JPH0769610B2 - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

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JPH0769610B2
JPH0769610B2 JP62065205A JP6520587A JPH0769610B2 JP H0769610 B2 JPH0769610 B2 JP H0769610B2 JP 62065205 A JP62065205 A JP 62065205A JP 6520587 A JP6520587 A JP 6520587A JP H0769610 B2 JPH0769610 B2 JP H0769610B2
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    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、パターン形成方法に関し、特に、超LSI、超
高速トランジスタ、磁気バブルメモリ等の製造におい
て、サブミクロンレベルの微細レジストパターンを形成
する方法に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a pattern forming method, and more particularly, to forming a fine resist pattern on a submicron level in the production of VLSI, ultrahigh speed transistor, magnetic bubble memory and the like. Regarding the method.

[従来の技術] 近年、半導体素子等の集積度の著しい向上に伴ない、線
幅や間隔が極めて小さいパターンを高精度で形成する方
法が望まれている。
[Prior Art] In recent years, with the remarkable increase in the degree of integration of semiconductor elements and the like, there has been a demand for a method of highly accurately forming a pattern having an extremely small line width and a small space.

集積度の向上に伴なって、半導体素子等においては多層
配線構造が増々必要となり、パターニングを施すべき半
導体基板表面には、フォトリングラフィ工程において無
視できない凹凸が現われるようになってきた。このよう
な凹凸が、フォトレジストを通過した露光光を乱反射
し、本来露光すべきでない部分が照射される現象が生じ
る。また、下地基板からの反射光と入射光の干渉に基づ
く定在波が発生する。
As the degree of integration is improved, a multilayer wiring structure is required more and more in semiconductor devices and the like, and unevenness that cannot be ignored in the photolithography process has appeared on the surface of a semiconductor substrate to be patterned. Such irregularities irregularly reflect the exposure light that has passed through the photoresist, causing a phenomenon in which a portion that should not be exposed is irradiated. In addition, a standing wave is generated based on the interference between the reflected light from the base substrate and the incident light.

これらの効果はいずれも解像度の低下をもたらす要因と
なるため、単層のレジストを用いる従来法では、実素子
上において高解像度の微細加工を行なうことが困難とな
ってきた。
Since any of these effects causes a reduction in resolution, it has become difficult to perform high-resolution fine processing on an actual element by the conventional method using a single-layer resist.

以上のような問題を解決する目的で、種々の多層レジス
ト法が提案され、最近になって基板上に在来のフォトレ
ジストを用いて第1レジスト層を形成して下地の凹凸を
平坦化し、この上に有機ケイ素ポリマからなる光および
放射線感応性高分子で第2レジスト層を形成する二層レ
ジスト法が活発に研究されている(例えば、E.Ong and
E.L.Hu,Solid State Technology,160(1984)。
For the purpose of solving the above problems, various multilayer resist methods have been proposed, and recently, a first resist layer is formed on a substrate using a conventional photoresist to flatten the unevenness of the base, A two-layer resist method, in which a second resist layer is formed of a photo- and radiation-sensitive polymer composed of an organosilicon polymer, has been actively researched (for example, E. Ong and
ELHu, Solid State Technology, 160 (1984).

このような二層レジスト法を用いたリングラフィプロセ
スの概略を第1図に示す。まず、第1図(a)のように
半導体基板1上に第1レジスト層2、第2レジスト層3
を設け、第2レジスト層3の所定の部分に光または放射
線を照射した後、現像により第1図(b)のようにパタ
ーンを形成し、次いで酸素プラズマにより処理すると、
第2レジスト層3の残っている部分は表面がSiO2化して
エッチングが進行せず、一方第1レジスト層2が露出し
た部分では、第1レジスト層が酸化的にエッチング除去
されて、第1図(c)の状態となる。
The outline of the linography process using such a two-layer resist method is shown in FIG. First, as shown in FIG. 1A, a first resist layer 2 and a second resist layer 3 are formed on a semiconductor substrate 1.
And irradiating light or radiation to a predetermined portion of the second resist layer 3, a pattern is formed by development as shown in FIG. 1 (b), and then treated with oxygen plasma.
In the remaining portion of the second resist layer 3, the surface is changed to SiO 2 and etching does not proceed, while in the portion where the first resist layer 2 is exposed, the first resist layer is oxidatively removed by etching, and The state shown in FIG.

このようにすれば、下地基板の凹凸は平坦化され、第2
レジスト層は、薄く均一となるため、理想的な露光条件
となり、高解像度のパターン転写が期待される。
In this way, the unevenness of the base substrate is flattened, and the second substrate
Since the resist layer is thin and uniform, the exposure conditions are ideal and high-resolution pattern transfer is expected.

以上のような二層レジスト法を用いて、高解像度を達成
するためには、以下の条件が必須である。
In order to achieve high resolution by using the above two-layer resist method, the following conditions are essential.

(1) 第1レジスト層が第2レジスト層の露光に用い
る光を十分に吸収し、下地からの反射および定在波の影
響が第2レジスト層に及ばないこと。
(1) The first resist layer sufficiently absorbs the light used for exposing the second resist layer, and the reflection from the base and the standing wave do not affect the second resist layer.

(2) 第1レジスト層と第2レジスト層の酸素プラズ
マによるエッチンググレート比が十分に大きいこと。
(2) The etching grade ratio by the oxygen plasma of the first resist layer and the second resist layer is sufficiently large.

(3) 第1レジスト層が、第2レジスト層の塗布溶
剤、現像溶剤、リンス溶剤によって浸されないこと。
(3) The first resist layer should not be immersed in the coating solvent, developing solvent, or rinse solvent for the second resist layer.

(4) 第1レジスト層は基板のドライエッチングに耐
えること。
(4) The first resist layer must withstand dry etching of the substrate.

上記のような二層レジスト法を実現することを目的とし
て、現在までに第2レジスト層用材料として様々なレジ
スト材料が提案されている(例えば、E.Reichanis,G.Sm
olinsky,and C.W.Wilkins,Jr.,Solid State Technology
130(1985))。これらの材料は、いずれも有機ケイ素
ポリマを含有し、材料中のSi原子が酸素プラズマ処理時
にSiO2化してレジスト表面に酸素プラズマ耐性膜を形成
する。この性質を利用して、第1図のように第1レジス
ト層を加工する。さて、このような有機ケイ素系レジス
トは、今までのところ大部分がネガ形レジストであり、
感光域もDeep UV、X線、電子線に限られているため、
用途が限定されている。またネガ形レジストの場合に
は、一般に照射部分が高度に架橋するため、プロセス終
了時の剥離が難しいというプロセス上の問題もかかえて
いる。一方、ポジ形レジストも数種知られているが、や
はり多くは感光域がDeep UV、X線、電子線に限られて
いる。また、第1図(b)から(c)に至るO2RIE(O2
リアクティブイオンエッチング、即ち酸素プラズマによ
る反応性イオンエッチング)のプロセスにおいて、第2
レジスト層から第1レジスト層へのパターン変換差をで
きるだけ小さく抑えるためには、第2レジスト層に対し
て極めて高い酸素プラズマ耐性が要求されるが、既存の
ポジ形レジストでこの要求を満たすものは認められな
い。
Various resist materials have been proposed as materials for the second resist layer to date in order to realize the above two-layer resist method (for example, E. Reichanis, G. Sm.
olinsky, and CW Wilkins, Jr., Solid State Technology
130 (1985)). All of these materials contain an organic silicon polymer, and Si atoms in the material are converted into SiO 2 during oxygen plasma treatment to form an oxygen plasma resistant film on the resist surface. Utilizing this property, the first resist layer is processed as shown in FIG. By the way, most of these organosilicon resists are negative resists so far,
Since the photosensitive area is limited to Deep UV, X-ray, and electron beam,
Limited use. Further, in the case of a negative resist, there is a problem in the process that peeling is difficult at the end of the process because the irradiated part is generally highly crosslinked. On the other hand, although several types of positive resists are known, most of them still have a photosensitive area limited to Deep UV, X-rays, and electron beams. In addition, the O 2 RIE (O 2
In the process of reactive ion etching, that is, reactive ion etching using oxygen plasma,
In order to suppress the pattern conversion difference from the resist layer to the first resist layer as small as possible, the second resist layer is required to have extremely high oxygen plasma resistance. unacceptable.

以上のように、実用性の観点からは既知の有機ケイ素系
レジストは、二層レジスト法の上層レジスト(第1図の
第2レジスト層)としてはまだ十分とは言えず、大幅な
改良を必要としている。
As described above, from the viewpoint of practicality, the known organosilicon-based resist is not yet sufficient as the upper layer resist (the second resist layer in FIG. 1) of the two-layer resist method, and it requires significant improvement. I am trying.

現行の半導体プロセスのリソグラフィ工程においては、
原理的に解像度、耐ドライエッチ性に優れたアルカリ現
像ポジ系レジストが主流となっており、今後ともこの傾
向が持続するものと考えられる。従って、実用性の点も
考慮に入れれば、二層レジストプロセスとしては、解像
度・感度・酸素プラズマ耐性にすぐれ、なおかつアルカ
リ現像形であるポジ形レジストを上層レジストとして用
いるプロセスが最も有望である。
In the lithography process of the current semiconductor process,
In principle, alkali-development positive resists, which are excellent in resolution and dry etch resistance, are the mainstream, and it is considered that this tendency will continue in the future. Therefore, taking practicality into consideration, the most promising two-layer resist process is a process in which a positive resist which is excellent in resolution, sensitivity and oxygen plasma resistance and which is an alkali developing type is used as the upper layer resist.

[発明が解決しようとする問題点] 以上のように、従来の二層レジスト法では、解像度・感
度・感光波長域ならびに上層から下層へのパターン転写
精度のすべての条件を満足するものは得られていない。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, in the conventional two-layer resist method, it is possible to obtain the one satisfying all the conditions of resolution, sensitivity, photosensitive wavelength region, and pattern transfer accuracy from the upper layer to the lower layer. Not not.

本発明の目的は、解像度・感度および酸素プラズマ耐性
に極めて優れたアルカリ現像性ポジ形有機ケイ素レジス
トを上層レジストとして用いることにより、上記各条件
を満足するとともに、極めて実用性に優れた二層レジス
ト法を提供することにある。
The object of the present invention is to use an alkali-developable positive-working organosilicon resist, which is extremely excellent in resolution / sensitivity and oxygen plasma resistance, as an upper layer resist, thereby satisfying the above-mentioned conditions and being a very practical two-layer resist. To provide the law.

[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために、発明者らは種々の材料を検
討した結果、ある種のアルカリ可溶性有機ケイ素ポリマ
と感光性溶解阻害剤を主成分とする感光性樹脂組成物
を、上記第2レジスト層として用いる方法が有力である
ことを見い出し、本発明を成すに至った。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the inventors have studied various materials, and as a result, have found that a photosensitive material containing a certain kind of alkali-soluble organosilicon polymer and a photosensitive dissolution inhibitor as a main component. The inventors have found that the method of using a volatile resin composition as the second resist layer is effective and completed the present invention.

二層レジスト法では、第2レジスト層として、感光性と
酸素プラズマ耐性の両方を兼ね備えた高分子材料を用い
る必要がある。そのような材料としては、分子中に金属
原子を含む有機金属ポリマが使える。と言うのは、一般
に有機金属ポリマ被膜は、酸素プラズマ処理によってポ
リマ中の金属元素に由来する金属酸化物膜を表面に形成
し、この酸化物膜が酸素プラズマに対して著しい耐性を
持つからである。しかし、有機金属ポリマそのものに感
光性を付与することは、困難であった。そこで、種々の
可能性を検討の結果、酸素プラズマ耐性と感光性をそれ
ぞれ別々の物質に受け持たせ、両者を混合して得られる
組成物を第2レジスト層として用いる方法が有効である
ことを見い出した。即ち、アルカリ可溶性有機金属ポリ
マと感光性溶解阻害剤の混合物からなる塗膜では、光照
射部分のみがアルカリ現像液に選択的に可溶化し、ポジ
形のレジストパターンが得られることを見い出した。次
いでこのようなポジレジストパターンを上記と同様にし
て、適当な有機高分子材料被膜の上に形成し、O2RIE処
理を施したところ、第1図(b)から(c)のように、
下層の有機高分子材料被膜がエッチングされ、上層から
下層へ精度よくパターン転写されることを確認した。
In the two-layer resist method, it is necessary to use, as the second resist layer, a polymer material having both photosensitivity and oxygen plasma resistance. As such a material, an organometallic polymer containing a metal atom in the molecule can be used. This is because, in general, the organometallic polymer film forms a metal oxide film derived from the metal element in the polymer on the surface by the oxygen plasma treatment, and this oxide film has remarkable resistance to oxygen plasma. is there. However, it has been difficult to impart photosensitivity to the organometallic polymer itself. Therefore, as a result of studying various possibilities, it is found that a method in which oxygen plasma resistance and photosensitivity are assigned to different substances and a composition obtained by mixing the two is used as the second resist layer is effective. I found it. That is, it was found that in a coating film composed of a mixture of an alkali-soluble organometallic polymer and a photosensitive dissolution inhibitor, only a light-irradiated portion was selectively solubilized in an alkali developing solution to obtain a positive resist pattern. Then, such a positive resist pattern was formed on a suitable organic polymer material film in the same manner as described above and subjected to O 2 RIE treatment, and as shown in FIGS. 1 (b) to 1 (c),
It was confirmed that the lower layer of the organic polymer material film was etched and the pattern was transferred from the upper layer to the lower layer with high accuracy.

すなわち、本発明は、基板上に第1レジスト層を設け、
この第1レジスト層の上に第2レジスト層を形成し、こ
の第2のレジスト層を光により所望の部分を露光し、現
像して第1レジスト層の所望の部分が露出したパターン
を形成し、露出した第1レジスト層の部分をドライエッ
チングにより除去することによって微細パターンを形成
する方法において、側鎖のすべてあるいは一部がフェノ
ール性水酸基を有する有機基であるアルカリ可溶性ポリ
オルガノシルセスキオキサン系重合体と感光性溶解阻害
剤とを主成分として含有する組成物を、上記第2レジス
ト層形成用感光性樹脂組成物として用いるものである。
That is, the present invention provides a first resist layer on a substrate,
A second resist layer is formed on the first resist layer, and the second resist layer is exposed to light to expose a desired portion, and developed to form a pattern in which the desired portion of the first resist layer is exposed. In a method for forming a fine pattern by removing the exposed first resist layer portion by dry etching, an alkali-soluble polyorganosilsesquioxane in which all or part of a side chain is an organic group having a phenolic hydroxyl group A composition containing, as a main component, a system polymer and a photosensitive dissolution inhibitor is used as the photosensitive resin composition for forming the second resist layer.

アルカリ可溶性有機金属ポリマ 本発明に使用する感光性樹脂組成物の主成分の一つであ
るアルカリ可溶性有機金属ポリマについて詳述する。
Alkali-soluble organometallic polymer The alkali-soluble organometallic polymer which is one of the main components of the photosensitive resin composition used in the present invention will be described in detail.

アルカリ可溶性有機金属ポリマは、その役割から考え
て、酸素プラズマとの接触によって効率よく緻密な金属
酸化物へと変換されることが望ましく、そのために金属
元素は、ポリマ側鎖に存在するよりはポリマ主鎖に含ま
れていた方が有利である。また金属元素としては、Si、
Ge、Sn、Ti等が考えられるが、原料の入手、合成の容易
さ、安全性等を考慮すると、Siが最も有力である。有機
金属ポリマにアルカリ可溶性を付与するためには、ポリ
マ側鎖にフェノール性水酸基、カルボキシル基等の酸性
基を導入すればよい。
Considering its role, it is desirable that the alkali-soluble organometallic polymer be efficiently converted into a dense metal oxide by contact with oxygen plasma, and therefore, the metal element is more likely to be present in the polymer side chain than the polymer side chain. It is advantageous if it is contained in the main chain. Further, as the metal element, Si,
Ge, Sn, Ti, etc. are conceivable, but considering the availability of raw materials, ease of synthesis, safety, etc., Si is the most powerful. To impart alkali solubility to the organometallic polymer, an acidic group such as a phenolic hydroxyl group or a carboxyl group may be introduced into the side chain of the polymer.

以上のような観点から、アルカリ可溶性有機金属ポリマ
として、種々の有機ケイ素ポリマを検討した結果、アル
カリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体が
好ましく、特に、下記一般式(1)で表わされるアルカ
リ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体があ
らゆる特性において優れていることが明らかとなった。
From the above viewpoints, as a result of examining various organosilicon polymers as the alkali-soluble organometallic polymer, the alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer is preferable, and particularly, the alkali represented by the following general formula (1) It was revealed that the soluble polyorganosilsesquioxane polymer is excellent in all properties.

(R1-SiO3/2)n(R2-SiO3/2)m(R3-SiO3/2)1 (R4-SiO3/2)o(R5-SiO3/2)p(R6-SiO3/2)q …(1) ここで、一般式(1)中のR1R2は、それぞれ、フェノー
ル性水酸基を有する有機基であり、例えば、ヒドロキシ
フェニル基またはジヒドロキシフェニル基と、該フェニ
ル基に結合した炭素数1〜6のアルキレン基とからなる
有機基等である。なお、該アルキレン基の炭素数は、1
〜2であることがさらに好ましい。また、R3、R4、R5
R6はフェノール性水酸基を含まない有機基であり、特
に、これらに関しては制限はない。n、mはゼロを含む
正の整数であるが、共にゼロになる場合を除く。l、
o、p、qはゼロを含む正の整数で、充分なアルカリ可
溶性を得るためには(n+m)/(n+m+l+o+p
+q)>0.4を満たさなければならない。
(R 1 -SiO 3/2 ) n (R 2 -SiO 3/2 ) m (R 3 -SiO 3/2 ) 1 (R 4 -SiO 3/2 ) o (R 5 -SiO 3/2 ) p (R 6 -SiO 3/2 ) q (1) Here, R 1 R 2 in the general formula (1) is an organic group having a phenolic hydroxyl group, for example, a hydroxyphenyl group or a dihydroxyphenyl group. And an organic group comprising a group and an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to the phenyl group. The carbon number of the alkylene group is 1
More preferably, it is ˜2. Also, R 3 , R 4 , R 5 ,
R 6 is an organic group containing no phenolic hydroxyl group, and there is no particular limitation regarding these. n and m are positive integers including zero, except when both are zero. l,
o, p, and q are positive integers including zero, and (n + m) / (n + m + l + o + p is necessary to obtain sufficient alkali solubility.
+ Q)> 0.4 must be satisfied.

上記一般式(1)中の側鎖は、具体的には、例えば である。The side chain in the general formula (1) is specifically, for example, Is.

これらのアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサ
ン系重合体は、アルカリ溶液、例えば、水酸化テトラメ
チルアンモニウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液等に
可溶である一方、汎用有機溶剤、例えば、アルコール
系、エーテル系、アミド系、ケトン系、エステル系ある
いはセロソルブ系等の有機溶剤にも容易に溶解する。ま
た、これらのアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオ
キサン系重合体は、酸素プラズマ中でほとんど膜べりせ
ず、極めて高いドライエッチング耐性を示す。
These alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymers are soluble in alkaline solutions, for example, tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and sodium hydroxide aqueous solution, while general-purpose organic solvents, for example, alcohol-based and ether-based. It easily dissolves in organic solvents such as amide, ketone, ester, and cellosolve. Further, these alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymers show almost no film slippage in oxygen plasma and exhibit extremely high dry etching resistance.

感光性溶解阻害剤 次に、本発明に使用する感光性樹脂組成物のもう一つの
主成分である感光性溶解阻害剤について述べる。
Photosensitive Dissolution Inhibitor Next, the photosensitive dissolution inhibitor which is another main component of the photosensitive resin composition used in the present invention will be described.

アルカリ現像形の感光性樹脂組成物における感光性溶解
阻害剤の役割は、未露光部においてはアルカリ可溶性有
機ケイ素ポリマのアルカリ溶解性を阻害する作用をし、
一方露光部においては、光分解によりアルカリ可溶性の
化合物に変化するかあるいはアルカリ溶解阻害効果を失
い、露光部をアルカリ可溶性にすることである。本発明
に関する感光性溶解阻害剤としては、o−ニトロベンジ
ルエステル、ジアゾメルドラム酸、o−キノンジアジド
類等が使用できるが、特に300nm以上のUV光に感光する
ものとしては、1,2−ナフトキノンジアジド類が有効で
ある。1,2−ナフトキノンジアジド類としては、下記一
般式(2)で表わされるものが好ましい。
The role of the photosensitive dissolution inhibitor in the alkali-developable photosensitive resin composition acts to inhibit the alkali solubility of the alkali-soluble organosilicon polymer in the unexposed area,
On the other hand, in the exposed area, it is converted into an alkali-soluble compound by photolysis or loses the effect of inhibiting alkali dissolution to make the exposed area alkali-soluble. As the light-sensitive dissolution inhibitor relating to the present invention, o-nitrobenzyl ester, diazomeldrum acid, o-quinonediazide and the like can be used. Particularly, those which are sensitive to UV light of 300 nm or more include 1,2-naphtho Quinone diazides are effective. As the 1,2-naphthoquinonediazides, those represented by the following general formula (2) are preferable.

(但し、R7は一価の有機基である。) 具体的には、例えば、以下に示す(I)〜(XXIV)の化
合物が挙げられる。
(However, R 7 is a monovalent organic group.) Specific examples include the compounds (I) to (XXIV) shown below.

次に、上記感光性樹脂組成物を用いて、本発明の二層レ
ジスト法により微細パターンを形成する方法について説
明する。
Next, a method for forming a fine pattern by the two-layer resist method of the present invention using the above photosensitive resin composition will be described.

アルカリ可溶性有機ケイ素ポリマ(これらのポリマは単
独あるいは混合物の形で用いても差し支えない。)を70
〜100重量%含有するベースポリマ70〜95重量%(アル
カリ可溶性有機ケイ素ポリマに、例えばノボラック樹脂
のような被膜形成助剤になるポリマを0〜30重量%の範
囲で混合することができる。一般的には、この範囲を超
えると、酸素プラズマ耐性の点で好ましくない。)と感
光性溶解阻害剤30〜5重量%(この範囲を超える量の感
光性溶解阻害剤を用いた場合には、一般的に、感度・酸
素プラズマ耐性の点で好ましくない。なお感光性溶解阻
害剤は、単一物質でも、また複数の物質からなる混合物
でも差し支えない。)とからなる感光性樹脂組成物を、
エチルセロソルブアセテート等の汎用有機溶剤に溶解さ
せたものを、第2層レジスト溶液として用いる。
Alkali-soluble organosilicon polymers (these polymers may be used alone or in the form of a mixture) 70
70 to 95% by weight of a base polymer containing 100 to 100% by weight (an alkali-soluble organosilicon polymer can be mixed with a polymer which serves as a film forming aid such as a novolac resin in a range of 0 to 30% by weight. Specifically, if it exceeds this range, it is not preferable in terms of oxygen plasma resistance.) And 30 to 5% by weight of the photosensitive dissolution inhibitor (when an amount of the photosensitive dissolution inhibitor in excess of this range is used, In general, it is not preferable in terms of sensitivity and oxygen plasma resistance. The photosensitive dissolution inhibitor may be a single substance or a mixture of a plurality of substances.)
What was dissolved in a general-purpose organic solvent such as ethyl cellosolve acetate is used as the second layer resist solution.

次に上記感光性樹脂組成物を用いた二層レジスト法の概
略を述べる。まず二層レジスト法の第1レジスト層とし
ては、市販ポジ形レジスト(例えば、シップレイ社製
AZ1350J、マイクロポジット1300シリーズ、東京応化製
CFPR-800等)をハードベークしたものや、ポリイミド
樹脂(例えば、日立化成製 PIQ等)が使用できる。こ
れらの下地平坦化材は、基板の凹凸を十分に平坦化する
とともに、第2レジスト層の露光光を十分に吸収し、か
つ第2レジスト層の塗布、現像、リンス時に浸されるこ
とが全く無い。
Next, an outline of a two-layer resist method using the above photosensitive resin composition will be described. First, as the first resist layer of the two-layer resist method, a commercially available positive resist (for example, manufactured by Shipley Co., Ltd.
AZ1350J, Microposit 1300 series, Tokyo Ohka
Hard-baked CFPR-800 etc. or polyimide resin (eg Hitachi Chemical PIQ etc.) can be used. These base leveling materials sufficiently flatten the irregularities of the substrate, sufficiently absorb the exposure light of the second resist layer, and are not soaked at the time of coating, developing and rinsing the second resist layer. There is no.

これらの下地平坦化材をスピン塗布し、所定条件でハー
ドベークしたものを第1レジスト層とする。この上に、
上記第2層レジスト溶液をスピン塗布し、所定条件でプ
リベークして二層レジストを形成する(第1図
(a))。次いで、上層(第2レジスト層)に、所望の
パターン露光を施し、アルカリ現像液、例えば水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液を用いて、被照射部分の
みを選択的に溶解させ、ポジ形のレジストパターンを上
層に形成する。これを酸素プラズマによるドライエッチ
ング(O2リアクティブイオンエッチングまたはO2RIEと
称する。)で処理すると、上層レジストパターンをマス
クとして、下層(第1レジスト層)を加工することがで
きる。この時、目的によって下層の加工形状を、O2RIE
中の酸素ガス圧(Po2)により制御することが可能であ
る。高アスペクト比の垂直形状を得るためには、比較的
低い酸素ガス圧(Po2<数mtorr)が望ましく、また比較
的高い酸素ガス圧(Po2>数mtorr)では、テーパエッチ
形状が可能である。以上のような二層レジストプロセス
により、少なくともアスペクト比3以上で、サブミクロ
ンレベルの微細加工が容易にできる。
The first resist layer is formed by spin-coating these base leveling materials and hard-baking them under predetermined conditions. On top of this,
The second layer resist solution is spin-coated and pre-baked under predetermined conditions to form a two-layer resist (FIG. 1 (a)). Next, the upper layer (second resist layer) is subjected to desired pattern exposure, and only an exposed portion is selectively dissolved using an alkali developing solution such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide to form a positive resist pattern. Form on the upper layer. When this is processed by dry etching using oxygen plasma (referred to as O 2 reactive ion etching or O 2 RIE), the lower layer (first resist layer) can be processed using the upper layer resist pattern as a mask. In this case, the underlying processing shape depending on the purpose, O 2 RIE
It can be controlled by the oxygen gas pressure (Po 2 ) inside. A relatively low oxygen gas pressure (Po 2 <several mtorr) is desirable to obtain a high aspect ratio vertical shape, and a tapered etch shape is possible at a relatively high oxygen gas pressure (Po 2 > several mtorr). is there. By the above two-layer resist process, submicron level fine processing can be easily performed with an aspect ratio of 3 or more.

[作用] まず本発明に関する感光性樹脂組成物において、一方の
成分であるアルカリ可溶性有機ケイ素ポリマは、酸素プ
ラズマ中でケイ素酸化物被膜を形成するため、O2RIE耐
性膜として機能する。他方、もう一つの主成分である感
光性溶解阻害剤は、未露光部においては上記アルカリ可
溶性有機ケイ素ポリマのアルカリ可溶化を阻害し、露光
部においては光分解により阻害剤自体がアルカリ可溶性
となり、露光部全体をアルカリ現像液に溶解させる働き
をする。従って、これら二つの主成分からなる感光性樹
脂組成物は、二層レジスト法の上層レジスト(第2レジ
スト)として使用できる。即ち、半導体基板面上に適当
な有機高分子材料からなる第1レジスト層を形成し、こ
の上に上記感光性樹脂組成物からなる第2レジスト層を
形成し、第2レジスト層を上述のようにパターニングす
ると、この第2レジスト層が高いO2RIE耐性を持つので
このパターンをマスクとして、第1レジスト層をO2RIE
によりドライエッチすることができる。
[Operation] First, in the photosensitive resin composition of the present invention, one component, the alkali-soluble organosilicon polymer, forms a silicon oxide film in oxygen plasma, and thus functions as an O 2 RIE resistant film. On the other hand, the other main component, a photosensitive dissolution inhibitor, inhibits the alkali solubilization of the alkali-soluble organosilicon polymer in the unexposed portion, and the inhibitor itself becomes alkali-soluble by photodegradation in the exposed portion, It functions to dissolve the entire exposed area in an alkaline developer. Therefore, the photosensitive resin composition composed of these two main components can be used as the upper layer resist (second resist) of the two-layer resist method. That is, a first resist layer made of an appropriate organic polymer material is formed on the surface of a semiconductor substrate, a second resist layer made of the above-mentioned photosensitive resin composition is formed on the first resist layer, and the second resist layer is formed as described above. When patterned to, the second resist layer has a high O 2 RIE resistance, so the first resist layer is used as a mask for O 2 RIE.
Can be dry-etched.

以上のようなプロセスにより、高アスペクト比のサブミ
クロンパターンが容易に形成できるものである。
By the process described above, a submicron pattern having a high aspect ratio can be easily formed.

[実施例] 以下、本発明の実施例のうち、いくつかについて具体的
に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。まず、本発明に使用する第2レジスト層形成用アル
カリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体の
合成例を挙げる。
[Examples] Hereinafter, some of the examples of the present invention will be specifically described, but the present invention is not limited thereto. First, a synthesis example of the alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer for forming the second resist layer used in the present invention will be given.

合成例1 p−ヒドロキシベンジル基がフェノール性水
酸基を有する有機基であるアルカリ可溶性ポリオルガノ
シルセスキオキサン系重合体。
Synthesis Example 1 An alkali-soluble polyorganosilsesquioxane polymer in which the p-hydroxybenzyl group is an organic group having a phenolic hydroxyl group.

1.1 p−メトキシベンジルトリクロロシランの合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た5l三ッ口フラスコを窒素置換する。フラスコに、塩化
第一銅79g(0.80mol)とトリ−n−プロピルアミン1261
g(8.80mol)を入れ、p−メトキシベンジルクロライド
1256g(8.02mol)とトリクロロシラン1184g(8.74mol)
の混合物を、窒素圧下撹拌しながら5時間かけて滴下す
る。フラスコ温度が室温に戻るまで熟成した後、ヘキサ
ン1を入れ、塩を析出させる。塩を濾過した後、減圧
蒸留することにより目的物を1182g(4.62mol)得た。収
率57.7%;沸点92℃/4mmHg;NMR(60MHz,CCL4,CH2Cl2
δ5.33),δ2.93(2H,s),δ3.83(3H,s),δ6.86
(2H,d,J=9Hz),δ7.15(2H,d,J=9Hz) 1.2 ポリ(p−メトキシベンジルシルセスキオキサ
ン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た5l三ッ口フラスコに水2lを入れる。トルエン1に溶
解させたp−メトキシベンジルトリクロロシラン1182g
(4.62mol)を撹拌しながら、1.5時間で滴下し、ついで
1.5時間熟成する。混合物を分液ロートに移し、トルエ
ン層を分離する。トルエンと水を蒸留により除いた後、
上記加水分解生成物に水酸化カリウムの10重量%メタノ
ール溶液12gを入れ、200℃で2時間加熱する。減圧加熱
することにより、目的物を797g(4.60mol)得た。収率9
9.4%;数平均分子量1000〜100000;NMR(60MHz,CDCl3
CH2Cl2,δ5.33),δ1.95(2H,br.s),δ3.83(3H,b
r.s),δ6.80(4H,br.s);IR(νcm-1)2940,2850,162
0,1520,1470,1305,1260,1190,1130,1040,845 1.3 ポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサ
ン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た5l三ッ口フラスコを窒素置換する。ポリ(p−メトキ
シベンジルシルセスキオキサン)797g(4.60mol)をア
セトニトリル600mlに加熱溶解させてフラスコに入れ、
ついでヨウ化ナトリウム1378g(9.20mol)を加える。窒
素圧下加熱還流しながら、トリメチルクロロシラン999g
(9.20mol)を4時間で滴下する。窒素圧下加熱還流し
ながら18時間熟成した後、水200mlをゆっくり滴下し、
ついで、水とアセトニトリルを加えて、さらに加熱還流
を6時間行なう。アセトニトリル層を分離し、ついで、
アセトニトリル層を亜硫酸水素ナトリウムと食塩の混合
水溶液で洗い、水に滴下して再沈する。真空加熱により
乾燥し、目的物を368g(2.31mol)得た。収率50.2%;
数平均分子量1000〜100000;NMR(60MHz,DMSO-d6,CH2Cl
2,δ5.68),δ1.75(2H,br.s),δ6.61(4H,br.
s),δ8.93(1H,br.s),IR(νcm-1)3350,1620,1520,
1430,1250,1190,1130,1050,845,805,760 1.4 ポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサ
ン−co−p−メトキシベンジルシルセスキオキサン−co
−p−トリメチルシロキシベンジルシルセスキオキサ
ン)の合成 1.3項記載のポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキ
オキサン)の合成法において、メトキシ基をトリメチル
シロキシ基に変換する反応試薬(トリメチルクロロシラ
ンとヨウ化ナトリウム)の量を減らすかあるいは熟成時
間を短くすることにより、メトキシ基を任意の割合で残
すことができる。また、トリメチルシロキシ基を加水分
解により水酸基に変換する過程において、熟成時間を短
くすると、トリメチルシロキシ基の約15%まではそのま
ま残すことができる。
1.1 Synthesis of p-methoxybenzyltrichlorosilane A 5 l three-necked flask equipped with a stirrer, condenser, dropping funnel and hydrochloric acid trap is replaced with nitrogen. In a flask, 79 g (0.80 mol) of cuprous chloride and 1261 tri-n-propylamine were added.
Add g (8.80mol) and p-methoxybenzyl chloride
1256g (8.02mol) and trichlorosilane 1184g (8.74mol)
The above mixture is added dropwise over 5 hours while stirring under nitrogen pressure. After aging until the flask temperature returns to room temperature, hexane 1 is added to precipitate a salt. The salt was filtered and then distilled under reduced pressure to obtain 1182 g (4.62 mol) of the desired product. Yield 57.7%; Boiling point 92 ° C / 4mmHg; NMR (60MHz, CCL 4 , CH 2 Cl 2 ,
δ5.33), δ2.93 (2H, s), δ3.83 (3H, s), δ6.86
(2H, d, J = 9Hz), δ7.15 (2H, d, J = 9Hz) 1.2 Synthesis of poly (p-methoxybenzylsilsesquioxane) Equipped with stirrer, cooling tube, dropping funnel and hydrochloric acid trap Add 2 liters of water to a 5 liter three-necked flask. 1182 g of p-methoxybenzyltrichlorosilane dissolved in toluene 1
(4.62 mol) was added dropwise over 1.5 hours with stirring, and then
Aging for 1.5 hours. The mixture is transferred to a separatory funnel and the toluene layer is separated. After removing toluene and water by distillation,
12 g of a 10 wt% methanol solution of potassium hydroxide is added to the above hydrolysis product and heated at 200 ° C. for 2 hours. By heating under reduced pressure, 797 g (4.60 mol) of the desired product was obtained. Yield 9
9.4%; number average molecular weight 1000 to 100000; NMR (60MHz, CDCl 3 ,
CH 2 Cl 2 , δ5.33), δ1.95 (2H, br.s), δ3.83 (3H, b
rs), δ6.80 (4H, br.s); IR (νcm -1 ) 2940,2850,162
0,1520,1470,1305,1260,1190,1130,1040,845 1.3 Synthesis of poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane) 5l three-necked flask equipped with stirrer, cooling tube, dropping funnel and hydrochloric acid trap Is replaced with nitrogen. 797 g (4.60 mol) of poly (p-methoxybenzylsilsesquioxane) was dissolved in 600 ml of acetonitrile by heating and placed in a flask.
Then 1378 g (9.20 mol) of sodium iodide are added. While heating under reflux under nitrogen pressure, trimethylchlorosilane 999g
(9.20 mol) is added dropwise in 4 hours. After aging for 18 hours while heating under reflux under nitrogen pressure, slowly add 200 ml of water,
Then, water and acetonitrile are added, and the mixture is further heated under reflux for 6 hours. Separate the acetonitrile layer, then
The acetonitrile layer is washed with a mixed aqueous solution of sodium hydrogen sulfite and sodium chloride, added dropwise to water and reprecipitated. After drying by vacuum heating, 368 g (2.31 mol) of the desired product was obtained. Yield 50.2%;
Number average molecular weight 1000 to 100000; NMR (60MHz, DMSO-d 6 , CH 2 Cl
2 , δ5.68), δ1.75 (2H, br.s), δ6.61 (4H, br.
s), δ8.93 (1H, br.s), IR (νcm -1 ) 3350,1620,1520,
1430,1250,1190,1130,1050,845,805,760 1.4 Poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co
-P-Trimethylsiloxybenzylsilsesquioxane) In the method for synthesizing poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane) described in the paragraph 1.3, a reaction reagent (trimethylchlorosilane and iodide) for converting a methoxy group into a trimethylsiloxy group. By reducing the amount of sodium) or shortening the aging time, the methoxy group can be left at an arbitrary ratio. Further, in the process of converting the trimethylsiloxy group to a hydroxyl group by hydrolysis, if the aging time is shortened, up to about 15% of the trimethylsiloxy group can be left as it is.

上述のようにして合成されるポリ(p−ヒドロキシベン
ジルシルセスキオキサン−co−p−メトキシベンジルシ
ルセスキオキサン−co−p−トリメチルシロキシベンジ
ルシルセスキオキサン)は、m=o=q=0とし、R1を
p−ヒドロキシベンジル基、R3をp−メトキシベンジル
基、R5をp−トリメチルシロキシベンジル基としたと
き、一般式(1) (R1-SiO3/2)n(R2-SiO3/2)m(R3-SiO3/2)1(R4-SiO3/2)o(R
5-SiO3/2)p(R6-SiO3/2)q ……一般式(1) で表わすことができる。表1に、熟成時間を変えたとき
のポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサン−
co−p−メトキシベンジルシルセスキオキサン−co−p
−トリメチルシロキシベンジルシルセスキオキサン)に
おけるそれぞれの構成単位(R1、R3、R5)の構成比率を
示す。
The poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-p-trimethylsiloxybenzylsilsesquioxane) synthesized as described above has m = o = q = 0, R1 is a p-hydroxybenzyl group, R3 is a p-methoxybenzyl group, and R5 is a p-trimethylsiloxybenzyl group, the general formula (1) (R 1 -SiO 3/2 ) n (R 2- SiO 3/2 ) m (R 3 -SiO 3/2 ) 1 (R 4 -SiO 3/2 ) o (R
5 -SiO 3/2 ) p (R 6 -SiO 3/2 ) q can be expressed by the general formula (1). Table 1 shows poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-) when the aging time was changed.
co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-p
- shows a component ratio of trimethylsiloxy benzyl silsesquioxane) each structural unit in (R 1, R 3, R 5).

合成例2 2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル基が
フェニール性水酸基を有する有機基であるアルカリ可溶
性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合体 2.1 2−(p−メトキシフェニル)エチルトリクロロ
シランの合成 p−メトキシスチレン 36.7g(0.274mol)とトリクロ
ロシラン 37.1g(0.274mol)Pyrex管に入れる。次い
で、塩化白金酸99.4mg、トリ−n−ブチルアミン81.0mg
およびp−メトキシスチレン0.1888gから成るサスペン
ジョンを数滴Pyrex管に加え、封管する。封管を80℃〜1
00℃のオイルバスに入れ反応させた後、封管を開け、内
容物を蒸留することにより目的物を40.0g(0.148mol)
得た。収率54%;沸点84〜85℃/2mmHg;NMR(60MHz,CC
l4,TMS),δ1.48〜1.76(2H,m),δ2.62〜2.88(2H,
m),δ3.6(3H,s),δ6.61(2H,d,J=8.5Hz),δ6.9
2(2H,d,J=8.5Hz) 2.2 ポリ(2−(p−メトキシフェニル)エチルシル
セスキオキサン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た200ml三ッ口フラスコに水80mlを入れる。トルエン20m
lに溶解させた2−(p−メトキシフェニル)エチルト
リクロロシラン21.6g(80.0mmol)を撹拌しながら15分
で滴下し、次いで1時間熟成する。混合物を分液ロート
に移し、トルエン層を分離する。トルエンと水を蒸留に
より除いた後、上記加水分解生成物に水酸化カリウムの
10重量%メタノール溶液0.21gを入れ、200℃で2時間加
熱する。反応混合物をテトラヒドロフランに溶解させ、
不溶物を濾過により除いた後、テトラヒドロフランを留
去することにより目的物を7.9g(42mmol)得た。収率53
%;数平均分子量1000〜300000;NMR(60MHz,DMSO-d6,TM
S),δ0.83(2H,br.s),δ2.50(2H,br.s),δ3.58
(3H,br.s),δ6.63(4H,br.s) 2.3 ポリ(2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシ
ルセスキオキサン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た100ml三ッ口フラスコを窒素置換する。ポリ(2−
(p−メトキシフェニル)エチルシルセスキオキサン)
7.9g(42mmol)をアセトニトリル20mlに加熱溶解させて
フラスコに入れ、次いでヨウ化ナトリウム18.9g(0.126
mol)を加える。窒素圧下加熱還流しながら、トリメチ
ルクロロシラン13.7g(0.126mol)を15分で滴下する。2
4時間熟成した後、水とアセトニトリルを滴下して、さ
らに6時間加熱還流を続ける。反応終了後、アセトニト
リル層を分離し、亜硫酸水素ナトリウム水溶液で洗う。
ポリマのアセトニトリル溶液を20倍の水に滴下再沈させ
ポリマを濾過する。真空加熱により乾燥して目的物を5.
8g(34mmol)得た。収率81%;数平均分子量1000〜3000
00;NMR(60MHz,DMSO-d6,TMS),δ0.93(2H,br.s),δ
2.60(2H,br.s),δ6.67(4H,br.s),δ9.08(1H,br.
s) 2.4 ポリ(2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシ
ルセスキオキサン)−co−2−(p−メトキシフェニ
ル)エチルシルセスキオキサン−co−2−(p−トリメ
チルシロキシフェニル)エチルシルセスキオキサン)の
合成 2.3項記載のポリ(2−(p−ヒドロキシフェニル)エ
チルシルセスキオキサン)の合成法において、メトキシ
基をトリメチルシロキシ基に変換する反応試薬(トリメ
チルクロロシランとヨウ化ナトリウム)の量を減らすか
あるいは熟成時間を短くすることにより、メトキシ基を
任意の割合で残すことができる。また、トリメチルシロ
キシ基を加水分解により水酸基に変換する過程におい
て、熟成時間を短くすると、トリメチルシロキシ基の約
15%まではそのまま残すことができる。
Synthetic Example 2 Alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer in which 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group is an organic group having a phenyl hydroxyl group 2.1 Synthesis of 2- (p-methoxyphenyl) ethyltrichlorosilane p- Place 36.7 g (0.274 mol) of methoxystyrene and 37.1 g (0.274 mol) of trichlorosilane in a Pyrex tube. Next, chloroplatinic acid 99.4 mg, tri-n-butylamine 81.0 mg
A few drops of a suspension consisting of 0.1888 g of p-methoxystyrene and p-methoxystyrene is added to the Pyrex tube and the tube is sealed. 80 ° C to 1 for sealed tube
40.0 g (0.148 mol) of the target product was obtained by putting the product in an oil bath at 00 ° C and reacting, then opening the sealed tube and distilling the contents.
Obtained. Yield 54%; Boiling point 84-85 ℃ / 2mmHg; NMR (60MHz, CC
l 4 , TMS), δ1.48 to 1.76 (2H, m), δ2.62 to 2.88 (2H, m
m), δ3.6 (3H, s), δ6.61 (2H, d, J = 8.5Hz), δ6.9
2 (2H, d, J = 8.5Hz) 2.2 Synthesis of poly (2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane) In a 200ml three-necked flask equipped with a stirrer, cooling tube, dropping funnel and hydrochloric acid trap. Add 80 ml of water. Toluene 20m
21.6 g (80.0 mmol) of 2- (p-methoxyphenyl) ethyltrichlorosilane dissolved in 1 is added dropwise with stirring over 15 minutes and then aged for 1 hour. The mixture is transferred to a separatory funnel and the toluene layer is separated. After removing toluene and water by distillation, potassium hydroxide was added to the above hydrolysis product.
0.21 g of a 10 wt% methanol solution is added and the mixture is heated at 200 ° C. for 2 hours. The reaction mixture is dissolved in tetrahydrofuran,
The insoluble material was removed by filtration, and then tetrahydrofuran was distilled off to obtain 7.9 g (42 mmol) of the desired product. Yield 53
%; Number average molecular weight 1000 to 300000; NMR (60MHz, DMSO-d 6 , TM
S), δ0.83 (2H, br.s), δ2.50 (2H, br.s), δ3.58
(3H, br.s), δ6.63 (4H, br.s) 2.3 Synthesis of poly (2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane) Equipped with stirrer, cooling tube, dropping funnel and hydrochloric acid trap Replace the 100 ml three-necked flask with nitrogen. Poly (2-
(P-Methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane)
7.9 g (42 mmol) was dissolved by heating in 20 ml of acetonitrile and placed in a flask, and then 18.9 g (0.126 g of sodium iodide).
mol) is added. While heating under reflux under nitrogen pressure, 13.7 g (0.126 mol) of trimethylchlorosilane was added dropwise over 15 minutes. 2
After aging for 4 hours, water and acetonitrile are added dropwise, and heating under reflux is continued for another 6 hours. After completion of the reaction, the acetonitrile layer is separated and washed with an aqueous sodium hydrogen sulfite solution.
An acetonitrile solution of the polymer is dropped into 20 times water and reprecipitated, and the polymer is filtered. Dry by heating under vacuum and target 5.
8 g (34 mmol) was obtained. Yield 81%; number average molecular weight 1000-3000
00; NMR (60MHz, DMSO-d 6 , TMS), δ 0.93 (2H, br.s), δ
2.60 (2H, br.s), δ6.67 (4H, br.s), δ9.08 (1H, br.s)
s) 2.4 Poly (2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane) -co-2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-2- (p-trimethylsiloxyphenyl) ethylsilsesqui In the method for synthesizing poly (2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane) described in section 2.3, a reaction reagent (trimethylchlorosilane and sodium iodide) for converting a methoxy group into a trimethylsiloxy group is used. By reducing the amount or shortening the aging time, the methoxy groups can be left at any ratio. Also, in the process of converting the trimethylsiloxy group to a hydroxyl group by hydrolysis, shortening the aging time will reduce the trimethylsiloxy group
You can leave it up to 15%.

上述のようにして合成されるポリ(2−(p−ヒドロキ
シフェニル)エチルシルセスキオキサン−co−2−(p
−メトキシフェニル)エチルシルセスキオキサン−co−
2−(p−トリメチルシロキシフェニル)エチルシルセ
スキオキサン)は、n=1=p=0とし、R2を2−(p
−ヒドロキシフェニル)エチル基、R4を2−(p−メト
キシフェニル)エチル基、R6を2−(p−トリメチルシ
ロキシフェニル)エチル基としたとき、一般式(1) (R1-SiO3/2)n(R2-SiO3/2)m(R3-SiO3/2)l(R4-SiO3/2)o(R
5-SiO3/2)p(R6-SiO3/2)q ……一般式(1) で表わすことができる。表2に、熟成時間を変えたとき
のポリ(2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシルセ
スキオキサン−co−2−(p−メトキシフェニル)エチ
ルシルセスキオキサン−co−2−(p−トリメチルシロ
キシフェニル)エチルシルセスキオキサン)におけるそ
れぞれの構成単位(R2、R4、R6)の構成比率を示す。
Poly (2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-2- (p
-Methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-
2- (p-trimethylsiloxyphenyl) ethylsilsesquioxane) has n = 1 = p = 0, and R 2 is 2- (p
-Hydroxyphenyl) ethyl group, R 4 is a 2- (p-methoxyphenyl) ethyl group, and R 6 is a 2- (p-trimethylsiloxyphenyl) ethyl group, the general formula (1) (R 1 -SiO 3 / 2 ) n (R 2 -SiO 3/2 ) m (R 3 -SiO 3/2 ) l (R 4 -SiO 3/2 ) o (R
5 -SiO 3/2 ) p (R 6 -SiO 3/2 ) q can be expressed by the general formula (1). Table 2 shows poly (2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-2- (p-) when the aging time was changed. trimethylsiloxy) ethyl silsesquioxane) each structural unit in the (R 2, R 4, shows a composition ratio of R 6).

合成例3 p−ヒドロキシベンジル基と2−(p−ヒド
ロキシフェニル)エチル基がフェノール性水酸基を有す
る有機基であるアルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキ
オキサン系重合体 3.1 ポリ(p−メトキシベンジルシルセスキオキサン
−co−2−(p−メトキシフェニル)エチルシルセスキ
オキサン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た200ml三ッ口フラスコに水80mlを入れる。トルエン20m
lに溶解させた2−(p−メトキシフェニル)エチルト
リクロロシラン10.8g(40mmol)と、p−メトキシベン
ジルトリクロロシラン10.2g(40mmol)を撹拌しながら1
5分で滴下し、次いで1時間熟成する。混合物を分液ロ
ートに移し、トルエン層を分離する。トルエンと水を蒸
留により除いた後、上記加水分解生成物に水酸化カリウ
ムの10重量%メタノール溶液0.21gを入れ、200℃で2時
間加熱する。反応混合物をテトラヒドロフランに溶解さ
せ、不溶物を濾過により除いた後、テトラヒドロフラン
を留去することにより目的物を5.3g得た。数平均分子量
1000〜300000;NMR(60MHz,DMSO-d6,TMS),δ0.72(2H.
br.s),δ1.97(2H,br.s),δ2.37(2H,br.s),δ3.
58(6H,br.s),δ6.67(8H,br.s)。2−(p−メトキ
シフェニル)エチル基とp−メトキシベンジル基の比は
約50:50であった。
Synthesis Example 3 Alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer in which p-hydroxybenzyl group and 2- (p-hydroxyphenyl) ethyl group are organic groups having a phenolic hydroxyl group 3.1 Poly (p-methoxybenzylsilsesquioxy) Synthesis of Sun-co-2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane) 80 ml of water is placed in a 200 ml three-necked flask equipped with a stirrer, a condenser, a dropping funnel and a hydrochloric acid trap. Toluene 20m
1 (10.8 g (40 mmol) of 2- (p-methoxyphenyl) ethyltrichlorosilane and 10.2 g (40 mmol) of p-methoxybenzyltrichlorosilane dissolved in 1
Drip in 5 minutes, then age for 1 hour. The mixture is transferred to a separatory funnel and the toluene layer is separated. After removing toluene and water by distillation, 0.21 g of a 10 wt% methanol solution of potassium hydroxide is added to the above hydrolysis product, and the mixture is heated at 200 ° C. for 2 hours. The reaction mixture was dissolved in tetrahydrofuran, the insoluble material was removed by filtration, and the tetrahydrofuran was distilled off to obtain 5.3 g of the desired product. Number average molecular weight
1000-300000; NMR (60MHz, DMSO-d 6 , TMS), δ 0.72 (2H.
br.s), δ1.97 (2H, br.s), δ2.37 (2H, br.s), δ3.
58 (6H, br.s), δ6.67 (8H, br.s). The ratio of 2- (p-methoxyphenyl) ethyl group to p-methoxybenzyl group was about 50:50.

3.2 ポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサ
ン−co−2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシルセ
スキオキサン)の合成 撹拌機、冷却管、滴下ロートおよび塩酸トラップを備え
た100ml三ッ口フラスコを窒素置換する。3.1項記載のポ
リ(p−メトキシベンジルシルセスキオキサン−co−2
(p−メトキシフェニル)エチルシルセスキオキサン)
5.0gをアセトニトリル15mlに加熱溶解させてフラスコに
入れ、次いで、ヨウ化ナトリウム13.0gを加える。窒素
圧下加熱還流しながら、トリメチルクロロシラン9.4gを
15分で滴下する。窒素圧下加熱還流しながら50時間熟成
した後、水20mlを滴下し、次いで、アセトニトリルを加
えて反応混合物をさらに6時間加熱還流する。反応終了
後、反応混合物を分液ロートに移しアセトニトリル層を
分離する。次いで、アセトニトリル層を亜硫酸水素ナト
リウム水溶液で洗う。アセトニトリル層を多量の水に滴
下し、ポリマを濾過した後、真空加熱して目的物を3.9g
得た。NMR(60MHz,DMSO-d6,TMS),δ0.78(2H.br.
s),δ1.90(2H,br.s),δ2.45(2H,br.s),δ6.60
(8H,br.s),δ8.97(2H,br.s) 数平均分子量およびp−ヒドロキシベンジル基と2−
(p−ヒドロキシフェニル)エチル基の割合は3.1項記
載の前駆体と変らない。
3.2 Synthesis of poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane) A 100 ml three-necked flask equipped with a stirrer, a cooling tube, a dropping funnel and a hydrochloric acid trap was installed. Replace with nitrogen. Poly (p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-2) described in section 3.1
(P-Methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane)
5.0 g of it is heated and dissolved in 15 ml of acetonitrile and placed in a flask, and then 13.0 g of sodium iodide is added. While heating and refluxing under nitrogen pressure, add 9.4 g of trimethylchlorosilane.
Drop in 15 minutes. After aging for 50 hours while heating under reflux under nitrogen pressure, 20 ml of water is added dropwise, then acetonitrile is added and the reaction mixture is heated under reflux for a further 6 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture is transferred to a separating funnel and the acetonitrile layer is separated. Then, the acetonitrile layer is washed with an aqueous sodium hydrogen sulfite solution. The acetonitrile layer was added dropwise to a large amount of water, the polymer was filtered, and then heated in vacuum to obtain 3.9 g of the desired product.
Obtained. NMR (60MHz, DMSO-d 6 , TMS), δ 0.78 (2H.br.
s), δ1.90 (2H, br.s), δ2.45 (2H, br.s), δ6.60
(8H, br.s), δ8.97 (2H, br.s) Number average molecular weight and p-hydroxybenzyl group and 2-
The ratio of (p-hydroxyphenyl) ethyl groups is the same as that of the precursor described in Section 3.1.

この他、p−ヒドロキシベンジル基とp−ヒドロキシフ
ェニルエチル基の割合を変えた共重合体は、p−メトキ
シベンジルトリクロロシランと、2−(p−メトキシフ
ェニル)エチルトリクロロシランの加水分解時の割合に
より、任意に変えることができた。
In addition, the copolymer in which the ratio of the p-hydroxybenzyl group and the p-hydroxyphenylethyl group is changed is the ratio of p-methoxybenzyltrichlorosilane and 2- (p-methoxyphenyl) ethyltrichlorosilane at the time of hydrolysis. It was possible to change arbitrarily.

3.3 ポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサ
ン−co−2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシルセ
スキオキサン−co−p−メトキシベンジルシルセスキオ
キサン−co−2−(p−メトキシフェニル)エチルシル
セスキオキサン−co−p−トリメチルシロキシベンジル
シルセスキオキサン−co−2−(p−トリメチルシロキ
シフェニル)エチルシルセスキオキサン)の合成 3.2項記載のポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキ
オキサン−co−2−(p−ヒドロキシフェニル)エチル
シルセスキオキサン)の合成法において、メトキシ基を
トリメチルシロキシ基に変換する反応試薬(トリメチル
クロロシランとヨウ化ナトリウム)の量を減らすかある
いは熟成時間を短くすることにより、メトキシ基を任意
の割合で残すことができる。また、トリメチルシロキシ
基を加水分解により水酸基に変換する過程において、熟
成時間を短くすると、トリメチルシロキシ基の約15%ま
ではそのまま残すことができる。
3.3 Poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-hydroxyphenyl) ethyl silsesquioxane-co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-methoxyphenyl) ethyl Synthesis of silsesquioxane-co-p-trimethylsiloxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-trimethylsiloxyphenyl) ethylsilsesquioxane) Poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane) according to item 3.2 -Co-2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane), the amount of reaction reagents (trimethylchlorosilane and sodium iodide) for converting a methoxy group into a trimethylsiloxy group is reduced or the aging time is reduced. By making it short, the methoxy group can be left at an arbitrary ratio. Further, in the process of converting the trimethylsiloxy group to a hydroxyl group by hydrolysis, if the aging time is shortened, up to about 15% of the trimethylsiloxy group can be left as it is.

但し、水酸基、メトキシ基およびトリメチルシロキシ基
が、ベンジル基についているかあるいはフェニルエチル
基についているかは特定できない。
However, it cannot be specified whether the hydroxyl group, the methoxy group and the trimethylsiloxy group are attached to the benzyl group or the phenylethyl group.

表3に、3.1項記載のポリマと同様のポリマを使い、3.2
項記載の試薬量で反応させた場合の、得られるポリ(p
−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサン−co−2−
(p−ヒドロキシフェニル)エチルシルセスキオキサン
−co−p−メトキシベンジルシルセスキオキサン−co−
2−(p−メトキシフェニル)エチルシルセスキオキサ
ン−co−p−トリメチルシロキシベンジルシルセスキオ
キサン−co−2−(p−トリメチルシロキシフェニル)
エチルシルセスキオキサン)の水酸基含量、メトキシ基
含量、トリメチルシロキシ基含量、それぞれの熟成時間
依存性を示す。
In Table 3, the same polymer as described in 3.1 is used, and 3.2
The resulting poly (p
-Hydroxybenzyl silsesquioxane-co-2-
(P-Hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-
2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-p-trimethylsiloxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-trimethylsiloxyphenyl)
(Ethyl silsesquioxane) shows the hydroxyl content, methoxy group content, trimethylsiloxy group content, and the respective aging time dependencies.

溶解性の検討 上記重合体の溶解性に関して、代表的汎用有機溶剤で調
べた結果、水酸基含有量40%以上の重合体は、メタノー
ル、テトラヒドロフラン、N,N−ジメチルアセトアミ
ド、2−メチルシクロヘキサノン、酢酸イソアミル、メ
チルセロソルブ、ジメチルスルホキシドには溶解した
が、トルエン、ヘキサン、四塩化炭素には不溶であっ
た。一方、水溶液では、水酸化テトラメチルアンモニウ
ム水溶液、水酸化ナトリウム水溶液に溶解した。
Regarding the solubility of the above-mentioned polymer, as a result of examination with a typical general-purpose organic solvent, a polymer having a hydroxyl group content of 40% or more is methanol, tetrahydrofuran, N, N-dimethylacetamide, 2-methylcyclohexanone, acetic acid. It was soluble in isoamyl, methyl cellosolve, and dimethyl sulfoxide, but insoluble in toluene, hexane, and carbon tetrachloride. On the other hand, the aqueous solution was dissolved in a tetramethylammonium hydroxide aqueous solution and a sodium hydroxide aqueous solution.

酸素プラズマ耐性の検討 上記重合体の10重量%エチルセロソルブ溶液をシリコン
基板上にスピンコーティング法により塗布し、100℃で3
0分間プリベークして膜厚約0.2μmの重合体塗膜を形成
した。続いて、バレル形アッシャーを用いて、酸素プラ
ズマ(条件:酸素圧0.5torr,RF 300W)に20分間さらし
たが、上記重合体は全く膜べりしなかった。しかし、平
行平板型O2RIE装置(条件:酸素圧20mtorr,RF 200W(14
MHz),カソードバイアス電圧−130V)を用いたとこ
ろ、合成例1の重合体の膜べり速度は23Å/min、合成例
2の重合体は40Å/min、合成例3の重合体は33Å/minで
あった。この時、一般に酸素プラズマ耐性が比較的高い
とされている有機物、例えばPIQ(日立化成製)、OFPR-
800(東京応化製)、AZ1350J(ヘキスト社製)等は約12
20Å/minの膜べり速度であった。また、上記重合体の膜
べり速度は水酸基含有量にほとんど影響されなかった。
Examination of Oxygen Plasma Resistance A 10% by weight solution of the above polymer in ethyl cellosolve was applied on a silicon substrate by spin coating, and the solution was applied at 100 ° C for 3 hours.
Pre-baking was performed for 0 minutes to form a polymer coating film having a thickness of about 0.2 μm. Then, using a barrel-type asher, it was exposed to oxygen plasma (conditions: oxygen pressure 0.5 torr, RF 300 W) for 20 minutes, but the above polymer did not cause any film sticking. However, parallel plate type O 2 RIE system (condition: oxygen pressure 20mtorr, RF 200W (14
MHz) and a cathode bias voltage of −130 V), the film slip velocity of the polymer of Synthesis Example 1 was 23 Å / min, the polymer of Synthesis Example 2 was 40 Å / min, and the polymer of Synthesis Example 3 was 33 Å / min. Met. At this time, organic substances that are generally considered to have relatively high oxygen plasma resistance, such as PIQ (manufactured by Hitachi Chemical) and OFPR-
About 800 (made by Tokyo Ohka), AZ1350J (made by Hoechst), etc.
The film slip rate was 20Å / min. Further, the film slip rate of the polymer was hardly affected by the hydroxyl group content.

次に、上記合成例のアルカリ可溶性ポリオルガノシルセ
スキオキサン系重合体を用いた感光性樹脂組成物(第2
レジスト層用感光性樹脂組成物)の例を示す。
Next, a photosensitive resin composition using the alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer of the above Synthesis Example (second
Examples of the photosensitive resin composition for resist layer) are shown below.

組成物例1 合成例1.3項に示したポリ(p−ヒドロキシベンジルシ
ルセスキオキサン)80重量%と前述の1,2−ナフトキノ
ンジアジド誘導体XII20重量%とをエチルセロソルブア
セテートに溶解させ、固形物27重量%のレジスト溶液を
作成した。次いで、上記レジスト溶液をシリコンウエハ
上にスピン塗布し、85℃で30分間プリベークして1.0μ
m厚のレジスト膜を形成させた。これに種々の異なる照
射量の光を露光し、東京応化製現像液NMD−3(2.38%
水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液)を0.45%に希
釈したアルカリ現像液で1分間現像し、次いで1分間水
洗した後、残存レジスト膜の厚みを測定した。そして、
残存膜厚(規格化)を露光量(mJ/cm2 at 365nm)に対
してプロットし、残膜率ゼロとなる最少露光量(この値
を感度と定義する)を求めたところ、約30mJ/cm2であ
り、高感度なポジ型フォトレジストであることが確認さ
れた。
Composition Example 1 80% by weight of poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane) shown in Synthesis Example 1.3 and 20% by weight of the above-mentioned 1,2-naphthoquinonediazide derivative XII were dissolved in ethyl cellosolve acetate to give a solid product 27. A weight percent resist solution was prepared. Then, the above resist solution was spin coated on a silicon wafer and prebaked at 85 ° C. for 30 minutes to obtain 1.0 μm.
A m-thick resist film was formed. This was exposed to light of various different irradiation amounts, and the developer NMD-3 (2.38%
(Tetramethylammonium hydroxide aqueous solution) was developed with an alkaline developer diluted to 0.45% for 1 minute and then washed with water for 1 minute, and then the thickness of the residual resist film was measured. And
The residual film thickness (normalized) was plotted against the exposure dose (mJ / cm 2 at 365 nm), and the minimum exposure dose at which the residual film rate was zero (this value was defined as sensitivity) was calculated to be about 30 mJ / It was cm 2 , and it was confirmed that the photoresist was a high-sensitivity positive photoresist.

組成物例2〜36 組成物例1と同様にして、種々の組成物を検討した。組
成物の成分、配合割合、現像条件および感度に関する具
体的な値は、合成例1の重合体については表4に、合成
例2の重合体については表5に、合成例3の重合体につ
いては表6にそれらをまとめた。
Composition Examples 2-36 Various compositions were investigated in the same manner as Composition Example 1. Specific values relating to the components of the composition, the compounding ratio, the developing conditions and the sensitivity are shown in Table 4 for the polymer of Synthesis Example 1, Table 5 for the polymer of Synthesis Example 2 and the polymer of Synthesis Example 3. Summarized them in Table 6.

次に二層レジスト法の実施例について述べる。 Next, an example of the two-layer resist method will be described.

実施例1 まず、シリコンウエハ上に第1レジスト層としてOFPR-8
00(東京応化製)を2μm厚にスピン塗布し、90℃で30
分、200℃で30分ベークし(以下、これを“ハードベー
クOFPR-800"と略称する。)、次いで、第2レジスト層
として前述の感光性樹脂組成物例1の組成物を前記と同
様にして1μm厚に成膜した。
Example 1 First, OFPR-8 was used as a first resist layer on a silicon wafer.
00 (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) is spin-coated to a thickness of 2 μm, and it is 30 at 90 ° C.
Min., Baked at 200 ° C. for 30 minutes (hereinafter, abbreviated as “hard bake OFPR-800”), and then the same composition as in the above-mentioned photosensitive resin composition example 1 was used as the second resist layer. And a film having a thickness of 1 μm was formed.

第2レジスト層のパターニングは、COBILT AF2800Hを用
いて密着露光により行なった。ここで、現像液は前述の
組成物例1に使用して現像液を用い、現像時間は3分と
した。また、最適露光量は便宜上1μm lines&spaces
が1:1に転写される露光量とした。本実施例において
は、最適露光量は80mJ/cm2 at 365nmであった。
The patterning of the second resist layer was performed by contact exposure using COBILT AF2800H. Here, the developing solution used in the above-mentioned composition example 1 was used, and the developing time was 3 minutes. Also, the optimum exposure amount is 1 μm lines & spaces for convenience.
Is the exposure amount at which 1: 1 is transferred. In this example, the optimum exposure amount was 80 mJ / cm 2 at 365 nm.

次に、上記第2レジスト層のパターンをマスクとして、
第1レジスト層をO2RIE(平行平板型RIE装置:酵素圧3m
torr,RFPWR 0.64mW/cm(7MHz),20〜30分)によりパタ
ーニングした。その結果、サブミクロンレベルのパター
ン寸法でアスペクト比3以上の垂直段差形状を持つレジ
ストパターンが精度よく得られた。この時、第2レジス
トパターンから第1レジストパターンへの寸法変換差は
0.1μm以下であった。
Next, using the pattern of the second resist layer as a mask,
The first resist layer is O 2 RIE (parallel plate type RIE device: enzyme pressure 3 m
Patterning was performed with torr, RFPWR 0.64 mW / cm (7 MHz), 20 to 30 minutes). As a result, it was possible to accurately obtain a resist pattern having a vertical step shape with an aspect ratio of 3 or more with a pattern dimension of submicron level. At this time, the dimensional conversion difference from the second resist pattern to the first resist pattern is
It was 0.1 μm or less.

実施例2〜36 実施例1と同様にして、表4、5、6に示した感光性樹
脂組成物を用い、二層レジスト法を試みたところ、いず
れにおいても、サブミクロンレベルのパターン寸法でア
スペクト比3以上の垂直段差形状を持つ微細レジストパ
ターンを得ることができた。実施例2〜36を表7にまと
める。
Examples 2-36 In the same manner as in Example 1, a two-layer resist method was tried using the photosensitive resin compositions shown in Tables 4, 5 and 6, and in all cases, the pattern size was at a submicron level. A fine resist pattern having a vertical step shape with an aspect ratio of 3 or more could be obtained. Examples 2-36 are summarized in Table 7.

[発明の効果] 以上述べたように、本発明によれば、サブミクロンレベ
ルのパターン寸法で高アスペクト比の微細レジストパタ
ーンが精度よく得られる。しかも、現在半導体プロセス
において主流を占めているアルカリ現像プロセスをその
まま適用できるので、実用上極めて有利であり、半導体
素子等の製造プロセスにとって非常に有力な技術であ
る。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a fine resist pattern having a pattern dimension of a submicron level and a high aspect ratio can be accurately obtained. Moreover, since the alkali developing process, which is currently the mainstream in the semiconductor process, can be applied as it is, it is extremely advantageous in practical use and is a very effective technique for the manufacturing process of semiconductor elements and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は二層レジスト法を用いたリソグラフィプロセス
の概略図である。 1……半導体基板、2……有機高分子材料被膜(第1レ
ジスト層)、3……光および放射線感応性高分子膜(第
2レジスト層)。
FIG. 1 is a schematic view of a lithographic process using a two-layer resist method. 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Organic polymer material film (first resist layer), 3 ... Light and radiation sensitive polymer film (second resist layer).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 名手 和男 神奈川県横浜市戸塚区吉田町292番地 株 式会社日立製作所生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−3139(JP,A) 特開 昭61−144639(JP,A) 特開 昭61−256347(JP,A) 特開 昭62−36661(JP,A) 特開 昭62−229136(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Kazuo Kazuo, 292 Yoshida-cho, Totsuka-ku, Yokohama-shi, Kanagawa, Ltd. Inside the Institute of Industrial Science, Hitachi, Ltd. (56) References Kai 61-144639 (JP, A) JP 61-256347 (JP, A) JP 62-36661 (JP, A) JP 62-229136 (JP, A)

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に第1レジスト層を設ける工程と、 上記第1レジスト層の上に、感光性樹脂組成物を用いて
第2レジスト層を形成する工程と、 上記第2のレジスト層の所望の部分を露光し、現像して
第1レジスト層の所望の部分を露出させる工程と、 上記第1レジスト層の露出部分を酸素プラズマによるド
ライエッチングにより除去してパターンを形成する工程
とを有し、 上記感光性樹脂組成物は、 アルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系重合
体を含有するベースポリマーと、感光性溶解阻害剤とを
含有し、 上記アルカリ可溶性ポリオルガノシルセスキオキサン系
重合体は、 ポリ(p−ヒドロキシベンジルシルセスキオキサン−co
−2−(p−ヒドロキシフェニル)エチルシルセスキオ
キサン−co−p−メトキシベンジルシルセスキオキサン
−co−2−(p−メトキシフェニル)エチルシルセスキ
オキサン−co−p−トリメチルシロキシベンジルシルセ
スキオキサン−co−2−(p−トリメチルシロキシフェ
ニル)エチルシルセスキオキサン)であることを特徴と
するパターン形成方法。
1. A step of providing a first resist layer on a substrate, a step of forming a second resist layer using a photosensitive resin composition on the first resist layer, and the second resist layer. And exposing the desired part of the first resist layer to expose the desired part of the first resist layer, and forming a pattern by removing the exposed part of the first resist layer by dry etching with oxygen plasma. The photosensitive resin composition has a base polymer containing an alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer and a photosensitive dissolution inhibitor, and the above-mentioned alkali-soluble polyorganosilsesquioxane-based polymer. The combination is poly (p-hydroxybenzylsilsesquioxane-co
-2- (p-hydroxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-p-methoxybenzylsilsesquioxane-co-2- (p-methoxyphenyl) ethylsilsesquioxane-co-p-trimethylsiloxybenzylsil Sesquioxane-co-2- (p-trimethylsiloxyphenyl) ethylsilsesquioxane).
【請求項2】請求項1において、 上記感光性樹脂組成物は、70〜95重量%の上記ベースポ
リマーと、30〜5重量%の上記感光性溶解阻害剤とを含
み、 上記ベースポリマーは、上記アルカリ可溶性ポリオルガ
ノシルセスキオキサン系重合体を70〜100重量%含むこ
とを特徴とするパターン形成方法。
2. The photosensitive resin composition according to claim 1, wherein the photosensitive polymer composition contains 70 to 95% by weight of the base polymer and 30 to 5% by weight of the photosensitive dissolution inhibitor. A pattern forming method comprising 70 to 100% by weight of the alkali-soluble polyorganosilsesquioxane polymer.
【請求項3】請求項1において、 上記ベースポリマーは、30重量%以下のノボラック樹脂
を被膜形成剤としてさらに含むことを特徴とするパター
ン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the base polymer further contains 30% by weight or less of a novolac resin as a film forming agent.
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2567984B2 (en) * 1990-09-21 1996-12-25 東京応化工業株式会社 Positive resist composition
DE69300616T2 (en) * 1992-04-30 1996-05-30 Ibm Positive photoresist material containing silicone and its use in thin film packaging technology.
JPH05326718A (en) * 1992-05-25 1993-12-10 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device and manufacture thereof
KR100335070B1 (en) * 1999-04-21 2002-05-03 백승준 Method for forming micro pattern on substrate by using compression patterning technique
WO2003035932A1 (en) * 2001-09-25 2003-05-01 Minuta Technology Co., Ltd. Method for forming a micro-pattern on a substrate by using capillary force
JP5533232B2 (en) * 2009-06-29 2014-06-25 Jsr株式会社 Positive radiation sensitive composition, cured film, interlayer insulating film, method for forming interlayer insulating film, display element, and siloxane polymer for forming interlayer insulating film

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS613139A (en) * 1984-06-15 1986-01-09 Hitachi Ltd Radiation sensitive composition and formation of pattern by using it
JPS61144639A (en) * 1984-12-19 1986-07-02 Hitachi Ltd Radiation sensitive composition and pattern forming method using its composition
JPH07120044B2 (en) * 1986-03-31 1995-12-20 株式会社東芝 Photosensitive composition and pattern forming method using the same
JPS61256347A (en) * 1985-05-10 1986-11-13 Hitachi Ltd Alkali-soluble siloxane polymer
JPS6236661A (en) * 1985-08-12 1987-02-17 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Photopolymerizable composition and method for using it
JP2619358B2 (en) * 1986-01-08 1997-06-11 株式会社日立製作所 Photosensitive resin composition
JPS62240954A (en) * 1986-04-12 1987-10-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Resist material
JPH061381B2 (en) * 1986-02-18 1994-01-05 株式会社日立製作所 Radiation-sensitive resin composition
JPS62287242A (en) * 1986-06-06 1987-12-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Resist composition
JPH0769609B2 (en) * 1987-02-09 1995-07-31 日本電信電話株式会社 Photosensitive resin composition
JPS63204254A (en) * 1987-02-20 1988-08-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Method for developing photoresist

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