JPS6338933A - Photosensitive and/or radiation sensitive composition and pattern forming method with said composition - Google Patents

Photosensitive and/or radiation sensitive composition and pattern forming method with said composition

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JPS6338933A
JPS6338933A JP18190486A JP18190486A JPS6338933A JP S6338933 A JPS6338933 A JP S6338933A JP 18190486 A JP18190486 A JP 18190486A JP 18190486 A JP18190486 A JP 18190486A JP S6338933 A JPS6338933 A JP S6338933A
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Japan
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group
layer
pattern
radiation
substrate
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JP18190486A
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Japanese (ja)
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Tsutomu Ikeda
勉 池田
Yoshie Izawa
井澤 佳江
Hideo Kato
日出夫 加藤
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Canon Inc
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03CPHOTOSENSITIVE MATERIALS FOR PHOTOGRAPHIC PURPOSES; PHOTOGRAPHIC PROCESSES, e.g. CINE, X-RAY, COLOUR, STEREO-PHOTOGRAPHIC PROCESSES; AUXILIARY PROCESSES IN PHOTOGRAPHY
    • G03C1/00Photosensitive materials
    • G03C1/72Photosensitive compositions not covered by the groups G03C1/005 - G03C1/705

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To enable accurate and fine patterning with high resolution by using a compsn. contg. a specified organosilane compd. and a halide capable of producing a radical on being irradiated with light and/or radiation. CONSTITUTION:This photosensitive and/or radiation sensitive compsn. contains an organosilane compd. having repeating units represented by general formula I and a halide capable of producing a radical on being irradiated with light and/or radiation. In the formula I, each of R<1>-R<4> is methyl, ethyl, phenyl, biphenyl, phenylamino, phenoxy, benzyl, cyano, vinyl, acetoxy, t-butyl, H or halogen but all of R<1>-R<4> are not H and/or halogen, and n is an integer of 5-500. When the compsn. is used, a pattern can be accurately formed with high resolution.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光や放射線を用いたリソグラフィーにより、
薄膜からなる精密で微細なパターンを解像度良く高精度
で形成するのに好適な組成物及び、該組成物を用いた微
細パターンの形成方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Field of Application] The present invention provides a method for applying lithography using light or radiation.
The present invention relates to a composition suitable for forming precise and fine patterns made of thin films with good resolution and high precision, and a method for forming fine patterns using the composition.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、光や放射線を用いたリソグラフィーによる薄
膜からなるパターンの形成方法としては1例えば、ノボ
ラック樹脂、クロロメチル化ポリスチレンまたはポリメ
チルメタクリレート等からなる単層レジスト膜にパター
ン露光して、これを現像液を用いる現像法によって現像
する方法がもっばら利用されてきた。
Conventionally, a method of forming a pattern consisting of a thin film by lithography using light or radiation is to expose a single layer resist film made of novolac resin, chloromethylated polystyrene, polymethyl methacrylate, etc. to pattern light, and then develop it. A developing method using a liquid has been widely used.

しかしながら、近年の半導体集積回路の分野における。However, in recent years in the field of semiconductor integrated circuits.

ILsIなとの更に高度に集積化された回路の開発にと
もない、より微細なパターン形成技術が要求されている
なかで、上記のような材料からなる単層レジスト膜を用
いた方法では、露光後のレジスト膜現像時にレジスト膜
が膨潤してしまって、微細なパターンの形成が妨げられ
たり、あるいは、レジスト膜を積層した基板に段差等が
あった場合には、照射光の基板面での反射や散乱が生じ
て解像度が極端に低下したりするという問題があり、よ
り微細なパターンの解像度良い形成には対応しきれなか
った。
With the development of more highly integrated circuits such as ILsI, finer pattern forming technology is required. When the resist film is developed, the resist film swells, preventing the formation of fine patterns, or if the substrate on which the resist film is laminated has a step, etc., the reflection of the irradiated light on the substrate surface may occur. There are problems in that the resolution is extremely reduced due to scattering and scattering, and it has not been possible to support the formation of finer patterns with good resolution.

そこで、より微細なパターンを解像度良く形成するため
の方法として、例えば、下層に有機高分子、中間層に5
i02またはGeなどの無機化合物、上層に従来の感光
性レジストを形成させ、上層を露光、現像してパターニ
ングし、これをマスクとしてドライエツチングにより順
次下部層にパターン転写を行なう、いわゆる3層レジス
トプロセスなどが開発されているが、工程数が大幅に増
加したものとなり生産性や生産コストの点でなお難点が
あるのが現状である。
Therefore, as a method for forming finer patterns with good resolution, for example, an organic polymer is used as the lower layer, and a
A so-called three-layer resist process in which a conventional photosensitive resist is formed on the upper layer of an inorganic compound such as i02 or Ge, the upper layer is exposed, developed and patterned, and the pattern is sequentially transferred to the lower layer by dry etching using this as a mask. etc. have been developed, but the number of steps has increased significantly, and there are still difficulties in terms of productivity and production costs.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

本発明は上記のような問題点に鑑みなされたものであり
、その目的は、光や放射線を用いたリソグラフィーによ
り薄膜からなる精密で微細なパターンを解像度良く高精
度で形成するのに好適な感光性及び/または感放射線性
を有する組成物及び、該組成物を用いた微細パターンの
形成方法を提供することにある。
The present invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to provide a photosensitive material suitable for forming precise and fine patterns made of thin films with high resolution and high precision by lithography using light or radiation. An object of the present invention is to provide a composition having radiation sensitivity and/or radiation sensitivity, and a method for forming a fine pattern using the composition.

本発明の他の目的は、例えば超LSIなどのように、よ
り高度に集積化された素子などに用いる精P′微細加工
された固体材料の形成に必要な精密微細エツチング加工
の際に用いるレジスト膜の形成に好適な感光性及び/ま
たは感放射線性を有する組成物を提供することにある。
Another object of the present invention is to develop resists used in precision micro-etching processes necessary for forming solid materials with fine P' microfabrication used in highly integrated devices such as ultra-LSIs. The object of the present invention is to provide a composition having photosensitivity and/or radiation sensitivity suitable for forming a film.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的は、以下の本発明によって達成することがで
きる。
The above object can be achieved by the following invention.

本発明は、下記一般式(I)で表される部分を有するオ
ルガノシラン化合物と、光及び/または放射線によりラ
ジカルを発生し得るハロゲン化物とを含有してなること
を特徴とする感光性及び/または感放射線性を有する組
成物、及び基板上に酸素プラズマエツチングによりエツ
チング可能な材料からなる第1の層を積層し、更に該第
1の層上に下記一般式(I)で表される部分を有するオ
ルガノシラン化合物と、光及び/または放射線によりラ
ジカルを発生し得るハロゲン化物とを含有してなる組成
物からなる第2の層を積層する工程と;該第2の層に光
及び/または放射線を照射してパターン露光した後、積
層を現像して積層の露先部を前記基板上から除去し、該
第2の層からなるパターンを形成する工程と;該第2の
層からなるパターンをレジストパターンとして用い、前
記第1の層を酸素プラズマエツチングする工程;とを含
むことを特徴とするパターンの形成方法である。
The present invention is characterized by containing an organosilane compound having a moiety represented by the following general formula (I) and a halide capable of generating radicals when exposed to light and/or radiation. Alternatively, a first layer consisting of a radiation-sensitive composition and a material that can be etched by oxygen plasma etching is laminated on the substrate, and a portion represented by the following general formula (I) is further formed on the first layer. and a halide that can generate radicals when exposed to light and/or radiation; After exposing the pattern by irradiation with radiation, developing the laminated layer and removing the exposed portion of the laminated layer from the substrate to form a pattern consisting of the second layer; a pattern consisting of the second layer; A method of forming a pattern is characterized in that it includes the step of etching the first layer with oxygen plasma using the first layer as a resist pattern.

(上記式中R1、R2、R3及びR4はそれぞれ、メチ
ル基、エチル基、フェニル基、ビフェニル基、フェニル
アミノ基、フェノキシ基、ベンジル基、シアノ基、ビニ
ル基、アセトキシ基、t−ブチル基、水素原子及びハロ
ゲン原子のいずれかを表わす、ただし、Ht、Rz、R
3及びR4の全てが水素原子及び/またはハロゲン原子
であることを除く、またnは5〜500の整数である。
(In the above formula, R1, R2, R3 and R4 are respectively methyl group, ethyl group, phenyl group, biphenyl group, phenylamino group, phenoxy group, benzyl group, cyano group, vinyl group, acetoxy group, t-butyl group, Represents either a hydrogen atom or a halogen atom, provided that Ht, Rz, R
3 and R4 are all hydrogen atoms and/or halogen atoms, and n is an integer from 5 to 500.

) すなわち、本発明の感光性及び/または感放射線性を有
する組成物は、基本的に上記−形成CI)で表される部
分を有するオルガノシラン化ラジカルを発生し得るハロ
ゲン化物の1種以上とを含有してなり、含有させたハロ
ゲン化物の種類に応じた光及びまたは放射線が照射され
ることによって、後に例示するような現像液に対する溶
解度が変化するという特性を有し、この溶解度の差によ
ってパターニングが可能となるものである。
) That is, the photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention basically contains one or more halides capable of generating an organosilanated radical having the moiety represented by -formation CI) above. It has the property that its solubility in a developer changes as exemplified later by being irradiated with light and/or radiation depending on the type of halide contained, and due to this difference in solubility. This allows patterning.

しかも、この溶解度の変化は、照射に対して高感度であ
り、パターン露光の際には高解像度が得られる。
Moreover, this change in solubility is highly sensitive to irradiation, and high resolution can be obtained during pattern exposure.

従って、本発明でいう感光性または感放射線性とは光ま
たは放射線が照射されることによって。
Therefore, photosensitivity or radiation sensitivity as used in the present invention refers to irradiation with light or radiation.

その現像液に対する溶解度が変化する特性をいう。It refers to the characteristic that the solubility in the developer changes.

本発明の感光性及び/または感放射線性を有する組成物
に用いる前記−形成(I)で表わされる部分を有するオ
ルガノシラン化合物は、後ニ述べるようにハロゲン化物
から発生されたラジカルによって、その現像液に対する
溶解度が高まる性質を有するもの(ポジ型)である、し
かも、ハロゲン化物との混合状態において、より精密で
微細な加工に耐え得る薄膜を成膜性良く形成でき、かつ
現像液による処理においても従来のレジストのように膨
潤を起すようなことがない。
The organosilane compound having the moiety represented by the above-mentioned -formation (I) used in the photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention can be developed by radicals generated from a halide as described later. It has the property of increasing its solubility in liquids (positive type), and when mixed with halides, it can form thin films with good film-forming properties that can withstand more precise and fine processing, and it can be processed with developing solutions. Unlike conventional resists, it does not cause swelling.

更に、このオルガノシラン化合物が、後に述べるハロゲ
ン化物との混合状態で構成する薄膜は、例えば、乾式エ
ツチングに用いられるプラズマに対する耐性に優れ、ま
たガラス転移温度が比較的高いためプラズマエツチング
工程において加わる高熱による軟化が起りにくく、エツ
チング操作中でも安定しているという利点があり、プラ
ズマエツチングによるパターン形成におけるレジストパ
ターン形成用として用いる場合にも好適である。
Furthermore, a thin film composed of this organosilane compound in a mixed state with a halide, which will be described later, has excellent resistance to plasma used in dry etching, for example, and has a relatively high glass transition temperature, so it can withstand the high heat applied in the plasma etching process. It has the advantage that it is less susceptible to softening due to etching and is stable during etching operations, and is also suitable for use in resist pattern formation in pattern formation by plasma etching.

本発明に用いるオルガノシラン化合物における前記−形
成(I)で表わされる部分の繰り返される単位部分とし
ては1例えば以下のような構造のものを挙げることがで
きる。
In the organosilane compound used in the present invention, examples of the repeating unit of the moiety represented by the above-mentioned -formation (I) include, for example, those having the following structure.

本発明の感光性及び/または感放射線性を有する組成物
に含有させるハロゲン化物は、光や、例えば電子線、X
線、イオンビーム、遠紫外線などの放射線を受けてラジ
カルを発生し、前記−形成CI)で表わされる部分を有
するオルガノシラン化合物の現像液に対する溶解度を変
化させる(高める)機能を有するものであり、そのよう
なものであればどのようなものでも使用可能である。本
発明に用いることのできるハロゲン化物として具体的に
は、例えば、四臭化炭素、四ヨウ化炭素、ヨウ化メタン
、トリブロムフェニルスルフォン、α、α、α−トリブ
ロモアセトフェノン、α−ブロモ−α−シアノ−p−二
トロトルエン等を挙ケることができる。このようなハロ
ゲン化物は、その1種以上を所望に応じて混合して用い
ることができる。
The halide contained in the composition having photosensitivity and/or radiation sensitivity of the present invention is suitable for light, e.g.
It has the function of generating radicals upon receiving radiation such as radiation, ion beams, far ultraviolet rays, etc., and changing (increasing) the solubility of an organosilane compound having a moiety represented by -formation CI) in a developer, Any such material can be used. Specifically, the halides that can be used in the present invention include carbon tetrabromide, carbon tetraiodide, methane iodide, tribromphenyl sulfone, α, α, α-tribromoacetophenone, α-bromo- α-cyano-p-nitrotoluene and the like can be mentioned. One or more of these halides can be used in combination as desired.

本発明の感光性及び/または感放射線性を有する組成物
は、前記のオルガノシラン化合物の1種以上と、ハロゲ
ン化物の1種以上を所望に応じて混合することによって
得ることができ、例えば、ハロゲン化物として光によっ
てラジカルを発生するものを用いれば、本発明の組成物
は感光性となり、また放射線によってラジカルを発生す
るものを用いれば1本発明の組成物は感放射線性となり
、これら両方を併用すれば、両方の特性を有したものと
なる。
The photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention can be obtained by mixing one or more of the organosilane compounds and one or more halides as desired, for example, If a halide that generates radicals when exposed to light is used, the composition of the present invention will be photosensitive, and if a halide that generates radicals when exposed to radiation is used, the composition of the present invention will be radiation sensitive. If used together, it will have the characteristics of both.

なお、ハロゲン化物の含有量は、その種類や所望とする
組成物の光や放射線に対する感度等に応じて決定すれば
良いが、例えば、より精密で微細な加工を解像度良く行
なわせるためには、オルガノシラン化合物に対して、1
0〜200重量%程度とするのが好ましい。
The content of the halide may be determined depending on the type thereof and the sensitivity of the desired composition to light and radiation, but for example, in order to perform more precise and fine processing with good resolution, 1 for organosilane compounds
It is preferably about 0 to 200% by weight.

木発門の感光性及び/または感放射線性を有す組成物の
現像液としては、上述のように露光後に露光部と未露光
部との溶解度の差を有効に引出すことができ、かつ下層
(第1の層)には影響を与えないようなものであればど
のようなものでも使用可能であるが、例えば、メタノー
ル、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン、
メチルエチルケトン、エチルセはソルブ等を好適なもの
として挙げることができる。
As a developing solution for a composition having photosensitivity and/or radiation sensitivity of Kiwamon, as described above, it is possible to effectively bring out the difference in solubility between the exposed area and the unexposed area after exposure, and to remove the lower layer. Any material can be used as long as it does not affect the (first layer); for example, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone,
Preferred examples include methyl ethyl ketone, ethylce, and solve.

なお、本発明の感光性及び/または感放射線性を有する
組成物を、溶液状として用いる。あるいはドライフィル
ムとして形成するために適当な基板上に塗布する際には
、前記オルガノシラン化合物とハロゲン化物とを適当な
溶剤中に溶解または分散して混合して溶液状とすれば良
い。
Note that the composition having photosensitivity and/or radiation sensitivity of the present invention is used in the form of a solution. Alternatively, when coating on a suitable substrate to form a dry film, the organosilane compound and the halide may be dissolved or dispersed in a suitable solvent and mixed to form a solution.

この溶液状の組成物を形成する場合の溶剤としては、ト
ルエン、キシレン、ヘキサン、トリクロロエチレン等を
用いることができる。
As a solvent for forming this solution-like composition, toluene, xylene, hexane, trichloroethylene, etc. can be used.

このようにして形成した溶液状の組成物は、所望とする
基板上に、各種の塗布法、スプレー法、浸漬法、印刷法
などの方法により積層した後、これを適当な条件下で乾
燥させることによってドライフィルムとすることができ
る。
The solution-like composition thus formed is laminated onto a desired substrate by various coating methods, spraying methods, dipping methods, printing methods, etc., and is then dried under appropriate conditions. It can be made into a dry film.

本発明の感光性及び/または感放射線性を有する組成物
は、前述したようにプラズマによる乾式エツチングによ
るパターン形成法に用いるレジストとじて好適であり、
例えば、以下のような本発明のパターン形成法に用いる
ことができる。
As mentioned above, the photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention is suitable as a resist used in a pattern forming method using plasma dry etching.
For example, it can be used in the pattern forming method of the present invention as described below.

以下、図面を用いて本発明のパターン形成法を詳細に説
明する。
Hereinafter, the pattern forming method of the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図〜第5図は、本発明の方法の主要工程を示した工
程図である。
1 to 5 are process diagrams showing the main steps of the method of the present invention.

本発明の方法においては、まず、第1図に示すように、
例えばシリコン、石英及びガラス等からなる適当な基板
3上に例えば酸素プラズマによりエツチング可能な第1
の層1を形成する。
In the method of the present invention, first, as shown in FIG.
On a suitable substrate 3 made of, for example, silicon, quartz, glass, etc., a first layer is etched, which can be etched, for example, by oxygen plasma.
Layer 1 is formed.

この第1の層は、例えば、ポリメチルメタクリレート、
ポリイミド、AZ−1350(商品名、シブレー社製)
等から形成することができる。
This first layer may be made of, for example, polymethyl methacrylate,
Polyimide, AZ-1350 (trade name, manufactured by Sibley)
It can be formed from etc.

次に、第2図に示すように第1の層1上に本発明の感光
性及び/または感放射線性を有する組成物からなる第2
の層2を積層する。この積層工程には、先に述べたよう
なドライフィルムの形成方法をなど適用すれば良い。
Next, as shown in FIG. 2, a second layer comprising the photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention is placed on the first layer 1.
Layer 2 is laminated. The dry film forming method described above may be applied to this lamination step.

ここで、第2の層2に所望とするパターンに応じたパタ
ーン露光を実施する。パターン露光の方法としては、第
2の層2を形成する本発明の組成物の感光性や感放射線
性に応じて、光または放射線、あるいはこれら両方を、
所望とするパターンに応じた露光マスクを介して照射す
る方法、あるいは、これらの照射ビームを第2の層2上
を所望とするパターンに応じて走査させる方法などを適
用することができる。
Here, pattern exposure is performed on the second layer 2 according to a desired pattern. Depending on the photosensitivity and radiation sensitivity of the composition of the present invention forming the second layer 2, the pattern exposure method may include light, radiation, or both.
A method of irradiating through an exposure mask according to a desired pattern, a method of scanning these irradiation beams over the second layer 2 according to a desired pattern, etc. can be applied.

このようなパターン露光によって、第3図に示すような
露光部4と未露光部5とが形成される。
By such pattern exposure, exposed areas 4 and unexposed areas 5 as shown in FIG. 3 are formed.

次に第2の層2を浸漬法やスプレィ法などの方法を用い
て適当な処理条件下で現像液で処理する。すると、露光
部4は基板3上から除去され、第4図に示すように第2
の層2の未露光部5からなるパターンが形成される。
Next, the second layer 2 is treated with a developer under appropriate processing conditions using a method such as a dipping method or a spray method. Then, the exposure section 4 is removed from the substrate 3, and the second exposure section 4 is removed as shown in FIG.
A pattern consisting of unexposed portions 5 of layer 2 is formed.

ここで形成されたパターンは、第2の層に用いた組成物
が、前述したような特性を有するものなので、微細であ
り、かつ解像度に侵れ高精度なパターンである。
Since the composition used for the second layer has the above-mentioned characteristics, the pattern formed here is fine and has high precision in terms of resolution.

最後に、この状態の基板3の層l、2の設けられた表面
を、例えば、必要に応じて水素が含有されていても良い
酸素ガスを用いたRIE (リアクティブイオンエツチ
ング)などの酸素プラズマエツチングによって処理すれ
ば、第2の層2が除去されることによって露出していた
第1の層1の部分から核層が、精度良くエツチングされ
て基板上から除去され、第5図に示すような第2の層2
のパターン5に正確に対応した第1の層lを得ることが
でき、これらの2層からなるパターンを形成できる。
Finally, the surface of the substrate 3 in this state on which the layers 1 and 2 are provided is subjected to oxygen plasma etching such as RIE (reactive ion etching) using oxygen gas which may contain hydrogen as required. When the etching process is performed, the core layer is precisely etched from the portion of the first layer 1 that was exposed when the second layer 2 is removed, and is removed from the substrate, as shown in FIG. second layer 2
It is possible to obtain a first layer 1 that exactly corresponds to the pattern 5, and a pattern consisting of these two layers can be formed.

なお、基板3として、例えば、シリコン、石英及びガラ
ス等のCF4. CCV a 、 CCI 2 F2、
NF3、SF、等(更に水素が含有されていても良い)
を用いたハロゲンプラズマエツチングによってエツチン
グ可能な材質からなるものを用いれば、更に第1の層1
及び第2の層2からなるパターンをレジストパターンと
して使用して、基板3をエツチングして微細加工するこ
とが可能であり、例えば超LSIなどのより高度に集積
化された素子などに用いる固体材料の精密微細加工に好
適である。
Note that as the substrate 3, for example, CF4. CCV a, CCI 2 F2,
NF3, SF, etc. (may further contain hydrogen)
If the material is made of a material that can be etched by halogen plasma etching using
Using the pattern consisting of the second layer 2 and the second layer 2 as a resist pattern, it is possible to perform fine processing by etching the substrate 3. For example, it is possible to finely process the substrate 3 using a solid material used for more highly integrated elements such as VLSI. Suitable for precision micromachining.

しかも、このような2層構成のレジストパターンとする
ことによって、すなわちパターン露光に直接係るレジス
ト層が基板上に直接積層されていないので1例えば1層
構成のレジストを用いた場合のように基板に直接パター
ン露光に係るレジストをa層した際の、基板表面での露
光光の反射や段差や凹凸があった場合における散乱など
の基板表面の露光光に対する影響を低減下することがで
きる。更に、先に述べたようにレジストパターン上層の
第2の層2はプラズマに対する耐性に優れ、かつ処理操
作中で安定しているので、レジストパターンの変形や破
損によるエツチングの不良箇所の発生を防止できる。
Moreover, by forming a resist pattern with such a two-layer structure, that is, the resist layer directly related to pattern exposure is not directly laminated on the substrate. When a resist related to direct pattern exposure is formed as a layer, it is possible to reduce the influence of the exposure light on the substrate surface, such as reflection of the exposure light on the substrate surface and scattering when there is a step or unevenness. Furthermore, as mentioned above, the second layer 2 on top of the resist pattern has excellent resistance to plasma and is stable during processing operations, thus preventing the occurrence of defective etching points due to deformation or damage of the resist pattern. can.

〔実施例〕〔Example〕

以下実施例に従って本発明を更に詳細に説明する。 The present invention will be explained in more detail below with reference to Examples.

実施例1 0.5μs厚の酸化膜を設けたシリコンウェハーからな
る基板上に、まず、PIQ液(商品名、ポリイミド前駆
体、日立化成■社製)をスピンコーティングによりlμ
s厚に塗布したのち、200℃、1時間ベーキングし、
ポリイミド膜を形成させた。
Example 1 First, PIQ liquid (trade name, polyimide precursor, manufactured by Hitachi Chemical Co., Ltd.) was coated with lμ on a substrate made of a silicon wafer provided with a 0.5 μs thick oxide film by spin coating.
After applying it to a thickness of
A polyimide film was formed.

次にこのポリイミド膜上に、ポリシラスチレン(分子量
30000)30mg及び四臭化炭素30■gをトリク
レン1(1wl中に溶解混合した溶液を、乾燥膜厚が0
.2鱗となるように塗布し、乾燥させた。
Next, on this polyimide film, a solution of 30 mg of polysilastyrene (molecular weight 30,000) and 30 g of carbon tetrabromide dissolved and mixed in 1 wt of trichlene was added until the dry film thickness was 0.
.. It was applied in two coats and allowed to dry.

ここで、形成した薄膜に、遠紫外光を、 PLA520
K(商品名、キャノン株式会社製)を用いることによっ
て、25秒間0.5 uI幅のラインアンドスペースの
パターンに対応したパターン状に照射した。
Here, deep ultraviolet light was applied to the formed thin film using PLA520.
By using K (trade name, manufactured by Canon Inc.), irradiation was performed for 25 seconds in a pattern corresponding to a line and space pattern with a width of 0.5 uI.

照射処理が終了したところで、薄膜をエタノールで現像
処理した。
At the end of the irradiation process, the thin film was developed with ethanol.

次に、基板の薄膜形成面を酸素ガスを使用したRIE装
置で、ガス圧2Pa 、印加電力密度0.1W/Cl1
12の操作条件でエツチング処理したところ、膜厚1騨
で0.5−幅のラインアンドスペースのパターンが精度
良くかつ解像度良く形成できた。
Next, the thin film forming surface of the substrate was coated with an RIE device using oxygen gas at a gas pressure of 2 Pa and an applied power density of 0.1 W/Cl1.
When the etching process was carried out under 12 operating conditions, a 0.5-width line-and-space pattern with a film thickness of 1 mm could be formed with high accuracy and resolution.

更に、基板のパターン形成面を、CF4. H2ガスを
用いたRIE装置で、ガス圧5Pa 、印加電力密度0
.2W/cm2.10分間の操作条件でエツチング処理
したところ、基板表面の酸化膜は、パターンに正確に対
応した形状で精度良くパターン形成面された。
Furthermore, the pattern forming surface of the substrate was coated with CF4. RIE device using H2 gas, gas pressure 5 Pa, applied power density 0
.. When etching was performed under operating conditions of 2 W/cm2.10 minutes, the oxide film on the substrate surface was patterned with high precision in a shape that corresponded exactly to the pattern.

実施例2 まず、PIQ液を1.5鱗厚に塗布する以外は実施例1
と同様にして酸化膜が設けられたシリコンウェハーから
なる基板上にポリイミド膜を形成させた。
Example 2 First, Example 1 except that the PIQ liquid was applied to a thickness of 1.5 scales.
A polyimide film was formed on a substrate made of a silicon wafer provided with an oxide film in the same manner as above.

次にこのポリイミド膜上に、ポリシラスチレン(分子量
30000)3層g及びα、α、α−トリブロモアセト
フェノン25+agをトリクレン1o1中に溶解混合し
た溶液を、乾燥膜厚が0.2μsとなるように塗布し、
乾燥させた。
Next, on this polyimide film, a solution of 3 layers of polysilastyrene (molecular weight 30,000) g and α,α,α-tribromoacetophenone 25+ag dissolved and mixed in 1:1 of trichlene was added so that the dry film thickness was 0.2 μs. Apply to
Dry.

ここで、形成した薄膜に、X線(PdLa線)を280
mJ/c+a2で、0.5μs幅のラインアンドスペー
スのパターンに対応したパターン状に照射した。
Here, the formed thin film was exposed to X-rays (PdLa rays) at 280°C.
Irradiation was performed at mJ/c+a2 in a pattern corresponding to a line and space pattern with a width of 0.5 μs.

照射処理が終了したところで、薄膜をエタノールで現像
処理した。
At the end of the irradiation process, the thin film was developed with ethanol.

次に、基板のfiI膜形成面を酸素ガスを使用したRI
E装置で、ガス圧IPa 、印加電力密度0.1W/c
rn2.12分間の操作条件でエツチング処理したとこ
ろ、膜厚1.5−で0.5−幅のラインアンドスペース
のパターンが精度良くかつ解像度良く形成できた。
Next, the fiI film forming surface of the substrate was subjected to RI using oxygen gas.
E equipment, gas pressure IPa, applied power density 0.1W/c
When the etching process was carried out under operating conditions of rn2.12 minutes, a line and space pattern of 1.5-thickness and 0.5-width could be formed with good precision and resolution.

実施例3 実施例1で用いたのと同様のシリコンウェハーからなる
基板上に、ポリメチルメタクリレート(PMMA)をス
ピンコーティングにより1牌厚に塗布1.7’、 +7
) チ、200℃、1時間ヘーキングし、PMMA膜を
形成させた。
Example 3 On a substrate made of a silicon wafer similar to that used in Example 1, polymethyl methacrylate (PMMA) was applied by spin coating to a thickness of 1 tile 1.7', +7
) A PMMA film was formed by baking at 200° C. for 1 hour.

次にこのPMMA膜上に、ポリメチルフェニルシラン(
分子が10000 ) 50mg及び四ヨウ化炭素40
mgをキジ9フ10 が0.2−となるように塗布し、乾燥させた。
Next, polymethylphenylsilane (
10000 molecules) 50mg and carbon tetraiodide 40
The solution was applied in an amount of 0.2 mg to 9 kg of pheasant and dried.

ここで、形成した薄膜に、電子線描画装置(エリオニク
ス社、ELS−330U)によって、0.5−幅のライ
ンアンドスペースのパターンに対応したパターン状に描
画後、薄膜をエタノールで現像処理した。
Here, a pattern corresponding to a 0.5-width line-and-space pattern was drawn on the formed thin film using an electron beam drawing device (Elionix Co., Ltd., ELS-330U), and then the thin film was developed with ethanol.

次に、基板の薄膜形成面を酸素ガスを使用したRIE装
置で、ガス圧0.5 Pa.印加電力密度0.15W/
ca+2. 12分間の操作条件でエツチング処理した
ところ、膜厚1μsで0.25.幅のラインアンドスペ
ースのパターンが精度良くかつ解像度良く形成できた。
Next, the thin film forming surface of the substrate was coated with an RIE device using oxygen gas at a gas pressure of 0.5 Pa. Applied power density 0.15W/
ca+2. When etching was performed under operating conditions of 12 minutes, the film thickness was 0.25. A wide line-and-space pattern could be formed with high accuracy and resolution.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の感光性及び/または感放射線性を有する組成物
は、前記−形成(I)で表わされる部分を有するオルガ
ノシラン化合物と、ノーロゲン化物とが組み合わされて
構成されており、光や放射線の照射によって効率良くハ
ロゲン化物からラジカルが発生されて,これが該組成物
に効果的に作用するので,解像度よく、より精密で微細
なパターンニングが可能である.しかも、現像液による
処理においても従来のレジストのように膨潤を起すよう
なことがない。
The photosensitive and/or radiation-sensitive composition of the present invention is composed of a combination of an organosilane compound having the moiety represented by -formation (I) and a norogenide, and is resistant to light and radiation. Radicals are efficiently generated from the halide by irradiation, and these act effectively on the composition, making it possible to perform more precise and fine patterning with good resolution. Moreover, unlike conventional resists, the resist does not swell even when treated with a developer.

また、この組成物からなる薄膜は、乾式エツチングに用
いられるプラズマに対する耐性にも優れ、しかもガラス
転移温度が比較的高いためプラズマエツチング工程にお
いて加わる高熱による軟化が起りにくく、安定している
という利点があり、プラズマエツチングによるパターン
形成におけるレジストパターンとして用いる場合にも好
適である。
In addition, the thin film made of this composition has excellent resistance to the plasma used in dry etching, and has the advantage of being stable and less susceptible to softening due to the high heat applied during the plasma etching process because its glass transition temperature is relatively high. It is also suitable for use as a resist pattern in pattern formation by plasma etching.

更に、プラズマエツチング可能な基板上に、プラズマエ
ツチングによりエツチングできる材料からなる下層と、
本発明の組成物からなる上層からなる2層構成のレジス
トとして用いることによって、すなわちパターン露光に
直接係るレジスト層を基板上に直接積層しないので、例
えば1層構成のレジストを用いた場合のように基板に直
接パターン露光に係るレジストをa層した際の、基板表
面での露光光の反射や段差や凹凸があった場合における
散乱などの基板表面の露光光に対する影響を低減下して
より解像度の高い、精′IE微細なパターンニングを基
板上で実施できる.しかも、上述のように形成された2
層構成のレジストパターンの上層の第2の層2はプラズ
マに対する耐性に優れ、かつ処理操作中で安定している
ので、レジストパターンの変形や破損による基板のエツ
チングの不良箇所の発生を防止できる。
Further, on the plasma-etchable substrate, a lower layer made of a material that can be etched by plasma etching;
By using the composition of the present invention as a two-layer resist consisting of an upper layer, that is, since the resist layer directly involved in pattern exposure is not directly laminated on the substrate, it can be used as a two-layer resist, for example, as in the case of using a one-layer resist. When a layer of resist for direct pattern exposure is applied to the substrate, it reduces the effects of the exposure light on the substrate surface, such as reflection of the exposure light on the substrate surface and scattering when there are steps or unevenness, resulting in higher resolution. High precision IE fine patterning can be performed on the substrate. Moreover, the 2
The second layer 2, which is the upper layer of the resist pattern in the layered structure, has excellent resistance to plasma and is stable during processing operations, so that it is possible to prevent the occurrence of defective etching points on the substrate due to deformation or damage of the resist pattern.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第5図は本発明のパターン形成方法の主要工程
を示す工程図である。 l:第1の層   2:第2の層 3:基板     4:露光部 5コ未露光部 特許出願人  キャノン株式会社 代  理  人   若   林    忠第1図 第3図 第5図 第2図 第4図
1 to 5 are process diagrams showing the main steps of the pattern forming method of the present invention. 1: First layer 2: Second layer 3: Substrate 4: 5 exposed areas Unexposed area Patent applicant: Canon Co., Ltd. Representative Tadashi Wakabayashi Figure 1 Figure 3 Figure 5 Figure 2 Figure 4 figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)下記一般式( I )で表される部分を有するオルガ
ノシラン化合物と、光及び/または放射線によりラジカ
ルを発生し得るハロゲン化物とを含有してなることを特
徴とする感光性及び/または感放射線性を有する組成物
。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (上記式中R^1、R^2、R^3及びR^4はそれぞ
れ、メチル基、エチル基、フェニル基、ビフェニル基、
フェニルアミノ基、フェノキシ基、ベンジル基、シアノ
基、ビニル基、アセトキシ基、t−ブチル基、水素原子
及びハロゲン原子のいずれかを表わす。ただし、R^1
、R^2、R^3及びR^4の全てが水素原子及び/ま
たはハロゲン原子であることを除く、またnは5〜50
0の整数である。)2)基板上に酸素プラズマエッチン
グによりエッチング可能な材料からなる第1の層を積層
し、更に該第1の層上に下記一般式( I )で表される
部分を有するオルガノシラン化合物と、光及び/または
放射線によりラジカルを発生し得るハロゲン化物とを含
有してなる組成物からなる第2の層を積層する工程と;
該第2の層に光及び/または放射線を照射してパターン
露光した後、該層を現像して該層の露光部を前記基板上
から除去し、該第2の層からなるパターンを形成する工
程と;該第2の層からなるパターンをレジストパターン
として用い、前記第1の層を酸素プラズマエッチングす
る工程;とを含むことを特徴とするパターンの形成方法
。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・( I ) (上記式中R^1、R^2、R^3及びR^4はそれぞ
れ、メチル基、エチル基、フェニル基、ビフェニル基、
フェニルアミノ基、フェノキシ基、ベンジル基、シアノ
基、ビニル基、アセトキシ基、t−ブチル基、水素原子
及びハロゲン原子のいずれかを表わす。ただし、R^1
、R^2、R^3及びR^4の全てが水素原子及び/ま
たはハロゲン原子であることを除く。またnは5〜50
0の整数である。)3)前記基板がハロゲンプラズマエ
ッチングによりエッチング可能な材料からなるものであ
り、前記第1の層と第2の層からなるパターンが形成さ
れた後に、更に該パターンをレジストパターンとして該
基板をハロゲンプラズマエッチングする特許請求の範囲
第2項に記載のパターンの形成方法。
[Scope of Claims] 1) It is characterized by containing an organosilane compound having a moiety represented by the following general formula (I) and a halide capable of generating radicals when exposed to light and/or radiation. A composition having photosensitivity and/or radiation sensitivity. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(I) (In the above formula, R^1, R^2, R^3 and R^4 are respectively methyl group, ethyl group, phenyl group, biphenyl group,
Represents any one of a phenylamino group, a phenoxy group, a benzyl group, a cyano group, a vinyl group, an acetoxy group, a t-butyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom. However, R^1
, except that R^2, R^3 and R^4 are all hydrogen atoms and/or halogen atoms, and n is 5 to 50
It is an integer of 0. )2) Laminating a first layer made of a material that can be etched by oxygen plasma etching on a substrate, further comprising an organosilane compound having a moiety represented by the following general formula (I) on the first layer; laminating a second layer made of a composition containing a halide capable of generating radicals when exposed to light and/or radiation;
After exposing the second layer to a pattern by irradiating light and/or radiation, the layer is developed and the exposed portion of the layer is removed from the substrate to form a pattern made of the second layer. A method for forming a pattern, comprising the steps of: using the pattern made of the second layer as a resist pattern, and etching the first layer with oxygen plasma. ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼...(I) (In the above formula, R^1, R^2, R^3 and R^4 are respectively methyl group, ethyl group, phenyl group, biphenyl group,
Represents any one of a phenylamino group, a phenoxy group, a benzyl group, a cyano group, a vinyl group, an acetoxy group, a t-butyl group, a hydrogen atom, and a halogen atom. However, R^1
, R^2, R^3 and R^4 are all hydrogen atoms and/or halogen atoms. Also, n is 5 to 50
It is an integer of 0. )3) The substrate is made of a material that can be etched by halogen plasma etching, and after the pattern consisting of the first layer and the second layer is formed, the substrate is further etched with halogen plasma using the pattern as a resist pattern. A method for forming a pattern according to claim 2, which comprises plasma etching.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000010289A (en) * 1998-06-22 2000-01-14 Toshiba Corp Pattern forming method and photosensitive composition

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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