JPS6017444A - Radiation sensitive resin composition - Google Patents

Radiation sensitive resin composition

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JPS6017444A
JPS6017444A JP12471983A JP12471983A JPS6017444A JP S6017444 A JPS6017444 A JP S6017444A JP 12471983 A JP12471983 A JP 12471983A JP 12471983 A JP12471983 A JP 12471983A JP S6017444 A JPS6017444 A JP S6017444A
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aldehyde
polymer
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隆史 井上
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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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Abstract

PURPOSE:To obtain a radiation sensitive resin composition having superior radiation sensitivity and dry etching resistance and useful to manufacture a semiconductor element, etc. by using an aldehyde polymer contg. silicon and an alkali- soluble polymer as principal components. CONSTITUTION:The desired radiation sensitive resin composition is obtd. by using an aldehyde polymer contg. silicon (A) and an alkali-soluble polymer (B) as principal components. A copolymer of an aliphatic aldehyde monomer contg. one or more silicon atoms such as beta-trimethylsilylpropanal with an aliphatic aldehyde monomer contg. no silicon atom such as beta-phenylpropanal is suitable for use as the component A. Novolak resin, polyhydroxystyrene or the like is suitable for use as the component B. The components A, B are preferably contained in 5:95-80:20.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体素子、磁気バブルメモリ素子、集積回
路等の製造に磨製な微細パターン形成等圧使用される電
子線、X線、イオンビーム等の放射線に感応性を示す放
射線感応性樹脂組放物に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to electron beams, X-rays, ion beams, etc. The present invention relates to a radiation-sensitive resin paraboloid that is sensitive to radiation such as.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来、半導体素子、磁気バブルメモリ素子、集積回路等
の電子部品を製造するためのパターン形成法には、紫外
線又は可視光線に感応するフォトレジストを利用する方
法が広く実用に供されている。
Conventionally, methods using photoresists sensitive to ultraviolet rays or visible light have been widely used in pattern forming methods for manufacturing electronic components such as semiconductor devices, magnetic bubble memory devices, and integrated circuits.

近年、半導体素子等の高密度化、高集積化を計るために
、1μm以下の幅のパターンを形成する方法が要求され
ている。しかしながら、前記1の紫外線又は可視光線を
使用する方法では、その光の固有な性質である回折、散
乱及び干渉等により、1μm以下の幅のパターンを精度
よく形成することは極めて困難であり、同時に歩留りの
低下も著しいので、該方法は1μm以下の幅のパターン
の形成する方法としては不適である。
In recent years, in order to increase the density and integration of semiconductor devices, there has been a demand for a method for forming patterns with a width of 1 μm or less. However, in the method using ultraviolet rays or visible rays as described in 1 above, it is extremely difficult to accurately form a pattern with a width of 1 μm or less due to the inherent properties of the light, such as diffraction, scattering, and interference. Since the yield is also significantly reduced, this method is not suitable for forming patterns with a width of 1 μm or less.

これに対処して、前記のフォトリングラフイニ代って、
電子線、X線、イオンビーム等の高エネルギーの放射線
を用いるリソグラフィ技術が開発、研究され、これ圧伴
なって上記放射線に対して感応性を示す材料が種々検討
されている。本発明の対象とする放射線感応性樹脂組成
物も上述の拐料であり、以下、放射線感応性樹脂組成物
を、一般に従来のフi、トレジストと区分して称呼され
ているように「電子線レジスト」と略称する。
To deal with this, instead of the photorin graphini mentioned above,
Lithography techniques that use high-energy radiation such as electron beams, X-rays, and ion beams have been developed and researched, and various materials that are sensitive to the radiation have been studied. The radiation-sensitive resin composition that is the object of the present invention is also the above-mentioned resist. It is abbreviated as "Resist".

電子線レジストにも、放射線の照射によって高分子鎖の
切断作用を誘発して、その被照射部分が現像液に可溶性
となってパターンを形成するポジ形のものと、放射線の
照射によって架橋反応を誘起し−(、その被照射部分が
現像液に不溶性となってパターンを形成するネガ形のも
のがある。ポジ形の電子線レジストの例として。
There are two types of electron beam resists: positive type, in which the irradiation of radiation induces the cutting action of polymer chains, and the irradiated area becomes soluble in the developing solution, forming a pattern; There is a negative-type resist in which the irradiated area becomes insoluble in the developing solution and forms a pattern.An example of a positive-type electron beam resist is

ポリ(メタクリル酸メチル)、ポリ(1−ブテンスルポ
ン)等が挙げられるが、ポジ形レジストは、ンA、トレ
ジストにおける場合とほぼ同様に、ネガ形レジストに較
べて、入射光の反射。
Examples include poly(methyl methacrylate), poly(1-butenesulpone), etc., but positive resists reflect incident light more than negative resists, similar to the case with tre resists.

散乱によるパターンの乱れを軽減することができる等に
より、高解像度のパターンを生成する微細加工用レジメ
トとじて優れている。
It is an excellent microfabrication regime for producing high-resolution patterns because it can reduce pattern disturbances caused by scattering.

しかしながら、前記の例示のものを含めて従来のポジ形
電子線レジストは、ネガ形のものに比しその感度が1/
1o乃至”1000と低く、その結果パターン形成に要
する時間が長くなり、生産性の点で実用性に乏しいもの
であった。また、ポジ形電子線レジストは、ネガ形のも
のに比し。
However, conventional positive electron beam resists, including those exemplified above, have a sensitivity that is 1/1 that of negative resists.
As a result, the time required for pattern formation is low, making it impractical in terms of productivity.Also, positive electron beam resists are less practical than negative resists.

耐ドライエツチング性の点で劣り、その向上が望まれて
いた。
It is inferior in dry etching resistance, and improvements have been desired.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をすくシ、電
子線、X線、イオンビーム等の高エネルギー放射線に対
して高い感応性を有し、且つ耐ドライエツチング性の優
れた放射線感応性樹脂組成物、特に放射線照射により被
照射部分がアルカリ可溶となる前記特性を有するポジ形
放躬線感応性樹脂組成物を提供するにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art described above, and to provide a material that has high sensitivity to high-energy radiation such as electron beams, X-rays, and ion beams, and has excellent radiation sensitivity with excellent dry etching resistance. It is an object of the present invention to provide a resin composition, particularly a positive radiation-sensitive resin composition having the above-mentioned property that the irradiated portion becomes alkali-soluble upon radiation irradiation.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明による放射線感応性樹脂組成物は、含シリコンア
ルデヒド系重合体とアルカリ可溶性1合体を主成分とし
て含有することを特徴とする。
The radiation-sensitive resin composition according to the present invention is characterized in that it contains a silicon-containing aldehyde polymer and an alkali-soluble monomer as main components.

ポリニーデル型構造を有するアルデヒド系重合体は、電
子線、X線、イオンビーム等の高エネルギーの放射線の
照射によって高分子鎖が連鎖的に崩壊し、放射線放射と
同時に飛散する。
In aldehyde-based polymers having a polyneedle structure, polymer chains are chain-disintegrated by irradiation with high-energy radiation such as electron beams, X-rays, and ion beams, and are scattered simultaneously with the radiation.

従って1本発明の放射線感応性樹脂組成物(=it述の
41+ < 、 Mi、子線レジストと略称する。以下
同じ。)に放射線を照射すると、被照射部分にはアルカ
IJ Tl1J溶性重合体のみが残存することになり、
アルカリ現像を実施することにより、被照射部分のみが
選択的に溶解し、ポジ形のレジストパターンが得られろ
Therefore, when radiation is irradiated to the radiation-sensitive resin composition of the present invention (=41+<, Mi, hereinafter referred to as a child beam resist), only the alkali IJ Tl1J soluble polymer is present in the irradiated area. will remain,
By carrying out alkaline development, only the irradiated portions are selectively dissolved and a positive resist pattern can be obtained.

一般に、脂肪族アルデヒドの単独重合体は結晶性が高い
ために、多くの有機溶媒に対して難溶性であり、レジス
ト材料として使用できない。
In general, homopolymers of aliphatic aldehydes have high crystallinity and are poorly soluble in many organic solvents, so they cannot be used as resist materials.

脂肪族アルデヒド類の2橿以上の混合物をアニオン爪台
させることにより、溶解性の改良されたアルデヒド共重
合体が得られることが知られている。このアルデヒド共
重合体が電子線レジストとして使用し得ることが見出さ
れている(例えば、田中他、高化、 20.694.1
963)。しかしながら5通常の脂肪族アルデヒド共重
合体では、アルカリ可溶性重合体と相溶するものは得ら
れない。
It is known that an aldehyde copolymer with improved solubility can be obtained by subjecting a mixture of two or more aliphatic aldehydes to anionic formation. It has been found that this aldehyde copolymer can be used as an electron beam resist (e.g., Tanaka et al., Kouka, 20.694.1).
963). However, 5 common aliphatic aldehyde copolymers that are compatible with alkali-soluble polymers cannot be obtained.

アルデヒド系重合体を主成分とする電子線レジストにお
いて重要なことは、(1)アルデヒド系重合物が放射線
照射により、容易に分解し、ガス化することと、(2)
アルデヒド重合体とアルカリ可溶性重合体との相溶性が
良いこと、02点である。
What is important about electron beam resists that have aldehyde polymers as their main component is that (1) the aldehyde polymers are easily decomposed and gasified by radiation irradiation, and (2)
Good compatibility between the aldehyde polymer and the alkali-soluble polymer, 02 points.

本発明者等は1種々研究の結果、シリコン原子を含有す
る脂肪族アルデヒドを重合させることにより得られるア
ルデヒド重合体が有機溶媒に対する溶解性に優れ、アル
カリ可溶性重合体との相溶性に優れ、且つ、放射線感応
性も高く。
As a result of various studies, the present inventors have found that aldehyde polymers obtained by polymerizing aliphatic aldehydes containing silicon atoms have excellent solubility in organic solvents, excellent compatibility with alkali-soluble polymers, and , and is highly sensitive to radiation.

レジスト材料として優れていることを見出した。It was discovered that it is excellent as a resist material.

即ち、アルデヒド系重合体中にシリコン原子が含有され
ることにより、電子線、X線等の放射線吸収性が大きく
なり、極めて高感度なレジスト材料となると共に、アル
デヒド系重合体の有機溶媒に対する溶解性が著しく向上
し、アルカリ可溶性重合体と相溶する。また1本発明の
電子線レジストにおいては、未照射の状態では。
In other words, the inclusion of silicon atoms in the aldehyde polymer increases radiation absorption properties such as electron beams and It has significantly improved properties and is compatible with alkali-soluble polymers. In addition, in the electron beam resist of the present invention, in an unirradiated state.

アルデヒド系重合体がアルカリ可溶性重合体のアルカリ
による溶解を禁止していて、放射線照射することにより
アルデヒド系重合物が飛散し。
The aldehyde polymer prevents the alkali-soluble polymer from being dissolved by alkali, and the aldehyde polymer scatters when irradiated with radiation.

被照射部がアルカリ可溶となる。The irradiated area becomes alkali-soluble.

次に1本発明の組成物の主成分の一つである含シリコン
アルデヒド系重合体について述べる。
Next, the silicone-containing aldehyde polymer, which is one of the main components of the composition of the present invention, will be described.

この含シリコンアルデヒド系重合体は、アルカリ可溶性
重合体との相溶性の点から1通常、共重合体として使用
される。即ち、含シリコンアルデヒド系重合体は、シリ
コン原子を少なくとも1個以上含有する脂肪族アルデヒ
ド単量体と。
This silicon-containing aldehyde-based polymer is usually used as a copolymer from the viewpoint of compatibility with an alkali-soluble polymer. That is, the silicon-containing aldehyde polymer is an aliphatic aldehyde monomer containing at least one silicon atom.

シリコン原子を含有しない脂肪族アルデヒド単量体を、
アニオン重合により共重合させることにより得られる。
Aliphatic aldehyde monomers that do not contain silicon atoms,
It is obtained by copolymerization by anionic polymerization.

前記脂肪族アルデヒド単量体としては、一般式1? C
,IIOで示され、Rがシリコン原子を含有する。又は
含有I2ないアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アル
アルキル基又はハロゲン化アルアルキル基である脂肪族
アルデヒド類が挙げられる。上記のアルキル基、ハロゲ
ン化アルキル基、アルアルキル基及びハロゲン化アルア
ルキル基におけるアルキルの炭素数は1乃至8が好まし
い。
The aliphatic aldehyde monomer has general formula 1? C
, IIO, and R contains a silicon atom. Alternatively, aliphatic aldehydes which are an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aralkyl group, or a halogenated aralkyl group that do not contain I2 can be mentioned. The number of carbon atoms in the alkyl group in the above alkyl group, halogenated alkyl group, aralkyl group, and halogenated aralkyl group is preferably 1 to 8.

本発明の組成物の主成分の一つの含シリコンアルデヒド
系重合体をアニオン重合により得る際に用いる重合触媒
としては、ジメチルアルミニウム(ジフェニル)アミド
(C115)2−At−N(C6H5)2、ジエチルア
ルミニウム(シフ−ニル)アミド(C2H5) 2 A
L N (C6115) 2.エチルアルミニウムビス
(シフ−ニル)アミ)’ (C2H3) −At CM
(C6ns )2 )2− エチル亜鉛(ジフェニル)
アミド(C2H5) −Zn −N (C6H5)2.
 :cfルマグネシウム(ジフェニル)アミド(C2”
5 ) My #((:’6ils )2等が挙げられ
るが、これらに限定されるものでない。
The polymerization catalyst used when obtaining the silicon-containing aldehyde polymer, which is one of the main components of the composition of the present invention, by anionic polymerization includes dimethylaluminum(diphenyl)amide (C115)2-At-N(C6H5)2, diethyl Aluminum (sif-nyl)amide (C2H5) 2 A
L N (C6115) 2. Ethylaluminum bis(sif-nyl)ami)' (C2H3) -At CM
(C6ns)2)2-ethylzinc(diphenyl)
Amide (C2H5) -Zn -N (C6H5)2.
:cf magnesium (diphenyl)amide (C2”
5) My #((:'6ils)2), but is not limited thereto.

なお、触媒量には限定はないが、アルデヒド単量体混合
物に対し、0.1〜5モル係の割合で加えるのが適当で
ある。
Although there is no limit to the amount of the catalyst, it is appropriate to add the catalyst in a proportion of 0.1 to 5 moles relative to the aldehyde monomer mixture.

アニオン重合を行なうに当っては1重合媒体は必ずしも
用いる必要がないが、必要とする場合は、トルエンなど
の炭化水素又はエチルエーテル系の溶媒を使用するのが
よい。
When performing anionic polymerization, it is not necessary to use one polymerization medium, but if necessary, it is preferable to use a hydrocarbon such as toluene or an ethyl ether solvent.

また1M合はoloo:乃至−100℃の範囲の温度で
行なうことが出来るが1通常は一50℃乃至−80℃の
温度が好適である。
The 1M reaction can be carried out at a temperature in the range of 100°C to -100°C, but a temperature of 150°C to -80°C is usually suitable.

さらに11重合の雰囲気としては、窒素の如き不活性ガ
スで充分に器内の空気を置換して行なうのが良い。
Further, as for the atmosphere for polymerization No. 11, it is preferable to sufficiently replace the air in the vessel with an inert gas such as nitrogen.

なお1本発明の組成物の一つの主成分の含シリコンアル
デヒド系重合体の重合方法は伺等制限されるものでなく
、不活性な有機溶媒に溶解させた触媒上にアルデヒド単
量体混合物を仕込む方法、アルデヒド単量体自身若しく
はその溶液に触媒自身若しくはその溶液を加える方法等
のいずれの方法を採用しても何ら差しつかえない。
Note that the method for polymerizing the silicone-containing aldehyde polymer, which is one of the main components of the composition of the present invention, is not limited to the above. There is no problem in adopting any method such as charging the catalyst itself or adding the catalyst itself or its solution to the aldehyde monomer itself or its solution.

次に1本発明の組成物のもう一つの生成分のアルカリ可
溶性重合体について述べる。アリカリ可溶性重合体とし
ては、ノボラック樹脂(ここでは、ホルムアルデヒドと
石炭酸、クレゾール及びその他のアルキルフェノールの
縮合重合体を意味する。)、又はポリヒドロキシスチレ
ン樹脂等が挙げられる。ノボランク樹脂においては、ホ
モ縮合重合体又は共縮合体の形で用いることが可能であ
り、ポリヒドロキシスチレン樹脂においてもホモ重合体
又は共重合体の形で用いることが可能である。(以下、
ノボラック樹脂、ポリヒドロキシスチレン樹脂で包括す
る)。
Next, the alkali-soluble polymer, which is another product of the composition of the present invention, will be described. Examples of the alkali-soluble polymers include novolak resins (here, meaning condensation polymers of formaldehyde, carbolic acid, cresol, and other alkylphenols), polyhydroxystyrene resins, and the like. Novolank resins can be used in the form of homocondensation polymers or cocondensates, and polyhydroxystyrene resins can also be used in the form of homopolymers or copolymers. (below,
Novolak resin, polyhydroxystyrene resin).

これらは単独に用いることの他に1両者の混合物の形で
用いても差し支えない。
These may be used alone or in the form of a mixture of the two.

ノボラック樹脂及びポリヒドロキシスチレン樹脂は市販
品としてめることができる。例えば、ノボラック樹脂と
しては1石炭酸ノボラック樹脂、クレゾールノボラック
樹脂1石炭酸・クレゾールノボラック樹脂等がある。ポ
リヒドロキシスチレン樹脂としては、ポリバラビニルツ
ーノール樹脂、臭素化ポリバラビニルフーノール樹脂等
が昂げられる。これらのアルカリ可溶性重合体は、目的
に応じて1分子量、共縮合組成比、共重合組成比を任意
に変えることも可能である。レジスト材料として使用す
る場合。
Novolac resins and polyhydroxystyrene resins are commercially available. For example, the novolak resin includes a monocarboxylic acid novolac resin, a cresol novolak resin, a monocarboxylic acid/cresol novolak resin, and the like. Examples of the polyhydroxystyrene resin include polyvarabinyltunol resin, brominated polyvarvinylfunol resin, and the like. The molecular weight, cocondensation composition ratio, and copolymerization composition ratio of these alkali-soluble polymers can be arbitrarily changed depending on the purpose. When used as a resist material.

レジスト膜の成膜性、耐熱性等を考慮すると、数平均分
子量が500〜io、oooQものが望ましい。
Considering the film formability, heat resistance, etc. of the resist film, it is desirable that the number average molecular weight is 500 to io, oooQ.

本発明の組成物の主成分の含シリコンアルデヒド系重合
体とアルカリ可溶性重合体との配合割合は、含シリコン
アルデヒド系重合体1乃至99重量部に対して、アルカ
リ可溶性重合体99乃至1重量部の範囲内で用いること
が好ましく。
The blending ratio of the silicon-containing aldehyde-based polymer and the alkali-soluble polymer, which are the main components of the composition of the present invention, is 99 to 1 part by weight of the alkali-soluble polymer to 1 to 99 parts by weight of the silicon-containing aldehyde-based polymer. It is preferable to use it within the range of .

更に好ましくは、含シリコンアルデヒド系重合体5乃至
80重基部に対して、アルカリ可溶性重合体95乃至2
0重縫部の範囲内で用いることが望ましい。上記した範
囲外の組成物を使用した場合には、放射線感度、耐ドラ
イエツチング性等のレジスト特性が著しく悪化すること
が多く、実用に供し難い。
More preferably, the proportion of the alkali-soluble polymer is 95 to 2 to 5 to 80 bases of the silicon-containing aldehyde polymer.
It is desirable to use it within the range of 0-layer seams. When a composition outside the above range is used, resist properties such as radiation sensitivity and dry etching resistance often deteriorate significantly, making it difficult to put it into practical use.

次に本発明の組成物を半導体素子等のパターンを形成す
るために使用する場合の使用法について説明する。−例
をあげると1本発明の組成物をシクロヘキサノン等の有
機溶媒妊溶解させたものが使用され、通常はスピン塗布
法、浸漬塗布法によって素子基板に塗布される。
Next, a method of using the composition of the present invention to form a pattern of a semiconductor device or the like will be explained. - To give an example, the composition of the present invention dissolved in an organic solvent such as cyclohexanone is used, and is usually applied to an element substrate by a spin coating method or a dip coating method.

塗布後、適当な温度条件でプリベークした後・2、所望
のパターンに放射線を照射すると、被照射部分の含シリ
コンアルデヒド系重合体が連鎖的に崩壊して、飛散し、
被照射部分にはアルカリ可溶性重合体のみが残存し、未
照射部分では含シリコンアルデヒド系重合体がアルカリ
可溶性重合体のアルカリによる溶解を依然として禁止し
ているので、被照射部分と未照射部分との間に現像液(
アルカリ溶液)に対する溶解性の差異が生じ、パターン
形成が可能と1よる。
After coating and pre-baking under appropriate temperature conditions, 2. When the desired pattern is irradiated with radiation, the silicone aldehyde-containing polymer in the irradiated area breaks down in a chain manner and scatters.
In the irradiated area, only the alkali-soluble polymer remains, and in the unirradiated area, the silicone aldehyde-containing polymer still prohibits the alkali-soluble polymer from being dissolved by alkali, so the difference between the irradiated area and the unirradiated area is In between, there is a developer (
According to 1, there is a difference in solubility in alkaline solutions), and pattern formation is possible.

現像液のアルカリ溶液の例としては、テトラメチルアン
モニウムヒドロキシドで代表されろテトラアルキルアン
モニウムヒドロキシドの水溶液、第6りん酸ナトリウム
、水酸化ナトリウムなどで代表される無機アルカリの水
溶液などが挙げられるか、アルカリ性溶液であればよく
Examples of alkaline solutions for the developer include aqueous solutions of tetraalkylammonium hydroxides such as tetramethylammonium hydroxide, and aqueous solutions of inorganic alkalis such as hexasodium phosphate and sodium hydroxide. , an alkaline solution is sufficient.

上述の例示のものに限定されない。It is not limited to the above-mentioned examples.

現像は浸漬、スプレー現像などの方法によって行なうこ
とができる。また、少ない放射線照射量でレジストパタ
ーンを得るためには、放射線照射した後、現像を行なう
前に、100v前後の温度の熱処理を行なうことが効果
的である。
Development can be carried out by methods such as immersion and spray development. Furthermore, in order to obtain a resist pattern with a small amount of radiation irradiation, it is effective to perform heat treatment at a temperature of about 100 V after radiation irradiation and before development.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の組成物の主成分の含シリコンアルデヒド
系重合体の合成法並びにこのための触媒及び単尿体の合
成法の実施例、更に本発明の組成物の調製及び使用につ
いての実施例を順を追って説明する。
Examples of the method for synthesizing the silicon-containing aldehyde-based polymer, which is the main component of the composition of the present invention, and the method for synthesizing the catalyst and monourine therefor, as well as examples of the preparation and use of the composition of the present invention are given below. will be explained step by step.

実施例1 (含シリコンアルデヒド系重合体の重合触媒のジエチル
アルミニウム(ジフェニル)アミド。
Example 1 (Diethylaluminum (diphenyl)amide as a polymerization catalyst for a silicon-containing aldehyde polymer.

(C2115)2 At−N (C6t15)2 At
−N (cJ15)2の合成法。)攪拌器、#J下ロー
ト、三方コック及び温度計を(=t した200−の四
つロフラスコの内部を充分窒素で置換した後、これにト
ルエン55m1と、(C1l、C’112)、At 1
4.5 f (0,127mat ) ’&窒素気流下
で、三方コックを通して注射器を用いて導入する。
(C2115)2 At-N (C6t15)2 At
-N (cJ15)2 synthesis method. ) Stirrer, #J lower funnel, three-way cock, and thermometer (=t) After purging the inside of a 200-meter four-bottle flask with nitrogen, 55 ml of toluene, (C1l, C'112), At 1
4.5 f (0,127 mat)'& under a nitrogen stream, introduce using a syringe through a three-way stopcock.

しばらく攪拌して均一な溶液とした後、水冷下で、ジフ
ェニルアミン21.4 f (OA27mOL)を1−
ルエン40コに溶かした溶液を徐々に滴下する。
After stirring for a while to make a homogeneous solution, 21.4 f of diphenylamine (27 mOL of OA) was added to 1-
A solution of 40 g of luene is gradually added dropwise.

滴下終了後、反応物の温度を60℃に上げ、そのまま2
時間ゆるやかに攪拌して反応を完結させた。
After the dropwise addition was completed, the temperature of the reactant was raised to 60°C, and the temperature was continued for 2 hours.
The reaction was completed by stirring slowly for a while.

生成したジエチルアルミニウム(ジフェニル)アミド、
(C2H3)2At −N (CJI )2は、トルエ
ン溶液のまま三方コック付容器に、窒素気流下にて貯蔵
した。
The produced diethylaluminum (diphenyl)amide,
(C2H3)2At-N(CJI)2 was stored as a toluene solution in a container with a three-way cock under a nitrogen stream.

実施例2 (含シリコンアルテ【=ド単量体の実施例のβ−トリメ
チルシリルプロパナールの合成法。)攪拌器1滴下ロー
ト、温度計及び冷却管を付した500 mlの四つロフ
ラスコに、テトラヒドロフラン300rn1.、細かく
つぶしたリチウム3.045’(0,44mOL ) 
、及びトリメチルシリルクロライド54.25 f (
0,5mOL ) を入れ、液温を0υに保ちを約1時
間で滴下し、その後、室温で15時間攪拌を続けた。
Example 2 (Synthesis method of β-trimethylsilylpropanal as an example of silicon-containing arte monomer.) Tetrahydrofuran was added to a 500 ml four-bottle flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a thermometer, and a condenser tube. 300rn1. , finely crushed lithium 3.045' (0.44 mOL)
, and trimethylsilyl chloride 54.25 f (
0.5 mOL) was added dropwise over about 1 hour while keeping the liquid temperature at 0 υ, and then stirring was continued at room temperature for 15 hours.

反応後、リチウムとリチウムクロライドラ1別し、テト
ラヒドロフランと過剰のトリメチルシリルクロライドを
留去した後、減圧蒸留にて(C′n、 )、 5tcl
l、 cn =ctrost (cu、 )、 (沸点
11ooV30 mm llq )をイ(Iた。史に、
これを塩酸−アセトン中に室温で1時間放置して加水分
解し、減圧熱部にJ:すβ−トリメチルシリルプロパー
j−−fi、(m応+ ?SO℃/30間lf、!/)
を得た。
After the reaction, lithium and lithium chloride were separated, tetrahydrofuran and excess trimethylsilyl chloride were distilled off, and then distilled under reduced pressure (C'n, ), 5tcl.
l, cn = ctrost (cu, ), (boiling point 11ooV30 mm llq)
This was left in hydrochloric acid-acetone at room temperature for 1 hour to be hydrolyzed, and then transferred to a heated section under reduced pressure.
I got it.

実施例6〜4 (含シリコンアルデヒド系重合体の合成法。)重合は、
三方コック付重合管を用いて行なった。即ち、約100
−の容量のシリンダー状重合容器に窒素気流下で、第1
表に示す割合の含シリコンアルデヒドモノマー及びシリ
コンを含まないアルデヒドモノマー並びに溶媒としての
トk :L :/ ’I、(、三方コックを通して注射
器を用いて導入した。
Examples 6 to 4 (Synthesis method of silicon-containing aldehyde polymer.) Polymerization was carried out by
This was carried out using a polymerization tube with a three-way cock. That is, about 100
- in a cylindrical polymerization vessel with a capacity of - under nitrogen flow.
A silicon-containing aldehyde monomer and a silicon-free aldehyde monomer in the proportions shown in the table and Tk:L:/'I as a solvent were introduced using a syringe through a three-way stopcock.

モノマー溶液の入った上記容器を氷−水浴で0υに冷却
し、容器を激しく動かしながら、これに実施例1で得た
触媒(C2H3)2 AI−N (C6Hs )2をモ
ノマー5omotに対して1 mobになるように徐々
に滴下する。
The above container containing the monomer solution was cooled to 0υ in an ice-water bath, and while the container was being moved vigorously, the catalyst (C2H3)2 AI-N (C6Hs)2 obtained in Example 1 was added to the container at a rate of 1 to 5 omot of monomer. Drop it gradually so that it becomes a mob.

触媒を加えた後、容器をドライアイス・アセトン浴で一
78′cに冷却し、24時間靜装して重合させる。重合
後1重合混合物はアンモニア性メタノールで処理して触
媒を分解した後、メタノール中に1日間浸漬してからろ
別し、メタノールで数回洗浄して真空乾燥した。
After adding the catalyst, the vessel is cooled to -78'C in a dry ice/acetone bath and left undisturbed for 24 hours to allow polymerization. After Polymerization 1. The polymerization mixture was treated with ammoniacal methanol to decompose the catalyst, then immersed in methanol for 1 day, filtered, washed several times with methanol, and dried in vacuum.

なお、場合によっては、上記実施例とは逆に。Note that, depending on the case, this may be the opposite of the above embodiment.

先に重合容器に触媒溶液を導入し、これにモノマー溶液
を加えて重合を行なってもよい。
The catalyst solution may be introduced into the polymerization container first, and the monomer solution may be added thereto to carry out the polymerization.

このようにして合成した各種組成の共重体を第1表に示
す。なお、共重合体の組成比は元累分析によりめた。ま
た第1表におけるモノマーの略号TMSPA、 Ph1
)A及びBAは、それぞれβ−トリメチルシリルプロパ
ナール、β−フェニルプロパナール及びブタナールを示
す。
Table 1 shows copolymers of various compositions synthesized in this way. The composition ratio of the copolymer was determined by cumulative analysis. In addition, the monomer abbreviations in Table 1 are TMSPA, Ph1
) A and BA represent β-trimethylsilylpropanal, β-phenylpropanal and butanal, respectively.

第1表 実施例5 (本発明の組成物の調製及び使用について。)実施例3
でイ(すたβ−トリメチルシリルプロパナールとβ−フ
ェニルプロパナールとの共重合体2 、f(量6Bと、
ポリ p−ビニルツーノール樹脂(分子量約4000)
8重量部とを、シクロヘキザノンに溶解させ、1重量%
のレジスト溶液を作成した。
Table 1 Example 5 (For the preparation and use of the composition of the invention) Example 3
copolymer 2 of β-trimethylsilylpropanal and β-phenylpropanal, f (amount 6B,
Poly p-vinyltunol resin (molecular weight approx. 4000)
8 parts by weight were dissolved in cyclohexanone to give 1% by weight.
A resist solution was prepared.

つづいて、」二記レジストn液をシリコンウェハ上に塗
布し、 80υで20分間プリベークして15μm厚の
高分子被膜を形成させた。これを電子線照射装置内に入
れ、真空中加速電8E20KVの電子線によって部分的
に照射量の異なる照射を行なった。
Subsequently, the resist n solution described in "2" was applied onto a silicon wafer and prebaked at 80 υ for 20 minutes to form a 15 μm thick polymer film. This was placed in an electron beam irradiation device, and irradiation was performed with an electron beam of 8E20 KV accelerated in vacuum at different doses.

その後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの1重
量受水溶液で約30秒間現像し、水洗した。種々の異な
る照射量で照射した箇所について、薄膜段差針を用いて
残存高分子被膜の膜厚を測定し、残存膜厚(規格化)を
電子線照射量(クーロン/−)に対してプロットし、感
電子線特性を示す照射特性曲線をめた。
Thereafter, it was developed for about 30 seconds with a 1 weight aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and washed with water. For areas irradiated with various irradiation doses, the remaining polymer film thickness was measured using a thin film step needle, and the remaining film thickness (normalized) was plotted against the electron beam irradiation dose (coulombs/-). , an irradiation characteristic curve showing the electron beam sensitive characteristics was obtained.

これより残膜率が零となる最小照射量をめたところ、2
X10””’クーロン/−であり、極めて高感度なポジ
形レジストであることが確認された。例えば1代表的ポ
ジ形レジストであるポリメタクリル酸メチルの電子a感
度はI X 10=クーロン/cr/lであり、この本
発明の実施例のポジ形レジスト材料はポリメタクリル酸
メチルに比し、約2桁高い感度を示すことが確認された
From this, we determined the minimum irradiation dose at which the residual film rate would be zero, and found that it was 2.
It was confirmed that the resistance was X10""'coulombs/-, and that it was an extremely sensitive positive resist. For example, the electron a sensitivity of polymethyl methacrylate, which is a typical positive resist, is I x 10 = coulomb/cr/l, and the positive resist material of this embodiment of the present invention has a It was confirmed that the sensitivity was approximately two orders of magnitude higher.

次に、アルゴンのイオンミリングに対する耐性について
めたところ、600 V 、 0.5Aのイオンミリン
グ条件及び2、OX 10−”Jforrのガス圧の場
合に、このレジスト材料の膜減少速度は20 OA’/
minであった。
Next, we investigated the resistance to argon ion milling, and found that the film reduction rate of this resist material was 20 OA' under ion milling conditions of 600 V, 0.5 A, and a gas pressure of 2, OX 10-"Jforr. /
It was min.

一方、代表的なポジ形レジストであるポリメタクリル酸
メチルの膜減少速度ば500,4/mcnであり、この
レジスト材料はドライエツチングに対し−(高い耐性を
示すことが確認された。
On the other hand, the film reduction rate of polymethyl methacrylate, which is a typical positive resist, was 500.4/mcn, and it was confirmed that this resist material exhibits high resistance to dry etching.

実施例6〜11 (本発明の組成′吻の調製及び使用について。)実施例
6及び4で得たβ−トリメチルシリルプロパナールの共
重合体とアルカリ可溶性重合体とを、第2表で示す重量
割合でシクロヘキサンに溶解し、約1ル量チの本発明に
よるレジスト溶液を作成した。これをシリコンウェハ上
に塗布し、80tXで20分間、ブリヘークして約2μ
m厚の高分子被膜を形成させた。
Examples 6 to 11 (Regarding the preparation and use of the compositions of the present invention) The copolymers of β-trimethylsilylpropanal obtained in Examples 6 and 4 and the alkali-soluble polymers were mixed at the weights shown in Table 2. About 1 liter of a resist solution according to the present invention was prepared by dissolving in cyclohexane in the following proportions. Apply this on a silicon wafer and heat it at 80tX for 20 minutes to approximately 2μ
A polymer film with a thickness of m was formed.

次いで、加速電圧20KV o)電子線又は1o13V
の軟X線(Motα)を照射し、実施例5と同様にして
電子線感度又は軟X線感度をめた。併せて、アルゴンの
イオンミリングに対する耐性もめた。これらの結果をま
とめて第2表に示す。
Then, acceleration voltage 20KV o) Electron beam or 1o13V
soft X-rays (Motα) were irradiated, and the electron beam sensitivity or soft X-ray sensitivity was measured in the same manner as in Example 5. At the same time, we also investigated resistance to argon ion milling. These results are summarized in Table 2.

第2表から明らかなように、いずれの実施例によるレジ
スト材料も、放射線に対する感応性が高く、また、ドラ
イエツチングに対する耐性も高い。
As is clear from Table 2, the resist materials according to all examples have high sensitivity to radiation and high resistance to dry etching.

比較例 実施例4〜11と同様にして、ブチルアルデヒドとアセ
トアルデヒドの共重合体を、アルカリ可溶性重合体と混
合することを試みたが1両者を溶解させる溶媒を見い出
せず、実用に供し得なかった。
Comparative Example Similar to Examples 4 to 11, an attempt was made to mix a copolymer of butyraldehyde and acetaldehyde with an alkali-soluble polymer, but a solvent that could dissolve both was not found and it could not be put to practical use. .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明による放射線感応性樹脂組成物は、以上の如く構
成され、且つ使用され、優れた特性を示す。即ち、電子
線、X線、イオンビーム等の放射線に対して高感度であ
り、ドライエツチングに対する耐性が優れている。更に
1本発明による組成物は放射線照射により被照射部分が
アルカリ可溶となり、ポジ形のパターンを形成するので
、高解像度のパターンを形成するポジ形電子線レジスト
として優れた性能を有する。
The radiation-sensitive resin composition according to the present invention is constructed and used as described above, and exhibits excellent properties. That is, it is highly sensitive to radiation such as electron beams, X-rays, and ion beams, and has excellent resistance to dry etching. Furthermore, in the composition according to the present invention, the irradiated portion becomes alkali-soluble upon irradiation and forms a positive pattern, so it has excellent performance as a positive electron beam resist that forms a pattern with high resolution.

従って1本発明による組成物は、半導体素子。Therefore, one composition according to the present invention is suitable for use in semiconductor devices.

磁気バブルメモリ素子、集積回路等の電子部品を↓造す
るためのパターン形成に使用して、顕著な効果を挙げる
ことができる。
It can be used to form patterns for manufacturing electronic components such as magnetic bubble memory elements and integrated circuits, with remarkable effects.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、 含シリコンアルデヒド系重合体とアルカリ可溶性
重合体とを主成分として含有することを特徴とする放射
線感応性樹脂組成物。 2、 前記含シリコンアルデヒド系重合体が、シリコン
原子を少なくとも7個以上含有する脂肪族アルデヒド単
量体と、シリコン原子を含有しない脂肪族アルデヒド単
量体との共重合体である特許請求の範囲第1項の放射線
感応性樹脂組成物。 6 前記脂肪族アルデヒド単量体が一般弐R−〇HOで
示され、Rがシリコン原子を含有する。 又は含有しないアルキル基、ハロゲン化アルキル基、ア
ルアルキル基又はハロケア 化7 #アルキル基である
特許請求の範囲第2項の放射線感応性樹脂組成物。 4、 前記アルキル基、ハロゲン化アルキル基。 アルアルキル基及びハロゲン化アルアルキル基における
アルキルの炭素数が1乃至8である特許請求の範囲@3
項の放射線感応性樹脂組成物。 5、 前記アルカリ可溶性重合体がノボラック樹脂、若
しくはポリヒドロキシスチレンml、又は両者の混合物
である特許請求の範囲第1項の放射線感応性樹脂組成物
。 66 前記含シリコンアルデヒド系重合体とアルカリ可
溶性重合体の含有割合が1:99乃至99:1、好まし
くは5:95乃至80 : 20である特許請求の範囲
第1項の放射線感応性樹脂組成物。 Z 前記含シリコンアルデヒド系重合体が、β−トリメ
チルシリルプロパナールと脂肪族アルデヒド単量体との
共重合体である特許請求の範囲第4項の放射線感応性樹
脂組成物。
[Scope of Claims] 1. A radiation-sensitive resin composition comprising a silicone aldehyde-based polymer and an alkali-soluble polymer as main components. 2. Claims in which the silicon-containing aldehyde polymer is a copolymer of an aliphatic aldehyde monomer containing at least 7 silicon atoms and an aliphatic aldehyde monomer containing no silicon atoms. The radiation-sensitive resin composition of item 1. 6 The aliphatic aldehyde monomer is generally represented by 2R-〇HO, and R contains a silicon atom. The radiation-sensitive resin composition according to claim 2, which is an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aralkyl group, or a halokea chemical 7 #alkyl group. 4. The alkyl group and halogenated alkyl group. Claims @3 in which the alkyl in the aralkyl group and the halogenated aralkyl group has 1 to 8 carbon atoms.
2. Radiation-sensitive resin composition. 5. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the alkali-soluble polymer is a novolak resin, polyhydroxystyrene ml, or a mixture of both. 66. The radiation-sensitive resin composition according to claim 1, wherein the content ratio of the silicon-containing aldehyde polymer and the alkali-soluble polymer is 1:99 to 99:1, preferably 5:95 to 80:20. . Z. The radiation-sensitive resin composition according to claim 4, wherein the silicon-containing aldehyde-based polymer is a copolymer of β-trimethylsilylpropanal and an aliphatic aldehyde monomer.
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