JPS62190229A - Vinyl group-containing silane based polymer - Google Patents

Vinyl group-containing silane based polymer

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JPS62190229A
JPS62190229A JP3329186A JP3329186A JPS62190229A JP S62190229 A JPS62190229 A JP S62190229A JP 3329186 A JP3329186 A JP 3329186A JP 3329186 A JP3329186 A JP 3329186A JP S62190229 A JPS62190229 A JP S62190229A
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pattern
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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
    • G03F7/0754Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds

Abstract

PURPOSE:A polymer, constituted of specific structural units, highly sensitive to electron rays, ion beams, near infrared rays, etc., having strong resistance to dry etching, capable of forming fine patterns and suitable for resist materials. CONSTITUTION:A silane based polymer having the backbone chain constituted of the formula (R is H or lower alkyl; n is 0 or a positive integer) and having 3,000-1,000,000mol.wt. The polymer is obtained by reacting a dichlorosilane compound with metallic sodium in a nonpolar solvent. An organic film and resist layer consisting of the above-mentioned silane polymer having a given resist pattern and 3,000-1,000,000mol.wt. are formed on a substrate one after another and a pattern is formed by a two-layer structural resist method using the resist pattern as a dry etching mask for the organic film.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は特に半導体集積回路、磁気バブルメモリ等の微
細パターン形成法に適したビニル基含有シラン系重合体
、この重合体を含むレジス;〜材料およびこの重合体を
使用したパターン形成方法に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Field of Application] The present invention relates to a vinyl group-containing silane polymer particularly suitable for forming fine patterns in semiconductor integrated circuits, magnetic bubble memories, etc., and a resist containing this polymer; This invention relates to a material and a pattern forming method using this polymer.

[従来の技術] 集積回路、バブルメモリ素子などの製造において光学的
リソグラフィまたは電子ビームリソグラフィを用いて微
細なパターンを形成する際、光学的リソグラフィにおい
ては基板からの反則波の影響、電子ビームリソグラフィ
においては電子散乱の影響によりレジストが厚い場合は
解像度が低下することが知られている。現像により得ら
れたレジストパターンを精度よく基板に転写するために
、ドライエツチングが用いられるが、高解像度のレジス
トパターンを得るために、簿いレジスト層を使用すると
、ドライエツチングによりレジストもエツチングされ基
板を加工するための十分な耐性を示さないという不都合
さがある。又、段差部においては、この段差を平坦化す
るために、レジスト層を厚く塗る必要が生じ、かかるレ
ジスト層に微細なパターンを形成することは著しく困難
であるといえる。
[Prior Art] When forming fine patterns using optical lithography or electron beam lithography in the manufacture of integrated circuits, bubble memory devices, etc., optical lithography is affected by repulsion waves from the substrate, and electron beam lithography is affected by repulsion waves from the substrate. It is known that the resolution decreases when the resist is thick due to the effects of electron scattering. Dry etching is used to accurately transfer the resist pattern obtained by development to the substrate. However, if a thin resist layer is used to obtain a high-resolution resist pattern, the resist will also be etched by the dry etching and the substrate will be etched. It has the disadvantage that it does not exhibit sufficient resistance for processing. Furthermore, in order to flatten the step portion, it is necessary to apply a thick resist layer, and it can be said that it is extremely difficult to form a fine pattern on such a resist layer.

かかる不都合さを解決するために三層構造レジストがジ
エイ・エム・モラン(J、 H,Horan)らによっ
てジャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド
・テクノロジー(J、 Vacuum 5cience
and Technoloay)第16巻1620ペー
ジ(1979年)に提案されている。三層構造において
は、第一層CR”’F層)に厚い有機層を塗布したのち
中間層としてシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコ
ン膜などのように02を使用するドライエツチングにお
いて蝕刻され難い無機物質材料を形成する。
In order to solve these inconveniences, a three-layer resist was developed by J. H. Horan et al. in the Journal of Vacuum Science and Technology (J. Vacuum 5science).
and Technology), Vol. 16, p. 1620 (1979). In a three-layer structure, a thick organic layer is applied to the first layer (CR'''F layer), and then an intermediate layer such as a silicon oxide film, silicon nitride film, or silicon film is difficult to be etched by dry etching using 02. Forms an inorganic material.

しかる後、中間層の上にレジストをスピン塗布し、電子
ビームや光によりレジストを露光、現像する。
Thereafter, a resist is spin-coated onto the intermediate layer, and the resist is exposed and developed using an electron beam or light.

得られたレジス1−パターンをマスクに中間層をドライ
エツチングし、しかる後、この中間層をマスクに第一層
の厚い有機層を02を用いた反応性スパッタエツチング
法によりエツチングする。この方法により薄い高解像度
のレジストパターンを厚い有機層のパターンに変換する
ことが出来る。しかしながら、このような方法において
は第一層を形成した後、中間層を蒸着法、スパッタ法あ
るいはあるいはプラズマCVD法により形成し、さらに
パターニング用レジストを塗布するため工程が複雑で、
かつ長くなるという欠点がある。
Using the obtained resist 1 pattern as a mask, the intermediate layer is dry etched, and then, using this intermediate layer as a mask, the first thick organic layer is etched by a reactive sputter etching method using 02. This method allows converting thin high-resolution resist patterns into thick organic layer patterns. However, in such a method, after forming the first layer, an intermediate layer is formed by vapor deposition, sputtering, or plasma CVD, and a patterning resist is further applied, so the process is complicated.
It also has the disadvantage of being long.

パターニング用レジストがドライエツチングに対して強
ければ、パターニング用レジストをマスクに厚い有機層
をエツチングすることができるので、二層構造とするこ
とができ工程を簡略化することができる。
If the patterning resist is resistant to dry etching, a thick organic layer can be etched using the patterning resist as a mask, resulting in a two-layer structure and simplifying the process.

[発明が解決しようとする問題点] ポリジメチルシロキサンは酸素反応性イオンエツチング
(02RIE)に対して耐性が暑しく優れ、エツチング
レートはほぼ零であることは公知である(ジー エヌ 
テーラ−、ティー エムウォルフ アンド ティー エ
ム モラン。
[Problems to be Solved by the Invention] It is known that polydimethylsiloxane has excellent resistance to oxygen reactive ion etching (02RIE) and has an etching rate of almost zero (G.N.
Taylor, T.M. Wolff and T.M. Moran.

ジャーナル オブ バキューム サイエンスアンド テ
クノロジー、 19(4)、 872.1981>(G
、N、  丁oylor、  丁、  H,Wolf 
 and  J、  )1.  )Ioran。
Journal of Vacuum Science and Technology, 19(4), 872.1981>(G
, N., D., D., H., Wolf.
and J, )1. )Ioran.

J、  Vacuum  Sci、   and  丁
ech、、  19(4)、  872. 1981)
が、このポリマーは常温で液状であるので、はこりが付
着しやすく、高解像度が得にくいなどの欠点がありレジ
スト材料としては適さない。
J. Vacuum Sci., 19(4), 872. 1981)
However, since this polymer is liquid at room temperature, it is not suitable as a resist material because it tends to attract flakes and is difficult to obtain high resolution.

われわれはすでに上記パターニング用レジストとしてト
リアルキルシリルスチレンの単独重合体および共重合体
を提案した[特願昭57−123866号(特開昭59
−15419号公報〉、特願昭57−123865号(
特開昭59−15243号公報)コ。しかしこれらの重
合体は遠紫外もしくは電子ビーム露光に対する感度は優
れているので遠紫外用もしくは電子ビーム露光用レジス
トとしては適しているが、近紫外および可視光の露光に
対しては架橋せず、フォト用レジストとして使用出来な
かった。
We have already proposed trialkylsilylstyrene homopolymers and copolymers as the above-mentioned patterning resists [Japanese Patent Application No. 123866/1983
-15419 Publication>, Japanese Patent Application No. 57-123865 (
JP-A No. 59-15243). However, these polymers have excellent sensitivity to far ultraviolet or electron beam exposure and are suitable as resists for far ultraviolet or electron beam exposure, but they do not crosslink when exposed to near ultraviolet or visible light. It could not be used as a photoresist.

又、われわれはすでに上記パターニングの光学露光用レ
ジメ1〜としてシラン系重合体を提供した(特願昭60
−001636号、特願昭60−001637号)。
In addition, we have already provided silane polymers as the above-mentioned patterning optical exposure regime 1 (Patent Application No. 1983).
-001636, Japanese Patent Application No. 60-001637).

しかしここで提供したレジスl〜はシリコン原子濃度が
重合体に対して約10〜13%(W/W)なので転写の
際、下層のサイドエツチングがされにくい条件、つまり
エツチングの異方性が大きい条件、たとえば圧カニ3P
a、加速電圧:  0.16 W/cm2. W&素ラ
フロー速度 2 secm、ターゲット:ポリマー、で
は上記パターニング用の上層として対ドライエツチング
耐性が不十分であるという問題点がある。
However, in the resist l~ provided here, the silicon atom concentration is about 10 to 13% (W/W) relative to the polymer, so the conditions are such that side etching of the lower layer is difficult to occur during transfer, that is, the anisotropy of etching is large. Conditions, for example pressure crab 3P
a. Acceleration voltage: 0.16 W/cm2. When the W& element rough flow rate is 2 sec and the target is a polymer, there is a problem that the dry etching resistance is insufficient as an upper layer for patterning.

本発明の目的は、電子線、X線、遠紫外線、イオンビー
ムあるいはこれらに加えて近紫外線に対しても非常に高
感度で微細パターンが形成でき、しかもドライエツチン
グに対してより強い耐性をもつ重合体およびそれを含む
レジスト材料およびその使用方法を提供することにある
The object of the present invention is to be able to form fine patterns with extremely high sensitivity to electron beams, X-rays, deep ultraviolet rays, ion beams, or near ultraviolet rays in addition to these, and to have greater resistance to dry etching. An object of the present invention is to provide a polymer, a resist material containing the same, and a method for using the same.

[問題点を解決するための手段] 本発明者は、このような状況に鑑みて研究を続けた結果
、ビニル基を含有するシラン系重合体をレジスト材料と
して用いると酸素による反応性スパッタエツチングに対
して極めて強く、厚い有機膜をエツチングする際のマス
クになること、また、電子線、X線、遠紫外線、イオン
ビームに対して非常に高感度であること、さらにビスア
ジド化合物を添加すると近紫外線に対しても非常に高感
度となることを見出し、本発明をなすに至った。
[Means for Solving the Problems] In view of the above situation, the present inventor continued research and found that using a silane-based polymer containing vinyl groups as a resist material is resistant to reactive sputter etching caused by oxygen. It is extremely strong against UV rays, and can be used as a mask when etching thick organic films.It is also extremely sensitive to electron beams, X-rays, deep ultraviolet rays, and ion beams. The present inventors have discovered that the sensitivity is also very high even when compared to other materials, and have come up with the present invention.

すなわち本発明は、主鎖が下記の構造単位で構成された
ことを特徴とする分子13000〜1000000のシ
ラン系重合体、 CH=C112 (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nはOま
たは正の整数を表わす) 前記シラン系重合体よりなるレジスト材料、および基板
上に有機膜および所定のレジストパターンを有するレジ
スト層を順に形成し、このレジストパターンを有機膜に
対するドライエツチングマスクとして用いる2層構造レ
ジスト法によるパターン形成方法において、前記レジス
ト層が前記シラン系重合体で形成されていることを特徴
とするパターン形成方法である。
That is, the present invention provides a silane polymer with a molecular weight of 13,000 to 1,000,000, whose main chain is composed of the following structural units, CH=C112 (wherein, R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n is O or a positive integer) A resist material made of the silane-based polymer and a resist layer having an organic film and a predetermined resist pattern are sequentially formed on the substrate, and this resist pattern is used as a dry etching mask for the organic film. A pattern forming method using a layered resist method, characterized in that the resist layer is formed of the silane polymer.

また本発明には前記シラン系重合体とビスアジドよりな
るレジスト材料、およびこのレジスト材料を用いた上記
のパターン形成方法が含まれる。
The present invention also includes a resist material made of the silane polymer and bisazide, and the above pattern forming method using this resist material.

本発明によるシラン系重合体は主鎖が式%式% (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nはOま
たは正の整数を表わす) で表わされる構造単位で構成され、このうちnはO〜1
0が好ましい。nが10をこえると対ドライエツチング
耐性が不十分となりやすい。末端基は通常アルコキシ基
である。
The silane polymer according to the present invention has a main chain composed of structural units represented by the formula % (wherein R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n represents O or a positive integer), of which n is O~1
0 is preferred. When n exceeds 10, resistance to dry etching tends to be insufficient. The terminal group is usually an alkoxy group.

また重合体は一般にネガ型レジストとして用いるとき高
分子量であれば高感度となるが現像口)の膨■により解
像度を10う。通例、分子母百万を越えるものは、高い
解像性を期待できない。一方、分子量を小さくすること
は解像性を向上させるが、′感度は分子量に比例して低
下して実用性を失うだけでなく、分子量玉子以下では均
一で堅固な影形成がむづかしくなるという問題がある。
Furthermore, when a polymer is used as a negative resist, it generally has a high sensitivity if it has a high molecular weight, but the resolution decreases by 10% due to the swelling of the developing opening. Generally, if the number of molecules exceeds one million, high resolution cannot be expected. On the other hand, reducing the molecular weight improves resolution, but not only does the sensitivity decrease in proportion to the molecular weight, making it impractical, but it also becomes difficult to form uniform and solid shadows below the molecular weight. There is a problem.

したがってシラン系重合体の分子量は3000〜100
0000の範囲のものが適当である。
Therefore, the molecular weight of the silane polymer is 3000 to 100.
A value in the range of 0000 is suitable.

本発明のシラン系重合体はジクロロシラン化合物と金属
ナトリウムを非極性溶媒中で反応させることによって得
ることができる。金属ナトリウムの使用割合はジクロロ
シラン化合物1モルに対して2グラム原子以上であり、
2.5〜3グラム原子が適当である。また非極性溶媒と
してはベンゼン、トルエン、キシレン等があげられ、特
にキシレンが好ましい。過剰の金属ナトリウムおよび未
反応末端基は、重合反応終了後にアルコールで処理して
アルコキシドおよびアルコキシ基とする。
The silane polymer of the present invention can be obtained by reacting a dichlorosilane compound and metallic sodium in a nonpolar solvent. The proportion of metallic sodium used is 2 gram atoms or more per mol of dichlorosilane compound,
2.5-3 gram atoms are suitable. Examples of non-polar solvents include benzene, toluene, xylene, etc., with xylene being particularly preferred. Excess metallic sodium and unreacted end groups are treated with alcohol to form alkoxides and alkoxy groups after the polymerization reaction is completed.

このようにして製造された重合体はベンゼン、トルエン
、キシレンなどの有機溶剤に可溶で、メタノール、エタ
ノール、イソプロピルアルコールなどに不溶である。ま
た重量平均分子量(MW)/数平均分子量(Mn )が
2以上で、多分散度は広いが、1〜ルエンーメタノール
系で分子量分別して1.5以下にすることが出来る。
The polymer thus produced is soluble in organic solvents such as benzene, toluene, and xylene, and insoluble in methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and the like. Further, the weight average molecular weight (MW)/number average molecular weight (Mn) is 2 or more, and the polydispersity is wide, but it can be reduced to 1.5 or less by molecular weight fractionation using a luene-methanol system.

本発明のシラン系重合体はレジスト材料として有用であ
り、そのままで電子線、X線、遠紫外線に対して極めて
高感度であるが、光架橋剤として知られているごスアジ
ドを添加すると近紫外線に対しても高感度なレジス]・
どなる。本発明で用いられるビスアジドとしては、4,
4′−ジアジドカルコン、2,6−ジー(4′−アンド
ベンザル)シクロヘキサノン、2.6−ジー(4′−ア
ジドベンザル)−メチルシクロヘキサノン、2,6−ジ
ー(4′−アジドベンザル)−4−ハイドロオキシシク
ロヘキサノンなどが挙げられる。光架橋剤の添加聞は、
過少または過大であると紫外線に対する感度が低下し、
又過大に添加した組成物は02のドライエツチングに対
する耐性を悪くするので、重合体に対して0.1〜30
重量%加えることが望ましい。
The silane polymer of the present invention is useful as a resist material, and is extremely sensitive to electron beams, Resistance that is highly sensitive to
bawl. The bisazide used in the present invention includes 4,
4'-Diazidochalcone, 2,6-di(4'-andbenzal)cyclohexanone, 2,6-di(4'-azidobenzal)-methylcyclohexanone, 2,6-di(4'-azidobenzal)-4-hydro Examples include oxycyclohexanone. When adding a photocrosslinking agent,
If it is too little or too much, the sensitivity to ultraviolet rays will decrease,
Also, if the composition is added in an excessive amount, it will deteriorate the resistance of 02 to dry etching, so it should be added in an amount of 0.1 to 30% to the polymer.
It is desirable to add % by weight.

また一般に重合体の多分散度が小さいほど良好な解像を
示すことが知られているが、その点本発明のシラン系重
合体はトルエン−メタノール系で容易に分子量分別が出
来、多分散度の小さい、たとえは1.5もしくはそれ以
下の重合体が得られるので優れた解像性を有する。
In addition, it is generally known that the smaller the polydispersity of a polymer, the better the resolution; however, the silane polymer of the present invention can be easily separated by molecular weight in a toluene-methanol system, and the polydispersity Since a polymer having a small value of 1.5 or less can be obtained, it has excellent resolution.

[実施例コ 次に本発明を実施例によって説明する。[Example code] Next, the present invention will be explained by examples.

(実施例1)  Si − CH2−CH=CH2 を構造単位とするシラン系重合体を次の様な方法で製造
した。
(Example 1) A silane polymer having Si-CH2-CH=CH2 as a structural unit was manufactured by the following method.

2度蒸留して精製したジクロロメチルアリルシラン31
.OCl (0,2モル)およびキシレン200rdを
500dフラスコに仕込んだ。この溶液中に金属ナトリ
ウム11.5g(0,5グラム原子)を一度に加え、加
熱してキシレンを還流させた。還流状態で6時間反応を
続け、反応後、反応溶液が室温になるまで冷却した。2
07のメタノールを10分を要して滴下し、末端のシリ
ルクロライドおよび未反応の金属ナトリウムと反応させ
た。反応溶液を1認のメタノール中に投入して重合体を
析出させた。ろ過後、得られた重合体をベンゼンに溶解
させ、ふたたび多聞のメタノール中に投入して重合体を
析出させた。ろ過をし、減圧、50℃で重合体を乾燥さ
せた。収量16.1g (収率23%)。グルバーミッ
ションクロマ1−グラフィー(GPC)で分子量および
分子量分布を測定した。MW =23,000. Mn
 =11.000. Mw /Mn = 2.1゜重合
体の分析値を次に示す。
Dichloromethylallylsilane 31 purified by double distillation
.. OCl (0.2 mol) and xylene 200rd were charged to a 500d flask. 11.5 g (0.5 gram atom) of sodium metal was added at once to this solution and heated to reflux the xylene. The reaction was continued under reflux for 6 hours, and after the reaction, the reaction solution was cooled to room temperature. 2
Methanol of No. 07 was added dropwise over 10 minutes to react with the terminal silyl chloride and unreacted sodium metal. The reaction solution was poured into methanol to precipitate a polymer. After filtration, the obtained polymer was dissolved in benzene and poured into a large amount of methanol again to precipitate the polymer. The polymer was filtered and dried under reduced pressure at 50°C. Yield: 16.1 g (yield: 23%). Molecular weight and molecular weight distribution were measured by Gruver mission chroma 1-graphy (GPC). MW =23,000. Mn
=11.000. Mw /Mn = 2.1° The analytical values of the polymer are shown below.

赤外線吸収スペクトル(cm−1) : 1640.9
00  (ビニル基)、1410(メチル基) 、 1
030(Sin)。
Infrared absorption spectrum (cm-1): 1640.9
00 (vinyl group), 1410 (methyl group), 1
030 (Sin).

835 (CH3Si) この重合体のシリコン含有量は33.3%(計重であっ
た。
835 (CH3Si) The silicon content of this polymer was 33.3% (by weight).

得られた重合体のトルエン溶液1%(V/ν)を作製し
、メタノールを少しづつ加えていった。白濁した時から
、ざらに10%(V/V)のメタノールを加え、−夜装
置し、デカンテーションして分子量分別を行った。ざら
に同量のメタノールを加えて同様に行い、第2回目の分
子量分別を行った。さらに同母のメタノールを加えて同
様に行い第3回目の分子量分別を行った。分子量分散の
結果を下記に示す。
A 1% (V/v) toluene solution of the obtained polymer was prepared, and methanol was added little by little. When the mixture became cloudy, 10% (V/V) methanol was added to the colander, and the mixture was allowed to stand overnight, followed by decantation to perform molecular weight fractionation. A second molecular weight fractionation was carried out by adding the same amount of methanol to the colander and carrying out the same procedure. Further, the same methanol was added and the same procedure was carried out for a third molecular weight fractionation. The results of molecular weight dispersion are shown below.

第1フラクシヨン Mw =48,000  Mn=3
4,000Mw/Mn=1.4 第2フラクシヨン MW =29,000  Mn=2
2,000Mw/Mn=1.3 第3フラクシヨン MW =14,000  Mn=1
1,000Mw/Mn=1.3 (実施例2〉 実施例1で製造した重合体く第2フラクシヨン)0.4
2 CIと2,6−シー(4′−アジドベンザルシクロ
ヘキサノン)  0.042Qをキシレン12.4Id
lに溶解し、十分撹拌した後、0.2珈のフィルターで
ろ過し試11溶液とした。この溶液をシリコン基板上に
スピン塗m  (200Orl)m) L、80’C,
30分間乾燥を行なった。紫外線露光装置(カスバー社
2001p)にて、クロムマスクを介して露光を行なっ
た。1〜ルエンに1分間浸漬して現像を行なった後、イ
ソプロパツールにて1分間リンスを行なった。乾燥した
のち、被照側部の膜厚を触針法により測定した初期膜厚
は0120加てあった。微mなパターンを解像している
か否かは種々の寸法のラインアンドスペースのパターン
を描画し、現像処理によって得られたレジスト材料を光
学顕微鏡、走査型電子顕微鏡で観察することによって調
へた。感度曲線から本実施例の感度はゲル化点(D’ 
)が約1.8秒であることがわかった。同露光装置でひ
ろく用いられているフォトレジストであるシプレー社の
)IP−1300の適正露光圏は7秒である。また得ら
れたパターンは4.5秒の露光において、解像度も初期
膜厚が薄いことが反映し、サブミクロンを十分に解像し
た。
1st fraction Mw = 48,000 Mn = 3
4,000Mw/Mn=1.4 2nd fraction MW =29,000 Mn=2
2,000Mw/Mn=1.3 3rd fraction MW =14,000 Mn=1
1,000Mw/Mn=1.3 (Example 2> Second fraction of polymer produced in Example 1) 0.4
2 CI and 2,6-c(4'-azidobenzalcyclohexanone) 0.042Q to xylene 12.4Id
After stirring thoroughly, the solution was filtered through a 0.2 filtration filter to obtain a sample 11 solution. This solution was spin-coated on a silicon substrate (200 Orl) L, 80'C,
Drying was performed for 30 minutes. Exposure was performed through a chrome mask using an ultraviolet exposure device (Kasbar 2001p). After development was performed by immersing the film in luene for 1 minute, the film was rinsed with isopropanol for 1 minute. After drying, the initial film thickness of the irradiated side was measured using a stylus method and was found to be 0.120%. Whether microscopic patterns have been resolved or not can be determined by drawing line-and-space patterns of various dimensions and observing the resist material obtained by development using an optical microscope or a scanning electron microscope. . From the sensitivity curve, the sensitivity of this example is determined by the gel point (D'
) was found to be approximately 1.8 seconds. The appropriate exposure range for IP-1300 (manufactured by Shipley), a photoresist widely used in the same exposure equipment, is 7 seconds. Furthermore, the resolution of the obtained pattern was sufficiently resolved in the submicron range at 4.5 seconds of exposure, reflecting the fact that the initial film thickness was thin.

(実施例4) 次にシリコン基板上にノボラック樹脂を主成分とするレ
ジスト材料 し、250℃において1時間焼きしめを行なった。
(Example 4) Next, a resist material containing novolac resin as a main component was formed on a silicon substrate, and baked at 250° C. for 1 hour.

しかる後、本実施例で調整した溶液をスピン塗布し、8
0℃にて30分間乾燥を行なって0.25#7厚の均一
な塗膜を得た。この基板を紫外線露光装置にてクロムマ
スクを介して4.5秒露光した。トルエンに浸漬して1
分間現像を行なったのち、イソプロパツールにて1分間
リンスを行なった。この基板を平行平板の反応性スパッ
タエツチング装置(アネルバ社製DE)!−451>に
て、Q255CCIII。
After that, the solution prepared in this example was spin-coated, and 8
Drying was carried out at 0° C. for 30 minutes to obtain a uniform coating film with a thickness of 0.25#7. This substrate was exposed to light for 4.5 seconds through a chrome mask using an ultraviolet exposure device. Soaked in toluene 1
After developing for one minute, rinsing was performed for one minute with isopropanol. This substrate was etched using a parallel plate reactive sputter etching device (DE manufactured by ANELVA)! -451>, Q255CCIII.

2、OPa 、 0.16W/cm2の条イ1で7分局
エツチングを行なった。走査型電子顕微鏡で観察した結
果、サブミクロンの上層のパターンが下層に正確に転写
されていることがわかった。
2. Etching was performed for 7 divisions at OPa and 0.16 W/cm2. Observation using a scanning electron microscope revealed that the submicron pattern of the upper layer was accurately transferred to the lower layer.

[発明の効果] 以上説明したように本発明のシラン系重合体はシリコン
含有但が30〜45%と高いため、これをレジスト材料
として用いればドライエツチングに対する耐性か極めて
強く、1000〜2000人程度の膜厚があれば、1.
5珈程度の厚い有機層をエツチングするためのマスクに
なり得る。したがって、パターン形成用のレジスト膜は
薄くてよい。また、下地に厚い有機層がおると電子ビー
ム露光においては近接効果が低減されるため、また光学
露光においては反射波の悪影響が低減されるために、高
解像度のパターンが容易に19られる。ざらに他の露光
法においても高解像度のパターンが容易に1qられた。
[Effects of the Invention] As explained above, the silane polymer of the present invention has a high silicon content of 30 to 45%, so if it is used as a resist material, it has extremely high resistance to dry etching, and it can be used by about 1000 to 2000 people. If the film thickness is 1.
It can be used as a mask for etching an organic layer as thick as 5 layers. Therefore, the resist film for pattern formation may be thin. Furthermore, a thick organic layer on the base reduces the proximity effect in electron beam exposure, and reduces the adverse effects of reflected waves in optical exposure, making it easier to form high-resolution patterns. Even with other exposure methods, high-resolution patterns were easily created.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)主鎖が下記の構造単位で構成されたことを特徴と
する分子量3000〜1000000のシラン系重合体
。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nは0ま
たは正の整数を表わす)
(1) A silane polymer having a molecular weight of 3,000 to 1,000,000, whose main chain is composed of the following structural units. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n represents 0 or a positive integer.)
(2)主鎖が下記の構造単位で構成された分子量300
0〜1000000のシラン系重合体よりなることを特
徴とするレジスト材料。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nは0ま
たは正の整数を表わす)
(2) Molecular weight 300 with main chain composed of the following structural units
A resist material comprising a silane polymer having a molecular weight of 0 to 1,000,000. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n represents 0 or a positive integer.)
(3)基板上に有機膜および所定のレジストパターンを
有するレジスト層を順に形成し、このレジストパターン
を有機膜に対するドライエッチングマスクとして用いる
2層構造レジスト法によるパターン形成方法において、
前記レジスト層が、主鎖が下記の構造単位で構成された
分子量3000〜1000000のシラン系重合体で形
成されていることを特徴とするパターン形成方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼ (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nは0ま
たは正の整数を表わす)
(3) A pattern forming method using a two-layer resist method in which an organic film and a resist layer having a predetermined resist pattern are sequentially formed on a substrate, and this resist pattern is used as a dry etching mask for the organic film,
A pattern forming method characterized in that the resist layer is formed of a silane polymer having a molecular weight of 3,000 to 1,000,000 and whose main chain is composed of the following structural units. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, R represents a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n represents 0 or a positive integer.)
(4)主鎖が下記の構造単位で構成された分子量300
0〜1000000のシラン系重合体と、▲数式、化学
式、表等があります▼ (式中、Rは水素原子または低級アルキル基、nは0ま
たは正の整数を表わす) ビスアジドよりなることを特徴とするレジスト材料。
(4) Molecular weight 300 with main chain composed of the following structural units
0 to 1,000,000 silane polymer, ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ (In the formula, R is a hydrogen atom or a lower alkyl group, and n represents 0 or a positive integer.) It is characterized by consisting of bisazide. resist material.
(5)基板上に有機膜および所定のレジストパターンを
有するレジスト層を順に形成し、このレジストパターン
を有機膜に対するドライエッチングマスクとして用いる
2層構造レジスト法によるパターン形成方法において、
前記レジスト層が、主鎖が下記の構造単位で構成された
分子量3000〜1000000のシラン系重合体と、 ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Rが水素原子または低級アルキル基、nは0ま
たは正の整数を表す) ビスアジドとで形成されていることを特徴とするパター
ン形成方法。
(5) A pattern forming method using a two-layer resist method, in which an organic film and a resist layer having a predetermined resist pattern are sequentially formed on a substrate, and this resist pattern is used as a dry etching mask for the organic film,
The resist layer is made of a silane polymer with a molecular weight of 3,000 to 1,000,000 whose main chain is composed of the following structural units, n represents 0 or a positive integer) bisazide.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990007540A1 (en) * 1988-12-29 1990-07-12 Canon Kabushiki Kaisha New polysilane compound and electrophotographic photoreceptor produced therefrom

Citations (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59210940A (en) * 1983-03-31 1984-11-29 ユニオン・カ−バイド・コ−ポレ−シヨン Olefin group-containing polysilane precursors for silicon carbide
JPS6259632A (en) * 1985-09-09 1987-03-16 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Production of electroconductive polysilane

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