JPS61289345A - Resist for lithography - Google Patents

Resist for lithography

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Publication number
JPS61289345A
JPS61289345A JP12241386A JP12241386A JPS61289345A JP S61289345 A JPS61289345 A JP S61289345A JP 12241386 A JP12241386 A JP 12241386A JP 12241386 A JP12241386 A JP 12241386A JP S61289345 A JPS61289345 A JP S61289345A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
resist
poly
silicon
polysulfone
polydimethylsiloxane
Prior art date
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Pending
Application number
JP12241386A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ラニー・ダブリユー・コング
ハーバンス・エス・サチデヴ
クリシユナ・ガンジー・サチデヴ
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International Business Machines Corp
Original Assignee
International Business Machines Corp
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Publication date
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Publication of JPS61289345A publication Critical patent/JPS61289345A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 A、産業上の利用分野 本発明はりソグラフイ用レジスト、およびその使用方法
に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A. Field of Industrial Application The present invention relates to a resist for beam lithography and a method of using the same.

B、開示の概要 少なくとも1種類のシリコン含有樹脂マトリクス中に少
なくとも1種類のポリスルホン増感剤を含むレジスト組
成物。前記レジスト組成物を使って像を形成する方法は
、前記レジスト組成物の溶液を基板にコーティングし、
焼成し、像に従って露出し、好ましくは事後焼成を行っ
た後、現像してレジストの所期の部分を除去することか
らなる。
B. SUMMARY OF THE DISCLOSURE A resist composition comprising at least one polysulfone sensitizer in at least one silicon-containing resin matrix. The method for forming an image using the resist composition includes coating a substrate with a solution of the resist composition;
It consists of baking, imagewise exposing, preferably post-baking, and then developing to remove the desired portions of the resist.

二層リングラフィ法の場合、現像の後、たとえば酸素反
応性イオン・エツチングによシ、レジスト・パターンを
ペース層から基板へ転写し、次に金属蒸着およびリフト
・オフ工程を行う。
In the case of two-layer phosphorography, after development, the resist pattern is transferred from the paste layer to the substrate, eg, by oxygen-reactive ion etching, followed by a metal deposition and lift-off step.

C1従来の技術 集積回路技術において、デバイス密度が高くなる((つ
れて、たとえば1ミクロン以下のより小さい像を形成で
き、しかも電子線、X線、紫外線、またはエクサイマ・
レーザなどの放射線に対して高感度のレジスト材料が必
要となる。深紫外、IJ(220〜290nm)等の高
エネルギ、短波長の放射線は、回折効果が少ないため、
高解像度の作偉が可能である。したがって、深紫外線の
使用と、深紫外線に対して感受性を持つレジスト材料の
設計に関心が高まっている。かかる用途のためには、従
来のレジストは300 nm未満の波長では光学的に透
明であるため、特別に設計された新しい材料が必要であ
る。
C1 Prior Art In integrated circuit technology, device densities are increasing (as device densities increase, allowing the formation of smaller images, e.g., 1 micron or less, and with less electron beam, X-ray, ultraviolet, or excimer radiation).
Resist materials that are highly sensitive to radiation such as lasers are required. High-energy, short-wavelength radiation such as deep ultraviolet and IJ (220-290 nm) has little diffraction effect, so
High-resolution images are possible. Therefore, there is increasing interest in the use of deep UV radiation and the design of resist materials that are sensitive to deep UV radiation. For such applications, specially designed new materials are required since conventional resists are optically transparent at wavelengths below 300 nm.

また、X線リソグラフィ技術は、回折効果が無視しうる
程度であるため、解像度が高く、スルーブツトが高く、
比較的安価な装置が使用できる利点があることも広く認
められている。
In addition, X-ray lithography technology has negligible diffraction effects, so it has high resolution and high throughput.
It is also widely recognized that there is an advantage in that relatively inexpensive equipment can be used.

X線リングラフィ技術に用いられるX線源としては、電
子ビーム陽極、パルス・プラズマ、シンクロトロン放射
を放出する電子貯蔵リング等があるが、最後のものが平
行度が高く、強力な放射線源として知られている。しか
し、電子ビーム蒸発に基づく最も利用し易く安価な放射
線源は、比較的弱いX線の放射である。したがって、高
密度集積回路デバイスの製作にX線リソグラフィーを実
際に応用するには、高感度で、しかも必要な熱安定性、
乾式処理(反応性イオン・エツチング、金属蒸着等)に
対する耐性、および各種の有機および無機接触面に対し
て良好な接着力を有するレジスト材料を開発することが
望まれる。最近、従来技術による感X線レジスト材料の
範囲と制限について、下記のような研究が行われている
X-ray sources used in X-ray phosphorography include electron beam anodes, pulsed plasmas, and electron storage rings that emit synchrotron radiation, but the last one has high parallelism and is a powerful radiation source. Are known. However, the most available and cheapest radiation source based on electron beam evaporation is the relatively weak radiation of X-rays. Therefore, the practical application of X-ray lithography in the fabrication of high-density integrated circuit devices requires high sensitivity and the necessary thermal stability.
It would be desirable to develop resist materials that are resistant to dry processing (reactive ion etching, metal deposition, etc.) and have good adhesion to various organic and inorganic interfaces. Recently, the following research has been conducted regarding the scope and limitations of X-ray sensitive resist materials according to the prior art.

ジーーxヌ・ティラー(G、N、Tay 1 o r 
)の”X線レジスト材料(X−Ray  Re5ist
 Materialg)”、ソリッド・ステート・テク
ノロジー(SolidState  Tech)、23
.73(1980)、エフ・シャー(F、5chur 
) ラの“重合体への電子線およびX線の照射ならびに
マイクロリングラフィへの応用(Electron  
and  X−rayIrradiation  of
  Polymers  and  1tsApp目c
ation for Mlerolithograph
y)”。
Jeanne Tiller (G, N, Tay 1 or r
)'s "X-ray resist material (X-Ray Re5ist
Materialg)”, Solid State Technology, 23
.. 73 (1980), F.
) “Irradiation of electron beams and X-rays to polymers and their application to microphosphorography (Electron
and X-rayIrradiation of
Polymers and 1tsApp item c
ation for Mlerolithography
y)”.

マイクロサーキット・エンジニアリング(Mleroc
ireuit Engineering)、第82回マ
イクロリソグラフィに関する国際会議(′82 nd 
 International  Conferenc
e  onMicrolithography、pp、
237−255(1982): 周知のごとく、ポジティブ・レジストの露出した部分は
分子量が低下し、その結果露出部分の溶解度が増大し、
溶剤または乾式エツチングにより優先的に除去され、露
出しない部分が除去されずニ残ル。一方、ネガティブ・
レジストは各種の放射線に露出することにより架橋その
他の化学変化を生じ、露出しない部分を除去するとき、
露出した部分はたとえば溶剤等によシ、比較的除去され
にくくなる。
Microcircuit Engineering (Mleroc)
82nd International Conference on Microlithography ('82nd
International Conference
e on Microlithography, pp.
237-255 (1982): As is well known, the molecular weight of the exposed portion of a positive resist decreases, resulting in an increase in the solubility of the exposed portion.
It is preferentially removed by solvent or dry etching, leaving unexposed areas unremoved. On the other hand, negative
Resist undergoes crosslinking and other chemical changes when exposed to various types of radiation, and when the unexposed areas are removed,
The exposed portions are relatively difficult to remove, for example with solvents.

多層レジストによる方法は、約1ないし約10μmの厚
みの平坦化重合体層に、薄い(約α5am未満)作偉層
を必要とするだけであるため、サブミクロンのりソグラ
フイに最適であることが知られている。このような条件
では、薄いレジスト層内に解像度の非常に高いノ(ター
ンが描かれ、後方散乱効果が最少となる。しかし、この
方法を実用化するためには、パターンが効果的に下の重
合体層に転写できるように、作像したレジストが酸素反
応性イオン・エツチングに耐えることが必要である。
The multilayer resist method has been found to be ideal for submicron photolithography because it requires only a thin (less than about α 5 am) formation layer with a planarizing polymer layer of about 1 to about 10 μm thick. It is being These conditions produce very high resolution turns in the thin resist layer, minimizing backscattering effects. However, for this method to be practical, the pattern must be effectively It is necessary that the imaged resist resist oxygen-reactive ion etching so that it can be transferred to the polymer layer.

周知の各種の感X線ポジティブ・レジストは、ある種の
欠点を有する。たとえば、ポリメチルメタクリレ−)(
PMMA)は極めて高い線量(1000mJ/−以上)
を必要とし、また、ポリ(ブテン・スルホン)は感度は
PMMAより高いが(94mJ /cd )酸素反応性
イオン・エツチングに対する耐性が少ない。
Various known x-ray sensitive positive resists have certain drawbacks. For example, polymethyl methacrylate) (
PMMA) has an extremely high dose (more than 1000mJ/-)
Poly(butene sulfone) is more sensitive than PMMA (94 mJ/cd) but less resistant to oxygen-reactive ion etching.

X線に対する感度を改良するため、従来技術では各種の
方法が検討されているが、その1つは、パラジウム、タ
リウム、鉛、銀等の重金属、または塩素、臭素、ヨウ素
等のハロゲンを、レジストの組成に加える方法である。
Various methods have been considered in the prior art to improve the sensitivity to X-rays. One of them is to add heavy metals such as palladium, thallium, lead, and silver, or halogens such as chlorine, bromine, and iodine to the resist. This is a method of adding it to the composition of

実用化の立場からこれらの材料はいずれも乾式処理後、
除去不能な残渣となり、装置の信頼性に問題を生じるた
め、良くないと考えられる。
From a practical standpoint, all of these materials are processed after dry processing.
This is considered to be undesirable because it results in a residue that cannot be removed and causes a problem with the reliability of the device.

レジストのX線に対する感度を改良するための他の方法
は、放射線源の放射線波長を、レジスト中の特定な元素
の吸収帯に整合させることである。
Another method for improving the sensitivity of a resist to X-rays is to match the radiation wavelength of the radiation source to the absorption band of a particular element in the resist.

米国特許第5895127号明細書には、二酸化イオウ
とある種のオレフィンとの、ある種の共重合体を電子線
レジストとして使用することを開示している。
US Patent No. 5,895,127 discloses the use of certain copolymers of sulfur dioxide and certain olefins as electron beam resists.

米国特許第3898350号明細書には、オレフィン、
マタはシクロペンテン、ビシクロヘプテンからなる群か
ら選択した炭化水素と、アクリル酸単量体と、二酸化イ
オウとの反応によシ得られるターポリマー(三元重合体
)に基づく、感電子線性ポリオレフィンスルホン争ポジ
ティブ・レジストを開示している。
U.S. Pat. No. 3,898,350 discloses olefins,
Mata is an electron-sensitive polyolefin sulfone based on a terpolymer obtained by the reaction of a hydrocarbon selected from the group consisting of cyclopentene and bicycloheptene, an acrylic acid monomer, and sulfur dioxide.・Registration is disclosed.

米国特許第3961122号明細書には、合成芳香族を
ベースとするホモポリマー、たとえばポリスチレン、ポ
リカーボネートと、オルガノシロキサンとの共重合体、
および溶剤からなる薄い重合体皮膜を形成する方法を開
示している。レジストの使用に関しては開示されていな
いが、同材料の膜はイオン化させる力のある放射線に露
出すると架橋することが示されている。
U.S. Pat. No. 3,961,122 discloses synthetic aromatic-based homopolymers, such as copolymers of polystyrene, polycarbonate, and organosiloxanes;
Discloses a method of forming a thin polymer film comprising a solvent and a solvent. Although the use of a resist is not disclosed, films of the same material have been shown to crosslink upon exposure to ionizing radiation.

米国特許第4267257号明細書には、ポリ(オレフ
ィンスルホン)層に浅い表面レリーフ・パターンを形成
する方法が開示されている。このスルホンは、ポリ(3
−メチル−1−シクロペンテンスルホン)であシ、変調
電子線が用いられ、現像は特定の溶剤の混合物によシ行
われる。これらの材料は酸素反応性イオン・エツチング
に対する耐性に欠ける。
U.S. Pat. No. 4,267,257 discloses a method for forming shallow surface relief patterns in poly(olefin sulfone) layers. This sulfone is poly(3
-methyl-1-cyclopentenesulfone), a modulated electron beam is used, and development is carried out with a specific mixture of solvents. These materials lack resistance to oxygen-reactive ion etching.

米国特許第4289845号明細書には、変性重合体と
組合わせたマトリクス重合体からなるレジスト組成物が
開示されている。1実施例では、この変性重合体(相容
性ブレンド)は、ノボラック重合体およびポリ(2−メ
チルペンテン−1−スルホン)からなる。
U.S. Pat. No. 4,289,845 discloses a resist composition comprising a matrix polymer in combination with a modified polymer. In one embodiment, the modified polymer (compatible blend) consists of a novolak polymer and poly(2-methylpentene-1-sulfone).

米国特許第4341861号明細書には、3−メチルシ
クロペンテン、2−シクロペンテン−1酢酸および二酸
化イオウからなる1ポジテイブ。
U.S. Pat. No. 4,341,861 discloses 1 positive consisting of 3-methylcyclopentene, 2-cyclopentene-1 acetic acid and sulfur dioxide.

レジスト記碌媒体として使用される、水で現像可能なポ
リ(オレフィンスルホン)ターポリマーが開示されてい
る。
A water-developable poly(olefin sulfone) terpolymer is disclosed for use as a resist recording medium.

米国特許第4357369号明細書には、マスクとして
ポリ(シランスルホン)共重合体レジストを用いて、酸
素プラズマ・エツチングによる、基板中にパターンを形
成する方法が開示されている。
U.S. Pat. No. 4,357,369 discloses a method of forming patterns in a substrate by oxygen plasma etching using a poly(silane sulfone) copolymer resist as a mask.

米国特許第4396702号明細書には、ポリ(シラン
スルホン)共重合体をペースとしたポジティブ・レジス
ト媒体中にパターンを形成する方法が開示されている。
U.S. Pat. No. 4,396,702 discloses a method of forming patterns in a poly(silanesulfone) copolymer-based positive resist medium.

米国特許第4398001号明細書には、ノボシック樹
脂と、二酸化イオウ、オレフィン系炭化水素および不飽
和エーテルから合成したターポリマーからなるポリ(オ
レフィンスルホンゝ)増感剤とを組合わせたレジスト組
成物を開示している。
U.S. Pat. No. 4,398,001 discloses a resist composition that combines a Novosic resin and a poly(olefin sulfone) sensitizer consisting of a terpolymer synthesized from sulfur dioxide, an olefinic hydrocarbon, and an unsaturated ether. Disclosed.

米国特許第4409317号明細書には、樹脂成分とし
て、アルカリ可溶樹脂と、ポリ(2−メチルペンテン−
1−スルホン)を含む感放射性コーティング組成物が開
示されている。樹脂成分には酢酸イソアミル、または酢
酸イソアミルと相容性の溶剤との混合物も用いられる。
US Pat. No. 4,409,317 discloses that the resin components include an alkali-soluble resin and poly(2-methylpentene-
1-sulfone) is disclosed. Isoamyl acetate or a mixture of isoamyl acetate and a compatible solvent may also be used as the resin component.

欧州特許出願番号第0005775号明細書には、リン
グラフィ用として、低分子量の置換ノボラック樹脂中に
、ある種のポリ(オレフィンスルホン)を増感剤として
使用することが開示されている。
European Patent Application No. 0005775 discloses the use of certain poly(olefin sulfones) as sensitizers in low molecular weight substituted novolac resins for phosphorography applications.

オレフィンと二酸化イオウとの反応により形成されるあ
る種のポリスルホンは、リングラフィ用の電子線レジス
トとして使用できることが知られている。
It is known that certain polysulfones formed by the reaction of olefins with sulfur dioxide can be used as electron beam resists for phosphorography.

しかし、これらの従来技術はいずれも、本発明にもとづ
く放射線感受性および、同時に酸素反応性イオン・エツ
チングに耐える組成物について開示しておらず、また集
積回路デバイスの製作に応用する際の利点について教示
したものはない。
However, none of these prior art discloses the radiation-sensitive and at the same time oxygen-reactive ion etching resistant compositions of the present invention or teaches its advantages in application to the fabrication of integrated circuit devices. There is nothing I did.

D3発明が解決しようとする問題点 本発明の主目的は、新規なレジスト組成物を提供すると
とKある。
D3 Problems to be Solved by the Invention The main object of the present invention is to provide a novel resist composition.

本発明の他の目的は、下記の特徴のうちの1つ以上を示
す新規なレジスト組成物を提供することにある。すなわ
ち、乾式処理条件、特に02エツチング(プラズマまた
はRIE)K耐えること、実質的に粘着性のない高品質
の被膜を形成すること、放射線に対する感受性が高く、
各種の基板に対する接着力に優れ、解像度が優れている
ことである。
Another object of the invention is to provide novel resist compositions exhibiting one or more of the following characteristics. That is, it withstands dry processing conditions, especially 02 etching (plasma or RIE), forms high quality coatings that are virtually non-tacky, is highly sensitive to radiation,
It has excellent adhesion to various substrates and excellent resolution.

E0問題点を解決するだめの手段 適当な溶剤中で、放射線感受性ポリスルホンをシリコン
含有樹脂マトリクスと組合わせて作成したレジスト組成
物が提供される。これらのレジストの薄い膜は、所望の
基板上に付着した後、事前焼成(ベーキング)により成
形用溶剤を除去する標準的な工程によシ作成される。
SUMMARY OF THE INVENTION Resist compositions made by combining radiation sensitive polysulfone with a silicon-containing resin matrix in a suitable solvent are provided. Thin films of these resists are prepared by a standard process of removing molding solvents by pre-baking after being deposited on the desired substrate.

従来の密着印画法または引伸し印画法によシ、乾燥した
被膜を像に従って放射線に露出し、必要に応じて事後焼
成を行った後、たとえば溶剤を用いてレジスト・パター
ンを現像すると、レジストがポジティブ型かネガティブ
型かによって、像に従って露出した部分、または露出し
ない部分が効果的、かつ選択的に除去される。
After conventional contact printing or enlargement printing, imagewise exposure of the dried coating to radiation and optional post-baking, the resist pattern is developed using, for example, a solvent, and the resist becomes positive. Depending on whether the mold is a negative mold or a negative mold, exposed or unexposed areas are effectively and selectively removed according to the image.

このレジストを、2層リングラフィ技術に用いる場合、
レジスト・パターンは次に、たとえば02反応性イオン
・エツチング(RIE)によって、下の重合体層に転写
される。
When this resist is used in two-layer phosphorography technology,
The resist pattern is then transferred to the underlying polymer layer, such as by 02 reactive ion etching (RIE).

F、実施例 本発明のポリスルホンは、熱に安定、すなわち約100
℃以下の温度で著しく分解せず、適当な溶剤中で、シリ
コン含有マトリクス樹脂と相容性があれば、特に制限を
受けない。重合体ブレンド中でのポリスルホン増感剤の
相容性は、共通する現象ではない。
F. EXAMPLE The polysulfones of the present invention are thermally stable, i.e. about 100
There are no particular limitations as long as the material does not decompose significantly at temperatures below .degree. C. and is compatible with the silicon-containing matrix resin in an appropriate solvent. Compatibility of polysulfone sensitizers in polymer blends is not a common phenomenon.

本発明に適当なポリスルホンは、オレフィン(直鎖、分
枝、環式)またはアリル化合物のいずれか一方または両
方と、二酸化イオウを下記の参照文献に示される方法に
よシ共重合させて合成することができる。「重合体の合
成(PolymerSynthesis )Jという題
名の本の第1章、サドラー(Sadler )および力
o(Karo)共著(1980)。各種のオレフィンお
よびアリル化合物からのオレフィンポリスルホンの形成
については、「ジャーナル・オブ・ポリマー・サイエン
ス(Journal of Polymer 5cie
nce)J、Vol、XXVI、p351〜564(1
957)にアール・イー・クック(RoE、Cook 
)  らが、また「ジャーナル・オブ・ポリマー・サイ
エンス(Journal  of  Polymer 
 5cience)J、Part  A、Vol  1
.p2965〜2976 (1963)および同V01
.2p3!155〜!+563(1964)にエヌ・タ
クシ(、N、Takura )らが、「ポリマー・エン
ジニアリング・アンド・サイエンス(Polymer 
 Engineering  andScience 
) J、Vol、17、No、−5、June1977
にヒミクス(Himics )  らが記載している。
Polysulfones suitable for the present invention are synthesized by copolymerizing olefins (linear, branched, cyclic) or allyl compounds, or both, with sulfur dioxide by the methods described in the following references: be able to. Chapter 1 of the book entitled "PolymerSynthesis", by Sadler and Karo (1980).For the formation of olefin polysulfones from various olefins and allyl compounds, see the journal・Journal of Polymer Science
nce) J, Vol, XXVI, p351-564 (1
957) to RoE, Cook.
) et al., also published in the Journal of Polymer Science.
5science) J, Part A, Vol 1
.. p2965-2976 (1963) and V01
.. 2p3!155~! +563 (1964), N. Takura et al.
Engineering and Science
) J, Vol, 17, No, -5, June1977
described by Himics et al.

本発明において最も有用なポリスルホンを形成するのに
用いるオレフィン前駆物質は、直鎖または分枝1−オレ
フィン、2−オレフィン、環状オレフィンおよびアリル
化合物である。これらは下記のように表わされ、 (1)  c)I2=c−R1 全部で4個ないし12個の炭素原子を有する。
The olefin precursors used to form the polysulfones most useful in this invention are linear or branched 1-olefins, 2-olefins, cyclic olefins, and allyl compounds. These are represented as: (1) c) I2=c-R1 having a total of 4 to 12 carbon atoms.

たとえば上式でRはHまたはCH3,R1は2個ないし
10個の炭素原子を有する線状炭化水素基、C0oCH
3等のエステル基、またはc6H5およびpCH3C6
H4等の芳香環とすることができる。R1はまた分枝ア
ルキル基であってもよい。
For example, in the above formula, R is H or CH3, R1 is a linear hydrocarbon group having 2 to 10 carbon atoms, C0oCH
Ester groups such as 3, or c6H5 and pCH3C6
It can be an aromatic ring such as H4. R1 may also be a branched alkyl group.

(11)本発明に適当なポリスルホン用環式オレフィン
には、シクロペンテン、1−メチルシクロペンテン、2
−メチルシクロペンテン、シクロヘキセン、ビシクロ〔
2,2,1〕ヘプト−2−エン等がある。
(11) Cyclic olefins for polysulfones suitable for the present invention include cyclopentene, 1-methylcyclopentene, 2-methylcyclopentene,
-Methylcyclopentene, cyclohexene, bicyclo [
2,2,1]hept-2-ene and the like.

(111)本出願におけるポリスルホンな形成するのに
最も有用なアリル化合物は、アリルエチルエーテルおよ
びメタリルエチルエーテルである。
(111) The allyl compounds most useful for forming polysulfones in this application are allyl ethyl ether and methallyl ethyl ether.

(iv)代表的な2−オレフィンとして、2−ブテンお
よび2−ペンテンがある。
(iv) Representative 2-olefins include 2-butene and 2-pentene.

これらは単独で、または(1)およびOl)のオレフィ
ンとの組合わせで、S02と共重合してコポリマー(共
重合体)またはターポリマー(3元重合体)を形成させ
るように使用することができる。
These can be used alone or in combination with the olefins (1) and Ol) to copolymerize with S02 to form copolymers or terpolymers. can.

代表的なポリスルホンには、たとえば本明細書に参照文
献として引用した米国特許第45980・101号明細
書の方法によシ合成したポリ(メチルペンテン−メタリ
ルエチルエーテルスルホン)カ含まれる。これは二酸化
イオウ、オレフィン、および不飽和エーテルの重合によ
多形成するターポリマーである。この他に、ポリ(2−
メチルペンテン−1−スルホン)、ポリ(ブテン−1−
スルホン)、ポリ(ヘキセン−1−スルホン)、ポリ(
シクロペンテンスルホン)、ホ+)−1−、I’−F−
A’シクロペンテンスルホン、プロピレン−メチルメタ
クリレート−8O2ターポリマー等も含まれる。
Representative polysulfones include, for example, poly(methylpentene-methallylethyl ether sulfone) synthesized by the method of US Pat. No. 45,980.101, incorporated herein by reference. It is a terpolymer formed by the polymerization of sulfur dioxide, olefins, and unsaturated ethers. In addition to this, poly(2-
methylpentene-1-sulfone), poly(butene-1-
sulfone), poly(hexene-1-sulfone), poly(
cyclopentenesulfone), H+)-1-, I'-F-
Also included are A'cyclopentenesulfone, propylene-methyl methacrylate-8O2 terpolymer, and the like.

ポリ(ブテン−1−スルホン)は市販されておシ、他は
上に引用した方法で合成される。
Poly(butene-1-sulfone) is commercially available; others are synthesized by the methods cited above.

ポリスルホンの分子量は自由に変えることができるが、
重量平均分子量が約80000ないし、約300000
のものが好ましい。
Although the molecular weight of polysulfone can be changed freely,
Weight average molecular weight is about 80,000 to about 300,000
Preferably.

本発明でマトリクス樹脂として使用するシリコン含有樹
脂に厳しい制限はない。通常、ガラス転移温度(T、)
が約−25℃より高い、好ましくは約50℃よシ高い、
最も好ましくは約100℃よシ高いシリコン含有重合体
を使用する。しかし、本発明はこれらのT、値に限定さ
れるものではない。複合樹脂を各種基板に付着して薄い
被膜を形成する際に好ましくない相の分離を生じないよ
う、使用する溶剤に対して所期の溶解度を有し、添加剤
のポリスルホンと相容性のあるものであれば、T、には
上限はない。
There are no strict limitations on the silicon-containing resin used as the matrix resin in the present invention. Usually glass transition temperature (T,)
is higher than about -25°C, preferably higher than about 50°C,
Most preferably, silicon-containing polymers with temperatures above about 100°C are used. However, the present invention is not limited to these T values. To avoid undesirable phase separation when the composite resin is applied to various substrates to form thin films, it must have the desired solubility in the solvent used and be compatible with the polysulfone additive. If T, there is no upper limit.

一般に、シリコン含有重合体のガラス転移温度(T、)
は、任意に行う露出前の焼成、およびその彼に行う従来
法によるRIE、金属蒸着等の乾式処理中に、債の変形
または流れを生じないように、できるだけ高いことが望
ましい(前述の溶解度を考慮した上で)。
In general, the glass transition temperature (T, ) of silicon-containing polymers
It is desirable that the solubility is as high as possible to avoid deformation or flow of the bond during optional pre-exposure firing and subsequent dry treatments such as RIE and metal evaporation using conventional methods. (with consideration).

シリコン含有重合体中のシリコン含有成分の量は、全シ
リコン含有重合体に対して、約6重量−以上であること
が好ましく、約8重量%以上であることが最も好ましい
。本発明のマトリクス樹脂の性質は、使用する溶剤に対
して溶解性を有すること、熱に安定なこと、膜形成性が
良好であること、すなわち、粘着性の被膜を形成せず、
被膜が均一であること等が望ましい。周知のごとく、リ
ングラフィに使用するフォトレジスト組成物はさらに、
露出した被膜を溶剤を用いて現像する際に、接着不良ま
たはパターンの浮上りがないように、使用する基板への
接着性が良好なものであることが必要である。
Preferably, the amount of silicon-containing component in the silicon-containing polymer is about 6% by weight or more, and most preferably about 8% by weight or more, based on the total silicon-containing polymer. The properties of the matrix resin of the present invention are that it has solubility in the solvent used, that it is stable to heat, and that it has good film-forming properties, that is, it does not form a sticky film,
It is desirable that the coating be uniform. As is well known, photoresist compositions used in phosphorography further include:
It is necessary that the film has good adhesion to the substrate to be used so that there is no adhesion failure or pattern lifting when the exposed film is developed using a solvent.

本発明に使用する代表的なマトリクス樹脂には、ジオル
ガノシロキサン、シルアリレンシロキサン、および下記
のシリコンを含有しない重合体成分のホモポリマー、ブ
ロックもしくはランダム共重合体、またはターポリマー
がある。シリコンを含有しない成分には、ポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリアミド、ポリ
尿素、ポリ(アラレ/エーテル)、ポリ(アルキレンエ
ーテル)、ポリスルホンがあり、これらはエイ・ノシエ
イ(A、No5hay )、およびジエイ・イー・マク
グラス(J、E、McGrath)の共著「プ07り共
重合体−概説および調査(”BlockCopolym
ers ”、 Overview and Cr1ti
calSurv@y )J、アカデミツク出版社(Ac
ademicPress )刊、p、156〜165.
392〜45(5(1977)に記載されている。もう
1つの代表的マトリクス樹脂とKは、米国特許第299
9845号明細書(1961)、第5189662号明
細書(1965)に示されている、35重量%までのポ
リジメチルシロキサ7(PDMS)を含有するビスフェ
ノールA−ポリカーボネートとポリジメチルシロキサン
のブロック共重合体がある。これらの樹脂組成物は、最
終のシリコン含有重合体が、プラズマまたはo2RIE
に耐え、露出したパターンが通常使用される有機溶剤で
現像が可能であるか、または通常のプラズマ・エツチン
グの条件でCF4−O2混合気体中で乾式エツチングが
可能であり、エツチングされた部分が、残渣のない表面
になる限シは、特に限定されるものではない。通常、0
2中に約1096ないし約30−のCF4を含有する混
合気体が好ましい。この百分率は使用する気体の流量を
Seem(標準立方センナメートル)を表わしたもので
ある。
Typical matrix resins for use in the present invention include homopolymers, block or random copolymers, or terpolymers of diorganosiloxanes, silalylene siloxanes, and the silicon-free polymeric components described below. Non-silicon-containing components include polycarbonates, polyesters, polyurethanes, polyamides, polyureas, poly(arale/ethers), poly(alkylene ethers), and polysulfones; Co-authored by J.E. McGrath, “Block Copolymers – Overview and Survey”
ers”, Overview and Cr1ti
calSurv@y ) J, Akademitsu Shuppansha (Ac
Academic Press), p. 156-165.
392-45 (5 (1977)). Another representative matrix resin and K is described in U.S. Pat.
Block copolymerization of bisphenol A-polycarbonate and polydimethylsiloxane containing up to 35% by weight of polydimethylsiloxa 7 (PDMS) as shown in No. 9845 (1961) and No. 5189662 (1965) There is a union. These resin compositions require that the final silicon-containing polymer be prepared by plasma or o2RIE.
, the exposed pattern can be developed with commonly used organic solvents, or it can be dry etched in a CF4-O2 gas mixture under normal plasma etching conditions, and the etched areas are There are no particular limitations as long as the surface is free of residue. Usually 0
A gas mixture containing from about 1096 to about 30 CF4 in 2 is preferred. This percentage represents the flow rate of the gas used in Seem (standard cubic centimeters).

本発明では、ランダム共重合体およびブロック共重合体
のいずれも使用できることを意図したものであるが、ブ
ロック共重合体のほうが市販されており、また、市販の
原料から標準の方法で容易に合成することができる。
Although it is intended that both random and block copolymers can be used in the present invention, block copolymers are more commercially available and can be easily synthesized by standard methods from commercially available raw materials. can do.

したがって、原則として本発明では、合成または入手の
容易なシリコン含有ブロック共重合体を使用している。
Therefore, in principle, the present invention uses silicon-containing block copolymers that are easy to synthesize or obtain.

これらの樹脂の分子量は、上記の性質を考慮の上、自由
に変えることができる。しかし、シリコン含有重合体、
たとえばビスフェノールAポリカーボネートとポリジメ
チルシロキサンとのブロック共重合体、および後述の重
合体の好ましい分子量は、重量平均約100000ない
し約200000である。
The molecular weight of these resins can be changed freely taking into account the above properties. However, silicon-containing polymers,
For example, the block copolymer of bisphenol A polycarbonate and polydimethylsiloxane, and the polymers described below, preferably have a weight average molecular weight of about 100,000 to about 200,000.

ポリスルホンと、シリコン含有重合体との比は、ポリス
ルホンがコントラストの高いノ;ターンの形成に有効な
量だけ存在すれば、自由に変えることができる。好まし
くは、ポリスルホンの量は、ポリスルホンとシリコン含
有重合体の総量の約10ないし約50%である。
The ratio of polysulfone to silicon-containing polymer can be varied as long as the polysulfone is present in an amount effective to form high contrast turns. Preferably, the amount of polysulfone is about 10 to about 50% of the total amount of polysulfone and silicon-containing polymer.

さらに本発明は、ノボラック・マトリクスをペースにす
るレジストと異なシ、本発明のレジスト組成物のシリコ
ン含有重合体マ) IJクスは、深紫外線領域を含む各
種の放射に対して比較的透明であり、ポリスルホンの深
紫外線領域を含む放射線に対する感受性を全面的に利用
することができる。
Additionally, the present invention provides that, unlike novolak matrix-based resists, the silicon-containing polymeric matrix of the resist compositions of the present invention is relatively transparent to a variety of radiation, including in the deep ultraviolet range. , the sensitivity of polysulfone to radiation, including the deep ultraviolet region, can be fully exploited.

上述のビスフェノールAポリカーボネートと、PDMS
とのブロック共重合体のほかに、本発明に使用すること
のできる他の樹脂として、PDMS/シルアリレンまた
はシルフェニレンの共重合体(周知のごとく、「シルア
リレン」の用語は、一般に置換シルフェニレン、たとえ
ばメチル置換シルフェニレンを含むシルフェニレンを意
味する)、ポリスチレン/PDMS、ポリアルファメチ
ルスチレン/PDMS共重合体、ヘキサメチルテレフタ
レート/シロキサン・ブロック共重合体等がある。本発
明に適したその他のシリコン含有重合体ハ、ポリ(テト
ラメチル−p−シルフエニレンシロキサン)(PTMP
S )および、これとジメチルシロキサンとの共重合体
、すなわち、アール・エル・マーカー(R,L、Mer
ker )他によりジャーナル拳オブ・ポリマー・エイ
エンス(Journalof  Polymer  5
cience )A2.31(1964)、P”〜44
に開示された方法により合成されるPTMPS/PDM
S共重合体、PDMS/ポリエチレンオキサイド・ブロ
ック共重合体、およびPDMS/ポリウレタン共重合体
がある。
The above bisphenol A polycarbonate and PDMS
In addition to block copolymers with silarylene, other resins that can be used in the present invention include copolymers of PDMS/sylarylene or silphenylene (as is well known, the term "sylarylene" generally refers to substituted silphenylenes, Examples include silphenylene (including methyl-substituted silphenylene), polystyrene/PDMS, polyalphamethylstyrene/PDMS copolymer, hexamethyl terephthalate/siloxane block copolymer, and the like. Other silicon-containing polymers suitable for the present invention c. Poly(tetramethyl-p-silphenylene siloxane) (PTMP)
S) and its copolymer with dimethylsiloxane, i.e. R.L.Mer.
Journal of Polymer 5 by Ker) et al.
science) A2.31 (1964), P”~44
PTMPS/PDM synthesized by the method disclosed in
These include S copolymers, PDMS/polyethylene oxide block copolymers, and PDMS/polyurethane copolymers.

これらの樹脂のほとんどは市販されておシ、たとえばペ
トラーク・システムズ社(PetrarchSyste
ms )の[シリコン化合物レジスタおよびレビューJ
 (Siticon  CompoundsRegis
ter  and  Review)  に記載され、
または従来の方法により合成することができる。
Most of these resins are commercially available, such as those manufactured by Petrarch Systems.
ms) [Silicon Compound Register and Review J
(Siticon Compounds Regis
ter and Review),
Alternatively, it can be synthesized by conventional methods.

好ましい種類のシリコン含有重合体には、ポリ(メチル
フェニルシロキサン、ポリ(テトラメチル−p−シルフ
エニレンシロキサン)、ポリジメチルシロキサン/シル
フェニレン共重合体、ポリジメチルシロキサン/アルフ
ァメチルスチレン共重合体、ビスフェノールAポリカー
ボネート/ポリジメチルシロキサン・ブロック共重合体
、ポリジメチルシロキサン/スチレン櫓ブロック共重合
体、ヘキサメチルテレフタレート/シロキサン・ブロッ
ク共重合体、およびポリウレタン/シロキサン・ブロッ
ク共重合体がある。
Preferred types of silicon-containing polymers include poly(methylphenylsiloxane), poly(tetramethyl-p-silphenylene siloxane), polydimethylsiloxane/silphenylene copolymer, polydimethylsiloxane/alphamethylstyrene copolymer, These include bisphenol A polycarbonate/polydimethylsiloxane block copolymers, polydimethylsiloxane/styrene block copolymers, hexamethyl terephthalate/siloxane block copolymers, and polyurethane/siloxane block copolymers.

好ましい種類のシリコン含有ブロック共重合体には、シ
リコン含有成分としてのポリシル7エ二レンシロキサン
、ポリジアルキルシロキサン、ポリシルアリレンシロキ
サン、およびジメチルシロキサンと、ビスフェノールA
−ポリカーボネート。
Preferred types of silicon-containing block copolymers include polysyl-7-enylene siloxanes, polydialkyl siloxanes, polysylallylene siloxanes, and dimethyl siloxanes as the silicon-containing component, and bisphenol A
- Polycarbonate.

ポリウレタン、ポリエステル、ポリイミド、ポリ尿素、
ポリ(アルキレンエーテル)およびポリスルホン等のシ
リコン非含有成分とを結合したものが含まれる。
polyurethane, polyester, polyimide, polyurea,
Includes combinations with non-silicon-containing components such as poly(alkylene ether) and polysulfone.

上記のシルアリレンまたはシロキサン含有共重合体、た
とえばポリ(テトラメチルシルフェニレン)シロキサン
およびシルアリレンシロキサンとジメチルシロキサンと
の共重合体の例でわかるように、重合体構造中の周成分
または両ブロックにシリコンを含有することも可能であ
る。しかし、一般にシリコンの含有量は、たとえばポリ
ジメチルシロキサン成分からのものであっても、他の構
造単位からのものであっても、最終のホモポリマー、共
重合体、またはターポリマーで最低約8重量%であるこ
とが好ましい。しかしこの数字は、シリコン含有樹脂の
T、が、過度に低くない限シ、限定されない。シリコン
量、たとえばジメチルシロキサン成分を増加させるとT
、が低くなる傾向があシ、前述のように、T、が過度に
低いと任意に行う露出前の焼成およびRIE処理の間に
像の変形(流れ)が生じる傾向がある。したがって、シ
リコン含有重合体のシリコン含有量がシリコンとして6
0重量%以上のものの使用は期待できない。
As can be seen in the above examples of silylene or siloxane-containing copolymers, such as poly(tetramethylsilphenylene) siloxane and copolymers of sialarylene siloxane and dimethylsiloxane, peripheral components or both blocks in the polymer structure It is also possible to contain silicon. Generally, however, the silicon content, whether from the polydimethylsiloxane component or from other structural units, will generally be at least about 8 Preferably, it is % by weight. However, this number is not limited as long as the T of the silicon-containing resin is not excessively low. When the amount of silicone, for example, the dimethylsiloxane component is increased, T
, tends to be low, and as mentioned above, too low T tends to cause image deformation (flow) during optional pre-exposure firing and RIE processing. Therefore, the silicon content of the silicon-containing polymer is 6 as silicon.
It cannot be expected to use more than 0% by weight.

本発明の樹脂はマトリクス樹脂を溶剤または混合溶剤に
溶解した溶液に、1種類または2種類以上のポリスルホ
ンを溶解して形成する。通常樹脂成分の溶解は、常温で
行うが、ポリウレタンの熱に対する感受性が問題になら
ない限り、常温より高い温度を使用しても差支えない。
The resin of the present invention is formed by dissolving one or more types of polysulfone in a solution in which a matrix resin is dissolved in a solvent or a mixed solvent. Usually, the resin component is dissolved at room temperature, but a temperature higher than room temperature may be used as long as the sensitivity of polyurethane to heat is not a problem.

しかし、現在のところ、高い温度を使用する利点は見出
せない。
However, at present no advantage can be found in using high temperatures.

溶剤に制限はなく、通常有機溶剤またはその混合物であ
る。代表的な例には、クロロベンゼン、トルエン、酢酸
イソアミル、シクロヘキサノン、ジクロロメタン(沸点
が低すぎるので好ましくない)等がある。ポリスルホン
とシリコン含有樹脂のコーティング組成物が均一であれ
ば、他の溶剤ももちろん使用することができる。
The solvent is not limited and is usually an organic solvent or a mixture thereof. Typical examples include chlorobenzene, toluene, isoamyl acetate, cyclohexanone, and dichloromethane (not preferred because its boiling point is too low). Other solvents can of course be used as long as the coating composition of polysulfone and silicone-containing resin is uniform.

溶剤中のポリスルポンとシリコン含有樹脂の濃度は、相
容性のあるレジスト組成物が得られるように選択すれば
よく、濃度に制限はない。全固形分は(溶剤の重量に対
して)ポリスルホンおよびマトリクス樹脂の濃度が約4
ないし約10重量%の場合、スピン◆コーティング、ス
プレィ塗布等による被膜の付着に好適であることを見出
した。
The concentrations of polysulfone and silicon-containing resin in the solvent may be selected so as to provide a compatible resist composition, and there are no limitations on the concentrations. The total solids content (relative to the weight of solvent) is approximately 4% polysulfone and matrix resin.
It has been found that a content of from about 10% by weight to about 10% by weight is suitable for coating by spin◆ coating, spray coating, etc.

成分はもちろんすべて溶剤に良く溶解するが、混合法に
ついては特に限定はない。
Of course, all the components dissolve well in the solvent, but there are no particular limitations on the mixing method.

通常コーティング用組成物は、使用前にサブミクロンの
フィルタで濾過し、膜の欠陥の原因となる粒子や、重合
体のゲルを除去する。これは周知の方法であり、通常0
.2ミクロンの銀の皮膜(市販品)を用いてこのような
粒子を除去する。
Coating compositions are typically filtered through submicron filters to remove particles and polymer gels that can cause membrane defects before use. This is a well-known method and is usually 0
.. A 2 micron silver film (commercially available) is used to remove such particles.

本発明のレジスト被膜の乾燥後の厚みは、被膜にピンホ
ール等の欠陥がなく、たとえば約1〜5ミクロンの厚み
の下の被膜にパターンを転写することが必要な王権に適
したものであれば、特に限定されない。たとえば、深紫
外線リソグラフィと、その後の02RI EVCよる下
層への像の転写には、約2000ないし約8000オン
グストロームの厚みが結果が良好であることがわかった
The dry thickness of the resist coating of the present invention is such that the coating is free of defects such as pinholes and is suitable for royalties requiring transfer of patterns to coatings below a thickness of approximately 1 to 5 microns, for example. However, there are no particular limitations. For example, a thickness of about 2000 to about 8000 angstroms has been found to yield good results for deep ultraviolet lithography followed by 02RI EVC transfer of the image to the underlying layer.

本発明のレジスト組成物は、従来の方法、たとえばスピ
ン・コーティング、ディップ・コーティング、スプレィ
等で、所定の基板上に塗布することができる。現在発明
者らは従来のスピン・コーティングを使用している。
The resist composition of the present invention can be applied onto a given substrate by conventional methods such as spin coating, dip coating, spraying, and the like. Currently the inventors are using conventional spin coating.

本発明のレジスト法に用いる基板の例には、マイクロエ
レクトロニクス・デバイスの製作に用いられるような各
種の表面、たとえば、プラズマ、低圧化学蒸着(LPC
VD)、プラズマ強化化学蒸着(PECVD)等によシ
付着させたシリコン、酸化シリコン、窒化シリコン等が
ある。本発明のレジストを、2層リソグラフィに適用す
るには、重合体コーティング組成物で形成した厚い下層
を使用し、本発明のレジスト組成物をオーバーコーテイ
ングする前に、必要な従来法による高温焼成を行う。下
層の従来の材料には、金属蒸着温度に耐える5h1pl
ey  AZ−1350J、ICIホリスルホン、(チ
バ・ガイギー)C1ba 081g1社のXU−218
およびゼネラル・エレクトリック社(General 
 Electric Carp )のGEULTEMポ
リエーテルイミド等の可溶性ポリイミドがある。従来の
フォトレジストは、被膜を光学、寸たは紫外線放射等の
偉に従った露出に対して不感性にするため、200℃を
超える温度で焼成する下層として屡々用いられる。この
ように、本発明では基板の用語は従来の無機質基板に限
らず、本発明のレジスト組成物を塗布するための重合体
表面も含まれる。
Examples of substrates used in the resist methods of the present invention include various surfaces such as those used in the fabrication of microelectronic devices, such as plasma, low pressure chemical vapor deposition (LPC), etc.
Examples include silicon deposited by VD), plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD), silicon oxide, silicon nitride, and the like. Application of the resists of the present invention in two-layer lithography uses a thick underlayer formed of a polymeric coating composition and requires conventional high temperature baking prior to overcoating the resist composition of the present invention. conduct. The underlying conventional material includes 5H1PL, which withstands metal deposition temperatures.
ey AZ-1350J, ICI Holisulfone, (Ciba Geigy) C1ba 081g1 company's XU-218
and General Electric Co.
There are soluble polyimides such as GEULTEM polyetherimide from Electric Carp. Conventional photoresists are often used as underlayers that are fired at temperatures in excess of 200° C. to render the coating insensitive to optical, dimensional, or other exposures such as ultraviolet radiation. Thus, in the present invention, the term substrate is not limited to conventional inorganic substrates, but also includes polymer surfaces on which the resist composition of the present invention is applied.

本発明のレジスト組成物が特に有用な応用例の1つに、
本発明のレジスト組成物が耐02エッチ/グ性作像層と
して機能し、上記の従来の重合体下層が所定の深さの像
を得るため、乾式または湿式処理によシ、像を転写し、
また従来の金属り7ト・オフ法のためのリフト・オフ層
として機能する2層しジスト方式である。これについて
以下に説明する。説明を簡略にするため、本発明の事前
焼成、像に従った露出および任意の事後焼成については
詳述しない。これらはもちろん実際には使用される。2
層しジスト方式では、従来の重合体下層は一般にプラズ
マまたはRIEによる酸素エツチングを受けるものであ
る。もちろんレジスト組成物を2層レジスト法に使用す
ることは必須ではなく、1層法にも、マスクの作成にも
使用することができる。
One of the applications in which the resist composition of the present invention is particularly useful is
The resist composition of the present invention functions as a 02 etch/etch resistant imaging layer, and the conventional polymer underlayer described above is used to transfer images by dry or wet processing to obtain images of a predetermined depth. ,
It is also a two-layer resist method that functions as a lift-off layer for the conventional metallization method. This will be explained below. For simplicity of explanation, the pre-firing, image-wise exposure and optional post-firing of the present invention will not be discussed in detail. These are of course used in practice. 2
In layered cast systems, the conventional polymeric underlayer is typically subjected to oxygen etching by plasma or RIE. Of course, it is not essential to use the resist composition in the two-layer resist method, and it can be used in the one-layer resist method as well as in the creation of a mask.

通常、本発明のレジスト組成物を従来の下層上に用いた
2層しジスト方式では、下層を一般に200℃ないし2
70℃で焼成した後、樹脂組成物を塗布する。この温度
は限定されたものでなく、周囲の気体は、たとえば低温
(100℃未満)の場合は空気を、200℃ないし27
0℃の高温の場合は不活性気体を使用する。たとえば、
シソプレイAZ−1350Jを従来法によシスピ/・コ
ーティングした後、230℃までの温度でたとえばN2
中で焼成を行う。焼成温度は単に前述の不感性が確実に
得られるように選択すればよい。
Usually, in a two-layer resist method using the resist composition of the present invention on a conventional lower layer, the lower layer is generally heated at 200°C to 200°C.
After baking at 70°C, a resin composition is applied. This temperature is not limited, and the surrounding gas may be, for example, air at low temperatures (less than 100°C), 200°C to 27°C.
If the temperature is 0°C, use an inert gas. for example,
After Sysopray AZ-1350J is coated with Sysp/・ by a conventional method, it is coated with N2, for example, at a temperature up to 230°C.
Firing takes place inside. The firing temperature may simply be selected to ensure the aforementioned insensitivity.

このように、代表的な方法では、最初に所定の基板に下
層をスピン・コーティングし、85℃で20分間焼成を
行った後、200℃(N2)で15分間、さらに230
℃(N2)で30分間焼成を行う。次に、本発明のレジ
スト組成物を塗布して約85〜115℃で約20〜40
分間焼成(事前焼成)を行い、適当な露出装置、たとえ
ば深紫外線用のKasper 紫外線露出装置を用いて
、従来法により密着焼付けを行う。露出、たとえば深紫
外線露出稜、約80〜110℃で約10〜30分間、通
常105℃で15〜30分間事後焼成を行い、これによ
り高解像度のリリーフ像を得る。
Thus, a typical method involves first spin-coating the lower layer onto a given substrate, baking at 85°C for 20 minutes, followed by 200°C (N2) for 15 minutes, and then 230°C.
Calcination is performed at ℃ (N2) for 30 minutes. Next, the resist composition of the present invention is applied and heated to about 20 to 40°C at about 85 to 115°C.
A one-minute bake (pre-bake) is carried out, followed by a contact bake in a conventional manner using a suitable exposure device, such as a Kasper UV exposure device for deep UV light. Exposure, such as deep UV exposed edges, is carried out at about 80-110° C. for about 10-30 minutes, followed by post-firing, usually at 105° C. for 15-30 minutes, thereby obtaining a high-resolution relief image.

この事後焼成は、任意であるが、好ましいものである。This post-calcination is optional, but preferred.

次に溶剤による現像後、上層が02エツチングのマスク
として機能する場合完全に現像されたパターンを下層に
転写するため、02プラズマ・エツチングまたはRIE
を行う。レジスト・ノくターンが下層に複写された後、
標単の金属蒸着前の洗滌を行い、従来法、たとえばスパ
ッタリングまたは真空蒸着により金属蒸着を行う。次に
、従来法、たとえば溶剤浸漬により、リフト・オフを行
い、集積回路デバイス用の像に従った金属パターンを得
る。
After solvent development, 02 plasma etching or RIE is then performed to transfer the fully developed pattern to the lower layer where the upper layer acts as a mask for the 02 etch.
I do. After the resist nokturn is copied to the lower layer,
The substrate is cleaned prior to metal deposition and metal deposition is performed by conventional methods, such as sputtering or vacuum deposition. Lift-off is then performed by conventional methods, such as solvent immersion, to obtain an image-wise metal pattern for integrated circuit devices.

本発明以前には、乾式処理に必要な耐02エツチング性
を有する高感度、高解像度の感X@または感電子線ポジ
ティブおよびネガティブ・レジスト、ならびにポジティ
ブ深紫外線レジストは実質的に存在しなかったため、本
発明の上述の点は、商業的に極めて有益である。
Prior to the present invention, there were virtually no high-sensitivity, high-resolution X- or electron-sensitive positive and negative resists and positive deep UV resists with the 02 etch resistance required for dry processing; The above aspects of the invention are of great commercial advantage.

本明細書では、深紫外線の用語は、約200ないし約3
00 nmの範囲、通常的200ないし約290 nm
の範囲の、一般に市販されている露出装置により得られ
る紫外線を意味する。本発明のレジスト被膜は、また、
たとえば248 nmの放射のエクサイマ・レーザによ
っても作像可能である。
As used herein, the term deep ultraviolet light refers to about 200 to about 3
00 nm range, typically 200 to about 290 nm
means ultraviolet radiation obtained by commonly available exposure equipment in the range of . The resist film of the present invention also includes:
For example, it is also possible to image by an excimer laser with radiation at 248 nm.

本発明の偉露出で、いずれの放射線を使用した場合でも
、ポリスルホンが活性化されて露出しだ部分としない部
分で所期の差が得られれば、露出時間と強度は任意に選
択することができる。ポジティブ・レジストでは、周知
のごとくレジストの照射された部分の架橋、すなわちレ
ジストの露出した部分の除去を過度に抑制するような架
橋はさけなければならない。さらに、周知のごとく、通
常レジストの厚みが厚いほど露出時間または強度、もし
くはその両方を増大する必要があり、レジストが薄くな
ればその逆になる。限定されるものではないが、発明者
らは通常線量的10ないし約2QmJ/−で、約10な
いし約90秒の露出時間を使用している。
In the present invention, the exposure time and intensity can be arbitrarily selected, as long as the polysulfone is activated and the desired difference between exposed and unexposed areas is obtained, regardless of which radiation is used. can. In positive resists, as is well known, crosslinking of the irradiated portions of the resist, i.e., crosslinking that would unduly inhibit removal of exposed portions of the resist, must be avoided. Additionally, as is well known, thicker resists typically require increased exposure time and/or intensity, and vice versa for thinner resists. Although not limited to, we typically use exposure times of about 10 to about 90 seconds with doses of 10 to about 2 QmJ/-.

これらのレジスト材料はまた、X線および電子線にも高
感度を有し、したがってリングラフィの処理にこれらの
技術を用いてパターンを形成するためにも用いられる。
These resist materials also have high sensitivity to X-rays and electron beams and are therefore used to form patterns using these techniques in phosphorographic processes.

この高感度と、酸素エツチング耐性によシ、本発明のレ
ジスト組成物は特に1層または2層レジスト法において
、高解像度の金属パターンを形成するのに適している。
Due to this high sensitivity and resistance to oxygen etching, the resist composition of the present invention is particularly suitable for forming high-resolution metal patterns in a one-layer or two-layer resist method.

さらに発明者らは、従来のX線源、たとえば、8.34
オングストロームのX線源を使用して、本発明のレジス
ト被膜を、露出線量を変えることによシ、ポジティブま
たはネガティブ・パターンの形成に用いられることを見
出した。たとえば、20重量%のポリ(メチルペンテン
メタリルエチルエーテルスルホン)ヲ含有スるビスフェ
ノールA−ポリカーボネート−ポリジメチルシロキサン
・ブロック共重合体の厚さQ、5層mのレジスト被膜を
、線量20〜3 Q mJ /−のアルミニウムKaX
線に露出した後、短時間焼成を行い、溶剤で現像すると
、ポジティブ・パターンが得られる。露出前に短時間焼
成を行うことが好ましいが、とれは不可欠ではない。同
じ皮膜を120mJ/−以上の線量で露出した後現像す
ると、ネガティブ・パターンが得られる。
Additionally, the inventors believe that conventional X-ray sources, e.g.
It has been found that using an angstrom x-ray source, the resist coating of the present invention can be used to form positive or negative patterns by varying the exposure dose. For example, a resist film of 5 layers m, thickness Q, of a bisphenol A-polycarbonate-polydimethylsiloxane block copolymer containing 20% by weight of poly(methylpentene metallylethyl ether sulfone) is formed at a dose of 20 to 3 m. Aluminum KaX of Q mJ /-
After exposure to the line, a short bake and development with a solvent yields a positive pattern. Although it is preferred to perform a short firing before exposure, firing is not essential. If the same film is exposed to a dose of 120 mJ/- or more and then developed, a negative pattern is obtained.

本発明によるレジスト被膜はまた、比較的低い線量の電
子線露出により、非常に解像度の高い像を形成すること
もできる。0.5μm未満の被膜を1.0μC/4ない
し5μm / aiの電子線露出を行った後、たとえば
85〜105℃で短時間事後焼成を行うと、解像度が0
.25μmのポジティブ・リリーフ・パターンが得られ
る。次に適当な溶剤で現像、または乾式エツチングを用
いて、像を完全に現像することができる。同じ被膜を約
10.0μC/dないし約15.0 pc / crd
、 iたはそれ以上の線量で露出した後、現像を行うと
、ネガティブ・パターンが得られる。
Resist coatings according to the present invention can also produce very high resolution images with relatively low doses of electron beam exposure. If a film of less than 0.5 μm is exposed to an electron beam at 1.0 μC/4 to 5 μm/ai and then post-baked for a short time at, for example, 85 to 105°C, the resolution will be reduced to 0.
.. A positive relief pattern of 25 μm is obtained. The image can then be fully developed using development in a suitable solvent or dry etching. About 10.0 μC/d to about 15.0 pc/crd of the same coating
, i or higher doses, followed by development, a negative pattern is obtained.

本発明のこれらのレジストを用いて形成したレジスト・
パターンは、ポジティブであってもネガティブであって
も、酸素反応性イオン・エツチング耐性であるため、作
像したレジストをマスクとして作用させて乾式法によシ
、通常有機の下層に像を転写することができる。
Resists formed using these resists of the present invention
Because the pattern, whether positive or negative, is resistant to oxygen-reactive ion etching, the image is transferred to an underlying layer, usually organic, by a dry process, with the imaged resist acting as a mask. be able to.

XwJまたは電子線照射は、従来の線源によるレジスト
露出で用いる従来法のX線または電子線照射を意味する
。X線または電子線の強度に応じて、本発明のレジスト
は、ネガティブまたはポジティブのいずれかの性質を示
す。X線または電子線の線量が高いと、本発明のレジス
トはネガティブの性質を示し、線量が低いと、本発明の
レジストはポジティブの性質を示す。通常、時間は自由
に選択できるが、発明者らは約10ないし約90秒とし
ている。
XwJ or electron beam irradiation refers to conventional X-ray or electron beam irradiation used in resist exposure with conventional radiation sources. Depending on the intensity of the X-ray or electron beam, the resist of the present invention exhibits either negative or positive properties. At high doses of X-rays or electron beams, the resists of the present invention exhibit negative properties, and at low doses, the resists of the present invention exhibit positive properties. Usually, the time can be freely selected, but the inventors set it to about 10 to about 90 seconds.

X線による最良の結果は、ポジティブ・レジストの性質
を得るには、平均線量が約10ないし約50mJ/cr
1.ネガティブ・レジストの性質を得るには平均線量が
約120mJ/−以上とすればよいと考えられる。ネガ
ティブ・レジストの性質を得るには、通常約200mJ
/−を超える平均線量を使用することは好ましくないと
考えられる。
Best results with X-rays are obtained with an average dose of about 10 to about 50 mJ/cr for positive resist properties.
1. It is believed that an average dose of about 120 mJ/- or more is sufficient to obtain the properties of a negative resist. Usually about 200 mJ to obtain negative resist properties.
It is considered undesirable to use an average dose of more than /-.

これは、たとえば約300mJ/cIIという非常に高
い線量を使用すると、それた照射量によって、架橋が望
ましくない部分にまで架橋を生じさせるためである。
This is because when a very high dose, for example about 300 mJ/cII, is used, the deviated dose causes crosslinking to occur even in areas where crosslinking is not desired.

当業者には自明のごとく、上記のポジティブ・レジスト
およびネガティブ・レジストそれぞれの特性を達成する
ための上記の約10〜5 Q mJ /−および約12
0〜200 mJ /−の範囲は絶対的なものではなく
、約50〜200mJ/−の間でポジティブおよびネガ
ティブのレジスト特性が除々に混合する。一般にレジス
トを残すべき領域で約70〜80重量%のレジスト保持
率が得られるので、現在の所上記の範囲内で実施するこ
とが最も好ましい。明らかにレジスト保持量が高くなる
ほどよい。約50 mJ /−以上または約120mJ
/−以下になるにつれて、レジスト保持率は低下する。
As will be apparent to those skilled in the art, about 10-5 Q mJ/- and about 12
The range of 0-200 mJ/- is not absolute, and between about 50-200 mJ/- positive and negative resist properties gradually mix. It is currently most preferred to practice within the above range since generally a resist retention rate of about 70-80% by weight is obtained in the areas where the resist is to be left. Obviously, the higher the resist retention amount, the better. Approximately 50 mJ/- or more or approximately 120 mJ
/- or less, the resist retention rate decreases.

本発明の実施者がレジストを残すべき領域で、それ以下
のレジスト保持率を受は入れることができるなら、上記
の範囲外で実施することも可能である。しかし、我々の
一般的考えでは精密な用途では、上記の範囲の線量が最
良の結果を与える。
It is also possible to practice outside the above ranges if the practitioner of the invention can accept a lower resist retention rate in the areas where resist is to be left. However, it is our general belief that for precision applications, doses in the above range will give the best results.

以上の説明は、X線照射に関するものであったが、上記
の原則は、電子線にも同じ効力で適用されると考える。
Although the above explanation has concerned X-ray irradiation, it is believed that the above principles apply to electron beams with the same effect.

例外は、電子線照射の場合、ポジティブ・レジストに対
する露出量の範囲が、約1゜0〜5.0μC/ffl、
ネガティブ・レジストに対する露出量の範囲が10.0
〜15.0JIC,/−のとき、良好な結果が得られる
ことである。ネガティブ・レジストでは、それ以上の線
量を使用できるが、より高い線量を用いても今のところ
利点はない。
An exception is that in the case of electron beam irradiation, the exposure amount range for positive resist is approximately 1°0 to 5.0 μC/ffl,
Exposure range for negative resist is 10.0
-15.0JIC,/-, good results are obtained. For negative resists, higher doses can be used, but there is currently no benefit to using higher doses.

一般に、露出後の焼成を使用すると解像力が高まシ、レ
ジスト性能が上がることがわかっている。
In general, it has been found that the use of post-exposure baking increases resolution and improves resist performance.

たとえば深紫外線に対して像に従って露出中、ポジティ
ブ・レジストが関係する場合、露出領域にラジカルが生
成して事後焼成時まで残シ、事後焼成を行うと、揮発性
成分が生成して、事後焼成中にそれが除去されて露出領
域の空隙率が増加して、露出領域への溶媒の浸透をより
効率的にし、それによって、溶媒を用いた現像が加速さ
れると考える。前に例を出した厚さの場合、露出後に約
80〜110℃までの温度で約10〜30分焼成すると
、秀れた結果が得られる。露出後焼成の環境は重要では
なく、現在まで空気中でホット・プレート上で加熱した
だけである。したがって、任意ではあるが露出後焼成の
使用が極めて好ましい。
For example, during image-wise exposure to deep ultraviolet light, if a positive resist is involved, radicals are generated in the exposed areas and remain until post-baking; We believe that its removal during the process increases the porosity of the exposed areas, making penetration of the solvent into the exposed areas more efficient, thereby accelerating development with the solvent. For the thicknesses previously exemplified, excellent results are obtained when baked after exposure at temperatures of up to about 80-110° C. for about 10-30 minutes. The post-exposure firing environment is not critical, and to date only heating on a hot plate in air has been done. Therefore, although optional, the use of post-exposure firing is highly preferred.

完全なパターン画定のため、通常CF4−’02中での
プラズマ・エツチングなどの乾式現像法を使用し、より
好ましくは、一般に露出/事後焼成の後で通常の溶媒を
用いる現像法を使用する。我々の経験の大部分は、溶媒
を用いる現像法によるのであるが、溶媒を用いる現像法
でもCF4−O2プラズマ・エツチングでも、アスペク
ト比の高い完全に現像されたサブミクロン・パターンが
得られると考える。
For complete pattern definition, dry development methods are usually used, such as plasma etching in CF4-'02, and more preferably, development methods are used, typically using conventional solvents after exposure/post-baking. Most of our experience has been with solvent development, but we believe that both solvent development and CF4-O2 plasma etching can yield fully developed submicron patterns with high aspect ratios. .

深紫外線に対する感受性をもつレジストを現像するため
の現在好ましい溶媒混合物は、最良の結果が得られたイ
ンプロパツールに溶かした酢酸イソアミルの30体体積
法液(酢酸イソアミル3註ロパツールにテトラヒドロフ
ランを同じ割合で溶かした溶液、または、ヘキサンにジ
クロロメタンを同じ割合で溶かした溶液である。X線お
よび電子線に対する感受性をもつレジストを現像するた
めの現在好ましい溶媒混合物は、ヘキサン−アセトン−
酢酸エチルであシ、任意に少量のメチルイソブチルケト
ン酸を含んでもよい。現在量も好ましい割合は、第3例
から第5例に示しであるが、深紫外線に対して感受性を
もつレジストの場合と同様に、他の割合も使用できる。
The currently preferred solvent mixture for developing resists sensitive to deep UV radiation is a 30 volume solution of isoamyl acetate dissolved in Impropatur (equal proportions of isoamyl acetate and tetrahydrofuran) with the best results. or dichloromethane in equal proportions in hexane.Currently preferred solvent mixtures for developing resists sensitive to X-rays and electron beams are hexane-acetone-
Ethyl acetate may optionally contain a small amount of methyl isobutyl ketone acid. Current and preferred ratios are shown in Examples 3 through 5, but other ratios can be used as well, as with resists sensitive to deep ultraviolet light.

溶媒の全体積に対して約20ル30 非常に秀れた結果を与えることがしばしばある。Approximately 20 l30 for the total volume of solvent It often gives very good results.

もちろん、露出領域または非露出領域を過度に除去する
ことなく非露出領域または露出領域を選択的に溶かすも
のなら、どんな溶媒系でも使用でき、先に指摘したよう
に、レジストがポジティブ特性をもつかネガティブ特性
をもつかに応じて、露出領域または非露出領域の約20
〜3oチしか除去しないものが今のところ好ましい。当
事者には自明の如く、大抵の目的には、非露出領域が一
部除去されてもかまわない。
Of course, any solvent system that selectively dissolves the unexposed or exposed areas without excessively removing exposed or unexposed areas can be used, and as pointed out earlier, the resist has positive properties. Approximately 20% of the exposed or non-exposed area, depending on whether it has negative properties.
Currently preferred is one that removes only ~3°. Those skilled in the art will appreciate that for most purposes some of the non-exposed areas may be removed.

通常1周囲環境で溶媒を用いる現像を実施中る。Development is usually carried out using a solvent in one ambient environment.

本発明に基づく現像では、希望する場合、露出領域での
レジストの除去を助けるために穏やかな超音波攪拌を行
うことができない。
Development according to the present invention does not allow for gentle ultrasonic agitation to aid in resist removal in exposed areas, if desired.

以上、本発明の一般に良好な実施例について説明してき
たが、本発明を実施するための現在好ましい最良の例を
提供するため、下記の例を示す。
Having thus described generally good embodiments of the invention, the following examples are presented to provide the best presently preferred embodiments for carrying out the invention.

例1 ビスフェノールA−ポリカーボネート/ボリジメルシロ
キサン・ブロック共重合体(平均分子量約1 5000
0、T,約160℃、共重合体中のポリジメチルシロキ
サンは約35重量%)とポリ(メチルペンテンメタリル
エチルエーテルスルホン)(分子量200000)を4
:1の重量比で常温でクロロベンゼンに溶かして、本発
明に基づくポジティブ・レジスト組成物の溶液(溶液重
量に対して全固形分6重量ls)を作った。
Example 1 Bisphenol A-polycarbonate/boridimersiloxane block copolymer (average molecular weight approx. 15000
0, T, about 160°C, polydimethylsiloxane in the copolymer is about 35% by weight) and poly(methylpentene metallethyl ether sulfone) (molecular weight 200,000).
A solution of a positive resist composition according to the present invention (total solids content: 6 ls based on the weight of the solution) was prepared by dissolving it in chlorobenzene at room temperature in a weight ratio of 1 :1.

上記溶液を0.2ミクロンのフィルタで濾過した。The solution was filtered through a 0.2 micron filter.

次に、シリコン基板上にコーティングした厚さ2。Next, a thickness of 2 was coated on the silicon substrate.

1μmの(N2中で230℃で焼成した) 5hipl
eyAZ−1 35 D Jの層に、これを通常のやシ
方でスピン・コーディングした。
1μm (calcined at 230°C in N2) 5hipl
This was spin-coded onto the eyAZ-1 35 DJ layer using the usual method.

上記の塗布に続いて、全体を窒素中で105℃で30分
間事前焼成して、全厚的2.4μmのレジスト・アセン
ブリ(本発明に基づくレジスト組成物と5hiplay
1 35 0 J基層)を得た。
Following the above application, the whole was pre-baked at 105° C. for 30 minutes in nitrogen to produce a total 2.4 μm resist assembly (resist composition according to the present invention and 5hiplays).
1350 J base layer) was obtained.

次に1通常のKasper 深紫外露出システムを使っ
て、深紫外線を用い接触マスクを通して45秒間像に従
った露出を行った。(約45秒、100mJ/ctl)
Image-wise exposure was then performed for 45 seconds through a contact mask using deep UV light using a conventional Kasper deep UV exposure system. (about 45 seconds, 100mJ/ctl)
.

像に従った露出に続いて、全体を空気中で105℃で3
0分間事後焼成し、本発明のレジスト組成物中に非常に
明瞭なレリーフ・パターンを得た。
Following image-wise exposure, the whole was incubated in air at 105°C for 3
Post-baking for 0 minutes resulted in a very clear relief pattern in the resist composition of the present invention.

上記の本焼成の後、全体を酢酸イソアミルをインプロパ
ツールに溶かした30%溶液に室温で3分間浸して、本
発明のレジスト組成中に完全に現像されたポジティブ・
パターンを得た。次に,短時間熱処理して、フィルム中
に残った溶媒を蒸発させ、250−350ワツトで25
11ccfn1の酸素流量で通常の02RIE法を使っ
て、パターンをFにある5hipley AZ−1 3
 5OJ層の中へ基板まで転写した。
After the above main baking, the entire body was immersed in a 30% solution of isoamyl acetate in Improper Tool for 3 minutes at room temperature to obtain a fully developed positive image in the resist composition of the present invention.
I got the pattern. Next, a short heat treatment is performed to evaporate the remaining solvent in the film, and the film is heated at 250-350 Watts.
Using the normal 02RIE method with an oxygen flow rate of 11ccfn1, the pattern was 5hipley AZ-1 3 in F.
It was transferred to the substrate into the 5OJ layer.

完全にエッチされた像の最終厚さは約2.3μmで、本
発明に基づくレジスト組成物層が02RIE中無傷のま
まで、像を5hlpley AZ−1 350基層に転
写できることが証明された。
The final thickness of the fully etched image was approximately 2.3 μm, demonstrating that the resist composition layer according to the present invention remained intact during 02 RIE and the image could be transferred to the 5hlplay AZ-1 350 base layer.

例2 Petrarch  Systems社から入手したポ
リジメチルシロキサン/アルファメチルスチレン・ブロ
ック共重合体(分子量8000〜120000)の50
重iチキシレン溶液を、トルエンで希釈して、樹脂固形
分約10重量%の樹脂溶液を作つた。この溶液2002
に、米国特許第4398001号にもとづいて作った、
例1と同じ分子量のポリ(メチルペンテンメタリルエチ
ルエーテルスルホン’) 2.5 fを加えて、ポジテ
ィブ・レジストの透明溶液を作シ、それを例1と同時に
濾過して、シリコン・ウエノ・上に例1と同じ厚さにス
ピン・コーティングし、窒素中で105℃で30分間事
前焼成し、例1と同様に接触マスクを通して深紫外線に
露出させた。露出フィルムを空気中で105℃で10−
15分間事後焼成すると、高解像度のレリーフ・パター
ンが現われ、それを酢酸イソアミル−イソプロパツール
混合物(体積比30ニア0)に短時間浸して基板まで現
像した。
Example 2 Polydimethylsiloxane/alpha methylstyrene block copolymer (molecular weight 8000-120000) obtained from Petrarch Systems.
The deuterated thixylene solution was diluted with toluene to create a resin solution with a resin solids content of about 10% by weight. This solution 2002
, based on U.S. Pat. No. 4,398,001,
Add 2.5 f of poly(methylpentenemetallylethyl ether sulfone) with the same molecular weight as in Example 1 to make a clear solution of positive resist, which was filtered simultaneously with Example 1 and prepared on silicone urethane. was spin-coated to the same thickness as in Example 1, pre-baked in nitrogen at 105° C. for 30 minutes, and exposed to deep UV light through a contact mask as in Example 1. The exposed film was heated in air at 105°C for 10-
After 15 minutes of post-baking, a high-resolution relief pattern appeared, which was developed to the substrate by brief dipping in an isoamyl acetate-isopropanol mixture (30 by volume).

ポリ(メチルペンテンメタリルエチルエーテルスルホン
)ヲポリ(テトラメチルシルフェニレンシロキサン)(
分子量150000)の同様のトルエン溶液(Petr
arch  Systems )と混合して調製した同
様の樹脂系を、上記の手順に従って処理し、秀れた品質
のレジスト・パターンを得た。二層法で使用したとき、
像層を効果的な02RIEマスクとして使って、02R
IEによってレジスト像を下層中に転写することができ
た。
Poly(methylpentene metallethyl ether sulfone)poly(tetramethylsilphenylene siloxane) (
A similar toluene solution (Petr
A similar resin system prepared by mixing with Arch Systems) was processed according to the procedure described above to obtain resist patterns of excellent quality. When used in the two-layer method,
Using the image layer as an effective 02RIE mask, the 02R
The resist image could be transferred into the underlying layer by IE.

例6 例1で説明したクロロベンゼン溶液として調製した濾過
レジスト組成物を、シリコン基板にスピン・コーティン
グし、窒素中で105℃で30分間事前焼成して、厚さ
約4200^(乾燥時厚さ)のフィルムを作った。通常
のアルミニウムKaX線源を伴って2020−3O/−
でX線露出を行い、続いて空気中で85℃で10分間事
後焼成した。続いて周囲環境でヘキサン−アセトン−酢
酸エチル6:11(体積比)からなる混合溶媒系に約1
分間浸し、ヘキサンで洗浄して、露出領域を優先的に除
去すると、完全に現像されたポジティブ・パターンが得
られた。空気中で85℃で短時間(10分間)現像後焼
成して、トラップされた溶媒を除去すると、残シの厚さ
は3200−340OAとなう、露出領域の除去中に非
露出領域の損失は約20チであった。
Example 6 A filtered resist composition prepared as a chlorobenzene solution as described in Example 1 was spin-coated onto a silicon substrate and pre-baked in nitrogen at 105°C for 30 minutes to a thickness of approximately 4200^ (dry thickness). made a film of. 2020-3O/- with normal aluminum KaX-ray source
X-ray exposure was performed at , followed by post-calcination at 85° C. for 10 minutes in air. Subsequently, in an ambient environment, about 1% of
A fully developed positive pattern was obtained by soaking for a minute and rinsing with hexane to preferentially remove exposed areas. A short post-development bake (10 minutes) at 85°C in air to remove the trapped solvent results in a residue thickness of 3200-340 OA, loss of non-exposed areas during removal of exposed areas. was about 20 cm.

硬焼成AZ1350フォトレジストを厚い下層として使
って、例1の手順に従って、二層レジスト層中で上記工
程を繰シ返した。(上記と同様に)露出し現像したパタ
ーンを上記と同様に事後焼成し、o2RIEによって2
58e、のガス流量で14QμTorrのガス圧、30
0ワツトRF出力で底層までエッチ転写した。これらの
条件下で、パターン付けされたレジストは効果的な02
R■Eマスクをもたらした。
The above steps were repeated in a bilayer resist layer following the procedure of Example 1 using hard fired AZ1350 photoresist as the thick underlayer. The exposed and developed pattern (as above) was post-fired as above and 2
58e, gas pressure of 14QμTorr at a gas flow rate of 30
Etch transfer was performed to the bottom layer using 0 Watts RF output. Under these conditions, the patterned resist is effective 02
Brought R■E mask.

例4 例1で述べた濾過レジスト組成物を、例1と同41シ’
Jコン・ウェハ上にスピン・コーティングし、窒素中で
105℃で30分間事前焼成して、厚さ約4200′に
のフィルムを作った。例3と同じ通常の露出源を使って
120−150mJ/cJでX線露出を行い、続いて空
気中で80℃で10分間事後焼成すると、明瞭なレリー
フ・パターンが得られた。これを空気中で90℃で15
分間現像後焼成にうけて、トラップされた溶媒を除去し
た。パターンは、02RIEに対して秀れた乾式エッチ
耐性を持ち、したがって、二層樹脂性でRIEマスクで
も使用できた。
Example 4 The filtration resist composition described in Example 1 was
The film was spin coated onto a J-Con wafer and pre-baked in nitrogen at 105°C for 30 minutes to produce a film approximately 4200' thick. X-ray exposure at 120-150 mJ/cJ using the same conventional exposure source as in Example 3 followed by post-calcination at 80° C. for 10 minutes in air resulted in a clear relief pattern. This was heated in air at 90℃ for 15 minutes.
After developing for a minute, the film was baked to remove the trapped solvent. The pattern had excellent dry etch resistance to 02 RIE and therefore could be used in RIE masks with bilayer resin.

例5 事前焼成などした例3および例4のレジスト材料の厚さ
約0.4μmのフィルムを、これらの例と1[Kシリコ
ン・ウェハにスピン・コーティングし、次に2.5pC
/ctlおよび5pC/adで電子線直線書込みにかけ
た。空気中で90℃で15分間露出後焼成を行って、線
幅0.125μmまでのサブミクロン線の解像度をもつ
高解像度のレリーフ・パターンを得た。顕微鏡検査によ
り、秀れた品質および直線空間アレイ中で線0.25本
までの尖鋭な像の精細度を持つことがわかった。パター
ン付けされたレジストの露出領域および非露出領域の厚
さを測定したところ、露出領域は非露出領域に対して厚
さが減少し、したがってこの低い電子線量でポジティブ
・パターンが得られた。
Example 5 Approximately 0.4 μm thick films of the resist materials of Examples 3 and 4, such as pre-baked, were spin coated onto 1 [K silicon wafers with these examples and then 2.5 pC
/ctl and 5 pC/ad. A post-exposure firing in air at 90° C. for 15 minutes yielded a high-resolution relief pattern with submicron line resolution down to 0.125 μm line width. Microscopic examination showed excellent quality and sharp image definition of up to 0.25 lines in a linear spatial array. The thickness of the exposed and unexposed areas of the patterned resist was measured and the exposed areas were reduced in thickness relative to the unexposed areas, thus resulting in a positive pattern at this low electron dose.

続いて、例3と同様に溶媒に浸し、または通常のプラズ
マ現像法を使って、完全に現像されたパターンを得た。
A fully developed pattern was then obtained using solvent immersion or conventional plasma development as in Example 3.

電子線レジスト・パターンが必要な02RIE耐性マス
クをもたらすとき、比較的厚い下層中に高解像のパター
ンを生成するため、上記のように二層系でこの工程を繰
り返した。
When the electron beam resist pattern yields the required 02 RIE resistant mask, this process was repeated in a two-layer system as described above to produce a high resolution pattern in a relatively thick underlying layer.

G0発明の効果 本発明のレジストは02ドライエツチング耐性を有し、
高い放射線感度を有し、接着力に優れ、解像度が高い。
Effect of the G0 Invention The resist of the present invention has 02 dry etching resistance,
It has high radiation sensitivity, excellent adhesive strength, and high resolution.

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)少なくとも1種類の放射線感受性ポリスルホンと
、少なくとも1種類のシリコン含有重合体との混合物か
らなるリソグラフィー用レジスト。
(1) A lithography resist comprising a mixture of at least one radiation-sensitive polysulfone and at least one silicon-containing polymer.
(2)上記ポリスルホンが二酸化イオウと、次の化学式 ▲数式、化学式、表等があります▼ によつて示され(ここで、RはHまたはCH_3、R_
1は2〜10個の炭素原子を有する線状炭化水素基、エ
ステル基、芳香環、または分枝アルキル基)、4〜12
個の炭素原子を有するオレフィンとの重合により形成さ
れた共重合体である、特許請求の範囲第(1)項に記載
のレジスト。
(2) The above polysulfone is represented by sulfur dioxide and the following chemical formula ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ (where R is H or CH_3, R_
1 is a linear hydrocarbon group, ester group, aromatic ring, or branched alkyl group having 2 to 10 carbon atoms), 4 to 12
The resist according to claim 1, which is a copolymer formed by polymerization with an olefin having 5 carbon atoms.
(3)上記ポリスルホン共重合体が、ポリ(2−メチル
ペンテン−1−スルホン)、ポリ(ブテン−1−スルホ
ン)、ポリ(ヘキセン−1−スルホン)、ポリ(シクロ
ペンテンスルホン)およびこれらの混合物のうちから選
択したものである、特許請求の範囲第(2)項に記載の
レジスト。
(3) The polysulfone copolymer is poly(2-methylpentene-1-sulfone), poly(butene-1-sulfone), poly(hexene-1-sulfone), poly(cyclopentenesulfone), and mixtures thereof. The resist according to claim (2), which is selected from among these.
(4)上記ポリスルホンが、二酸化イオウ、オレフィン
、および不飽和エーテルのターポリマーである、特許請
求の範囲第(1)項に記載のレジスト。
(4) The resist according to claim (1), wherein the polysulfone is a terpolymer of sulfur dioxide, olefin, and unsaturated ether.
(5)上記ポリスルホンが、ポリ(メチルペンテンメタ
リルエチルエーテルスルホン)である、特許請求の範囲
(4)項に記載のレジスト。
(5) The resist according to claim (4), wherein the polysulfone is poly(methylpentenemethallylethyl ether sulfone).
(6)上記少なくとも1種類のシリコン含有重合体が、
ポリ(メチルフェニルシロキサン)、ポリ(テトラメチ
ル−p−シルフエニレンシロキサン)、ポリジメチルシ
ロキサン/シルフエニレン共重合体、ポリジメチルシロ
キサン/アルファメチルスチレン共重合体、ビスフェノ
ールA−ポリカーボネート/ポリジメチルシロキサン・
ブロック共重合体、ポリジメチルシロキサン/スチレン
・ブロック共重合体、ヘキサメチルテレフタレート/シ
ロキサン・ブロック共重合体、およびポリウレタン/シ
ロキサン・ブロック共重合体のうちから選択した重合体
材料である、特許請求の範囲第(1)項に記載のレジス
ト。
(6) The above at least one silicon-containing polymer,
Poly(methylphenylsiloxane), poly(tetramethyl-p-silphenylenesiloxane), polydimethylsiloxane/silphenylene copolymer, polydimethylsiloxane/alphamethylstyrene copolymer, bisphenol A-polycarbonate/polydimethylsiloxane.
The claimed polymer material is selected from among block copolymers, polydimethylsiloxane/styrene block copolymers, hexamethyl terephthalate/siloxane block copolymers, and polyurethane/siloxane block copolymers. The resist described in scope item (1).
(7)上記シリコン含有共重合体が、ポリシルフエニレ
ンシロキサン、ポリジアルキルシロキサン、ポリシルア
リレンシロキサン、およびジメチルシロキサンのうちか
ら選択したシリコン含有成分と、ビスフェノールA−ポ
リカーボネート、ポリウレタン、ポリエステル、ポリイ
ミド、ポリ尿素、ポリ(アルキレンエーテル)、および
ポリスルホンのうちから選択したシリコン非含有成分と
のブロック共重合体である、特許請求の範囲第(1)項
に記載のレジスト。
(7) The silicon-containing copolymer contains a silicon-containing component selected from polysilphenylene siloxane, polydialkyl siloxane, polysylallylene siloxane, and dimethyl siloxane, and bisphenol A-polycarbonate, polyurethane, polyester, and polyimide. , polyurea, poly(alkylene ether), and polysulfone.
(8)ビスフェノールA−ポリカーボネートとポリジメ
チルシロキサンのブロック共重合体、およびポリ(メチ
ルペンテンメタリルエチルエーテルスルホン)の混合物
からなる、特許請求の範囲第(1)項に記載のレジスト
(8) The resist according to claim (1), comprising a mixture of a block copolymer of bisphenol A-polycarbonate and polydimethylsiloxane, and poly(methylpentene metallethyl ether sulfone).
(9)ポリジメチルシロキサンとアルファメチルスチレ
ンのブロック共重合体、およびポリ(メチルペンテンメ
タリルエチルエーテルスルホン)の混合物からなる特許
請求の範囲第(1)項に記載のレジスト。
(9) The resist according to claim (1), which comprises a mixture of a block copolymer of polydimethylsiloxane and alpha methylstyrene, and poly(methylpentene metallethyl ether sulfone).
JP12241386A 1985-05-31 1986-05-29 Resist for lithography Pending JPS61289345A (en)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137649A (en) * 1989-10-24 1991-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fine pattern forming material and pattern forming method
JPH0429149A (en) * 1990-05-24 1992-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pattern forming material and formation of pattern
US7026099B2 (en) 2002-04-24 2006-04-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Pattern forming method and method for manufacturing semiconductor device
JP2014216477A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 株式会社デンソー Organic semiconductor device manufacturing method

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57179851A (en) * 1981-04-30 1982-11-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Formation of pattern
JPS59152A (en) * 1982-06-25 1984-01-05 Hitachi Chem Co Ltd Image forming resin composition
JPS5968735A (en) * 1982-10-13 1984-04-18 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Photosensitive composition
JPS60191245A (en) * 1984-03-12 1985-09-28 Fujitsu Ltd Resist film material and formation of resist pattern
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

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57179851A (en) * 1981-04-30 1982-11-05 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Formation of pattern
JPS59152A (en) * 1982-06-25 1984-01-05 Hitachi Chem Co Ltd Image forming resin composition
JPS5968735A (en) * 1982-10-13 1984-04-18 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd Photosensitive composition
JPS60191245A (en) * 1984-03-12 1985-09-28 Fujitsu Ltd Resist film material and formation of resist pattern
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

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03137649A (en) * 1989-10-24 1991-06-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd Fine pattern forming material and pattern forming method
JPH0429149A (en) * 1990-05-24 1992-01-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Pattern forming material and formation of pattern
US7026099B2 (en) 2002-04-24 2006-04-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Pattern forming method and method for manufacturing semiconductor device
JP2014216477A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 株式会社デンソー Organic semiconductor device manufacturing method

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