JPS61105544A - パタン形成用材料及びパタン形成方法 - Google Patents
パタン形成用材料及びパタン形成方法Info
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- JPS61105544A JPS61105544A JP22598984A JP22598984A JPS61105544A JP S61105544 A JPS61105544 A JP S61105544A JP 22598984 A JP22598984 A JP 22598984A JP 22598984 A JP22598984 A JP 22598984A JP S61105544 A JPS61105544 A JP S61105544A
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- Japan
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-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03C—PHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
- G03C5/00—Photographic processes or agents therefor; Regeneration of such processing agents
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Silver Salt Photography Or Processing Solution Therefor (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は2層レジストの上層レジストとして使用しうる
バタン形成用材料及びバタン形成方法に関する。
バタン形成用材料及びバタン形成方法に関する。
従来、IJS工等の製造においては、被加工基板上に有
機高分子膜からなるレジスト膜を設け、これに紫外線、
X線、電子線又はイオンビーム等で所望のバタンを描画
露光し、次いで現像することにより被加工基板上にレジ
ストパタンを形成し、これをマスクとして基板を加工す
ることにより行われてきた。
機高分子膜からなるレジスト膜を設け、これに紫外線、
X線、電子線又はイオンビーム等で所望のバタンを描画
露光し、次いで現像することにより被加工基板上にレジ
ストパタンを形成し、これをマスクとして基板を加工す
ることにより行われてきた。
特に近年基板t−加工する際に加工精度の高いドライエ
ツチング法、例えば0IP4や004のような反応性ガ
スを用いる反応性イオンエツチング、あるいはアルゴン
のような不活性ガスを用いるスパッタエツチングが玉流
になってきている。
ツチング法、例えば0IP4や004のような反応性ガ
スを用いる反応性イオンエツチング、あるいはアルゴン
のような不活性ガスを用いるスパッタエツチングが玉流
になってきている。
このような基板加工法では、基板のエツチングと共にレ
ジストパタンを構成している有機高分子膜の分解を招く
ため、高精度の基板加工を行うには膜厚の大きいレジス
トバタンが必要となる。更に、配線の多層化、三次元ア
レイ構造の素子などを実現するために段差のある基板上
にレジストパタンを形成することが望まれている。
ジストパタンを構成している有機高分子膜の分解を招く
ため、高精度の基板加工を行うには膜厚の大きいレジス
トバタンが必要となる。更に、配線の多層化、三次元ア
レイ構造の素子などを実現するために段差のある基板上
にレジストパタンを形成することが望まれている。
したがって、段差をカバーするためにもレジスト膜を厚
くする必要がある。ところが、膜厚の大きいレジストで
バタンを形成する際には、現像時のレジストパタンの膨
潤、紫外線露光における定住波の発生、電子線又はX線
露光における二次電子によるバタンぼけ等の影響により
高い解像性のバタンを得ることは困難となる。
くする必要がある。ところが、膜厚の大きいレジストで
バタンを形成する際には、現像時のレジストパタンの膨
潤、紫外線露光における定住波の発生、電子線又はX線
露光における二次電子によるバタンぼけ等の影響により
高い解像性のバタンを得ることは困難となる。
この問題を解決するために、レジストを一膚ではなく多
層化することによシ膜厚が大きく、しかも微細な高形状
比バタンを形成する方法が提案されている。すなわち、
第1層目に有機高分子膜を厚く形成し、その上の第2層
に薄膜のレジスト膜ヲ形成したのち、第2層のレジスト
膜に電子線などの高エネルギーaを照射し現像後得られ
るバタン全マスクとして第1Ii!の有機高分子膜を異
方性エツチングすることにより高形状比のバタンを得よ
うというものである。
層化することによシ膜厚が大きく、しかも微細な高形状
比バタンを形成する方法が提案されている。すなわち、
第1層目に有機高分子膜を厚く形成し、その上の第2層
に薄膜のレジスト膜ヲ形成したのち、第2層のレジスト
膜に電子線などの高エネルギーaを照射し現像後得られ
るバタン全マスクとして第1Ii!の有機高分子膜を異
方性エツチングすることにより高形状比のバタンを得よ
うというものである。
しかし従来のレジストでは異方性エツチングに用いるプ
ラズマ耐性が低く第2層の有機高分子膜をエツチングす
る際のマスクとはならなかった。
ラズマ耐性が低く第2層の有機高分子膜をエツチングす
る際のマスクとはならなかった。
他方、ポリトリメチルシリルグロビンなどのシリコン含
有ポリアセチレン誘導体のレジストは酸素プラズマ耐性
に優れていることが矧られているが、フォトレジストと
しての感度が低い、塗膜強度が低いため現像時バタンは
く離を生ずるなどの問題点があった。
有ポリアセチレン誘導体のレジストは酸素プラズマ耐性
に優れていることが矧られているが、フォトレジストと
しての感度が低い、塗膜強度が低いため現像時バタンは
く離を生ずるなどの問題点があった。
本発明はこれらの欠点を解決するためになされたもので
あり、その目的は酸素グツズ、マ耐性の高いバタン形成
材料及びバタン形成方法を提供することにある。
あり、その目的は酸素グツズ、マ耐性の高いバタン形成
材料及びバタン形成方法を提供することにある。
本発明を概説すれば、本発明の第1の発明はバタン形成
用材料に関する発明であって、下記一般式■: 〔6式中R1は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香
族基、シリル基及び置換シリル基よりなる群から選択し
た1種を示し、R1は式+01(、+TX(式中x H
−oH,−cooH,−vH,、−au=aH,、る群
から選択した1aの基を示し、Xは0又は正の整数を示
すンで表わされる基を示し、m及びnは正の整数を示す
〕で表わされるポリアセチレン誘導体を包含することを
特徴とする。
用材料に関する発明であって、下記一般式■: 〔6式中R1は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香
族基、シリル基及び置換シリル基よりなる群から選択し
た1種を示し、R1は式+01(、+TX(式中x H
−oH,−cooH,−vH,、−au=aH,、る群
から選択した1aの基を示し、Xは0又は正の整数を示
すンで表わされる基を示し、m及びnは正の整数を示す
〕で表わされるポリアセチレン誘導体を包含することを
特徴とする。
そして、本発明の第2の発明はバタン形成方法に関する
発明であって、被加工基板上に、該基板のドライエツチ
ング加工に耐性を有する有機高分子膜を形成し、更にそ
の上に上層レジストの膜を形成してレジストの膜t−2
層構成とし、プリベータを行ってレジスト中に架橋を生
成さセ、ソの後、上層のレジストに遠紫外線で描画し、
次いで現像して上層にレジストパタン會形成し、その後
、該上層レジストバタンを保aマスクとして下層の有機
高分子膜を酸素プラズマエツチングして、被加工基板上
にレジストバタンを形成する方法において、該上層レジ
ストとして、上記一般式Iで表わされるポリアセチレン
誘導体を包含するバタン形成用材料を用いることを特徴
とする。
発明であって、被加工基板上に、該基板のドライエツチ
ング加工に耐性を有する有機高分子膜を形成し、更にそ
の上に上層レジストの膜を形成してレジストの膜t−2
層構成とし、プリベータを行ってレジスト中に架橋を生
成さセ、ソの後、上層のレジストに遠紫外線で描画し、
次いで現像して上層にレジストパタン會形成し、その後
、該上層レジストバタンを保aマスクとして下層の有機
高分子膜を酸素プラズマエツチングして、被加工基板上
にレジストバタンを形成する方法において、該上層レジ
ストとして、上記一般式Iで表わされるポリアセチレン
誘導体を包含するバタン形成用材料を用いることを特徴
とする。
一般式l中のアルキル基、アルケニル基、芳香族基、シ
リル基及び置換シリル基の例としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ビニル基、アリル基、フェニル基、
ナフチル基、メチルフェニル基、クロロフェニル基、り
目ロメテルフェニル基、トリメチルシリル基、ジメチル
エチルシリル基、ジエチルメチルシリル基、トリエチル
シリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジエチルフェニ
ルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリプロピル
シリル基、ジメチルクロロメチルシリル基、(トリメチ
ルシリル)メチルジメチルシリル基、(トリメテルシリ
ルンエチルジメチルシリル基などが挙げられる。また、
一般式1中のR,はグリベークによシ架橋を生じさせる
反応基を有する置換基を表わし、反man)は前記一般
式■のポリマーが架橋し、溶媒溶解性が変化する程度で
良く、具体的には−on 、 −000H(D ji1
合は導入率がcL05〜cL20場合架橋が充分でなく
、逆に高い場合長期保存安定性及び塗布性が悪くなる。
リル基及び置換シリル基の例としては、メチル基、エチ
ル基、プロピル基、ビニル基、アリル基、フェニル基、
ナフチル基、メチルフェニル基、クロロフェニル基、り
目ロメテルフェニル基、トリメチルシリル基、ジメチル
エチルシリル基、ジエチルメチルシリル基、トリエチル
シリル基、ジメチルフェニルシリル基、ジエチルフェニ
ルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、トリプロピル
シリル基、ジメチルクロロメチルシリル基、(トリメチ
ルシリル)メチルジメチルシリル基、(トリメテルシリ
ルンエチルジメチルシリル基などが挙げられる。また、
一般式1中のR,はグリベークによシ架橋を生じさせる
反応基を有する置換基を表わし、反man)は前記一般
式■のポリマーが架橋し、溶媒溶解性が変化する程度で
良く、具体的には−on 、 −000H(D ji1
合は導入率がcL05〜cL20場合架橋が充分でなく
、逆に高い場合長期保存安定性及び塗布性が悪くなる。
ラジカル開始剤あるいはオニウム塩など架橋促進剤を添
加する場合、導入率は低くても充分な架橋が得られるこ
とがある。
加する場合、導入率は低くても充分な架橋が得られるこ
とがある。
加えて、第2の発明において、上層レジストバタンを保
護マスクとして下層の有機高分子膜t−酸素プラズマで
エツチングする際、該上層レジストが酸素プラズマに対
し十分な耐性t″有する必要がある。この耐性は一般式
l中のシリコン含有社によシ決定され、好ましくFil
0重量%以上シリコンを含有していれば、一般式Iで
示されるレジストの酸素プラズマによるエツチング速度
は下層に用いられる有機高分子膜のそれと比較して無視
できる程度となる。
護マスクとして下層の有機高分子膜t−酸素プラズマで
エツチングする際、該上層レジストが酸素プラズマに対
し十分な耐性t″有する必要がある。この耐性は一般式
l中のシリコン含有社によシ決定され、好ましくFil
0重量%以上シリコンを含有していれば、一般式Iで
示されるレジストの酸素プラズマによるエツチング速度
は下層に用いられる有機高分子膜のそれと比較して無視
できる程度となる。
当該材料の製造方法としては、まずR,Oミ08t(O
Hs)s l: ”ロゲン化タングステン、ハロゲン化
ニオブ、ハロゲン化タンタルなどを触媒としてイオン重
合しポリアセチレン誘導体を得、次にそのポリマーに各
種反応基を有する置換基を導入することより得られる。
Hs)s l: ”ロゲン化タングステン、ハロゲン化
ニオブ、ハロゲン化タンタルなどを触媒としてイオン重
合しポリアセチレン誘導体を得、次にそのポリマーに各
種反応基を有する置換基を導入することより得られる。
本発明の重要な点はシリコンを含有するポリアセチレン
誘導体に架橋を生じさせ反応基を導入することにある。
誘導体に架橋を生じさせ反応基を導入することにある。
またグリベークで架橋させることによシ、溶媒溶解性が
低下するため〜現像時に強浴媒が使用できるようになり
、感度が良くなることを見出した点にらる。加えて、こ
の架橋によりレジストバタンが強じんになり、ピンホー
ルの発生やはく離、更にはレジストの収縮や膨潤を抑え
、より精度の高いバタンか形成できることを見出した点
にある。
低下するため〜現像時に強浴媒が使用できるようになり
、感度が良くなることを見出した点にらる。加えて、こ
の架橋によりレジストバタンが強じんになり、ピンホー
ルの発生やはく離、更にはレジストの収縮や膨潤を抑え
、より精度の高いバタンか形成できることを見出した点
にある。
以下、本発明におけるバタン形成用材料の製造例を示す
。
。
製造例1
1−トリメチルシリル−1−プロピン112ftlルエ
ン1tに溶解させ5塩化タンタル8Vを添加し80Cで
24時間反応させた。反応液をメタノール中に注ぎ白色
のポリマーを得た。
ン1tに溶解させ5塩化タンタル8Vを添加し80Cで
24時間反応させた。反応液をメタノール中に注ぎ白色
のポリマーを得た。
白色ポリマー20fSN−ブ日モコハク酸イミド40f
1過酸化ベンゾイル1fを500Wtの四塩化炭素に溶
解し、1時間速波する。コハク酸イミドt−r別してメ
タノールに注ぎブロム化ポリマーを得た。ブロム化ポリ
マーはエーテル中にて金属リチウムと反応させリチウム
化ポリマーとし、更にエピクロロヒドリンと反応させる
ことによシ、グリシジル化ポリアセチレン誘導体を得た
。グリシジル基の導入率はα09でちった。
1過酸化ベンゾイル1fを500Wtの四塩化炭素に溶
解し、1時間速波する。コハク酸イミドt−r別してメ
タノールに注ぎブロム化ポリマーを得た。ブロム化ポリ
マーはエーテル中にて金属リチウムと反応させリチウム
化ポリマーとし、更にエピクロロヒドリンと反応させる
ことによシ、グリシジル化ポリアセチレン誘導体を得た
。グリシジル基の導入率はα09でちった。
製造例2〜6
製造例1におけるエピクロロヒドリンに代えて、クロロ
酢酸(製造例2)、塩化アリル(製造例5)%P−クロ
ロメチルフェノール(製造例a)Sp−りaロメチル安
息香酸(製造例5)、p−り四ロメチルスチレン<m造
例6)を用いて変性し九ポリアセチレン誘導体を得た。
酢酸(製造例2)、塩化アリル(製造例5)%P−クロ
ロメチルフェノール(製造例a)Sp−りaロメチル安
息香酸(製造例5)、p−り四ロメチルスチレン<m造
例6)を用いて変性し九ポリアセチレン誘導体を得た。
製造例7
製造例1のリチウム化ポリマーt−加水分解することに
より、ヒドロキシ基t−有するポリアセチレン誘導体金
得た。
より、ヒドロキシ基t−有するポリアセチレン誘導体金
得た。
以下、本発明を実施例によ)更に具体的に説明するが、
本発明はこれら実施例に限定されない。
本発明はこれら実施例に限定されない。
実施例1
製造例1によシ得られたポリマー1fQメチルイソブチ
ルケトン10G艷に溶解し、シリコンウェハに約[12
μmの厚さで塗布し100Cで50分間−気流中プリベ
ークし九。次に該ウェハにマスクを重ね1 kWf)
X・−Htランプを用いて遠紫外線を照射し、キシレノ
とイングロビルアルコール2:1の混合溶媒で現像した
ところ、照射部のポリマーのみが溶解し、ポジ形のバタ
ンか形成できた。
ルケトン10G艷に溶解し、シリコンウェハに約[12
μmの厚さで塗布し100Cで50分間−気流中プリベ
ークし九。次に該ウェハにマスクを重ね1 kWf)
X・−Htランプを用いて遠紫外線を照射し、キシレノ
とイングロビルアルコール2:1の混合溶媒で現像した
ところ、照射部のポリマーのみが溶解し、ポジ形のバタ
ンか形成できた。
残膜率がOとなる遠紫外線感度は150 ml/crn
”であり実用上十分利用可能な感度である。
”であり実用上十分利用可能な感度である。
感度曲線における傾きはr値とばれ、解像性の目安とな
る。この場合r値は&5となり十分高い解像性が期待で
きる。
る。この場合r値は&5となり十分高い解像性が期待で
きる。
更に、平行平板型反応性イオンエツチング装置で酸素ガ
スを用いてエツチングを行った(印加パワー10W1エ
ツチング電内圧10ミリトル)。このエツチング条件で
は該ポリマーのエツチング速度は5nm/分以下、AZ
レジスト(シブレイ社製)のエツチング速度は120C
m 7分であった。
スを用いてエツチングを行った(印加パワー10W1エ
ツチング電内圧10ミリトル)。このエツチング条件で
は該ポリマーのエツチング速度は5nm/分以下、AZ
レジスト(シブレイ社製)のエツチング速度は120C
m 7分であった。
実施例2及び比較例1
製造例2〜7で得られたポリマーをそれぞれ実施例1の
方法で遠紫外線感度、r値、酸素ガスによるエツチング
速度を測定したところ表1のようになった。比較例1は
架橋を生じさせる反応基をもたない未変性ポリアセチレ
ン誘導体であるが、変性ポリマーと比較して、感度が2
倍以上低い。
方法で遠紫外線感度、r値、酸素ガスによるエツチング
速度を測定したところ表1のようになった。比較例1は
架橋を生じさせる反応基をもたない未変性ポリアセチレ
ン誘導体であるが、変性ポリマーと比較して、感度が2
倍以上低い。
表 1
実施例3
シリコンクエバにA21550レジストt−2μmの厚
さに塗布し、zoocで30分間グリベークした。この
AZレジスト上に実施例1で用いたレジストを塗布し、
100℃で50分間プリベークした。その後り3ムマス
ク七密着させxe−Hgランプで150 mJ/cw?
露光しキシレン/イソプロビルアルコール士2/1の現
像液テ現像した。その結果AZレジスト上に1μmライ
ン&スペースのバタンか形成できた。できたバタンをマ
スクとして酸素ガスによる反応性イオンエツチングを行
い、バタンに覆われていない部分のAZレジストを除去
し、1μmライン&スペースで厚さが2.1μmのバタ
ンか形成できた。
さに塗布し、zoocで30分間グリベークした。この
AZレジスト上に実施例1で用いたレジストを塗布し、
100℃で50分間プリベークした。その後り3ムマス
ク七密着させxe−Hgランプで150 mJ/cw?
露光しキシレン/イソプロビルアルコール士2/1の現
像液テ現像した。その結果AZレジスト上に1μmライ
ン&スペースのバタンか形成できた。できたバタンをマ
スクとして酸素ガスによる反応性イオンエツチングを行
い、バタンに覆われていない部分のAZレジストを除去
し、1μmライン&スペースで厚さが2.1μmのバタ
ンか形成できた。
以上説明したように本発明で得られたポリマーは遠紫外
線に対してポジ形の感度特at示し、しかも解像性が高
い。また、架橋を生じさせる反応基全音するため、グリ
ベークによりポリマーに架橋ができる。架橋によシ浴解
性が低下するため、強溶媒での現像が可能となり高感度
となる。また、被膜が強じんとなり、はく離やピンホー
ルの発生も抑えられる。更に、シリコンを含有するため
酸素プラズマ耐性が高くシたがって下層に厚い有機高分
子膜t−有する21[相]レジストとして使用できる。
線に対してポジ形の感度特at示し、しかも解像性が高
い。また、架橋を生じさせる反応基全音するため、グリ
ベークによりポリマーに架橋ができる。架橋によシ浴解
性が低下するため、強溶媒での現像が可能となり高感度
となる。また、被膜が強じんとなり、はく離やピンホー
ルの発生も抑えられる。更に、シリコンを含有するため
酸素プラズマ耐性が高くシたがって下層に厚い有機高分
子膜t−有する21[相]レジストとして使用できる。
2鳴レジストとして使用した場合、段差を有する基板上
に著しく形状比の高い微細バタン全形成することができ
る。
に著しく形状比の高い微細バタン全形成することができ
る。
以上のことは半導体素子等の製造に大きな効果がみられ
る。
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、下記一般式 I : ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) 〔式中R_1は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香
族基、シリル基及び置換シリル基よりなる群から選択し
た1種を示し、R_2は式 ▲数式、化学式、表等があります▼(式中Xは−OH、
−COOH、▲数式、化学式、表等があります▼、−C
H=CH_2、▲数式、化学式、表等があります▼、▲
数式、化学式、表等があります▼、及び ▲数式、化学式、表等があります▼よりなる群から選択
した1種の 基を示し、Xは0又は正の整数を示す)で表わされる基
を示し、m及びnは正の整数を示す〕で表わされるポリ
アセチレン誘導体を包含することを特徴とするパタン形
成用材料。 2、被加工基板上に、該基板のドライエッチング加工に
耐性を有する有機高分子膜を形成し、更にその上に上層
レジストの膜を形成してレジストの膜を2層構成とし、
ブリペークを行つてレジスト中に架橋を生成させ、その
後、上層のレジストに遠紫外線で描画し、次いで現像し
て上層にレジストパタンを形成し、その後、該上層レジ
ストパタンを保護マスクとして下層の有機高分子膜を酸
素プラズマエッチングして、被加工基板上にレジストパ
タンを形成する方法において、該上層レジストとして、
下記一般式 I : ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) 〔式中R_1は水素、アルキル基、アルケニル基、芳香
族基、シリル基及び置換シリル基よりなる群から選択し
た1種を示し、R_2は式▲数式、化学式、表等があり
ます▼(式中Xは−OH、−COOH、▲数式、化学式
、表等があります▼、−CH=CH_2、▲数式、化学
式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
す▼、及び▲数式、化学式、表等があります▼より なる群から選択した1種の基を示し、Xは0又は正の整
数を示す)で表わされる基を示し、m及びnは正の整数
を示す〕で表わされるポリアセチレン誘導体を包含する
パタン形成用材料を用いることを特徴とするパタン形成
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22598984A JPS61105544A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | パタン形成用材料及びパタン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22598984A JPS61105544A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | パタン形成用材料及びパタン形成方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61105544A true JPS61105544A (ja) | 1986-05-23 |
Family
ID=16838049
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22598984A Pending JPS61105544A (ja) | 1984-10-29 | 1984-10-29 | パタン形成用材料及びパタン形成方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61105544A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01169448A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Fujitsu Ltd | 二層構造電子線レジスト用下層レジスト |
US4863834A (en) * | 1987-07-31 | 1989-09-05 | Bell Communications Research, Inc. | Silicon-containing polymers as resists |
-
1984
- 1984-10-29 JP JP22598984A patent/JPS61105544A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4863834A (en) * | 1987-07-31 | 1989-09-05 | Bell Communications Research, Inc. | Silicon-containing polymers as resists |
JPH01169448A (ja) * | 1987-12-24 | 1989-07-04 | Fujitsu Ltd | 二層構造電子線レジスト用下層レジスト |
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