenlänge von 248 nm oder Elektronenstrahl), Harttrocknung und Entwicklungsbedingungen, benutzt wurden. Belichtungsgröße (Empfindlichkeiten) aller Proben, an Auflösungen und Querschnittsformen der resultierenden Muster sind ebenfalls in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Die chemischen Formeln der Verbindungen, die durch Symbole in Tabelle 1 dargestellt sind, werden in Tabelle A dargestellt.
Tabelle A
Polysilan
Darin stellt n den Grad der Polymerisation dar.
Tabelle A (Fortsetzung)
Wie aus den Ergebnissen der Tabelle 1 hervorgeht, besitzen die lichtempfindlichen Massen gemäß der Erfindung, die jeweils ein Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten (1) und einen Lieferanten für die Photosäure enthalten, höhere Empfindlichkeiten als die Proben, die nur Polysilane der Vergleichsbeispiele enthalten, wenn Belichtung mit KrF- Exzimer-Laserlicht oder einem Elektronenstrahl erfolgt. Bei Belichtung und Entwicklung dieser Massen besitzen die gebildeten Muster eine hervorragende Auflösung und Querschnittsform.
Beispiele 6-10
Polysilane und Lieferanten für die Photosäure wurden in einem geeigneten Lösungsmittel nach den Zusammensetzungen in Tabelle 2 (unten) gemischt, um lichtempfindliche Massen gemäß der Erfindung herzustellen.
Vergleichsbeispiel 3
Polyvinylphenol und ein Lieferant für die Photosäure wurden in einem geeigneten Lösungsmittel nach der Zusammensetzung in Tabelle 2 gemischt, um eine lichtempfindliche Masse herzustellen. Dieses Vergleichsbeispiel ist ein System, das ein Polymer auf Kohlenstoffbasis enthält.
Die Muster wurden gebildet, indem die lichtempfindlichen Massenproben der Beispiele 6 bis 10 und des Vergleichs­ beispiels 3 verwendet wurden, gemäß den Bedingungen (Tabelle 2), wie Beschichtung, Belichtung (ArF-Exzimer- Laser einer Wellenlänge von 192 nm), Harttrocknung und Entwicklungsbedingungen.
Belichtungsmengen (Empfindlichkeiten) aller Proben und die Auflösungen und Querschnittsformen der resultierenden Muster sind ebenfalls in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Die chemischen Formeln der Verbindungen, die durch Symbole in Tabelle 2 dargestellt sind, sind in Tabelle B dargestellt.
Tabelle 2
Tabelle B
Polysilane
Darin stellt n den Grad der Polymerisation dar.
Tabelle B (Fortsetzung)
Photo-Säureerzeuger
Wie aus Tabelle 2 ersichtlich, besitzen die lichtempfindlichen Massen, die jeweils ein Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten (1) und einen Lieferanten für die Photosäure enthalten, höhere Empfindlichkeiten als die lichtempfindliche Masse, das das Polymer auf Kohlenstoffbasis, entsprechend dem Vergleichsbeispiel, enthält. Dies gilt für den Fall, wo mit ArF-Exzimer- Laserlicht belichtet wird. Zusätzlich besitzen die Muster, die durch Belichtung und Entwicklung der erfindungsgemäßen Massen erhalten wurden, eine hervorragende Auflösung.

Claims (19)

1. Lichtempfindliche Masse mit einem Polysilan mit wiederkehrenden Einheiten der Formel (1) worin bedeuten: R1 und R2 unabhängig voneinander ein Wasserstoffatom, eine substituierte oder nicht substituierte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, eine substituierte oder nicht substituierte Arylgruppe mit 6 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine substituierte oder nicht substituierte Aralkylgruppe mit 7 bis 22 Kohlenstoffatomen, und einer Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure liefert.
2. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Arylgruppe darstellt, die durch mindestens eine Hydroxygruppe substituiert ist.
3. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Arylgruppe darstellt, die durch mindestens eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe substituiert ist.
4. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Arylgruppe darstellt, die durch mindestens eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist.
5. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Aralkylgruppe darstellt, die einen aromatischen Ring enthält, der durch mindestens eine Hydroxylgruppe substituiert ist.
6. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Aralkylgruppe darstellt, die einen aromatischen Ring enthält, der durch mindestens eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe substituiert ist.
7. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 eine Aralkylgruppe darstellt, die einen aromatischen Ring enthält, der durch mindestens eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist.
8. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polysilan aus folgender Mischung besteht: aus einem Polysilan, in dem wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 einen aromatischen Ring enthält, der durch eine Hydroxylgruppe substituiert ist, und einem Polysilan, in dem wenigstens eine der Gruppen R1 und R2 einen aromatischen Ring enthält, der durch eine substituierte oder nicht substituierte Alkoxylgruppe oder durch eine substituierte oder nicht substituierte Siloxylgruppe substituiert ist.
9. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das durchschnittliche Molekular­ gewicht des Polysilans in einem Bereich von ungefähr 1000 bis 500 000 bewegt.
10. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die unter Lichtein­ wirkung eine Säure erzeugt, ein Sulfoniumsalz ist.
11. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die unter Lichtein­ wirkung eine Säure erzeugt, ein Jodoniumsalz ist.
12. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die unter Lichtein­ wirkung eine Säure erzeugt, eine Nitrobenzylverbindung ist.
13. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung, die unter Lichtein­ wirkung eine Säure erzeugt, eine Naphtochinondiazid­ Verbindung ist.
14. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
15. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,5 bis 5 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
16. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
17. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
18. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
19. Lichtempfindliche Masse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß etwa 0,01 bis 30 Gewichtsteile der Verbindung, die unter Lichteinwirkung eine Säure erzeugt, mit 100 Gewichtsteilen des Polysilans gemischt sind.
DE4222423A 1991-07-08 1992-07-08 Lichtempfindliche Masse Expired - Lifetime DE4222423C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16708991 1991-07-08

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4222423A1 true DE4222423A1 (de) 1993-01-21
DE4222423C2 DE4222423C2 (de) 2000-06-21

Family

ID=15843217

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4222423A Expired - Lifetime DE4222423C2 (de) 1991-07-08 1992-07-08 Lichtempfindliche Masse

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5372908A (de)
KR (1) KR950002875B1 (de)
DE (1) DE4222423C2 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0650093A1 (de) * 1993-10-20 1995-04-26 Nippon Paint Co., Ltd. Lichtempfindliche Polysilanharzzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung eines Musters damit
US5776764A (en) * 1993-10-20 1998-07-07 Nippon Paint Co., Ltd. Polysilane type photosensitive resin composition and method for forming pattern using the same
WO2007024571A2 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Dow Corning Corporation Uv curable electrically conductive film containing a polysilane

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5476753A (en) * 1991-07-22 1995-12-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Fine pattern forming method
US5438113A (en) * 1992-03-30 1995-08-01 Kabushiki Kaisha Toshiba Thermosetting resin composition
US5804257A (en) * 1992-10-09 1998-09-08 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polysilane compositions
JP3426704B2 (ja) * 1994-06-16 2003-07-14 株式会社東芝 熱重合性組成物
US5962581A (en) * 1995-04-28 1999-10-05 Kabushiki Kaisha Toshiba Silicone polymer composition, method of forming a pattern and method of forming an insulating film
US6007963A (en) * 1995-09-21 1999-12-28 Sandia Corporation Method for extreme ultraviolet lithography
KR100245180B1 (ko) * 1996-05-29 2000-02-15 니시무로 타이죠 감광성 조성물 및 그를 이용한 패턴 형성방법
US6270948B1 (en) 1996-08-22 2001-08-07 Kabushiki Kaisha Toshiba Method of forming pattern
JP3869403B2 (ja) * 2003-09-30 2007-01-17 株式会社東芝 ホログラム記録媒体、その製造方法、およびホログラム記録方法
US8163460B2 (en) * 2005-05-24 2012-04-24 Nissan Chemical Industries, Ltd. Underlayer coating forming composition for lithography containing polysilane compound
US20080198213A1 (en) * 2007-02-15 2008-08-21 Seiko Epson Corporation Ultraviolet-ray curable ink composition, inkjet recording method and apparatus, and ink container
US7655745B2 (en) * 2007-02-15 2010-02-02 Seiko Epson Corporation Polysilane compound and synthesis method, ultraviolet-ray curable ink composition, inkjet recording method and apparatus, and ink container
WO2010005428A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Massachusetts Institute Of Technology (Mit) Resist sensitizer
US8158338B2 (en) 2008-07-08 2012-04-17 Massachusetts Institute Of Technology Resist sensitizer
WO2010005892A1 (en) * 2008-07-08 2010-01-14 Massachusetts Institute Of Technology Resist composition and lithographic process using said composition
JP5533232B2 (ja) * 2009-06-29 2014-06-25 Ｊｓｒ株式会社 ポジ型感放射線性組成物、硬化膜、層間絶縁膜、層間絶縁膜の形成方法、表示素子、及び層間絶縁膜形成用のシロキサンポリマー

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817306A1 (de) * 1987-05-21 1988-12-01 Toshiba Kawasaki Kk Polysilanverbindung und diese enthaltende lichtempfindliche beschichtungsmasse

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4588801A (en) * 1984-04-05 1986-05-13 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Polysilane positive photoresist materials and methods for their use
US4587205A (en) * 1984-04-05 1986-05-06 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method of using polysilane positive photoresist materials
DE3442756A1 (de) * 1984-11-23 1986-05-28 Hoechst Ag, 6230 Frankfurt Strahlungsempfindliches gemisch, daraus hergestelltes aufzeichnungsmaterial und verfahren zur herstellung von waermebestaendigen reliefaufzeichnungen
US4822716A (en) * 1985-12-27 1989-04-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Polysilanes, Polysiloxanes and silicone resist materials containing these compounds
JP2623309B2 (ja) * 1988-02-22 1997-06-25 ユーシービー ソシエテ アノニム レジストパターンを得る方法
JP2578646B2 (ja) * 1988-07-18 1997-02-05 三洋電機株式会社 非水系二次電池
US5173452A (en) * 1989-02-15 1992-12-22 Dobuzinsky David M Process for the vapor deposition of polysilanes photoresists
US5204226A (en) * 1991-03-04 1993-04-20 International Business Machines Corporation Photosensitizers for polysilanes
JPH04291261A (ja) * 1991-03-19 1992-10-15 Nippon Zeon Co Ltd レジスト組成物
JPH04291260A (ja) * 1991-03-19 1992-10-15 Nippon Zeon Co Ltd レジスト組成物

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3817306A1 (de) * 1987-05-21 1988-12-01 Toshiba Kawasaki Kk Polysilanverbindung und diese enthaltende lichtempfindliche beschichtungsmasse

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0650093A1 (de) * 1993-10-20 1995-04-26 Nippon Paint Co., Ltd. Lichtempfindliche Polysilanharzzusammensetzung und Verfahren zur Herstellung eines Musters damit
US5776764A (en) * 1993-10-20 1998-07-07 Nippon Paint Co., Ltd. Polysilane type photosensitive resin composition and method for forming pattern using the same
WO2007024571A2 (en) * 2005-08-23 2007-03-01 Dow Corning Corporation Uv curable electrically conductive film containing a polysilane
WO2007024571A3 (en) * 2005-08-23 2008-07-31 Dow Corning Uv curable electrically conductive film containing a polysilane

Also Published As

Publication number Publication date
US5372908A (en) 1994-12-13
KR950002875B1 (ko) 1995-03-27
DE4222423C2 (de) 2000-06-21
KR930002878A (ko) 1993-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4222423C2 (de) Lichtempfindliche Masse
DE4143081C2 (de) Lichtempfindliche Masse
DE3415033C2 (de) 4'-Azidobenzal-2-methoxyacetophenon, Verfahren zu seiner Herstellung und dieses enthaltende photoempfindliche Masse
DE19912047B4 (de) Resistzusammensetzung des Negativtyps
DE19838650A1 (de) Negativphotoresistzusammensetzung für kurzwelliges Licht und Verfahren zur Ausbildung eines Schaltungsmusters unter Verwendung derselben
DE10131123A1 (de) Photoresistzusammensetzung, die einen Photoradikalbildner und einen Photosäurebildner enthält
EP0553737B1 (de) Strahlungsempfindliches Gemisch
DE4225422C2 (de) Lichtempfindliche Masse
DE3817306C2 (de) Polysilanverbindung und deren Verwendung als Bestandteil einer lichtempfindlichen Masse
DE19907700B4 (de) Polymermaterial für ein Photoresist, dieses enthaltende Photoresistzusammensetzung und Herstellungsverfahren hierfür
DE3939186A1 (de) Mit elektronenstrahlen haertbare lichtempfindliche zusammensetzung und ihre verwendung zur herstellung von feinen bildmustern
DE4400975C2 (de) Verfahren zum Ausbilden von Mustern
DE19533608A1 (de) Positivarbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch und Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen
DE3935875A1 (de) Strahlungsempfindliches gemisch und verfahren zur herstellung von reliefmustern
EP0355015B1 (de) Verfahren zur Entwicklung positiv arbeitender Photoresists
EP0525625A1 (de) Negativ arbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch und damit hergestelltes strahlungsempfindliches Aufzeichnungsmaterial
DD295421A5 (de) Positiv arbeitender photokopierlack mit chemischer verstaerkung
DE10028344A1 (de) Organisches,nicht reflektierendes Überzugspolymer und dessen Herstellungsverfahren
EP0762206B1 (de) Positivarbeitendes strahlungsempfindliches Gemisch und Verfahren zur Herstellung von Reliefstrukturen
DE19746932A1 (de) Neues Photoresist-Copolymer
DE19843089A1 (de) Auflösungsinhibitor eines chemisch verstärkten Photoresists und diesen enthaltende Photoresistzusammensetzung
DE4408318C2 (de) Positiv arbeitende Lichtempfindliche Zusammensetzung
DE19905568B4 (de) Polymergemisch für ein Photoresist und dieses Gemisch enthaltende Photoresistzusammensetzung
DE10028487A1 (de) Organisches nicht reflektierendes Polymer und dessen Herstellung
DE10137100A1 (de) Transparenzverbesserung von Resist-Copolymeren für die 157 nm-Fotolithografie durch Einsatz von fluorierten Zimtsäurederivaten

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
R071 Expiry of right
R071 Expiry of right