JPH0615585B2 - Silicon atom-containing ethylene polymer - Google Patents

Silicon atom-containing ethylene polymer

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JPH0615585B2
JPH0615585B2 JP62258443A JP25844387A JPH0615585B2 JP H0615585 B2 JPH0615585 B2 JP H0615585B2 JP 62258443 A JP62258443 A JP 62258443A JP 25844387 A JP25844387 A JP 25844387A JP H0615585 B2 JPH0615585 B2 JP H0615585B2
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resist
polymer
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silicon atom
molecular weight
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和秀 斉郷
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Nippon Electric Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • G03F7/0758Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds with silicon- containing groups in the side chains

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はケイ素原子含有エチレン系重合体に関し、特に
半導体集積回路、磁気バブルメモリ等の微細パターン形
成法に適したケイ素原子含有エチレン系重合体に関す
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a silicon atom-containing ethylene polymer, and particularly to a silicon atom-containing ethylene polymer suitable for a fine pattern forming method for semiconductor integrated circuits, magnetic bubble memories and the like. Regarding

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

かかる不都合さを解決するために三層構造レジストがジ
ェイ・エム・モラン(J.M.Moran)らによってジャ−ナル
・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テクノロジ
ー(J.Vacuum Science and Technology)、第16巻、1620
ページ(1979年)に提案されている。三層構造において
は、第一層(最下層)に厚い有機層を塗布したのち中間
層としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン膜
などのようにOを使用するドライエッチングにおいて
蝕刻され難い無機物質材料を形成する。しかる後、中間
層の上にレジストをスピン塗布し、電子ビームや光によ
りレジストを露光、現像する。得られたレジストパター
ンをマスクに中間層をドライエッチングし、しかる後、
この中間層をマスクに第一層の厚い有機層をOを用い
た反応性スパッタエッチング法によりエッチングする。
この方法により薄い高解像度のレジストパターンを厚い
有機層のパターンに変換することができる。しかしなが
ら、このような方法においては第一層を形成した後、中
間層を蒸着法、スパッタ法あるいはプラズマCVD法に
より形成し、さらにパターニング用レジストを塗布する
ため工程が複雑で、かつ長くなるという欠点がある。
In order to solve such inconvenience, a three-layer structure resist has been proposed by JM Moran et al. In Journal of Vacuum Science and Technology, Vol. 16, 1620.
Page (1979). In the three-layer structure, after applying a thick organic layer to the first layer (bottom layer), an inorganic layer such as a silicon oxide film, a silicon nitride film, or a silicon film which is difficult to be etched by dry etching using O 2 as an intermediate layer. Form material. Then, a resist is spin-coated on the intermediate layer, and the resist is exposed and developed by an electron beam or light. The obtained resist pattern is used as a mask to dry-etch the intermediate layer, and thereafter,
Using this intermediate layer as a mask, the first thick organic layer is etched by the reactive sputter etching method using O 2 .
By this method, a thin high-resolution resist pattern can be converted into a thick organic layer pattern. However, in such a method, since the intermediate layer is formed by the vapor deposition method, the sputtering method or the plasma CVD method after the first layer is formed, and the patterning resist is applied, the process is complicated and long. There is.

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

[発明が解決しようとする問題点] ポリジメチルシロキサンは酸素反応性イオンエッチング
(ORIE)に対して耐性が著しく優れ、エッチング
レートはほぼ零であることは公知である(ジ− エヌ
テーラー,ティー エム ウォルフ アンド ジェー
エム モラン,ジャーナル オブ バキューム サイエ
ンス アンド テクノロジー,19(4), 872,, 1981(G.N.
Taylor,T.M. Wolf and J.M.Moran, J.Vacuum Sci. and
Tech.,19(4), 872, 1981))が、このポリマーは常温で液
状であるので、ほこりが付着しやすく、高解像度が得に
くいなどの欠点がありレジスト材料としては適さない。
[Problems to be Solved by the Invention] It is known that polydimethylsiloxane has extremely excellent resistance to oxygen-reactive ion etching (O 2 RIE) and an etching rate of almost zero (Di-N).
Taylor, TM Wolf and J
M Moran, Journal of Vacuum Science and Technology, 19 (4), 872, 1981 (GN
Taylor, TM Wolf and JM Moran, J.Vacuum Sci. And
Tech., 19 (4), 872, 1981)), but since this polymer is liquid at room temperature, it is not suitable as a resist material because it has the drawbacks that dust easily adheres and it is difficult to obtain high resolution.

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

また、われわれはすでに上記パターニングの光学露光用
レジストとしてシラン系重合体を提供した(特願昭 60-
001636号,特願昭 60-001637号)。しかしここで提供し
たレジストはシリコン原子濃度が重合体に対して約10〜
13%(W/W)なので下層が厚い場合、たとえば下層の膜厚
が1.5μm以上では上記パターニング用の上層としてド
ライエッチング耐性は不十分であった。
In addition, we have already provided a silane-based polymer as an optical exposure resist for the above patterning (Japanese Patent Application No. 60-
001636, Japanese Patent Application No. 60-001637). However, the resist provided here has a silicon atom concentration of about 10 to 10% relative to the polymer.
Since it is 13% (W / W), when the lower layer is thick, for example, when the thickness of the lower layer is 1.5 μm or more, the dry etching resistance is insufficient as the upper layer for patterning.

本発明の目的は、電子線、X線、遠紫外線、イオンビー
ムあるいはこれらに加えて近紫外線に対しても非常に高
感度で微細パターンが形成でき、しかもドライエッチン
グに対してより強い耐性をもつ重合体を提供することに
ある。
The object of the present invention is to form a fine pattern with extremely high sensitivity to electron beams, X-rays, deep ultraviolet rays, ion beams, or in addition to these, near ultraviolet rays, and yet have a stronger resistance to dry etching. To provide a polymer.

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

すなわち本発明は主鎖が下記の構造単位で構成されたこ
とを特徴とする分子量3000〜1000000のケイ素原子含有
エチレン系重合体である。
That is, the present invention is a silicon atom-containing ethylene polymer having a molecular weight of 3,000 to 100,000, the main chain of which is composed of the following structural units.

(式中、nは1〜6の正の整数を表す。) また本発明によれば、この重合体とビスアジドよりなる
レジスト組成物、および基板上に有機膜および所定のレ
ジストパターンを有するレジスト層を順に形成し、この
レジストパターンを有機膜に対するドライエッチングマ
スクとして用いる2層構造レジスト法によるパターン形
成方法において、前記レジスト層が前記ケイ素原子含有
エチレン系重合体またはこの重合体とビスアジドよりな
る組成物で形成されているパターン形成方法が提供され
る。
(In the formula, n represents a positive integer of 1 to 6.) Further, according to the present invention, a resist composition comprising the polymer and bisazide, and a resist layer having an organic film and a predetermined resist pattern on a substrate. In a two-layer structure resist method using the resist pattern as a dry etching mask for an organic film, wherein the resist layer comprises the silicon atom-containing ethylene polymer or the polymer and bisazide. There is provided a pattern forming method formed by.

また重合体は一般にネガ型レジストとして用いた場合、
高分子量であれば高感度となるが現像時の膨潤により解
像度を損う。通例、分子量百万を超えるものは、高い解
像性を期待できない。一方、分子量を小さくすることは
解像性を向上させるが、感度は分子量に比例して低下し
て実用性を失うだけでなく、分子量三千以下では均一で
堅固な膨形成が難しくなるという問題がある。したがっ
てケイ素原子含有エチレン系重合体の分子量は3000〜10
00000の範囲のものが適当である。
Further, when the polymer is generally used as a negative resist,
If the molecular weight is high, the sensitivity will be high, but the resolution will be lost due to swelling during development. In general, those having a molecular weight of more than 1 million cannot be expected to have high resolution. On the other hand, reducing the molecular weight improves the resolution, but the sensitivity decreases in proportion to the molecular weight and loses practicality, and it is difficult to form a uniform and firm swell when the molecular weight is 3,000 or less. There is. Therefore, the molecular weight of the silicon atom-containing ethylene polymer is 3000 to 10
Those in the range of 00000 are suitable.

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

nは1〜6の正の整数、xは15〜4000の正の整数
を表す 上式で示した様に、本発明の重合体はn−ブチルリチウ
ム(n−BuLi)を用いたアニオン重合法によって、多分
散度の小さい、そして低分子量から高分子量の任意の分
子量の重合体を製造することができる。
n is a positive integer of 1 to 6, and x is a positive integer of 15 to 4000. As shown in the above formula, the polymer of the present invention is an anionic polymerization method using n-butyllithium (n-BuLi). Thus, a polymer having a low polydispersity and a low to high molecular weight and having an arbitrary molecular weight can be produced.

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

本発明の重合体はレジスト材料として用いることができ
る。レジスト材料として用いた場合は、そのままで電子
線、X線、遠紫外線に対して極めて高感度であるが、光
架橋剤として知られているビスアジドを添加すると紫外
線に対しても高感度なレジストとなる。本発明で用いら
れるビスアジドとしては、4,4′−ジアジドカルコン、
2,6′−ジ−(4′−アジドベンザル)シクロヘキサノ
ン、2,6−ジ−(4′−アジドベンザル)−4−メチル
シクロヘキサノン、2,6−ジ−(4′−アジドベンザ
ル)−4−ハイドロオキシシクロヘキサノンなどが挙げ
られる。光架橋剤の添加量は、過少または過大であると
紫外線に対する感度が低下し、また過大に添加した組成
物はOのドライエッチングに対する耐性を悪くするの
で、重合体に対して0.1〜30重量%加えることが望まし
い。
The polymer of the present invention can be used as a resist material. When used as a resist material, it is extremely sensitive to electron beams, X-rays, and deep ultraviolet rays as it is, but when bisazide known as a photocrosslinking agent is added, it becomes a highly sensitive resist to ultraviolet rays. Become. The bisazide used in the present invention includes 4,4′-diazidochalcone,
2,6'-di- (4'-azidobenzal) cyclohexanone, 2,6-di- (4'-azidobenzal) -4-methylcyclohexanone, 2,6-di- (4'-azidobenzal) -4-hydroxy Examples thereof include cyclohexanone. If the amount of the photo-crosslinking agent added is too small or too large, the sensitivity to ultraviolet rays is reduced, and the composition added too much deteriorates the resistance to O 2 dry etching. It is desirable to add%.

分子量分布の均一性も解像性に影響を与えることが知ら
れており、多分散度が小さいほど良好な解像を示す。こ
の点、アニオン重合法から製造される上記の方法は、分
子量分別せずに、直接多分散度の小さい、たとえば1.2
もしくはそれ以下の重合体が得られるので、そのレジス
ト材料は優れた解像性を有する。
It is known that the uniformity of the molecular weight distribution also affects the resolution, and the smaller the polydispersity, the better the resolution. In this respect, the above-mentioned method produced from the anionic polymerization method does not have a molecular weight fractionation but directly has a small polydispersity, for example, 1.2.
Alternatively, since a polymer having a molecular weight of less than that is obtained, the resist material has excellent resolution.

[実施例] 次に本発明を実施例によって説明する。EXAMPLES Next, the present invention will be described with reference to examples.

原料製造例1 1,4−ジメトキシテトラメチルジシリル
エタンの製造 1lのフラスコにメタノール16g(0.5モル)、ピリジ
ン34.5g(0.5モル)、四塩化炭素400mlを仕込み、アイ
スバスで冷却した。反応溶液中に、1,4−ジクロロテト
ラメチルジシリルエタン54.2g(0.25モル)と四塩化炭
素100mlの溶液を2時間を要して滴下した。滴下終了後
さらに1時間室温にて反応を続けた。反応終了後、生成
固形物をろ過して除き、ろ液の溶剤は減圧下で留出させ
た。残留物を蒸留して目的化合物を得た。87.5g(85
%)の収量であった。
Raw Material Production Example 1 Production of 1,4-dimethoxytetramethyldisilylethane A 16-liter flask was charged with 16 g (0.5 mol) of methanol, 34.5 g (0.5 mol) of pyridine and 400 ml of carbon tetrachloride and cooled in an ice bath. A solution of 54.2 g (0.25 mol) of 1,4-dichlorotetramethyldisilylethane and 100 ml of carbon tetrachloride was added dropwise to the reaction solution over 2 hours. After the dropping was completed, the reaction was continued for another hour at room temperature. After the reaction was completed, the produced solid matter was removed by filtration, and the solvent of the filtrate was distilled off under reduced pressure. The residue was distilled to obtain the target compound. 87.5 g (85
%) Yield.

原料製造例2 1−アリル−4−メトキシテトラメチル
ジシリルエタンの製造 500mlフラスコを乾燥窒素ガスで完全に置換した。マグ
ネシウム4.8g(0.2グラム原子)およびエーテル10mlを
仕込み、さらに少量の臭化エチルを加えてマグネシウム
を活性化させた。エーテル200mlを加えた後、臭化アリ
ル24.2g(0.2モル)をおだやかな還流状態で滴下して
加えた。滴下終了後、さらに室温で2時間反応を続け
た。別の500mlフラスコに原料製造例1で製造した1,4−
ジメトキシテトラメチルジシリルエタン41.2g(0.2モ
ル)およびエーテル100mlを仕込み、上記で製造したグ
リニヤール試薬を室温にて滴下して加えることにより発
熱しておだやかな還流状態になった。滴下終了後、さら
に4時間室温で反応を続けた。反応終了後、ろ過し、ろ
液の溶剤を減圧下で留出した。残留物を蒸留して目的化
合物を得た。30g(60%)の収量であった。
Raw Material Production Example 2 Production of 1-allyl-4-methoxytetramethyldisilylethane A 500 ml flask was completely replaced with dry nitrogen gas. Magnesium (4.8 g, 0.2 gram atom) and ether (10 ml) were charged, and a small amount of ethyl bromide was added to activate magnesium. After adding 200 ml of ether, 24.2 g (0.2 mol) of allyl bromide was added dropwise under gentle reflux. After the dropping was completed, the reaction was further continued at room temperature for 2 hours. 1,4-prepared in Raw Material Production Example 1 in another 500 ml flask
41.2 g (0.2 mol) of dimethoxytetramethyldisilylethane and 100 ml of ether were charged, and the Grignard reagent prepared above was added dropwise at room temperature to generate heat and bring to a gentle reflux state. After the dropwise addition was completed, the reaction was continued at room temperature for 4 hours. After the reaction was completed, the solution was filtered and the solvent of the filtrate was distilled off under reduced pressure. The residue was distilled to obtain the target compound. The yield was 30 g (60%).

原料製造例3 1−アリル−4−ビニルテトラメチルジ
シリルエタンの製造 300mlフラスコにマグネシウム4.8g(0.2グラム原子)
およびテトラヒドロフラン(THF)30mlを仕込み、少
量の臭化エチルを加え加熱した。室温に戻した後、臭化
ビニル21.4g(0.2モル)のTHF50ml溶液を1時間を
要して加えた。さらに還流状態で4時間反応を続けた
後、室温まで冷却した。別の300mlフラスコに原料製造
例2で製造した1−アリル−4−メトキシテトラメチル
ジシリルエタン32.4g(0.15モル)およびTHF50mlを
仕込んだ。還流状態にし、上記で製造したグリニヤール
試薬を1時間を要して滴下して加えた。さらに、1時間
還流状態で反応を続けた後、室温まで冷却した。反応溶
液を希HCl溶液中に投入し、エーテル500mlを加えて抽出
を行った。エーテル層を硫酸マグネシウムで乾燥後、エ
ーテルを留出し、残留物を蒸留して目的化合物15g(45
%)を得た。
Raw Material Production Example 3 Production of 1-allyl-4-vinyltetramethyldisilylethane Magnesium 4.8 g (0.2 gram atom) in a 300 ml flask.
Then, 30 ml of tetrahydrofuran (THF) was charged, a small amount of ethyl bromide was added, and the mixture was heated. After returning to room temperature, a solution of 21.4 g (0.2 mol) of vinyl bromide in 50 ml of THF was added over 1 hour. After continuing the reaction for 4 hours under reflux, the mixture was cooled to room temperature. In another 300 ml flask, 32.4 g (0.15 mol) of 1-allyl-4-methoxytetramethyldisilylethane produced in Starting Material Production Example 2 and 50 ml of THF were charged. It was brought to reflux and the Grignard reagent prepared above was added dropwise over a period of 1 hour. Further, the reaction was continued under reflux for 1 hour, and then cooled to room temperature. The reaction solution was poured into a dilute HCl solution, and 500 ml of ether was added for extraction. After drying the ether layer over magnesium sulfate, the ether was distilled off, and the residue was distilled to obtain 15 g of the target compound (45
%) Was obtained.

実施例1 原料製造例3で合成した単量体およびTHFを水素化カ
ルシウムで予備乾燥した。以下に述べる重合反応はすべ
て高真空下で行った。
Example 1 The monomer synthesized in Raw Material Production Example 3 and THF were predried with calcium hydride. All the polymerization reactions described below were carried out under high vacuum.

原料製造例3で製造した単量体11gを100ml枝付きフラ
スコに仕込み、枝をラバーセプタムで封をし、フラスコ
を高真空ラインに接続した。液体窒素浴で凍結してか
ら、減圧にし、液体状態に戻した。この操作を4回繰返
して単量体中に含まれる空気を脱気した後、n−ブチル
リチウム(1.6M:ヘキサン中)0.5mlを加えて単量体を
完全脱水した。その後、同様の枝付きフラスコへ蒸留し
た。THF50mlも同様に脱気、脱水を行い重合フラスコ
へ蒸留した。室温にてラバーセプタムからミクロシリン
ジを用いてn−ブチルリチウム(1.6M:ヘキサン中)8
0μlを加え、すぐにアセトン−ドライアイス浴で冷却
させて重合を行った。2時間後、メタノール1mlをシリ
ンジを用いて加え、重合を停止した後、常圧に戻し、重
合体溶液を500mlのメタノール中に投入した。重合体は
白色固体となって析出し、3過して分離した。さらにベ
ンゼン100mlに溶解させ、メタノール500mlに投入した。
この操作を3回繰返した後、減圧下50℃で乾燥した。目
的化合物の収量は10.5g(95%)であった。
11 g of the monomer produced in Raw Material Production Example 3 was charged into a 100 ml side-armed flask, the side-arm was sealed with a rubber septum, and the flask was connected to a high vacuum line. It was frozen in a liquid nitrogen bath and then depressurized to return to a liquid state. This operation was repeated four times to deaerate the air contained in the monomer, and then 0.5 ml of n-butyllithium (1.6M in hexane) was added to completely dehydrate the monomer. Then, it distilled to the same side branch flask. 50 ml of THF was also degassed and dehydrated in the same manner and distilled into a polymerization flask. N-Butyllithium (1.6M in hexane) 8 from a rubber septum using a microsyringe at room temperature
Polymerization was carried out by adding 0 μl and immediately cooling in an acetone-dry ice bath. After 2 hours, 1 ml of methanol was added using a syringe to stop the polymerization, the pressure was returned to normal pressure, and the polymer solution was poured into 500 ml of methanol. The polymer was precipitated as a white solid and separated in 3 times. Further, it was dissolved in 100 ml of benzene and added to 500 ml of methanol.
After repeating this operation 3 times, it was dried at 50 ° C. under reduced pressure. The yield of the target compound was 10.5 g (95%).

重量平均分子量(Mw)=55,000 数平均分子量(Mn)=51,000 多分散度(Mw/Mn)=1.07 この重合体は一つの単位の中にシリコン原子を2個有し
ているためシリコン含有量は重合体全体に対して26.4%
(W/W)となる。
Weight average molecular weight (Mw) = 55,000 Number average molecular weight (Mn) = 51,000 Polydispersity (Mw / Mn) = 1.07 Since this polymer has two silicon atoms in one unit, the silicon content is 26.4% based on total polymer
(W / W).

実施例2 実施例1で製造した重合体0.42gと2,6−ジ−(4′−
アジドベンザル)−4−メチルシクロヘキサノン0.021
gをキシレン6.0mlに溶解し、十分攪拌した後、0.5μm
のフィルタでろ過し、試料溶液とした。この溶液でシリ
コン基板上にスピン塗布(3000rpm)し、80℃、30分間乾
燥を行った。紫外線露光装置(MANN 4800 DSW(GCA社
製))を用いて、クロムマスクを介して露光を行った。
Example 2 0.42 g of the polymer prepared in Example 1 and 2,6-di- (4'-
Azidobenzal) -4-methylcyclohexanone 0.021
g was dissolved in 6.0 ml of xylene and stirred thoroughly, then 0.5 μm
It filtered with the filter of No. 3, and was set as the sample solution. This solution was spin-coated (3000 rpm) on a silicon substrate and dried at 80 ° C. for 30 minutes. Exposure was performed through a chrome mask using an ultraviolet exposure device (MANN 4800 DSW (manufactured by GCA)).

メチルイソブチルケトン(MIBK)に1分間浸漬して現像を
行った後、イソプロパノールにて1分間リンスを行っ
た。乾燥したのち、被照射部の膜厚を触針法により測定
した。初期膜厚は0.25μmであった。微細なパターンを
解像しているか否かは種々の寸法のラインアンドスペー
スのパターンを描画し、現像処理によって得られたレジ
スト像を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡で観察すること
によって調べた。
After development was carried out by immersing in methyl isobutyl ketone (MIBK) for 1 minute, rinsing was performed with isopropanol for 1 minute. After drying, the film thickness of the irradiated portion was measured by the stylus method. The initial film thickness was 0.25 μm. Whether or not the fine pattern was resolved was examined by drawing line-and-space patterns of various sizes and observing the resist image obtained by the development treatment with an optical microscope or a scanning electron microscope.

感度曲線からゲル化点(▲Di g▼)が約0.78秒であるこ
とがわかった。紫外線露光でひろく用いられているフォ
トレジストであるシプレー社MP-1300(1μm厚)の適
正露光量は0.38秒であった。
From the sensitivity curve, it was found that the gel point (▲ D i g ▼) was about 0.78 seconds. The appropriate exposure amount of Shipley MP-1300 (1 μm thick), which is a photoresist widely used for ultraviolet exposure, was 0.38 seconds.

実施例3 シリコン基板上にノボラック樹脂を主成分とするレジス
ト材料(MP-1300(シプレー社製))を厚さ1.5μm塗布
し、250℃において1時間焼きしめを行った。しかる
後、実施例2で調整した溶液をスピン塗布し、80℃にて
30分間乾燥を行って0.25μm厚の均一な塗膜を得た。こ
の基板を紫外線露光装置(4800 DSW (GCA 社製))を
用いクロムマスクを介して10.0秒露光した。MIBK/n-BuO
H (50/100V/V)に1分間浸漬して現像を行ったのち、イ
ソプロパノールにて1分間リンスを行った。この基板を
平行平板の反応性スパッタエッチング装置(アネルバ社
製DEM-451)を用い、O2sccm, 3.0pa, 0.16W/cm2
条件で25分間エッチングを行った。走査型電子顕微鏡で
観察した結果、サブミクロンの上層のパターンが下層レ
ジスト材料により正確に転写され、より垂直なパターン
が形成されていることがわかった。
Example 3 A resist material (MP-1300 (manufactured by Shipley Co.)) containing a novolac resin as a main component was applied on a silicon substrate to a thickness of 1.5 μm and baked at 250 ° C. for 1 hour. After that, the solution prepared in Example 2 was spin-coated at 80 ° C.
After drying for 30 minutes, a uniform coating film having a thickness of 0.25 μm was obtained. This substrate was exposed for 10.0 seconds through a chrome mask using an ultraviolet exposure device (4800 DSW (manufactured by GCA)). MIBK / n-BuO
After immersion in H 2 (50/100 V / V) for 1 minute to develop, rinsing with isopropanol for 1 minute was performed. This substrate was etched for 25 minutes under the conditions of O 2 2 sccm, 3.0 pa, 0.16 W / cm 2 using a parallel plate reactive sputter etching apparatus (DEM-451 manufactured by Anerva Co.). As a result of observation with a scanning electron microscope, it was found that the submicron upper layer pattern was accurately transferred to the lower layer resist material to form a more vertical pattern.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明の重合体は1構造単位当り
シリコン原子を2個有しているため、高いシリコン濃
度、たとえば一般式(I)においてnが2の場合、26.4
%(W/W)となる。そのためこの重合体よりなるレジスト
組成物はドライエッチングに対して極めて強く、2000Å
程度の膜厚があれば、1.5μm程度の厚い有機層をエッ
チングするためのマスクになり得る。したがって、パタ
ーン形成用のレジスト膜は薄くてよい。また、下地に厚
い有機層があると電子ビーム露光においては近接効果が
低減されるため、また光学露光においては反射波の悪影
響が低減されるために、高解像度のパターンが容易に得
られる。また他の露光法においても高解像度のパターン
が容易に得られる。
[Effect of the Invention] As described above, the polymer of the present invention has two silicon atoms per structural unit. Therefore, when the silicon concentration is high, for example, when n is 2 in the general formula (I), 26.4
% (W / W). Therefore, the resist composition consisting of this polymer is extremely resistant to dry etching,
With a film thickness of about 0.5 μm, it can serve as a mask for etching a thick organic layer of about 1.5 μm. Therefore, the resist film for pattern formation may be thin. In addition, since the proximity effect is reduced in electron beam exposure when a thick organic layer is provided as the underlying layer and the adverse effect of reflected waves is reduced in optical exposure, a high-resolution pattern can be easily obtained. High resolution patterns can also be easily obtained by other exposure methods.

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

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】主鎖が下記の構造単位で構成されたことを
特徴とする分子量3000〜1000000のケイ素原子含有エチ
レン系重合体。 (式中、nは1〜6の正の整数を表す。)
1. A silicon atom-containing ethylene polymer having a molecular weight of 3,000 to 100,000, wherein the main chain is composed of the following structural units. (In the formula, n represents a positive integer of 1 to 6.)
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