JPH02230249A - ポジティブ・フォトレジスト - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/075—Silicon-containing compounds
- G03F7/0757—Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
-
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
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- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
A.産業上の利用分野
本発明は、化学作用のある放射線に露出して作像するこ
とのできる組成物に関するものである。
とのできる組成物に関するものである。
本発明の組成物はまた、酸素を含有するプラズマに耐え
る。さらに、本発明は、リングラフィでのこれらの組成
物の使用に関するものである。たとえば、本発明の組成
物は、すべての光学的リソグラフィ装置での作像と、多
層セラミック・バッケージング・デバイス等のパッケー
ジング用途に適している。
る。さらに、本発明は、リングラフィでのこれらの組成
物の使用に関するものである。たとえば、本発明の組成
物は、すべての光学的リソグラフィ装置での作像と、多
層セラミック・バッケージング・デバイス等のパッケー
ジング用途に適している。
B.従来の技術
半導体チップやチップ・キャリア等、パターンを付けた
デバイスの製造で、最終製品を構成する種々の層をエッ
チングする工程は、関係する最も重要なステップの一部
である。エッチング工程で広く使用される方法の1つは
、適当なマスクでエッテングされる表面を被覆し、基板
とマスクを、基板は侵食してエッチングするが、マスク
は元のまま残すような薬品の溶液に浸漬するものである
。
デバイスの製造で、最終製品を構成する種々の層をエッ
チングする工程は、関係する最も重要なステップの一部
である。エッチング工程で広く使用される方法の1つは
、適当なマスクでエッテングされる表面を被覆し、基板
とマスクを、基板は侵食してエッチングするが、マスク
は元のまま残すような薬品の溶液に浸漬するものである
。
このような湿式法では、エッチングした表面で正確に画
定された縁部を得ることが困難である。
定された縁部を得ることが困難である。
これは、薬品がマスクをアンダーカットすることと、等
方性の像が形成することのためである。換言すれば、従
来の化学湿式法では、現在の処理要件に合った最適の寸
法適合性を得るのに必要と考えられる方向選択性(異方
性)が得られない。
方性の像が形成することのためである。換言すれば、従
来の化学湿式法では、現在の処理要件に合った最適の寸
法適合性を得るのに必要と考えられる方向選択性(異方
性)が得られない。
さらに、上記の湿式エッチング法は、これに伴う環境保
全及び安全上の問題から好ましくない。
全及び安全上の問題から好ましくない。
したがって、環境保全の見地から、方法を改良し、エッ
チングのコストを湿式法に比較して低下させるため、各
種のいわゆる「乾式法」が提案されてきた。さらに、こ
れらの「乾式法」は、工程管理が容易になり、アスペク
ト比の高い像が得られるという潜在的な利点もある。
チングのコストを湿式法に比較して低下させるため、各
種のいわゆる「乾式法」が提案されてきた。さらに、こ
れらの「乾式法」は、工程管理が容易になり、アスペク
ト比の高い像が得られるという潜在的な利点もある。
このような「乾式法」は、容器にガスを通し、このガス
中にプラズマを形成させるもので、このガス中の化学種
を使って、チェンバまたは容器中に置いた基板をエッチ
ングする。このような「乾式法」の代表的な例に、プラ
ズマ・エッチング、スパッタ・エッチング、反応性イオ
ン・エッチングがある。
中にプラズマを形成させるもので、このガス中の化学種
を使って、チェンバまたは容器中に置いた基板をエッチ
ングする。このような「乾式法」の代表的な例に、プラ
ズマ・エッチング、スパッタ・エッチング、反応性イオ
ン・エッチングがある。
反応性イオン・エッチングにより、正しく画定され垂直
にエッチングされた側壁が得られる。特定の反応性イオ
ン・エッチングは、たとえば米国特許第4283249
号明細書に開示されている。
にエッチングされた側壁が得られる。特定の反応性イオ
ン・エッチングは、たとえば米国特許第4283249
号明細書に開示されている。
「乾式法」技術に伴う問題の一つは、作像放射線に対す
る感受性を有し、同時に乾式エッチング環境に十分耐え
るパターン化可能な材料を得ることである。多くの例で
は、プラズマ・エッチングの活性化学種など、乾式エッ
チングに耐性があると、マスク材料が侵食され、リング
ラフィで作像放射線に露出する際に、マスクを作製する
のに用いた材料の解像度が低下する。
る感受性を有し、同時に乾式エッチング環境に十分耐え
るパターン化可能な材料を得ることである。多くの例で
は、プラズマ・エッチングの活性化学種など、乾式エッ
チングに耐性があると、マスク材料が侵食され、リング
ラフィで作像放射線に露出する際に、マスクを作製する
のに用いた材料の解像度が低下する。
このことは、ボジティプ有機レジスト材料にもネガティ
ブ宵機レジスト材料にも当てはまる。ポジティブ・レジ
スト材料とは、作像放射線に露出すると溶剤に可溶とな
り、露出しない部分は不溶性である材料を言う。ネガテ
ィブ・レジスト材料とは、作像放射線に露出すると重合
または不溶化あるいはその両方が起こる材料を言う。
ブ宵機レジスト材料にも当てはまる。ポジティブ・レジ
スト材料とは、作像放射線に露出すると溶剤に可溶とな
り、露出しない部分は不溶性である材料を言う。ネガテ
ィブ・レジスト材料とは、作像放射線に露出すると重合
または不溶化あるいはその両方が起こる材料を言う。
ポジティブ感光材料の一つのタイプは、フェノール・ホ
ルムアルデヒド・ノボラック重合体を主体にしたもので
ある。このような材料の例に、m−クレゾール・ホルム
アルデヒド・ノボラック重合体組成物であるシップレイ
(Shipley) A Z 1 350がある。こ
れはポジティブ・レジスト組成物で、2−ジアゾー1−
ナフトール−5−スルホン酸エステル等のジアゾケトン
を含む。このような組成物では、ジアゾケトンが光化学
反応中にカルボン酸に変換する。これにより、組成物が
容易に弱アルカリ性の現像剤水溶液に可溶性になる。こ
の組成物は、通常約15重量%のジアゾケトン化合物を
含育ナる。
ルムアルデヒド・ノボラック重合体を主体にしたもので
ある。このような材料の例に、m−クレゾール・ホルム
アルデヒド・ノボラック重合体組成物であるシップレイ
(Shipley) A Z 1 350がある。こ
れはポジティブ・レジスト組成物で、2−ジアゾー1−
ナフトール−5−スルホン酸エステル等のジアゾケトン
を含む。このような組成物では、ジアゾケトンが光化学
反応中にカルボン酸に変換する。これにより、組成物が
容易に弱アルカリ性の現像剤水溶液に可溶性になる。こ
の組成物は、通常約15重量%のジアゾケトン化合物を
含育ナる。
たとえば米国特許第4125650号明細書には、フェ
ノール・ホルムアルデヒドを含む重合体レジスト用の硬
化剤としてキノン・ジアジドを使用することを開示して
いる。
ノール・ホルムアルデヒドを含む重合体レジスト用の硬
化剤としてキノン・ジアジドを使用することを開示して
いる。
各種のフォトレジスト材料については、たとえばデッカ
ート他(Deckered. et al.) ’マイ
クロリングラフィ:ソリッドステート製作への鍵(Mi
crolfthography − Key to S
olid−StateFabrication)> 、
ジャー・ナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティ
(Journal of theElectroche
mtcal Society)、Vol.125)No
.3、1980年3月、pp.45C−56iCに記載
されている。
ート他(Deckered. et al.) ’マイ
クロリングラフィ:ソリッドステート製作への鍵(Mi
crolfthography − Key to S
olid−StateFabrication)> 、
ジャー・ナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティ
(Journal of theElectroche
mtcal Society)、Vol.125)No
.3、1980年3月、pp.45C−56iCに記載
されている。
感光性の用途にキノンジアジドを使用することについて
は、アーシeフ他(Erschoy. et al.)
、「キノンジアジド(Quinone Diazide
s) J 、アムステルダム、エスセピア・サイエンテ
ィフィック・パブリケーシーンズ(Elsevier
ScientificPub1icattons)社、
1981年刊、第8章、pp.2B2−297に記載さ
れている。さらにこの書物には、1,2−ナフトキノン
−5−クロロスルホン酸と、ある種のシリコン誘導体の
縮合生成物を使用して、この縮合生成物を基板の感光性
バッキングとして使って各種被膜の基板への接看特性を
改善することが示唆されている。
は、アーシeフ他(Erschoy. et al.)
、「キノンジアジド(Quinone Diazide
s) J 、アムステルダム、エスセピア・サイエンテ
ィフィック・パブリケーシーンズ(Elsevier
ScientificPub1icattons)社、
1981年刊、第8章、pp.2B2−297に記載さ
れている。さらにこの書物には、1,2−ナフトキノン
−5−クロロスルホン酸と、ある種のシリコン誘導体の
縮合生成物を使用して、この縮合生成物を基板の感光性
バッキングとして使って各種被膜の基板への接看特性を
改善することが示唆されている。
さらに、ある種のシロキチン類が、反応性イオン・エッ
チングのバリアとして提案されている。
チングのバリアとして提案されている。
たとえば、フリード他(Fried, et al.)
、IBMジャーナル・リサーチ・ディベロップメント(
IBM Journal Research Deve
lopment)、Vo l.26、No.8、pp.
362−371を参照のこと。また、ある種のシロキサ
ン類が、電子線に感受性のあるレジストとして提案され
ている。たとえば、ロバーツ(Roberts) 、ジ
ャーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティ(J
ournal ofChemical Society
)、Vol.120、1973年、p . 1 7
1 8 、及びロバーツ、フィリップス・テクニカル・
レビs − (Phillips Technical
Review)、Vol.35、1975年、pp.4
1−52、及びガザード他(Gazard, et a
l.)、応用ボリマー・シンポジウム(Applied
PolymerSymposium)、No.23、
1974年、pp.106−107を参照のこと。
、IBMジャーナル・リサーチ・ディベロップメント(
IBM Journal Research Deve
lopment)、Vo l.26、No.8、pp.
362−371を参照のこと。また、ある種のシロキサ
ン類が、電子線に感受性のあるレジストとして提案され
ている。たとえば、ロバーツ(Roberts) 、ジ
ャーナル・オブ・エレクトロケミカル・ソサエティ(J
ournal ofChemical Society
)、Vol.120、1973年、p . 1 7
1 8 、及びロバーツ、フィリップス・テクニカル・
レビs − (Phillips Technical
Review)、Vol.35、1975年、pp.4
1−52、及びガザード他(Gazard, et a
l.)、応用ボリマー・シンポジウム(Applied
PolymerSymposium)、No.23、
1974年、pp.106−107を参照のこと。
さらに、ある種のシロキサン類は、電子線(ハッツアキ
ス他(Ilatzakis, et al.)、「超小
型回路加工技術(Processing Microc
ircuitEngineering) J 、ローザ
ンヌ、1981年9月、p.396参照)、及び波長が
約2537人の遠紫外線(シ翳一他(Shav, et
al.)、SPE国際フォトポリマー会1i (SP
E PhotopolymerConference)
、1982年11月参照)で作像するとき、酸素プラズ
マ中で下層の重合体層に対するエッチ・マスクとして機
能することが示唆されている。しかし、提案されたこれ
らのシロキサン材料は、作像にきわめて限られた方法(
たとえば電子線や遠紫外線)を必要とし、大部分のりソ
グラフィ作像装置や、密着焼付装置及び映写焼付装置で
用いるより波長の長い放射線(たとえば2700人より
長い波長)では作像できない。
ス他(Ilatzakis, et al.)、「超小
型回路加工技術(Processing Microc
ircuitEngineering) J 、ローザ
ンヌ、1981年9月、p.396参照)、及び波長が
約2537人の遠紫外線(シ翳一他(Shav, et
al.)、SPE国際フォトポリマー会1i (SP
E PhotopolymerConference)
、1982年11月参照)で作像するとき、酸素プラズ
マ中で下層の重合体層に対するエッチ・マスクとして機
能することが示唆されている。しかし、提案されたこれ
らのシロキサン材料は、作像にきわめて限られた方法(
たとえば電子線や遠紫外線)を必要とし、大部分のりソ
グラフィ作像装置や、密着焼付装置及び映写焼付装置で
用いるより波長の長い放射線(たとえば2700人より
長い波長)では作像できない。
米国特許第4603195号明細書には、乾式法、特に
酸素プラズマによる反応性イオン・エッチングに耐え、
同時に高解像度の像を形成することのできる材料が開示
されている。
酸素プラズマによる反応性イオン・エッチングに耐え、
同時に高解像度の像を形成することのできる材料が開示
されている。
上記明細書に開示された組成物は、キノンジアジド化合
物と有機シリコン化合物の相互作用によって得られ、ネ
ガティブ・レジスト材料として機能する。
物と有機シリコン化合物の相互作用によって得られ、ネ
ガティブ・レジスト材料として機能する。
さらに、乾式現像可能なレジストの例が、米国特許第4
426247号、第4433044号、第435736
9号、第4430153号、第4307178号、第4
389482号、第4386704号明細書に開示され
ている。また、ドイツ特許出願第OS 32 15
085号(英語版は英国特許出願第2097243号)
明細書には、ネガティブ・トーンのプラズマ・レジスト
像を得る方法が提案されている。これは、放射線に露出
するときに、シリコンを含存するモノマーをホスト皮膜
に封じ込める方法であるが、リリーフ像をプラズマ現像
する前に、取り込まれなかったシリコン含有モノマーを
皮膜から除去する必要がある。
426247号、第4433044号、第435736
9号、第4430153号、第4307178号、第4
389482号、第4386704号明細書に開示され
ている。また、ドイツ特許出願第OS 32 15
085号(英語版は英国特許出願第2097243号)
明細書には、ネガティブ・トーンのプラズマ・レジスト
像を得る方法が提案されている。これは、放射線に露出
するときに、シリコンを含存するモノマーをホスト皮膜
に封じ込める方法であるが、リリーフ像をプラズマ現像
する前に、取り込まれなかったシリコン含有モノマーを
皮膜から除去する必要がある。
プラズマ現像可一能なレジストの最近の例として、米国
特許第4552833号明細書に、放射線に対する感受
性を有し、酸素プラズマで現像可能なレジストを得る方
法が開示されている。この方法は、マスクされた反応性
官能基を有する重合体皮膜で基板をコーティングし、こ
の皮膜を、皮膜の露出した領域から反応性官能基のマス
クを除去するような条件で、放射線にイメージ通りに露
出し、露出した皮膜を反応性有機金属試薬で処理した後
、酸素プラズマで処理してリリーフ像を現像するもので
ある。上記の明細書に記載された特定の有機金属試薬は
、トリメチルクロロスタナン、ヘキサメチルジシラザン
、及びトリメチルクロロシランである。
特許第4552833号明細書に、放射線に対する感受
性を有し、酸素プラズマで現像可能なレジストを得る方
法が開示されている。この方法は、マスクされた反応性
官能基を有する重合体皮膜で基板をコーティングし、こ
の皮膜を、皮膜の露出した領域から反応性官能基のマス
クを除去するような条件で、放射線にイメージ通りに露
出し、露出した皮膜を反応性有機金属試薬で処理した後
、酸素プラズマで処理してリリーフ像を現像するもので
ある。上記の明細書に記載された特定の有機金属試薬は
、トリメチルクロロスタナン、ヘキサメチルジシラザン
、及びトリメチルクロロシランである。
さらに、単一層レジストの上面に作像して2層レジスト
を得る方法が、米国特許出願第679527号明細書に
記載されており、この方法では、一官能性の有機金属試
薬を使用する。
を得る方法が、米国特許出願第679527号明細書に
記載されており、この方法では、一官能性の有機金属試
薬を使用する。
さらに、米国特許出願第713509号明細書には、重
合体材料を多官能性有機金属材料と反応させて得た、酸
素プラズマに耐える材料について記載している。この有
機金属材料は、少なくとも2個の官能基を有し、それが
量合体材料の反応基と反応する。重合体材料は、反応性
の水素官能基または反応性の水素官能基前駆体あるいは
その両方を含有する。
合体材料を多官能性有機金属材料と反応させて得た、酸
素プラズマに耐える材料について記載している。この有
機金属材料は、少なくとも2個の官能基を有し、それが
量合体材料の反応基と反応する。重合体材料は、反応性
の水素官能基または反応性の水素官能基前駆体あるいは
その両方を含有する。
有機シリコン化合物を含有する感光性組成物は、米国特
許第4893960号明細書にも開示されている。
許第4893960号明細書にも開示されている。
C.発明が解決しようとする課題
本発明の目的は、乾式法、特に酸素プラズマによる反応
性イオン・エッチングに耐え、同時に解像度の高い像を
形成することのできる材料を提供することにある。
性イオン・エッチングに耐え、同時に解像度の高い像を
形成することのできる材料を提供することにある。
D.課題を解決するための手段
本発明の材料は、ポジティブ・レジスト材料であり、ア
ルカリ性溶液を用いて現像することができる。さらに、
本発明の材料は、電子線または遠紫外線(<330OA
)に高感度であるだけでなく、近紫外線(約3300な
いし約4400人)、イオン・ビーム、X線、中性子線
等、すべての形の作像放射線に対して高感度を存する。
ルカリ性溶液を用いて現像することができる。さらに、
本発明の材料は、電子線または遠紫外線(<330OA
)に高感度であるだけでなく、近紫外線(約3300な
いし約4400人)、イオン・ビーム、X線、中性子線
等、すべての形の作像放射線に対して高感度を存する。
本発明の組成物はまた、熱に安定である。さらに、本発
明の成分は互いに相溶性であるため、成分の分離が防止
され、均一な組成の皮膜が得られる。
明の成分は互いに相溶性であるため、成分の分離が防止
され、均一な組成の皮膜が得られる。
本発明は、下記の成分を含有する組成物に関するもので
ある。
ある。
a)末端基としてキノンジアゾ基を有する有機シリコン
化合物。
化合物。
b)フェノール・ノボラック重合体。有機シリコン化合
物とフェノール・ノボラック重合体の合計重量に対して
、有機シリコン化合物の相対量は約5ないし約50重量
%であり、フェノール重合体の相対量は約95ないし約
50重量%である。
物とフェノール・ノボラック重合体の合計重量に対して
、有機シリコン化合物の相対量は約5ないし約50重量
%であり、フェノール重合体の相対量は約95ないし約
50重量%である。
本発明はまた、基板上に上記育機シリコン及びフェノー
ル組成物の層を形成し、この層を所定のパターンで作像
放射線に露出し、露出した層を現像して、基板上に所定
のパターンを残す工程を含む作像方法に関するものであ
る。
ル組成物の層を形成し、この層を所定のパターンで作像
放射線に露出し、露出した層を現像して、基板上に所定
のパターンを残す工程を含む作像方法に関するものであ
る。
E.実施例
本発明の組成物に使用する育機シリコン化合物は、末端
基としてキノンジアゾ基を含有する゛ものでなければな
らない。有機シリコン化合物の例には、下記構造式で表
されるようなものがある。
基としてキノンジアゾ基を含有する゛ものでなければな
らない。有機シリコン化合物の例には、下記構造式で表
されるようなものがある。
式中φはそれぞれキノンジアゾ基を示す。
上式で、R及びR1は、それぞれ通常シリコンが結合し
た有機基及びシリコンが結合した水素基に関連する基に
よって代表される周知の基である。
た有機基及びシリコンが結合した水素基に関連する基に
よって代表される周知の基である。
R及びRl基は、それぞれ水素、一価炭化水素基、ハロ
ゲン化一価炭化水素基、エポキシ基、メルカブト基、シ
アノアルキル基からなる群から選択する。したがって、
R及びR1基は、メチル、エチル、プロビル、ブチル、
オクチル等のアルキル基、フェニル、トリル、キシリル
、ナフチル等のアリール基、ベンジル、フェニルエチル
等のアラルキル基、ビニル、アリル、シクロへキセニル
等のオレフィン系不飽和一価炭化水素基、シクロヘキシ
ル、シクロヘプチル等のシクロアルキル基、ジクロロブ
ロビル、1,1.1−}リフルオ口プロビル、クロロフ
ェニル、ジブロモフェニル、クロロメチル等のハロゲン
化一価炭化水素基、シアノエチル、シアノプ口ビル等の
シアノアルキル基のいずれでもよい。R及びR1で表さ
れる基は、炭素原子が8個未満であることが好ましく、
特にメチル基、エチル基、またはフェニル基であること
が好ましい。
ゲン化一価炭化水素基、エポキシ基、メルカブト基、シ
アノアルキル基からなる群から選択する。したがって、
R及びR1基は、メチル、エチル、プロビル、ブチル、
オクチル等のアルキル基、フェニル、トリル、キシリル
、ナフチル等のアリール基、ベンジル、フェニルエチル
等のアラルキル基、ビニル、アリル、シクロへキセニル
等のオレフィン系不飽和一価炭化水素基、シクロヘキシ
ル、シクロヘプチル等のシクロアルキル基、ジクロロブ
ロビル、1,1.1−}リフルオ口プロビル、クロロフ
ェニル、ジブロモフェニル、クロロメチル等のハロゲン
化一価炭化水素基、シアノエチル、シアノプ口ビル等の
シアノアルキル基のいずれでもよい。R及びR1で表さ
れる基は、炭素原子が8個未満であることが好ましく、
特にメチル基、エチル基、またはフェニル基であること
が好ましい。
mは、それぞれエないし12の整数で、エないし3が好
ましく、nは、1ないし1000の整数で、エないし2
0が好ましい。Xは、それぞれエないし100の整数で
、約10ないし約20が好ましい。bは、エないし4の
整数、aは、4−bの整数である。
ましく、nは、1ないし1000の整数で、エないし2
0が好ましい。Xは、それぞれエないし100の整数で
、約10ないし約20が好ましい。bは、エないし4の
整数、aは、4−bの整数である。
適当なキノンジアゾ基の例には、キノンー1,2−ジア
ゾ基があり、ベンゼン、ナフタレン、フエナントレン系
のものが含まれる。キノンジアゾ基のいくつかの例を以
下に示す。
ゾ基があり、ベンゼン、ナフタレン、フエナントレン系
のものが含まれる。キノンジアゾ基のいくつかの例を以
下に示す。
上式で、kは、エないし3の整数、好ましくは1または
2であり、lはOないし2の整数、好ましくは1または
2である。
2であり、lはOないし2の整数、好ましくは1または
2である。
R2は、それぞれ水素または1価の炭化水素基である。
したがって、R2基は、メチル、エチル、プロビル、プ
チル、オクチル等のアルキル基、フェ二ル、トリル、キ
シリル、ナフチル等のアリール基、ベンジル、フェニル
エチル等のアラルキル基、シクロヘキシル、シクロヘプ
チル等のシクロアルキル基のいずれであってもよい。R
2で表される基は、炭素原子が8個未満のものが好まし
く、特に水素、メチル、エチルまたはフェニル基が好ま
しい。
チル、オクチル等のアルキル基、フェ二ル、トリル、キ
シリル、ナフチル等のアリール基、ベンジル、フェニル
エチル等のアラルキル基、シクロヘキシル、シクロヘプ
チル等のシクロアルキル基のいずれであってもよい。R
2で表される基は、炭素原子が8個未満のものが好まし
く、特に水素、メチル、エチルまたはフェニル基が好ま
しい。
本発明に使用する適当な有機シリコン化合物の例には、
下記の式で表されるものがある。
下記の式で表されるものがある。
他の存機シリコン化合物は、後述の例に示す。
本発明に使用する有機シリコン化合物は周知のものであ
る。さらに、本発明に使用する有機シリコン化合物は、
米国特許第4603193号明細書に開示された方法で
作成することができる。たとえば、同明細書の例8を参
照され,たい。
る。さらに、本発明に使用する有機シリコン化合物は、
米国特許第4603193号明細書に開示された方法で
作成することができる。たとえば、同明細書の例8を参
照され,たい。
本発明に使用するフェノール・ノボラックは、次式で示
される。
される。
上式で、nは、Oないし1000で、好ましくは約20
ないし約300、x及びyは、それぞれ水素、塩素、ア
ルキル基、または水酸基であり、R2はそれぞれ水素、
塩素、またはアルキル、アリール、アラルキル、アルカ
リール、シクロアルキル等の炭化水素基である。
ないし約300、x及びyは、それぞれ水素、塩素、ア
ルキル基、または水酸基であり、R2はそれぞれ水素、
塩素、またはアルキル、アリール、アラルキル、アルカ
リール、シクロアルキル等の炭化水素基である。
このフェノールとアルデヒドの重合体は、下記の式を有
するフェノールから生成する。
するフェノールから生成する。
0H
R2
式中、X1Y及びR2は、上に定義したものと同じであ
る。
る。
エポキシ・ノボラックの生成に適した重合体を生成する
ため、アルデヒド縮合に利用できる、フェノール性水酸
基に対してオルトまたはパラの2つの位置を持つ炭化水
素基置換フェノールには、〇一及びp−クレゾール、〇
一及びp一エチルフェノール、O Aびp−イソブロ
ビルフェノール、0−及びp−tert−プチルフェノ
ール、〇一及びp−sec−プチルフェノール、〇一及
びp−アミルフェノール、〇一及びp−オクチルフェノ
ール、〇−及びp−ノニルフェノール、2,5−キシレ
ノール、3,4−キシレノール、2,5−ジェチルフェ
ノール、3,4−ジエチルフェノール、2,5−ジイソ
プ口ピルフェノール、4−メチルレゾルシン、4−エチ
ルレゾルシン、4−イソプロビルレゾノレシン、4−t
ert−プチノレレソノレシン、〇一及びp−ペンジル
フェノール、〇一及びp−フェネチルフェノール、〇一
及びp−フェニルフェノール、〇一及びp一トリルフェ
ノール、〇一及びp−シクロペンチルフェノール、4−
フェネチルレゾノレシン、4−トリノレレゾノレシン、
4一シクロヘキシルレゾルシンがある。
ため、アルデヒド縮合に利用できる、フェノール性水酸
基に対してオルトまたはパラの2つの位置を持つ炭化水
素基置換フェノールには、〇一及びp−クレゾール、〇
一及びp一エチルフェノール、O Aびp−イソブロ
ビルフェノール、0−及びp−tert−プチルフェノ
ール、〇一及びp−sec−プチルフェノール、〇一及
びp−アミルフェノール、〇一及びp−オクチルフェノ
ール、〇−及びp−ノニルフェノール、2,5−キシレ
ノール、3,4−キシレノール、2,5−ジェチルフェ
ノール、3,4−ジエチルフェノール、2,5−ジイソ
プ口ピルフェノール、4−メチルレゾルシン、4−エチ
ルレゾルシン、4−イソプロビルレゾノレシン、4−t
ert−プチノレレソノレシン、〇一及びp−ペンジル
フェノール、〇一及びp−フェネチルフェノール、〇一
及びp−フェニルフェノール、〇一及びp一トリルフェ
ノール、〇一及びp−シクロペンチルフェノール、4−
フェネチルレゾノレシン、4−トリノレレゾノレシン、
4一シクロヘキシルレゾルシンがある。
やはりエボキシ・ノボラックの生成に適したフェノール
・アルデヒド樹脂の製造に使用できる各種の塩素置換フ
ェノール類には、〇一及びp−クロロフェノール、2,
5−ジクロ口フェノール、2,3−ジクロ口フェノール
、3,4−ジクロ口フェノール、2−クロロ−3−メチ
ルフェノール、2一クロロ−5−メチルフェノール、3
−クロロ−2−メチルフェノール、5−クロロ−2−メ
チルフェノール、3−クロロ−4−メチルフェノール、
4一クロロー3−メチルフェノール、4−クロロ−3−
エチルフェノール、4−クロロー3−イソプロビルフェ
ノール、3−クロロー4−フェニルフェノール、3−1
ロロー4’−1口口フェニルフェノール、3.5−ジク
ロロー4−メチルフェノール、3,5−ジクロロー2−
メチルフェノール、2.3−ジクロロー5−メチルフェ
ノール、2.5−ジクロロー3−メチルフェノール、3
−クロロー4,5−ジメチルフェノール、4−クロロ−
3.5−ジメチルフェノール、2−クロロ−3. 5ー
ジメチルフェノール、5−クロロ−2,3−ジメチルフ
ェノール、5−クロロー3,4−ジメチルフェノール、
2,3.5−}リクロロフェノール、3,4.5−トリ
クロ口フェノール、4−クロロレゾルシン、4.5−ジ
クロ口レゾルシン、4−クロロ−5−メチルレゾルシン
、5−1口ロー4−メチノレレゾノレシンがある。
・アルデヒド樹脂の製造に使用できる各種の塩素置換フ
ェノール類には、〇一及びp−クロロフェノール、2,
5−ジクロ口フェノール、2,3−ジクロ口フェノール
、3,4−ジクロ口フェノール、2−クロロ−3−メチ
ルフェノール、2一クロロ−5−メチルフェノール、3
−クロロ−2−メチルフェノール、5−クロロ−2−メ
チルフェノール、3−クロロ−4−メチルフェノール、
4一クロロー3−メチルフェノール、4−クロロ−3−
エチルフェノール、4−クロロー3−イソプロビルフェ
ノール、3−クロロー4−フェニルフェノール、3−1
ロロー4’−1口口フェニルフェノール、3.5−ジク
ロロー4−メチルフェノール、3,5−ジクロロー2−
メチルフェノール、2.3−ジクロロー5−メチルフェ
ノール、2.5−ジクロロー3−メチルフェノール、3
−クロロー4,5−ジメチルフェノール、4−クロロ−
3.5−ジメチルフェノール、2−クロロ−3. 5ー
ジメチルフェノール、5−クロロ−2,3−ジメチルフ
ェノール、5−クロロー3,4−ジメチルフェノール、
2,3.5−}リクロロフェノール、3,4.5−トリ
クロ口フェノール、4−クロロレゾルシン、4.5−ジ
クロ口レゾルシン、4−クロロ−5−メチルレゾルシン
、5−1口ロー4−メチノレレゾノレシンがある。
アルデヒド縮合に利用できる、フェノール性水酸基に対
してオルト及びパラの2つの位置より多くの位置を有し
、制御された縮合によって使用できるフェノールの例に
は、フェノール、m−ク1/ゾール、3,5−キシレノ
ール、m一エチルフェノール、m−イソプロビルフェノ
ール、ml mvジェチルフェノール、m+ m ’−
ジイソブ口ピルフェノール、m−プチルフェノール、m
−アミルフェノール、m−オクチルフェノール、m−ノ
ニルフェノール、レゾルシン、5−メチルレゾルシン、
5−エチルレゾルシンがある。
してオルト及びパラの2つの位置より多くの位置を有し
、制御された縮合によって使用できるフェノールの例に
は、フェノール、m−ク1/ゾール、3,5−キシレノ
ール、m一エチルフェノール、m−イソプロビルフェノ
ール、ml mvジェチルフェノール、m+ m ’−
ジイソブ口ピルフェノール、m−プチルフェノール、m
−アミルフェノール、m−オクチルフェノール、m−ノ
ニルフェノール、レゾルシン、5−メチルレゾルシン、
5−エチルレゾルシンがある。
縮合剤としては、使用するフェノールと縮合するもので
あればどんなアルデヒドでもよく、ホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、ブロピオンアルデヒド、ブチルアル
デヒド、ヘブトアルデヒド、シクロヘキサノン、メチル
シクロヘキサノン、シクロベンタノン、ベンズアルデヒ
ド、及びトルアルデヒド、ナットアルデヒド、フルフラ
ール、グリオキサール、アクロレイン等の核アルキル置
換ベンズアルデヒド類、または、パラホルムアルデヒド
、ヘキサメチレンテトラミン等のアノレデヒドを生成す
る化合物が含まれる。これらのアルデヒド類は、市販の
ホルマリンなど、溶液の形でも使用することができる。
あればどんなアルデヒドでもよく、ホルムアルデヒド、
アセトアルデヒド、ブロピオンアルデヒド、ブチルアル
デヒド、ヘブトアルデヒド、シクロヘキサノン、メチル
シクロヘキサノン、シクロベンタノン、ベンズアルデヒ
ド、及びトルアルデヒド、ナットアルデヒド、フルフラ
ール、グリオキサール、アクロレイン等の核アルキル置
換ベンズアルデヒド類、または、パラホルムアルデヒド
、ヘキサメチレンテトラミン等のアノレデヒドを生成す
る化合物が含まれる。これらのアルデヒド類は、市販の
ホルマリンなど、溶液の形でも使用することができる。
組成物のノボラック成分は、市販のノボラック・ポジテ
ィブ・レジストに使用されるジアゾケトン等の感光剤と
することができる。たとえば、シップレ4AZ−f35
0は、約1 5 % ノ2−ジアゾー1−ナフトール−
5−スルホン酸エステルを含むm−クレゾールΦホルム
アルデヒド●ノボラック重合体である。
ィブ・レジストに使用されるジアゾケトン等の感光剤と
することができる。たとえば、シップレ4AZ−f35
0は、約1 5 % ノ2−ジアゾー1−ナフトール−
5−スルホン酸エステルを含むm−クレゾールΦホルム
アルデヒド●ノボラック重合体である。
有機シリコン化合物の相対量は、通常約5ないし約50
重量%、好ましくは約10ないし約30重量%であり、
フェノール・ノボラック重合体の相対量は、約95ない
し約50重量%、好ましくは約90ないし約70重量%
である。これらの相対量は、組成物中の育機シリコン化
合物とフェノール・ノボラックとの合計重量に対するも
のである。
重量%、好ましくは約10ないし約30重量%であり、
フェノール・ノボラック重合体の相対量は、約95ない
し約50重量%、好ましくは約90ないし約70重量%
である。これらの相対量は、組成物中の育機シリコン化
合物とフェノール・ノボラックとの合計重量に対するも
のである。
さらに、本発明の化合物は、溶剤、充填剤、可塑剤等の
従来の添加剤と混合することができる。
従来の添加剤と混合することができる。
本発明の組成物に適した溶剤には、ベンゼン、トルエン
、キシレン等の芳香族炭化水素、エチレングリコールや
プロピレングリコールナトのエステル類及びその誘導体
、たとえば酢酸セロソルブ(エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート)を含むセロソルブ溶剤、テト
ロヒド口フラン、N−メチルビロリジノン、酢酸アミル
等がある。
、キシレン等の芳香族炭化水素、エチレングリコールや
プロピレングリコールナトのエステル類及びその誘導体
、たとえば酢酸セロソルブ(エチレングリコールモノエ
チルエーテルアセテート)を含むセロソルブ溶剤、テト
ロヒド口フラン、N−メチルビロリジノン、酢酸アミル
等がある。
溶剤を使用する場合は、一般に組成物の固形分100重
量部に対して、約100ないし約500重量部とする。
量部に対して、約100ないし約500重量部とする。
本発明の組成物をリングラフィ材料として使用する際に
は、所要の基板に、スプレイ・コーティング、スピン・
コーティング、ディップ・コーティングその他周知のコ
ーティング方法により、約1500人ないし約25μの
厚みの皮膜を形成する。適当な基板には、半導体デバイ
スや集積回路の製造に使用されるもの、たとえば、酸化
物及び窒化物(拡散マスク及びバッシベーション用の酸
化シリコンまたは窒化シリコン)、または半導体チップ
上に接点及び導体パターンを形成するメタライゼーシー
ン・ステップで通常使用する金属をコーティングしたウ
ェハやチップが含まれる。
は、所要の基板に、スプレイ・コーティング、スピン・
コーティング、ディップ・コーティングその他周知のコ
ーティング方法により、約1500人ないし約25μの
厚みの皮膜を形成する。適当な基板には、半導体デバイ
スや集積回路の製造に使用されるもの、たとえば、酸化
物及び窒化物(拡散マスク及びバッシベーション用の酸
化シリコンまたは窒化シリコン)、または半導体チップ
上に接点及び導体パターンを形成するメタライゼーシー
ン・ステップで通常使用する金属をコーティングしたウ
ェハやチップが含まれる。
さらに、本発明の材料は、セラミック基板などチップ・
キャリアとして使用される基板、特に多芭セラミック・
デバイスとともに使用することができる。また、熱可塑
性または熱硬化性重合体の誘電体基板も含まれる。代表
的な熱硬化性重合体材料には、エポキシ樹脂、フェノー
ル系樹脂、ボリアミド、ポリイミドがある。誘電体材料
は、ガラス充填エポキシ、またはフェノール系樹脂等、
充填剤または強化剤を含む重合体の成型品とすることが
できる。フェノール系樹脂には、フェノール、レゾルシ
ン、及びクレゾールの共重合体が含まれる。適当な熱可
塑性重合体の例には、ボリプロビレン等のポリオレフィ
ン類、ボリスルホン、ポリカーボネート、ニトリル・ゴ
ム、ABS重合体がある。
キャリアとして使用される基板、特に多芭セラミック・
デバイスとともに使用することができる。また、熱可塑
性または熱硬化性重合体の誘電体基板も含まれる。代表
的な熱硬化性重合体材料には、エポキシ樹脂、フェノー
ル系樹脂、ボリアミド、ポリイミドがある。誘電体材料
は、ガラス充填エポキシ、またはフェノール系樹脂等、
充填剤または強化剤を含む重合体の成型品とすることが
できる。フェノール系樹脂には、フェノール、レゾルシ
ン、及びクレゾールの共重合体が含まれる。適当な熱可
塑性重合体の例には、ボリプロビレン等のポリオレフィ
ン類、ボリスルホン、ポリカーボネート、ニトリル・ゴ
ム、ABS重合体がある。
本発明の組成物は、基板上に所要の厚さにコーティング
した後、近紫外線、中紫外線、遠紫外線を含む紫外線、
X線、中性子線、電子線等の作像放射線に露出する。
した後、近紫外線、中紫外線、遠紫外線を含む紫外線、
X線、中性子線、電子線等の作像放射線に露出する。
本発明の組成物は、水酸化カリウム、または水酸化テト
ラメチルアンモニウムのアルコール溶液等のアルカリ性
水溶液に、露出部分を接触させることによって現像する
ことができる。
ラメチルアンモニウムのアルコール溶液等のアルカリ性
水溶液に、露出部分を接触させることによって現像する
ことができる。
上記のように使用すると、この組成物は、プラズマ・エ
ッチングの条件に耐えるため、下層の基板のプラズマ・
エッチングに使用することができる。たとえば、本発明
の組成物は、酸素プラズマ中での反応性イオン・エッチ
ングに耐え、毎分約10ないし約30人程度しかエッチ
ングされない。
ッチングの条件に耐えるため、下層の基板のプラズマ・
エッチングに使用することができる。たとえば、本発明
の組成物は、酸素プラズマ中での反応性イオン・エッチ
ングに耐え、毎分約10ないし約30人程度しかエッチ
ングされない。
これは、下層のポリイミド等の基板が毎分約5oOない
し約100OAの速度でエッチングされるのに比べてき
わめて少ない。
し約100OAの速度でエッチングされるのに比べてき
わめて少ない。
下記の例は、非限定的なもので、本発明をさらに詳細に
説明するためのものである。
説明するためのものである。
l
基板上に、下記の式のオリゴマー約20重量部と、
シップレイAZ1350約20重量部を、酢酸セロソル
ブとキシレンの4:1の混合物約120重量部に溶解し
たものを含有する組成物をコーティングする。乾燥後の
コーティングの厚さは約3000人である。この材料を
波長約4047Aの近紫外線に露出する。露出した材料
は、10%KOH水溶液または水酸化テトラメチルアン
モニウムの10%アルコール溶液等の塩基性溶液で現像
して除去する。
ブとキシレンの4:1の混合物約120重量部に溶解し
たものを含有する組成物をコーティングする。乾燥後の
コーティングの厚さは約3000人である。この材料を
波長約4047Aの近紫外線に露出する。露出した材料
は、10%KOH水溶液または水酸化テトラメチルアン
モニウムの10%アルコール溶液等の塩基性溶液で現像
して除去する。
この材料の酸素プラズマ中でのエッチ速度は、圧力10
トルで、毎分約25人である。
トルで、毎分約25人である。
亘又
有機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、
フェノール樹脂がバーカム・レジン(VarcumRe
sin)の商品名で市販されている、分子量が約900
0のクレゾール・ホルムアルデヒド・ノボラックである
以外は、例1と同様にしてコーティングを行なう,. 1L影 育機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、 フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
sin)の商品名で市販されている、分子量が約900
0のクレゾール・ホルムアルデヒド・ノボラックである
以外は、例1と同様にしてコーティングを行なう,. 1L影 育機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、 フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
例4
何機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、
フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
1(艷
有機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、
フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
1[劃
有機シリコン化合物が下記の式で表されるもののであり
、 フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
、 フェノール樹脂がバーカム・レジンの商品名で市販され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
,倒1一
有機シリコン化合物が下記の式で表されるものであり、
フェノール樹脂がパーカム・レジンの商品名で市版され
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
ている、分子量が約9000のクレゾール・ホルムアル
デヒド・ノボラックである以外は、例1と同様にしてコ
ーティングを行なう。
F.発明の効果
以上述べたように、本発明によれば、乾式処理方法、特
に酸素プラズマ中での反応性イオン・エッチングに耐え
、同時に、高解像度の像を得ることのできる材料が得ら
れる。
に酸素プラズマ中での反応性イオン・エッチングに耐え
、同時に、高解像度の像を得ることのできる材料が得ら
れる。
Claims (2)
- (1)(A)末端基としてキノン・ジアゾ基を有する有
機シリコン化合物と、 (B)フェノール・ノボラック重合体とを含み、AとB
の合計重量に対して、Aの相対量が約5%ないし約50
%であり、Bの相対量が約95%ないし約50%である
組成物。 - (2)(A)末端基として、キノン・ジアゾ基を有する
有機シリコン化合物と、 (B)フェノール・ノボラック重合体とを含み、AとB
の合計重量に対し、Aの相対量が約5%ないし約50%
であり、Bの相対量が約95%ないし約50%である、 紫外線に対して感受性のあるポジティブ・レジスト組成
物の層を基板上に設け、 この感光性組成物の層を、所定のパターンの作像放射線
にイメージ通りに露出し、露出した層を現像して、基板
上に所定のパターンの感光性ポジティブ・レジストの層
を残すことにより、像を形成する方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US26448288A | 1988-10-28 | 1988-10-28 | |
| US264482 | 1988-10-28 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02230249A true JPH02230249A (ja) | 1990-09-12 |
| JPH0656492B2 JPH0656492B2 (ja) | 1994-07-27 |
Family
ID=23006261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1276181A Expired - Lifetime JPH0656492B2 (ja) | 1988-10-28 | 1989-10-25 | ポジティブ・フォトレジスト |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0365881A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0656492B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0568476B1 (en) * | 1992-04-30 | 1995-10-11 | International Business Machines Corporation | Silicon-containing positive resist and method of using the same in thin film packaging technology |
| JP2547944B2 (ja) * | 1992-09-30 | 1996-10-30 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレイション | 二層レジスト組成物を使用する光学リソグラフによりサブ−ハーフミクロンパターンを形成する方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62269947A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ン形成方法 |
| JPH01161336A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | ケイ素含有レジスト |
| JPH01222254A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | フォトレジスト組成物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4603195A (en) * | 1983-12-30 | 1986-07-29 | International Business Machines Corporation | Organosilicon compound and use thereof in photolithography |
| JPS61144639A (ja) * | 1984-12-19 | 1986-07-02 | Hitachi Ltd | 放射線感応性組成物及びそれを用いたパタ−ン形成法 |
-
1989
- 1989-10-04 EP EP89118364A patent/EP0365881A3/en not_active Withdrawn
- 1989-10-25 JP JP1276181A patent/JPH0656492B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62269947A (ja) * | 1986-05-19 | 1987-11-24 | Oki Electric Ind Co Ltd | レジストパタ−ン形成方法 |
| JPH01161336A (ja) * | 1987-12-18 | 1989-06-26 | Toshiba Corp | ケイ素含有レジスト |
| JPH01222254A (ja) * | 1988-03-02 | 1989-09-05 | Fuji Photo Film Co Ltd | フォトレジスト組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0365881A3 (en) | 1990-07-11 |
| EP0365881A2 (en) | 1990-05-02 |
| JPH0656492B2 (ja) | 1994-07-27 |
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