JPS61260238A - Photosensitive composition - Google Patents

Photosensitive composition

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Publication number
JPS61260238A
JPS61260238A JP10304385A JP10304385A JPS61260238A JP S61260238 A JPS61260238 A JP S61260238A JP 10304385 A JP10304385 A JP 10304385A JP 10304385 A JP10304385 A JP 10304385A JP S61260238 A JPS61260238 A JP S61260238A
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JP
Japan
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polymer
photosensitive composition
pattern
siloxane
aqueous solution
Prior art date
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Pending
Application number
JP10304385A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsunori Tsuchiya
勝則 土屋
Shunichiro Uchimura
内村 俊一郎
Shigeru Koibuchi
滋 鯉渕
Asao Isobe
磯部 麻郎
Daisuke Makino
大輔 牧野
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Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPS61260238A publication Critical patent/JPS61260238A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent effect of light reflected from a support and swelling of a photohardened product due to a developing soln., and to enhance resolution, dry etching and heat resistances by incorporating a polymer soluble in an aq. alkaline soln., a siloxane ladder polymer, and an aromatic azido compound. CONSTITUTION:The photosensitive compsn. contains a polymer soluble in an aq. alkaline soln., such as a novolak resin, a hydroxystyrene polymer, or poly(meth)acrylic acid, in the form of a homocondensate, cocondensate, homopolymer, or copolymer; a siloxane ladder polymer; and an aromatic azido compound, thus permitting the obtained photosensitive compsn. to be unaffected by the light reflected from the support, to be formed into a rectangular micropattern because this photohardened product is not swelled with a developing soln., and to be subjected to dry etching treatment after formation of the pattern, without trouble, such as exhaustion of a resist before completion of perfect etching of the layer to be treated, or thinning of pattern width, and to resist heat treatment even >=150 deg.C.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、感光性組成物に関し、更に詳しくは半導体素
子製作に適し、高ドライエツチング耐性および高耐熱性
を有する感光性組成物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a photosensitive composition, and more particularly to a photosensitive composition suitable for manufacturing semiconductor devices and having high dry etching resistance and high heat resistance.

(従来の技術) IC1ISI等の半導体素子の性能を向上させるには、
その加工の微細度を向上させることが必要であり、この
ためドライエツチング加工が用いられている。このドラ
イエツチング加工に用いられる感光性レジストには特に
高いドライエツチング耐性および耐熱性が要求されてい
る。
(Prior art) In order to improve the performance of semiconductor devices such as IC1ISI,
It is necessary to improve the fineness of the processing, and for this purpose dry etching processing is used. The photosensitive resist used in this dry etching process is required to have particularly high dry etching resistance and heat resistance.

半導体素子製作用に最も多く用いられている感光性レジ
ストは、アルカリ可溶性フェノール樹脂に感光性成分と
してナフトキノンジアジド誘導体を混合したポジ型ホト
レジストおよび環化ゴムに感光性成分として芳香族ビス
アジドを混合したネガ型ホトレジストである。
The most commonly used photoresists for manufacturing semiconductor devices are positive photoresists, which are made by mixing alkali-soluble phenolic resin with a naphthoquinonediazide derivative as a photosensitive component, and negative photoresists, which are made by mixing cyclized rubber with aromatic bisazide as a photosensitive component. type photoresist.

しかしながら、ドライエッチラグによりAllAIl合
金、SiO□、ポリイミド樹脂等の半導体材料を微細加
工するに際しては、これらの従来のレジストでは被加工
層を、完全に再ツチングする前にレジストがなくなった
り、パターン幅が細ったり、パターンの周辺が虫くい状
態になったりするという問題があった。
However, when performing microfabrication of semiconductor materials such as AllAlIl alloy, SiO There were problems in that the pattern became thin and the area around the pattern became hollow.

これらの問題点を解決するために、種々のシリコン系レ
ジストが提案されている(例えばジャパニーズ・ジャー
ナル・オブ・アプライド・フイジフクス(Japane
se  Journal  。
To solve these problems, various silicon-based resists have been proposed (for example, Japanese Journal of Applied Physics).
se Journal.

f  Applied  physics)、22巻(
10)、659頁(1983)、ジャーナル・オブ・ザ
・エレクトロケミカル・ソサイエテイ (Journa
l  of  the  electr。
f Applied physics), Volume 22 (
10), p. 659 (1983), Journal of the Electrochemical Society (Journa
l of the electr.

chemical  5ociety)、130巻。Chemical 5ociety), 130 volumes.

1962〜1964頁(1983)、特開昭57−16
8247号公報、特開昭57−168246号公報)。
1962-1964 pages (1983), JP-A-57-16
No. 8247, Japanese Unexamined Patent Publication No. 168246/1982).

しかしながら、これらのシリコン系レジストはいずれも
、電子線、X線、イオンビーム等を用いるリソグラフィ
用のレジスト材料であり、汎用の紫外線を用いるリソグ
ラフィには通用できないものであった。
However, all of these silicon-based resists are resist materials for lithography using electron beams, X-rays, ion beams, etc., and cannot be used in general-purpose lithography using ultraviolet rays.

紫外線で感光するシリコン系レジストとしては、ポリラ
ダーシロキサyと芳香族アジド化合物とを含んでいる感
光性組成物が提案されているが(特開昭58−9665
4号)、これはパターン形成の際、クランクを生じ易い
という欠点がある。
As a silicon-based resist sensitive to ultraviolet rays, a photosensitive composition containing polyladder siloxane y and an aromatic azide compound has been proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 58-9665).
No. 4), this has the disadvantage that cranks are likely to occur during pattern formation.

更にアルカリ水溶液可溶性高分子を用いたポジ型レジス
トに、ポリラダーシロキサンを加えた耐ドライエツチン
グ性の優れたレジストも知られている(ポリマー・エン
ジニアリング・アンド・サイエンス(Ponymer 
 Enginee’ring  and  5cien
ce)Volt、20゜1087頁(1980))。
Furthermore, a resist with excellent dry etching resistance is also known, which is made by adding polyladder siloxane to a positive resist using an alkaline aqueous solution-soluble polymer (Polymer Engineering and Science).
Engineer'ring and 5cien
ce) Volt, 20° 1087 pages (1980)).

しかしながら、このレジストも光の透過率が大きいため
、基板からの反射光の影響を受は易く、パターン幅が細
ったり、パターンが矩形になりに<<、エツチングした
際に被加工層のパターンサイズが所定のサイズより細く
なることが多いという欠点がある。
However, since this resist also has a high light transmittance, it is easily affected by reflected light from the substrate, resulting in the pattern width becoming narrow or rectangular, and the pattern size of the processed layer being etched. It has the disadvantage that it is often thinner than the predetermined size.

(発明が解決しようとする問題点) 本発明の目的は、前記従来技術の欠点を除去して、基板
からの反射光の影響を受けず、光硬化物が現像液に対し
て非膨潤であるため高解像度が得られ、しかもドライエ
ツチング耐性および耐熱性に優れた感光性組成物を提供
することにある。
(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to eliminate the drawbacks of the prior art, so that the photocured material is not affected by reflected light from the substrate and does not swell with the developer. Therefore, it is an object of the present invention to provide a photosensitive composition that provides high resolution and has excellent dry etching resistance and heat resistance.

(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、種々研究の結果、アルカリ水溶液可溶性
高分子、ポリラダーシロキサンおよび芳香族アジド化合
物を組合わせた感光性組成物が前記目的を達成すること
を見出して本発明に到達した。
(Means for Solving the Problems) As a result of various studies, the present inventors have found that a photosensitive composition combining an alkaline aqueous solution soluble polymer, a polyladder siloxane, and an aromatic azide compound achieves the above object. They discovered this and arrived at the present invention.

本発明は、アルカリ水溶液可溶性高分子、ポリラダーシ
ロキサンおよび芳香族アジド化合物を含有してなる感光
性組成物に関する。
The present invention relates to a photosensitive composition containing an alkaline aqueous solution-soluble polymer, a polyladder siloxane, and an aromatic azide compound.

本発明の感光性組成物に用いられるアルカリ水溶液可溶
性高分子とは、本発明において感光性化合物として用い
られる芳香族アジド化合物により、光化学的に硬化し、
アルカリ水溶液に不溶化し得る化合物であり、水酸基ま
たはカルボキシル基を有する化合物である。アルカリ水
溶液可溶性高分子として、例えばノボラック樹脂、ヒド
ロキシスチレン重合体、アクリル酸またはメタアクリル
酸の重合体等が挙げられ、これらはホモ縮合体または共
縮合体、ホモ重合体または共重合体の形で用いられる。
The alkaline aqueous solution-soluble polymer used in the photosensitive composition of the present invention is photochemically cured with an aromatic azide compound used as a photosensitive compound in the present invention,
It is a compound that can be insolubilized in an aqueous alkaline solution and has a hydroxyl group or a carboxyl group. Examples of alkaline aqueous solution-soluble polymers include novolac resins, hydroxystyrene polymers, acrylic acid or methacrylic acid polymers, etc., which may be used in the form of homocondensates, cocondensates, homopolymers or copolymers. used.

またこれらは単独で、または2種以上混合して用いられ
る。
Further, these may be used alone or in a mixture of two or more.

アルカリ水溶液可溶性高分子は、ノボラック樹脂、ヒド
ロキシスチレン重合体またはアクリル酸もしくはメタア
クリル酸の重合体、またはこれらの2種以上の組合せと
することが好ましい。
The alkaline aqueous solution-soluble polymer is preferably a novolak resin, a hydroxystyrene polymer, a polymer of acrylic acid or methacrylic acid, or a combination of two or more thereof.

これらの重合体は市販品として入手することもできる0
例えばノボラック樹脂としては、フェノール・ノボラッ
ク樹脂、クレゾール・ノボラック樹脂、フェノール・ク
レゾールノボラック樹脂等がある。またヒドロキシスチ
レン重合体としては、ポリ (P−ビニルフェノール)
、ポリ (p−ビニルフェノール)の臭素化物等がある
。アクリル酸またはメタアクリル酸の重合体としては、
アクリル酸またはメタアクリル酸ポリマー、アクリル酸
またはメタアクリル酸とアクリル酸エステルまたはメタ
アクリル酸エステルとの共重合体、アクリル酸またはメ
タアクリル酸とスチレンとの共重合体等がある。
These polymers are also available commercially.
For example, novolak resins include phenol novolak resin, cresol novolak resin, phenol cresol novolak resin, and the like. In addition, as a hydroxystyrene polymer, poly(P-vinylphenol)
, brominated poly(p-vinylphenol), etc. As a polymer of acrylic acid or methacrylic acid,
Examples include acrylic acid or methacrylic acid polymers, copolymers of acrylic acid or methacrylic acid and acrylic esters or methacrylic esters, copolymers of acrylic acid or methacrylic acid and styrene, and the like.

本発明に用いられるアルカリ水溶液可溶性高分子は、脱
溶剤後ホトレジストとして使用する温度、例えば10〜
100℃において成膜できることが必要であり、そのた
めにはその数平均分子量は500以上が好ましい。更に
感光性組成物としての耐熱性を考慮すると、アルカリ水
溶液可溶性高分子の数平均分子量は1000以上が好ま
しい・本発明に用いられるポリラダーシロキサンは公知
の化合物であり(特公昭40−15989号公報・U、
S、P、3017386号等)、例えば式CI)で表わ
される化合物が挙げられる。
The alkaline aqueous solution-soluble polymer used in the present invention is heated at a temperature of 10 to
It is necessary to be able to form a film at 100°C, and for this purpose, the number average molecular weight is preferably 500 or more. Furthermore, considering the heat resistance as a photosensitive composition, the number average molecular weight of the alkaline aqueous solution-soluble polymer is preferably 1000 or more. The polyladder siloxane used in the present invention is a known compound (Japanese Patent Publication No. 40-15989)・U,
S, P, 3017386, etc.), for example, a compound represented by formula CI).

(式中R1およびR2は置換されていてもよい脂肪族ま
たは芳香族の炭化水素残基を意味し、nは正の整数を意
味する) 式(I)中R1およびR2としては、例えばメチル基、
エチル基、プロピル基等のアルキル基などの脂肪族炭化
水素残基、フェニル基、置換フェニル基等の芳香族炭化
水素残基、これらのハロゲン置換体などが挙げられるが
、光反応後の耐熱性を高めるためには芳香族炭化水素残
基であることが好ましい。
(In the formula, R1 and R2 mean an optionally substituted aliphatic or aromatic hydrocarbon residue, and n means a positive integer.) In the formula (I), R1 and R2 are, for example, a methyl group. ,
Examples include aliphatic hydrocarbon residues such as alkyl groups such as ethyl groups and propyl groups, aromatic hydrocarbon residues such as phenyl groups and substituted phenyl groups, and halogen-substituted products of these, but the heat resistance after photoreaction An aromatic hydrocarbon residue is preferable in order to increase the

また前記式(I)においてnは正の整数であるが、通常
は50より大きい整数が好ましい。
Further, in the above formula (I), n is a positive integer, but an integer larger than 50 is usually preferable.

本発明の感光性組成物に、感光性化合物として用いられ
る芳香族アジド化合物は、光照射により活性種ナイトレ
ンを生成し、この活性種は二量化、二重結合への付加、
水素引抜き反応などを起こし、本発明の感光性組成物を
塗布して得られる塗膜の光照射部と光非照射部との間に
現像液に対する溶解性の差をもたらし、パターンを形成
させる。
The aromatic azide compound used as a photosensitive compound in the photosensitive composition of the present invention generates an active species nitrene upon irradiation with light, and this active species undergoes dimerization, addition to double bonds,
A hydrogen abstraction reaction or the like is caused to cause a difference in solubility in a developer between the light-irradiated area and the non-light-irradiated area of the coating film obtained by applying the photosensitive composition of the present invention, thereby forming a pattern.

本発明に用いられる芳香族アジド化合物としては、例え
ば式(n)、(III)または(IV)で表わされる化
合物が挙げられる。
Examples of the aromatic azide compound used in the present invention include compounds represented by formula (n), (III) or (IV).

たはS2、XはHまたはN3、zはXがHのときN3を
、またXがN3のときHまたはCItを意味する) キシアルキル基またはアミノアルキル基を意味する) す (式中nは6より小さい正の整数を意味する)式(II
)で表わされる芳香族アジド化合物としては、例えば4
,4w−ジアジドフェニルスルフィド、4.4″−ジア
ジドフェニルスルホン、3゜31−ジアジドフェニルス
ルホン、4.4”−ジアジドジフェニルメタン、3.3
′−ジクロロ一番、4′−ジアジドジフェニルメタン、
4.41−ジアジドフェニルエーテル、4,4t−ジア
ジドフェニルジスルフィ)’、4.4”−ジアジトビベ
ンジル等が挙げられる。
or S2; (meaning a positive integer smaller than) formula (II
), for example, 4
, 4w-diazidophenyl sulfide, 4.4''-diazidophenyl sulfone, 3゜31-diazidophenyl sulfone, 4.4''-diazidiphenylmethane, 3.3
'-dichloro-ichiban, 4'-diazidiphenylmethane,
Examples thereof include 4,41-diazidophenyl ether, 4,4t-diazidophenyldisulphy)', and 4.4''-diazitobibenzyl.

前記式帽)中R3はメチル基、エチル基等の好ましくは
炭素数5以下のアルキル基、メトキシ基、エトキシ基等
の好ましくは炭素数5以下のアルコキシ基、−CH2C
H20H等の好ましくは炭素数5以下のヒドロキシアル
キル基、アミノアルキル基好ましくはアルキル基の炭素
数が5以下のアミノアルキル基を意味する。
R3 in the above formula) is an alkyl group preferably having 5 or less carbon atoms such as a methyl group or an ethyl group, an alkoxy group preferably having 5 or less carbon atoms such as a methoxy group or an ethoxy group, -CH2C
It means a hydroxyalkyl group preferably having 5 or less carbon atoms, such as H20H, or an aminoalkyl group, preferably an aminoalkyl group whose alkyl group has 5 or less carbon atoms.

式(III)で表わされる芳香族アジド化合物としては
、例えば4′−アジドベンザル−4−メチルアセトフェ
ノン、3″−アジドベンザル−4−ヒドロキシアセトフ
ェノン、41−アジドベンザル−3−エトキシアセトフ
ェノン、41−アジドベンザル−4−エトキシアセトフ
ェノン、31−アジドベンザル−4−(N、N−ジメチ
ルアミノ)エチルアセトフェノン 4 t−アジドベン
ザル−2−メトキシアセトフェノン、41−アジドベン
ザル−2−エトキシアセトフェノン等が挙げられる。
Examples of the aromatic azide compound represented by formula (III) include 4'-azidobenzal-4-methylacetophenone, 3''-azidobenzal-4-hydroxyacetophenone, 41-azidobenzal-3-ethoxyacetophenone, 41-azidobenzal-4- Ethoxyacetophenone, 31-azidobenzal-4-(N,N-dimethylamino)ethyl acetophenone, 4t-azidobenzal-2-methoxyacetophenone, 41-azidobenzal-2-ethoxyacetophenone, and the like.

式(IV)で表わされる芳香族アジド化合物としては、
3−(4”−アジドスチリル)−5,5−ジメチル−2
−シクロヘキセン−1−オン、3−(4″−アジドフェ
ニル−1’、3’−ブタジェニル)−5,5−ジメチル
−2−シクロヘキセン−1−オン等が挙げられる。
As the aromatic azide compound represented by formula (IV),
3-(4”-azidostyryl)-5,5-dimethyl-2
-cyclohexen-1-one, 3-(4''-azidophenyl-1', 3'-butadienyl)-5,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-one, and the like.

本発明の感光性組成物はアルカリ水溶液可溶性高分子、
ポリラダーシロキサンおよび芳香族アジド化合物を、適
当な有機溶媒を用いて、適当な配合割合で混合して溶液
状態として使用される。
The photosensitive composition of the present invention comprises an alkaline aqueous solution-soluble polymer,
A polyladder siloxane and an aromatic azide compound are mixed in an appropriate proportion using an appropriate organic solvent and used as a solution.

この際用いられる有機溶媒としては、アルカリ水溶液可
溶性高分子、ポリラダーシロキサンおよび芳香族アジド
化合物のいずれをも溶解するものであることが好ましく
、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶媒、メチ
ルセロソルブ、エチルセロソルブ、メチルセロソルブア
セテート、エチルセロソルブアセテート等のセロソルブ
系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸イソアミル等の
エステル系溶媒などが用いられる。これらは単独で、ま
たは2種以上混合して用いられる。これらの有機溶媒の
配合割合は、アルカリ水溶液可溶性高分子、ポリラダー
シロキサンおよび芳香族アジド化合物100M量部に対
して100〜1000重量部の範囲が好ましい。
The organic solvent used at this time is preferably one that can dissolve any of the alkaline aqueous solution-soluble polymer, polyladder siloxane, and aromatic azide compound, such as ketone-based solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone. Solvents such as cellosolve solvents such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve, methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, and ester solvents such as ethyl acetate, butyl acetate and isoamyl acetate are used. These may be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of these organic solvents is preferably in the range of 100 to 1000 parts by weight based on 100 M parts of the alkaline aqueous solution-soluble polymer, polyladder siloxane, and aromatic azide compound.

本発明の感光性組成物において、芳香族アジド化合物の
配合割合は、アルカリ水溶液可溶性高分子100重量部
に対して、5〜100重量部が好ましく、5〜50重量
部が特に好ましい。芳香族アジド化合物の配合割合が多
すぎると、保存中に芳香族アジド化合物が析出したり、
光反応後の耐熱性が低下し、またこの割合が少なすぎる
と、光反応後、光照射部と未照射部との現像液に対する
溶解性の差が小さくなり、パターン形成能が低下する。
In the photosensitive composition of the present invention, the blending ratio of the aromatic azide compound is preferably 5 to 100 parts by weight, particularly preferably 5 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkali aqueous solution-soluble polymer. If the proportion of the aromatic azide compound is too high, the aromatic azide compound may precipitate during storage,
The heat resistance after the photoreaction decreases, and if this ratio is too small, the difference in solubility in a developer between the light irradiated area and the unexposed area becomes small after the photoreaction, resulting in a decrease in pattern forming ability.

またポリラダーシロキサンの配合割合は、アルカリ水溶
液可溶性高分子100重量部に対して、0.1〜100
重量部が好ましく、1〜50重量部が特に好ましい。ポ
リラダーシロキサンの配合割合が多すぎると、パターン
形成の際にクラックが生じ、またこの割合が少なすぎる
と、ドライエツチング耐性が低下する。
The blending ratio of polyladder siloxane is 0.1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the alkali aqueous solution-soluble polymer.
Parts by weight are preferred, and 1 to 50 parts by weight are particularly preferred. If the blending ratio of polyladder siloxane is too high, cracks will occur during pattern formation, and if this ratio is too low, dry etching resistance will be reduced.

本発明の感光性組成物は、必要に応じて更に副次的な成
分、例えば貯蔵安定性を図る熱重合防止剤、基板からの
ハレーションを防止するハレーション防止剤、基板との
密着性を向上させる密着性向上剤・染料・顔料、充填剤
、難燃剤、増感剤等を含有させることができる。
The photosensitive composition of the present invention may further contain secondary components as necessary, such as a thermal polymerization inhibitor for storage stability, an antihalation agent for preventing halation from the substrate, and an improved adhesion to the substrate. Adhesion improvers, dyes, pigments, fillers, flame retardants, sensitizers, etc. can be contained.

本発明の感光性組成物を前述の溶液状態で適当な方法に
より基材に塗布した後、溶媒を乾燥し光照射を行ない、
その後非照射部を現像液で除去すると、レジストパター
ンが形成される。
After applying the photosensitive composition of the present invention in the above-mentioned solution state to a substrate by an appropriate method, the solvent is dried and light irradiation is performed,
Thereafter, the non-irradiated areas are removed with a developer to form a resist pattern.

現像液としては、例えばテトラメチルアンモニウムヒド
ロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド
の水溶液、水酸化カリウム、第3燐酸ナトリウム、水酸
化ナトリウム等の無機アルカリ水溶液などが使用される
。これらの現像液は通常5重量%以下の濃度で用いられ
る。
As the developer, for example, an aqueous solution of a tetraalkylammonium hydroxide such as tetramethylammonium hydroxide, an aqueous inorganic alkali solution such as potassium hydroxide, tertiary sodium phosphate, sodium hydroxide, etc. are used. These developers are usually used at a concentration of 5% by weight or less.

(発明の効果) 本発明の感光性組成物は、光反応後基板からの反射光の
影響を受けず、またその光硬化物が現像液に対して非膨
潤であるため、微細な矩形パターンを形成することがで
きる。また耐ドライエツチフグ性および耐熱性に優れて
いるため、パターン形成後ドライエッチラグ処理をして
も、被加工層を完全にエツチングする前にレジストがな
くなったり、パターン幅が細ったりすることがなく、ま
た150℃以上の加熱処理にも耐えることができる。本
発明の感光性組成物は、半導体素子製作に汎用されてい
る紫外線露光装置を用いてパターン形成後、微細加工に
不可欠なドライエッチフグを行なう場合等に好適に使用
することができる。
(Effects of the Invention) The photosensitive composition of the present invention is not affected by light reflected from the substrate after photoreaction, and its photocured product does not swell in a developer, so it can form fine rectangular patterns. can be formed. In addition, it has excellent dry etch resistance and heat resistance, so even if dry etch lag treatment is performed after pattern formation, the resist will run out or the pattern width will become narrower before the processed layer is completely etched. Moreover, it can withstand heat treatment at 150°C or higher. The photosensitive composition of the present invention can be suitably used when performing dry etching, which is essential for microfabrication, after pattern formation using an ultraviolet exposure device commonly used in semiconductor device production.

(実施例) 下記例中の部は重量部を意味する。(Example) Parts in the following examples mean parts by weight.

実施例1 タレゾールノボランク樹脂10部をエチルセロソルブア
セテート120部に溶解し、更に41−アジドベンザル
−2−エトキシアセトフェノン2部およびポリラダーシ
ロキサン(昭和電工(株)製 GR−100,前記式(
I)の化合物のR1とR2とがメチル基とフェニル基で
、その割合が2:1)0.5部を熔解して本発明の感光
性組成物の溶液を調製した。
Example 1 10 parts of Talesol Novolank resin was dissolved in 120 parts of ethyl cellosolve acetate, and further 2 parts of 41-azidobenzal-2-ethoxyacetophenone and polyladder siloxane (GR-100 manufactured by Showa Denko K.K., the above formula (
A solution of the photosensitive composition of the present invention was prepared by melting 0.5 part of the compound I) in which R1 and R2 were methyl groups and phenyl groups in a ratio of 2:1.

この溶液を、アルミ層上に形成されたポリイミド樹脂を
被加工層とした基板上にスピンナで回転塗布し、次いで
80℃で20分間乾燥して0.8μm厚の塗膜を得た。
This solution was spin-coated using a spinner onto a substrate having a polyimide resin formed on an aluminum layer as a processed layer, and then dried at 80° C. for 20 minutes to obtain a coating film with a thickness of 0.8 μm.

この塗膜に250WOHg灯を用いて距離30a1の所
から石英マスクを介して5秒間紫外線を照射した。次い
で水酸化カリウムの0.15規定水溶液を用いてスプレ
ー現像し、更に水で洗浄して良好なレジストパターンを
得た。
This coating film was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds through a quartz mask from a distance of 30a1 using a 250WOHg lamp. Next, spray development was carried out using a 0.15N aqueous solution of potassium hydroxide, and further washing was performed with water to obtain a good resist pattern.

次いでプラズマリアクター装置に入れ、酸素流量 10
0m#/分、高周波出力 350W、印加周波数 13
.56MH2の条件下に2分間酸素プラズマエツチング
すると、レジストパターンと同じパターンをポリイミド
層に得た。この際レジストパターンのサイズには全(変
化が見られなかった。
Then put it into a plasma reactor device and set the oxygen flow rate to 10
0m#/min, high frequency output 350W, applied frequency 13
.. Oxygen plasma etching for 2 minutes under the condition of 56 MH2 resulted in a pattern in the polyimide layer that was the same as the resist pattern. At this time, no change was observed in the size of the resist pattern.

実施例2 ポリ (P−ビニルフェノール) 10部、4g−アジ
ドベンザル−4−ヒドロキシアセトフェノン3部および
ポリラダーシロキサン(昭和電工(株)製 GR−15
0、前記式(1)のR1とR2とがメチル基とフェニル
基で、その割合が1:1)1部を、エチルセロソルブア
セテート120Hに溶解して本発明の感光性組成物の溶
液を調製した。
Example 2 10 parts of poly(P-vinylphenol), 3 parts of 4g-azidobenzal-4-hydroxyacetophenone, and polyladder siloxane (GR-15 manufactured by Showa Denko K.K.)
0, R1 and R2 of the above formula (1) are methyl group and phenyl group, the ratio is 1:1) 1 part is dissolved in ethyl cellosolve acetate 120H to prepare a solution of the photosensitive composition of the present invention. did.

この溶液を、アルミ層上に形成されたポリイミド樹脂を
被加工層とした基板上にスピンナで回転塗布し、次いで
70℃で20分間乾燥して1μm厚の塗膜を得た。この
塗膜に実施例1と同一条件下に5秒間紫外線を照射した
後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの0.1規
定水溶液を用いて現像し、更に水で洗浄して良好なレジ
ストパターンを得た。
This solution was spin-coated using a spinner onto a substrate having a polyimide resin formed on an aluminum layer as a processed layer, and then dried at 70° C. for 20 minutes to obtain a coating film with a thickness of 1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds under the same conditions as in Example 1, developed using a 0.1N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide, and further washed with water to obtain a good resist pattern. .

次いでプラズマリアクター装置に入れ、実施例1と同一
条件下に2分間酸素プラズマエツチングすると、レジス
トパターンと同じパターンをポリイミド層に得た。この
際レジストパターンのサイズには全く変化が見られなか
った。
The sample was then placed in a plasma reactor and subjected to oxygen plasma etching for 2 minutes under the same conditions as in Example 1 to obtain the same pattern as the resist pattern on the polyimide layer. At this time, no change was observed in the size of the resist pattern.

実施例3 フェノールm−クレゾール共重合型ノボラック樹脂20
部、4.41−ジアジドフェニルジスルワイド4部およ
びポリラダーシロキサン(昭和電工(株)製 GR−1
00)2部を、メチルセロソ/L/7”アセテート80
部に溶解して本発明の感光性組成物の溶液を調製した。
Example 3 Phenol m-cresol copolymerization type novolac resin 20
4 parts, 4 parts of 41-diazidophenyldisulfide and polyladder siloxane (GR-1 manufactured by Showa Denko K.K.)
00) 2 parts of methyl cello/L/7" acetate 80
A solution of the photosensitive composition of the present invention was prepared by dissolving the photosensitive composition in 1 part.

この溶液を、アルミ層上に形成されたポリイミド樹脂を
被加工層とした基板上にスピンナで回転塗布し、次いで
70℃で20分間乾燥して0.9μm厚の塗膜を得た。
This solution was spin-coated using a spinner onto a substrate having a polyimide resin formed on an aluminum layer as a processed layer, and then dried at 70° C. for 20 minutes to obtain a coating film with a thickness of 0.9 μm.

この塗膜にlkwのXe−Hg灯を用いて石英マスクを
介して露光した。波長254nmにおける光強度は5.
5mW/d、露光時間は2秒であった。次いでテトラメ
チルアンモニウムヒドロキシドの0.1規定水溶液を用
いて現像し、更に水で洗浄して良好なレジストパターン
を得た。
This coating film was exposed to light using a lkw Xe-Hg lamp through a quartz mask. The light intensity at a wavelength of 254 nm is 5.
The exposure time was 5 mW/d and 2 seconds. Next, it was developed using a 0.1N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and further washed with water to obtain a good resist pattern.

次いでプラズマリアクター装置に入れ、実施例1と同一
条件下に2分間酸素プラズマエツチングすると、レジス
トパターンと同じパターンをポリイミド層に得た。この
際レジストパターンのサイズには全く変化が見られなか
った。
The sample was then placed in a plasma reactor and subjected to oxygen plasma etching for 2 minutes under the same conditions as in Example 1 to obtain the same pattern as the resist pattern on the polyimide layer. At this time, no change was observed in the size of the resist pattern.

実施例4 ポリ(P−ビニルフェノール)20部、3−(41−ア
ジドスチリル)−5,5−ジメチル−2−シクロヘキセ
ン−1−オン4部およびポリラダーシロキサン(昭和電
工(株)製 GR−100)4部を、シクロヘキサノン
80部に溶解して本発明の感光性組成物の溶液を調製し
た。
Example 4 20 parts of poly(P-vinylphenol), 4 parts of 3-(41-azidostyryl)-5,5-dimethyl-2-cyclohexen-1-one, and polyladder siloxane (GR-100 manufactured by Showa Denko K.K.) ) was dissolved in 80 parts of cyclohexanone to prepare a solution of the photosensitive composition of the present invention.

このR液を、シリコンウェーハ上にスピンナで回転塗布
し、次いで80℃で20分間乾燥して1μm厚の塗膜を
得た。この塗膜に実施例1と同一条件下に5秒間紫外線
を照射した後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド
の0.1規定水溶液を用いて7JIrJRシ、更に水で
洗浄して良好なレジストパターンを得た。
This R liquid was spin-coated onto a silicon wafer using a spinner, and then dried at 80° C. for 20 minutes to obtain a coating film with a thickness of 1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds under the same conditions as in Example 1, and then washed with 7JIrJR using a 0.1N aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide and further washed with water to obtain a good resist pattern. .

このパターンは、170℃で30分加熱後も何ら変化が
認められなかった。
No change was observed in this pattern even after heating at 170° C. for 30 minutes.

比較例1 アルカリ水溶液可溶性高分子および芳香族アジド化合物
からなるネガ型ホトレジスト(商品名RU−100ON
、日立化成工業(株)製)を用い、実施例1と同様にし
てポリイミド樹脂層上に塗膜を形成し、酸素プラズマエ
ツチングを行なうと、被加工層のポリイミド樹脂より先
にな(なってしまった、また同様にシリコンウェーハ上
に形成されたレジストパターンを、15(lで加熱処理
をすると、パターンフローを起こした。
Comparative Example 1 Negative photoresist (trade name RU-100ON) consisting of an alkaline aqueous solution soluble polymer and an aromatic azide compound
(manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.), a coating film is formed on the polyimide resin layer in the same manner as in Example 1, and oxygen plasma etching is performed. When a resist pattern similarly formed on a silicon wafer was heat-treated with 15 l, pattern flow occurred.

比較例2 アルカリ水溶液可溶性フェノール樹脂を用いたポジ型ホ
トレジスト(商品名 マイクロポジット1350、シソ
プレー社製)にポリラダーシロキサン(商品名 GR−
100、昭和電工(株)製)を実施例4と同様にして樹
脂分に対して4部加えて溶液を調製した。
Comparative Example 2 Polyladder siloxane (trade name: GR-
100 (manufactured by Showa Denko KK) was added in the same manner as in Example 4 to prepare a solution by adding 4 parts of the resin.

この溶液を、アルミ層上に形成されたポリイミド樹脂を
被加工層とした基板上にスピンナで塗布し、次いで90
℃で20分間乾燥して1μm厚の塗膜を得た。この塗膜
に実施例1と同一条件下に石英マスクを介して5秒間紫
外線を照射した後、専用現像液NMD−3(シフブレー
社製)を用いて現像し、レジストパターンを得た。
This solution was applied with a spinner onto a substrate with a polyimide resin formed on an aluminum layer as a processed layer, and then
It was dried at ℃ for 20 minutes to obtain a coating film with a thickness of 1 μm. This coating film was irradiated with ultraviolet rays for 5 seconds through a quartz mask under the same conditions as in Example 1, and then developed using a dedicated developer NMD-3 (manufactured by Schiffbray) to obtain a resist pattern.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、アルカリ水溶液可溶性高分子、ポリラダーシロキサ
ンおよび芳香族アジド化合物を含有してなる感光性組成
物。 2、アルカリ水溶液可溶性高分子が、ノボラック樹脂、
ヒドロキシスチレン重合体およびアクリル酸またはメタ
アクリル酸の重合体からなる群から選ばれた少くとも一
種の高分子化合物である特許請求の範囲第1項記載の感
光性組成物。
[Scope of Claims] 1. A photosensitive composition containing an alkaline aqueous solution-soluble polymer, a polyladder siloxane, and an aromatic azide compound. 2. The alkaline aqueous solution soluble polymer is a novolac resin,
The photosensitive composition according to claim 1, which is at least one polymeric compound selected from the group consisting of a hydroxystyrene polymer and a polymer of acrylic acid or methacrylic acid.
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