JP2938199B2 - Negative photosensitive resin - Google Patents

Negative photosensitive resin

Info

Publication number
JP2938199B2
JP2938199B2 JP881591A JP881591A JP2938199B2 JP 2938199 B2 JP2938199 B2 JP 2938199B2 JP 881591 A JP881591 A JP 881591A JP 881591 A JP881591 A JP 881591A JP 2938199 B2 JP2938199 B2 JP 2938199B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
photosensitive resin
derivative
polysilylene
polysiloxane derivative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP881591A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH04251852A (en
Inventor
美和 坂田
敏雄 伊東
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP881591A priority Critical patent/JP2938199B2/en
Publication of JPH04251852A publication Critical patent/JPH04251852A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2938199B2 publication Critical patent/JP2938199B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置等の製造
に用いられるレジスト材料として好適な感光性樹脂に関
するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photosensitive resin suitable as a resist material used for manufacturing semiconductor devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造における基板加工、例
えばICにおける金属配線パターンの形成は、被加工基
板全面に配線用金属膜を形成し、この上にレジスト膜を
形成しこれを露光・現像してレジストパターンを得、こ
のレジストパターンをマスクとして金属膜をエッチング
し、その後このレジストパターンを除去するという手順
で行われる。
2. Description of the Related Art In processing a substrate in the manufacture of a semiconductor device, for example, forming a metal wiring pattern in an IC, a metal film for wiring is formed on the entire surface of a substrate to be processed, a resist film is formed thereon, and this is exposed and developed. In this procedure, a resist pattern is obtained, a metal film is etched using the resist pattern as a mask, and then the resist pattern is removed.

【0003】しかし、ICの高集積化、高速化に伴い、
配線パターンの超微細化や多層配線の採用が行われ、超
微細化においては配線抵抗を下げるためにパターンのア
スペクト比が高くされる傾向にあることから、被加工基
板上の段差はますます大きくなる。このため、被加工基
板上にレジストパターンを形成する場合、以下に説明す
るような問題が生じる。即ち、縮少投影露光装置の焦点
深度以上に段差が大きくなってしまう場合が生じるた
め、縮少投影露光装置を用いて目的とする寸法のレジス
トパターンを形成することが困難になる。特に、サブミ
クロン領域のパターニングを行う場合は、開口数の大き
なレンズを装備した縮少投影露光装置が用いられるため
焦点深度はますます浅くなるので、上記段差の問題はさ
らに顕著になり、従来のような一層レジストのみではパ
ターン形成出来なくなるおそれがある。
[0003] However, with the increasing integration and speed of ICs,
The use of ultra-miniaturized wiring patterns and the adoption of multilayer wiring has led to the trend toward higher pattern aspect ratios in order to reduce wiring resistance. . Therefore, when a resist pattern is formed on a substrate to be processed, the following problems occur. That is, a step may become larger than the depth of focus of the reduced projection exposure apparatus, so that it is difficult to form a resist pattern of a target size using the reduced projection exposure apparatus. In particular, when performing patterning in the submicron region, the depth of focus becomes increasingly shallow because a reduced projection exposure apparatus equipped with a lens having a large numerical aperture is used. There is a possibility that a pattern cannot be formed only with such a single-layer resist.

【0004】そこで、以上のような問題を解決する従来
の技術として、例えば文献(Journal Of E
lectrochemical Society:SO
LID−STATE SCIENCE AND TEC
HNOLOGY((ジャーナル オブ エレクトロケミ
カル ソサエティー:ソリッドステート サイエンスア
ンド テクノロジー)V0l.132,No.5(19
85.5)pp.1178〜1182)に開示された技
術が知られていた。この技術は、二層レジスト法と称さ
れるレジストパターン形成技術に加えて、遠紫外領域
(200〜300(nm)) に感度を有するポジ型のレジス
トを用いるものであった。
Therefore, as a conventional technique for solving the above-mentioned problems, for example, a document (Journal Of E)
Electrochemical Society: SO
LID-STATE SCIENCE AND TEC
HNOLOGY ((Journal of Electrochemical Society: Solid State Science and Technology) V01.132, No. 5 (19
85.5) pp. 1178-1182). This technique uses a positive resist having sensitivity in the far ultraviolet region (200 to 300 (nm)) in addition to a resist pattern forming technique called a two-layer resist method.

【0005】ここで、二層レジスト法とは以下に説明す
るようなものである。
Here, the two-layer resist method is as described below.

【0006】先ず、段差を有する被加工基板上に熱硬化
性樹脂を厚く形成し、これを熱硬化させ、基板を平坦化
する。この上に酸素プラズマによるエッチングに対し高
い耐性を有する感光性樹脂層を極めて薄く形成し、その
後、この感光性樹脂層を露光現像してこれのパターンを
形成する。次に、このパターンをマスクとして、酸素ガ
スを用いた反応性イオンエッチング(O2−RIE)に
より熱硬化性樹脂層のエッチングを行い、高アスペクト
比の二層レジストパターンを得る。さらに、この二層レ
ジストパターンをマスクとして被加工基板上の下地金属
層をエッチングする。
First, a thick thermosetting resin is formed on a substrate having a step, and the thermosetting resin is thermoset to flatten the substrate. An extremely thin photosensitive resin layer having high resistance to etching by oxygen plasma is formed thereon, and then the photosensitive resin layer is exposed and developed to form a pattern thereof. Next, using this pattern as a mask, the thermosetting resin layer is etched by reactive ion etching (O 2 -RIE) using oxygen gas to obtain a two-layer resist pattern having a high aspect ratio. Further, the underlying metal layer on the substrate to be processed is etched using the two-layer resist pattern as a mask.

【0007】二層レジスト法の利点は、厚い平坦化層の
上に感光性樹脂層のパターンを形成するために、下地基
板からの影響を受けることなく、従って寸法変動なしに
高アスペクト比の微細パターンが形成出来ることであ
る。
[0007] The advantage of the two-layer resist method is that the pattern of the photosensitive resin layer is formed on the thick planarizing layer, so that it is not affected by the underlying substrate, and therefore has a high aspect ratio without dimensional fluctuation. That is, a pattern can be formed.

【0008】このような感光性樹脂層に用いるレジスト
としてはケイ素を含有したものがあり、上述の文献に
は、ポリ(トリメチルシリルメチルメタクリレート−3
−オキシミノ−2−ブタノンメタクリレート)共重合体
が開示されている。このレジストは、遠紫外線(Dee
p−UV)を用い1μmのライン・アンド・スペースパ
タンを250mJ/cm2のドーズ量で解像できる感度
を有し、0.75μmの最小解像力を有するものであっ
た。
As a resist used for such a photosensitive resin layer, there is a resist containing silicon, and the above-mentioned literature discloses poly (trimethylsilylmethyl methacrylate-3).
-Oximino-2-butanone methacrylate) copolymer is disclosed. This resist is made of deep ultraviolet (Dee)
(p-UV), the sensitivity was such that a 1 μm line and space pattern could be resolved at a dose of 250 mJ / cm 2 , and the minimum resolution was 0.75 μm.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来のレジストは、ケイ層含有率が9.6重量%と低
いために、O2−RIEによるエッチング速度が15n
m/minと速い。即ちO2−RIE耐性が低いという
問題点があった。また、解像力、感度が十分ではないと
いう問題点があった。
However, the conventional resist described above has a low silicon layer content of 9.6% by weight, so that the etching rate by O 2 -RIE is 15 n.
Fast as m / min. That is, there is a problem that O 2 -RIE resistance is low. Further, there is a problem that the resolution and the sensitivity are not sufficient.

【0010】この発明は上述した点に鑑みなされたもの
であり、従ってこの発明の目的は、上述した問題点を解
決し、膜質及び加工精度の優れた感光性樹脂を提供する
ことにある。
[0010] The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and to provide a photosensitive resin having excellent film quality and processing accuracy.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段及び作用】この目的の達成
を図るため、この発明のネガ型感光性樹脂は、不飽和
基、アルキル基及びハロゲン化アルキル基から成る群よ
り選ばれた1種以上の基を有するポリシロキサン誘導体
であって、その主鎖中に波長200〜400nmの範囲
内の光を受けることにより活性種を発生するポリシリレ
ン誘導体部を含んでいる。
In order to achieve this object, the negative photosensitive resin of the present invention comprises at least one kind selected from the group consisting of unsaturated groups, alkyl groups and alkyl halide groups. Wherein the main chain contains a polysilylene derivative part that generates an active species by receiving light within a wavelength range of 200 to 400 nm.

【0012】この構成においては、ポリシロキサンがポ
リシリレン誘導体部により橋架けされたポリシロキサン
誘導体が得られる。このポリシリレン誘導体部は、その
構造を変えること(例えば分岐の有無((3)、(4)
式参照))及び又はポリシリレン誘導体部が有するケイ
素数や置換基の種類を変えることによって、波長200
〜400nmの広い範囲に吸収を持ちその波長の光を受
けることによりシリルラジカル、シリレン等のような活
性種を発生する。このため、当該ポリシロキサン誘導体
が不飽和基を有する場合は、上記活性種がこの不飽和基
へ付加して重合を開始させる。また、当該ポリシロキサ
ン誘導体がアルキル基及び又はハロゲン化アルキル基を
有する場合は、上記活性種がアルキル基から水素の引き
抜きやハロゲン化アルキル基からハロゲンの引き抜きを
行うので、重合が開始される。当該ポリシロキサン誘導
体の重合した部分は有機溶媒に不溶になる(すなわち、
ネガ型となる。)。従って、当該感光性樹脂組成物に対
して光を選択的に照射することにより所望のネガ型のレ
ジストパターンが得られる。また、好ましくは、ポリシ
リレン誘導体部を得るための出発材料の仕込量を、ポリ
シロキサン誘導体を得るための出発材料に対し1〜30
mol%の範囲内の量とする。ポリシリレンの仕込量が
1mol%以下では、感光性樹脂中のポリシリレン誘導
体部の割合が少なくなるので感光性樹脂の感度が所望の
値にならず、また、30mol%以上ではポリシリレン
誘導体部の割合が多くなりすぎて、光を受けた際に分解
する感光性樹脂の部分が多くなりすぎる。これは、感度
低下の原因、すなわちネガ型レジストとしての機能を果
たせなくなる原因となる。
With this configuration, a polysiloxane derivative in which the polysiloxane is bridged by the polysilylene derivative portion is obtained. The structure of the polysilylene derivative can be changed (for example, whether or not there is a branch ((3), (4)
Formula)) and / or by changing the number of silicon and the type of the substituent in the polysilylene derivative part, the wavelength 200
It absorbs over a wide range of 400 nm and receives light of that wavelength to generate active species such as silyl radicals and silylenes. Therefore, when the polysiloxane derivative has an unsaturated group, the active species is added to the unsaturated group to initiate polymerization. When the polysiloxane derivative has an alkyl group and / or a halogenated alkyl group, polymerization starts because the active species abstracts hydrogen from the alkyl group and abstracts halogen from the halogenated alkyl group. The polymerized portion of the polysiloxane derivative becomes insoluble in the organic solvent (ie,
It becomes a negative type. ). Therefore, a desired negative resist pattern can be obtained by selectively irradiating the photosensitive resin composition with light. Preferably, the amount of the starting material for obtaining the polysilylene derivative part is 1 to 30 with respect to the starting material for obtaining the polysiloxane derivative.
The amount is in the range of mol%. When the charged amount of polysilylene is 1 mol% or less, the ratio of the polysilylene derivative portion in the photosensitive resin is reduced, so that the sensitivity of the photosensitive resin does not become a desired value. When the charged amount of polysilylene is 30 mol% or more, the ratio of the polysilylene derivative portion is large. It becomes too much, and the portion of the photosensitive resin that decomposes when receiving light becomes too large. This causes a reduction in sensitivity, that is, a loss of function as a negative resist.

【0013】また、このポリシロキサン誘導体はケイ素
含有率が高いため、当該感光性樹脂のケイ素含有率が少
なくとも10数重量%となり、この結果、O2−RIE
耐性に優れる感光性樹脂が得られる。
Since the polysiloxane derivative has a high silicon content, the photosensitive resin has a silicon content of at least 10% by weight, and as a result, O 2 -RIE
A photosensitive resin having excellent resistance can be obtained.

【0014】ここで、この感光性樹脂の構成成分である
上述のポリシロキサン誘導体は、その基本骨格が例え
ば、下記(1)式で示されるもの又は下記(2)式で示
されるものとするのが好適である。勿論これらのものが
混在しているものであっても良い。
Here, the above-mentioned polysiloxane derivative, which is a constituent component of the photosensitive resin, has a basic skeleton represented by, for example, the following formula (1) or the following formula (2). Is preferred. Of course, these may be mixed.

【0015】[0015]

【化3】Embedded image

【0016】 [0016]

【0017】但し、(1)式、(2)式中のR2、R3
5及びR6は、不飽和基、アルキル基及びハロゲン化ア
ルキル基からなる群より選ばれた基であり、同一であっ
ても異なっていても良い。また、R11、R12、R41、R
42、R43及びR44は、ポリシリレン誘導体部であり、同
一であっても異なっていても良い。また、m、nは、正
の整数である。
However, in formulas (1) and (2), R 2 , R 3 ,
R 5 and R 6 are groups selected from the group consisting of unsaturated groups, alkyl groups and halogenated alkyl groups, and may be the same or different. Further, R 11 , R 12 , R 41 , R
42 , R 43 and R 44 are polysilylene derivative portions, which may be the same or different. M and n are positive integers.

【0018】また、上述のポリシロキサン誘導体の主鎖
中に含まれるポリシリレン誘導体部は、例えば、下記
(3)式で示されるもの又は下記(4)式で示されるも
のとするのが好適である。
The polysilylene derivative portion contained in the main chain of the polysiloxane derivative is preferably, for example, one represented by the following formula (3) or one represented by the following formula (4). .

【0019】[0019]

【化4】Embedded image

【0020】 [0020]

【0021】但し、(3)式、(4)中のRは、下記の
(a)〜(h)からなる群より選ばれたものであり、同
一であっても異なっていても良い。但し、Rのうちの少
なくとも2以上は下記(a)で示されるものである。
However, R in the formulas (3) and (4) is selected from the group consisting of the following (a) to (h) and may be the same or different. However, at least two or more of R are those shown in the following (a).

【0022】(a)不飽和基、アルキル基及びハロゲン
化アルキル基から成る群より選ばれた1種以上の基を有
するポリシロキサン誘導体。
(A) A polysiloxane derivative having at least one group selected from the group consisting of an unsaturated group, an alkyl group and a halogenated alkyl group.

【0023】(b)炭素数が10以下の鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基。
(B) A chain, branched or cyclic alkyl group having 10 or less carbon atoms.

【0024】(c)置換基を有していないフェニル基。(C) a phenyl group having no substituent.

【0025】(d)置換基を有していないナフチル基。(D) a naphthyl group having no substituent.

【0026】(e)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキ
シ基及びハロゲン基の中から選ばれた基を有するフェニ
ル基。
(E) A phenyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms and a halogen group.

【0027】(f)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキ
シ基及びハロゲン基の中から選ばれた基を有するナフチ
ル基。
(F) A naphthyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms and a halogen group.

【0028】(g)置換基を有していないビフェニル
基。
(G) a biphenyl group having no substituent.

【0029】(h)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキ
シ基及びハロゲン基の中から選ばれた基を有するビフェ
ニル基。
(H) a biphenyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms and a halogen group.

【0030】また、(3)式中のケイ素数l(エル)は
2≦l≦10を満足する整数。また、(4)式中のケイ
素数i,j,kは、0≦i≦7、1≦j≦8、1≦k≦
8でかつi+j+k≦9を満足する整数である。)。
In the formula (3), the silicon number l is an integer satisfying 2 ≦ l ≦ 10. The number of silicon i, j, k in the formula (4) is 0 ≦ i ≦ 7, 1 ≦ j ≦ 8, 1 ≦ k ≦
8 and an integer satisfying i + j + k ≦ 9. ).

【0031】(1)式で示されるような基本骨格を有す
るポリシロキサン誘導体は、例えば下記(5)式で示さ
れる直鎖状の末端水酸基のポリシロキサン誘導体に二官
能性以上のポリシリレンを塩基性触媒存在下で反応させ
ることにより得られる。また、(2)式で示されるよう
な基本骨格を有するポリシロキサン誘導体も例えば下記
(6)式で示される末端水酸基のポリシルセスキオキサ
ン誘導体に二官能性以上のポリシリレンを塩基性触媒存
在下で反応させることにより得られる。すなわち、この
発明の感光性樹脂は、末端水酸基のポリシロキサン誘導
体を二官能性以上のポリシリレンによって橋架けするこ
とによって合成することが出来る。勿論、(5)式のも
のと(6)式のものとの混合物にポリシリレンを作用さ
せても良い。このような合成方法であると、原料として
用いたポリシロキサンの重量平均分子量よりも大きな分
子量の感光性樹脂が容易に得られる。また、置換基の異
なった複数のポリシロキサンを出発材料として用いた場
合はブロック共重合体から成る感光性樹脂が得られる。
The polysiloxane derivative having a basic skeleton represented by the formula (1) can be obtained, for example, by adding a polysiloxane having a bifunctional or higher functionality to a linear polysiloxane derivative having a terminal hydroxyl group represented by the following formula (5). It is obtained by reacting in the presence of a catalyst. In addition, polysiloxane derivatives having a basic skeleton represented by the formula (2) can also be obtained, for example, by adding a polysilylene having a bifunctional or higher functionality to a polysilsesquioxane derivative having a terminal hydroxyl group represented by the following formula (6) in the presence of a basic catalyst. By reacting with That is, the photosensitive resin of the present invention can be synthesized by bridging a polysiloxane derivative having a terminal hydroxyl group with a bifunctional or higher polysilylene. Of course, polysilylene may be allowed to act on a mixture of the formula (5) and the formula (6). According to such a synthesis method, a photosensitive resin having a molecular weight larger than the weight average molecular weight of the polysiloxane used as a raw material can be easily obtained. When a plurality of polysiloxanes having different substituents are used as a starting material, a photosensitive resin composed of a block copolymer can be obtained.

【0032】[0032]

【化5】Embedded image

【0033】 [0033]

【0034】但し、(5)式、(6)式中のR2、R3
5及びR6は、不飽和基、アルキル基及びハロゲン化ア
ルキル基からなる群より選ばれた基であり、同一であっ
ても異なっていても良い。また、m、nは、正の整数で
ある。
However, R 2 , R 3 , and R 2 in the formulas (5) and (6)
R 5 and R 6 are groups selected from the group consisting of unsaturated groups, alkyl groups and halogenated alkyl groups, and may be the same or different. M and n are positive integers.

【0035】合成に用いる(6)式で示される末端水酸
基のポリシルセスキオキサン誘導体の一種である、
2、R3、R5及びR6が例えばビニル基、アリル基、イ
ソプロペニル基、2−ブテニル基のうちから選ばれたア
ルケニル基であるもの、又は塩素、臭素若しくはヨウ素
が1つ以上置換された炭素数4以下のアルキル基である
ものは、例えばこの出願の出願人に係る特開昭63−2
10839号公報に開示されており入手が容易である。
さらに、R5及びR6がアルキル基のものについても、同
公報に開示の合成方法に準じた方法で合成可能であるの
で入手が容易である。また、(5)式で示される直鎖状
の末端水酸基のポリシロキサン誘導体についても、特開
昭63−210839号公報に開示の合成方法において
トリクロロシランをジクロロシランとすることによって
容易に得られる。そして、(5)式で示される樹脂、
(6)式で示される樹脂いずれも、合成条件を変えるこ
とにより重量平均分子量が2,000〜100,000
程度のものまで制御性良く得られる。また、それ以下の
オリゴマーについても容易に制御性良く得ることが出来
る。
One of polysilsesquioxane derivatives having a terminal hydroxyl group represented by the formula (6) used in the synthesis:
R 2 , R 3 , R 5 and R 6 are, for example, alkenyl groups selected from vinyl group, allyl group, isopropenyl group and 2-butenyl group, or substituted with one or more chlorine, bromine or iodine. Examples of the alkyl group having 4 or less carbon atoms include those described in, for example,
No. 10839 and easily available.
Further, those in which R 5 and R 6 are alkyl groups can be easily obtained because they can be synthesized by a method according to the synthesis method disclosed in the publication. Further, the linear polysiloxane derivative having a terminal hydroxyl group represented by the formula (5) can be easily obtained by using trichlorosilane as dichlorosilane in the synthesis method disclosed in JP-A-63-210839. And a resin represented by the formula (5):
Any of the resins represented by the formula (6) has a weight average molecular weight of 2,000 to 100,000 by changing the synthesis conditions.
It can be obtained with good controllability up to a degree. Also, oligomers smaller than that can be easily obtained with good controllability.

【0036】しかし、これら出発材料から合成されるこ
の発明の感光性樹脂をレジスト材料として用いる場合
は、用いる出発材料は重量平均分子量が500〜10
0,000の範囲のものとするのが良い。出発材料のポ
リシロキサン誘導体の重量平均分子量が500以下であ
ると、ポリシリレンによる橋架けにより分子量増加が起
きるとはいえ、得られる感光性樹脂は分子量が低過ぎる
ため結晶とならずレジスト皮膜の形成が困難かつパター
ニングに必要な露光料が極めて多くなるからである。ま
た、出発材料のポリシロキサン誘導体の重量平均分子量
が100,000以上であると、ポリシリレンの橋架け
による分子量増加のため感光性樹脂の分子量は高くなり
すぎ塗布溶液調整用の溶媒にこの樹脂が溶解しなくなる
恐れがあるからである。勿論、上記好適な範囲内のもの
であれば、分子量の異なる複数種のポリシロキサンを混
合して出発材料としても良い。
However, when the photosensitive resin of the present invention synthesized from these starting materials is used as a resist material, the starting material used has a weight average molecular weight of 500 to 10
It is better to be in the range of 000. If the weight average molecular weight of the polysiloxane derivative as the starting material is 500 or less, the molecular weight increases due to crosslinking with polysilylene, but the resulting photosensitive resin does not become crystalline because the molecular weight is too low and the resist film is not formed. This is because it is difficult and the amount of exposure required for patterning becomes extremely large. If the weight average molecular weight of the starting polysiloxane derivative is 100,000 or more, the molecular weight of the photosensitive resin becomes too high due to the increase in molecular weight due to the crosslinking of polysilylene, and this resin is dissolved in a solvent for adjusting the coating solution. This is because there is a possibility that it will not be performed. Of course, as long as it is within the above preferred range, a plurality of types of polysiloxanes having different molecular weights may be mixed and used as a starting material.

【0037】なお、合成に用いる他方の材料である二官
能性以上のポリシリレンは、(3)式、(4)式で示さ
れるポリシリレン誘導体部中のポリシロキサン誘導体部
を官能性基と出来るものであれば、公知の種々のものを
用い得る。
The polysilylene having two or more functionalities, which is the other material used for the synthesis, is a material capable of making the polysiloxane derivative in the polysilylene derivative represented by the formulas (3) and (4) a functional group. If so, various known ones can be used.

【0038】また、合成の際のポリシリレンの仕込量
は、ポリシリレンの官能基数が末端水酸基のポリシロキ
サン誘導体のOH基数以上の分子数であれば良く、この
ポリシロキサン誘導体の数平均分子量やポリシリレンの
官能基数によっても異なるが、このポリシロキサン誘導
体に対し1〜30mol%以内の範囲の量とするのが好
適である。ポリシリレンの仕込量が1mol%以下では
当該感光性樹脂中のポリシリレン誘導体部の割合が少く
なるので当該感光性樹脂の感度が所望の値にならず、ま
た、30mol%以上ではポリシリレン誘導体部の割合
が多くなりすぎ当該感光性樹脂の光を受けた際に分解す
る部分が多くなりすぎるため感度低下の原因になるから
である。
The amount of polysilylene charged during the synthesis may be any number as long as the number of functional groups of the polysilylene is equal to or larger than the number of OH groups of the polysiloxane derivative having a terminal hydroxyl group. Although it depends on the number of groups, the amount is preferably in the range of 1 to 30 mol% based on the polysiloxane derivative. When the charged amount of polysilylene is 1 mol% or less, the ratio of the polysilylene derivative portion in the photosensitive resin becomes small, so that the sensitivity of the photosensitive resin does not become a desired value. This is because the number of portions that decompose when receiving the light of the photosensitive resin becomes too large, which causes a decrease in sensitivity.

【0039】また、合成の際に用いる塩基性触媒は、例
えば、トリエチルアミン、トリ−n−ブチルアミン、ピ
リジン、ルチジン、γ−コリジン、イミダゾール等を用
い得る。勿論これらに特定されるものではない。ここ
で、塩基性触媒の使用量は、ポリシリレンの官能基に対
し等mol量から10倍mol量の範囲内であれば良
い。
As the basic catalyst used in the synthesis, for example, triethylamine, tri-n-butylamine, pyridine, lutidine, γ-collidine, imidazole and the like can be used. Of course, it is not limited to these. Here, the amount of the basic catalyst used may be in the range of from equimolar amount to 10-fold molar amount with respect to the functional group of polysilylene.

【0040】また、合成の際に出発材料を溶解するため
に用いる溶媒としては、例えば、ジメチルホルムアミ
ド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、1,
4−ジオキサン、メチルエチルケトン、メチルイソブチ
ルケトン、トルエン等を挙げることが出来る。
The solvent used for dissolving the starting materials in the synthesis includes, for example, dimethylformamide, tetrahydrofuran, dimethylsulfoxide,
Examples thereof include 4-dioxane, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and toluene.

【0041】また、この発明の感光性樹脂は、より一層
の高感度化を図るため、増感剤と共に用いて感光性樹脂
組成物を構成することも出来る。
The photosensitive resin of the present invention can be used together with a sensitizer to form a photosensitive resin composition in order to further increase the sensitivity.

【0042】増感剤としては種々のものを用いることが
出来る。特に、シリレンを捕捉する性質を有するヒドロ
シラン化合物を用いるのが好適である。このヒドロシラ
ン化合物は、1分子中にSi−H結合を有するものであ
って、かつ、レジストとして使用する点から液体ないし
は固体であるものが望ましい。具体的には、例えば、下
記(7)〜(11)式で示される化合物の中から選ばれ
たものとするのが好適である。但し、(7)及び(8)
式中のR、(9)式中のR’は、アルキル基、置換基を
有していないフェニル基、置換基を有しているフェニル
基、置換基を有していないナフチル基、置換基を有して
いるナフチル基、置換基を有していないビフェニル基、
置換基を有しているビフェニル基の中から選ばれた基で
ある。また(9)〜(11)式中Rは、少なくとも1つ
は水素であり他は水素、アルキル基、置換基を有してい
ないフェニル基、置換基を有しているフェニル基、置換
基を有していないナフチル基、置換基を有しているナフ
チル基、置換基を有していないビフェニル基、置換基を
有しているビフェニル基の中から選ばれた基である。さ
らに、(7)〜(11)式中、r,s,t,u,v,w
は、r+s=4、r≧1、s≧1、t+u=6、u≧
1、1≦v≦5、1≦w≦6を満足する正の整数であ
る。
Various sensitizers can be used. In particular, it is preferable to use a hydrosilane compound having a property of capturing silylene. The hydrosilane compound preferably has a Si-H bond in one molecule, and is preferably a liquid or solid from the viewpoint of use as a resist. Specifically, for example, it is preferable to be selected from the compounds represented by the following formulas (7) to (11). However, (7) and (8)
R in the formula, R ′ in the formula (9) represents an alkyl group, a phenyl group having no substituent, a phenyl group having a substituent, a naphthyl group having no substituent, a substituent A naphthyl group, a biphenyl group having no substituent,
This is a group selected from biphenyl groups having a substituent. In the formulas (9) to (11), R represents at least one hydrogen and the other hydrogen, an alkyl group, a phenyl group having no substituent, a phenyl group having a substituent, or a substituent. It is a group selected from a naphthyl group having no substituent, a naphthyl group having a substituent, a biphenyl group having no substituent, and a biphenyl group having a substituent. Further, in the equations (7) to (11), r, s, t, u, v, w
Are r + s = 4, r ≧ 1, s ≧ 1, t + u = 6, u ≧
It is a positive integer satisfying 1, 1 ≦ v ≦ 5, 1 ≦ w ≦ 6.

【0043】(R)rSi(H)s ・・・(7) (R)tSi2(H)u ・・・(8)(R) r Si (H) s (7) (R) t Si 2 (H) u (8)

【化6】Embedded image

【0044】 [0044]

【0045】なお、増感剤の当該感光性樹脂に対する添
加率は0.1〜30重量%の範囲内の値にするのが好適
である。0.1重量%より少いと増感作用が小さく、3
0重量%より多いと成膜性に問題が生じるからである。
It is preferable that the addition ratio of the sensitizer to the photosensitive resin is in the range of 0.1 to 30% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the sensitizing effect is small,
If the content is more than 0% by weight, there is a problem in film-forming properties.

【0046】[0046]

【実施例】以下、この発明の感光性樹脂の実施例につい
て説明する。なお、以下の実施例では、この発明の理解
を容易とするため、特定の条件を例示して説明するが、
この発明は、これら実施例にのみ限定されるものではな
いことを理解されたい。また、以下の実施例で用いた薬
品類のうち、出所を省略する場合も有るが、いずれも化
学的に充分に純粋であり、容易に入手し得るものを用い
た。 <実施例1>1−1.実施例1の感光性樹脂の合成説明 始めに、実施例1の感光性樹脂を構成するポシロキサン
誘導体を以下のように合成する。
EXAMPLES Examples of the photosensitive resin of the present invention will be described below. In the following examples, specific conditions will be described by way of example in order to facilitate understanding of the present invention.
It should be understood that the present invention is not limited to only these examples. In addition, among the chemicals used in the following examples, the source may be omitted, but all of them are chemically pure and easily available. <Example 1> 1-1. Description of Synthesis of Photosensitive Resin of Example 1 First, a polysiloxane derivative constituting the photosensitive resin of Example 1 is synthesized as follows.

【0047】出発材料として、この実施例の場合、末端
がOHであるポリアリルシルセスキオキサン(上記
(6)式中のR3及びR4がアリル基のもの)であって数
平均分子量Mn=6,500、重量平均分子量MW=1
6,000のポリアリルシルセスキオキサンを用いる。
In this embodiment, the starting material is polyallylsilsesquioxane having an OH terminal (R 3 and R 4 in the above formula (6) are allyl groups) and have a number average molecular weight M n = 6,500, weight average molecular weight M w = 1
6,000 polyallylsilsesquioxanes are used.

【0048】このポリアリルシルセスキオキサン93.
2g(1mol)と、ポリシリレンとしてのこの場合下
記(12)式で示される1,5−ジクロロ−1,2,
3,4,5−ペンタフェニルペンタメチルペンタシラン
20.8g(0.0309mol)とを、溶媒としての
1.2lのトルエンに溶解させ、この溶液を氷浴中で撹
拌する。なお、(12)式において、Meはメチル基、
Phはフェニル基である。以下、同様。
The polyallylsilsesquioxane 93.
2 g (1 mol) and 1,5-dichloro-1,2,2,2 represented by the following formula (12) as polysilylene in this case:
20.8 g (0.0309 mol) of 3,4,5-pentaphenylpentamethylpentasilane are dissolved in 1.2 l of toluene as a solvent, and the solution is stirred in an ice bath. In the formula (12), Me is a methyl group,
Ph is a phenyl group. The same applies hereinafter.

【0049】[0049]

【化7】Embedded image

【0050】 [0050]

【0051】次に、氷浴中で、この溶液に塩基性触媒と
してトリエチルアミン3.1g(0.0309mol)
を撹拌しながら滴下し、その後撹拌を15分間続ける。
Next, in an ice bath, 3.1 g (0.0309 mol) of triethylamine was added to this solution as a basic catalyst.
Is added dropwise with stirring, after which stirring is continued for 15 minutes.

【0052】次に、氷浴から溶液を外しこれを室温にて
3時間撹拌する。
Next, the solution is removed from the ice bath and stirred at room temperature for 3 hours.

【0053】次に、この溶液を溶媒(この場合はトルエ
ン)によって稀釈し不溶物を濾過する。次に、稀釈に用
いた溶媒の留去を行う。その後、溶媒による稀釈と、不
溶物の濾過と、溶媒の留去とを、不溶物が発生しなくな
るまで繰返し行う。
Next, this solution is diluted with a solvent (in this case, toluene) and the insoluble matter is filtered. Next, the solvent used for dilution is distilled off. Thereafter, dilution with a solvent, filtration of the insoluble matter, and distillation of the solvent are repeated until no insoluble matter is generated.

【0054】この操作が終了すると、油状物(実施例1
の感光性樹脂)が69.2g得られる。この油状物の重
量平均分子量MWは38,000であり、分散(MW/M
n)は4.3であった。
When this operation is completed, an oily substance (Example 1)
69.2 g of a photosensitive resin). The weight-average molecular weight M W of this oil was 38,000 and the dispersion (M W / M
n ) was 4.3.

【0055】1−2.実施例1の感光性樹脂のパターニ
ング実験(その1)次に、上述のように合成した油状物
100gをキシレン730gに溶解する。次に、この溶
液を、直径0.2μmの孔を有するメンブレンフィルタ
で濾過して実施例1の感光性樹脂組成物の塗布溶液を調
整する。
1-2. Next, 100 g of the oily substance synthesized as described above is dissolved in 730 g of xylene. Next, this solution was filtered through a membrane filter having pores having a diameter of 0.2 μm to prepare a coating solution of the photosensitive resin composition of Example 1.

【0056】次に、露光に用いる光源をXe−Hgラン
プとして、以下の手順でパターニング実験を行う。
Next, a patterning experiment is performed according to the following procedure using a Xe-Hg lamp as a light source for exposure.

【0057】始めに、シリコン基板上に下層レジスト層
を形成するため、回転塗布法によりシリコン基板上にフ
ォトレジスト(この実施例の場合シプレー社製MP24
00)を所定の条件で塗布し、次いで、200℃の温度
のオーブン中に1時間この試料を入れてフォトレジスト
を硬化させる。これにより、膜厚が1.5μmの下層レ
ジスト層を形成する。
First, in order to form a lower resist layer on the silicon substrate, a photoresist (MP24 manufactured by Shipley Co., Ltd. in this embodiment) was formed on the silicon substrate by spin coating.
00) is applied under predetermined conditions, and then the sample is placed in an oven at a temperature of 200 ° C. for 1 hour to cure the photoresist. Thus, a lower resist layer having a thickness of 1.5 μm is formed.

【0058】次に、回転塗布法によりこの下層レジスト
層上に実施例1の感光性樹脂を膜厚が0.2μmとなる
ように塗布し、その後、ホットプレートを用いこの試料
を60℃の温度で1分間ベーキングする。
Next, the photosensitive resin of Example 1 was applied on the lower resist layer so as to have a thickness of 0.2 μm by a spin coating method, and then the sample was heated to 60 ° C. using a hot plate. And bake for 1 minute.

【0059】次に、この試料に最少の線幅が0.5μm
とされた種々のライン・アンド・スペースのテストパタ
ーンを有するマスクを密着させ、Xe−Hgランプ及び
CM250コールドミラーを装着している露光装置(こ
の実施例では、キャノン(株)社製PLA501アライ
ナ)により、露光量を変えながら露光を行なう。
Next, this sample has a minimum line width of 0.5 μm.
Exposure apparatus equipped with a Xe-Hg lamp and a CM250 cold mirror (in this embodiment, a PLA501 aligner manufactured by Canon Inc.) with masks having various line and space test patterns adhered thereto. Is performed while changing the exposure amount.

【0060】次に、露光済みの試料を、メチルイソブチ
ルケトンと、イソプロピルアルコール(IPA)との
1:1混合液(容積比)中に45秒間浸漬し現像を行な
い、その後、IPA中に30秒間浸漬しリンスを行な
い、その後、ホットプレートを用い60℃の温度で1分
間ベークする。
Next, the exposed sample is immersed in a 1: 1 mixture (volume ratio) of methyl isobutyl ketone and isopropyl alcohol (IPA) for 45 seconds to perform development, and then in IPA for 30 seconds. It is immersed and rinsed, and then baked at a temperature of 60 ° C. for 1 minute using a hot plate.

【0061】現像の終了した試料を観察したところ、初
期膜厚(この例では回転塗布後の膜厚である0.2μ
m)に対する残膜率が50%となる露光量(Dn 0.5
は、1.5カウント(ここで、1カウント(ct)=3
9mJ/cm2である。以下同様。)であることが分か
った。また、得られたレジストパターンを走査型電子顕
微鏡(SEM)で観察したところ、最小解像寸法は、用
いたマスクの最小寸法と同じ0.5μmのライン・アン
ド・スペース(L/S)であることが分った。
When the sample after development was observed, the initial film thickness (in this example, 0.2 μm, which is the film thickness after spin coating).
Exposure amount (D n 0.5 ) at which the residual film ratio with respect to m) becomes 50%
Is 1.5 counts (where 1 count (ct) = 3
9 mJ / cm 2 . The same applies hereinafter. ). When the obtained resist pattern was observed with a scanning electron microscope (SEM), the minimum resolution was 0.5 μm line and space (L / S), which is the same as the minimum dimension of the mask used. I understood that.

【0062】なお、この実験に用いたテストパターンの
最少線幅が0.5μmであるために、0.5μmの解像
力が確保されたことしか確認出来なかったが、実施例1
の感光性樹脂はさらに高い解像力を有するものであるこ
とは理解されたい(以下の各実施例のパターニング実験
においても同様。)。
Since the minimum line width of the test pattern used in this experiment was 0.5 μm, it was only confirmed that a resolution of 0.5 μm was secured.
It is to be understood that the photosensitive resin has higher resolving power (the same applies to the patterning experiments of the following examples).

【0063】1−3.実施例1の感光性樹脂組成物のパ
ターニング実験(その2)また、露光に用いる光源をK
rFエキシマレーザとしたこと以外は上述のパターニン
グ実験(その1)と同様な手順でパターニング実験を行
う。
1-3. Patterning experiment of the photosensitive resin composition of Example 1 (Part 2)
A patterning experiment is performed in the same procedure as the above-described patterning experiment (No. 1) except that an rF excimer laser is used.

【0064】なお、レーザ発振器は、ラムダフィジック
ス社製のものを用いている。このレーザ発振器は、1パ
ルス当たり0.50mJ/cm2の照射量が得られるも
ので、パルス数により露光量が制御出来るものである。
Incidentally, a laser oscillator manufactured by Lambda Physics Co., Ltd. is used. This laser oscillator can provide an irradiation amount of 0.50 mJ / cm 2 per pulse, and can control the exposure amount by the number of pulses.

【0065】その結果、感度(Dn 0.5)は182mJ/
cm2であることが分った。また、0.5μmのライン
・アンド・スペースパターンが解像可能なことが分っ
た。
As a result, the sensitivity (D n 0.5 ) was 182 mJ /
cm 2 . It was also found that a 0.5 μm line and space pattern could be resolved.

【0066】1−4.実施例1の感光性樹脂のパターニ
ング実験(その3)また、実施例1の感光性樹脂を上層
レジストとして用い二層レジスト法によるパターニング
実験を以下に説明するように行う。
1-4. Patterning Experiment of Photosensitive Resin of Example 1 (Part 3) A patterning experiment by a two-layer resist method using the photosensitive resin of Example 1 as an upper layer resist is performed as described below.

【0067】先ず、パターニング実験(その1)と同様
な手順で下層レジスト層(MP2400層)の形成及び
第1実施例の感光性樹脂のパターニングをそれぞれ行
う。但し、Xe−Hgランプによる露光量を2.4カウ
ントとしている。
First, formation of a lower resist layer (MP2400 layer) and patterning of the photosensitive resin of the first embodiment are performed in the same procedure as in the patterning experiment (part 1). However, the exposure amount by the Xe-Hg lamp is set to 2.4 counts.

【0068】次に、この試料を平行平板型のドライエッ
チング装置(この実施例で日電アネルバ(株)製DEM
451)内に入れる。そして、O2ガス圧を1.0P
a、O2ガス流量を20SCCM、RFパワー密度を
0.12W/cm2、エッチング時間を35分とした条
件で、下層レジスト層のエッチングを行う。
Next, this sample was subjected to a parallel plate type dry etching apparatus (DEM manufactured by Nidec Anelva Co., Ltd. in this embodiment).
451). Then, the O 2 gas pressure is set at 1.0
a, The lower resist layer is etched under the conditions that the O 2 gas flow rate is 20 SCCM, the RF power density is 0.12 W / cm 2 , and the etching time is 35 minutes.

【0069】このエッチング後に得られた二層レジスト
パターンの断面をSEMを用いて観察したところ、0.
5μmのライン・アンド・スペースパターンであってア
スペクト比が4の然も矩形形状のライン・アンド・スペ
ースパターンが形成されていることが分った。
When the cross section of the two-layer resist pattern obtained after this etching was observed using SEM,
It was found that a rectangular line-and-space pattern having a line-and-space pattern of 5 μm and an aspect ratio of 4 was formed.

【0070】上述の各パターニング実験結果から明らか
なように、実施例1の感光性樹脂は、感度及び解像力共
に従来の感光性樹脂より優れていることが理解出来る。
As is clear from the results of the above-described patterning experiments, it can be understood that the photosensitive resin of Example 1 is superior in both sensitivity and resolution to the conventional photosensitive resin.

【0071】1−5.実施例1の感光性樹脂のO2−R
IE耐性の調査結果 次に、実施例1の感光性樹脂のO2−RIE耐性を以下
のように調査する。
1-5. O 2 -R of the photosensitive resin of Example 1
Investigation Results of IE Resistance Next, the O 2 -RIE resistance of the photosensitive resin of Example 1 is investigated as follows.

【0072】先ず、回転塗布法によりシリコン基板上に
実施例1の感光性樹脂組成物を0.2μmの膜厚に塗布
し、その後、この試料をホットプレートを用い60℃の
温度で1分間ベーキングする。
First, the photosensitive resin composition of Example 1 was applied on a silicon substrate to a thickness of 0.2 μm by a spin coating method, and then this sample was baked on a hot plate at a temperature of 60 ° C. for 1 minute. I do.

【0073】次に、この試料をDEM451ドライエッ
チング装置内に入れた後パターニング実験(その3)の
ドライエッチング条件と同様な条件でエッチングする。
但し、エッチング時間は20分とした。
Next, this sample is placed in a DEM451 dry etching apparatus and then etched under the same dry etching conditions as in the patterning experiment (part 3).
However, the etching time was 20 minutes.

【0074】上記エッチング終了後、実施例1の感光性
樹脂皮膜の膜厚を膜厚計(この場合、テーラーホブソン
社製のタリステップ)を用いて測定し、20分間のエッ
チングによる膜減り量からエッチング速度を求めたとこ
ろ4.2nm/minであることが分った。
After completion of the etching, the thickness of the photosensitive resin film of Example 1 was measured using a film thickness meter (Talistep manufactured by Taylor Hobson), and the film thickness was reduced by etching for 20 minutes. The etching rate was found to be 4.2 nm / min.

【0075】従来の感光性樹脂のエッチング速度が15
nm/minであり然もその際のエッチング条件はこの
実施例のものより緩いことを考えると、実施例1の感光
性樹脂が従来よりO2−RIE耐性に優れるものである
ことが理解出来る。 <実施例2>次に、感光性樹脂の合成に用いるポリシリ
レンを下記の(13)式で表わされる1,5−ジクロロ
−1,1,2,2−テトラフェニルテトラメチルテトラ
シラン15.3g(0.0309mol)としたこと以
外は実施例1の手順と同様な手順でポリシロキサン誘導
体(実施例2の感光性樹脂)を合成する。収量は63.
5gであった。このポリシロキサン誘導体の重量平均分
子量MWは43,000であり、分散(MW/Mn)は
4.6であった。
The conventional photosensitive resin etching rate is 15
Considering that the etching condition at this time is lower than that of this embodiment, it can be understood that the photosensitive resin of Example 1 has better O 2 -RIE resistance than the conventional one. <Example 2> Next, 15.3 g of 1,5-dichloro-1,1,2,2-tetraphenyltetramethyltetrasilane represented by the following formula (13) was used as the polysilylene used for the synthesis of the photosensitive resin. A polysiloxane derivative (the photosensitive resin of Example 2) is synthesized in the same procedure as in Example 1 except that the amount is 0.0309 mol). The yield is 63.
It was 5 g. The weight average molecular weight M W of the polysiloxane derivative is 43,000, dispersion (M W / M n) was 4.6.

【0076】[0076]

【化8】Embedded image

【0077】 [0077]

【0078】次に、この実施例2の感光性樹脂につい
て、実施例1のパターニング実験(その1。)の手順と
同様な手順で感度(Dn 0.5)及び解像力をそれぞれ調査
する。
Next, the sensitivity (D n 0.5 ) and the resolving power of the photosensitive resin of Example 2 are examined by the same procedure as that of the patterning experiment (No. 1) of Example 1.

【0079】この結果、実施例2の感光性樹脂の感度は
1.9カウントであることが分った。また、0.5μm
のライン・アンド・スペースパターンが解像されている
ことが分った。 <実施例3>次に、感光性樹脂の合成に用いるポリシリ
レンを下記の(14)式で表わされる1,6−ジクロロ
パーメチルヘキサシラン13.0g(0.0309mo
l)としたこと以外は実施例1の手順と同様な手順でポ
リシロキサン誘導体(実施例3の感光性樹脂)を合成す
る。収量は68.3gであった。このポリシロキサン誘
導体の重量平均分子量MWは38,000であり、分散
(MW/Mn)は3.9であった。
As a result, it was found that the sensitivity of the photosensitive resin of Example 2 was 1.9 counts. Also, 0.5 μm
It was found that the line and space pattern was resolved. <Example 3> Next, 13.0 g of 1,6-dichloropermethylhexasilane (0.0309 mol) represented by the following formula (14) was used as the polysilylene used for the synthesis of the photosensitive resin.
A polysiloxane derivative (the photosensitive resin of Example 3) is synthesized in the same procedure as in Example 1 except that l) is used. The yield was 68.3 g. The weight average molecular weight M W of this polysiloxane derivative was 38,000, and the dispersion (M W / M n ) was 3.9.

【0080】[0080]

【化9】Embedded image

【0081】 [0081]

【0082】次に、この実施例3の感光性樹脂につい
て、実施例1のパターニング実験(その1)の手順と同
様な手順で感度(Dn 0.5)及び解像力をそれぞれ調査す
る。
Next, the sensitivity (D n 0.5 ) and the resolving power of the photosensitive resin of Example 3 are examined by the same procedure as that of the patterning experiment (No. 1) of Example 1.

【0083】この結果、実施例3の感光性樹脂の感度は
9.8カウントであることが分った。また、0.5μm
のライン・アンド・スペースパターンが解像されている
ことが分った。 <実施例4>次に、感光性樹脂の合成に用いるポリシリ
レンを下記の(15)式で表わされる1,1,−ジクロ
ロ−2,2,2,−トリストリメチルシリルジシラン1
1.2g(0.0309mol)としたこと以外は実施
例1の手順と同様な手順でポリシロキサン誘導体(実施
例4の感光性樹脂)を合成する。収量は70.0gであ
った。このポリシロキサン誘導体の重量平均分子量MW
は40,000であり、分散(MW/Mn)は4.1であ
った。
As a result, it was found that the sensitivity of the photosensitive resin of Example 3 was 9.8 counts. Also, 0.5 μm
It was found that the line and space pattern was resolved. <Example 4> Next, polysilylene used for the synthesis of a photosensitive resin was converted to 1,1, -dichloro-2,2,2, -tristrimethylsilyldisilane 1 represented by the following formula (15).
A polysiloxane derivative (the photosensitive resin of Example 4) is synthesized in the same procedure as in Example 1 except that the amount is 1.2 g (0.0309 mol). The yield was 70.0 g. Weight average molecular weight M W of this polysiloxane derivative
Was 40,000 and the variance ( MW / Mn ) was 4.1.

【0084】[0084]

【化10】Embedded image

【0085】 [0085]

【0086】次に、この実施例4の感光性樹脂につい
て、実施例1のパターニング実験(その1)の手順と同
様な手順で感度(Dn 0.5)及び解像力をそれぞれ調査す
る。
Next, the sensitivity (D n 0.5 ) and the resolving power of the photosensitive resin of Example 4 are examined by the same procedure as that of the patterning experiment (No. 1) of Example 1.

【0087】この結果、実施例4の感光性樹脂の感度は
28.0カウントであることが分った。また、0.5μ
mのライン・アンド・スペースパターンが解像されてい
ることが分った。 <実施例5>次に、感光性樹脂の合成に用いるポリシロ
キサンを(6)式の一種であるポリクロロメチルシルセ
スキオキサンであってMW=33,000、Mn=10,
000のもの101.6g(1mol)としたこと以外
は実施例1の手順と同様な手順でポリシロキサン誘導体
(実施例5の感光性樹脂)を合成する。収量は66.0
gであった。このポリシロキサン誘導体の重量平均分子
量MWは70,000であり、分散(MW/Mn)は9.
7であった。
As a result, it was found that the sensitivity of the photosensitive resin of Example 4 was 28.0 counts. Also, 0.5μ
It was found that m line and space patterns were resolved. <Example 5> Next, M W = 33,000 polysiloxane used for the synthesis of the photosensitive resin (6) A poly-chloromethyl-silsesquioxane is a kind of type, M n = 10,
A polysiloxane derivative (the photosensitive resin of Example 5) is synthesized in the same procedure as in Example 1 except that the amount is 101.6 g (1 mol). The yield is 66.0.
g. The weight average molecular weight M W of the polysiloxane derivative is 70,000, dispersion (M W / M n) is 9.
It was 7.

【0088】次に、この実施例5の感光性樹脂につい
て、実施例1のパターニング実験(その1)の手順と同
様な手順で感度(Dn 0.5)及び解像力をそれぞれ調査す
る。
Next, the sensitivity (D n 0.5 ) and the resolving power of the photosensitive resin of Example 5 are examined by the same procedure as that of the patterning experiment (No. 1) of Example 1.

【0089】この結果、実施例5の感光性樹脂の感度は
1.8カウントであることが分った。また、0.5μm
のライン・アンド・スペースパターンが解像されている
ことが分った。 <実施例6>次に、感光性樹脂の合成に用いるポリシロ
キサンを(5)式の一種であるポリビニルシロキサンで
あってMW=42,000、Mn=12,000のもの9
8.26g(1mol)としたこと以外は実施例1の手
順と同様な手順でポリシロキサン誘導体(実施例6の感
光性樹脂)を合成する。収量は56.7gであった。こ
のポリシロキサン誘導体の重量平均分子量MWは92,
000であり、分散(MW/Mn)は10.5であった。
As a result, it was found that the sensitivity of the photosensitive resin of Example 5 was 1.8 counts. Also, 0.5 μm
It was found that the line and space pattern was resolved. <Example 6> Next, M W = 42,000 polysiloxane used for the synthesis of the photosensitive resin (5) a polyvinyl siloxane is a kind of type, those of M n = 12,000 9
A polysiloxane derivative (the photosensitive resin of Example 6) is synthesized in the same procedure as in Example 1 except that the amount is 8.26 g (1 mol). The yield was 56.7 g. The weight average molecular weight M W of the polysiloxane derivative 92,
000 and the variance ( MW / Mn ) was 10.5.

【0090】次に、この実施例6の感光性樹脂につい
て、実施例1のパターニング実験(その1)の手順と同
様な手順で感度(Dn 0.5)及び解像力をそれぞれ調査す
る。
Next, the sensitivity (D n 0.5 ) and the resolving power of the photosensitive resin of Example 6 are examined by the same procedure as that of the patterning experiment (No. 1) of Example 1.

【0091】この結果、実施例6の感光性樹脂の感度は
2.3カウントであることが分った。また、0.5μm
のライン・アンド・スペースパターンが解像されている
ことが分った。
As a result, it was found that the sensitivity of the photosensitive resin of Example 6 was 2.3 counts. Also, 0.5 μm
It was found that the line and space pattern was resolved.

【0092】実施例2〜実施例4の感光性樹脂のパター
ニング実験結果から明らかなように、これら各感光性樹
脂も従来の感光性樹脂より優れた感度及び解像力を有す
ることが理解出来る。
As is apparent from the results of the experiment of patterning the photosensitive resins of Examples 2 to 4, it can be understood that each of these photosensitive resins has a higher sensitivity and resolution than the conventional photosensitive resin.

【0093】各実施例の感光性樹脂の構成の違い及び特
性の違いを表1にまとめて示した。ただし、表1中の感
度の項において、単位をmJ/cm2で示したものはK
rFエキシマレーザを用いた場合の感度であり、単位を
ctで示したものはXe−Hgランプ及びコールドミラ
ーを用いた場合の感度である。
Table 1 summarizes the differences in the constitution and characteristics of the photosensitive resin in each of the examples. However, in the sensitivity section in Table 1, the unit in mJ / cm 2 is K
This is the sensitivity when an rF excimer laser is used, and the unit indicated by ct is the sensitivity when an Xe-Hg lamp and a cold mirror are used.

【0094】[0094]

【表1】[Table 1]

【0095】 [0095]

【0096】[0096]

【発明の効果】上述した説明からも明らかなように、こ
の発明の感光性樹脂は、不飽和基、アルキル基及びハロ
ゲン化アルキル基の中から選ばれた1種以上の官能基を
有しO2−RIE耐性が高いことで知られるポリシロキ
サン誘導体であってその主鎖中に上記官能基に対し反応
性の高いシリルラジカルを効率的に発生するポリシリレ
ン誘導体部を含むポリシロキサン誘導体で構成されてい
るので、高感度、高解像度、高O2−RIE耐性を示
す。
As is clear from the above description, the photosensitive resin of the present invention has at least one functional group selected from an unsaturated group, an alkyl group and a halogenated alkyl group. A polysiloxane derivative known to have a high 2- RIE resistance, comprising a polysiloxane derivative having a polysilylene derivative part which efficiently generates a silyl radical having a high reactivity with the functional group in the main chain thereof. Therefore, it shows high sensitivity, high resolution, and high O 2 -RIE resistance.

【0097】従って、膜質及び加工精度に優れる感光性
樹脂が提供出来る。
Accordingly, a photosensitive resin having excellent film quality and processing accuracy can be provided.

【0098】また、この感光性樹脂は増感剤と共に用い
ることにより感光性樹脂物を構成出来る。そして、この
感光性樹脂組成物は感光性樹脂単独の場合より高感度な
レジストを構成出来る。
The photosensitive resin can be used together with a sensitizer to form a photosensitive resin. Then, this photosensitive resin composition can constitute a resist having higher sensitivity than the case where the photosensitive resin is used alone.

【0099】また、この発明の感光性樹脂によれば、ポ
リシリレン誘導体部の構造(例えば分岐の有無)や、ポ
リシリレン誘導体部が有するケイ素数や置換基の種類を
適当に選択することによって波長200〜400nmの
広い範囲で光吸収波長を変えられるので、i線用、Xe
Clエキシマレーザ用、KrFエキシマレーザ用、AF
エキシマレーザ用のレジストを構成することが可能にな
る。
Further, according to the photosensitive resin of the present invention, the wavelength of the polysilylene derivative portion can be adjusted to 200-200 by appropriately selecting the structure of the polysilylene derivative portion (for example, presence or absence of branching), the number of silicons contained in the polysilylene derivative portion and the type of the substituent. Since the light absorption wavelength can be changed over a wide range of 400 nm, for X-rays, Xe
For Cl excimer laser, KrF excimer laser, AF
It becomes possible to form a resist for an excimer laser.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G03F 7/075 C08G 77/48 G03F 7/038 G03F 7/26 511 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G03F 7/075 C08G 77/48 G03F 7/038 G03F 7/26 511

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 不飽和基、アルキル基及びハロゲン化ア
ルキル基から成る群より選ばれた1種以上の基を有する
ポリシロキサン誘導体であって、その主鎖中に波長20
0〜400nmの範囲内の光を受けることにより活性種
を発生するポリシリレン誘導体部を含むポリシロキサン
誘導体であって、 前記ポリシロキサン誘導体の基本骨格を下記(1)式で
示されるもの、下記(2)式で示されるもの、または、
これらの共重合体とし(但し、R11、R12、R41
42、R43及びR44は、ポリシリレン誘導体部であり、
同一であっても異なっていても良い。また、R2 、R
3 、R5 及びR6 は、不飽和基、アルキル基及びハロゲ
ン化アルキル基から成る群より選ばれた基であり、同一
であっても異なっていても良い。また、m、nは、正の
整数である。)、前記ポリシリレン誘導体部を得るため
の出発材料の仕込量を、前記ポリシロキサン誘導体を得
るための出発材料に対し1〜30mol%の範囲内の量
としたことを特徴とするネガ型感光性樹脂。 【化1】
1. A polysiloxane derivative having at least one group selected from the group consisting of an unsaturated group, an alkyl group and a halogenated alkyl group, wherein the polysiloxane derivative has a wavelength of 20% in its main chain.
A polysiloxane derivative containing a polysilylene derivative part that generates an active species by receiving light in the range of 0 to 400 nm, wherein the basic skeleton of the polysiloxane derivative is represented by the following formula (1) or (2) ), Or
These copolymers (provided that R 11 , R 12 , R 41 ,
R 42 , R 43 and R 44 are a polysilylene derivative part,
They may be the same or different. Also, R 2 , R
3 , R 5 and R 6 are groups selected from the group consisting of unsaturated groups, alkyl groups and halogenated alkyl groups, and may be the same or different. M and n are positive integers. A negative type photosensitive resin wherein the amount of the starting material for obtaining the polysilylene derivative portion is in the range of 1 to 30 mol% based on the starting material for obtaining the polysiloxane derivative. . Embedded image
【請求項2】 請求項1に記載のネガ型感光性樹脂にお
いて、 前記不飽和基を、ビニル基(CH2 =CH−)、アリル
基(CH2 =CH−CH2 −)、イソプロペニル基(C
2 =C(CH3 )−)及び2−ブテニル基(CH2
CH−CH2 −CH2 −)としたことを特徴とするネガ
型感光性樹脂。
2. The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein the unsaturated group is a vinyl group (CH 2 CHCH—), an allyl group (CH 2 CHCH—CH 2 —), or an isopropenyl group. (C
H 2 = C (CH 3) -) and 2-butenyl group (CH 2 =
CH-CH 2 -CH 2- ).
【請求項3】 請求項1に記載のネガ型感光性樹脂にお
いて、 前記アルキル基を、メチル基、エチル基、ノルマルプロ
ピル基、イソプロピル基、ノルマルブチル基、イソブチ
ル基及びターシャリブチル基としたことを特徴とするネ
ガ型感光性樹脂(但し、前記ポリシロキサン誘導体の置
換基全てがターシャリブチル基となる場合を除く。)。
3. The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein the alkyl group is a methyl group, an ethyl group, a normal propyl group, an isopropyl group, a normal butyl group, an isobutyl group, and a tertiary butyl group. A negative photosensitive resin (excluding a case where all the substituents of the polysiloxane derivative are tertiary butyl groups).
【請求項4】 請求項1に記載のネガ型感光性樹脂にお
いて、 前記ハロゲン化アルキル基を、クロロメチル基、クロロ
エチル基、クロロプロピル基、クロロブチル基、ブロモ
メチル基、ブロモエチル基、ブロモプロピル基、ブロモ
ブチル基、ヨードメチル基、ヨードエチル基、ヨードプ
ロピル基及びヨードブチル基としたことを特徴とするネ
ガ型感光性樹脂(但し、前記各ハロゲン化アルキル基中
のハロゲン数は、1以上当該基においてとり得る最大数
以下の範囲内のいずれの数でも良い。)。
4. The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein the halogenated alkyl group is chloromethyl, chloroethyl, chloropropyl, chlorobutyl, bromomethyl, bromoethyl, bromopropyl, bromobutyl. Group, iodomethyl group, iodoethyl group, iodopropyl group and iodobutyl group, wherein the number of halogens in each of the halogenated alkyl groups is at least 1 Any number within the following range may be used.)
【請求項5】 請求項1に記載のネガ型感光性樹脂にお
いて、 前記ポリシリレン誘導体部を、下記(3)式で示される
もの又は下記(4)式で示されるものとしたことを特徴
とするネガ型感光性樹脂(但し、Rは、下記の(a)〜
(h)からなる群より選ばれたものであり、同一であっ
ても異なっていても良い。但し、(3)式、(4)式各
々においてRのうちの少なくとも2以上は下記(a)で
示されるものである。)。 (a)不飽和基、アルキル基及びハロゲン化アルキル基
から成る群より選ばれた1種以上の基を有するポリシロ
キサン誘導体。 (b)炭素数が10以下の鎖状、分岐状又は環状のアル
キル基。 (c)置換基を有していないフェニル基。 (d)置換基を有していないナフチル基。 (e)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキシ基及びハロ
ゲン基の中から選ばれた基を有するフェニル基。 (f)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキシ基及びハロ
ゲン基の中から選ばれた基を有するナフチル基。 (g)置換基を有していないビフェニル基。 (h)ニトロ基、炭素数5以下のアルコキシ基及びハロ
ゲン基の中から選ばれた基を有するビフェニル基。 また、(3)式中のケイ素数l(エル)は2≦l≦10
を満足する整数。また、(4)式中のケイ素数i、j、
kは、0≦i≦7、1≦j≦8、1≦k≦8でかつi+
j+k≦9を満足する整数である。 【化2】
5. The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein the polysilylene derivative portion is represented by the following formula (3) or the following formula (4). Negative-type photosensitive resin (where R is the following (a) to
(H) and may be the same or different. However, in each of the formulas (3) and (4), at least two or more of R are represented by the following (a). ). (A) A polysiloxane derivative having at least one group selected from the group consisting of an unsaturated group, an alkyl group and a halogenated alkyl group. (B) A chain, branched or cyclic alkyl group having 10 or less carbon atoms. (C) a phenyl group having no substituent. (D) a naphthyl group having no substituent. (E) A phenyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms, and a halogen group. (F) a naphthyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms, and a halogen group. (G) a biphenyl group having no substituent. (H) a biphenyl group having a group selected from a nitro group, an alkoxy group having 5 or less carbon atoms, and a halogen group. The number of silicon 1 (L) in the formula (3) is 2 ≦ l ≦ 10
An integer that satisfies. Further, the silicon numbers i, j,
k is 0 ≦ i ≦ 7, 1 ≦ j ≦ 8, 1 ≦ k ≦ 8 and i +
It is an integer satisfying j + k ≦ 9. Embedded image
【請求項6】 請求項1に記載のネガ型感光性樹脂にお
いて、 前記ポリシロキサン誘導体を得るための出発材料を、重
量平均分子量が500〜100,000の直鎖状の末端
水酸基のポリシロキサン誘導体又は重量平均分子量が5
00〜100,000の末端水酸基のポリシルセスキオ
キサン誘導体としたことを特徴とするネガ型感光性樹
脂。
6. The negative photosensitive resin according to claim 1, wherein a starting material for obtaining the polysiloxane derivative is a linear polysiloxane derivative having a terminal hydroxyl group having a weight average molecular weight of 500 to 100,000. Or a weight average molecular weight of 5
A negative-type photosensitive resin comprising a polysilsesquioxane derivative having a terminal hydroxyl group of from 00 to 100,000.
JP881591A 1991-01-29 1991-01-29 Negative photosensitive resin Expired - Fee Related JP2938199B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP881591A JP2938199B2 (en) 1991-01-29 1991-01-29 Negative photosensitive resin

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP881591A JP2938199B2 (en) 1991-01-29 1991-01-29 Negative photosensitive resin

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04251852A JPH04251852A (en) 1992-09-08
JP2938199B2 true JP2938199B2 (en) 1999-08-23

Family

ID=11703315

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP881591A Expired - Fee Related JP2938199B2 (en) 1991-01-29 1991-01-29 Negative photosensitive resin

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2938199B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4518067B2 (en) * 2006-10-26 2010-08-04 三菱電機株式会社 Resist material

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04251852A (en) 1992-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3247798B2 (en) Surface imaging technology for device manufacturing lithography.
JP4249810B2 (en) Dyed photoresist and method and industrial product comprising the same
JP2713322B2 (en) Positive resist image forming method
JP2010256933A (en) Multi-layer photoresist system
EP0432905B1 (en) Polysilphenylenesiloxane, production process thereof, and resist material and semiconductor device formed thereof
JP2003043682A (en) Radiation sensitive composition with variable dielectric constant and method for varying dielectric constant
JP2000239436A (en) Photoresist crosslinking monomer, photoresist crosslinking agent, photoresist composition, photoresist pattern formation, and semiconductor element
TW477917B (en) Process for forming photoresist pattern by top surface imaging process
EP0745633B1 (en) Si containing high molecular compound and photosensitive resin composition
JP2938199B2 (en) Negative photosensitive resin
US5866306A (en) Process for use of photosensitive polysilanes as photoresist
CN115494697A (en) Chemically amplified photoresist and preparation and use method thereof
JPH08193167A (en) Photosensitive resin composition
JP2733131B2 (en) Photosensitive resin composition
KR100521809B1 (en) Polycarbomethylsilane derivatives and Photoresist Composition containing the same
JP3856237B1 (en) Silicon-containing photosensitive composition, method for producing thin film pattern using the same, protective film for electronic device
JPH04251851A (en) Photosensitive resin and photosensitive resin composition using the same
JPH03263047A (en) Photosensitive resin
JPS60220341A (en) Photosensitive photoresist composition and formation of pattern
JPH04107461A (en) Photosensitive resin composition
JPH07152156A (en) Resin composition
JPH04159553A (en) Photosensitive resin composition
US7824845B2 (en) Functionalized carbosilane polymers and photoresist compositions containing the same
JPH04155344A (en) Photo sensitive resin composition
JP2786502B2 (en) Resist material

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 19990601

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees