JPH0369101B2 - - Google Patents
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- JPH0369101B2 JPH0369101B2 JP59192762A JP19276284A JPH0369101B2 JP H0369101 B2 JPH0369101 B2 JP H0369101B2 JP 59192762 A JP59192762 A JP 59192762A JP 19276284 A JP19276284 A JP 19276284A JP H0369101 B2 JPH0369101 B2 JP H0369101B2
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- 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
-
- 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
- G03F7/022—Quinonediazides
- G03F7/023—Macromolecular quinonediazides; Macromolecular additives, e.g. binders
-
- 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
- G03F7/0754—Non-macromolecular compounds containing silicon-to-silicon bonds
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Silicon Polymers (AREA)
- Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
- Non-Silver Salt Photosensitive Materials And Non-Silver Salt Photography (AREA)
Description
[産業上の利用分野]
本発明はオルガノシリコン組成物に係り、特に
放射線にさらされて像を形成することができるオ
ルガノシリコン組成物に係る。本発明によるオル
ガノシリコン組成物は、リソグラフイに於て用い
ることができる。例えば、本発明によるオルガノ
シリコン組成物は、あらゆるリソグラフイ装置に
於ける像形成に適し、又多層セラミツク・パツケ
ージング素子の如きパツケージングに於て用いら
れるために適している。 [従来技術] 半導体チツプ及びチツプ支持体の如きパターン
化された素子の製造に於て、最終製品を構成する
種々の層をエツチングする工程は、極めて重要な
工程である。広く用いられているエツチング方法
の1つは、エツチングされるべき基板の表面上に
適当なマスクを設け、上記マスクをそのまま残し
て上記表面をエツチングする化学溶液中に上記基
板及びマスクを浸漬する方法である。そのような
湿式の化学的方法に於ては、エツチングされた表
面上に良好に画成された縁端部を得ることが困難
である。それは、化学物質がマスクの下に浸入す
ること等によりマスクをアンダー・カツトして、
マスクされている領域の下迄、表面をエツチング
(等方性エツチング)し続けるためである。又、
そのような湿式のエツチング方法は、それに関連
する環境及び安全性の問題からも望ましくない。 従つて、エツジングに於ける環境の問題を改善
し、相対的コストを低下させるために、種々のい
わゆる“乾式方法”が従来提案されている。更
に、いわゆる“乾式方法”は、より高度なプロセ
ス制御及びより大きな縦横比の像を得ることがで
きるという利点を有している。 そのような“乾式方法”は、慨して、容器中に
ガスを通し、そのガス中にプラズマを生ぜしめる
ことを含む。そのプラズマに於ける種が、チエン
バ又は容器中に配置されている基板をエツチング
するために用いられる。そのような“乾式方法”
の典型的な例は、プラズマ・エツチング、スパツ
タ・エツチング、及び反応性イオン・エツチング
である。 反応性イオン・エツチングは、良好に画成され
ている、垂直にエツチングされた側壁を生ぜしめ
る。例えば、米国特許第4283249号明細書は、或
る特定の反応率イオン・エツチング方法を開示し
ている。 “乾式方法”に関連する1つの問題は、像を形
成する放射線に対して感応するとともに、乾式エ
ツチングの環境にも充分に耐える、パターン化可
能な材料を得ることである。多くの場合、活性の
種を用いるプラズマ・エツチングの如き乾式エツ
チングにさらされると、マスク材料が浸食され、
又リソグラフイに於ける像形成放射線に対する露
光に於てマスクを形成するために用いられた材料
の解像度が低下する。 これは、ポジテイブ型の有機レジスト材料及び
ネガテイブ型の有機レジスト材料の両方について
云えることである。 ポジテイブ型レジスト材料は、像形成放射線に
さらされたとき、露光されていないレジストが不
溶である溶媒中に可溶になるレジスト材料であ
る。ネガテイブ型レジスト材料は、像形成放射線
にさらされたとき、重合化及び/若しくは不溶化
するレジスト材料である。 1つの型のポジテイブ型感光材料は、フエノー
ル−ホルムアルデヒド・ノボラツク重合体を基材
とするものである。そのような材料の1例は、m
−クレゾール・ホルムアルデヒド・ノボラツク重
合体組成物である、Shipley AZ1350(商品名)で
ある。そのような材料は、ポジテイブ型レジスト
組成物であり、ユージアゾ−1−ナフトール−5
−スルホン酸エステルの如きジアゾケトンを含
む。そのような組成物に於ては、光化学反応中
に、ジアゾケトンがカルボン酸に変換される。そ
の結果、中性の有機溶媒中の可溶な分子(フエノ
ール重合体)が、弱アルカリ性の水性現像溶媒中
に容易に可溶な分子に変換される。通常、この組
成物は、約15重量%程度のジアゾケトン化合物を
含んでいる。 種々のホトレジスト材料については、例えば、
Journal of the Electrochemical Society第125
巻、第3号、1980年3月、第45C頁乃至第56C頁
に於けるDocket等による“Microlithography−
Key to Solid−State Fabrication”と題する文
献に於て論じられている。 キノン・ジアジドを感光材料に用いることにつ
いては、Elsevier Scientific Publications,
Amsterdam,1981年 Chapter 8、第282頁乃
至第297に於けるErschov等による“Quinone
Diazides”と題する文献に於て論じられている。
更に、上記文献は、基板に対する種々の被膜の付
着特性を改善するために、1、2−ナフトキノン
−5−クロルスルホン酸と或るシリコン誘導体と
の縦合物を用い、その縦合物を感光性の裏材とし
て用いることを提案している。 更に、或るシロキサンを反応性イオン・エツチ
ングの障壁層として用いることが、例えば、
IBM Journal Research Development、第26巻、
第3号、第362頁乃至第371頁に於けるFried等に
よる文献に於て提案されている。又、或るシロキ
サンを電子ビームに対して感応するレジストとし
て用いることが、例えば、Journal of
Electrochemical Society、第120巻、1973年、第
1716頁に於けるRobertsによる文献;Phillips
Technical Review、第35巻、1976年、第41頁乃
至第52頁に於けるRobertsによる文献;及び
Applied Polymer Symposium、第23巻、1974
年、第106頁乃至第107頁に於けるGazard等によ
る文献に於て提案されている。 更に、或るシロキサンは、電子ビームにより像
が形成されたとき、酸素プラズマ中に於て、下の
重合体層のためのエツチング・マスクとして働ら
くことが、例えば、Processing Microcircuit
Engineering(Lausamme)、1981年9月、第396
頁に於けるHatzakis等による文献に於て提案さ
れており、又約2537〓に於ける遠紫外線により像
が形成されたときも、そのように働くことが、例
えばSPE Photopolymer Conference、1982年11
に於けるShaw等による文献において提案されて
いる。しかしながら、提案されているそれらのシ
ロキサン材料は、例えば電子ビーム及び遠紫外線
により像を形成するために、極めて限定された方
法を必要とし、リソグラフイのための像形成装置
並びに密着型、近接型及び投影型プリンタの多く
が動作する、より長い波長(例えば、2700〓より
も大きい波長)の放射線を用いては、像を形成す
ることができない。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、あらゆる種類の像形成放射線
に対して極めて高い感応性を有するとともに、乾
式処理技術に耐えることができ、高解像度の像を
形成することができる、オルガノシリコン組成物
を提供することである。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、キノン・ジアゾ化合物と、上記キノ
ン・ジアゾ化合物の反応性の基と反応する基を含
むオルガノシリコン化合物との反応により形成さ
れたオルガノシリコン組成物を提供する。 本発明による組成物は、乾式処理技術、特に酸
素プラズマ中に於ける反応性イオン・エツチング
に耐えるとともに、高解像度の像を形成すること
ができる。更に、本発明により組成物は、電子ビ
ーム及び遠紫外線(<3000Å)の照射に対してだ
けでなく、近紫外線(約3300乃至4400Å)、中間
紫外線(約3000乃至約3300Å)、イオン・ビーム、
X線、及び中性子線の照射を含む、あらゆる種類
の像形成放射線の照射に対しても、極めて高い感
応性を有するようにすることができる。更に、本
発明による組成物は、熱的に安定である。 更に、本発明は、用いられる特定の反応物質に
応じて、ポジテイブ型又はネガテイブ型のレジス
ト材料を提供することができる。 本発明による組成物の被膜を基板上に設け、上
記組成物の被膜を像形成放射線に対して所望のパ
ターンにさらし、上記被膜を現像することによ
り、上記基板上に所望のパターンを有する像が形
成される。 [実施例] 本発明による組成物を形成するために用いられ
るキノン・ジアゾ化合物は、オルガノシリコン化
合物の反応性の基と反応する基を含むキノン・ジ
アジド誘導体と呼ぶことができる。適当な反応性
の基は、酸素及びハロ(halo)基である。通常、
本発明において用いられるキノン・ジアジドは、
しばしばキノン−(1、2)−ジアジドと呼ばれ
る、オルトジアゾフエノールである。 キノン・ジアジドの幾つかの例としては、 1、4−ベンゾキノンジアジド;1、2−ベン
ゾキノンジアジド;1、4−ナフトキノンジアジ
ド;1、2−ナフトキノンジアジド;2、1−ナ
フトキノンジアジド;1、8−ナフトキノンジア
ジド;1、7−ナフトキノンジアジド;1、6−
ナフトキノンジアジド;及び2、6−ナフトキノ
ンジアジドの誘導体が挙げられ、それらの誘導体
は、ハロゲン基、SO3Hの如き酸基、並びに
SO2Cl、SO2Br、及びSO2Iの如きハロゲン化スル
ホニル基等の反応性の基を含んでいる。 上記反応性の基に加えて、キノン・ジアジド
は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アルカリル基、アルアルキル基、シアノ基、
NO2基、ヒドロキシル基、チオニル基、メルカ
プト基、及びNR1R2基の如き置換基を環上に含
むことができ、上記R1、及びR2は各々H、又は
アルキル及びアリールの如き有機の基である。 アルキル基の例としては、メチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、及びオクチルの基が挙げられ
る。アリール基の例としては、フエニル、トリ
ル、キシリル、及びナフチルの基が挙げられる。
アルアルキル基の例としては、ベンジル及びフエ
ニルエチルの基が挙げられる。シクロアルキル基
の例としては、シクロヘキシル及びシクロヘプチ
ルの基が挙げられる。 更に、例えば窒素、硫黄、又は酸素の原子を環
内に含む、上記ベンゾキノン・ジアジドの複素環
式類似体の反応性誘導体も用いることができる。 適当なキノン・ジアジドの例としては、次の複
素環式類似体の上記反応性及び非反応性置換基を
含む誘導体が挙げられる。
放射線にさらされて像を形成することができるオ
ルガノシリコン組成物に係る。本発明によるオル
ガノシリコン組成物は、リソグラフイに於て用い
ることができる。例えば、本発明によるオルガノ
シリコン組成物は、あらゆるリソグラフイ装置に
於ける像形成に適し、又多層セラミツク・パツケ
ージング素子の如きパツケージングに於て用いら
れるために適している。 [従来技術] 半導体チツプ及びチツプ支持体の如きパターン
化された素子の製造に於て、最終製品を構成する
種々の層をエツチングする工程は、極めて重要な
工程である。広く用いられているエツチング方法
の1つは、エツチングされるべき基板の表面上に
適当なマスクを設け、上記マスクをそのまま残し
て上記表面をエツチングする化学溶液中に上記基
板及びマスクを浸漬する方法である。そのような
湿式の化学的方法に於ては、エツチングされた表
面上に良好に画成された縁端部を得ることが困難
である。それは、化学物質がマスクの下に浸入す
ること等によりマスクをアンダー・カツトして、
マスクされている領域の下迄、表面をエツチング
(等方性エツチング)し続けるためである。又、
そのような湿式のエツチング方法は、それに関連
する環境及び安全性の問題からも望ましくない。 従つて、エツジングに於ける環境の問題を改善
し、相対的コストを低下させるために、種々のい
わゆる“乾式方法”が従来提案されている。更
に、いわゆる“乾式方法”は、より高度なプロセ
ス制御及びより大きな縦横比の像を得ることがで
きるという利点を有している。 そのような“乾式方法”は、慨して、容器中に
ガスを通し、そのガス中にプラズマを生ぜしめる
ことを含む。そのプラズマに於ける種が、チエン
バ又は容器中に配置されている基板をエツチング
するために用いられる。そのような“乾式方法”
の典型的な例は、プラズマ・エツチング、スパツ
タ・エツチング、及び反応性イオン・エツチング
である。 反応性イオン・エツチングは、良好に画成され
ている、垂直にエツチングされた側壁を生ぜしめ
る。例えば、米国特許第4283249号明細書は、或
る特定の反応率イオン・エツチング方法を開示し
ている。 “乾式方法”に関連する1つの問題は、像を形
成する放射線に対して感応するとともに、乾式エ
ツチングの環境にも充分に耐える、パターン化可
能な材料を得ることである。多くの場合、活性の
種を用いるプラズマ・エツチングの如き乾式エツ
チングにさらされると、マスク材料が浸食され、
又リソグラフイに於ける像形成放射線に対する露
光に於てマスクを形成するために用いられた材料
の解像度が低下する。 これは、ポジテイブ型の有機レジスト材料及び
ネガテイブ型の有機レジスト材料の両方について
云えることである。 ポジテイブ型レジスト材料は、像形成放射線に
さらされたとき、露光されていないレジストが不
溶である溶媒中に可溶になるレジスト材料であ
る。ネガテイブ型レジスト材料は、像形成放射線
にさらされたとき、重合化及び/若しくは不溶化
するレジスト材料である。 1つの型のポジテイブ型感光材料は、フエノー
ル−ホルムアルデヒド・ノボラツク重合体を基材
とするものである。そのような材料の1例は、m
−クレゾール・ホルムアルデヒド・ノボラツク重
合体組成物である、Shipley AZ1350(商品名)で
ある。そのような材料は、ポジテイブ型レジスト
組成物であり、ユージアゾ−1−ナフトール−5
−スルホン酸エステルの如きジアゾケトンを含
む。そのような組成物に於ては、光化学反応中
に、ジアゾケトンがカルボン酸に変換される。そ
の結果、中性の有機溶媒中の可溶な分子(フエノ
ール重合体)が、弱アルカリ性の水性現像溶媒中
に容易に可溶な分子に変換される。通常、この組
成物は、約15重量%程度のジアゾケトン化合物を
含んでいる。 種々のホトレジスト材料については、例えば、
Journal of the Electrochemical Society第125
巻、第3号、1980年3月、第45C頁乃至第56C頁
に於けるDocket等による“Microlithography−
Key to Solid−State Fabrication”と題する文
献に於て論じられている。 キノン・ジアジドを感光材料に用いることにつ
いては、Elsevier Scientific Publications,
Amsterdam,1981年 Chapter 8、第282頁乃
至第297に於けるErschov等による“Quinone
Diazides”と題する文献に於て論じられている。
更に、上記文献は、基板に対する種々の被膜の付
着特性を改善するために、1、2−ナフトキノン
−5−クロルスルホン酸と或るシリコン誘導体と
の縦合物を用い、その縦合物を感光性の裏材とし
て用いることを提案している。 更に、或るシロキサンを反応性イオン・エツチ
ングの障壁層として用いることが、例えば、
IBM Journal Research Development、第26巻、
第3号、第362頁乃至第371頁に於けるFried等に
よる文献に於て提案されている。又、或るシロキ
サンを電子ビームに対して感応するレジストとし
て用いることが、例えば、Journal of
Electrochemical Society、第120巻、1973年、第
1716頁に於けるRobertsによる文献;Phillips
Technical Review、第35巻、1976年、第41頁乃
至第52頁に於けるRobertsによる文献;及び
Applied Polymer Symposium、第23巻、1974
年、第106頁乃至第107頁に於けるGazard等によ
る文献に於て提案されている。 更に、或るシロキサンは、電子ビームにより像
が形成されたとき、酸素プラズマ中に於て、下の
重合体層のためのエツチング・マスクとして働ら
くことが、例えば、Processing Microcircuit
Engineering(Lausamme)、1981年9月、第396
頁に於けるHatzakis等による文献に於て提案さ
れており、又約2537〓に於ける遠紫外線により像
が形成されたときも、そのように働くことが、例
えばSPE Photopolymer Conference、1982年11
に於けるShaw等による文献において提案されて
いる。しかしながら、提案されているそれらのシ
ロキサン材料は、例えば電子ビーム及び遠紫外線
により像を形成するために、極めて限定された方
法を必要とし、リソグラフイのための像形成装置
並びに密着型、近接型及び投影型プリンタの多く
が動作する、より長い波長(例えば、2700〓より
も大きい波長)の放射線を用いては、像を形成す
ることができない。 [発明が解決しようとする問題点] 本発明の目的は、あらゆる種類の像形成放射線
に対して極めて高い感応性を有するとともに、乾
式処理技術に耐えることができ、高解像度の像を
形成することができる、オルガノシリコン組成物
を提供することである。 [問題点を解決するための手段] 本発明は、キノン・ジアゾ化合物と、上記キノ
ン・ジアゾ化合物の反応性の基と反応する基を含
むオルガノシリコン化合物との反応により形成さ
れたオルガノシリコン組成物を提供する。 本発明による組成物は、乾式処理技術、特に酸
素プラズマ中に於ける反応性イオン・エツチング
に耐えるとともに、高解像度の像を形成すること
ができる。更に、本発明により組成物は、電子ビ
ーム及び遠紫外線(<3000Å)の照射に対してだ
けでなく、近紫外線(約3300乃至4400Å)、中間
紫外線(約3000乃至約3300Å)、イオン・ビーム、
X線、及び中性子線の照射を含む、あらゆる種類
の像形成放射線の照射に対しても、極めて高い感
応性を有するようにすることができる。更に、本
発明による組成物は、熱的に安定である。 更に、本発明は、用いられる特定の反応物質に
応じて、ポジテイブ型又はネガテイブ型のレジス
ト材料を提供することができる。 本発明による組成物の被膜を基板上に設け、上
記組成物の被膜を像形成放射線に対して所望のパ
ターンにさらし、上記被膜を現像することによ
り、上記基板上に所望のパターンを有する像が形
成される。 [実施例] 本発明による組成物を形成するために用いられ
るキノン・ジアゾ化合物は、オルガノシリコン化
合物の反応性の基と反応する基を含むキノン・ジ
アジド誘導体と呼ぶことができる。適当な反応性
の基は、酸素及びハロ(halo)基である。通常、
本発明において用いられるキノン・ジアジドは、
しばしばキノン−(1、2)−ジアジドと呼ばれ
る、オルトジアゾフエノールである。 キノン・ジアジドの幾つかの例としては、 1、4−ベンゾキノンジアジド;1、2−ベン
ゾキノンジアジド;1、4−ナフトキノンジアジ
ド;1、2−ナフトキノンジアジド;2、1−ナ
フトキノンジアジド;1、8−ナフトキノンジア
ジド;1、7−ナフトキノンジアジド;1、6−
ナフトキノンジアジド;及び2、6−ナフトキノ
ンジアジドの誘導体が挙げられ、それらの誘導体
は、ハロゲン基、SO3Hの如き酸基、並びに
SO2Cl、SO2Br、及びSO2Iの如きハロゲン化スル
ホニル基等の反応性の基を含んでいる。 上記反応性の基に加えて、キノン・ジアジド
は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール
基、アルカリル基、アルアルキル基、シアノ基、
NO2基、ヒドロキシル基、チオニル基、メルカ
プト基、及びNR1R2基の如き置換基を環上に含
むことができ、上記R1、及びR2は各々H、又は
アルキル及びアリールの如き有機の基である。 アルキル基の例としては、メチル、エチル、プ
ロピル、ブチル、及びオクチルの基が挙げられ
る。アリール基の例としては、フエニル、トリ
ル、キシリル、及びナフチルの基が挙げられる。
アルアルキル基の例としては、ベンジル及びフエ
ニルエチルの基が挙げられる。シクロアルキル基
の例としては、シクロヘキシル及びシクロヘプチ
ルの基が挙げられる。 更に、例えば窒素、硫黄、又は酸素の原子を環
内に含む、上記ベンゾキノン・ジアジドの複素環
式類似体の反応性誘導体も用いることができる。 適当なキノン・ジアジドの例としては、次の複
素環式類似体の上記反応性及び非反応性置換基を
含む誘導体が挙げられる。
【式】及び
【式】
上記式に於て、XはO、N、S、Se、又はそ
の混合物より成る群から選択される。 適切なキノン・ジアジドの更に他の例として、
上記ジアジドの有機金属誘導体が挙げられる。 本発明において、用いられるジアジド誘導体
は、好ましくは反応性のハロ基を含み、最も好ま
しくは反応性のクロル(chloro)基を含む。本発
明に於て用いられる適当なキノン・ジアジド誘導
体の例としては、ナフトキノン−1、2−ジアジ
ド−5−スルホクロリド;ナフトキノン−1、2
−ジアジド−4−スルホクロリド;ナフトキノン
−2、1−ジアジド−4−スルホクロリド;ナフ
トキノン−2、1ジアジド−5−スルホクロリ
ド;ベンゾキノン−1、2−ジアジド−4−スル
ホクロリド;及び5−メチルベンゾキノン−(1、
2)−ジアジド−(2)−4−スルホクロリドが挙
げられる。好ましいジアゾ化合物は、ナフトキン
−1、2−ジアジド−5−スルホクロリドであ
る。所望であれば、ジアジドの混合物を用いる事
もできる。 本発明による組成物を形成するために用いられ
るオルガノシリコン化合物は、上記キノン・ジア
ゾ化合物の反応性の基と反応する基を含んでい
る。反応性のハロ置換基を含むキノン・ジアゾ化
合物が用いられる場合には、オルガノシリコン化
合物は、反応性の水素の基及び/若しくはナトリ
ウム又はリチウムの基の如き反応性のアルカリ金
属の基及び/若しくはエポキシ基を含む。オルガ
ノシリコン化合物に含まれる反応性水素基は、ヒ
ドロキシル基、アミノ基、又はメルカプト基の形
で含まれることができる。 本発明において用いることができる適当なオル
ガノシリコン化合物の例としては、ポリシロキサ
ン、シロキサン、シラザン、シラノール、シラ
ン、及びシリル化合物が挙げられる。オルガノシ
リコン化合物の幾つかの例は、以下に示す構造式
によつて表わされる。 上式において、nは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、yは好ましくは1
乃至105である、1乃至106の整数であり、上記式
()のシロキサンは、エポキシ基の如き末端の
及び/若しくは枝分れした活性の基、又はアミノ
基或はヒドロキシル基の形の如き活性の水素基で
ある。 上式に於て、aは0又は2であり、yは好まし
くは1乃至105である、1乃至106の整数であり、
R1は(CH2)a又はフエニレンであり、Xはエ
ポキシ基又はOH、NH2或はSH等の水素基の如
き反応性の基である。 上記式に於て、eは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、fは好ましくは1
乃至105である、1乃至106の整数であり、R1は
各々(CH2)g又はフエニレンであつて、gは好
ましくは1乃至3である、1乃至10の整数であ
り、XはNH2、OH、SH、及びエポキシ基の如
き反応性の基である。 上記式に於て、hは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、iは好ましくは1
乃至103である、1乃至104の整数であり、jは好
ましくは1乃至105である、1乃至1016の整数で
あり、R1は−(CH2−)k又はフエニレンであつて、
kは好ましくは1乃至3である、1乃至10の整数
であり、Xは反応性エポキシ基又はOH、NH2、
及びSHの如き反応性水素基である。 () X−(CH2−)lSi(OR)3 上式に於て、lは好ましくは3である、1乃至
5の整数であり、Xは反応性エポキシ基又は
NH2、OH、及びSHの如き反応性水素基である。 適当なシラザン化合物は、例えば、Si−O結合
がSi−N結合で置換えられている他は、上記式
()乃至()を有する化合物である。 上記式()乃至()におけるR基は、周知
のものであり、典型的には、シリコンと結合した
有機の基及びシリコンと結合した水素の基に通常
関連する基である。上記式()乃至()にお
けるR基は各々、水素、1価の炭化水素、1価の
ハロゲン化炭化水素、エポキシ、メルカプト及び
シアノアルキルの基より成る群から選択される。
従つて、R基は、メチル、エチル、プロピル、ブ
チル及びオクチルの基の如きアルキル基;フエニ
ル、トリル、キシリル及びナフチルの基の如きア
リール基;ベンジル及びフエニルエチルの基の如
きアルアルキル基;ビニル、アリル及びシクロヘ
キセニルの基の如き、エチレン結合を有する
(olefinically)不飽和の1価の炭化水素基;シク
ロヘキシル及びシクロヘプチルの基の如きシクロ
アルキル基;ジクロルプロピル、1、1、1−ト
リフルオルプロピル、クロルフエニル、ジブロム
フエニル、クロルメチル及び他のそのような基の
如き1価のハロゲン化炭化水素;シアノエチル及
びシアノプロピルの基の如きシアノアルキル基等
である。好ましくは、R基は、8個よりも少ない
数の炭素原子を含み、特にメチル、エチル又はフ
エニルであることが好ましい。 上記式()の範囲内に於ける適当なシロキサ
ンの幾つかの例を次に示す。
の混合物より成る群から選択される。 適切なキノン・ジアジドの更に他の例として、
上記ジアジドの有機金属誘導体が挙げられる。 本発明において、用いられるジアジド誘導体
は、好ましくは反応性のハロ基を含み、最も好ま
しくは反応性のクロル(chloro)基を含む。本発
明に於て用いられる適当なキノン・ジアジド誘導
体の例としては、ナフトキノン−1、2−ジアジ
ド−5−スルホクロリド;ナフトキノン−1、2
−ジアジド−4−スルホクロリド;ナフトキノン
−2、1−ジアジド−4−スルホクロリド;ナフ
トキノン−2、1ジアジド−5−スルホクロリ
ド;ベンゾキノン−1、2−ジアジド−4−スル
ホクロリド;及び5−メチルベンゾキノン−(1、
2)−ジアジド−(2)−4−スルホクロリドが挙
げられる。好ましいジアゾ化合物は、ナフトキン
−1、2−ジアジド−5−スルホクロリドであ
る。所望であれば、ジアジドの混合物を用いる事
もできる。 本発明による組成物を形成するために用いられ
るオルガノシリコン化合物は、上記キノン・ジア
ゾ化合物の反応性の基と反応する基を含んでい
る。反応性のハロ置換基を含むキノン・ジアゾ化
合物が用いられる場合には、オルガノシリコン化
合物は、反応性の水素の基及び/若しくはナトリ
ウム又はリチウムの基の如き反応性のアルカリ金
属の基及び/若しくはエポキシ基を含む。オルガ
ノシリコン化合物に含まれる反応性水素基は、ヒ
ドロキシル基、アミノ基、又はメルカプト基の形
で含まれることができる。 本発明において用いることができる適当なオル
ガノシリコン化合物の例としては、ポリシロキサ
ン、シロキサン、シラザン、シラノール、シラ
ン、及びシリル化合物が挙げられる。オルガノシ
リコン化合物の幾つかの例は、以下に示す構造式
によつて表わされる。 上式において、nは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、yは好ましくは1
乃至105である、1乃至106の整数であり、上記式
()のシロキサンは、エポキシ基の如き末端の
及び/若しくは枝分れした活性の基、又はアミノ
基或はヒドロキシル基の形の如き活性の水素基で
ある。 上式に於て、aは0又は2であり、yは好まし
くは1乃至105である、1乃至106の整数であり、
R1は(CH2)a又はフエニレンであり、Xはエ
ポキシ基又はOH、NH2或はSH等の水素基の如
き反応性の基である。 上記式に於て、eは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、fは好ましくは1
乃至105である、1乃至106の整数であり、R1は
各々(CH2)g又はフエニレンであつて、gは好
ましくは1乃至3である、1乃至10の整数であ
り、XはNH2、OH、SH、及びエポキシ基の如
き反応性の基である。 上記式に於て、hは好ましくは1乃至103であ
る、1乃至104の整数であり、iは好ましくは1
乃至103である、1乃至104の整数であり、jは好
ましくは1乃至105である、1乃至1016の整数で
あり、R1は−(CH2−)k又はフエニレンであつて、
kは好ましくは1乃至3である、1乃至10の整数
であり、Xは反応性エポキシ基又はOH、NH2、
及びSHの如き反応性水素基である。 () X−(CH2−)lSi(OR)3 上式に於て、lは好ましくは3である、1乃至
5の整数であり、Xは反応性エポキシ基又は
NH2、OH、及びSHの如き反応性水素基である。 適当なシラザン化合物は、例えば、Si−O結合
がSi−N結合で置換えられている他は、上記式
()乃至()を有する化合物である。 上記式()乃至()におけるR基は、周知
のものであり、典型的には、シリコンと結合した
有機の基及びシリコンと結合した水素の基に通常
関連する基である。上記式()乃至()にお
けるR基は各々、水素、1価の炭化水素、1価の
ハロゲン化炭化水素、エポキシ、メルカプト及び
シアノアルキルの基より成る群から選択される。
従つて、R基は、メチル、エチル、プロピル、ブ
チル及びオクチルの基の如きアルキル基;フエニ
ル、トリル、キシリル及びナフチルの基の如きア
リール基;ベンジル及びフエニルエチルの基の如
きアルアルキル基;ビニル、アリル及びシクロヘ
キセニルの基の如き、エチレン結合を有する
(olefinically)不飽和の1価の炭化水素基;シク
ロヘキシル及びシクロヘプチルの基の如きシクロ
アルキル基;ジクロルプロピル、1、1、1−ト
リフルオルプロピル、クロルフエニル、ジブロム
フエニル、クロルメチル及び他のそのような基の
如き1価のハロゲン化炭化水素;シアノエチル及
びシアノプロピルの基の如きシアノアルキル基等
である。好ましくは、R基は、8個よりも少ない
数の炭素原子を含み、特にメチル、エチル又はフ
エニルであることが好ましい。 上記式()の範囲内に於ける適当なシロキサ
ンの幾つかの例を次に示す。
【式】及び
上記式()の範囲内に於ける適当な化合物の
1例を次に示す。 上記式()の範囲内に於ける適当な化合物の
例としては、ガンマ・アミノプロピルトリエトキ
シ・シラン、ガンマ・ヒドロキシ・プロピルトリ
エトキシ・シラン、及びN−ベータ(アミノ−エ
チル)−ガンマ・アミノプロピルトリメトキシ・
シランが挙げられる。他の適当な化合物の例とし
ては、ビス−γ−5−アミノブチル・テトラ・ア
ルキル(又は、アリール)・ジシロキサン;ビス
−γ−5−アミノプロピル・テトラ・アルキル
(又は、アリール)・ジシロキサン;及びビス−γ
−ヒドロキシ・テトラ・アルキル(又は、アリー
ル)・ジシロキサンが挙げられる。 ネガテイブ型レジスト材料は、オルガノシリコ
ン化合物にアミノ官能性及び/若しくはエポキシ
ドの官能性を与えることによつて、形成すること
ができる。ポジテイブ型レジスト材料は、オルガ
ノシリコン化合物にヒドロキシルの官能性又はフ
エノールの官能性を与えることによつて、形成す
ることができる。 用いられるオルガノシリコン化合物は、通常、
反応性水素基の如き反応性の基を1分子当り少な
くとも約0.01重量%から約2重量%迄の量で含
む。所望であれば、オルガノシリコン化合物の混
合物を用いることもできる。 キノン・ジアゾ化合物及び種々のオルガノシリ
コン化合物は相互にかなり適合し難いので、それ
らが反応して、本発明により得られる型の生成物
を形成するということは極めて驚くべきことであ
る。 本発明により得られる反応生成物は、該反応生
成物を含む被膜を照射した放射線が該被膜の全体
に適切に吸収されて、ネガテイブ型レジストの場
合には、交叉結合又はさらに重合化を生ぜしめ、
ポジテイブ型レジストの場合には重合体の被壊を
生ぜしめるように、光を充分に吸収するべきであ
る。 本発明による反応生成物は、ポジテイブ型レジ
スト又はネガテイブ型レジストとして用いること
ができる単量体材料であることができる。又、単
量体の反応生成物は、更にシロキサン材料と混和
されて、レジストに用いることができる。しかし
ながら、好ましくは、反応生成物は重合体材料で
あり、最も好ましくは、ネガテイブ型レジストで
ある。本発明による反応生成物は、1分子当り、
キノン・ジアゾ化合物からの1moietyを含むこと
もできるが、好ましくは少くとも2moieties、最
も好ましくは少くとも28moietiesを含む。本発明
による反応生成物は、単量体材料において約106
迄の分子量、好ましくは約103乃至約105の分子量
を有することができる。 更に、キノン成分は、ネガテイブ型レジスト材
料の場合には、交叉結合密度を増加させ、熱安定
性を増すために、キノン・ジアゾ化合物に於て末
端基としてでなく枝分れの基として存在すること
が好ましい。 更に、本発明による組成物は、充填剤、可塑剤
等の如き従来の添加剤と混和することができる。
本発明において、キノン・ジアゾ化合物とオルガ
ノシリコン化合物との反応は、通常、酸受容体の
存在の下で行われ、特に、炭酸ナトリウム及び炭
酸カリウムを含むアルカリ金属炭酸塩、ピリジ
ン、及び有機第3アミンの如きHCl受容体の存在
の下で行われる。その反応は、通常は略標準室温
乃至約60℃の温度、好ましくは略標準室温に於て
行われる。又、上記反応は、一般的には大気圧の
下でまたは不活性雰囲気中で行われ、所望であれ
ば、より高い又はより低い圧力を用いることもで
きる。上記反応は、通常は15分乃至約24時間、好
ましくは約2乃至約6時間の間行われる。等モル
量の官能性オルガノシリコン化合物及びキノン・
ジアゾ化合物、並びに過剰の受容体を用いること
が好ましい。 リソグラフイ材料として用いられるとき、本発
明による組成物は、噴霧、回転被覆、浸漬、又は
他の従来の被膜付着手段等により、所望の基板
に、一般的には約1500Å乃至25μmの被膜が形成
されるように、付着される。適当な基板の例とし
いは、酸化物及び窒化物、(拡散マスク及び表面
安定化のための酸化シリコン及び/若しくは窒化
シリコン)及び/若しくは半導体チツプ上に接点
及び導体パターンを形成する金属化工程に於て通
常用いられる金属で被覆されたウエハ又はチツプ
を含む。半導体素子又は集積回路の製造において
用いられているものが挙げられる。 更に、本発明による組成物は、セラミツク基
板、特に多層セラミツク素子を含む、チツプ支持
体として用いられる基板とともに用いることがで
き、又熱可塑性及び/若しくは熱硬化性の重合体
より成る誘電体基板とともに用いることもでき
る。典型的な熱硬化性重合体材料には、エポキシ
又はフエノールを基材とする材料、ポリアミド、
及びポリイミド等がある。誘電体材料は、ガラス
を充填されたエポキシ又はフエノールを材料とす
る材料の如き、充填剤及び/若しくは補強剤を含
む重合体より成る成形品であつてもよい。フエノ
ール系材料の例としては、フエノール、レゾルシ
ノール、及びクレゾールの共重合体が挙げられ
る。適当な熱可塑性重合体材料の例としては、ポ
リプロピレンの如きポリオレフイン、ポリスルホ
ン、ポリカーボネート、ニトリルゴム、主び
ABS重合体等が挙げられる。 本発明による組成物は、基板上に所望の厚さに
被覆された後、近紫外線、中間紫外線、及び遠紫
外線を含む紫外線、X線ビーム、中性子線、及び
電子ビームの放射線の如き、像形成放射線の照射
に対してさらされる。ネガテイブ型レジスト材料
の場合には、その特定の材料の溶解度特性に応じ
て、イソプロパノール及びイソアミル・アルコー
ルの如きアルコール;トルエン及びキシレンの如
き芳香族炭化水素;メチル・イソブチル・ケトン
及びシクロヘキサンの如きケトン;酢酸n−ブチ
ル及び酢酸イソアミルの如きエステル;N−メチ
ルピロリドン;フレオン;及び1、11−トリクロ
ルエチレン等の溶媒を用いて、照射されていない
部分を除去することができる。ポジテイブ型レジ
スト材料の場合には、照射された部分を、水酸化
カリウムの如きアルカリ性水溶液又は水酸化テト
ラメチルアンモニウムのアルコール溶液に接触さ
せることにより、現像を行うことができる。 上述の如く用いられた本発明による組成物は、
プラズマ・エツチング条件に耐えるので、下の基
板をプラズマ・エツチングするために用いること
ができる。例えば、本発明による組成物は、酸素
プラズマ中における反応性イオン・エツチングに
耐え、毎分約10乃至20Åの程度迄しかエツチング
されない。これに対して、下のポリイミドの如き
基板のエツチング速度は、毎分約500乃至約1000
Åである。 次に、本発明について更に詳細に説明するため
に、実施例を幾つか示す。 実施例 1 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約10.82gと、シラノール末端基を有す
るポリジフエニル・シロキサンとが、酢酸イソア
ミル約300ml中において、ピリジンとともに、炭
酸カリウム約30gの存在の下で、約20乃至60℃に
おいて約5時間の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が、
KOHの10%水溶液の如き塩基性溶液又は水酸化
テトラメチルアンモニウムの10%アルコール溶液
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力において、毎分約14Å
である。 実施例 2 ナフトキン−1、2−ジアジド−5−スルホク
ロリド約13.5gと、ジフエニル・シランジオール
約5.4gとが、シクロヘキサノン約200ml中に於
て、炭酸カリウム約21gの存在の下で、約20乃至
60℃に於て、約5時間迄の間、反応される。上記
反応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が
KOHの10%水溶液の如き塩基性溶液又は水酸化
テトラメチルアンモニウムの10%アルコール溶液
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 3 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約7重量部と、アミノプロピルを含むシ
ロキサン・オリゴマ約26.5重量部とが、酢酸イソ
アミル約300ml中において、炭酸カリウム約30重
量部及びピリジン3重量部の存在の下で、約60℃
に於て2時間そして約20℃において約78時間の
間、反応される。上記反応体から、生成分が濾過
されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、酢酸イソアミルを
用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 4 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5.4gと、3−グリシドキシルプロピ
ル・ジメチロールオキシ末端基を有するシロキサ
ン・オリゴマ約20gとが、シクロヘキサノン約
200中に於て、炭酸カリウム約30gの存在の下
で、約20乃至60℃に於て約6時間迄の間、反応さ
れる。上記反応体から、生成物が濾過されて、取
出される。 上記材料が基板上に、約2000Åの厚さに被覆さ
れ、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の
照射に対してさらされる。それから、照射された
材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、約
80℃において約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、シクロヘキサノン
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 5 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、分子量が約400乃至700であ
る、ヒドロキシル末端基を有するポリジメチルシ
ロキサン約35gとが、キシレン約200乃至400ml中
に於て、炭酸カリウム約30gの存在の下で、約30
乃至60℃に於て約5時間迄の間、反応される。上
記反応体から、生成物が濾過されて、取出され
る。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それかに、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 6 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5.4gと、分子量が約5000である、ヒ
ドロキシル末端基を有するポリジメチルシロキサ
ン約45gとが、キシレン約200乃至400ml中に於
て、炭酸カリウム約30gの存在の下で、約30乃至
60℃に於て約5時間迄の間、反応される。上記反
応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 7 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、1、3−ビス(γ−アミノプ
ロピル)−1、1、3、3−テトラメチル・ジシ
ロキサン約12.4gとが、酢酸イソアミル約280ml
中に於て、ピリジン約8gの存在の下で、約20乃
至60℃に於て約6時間迄の間、反応される。上記
反応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が、
完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃に於
て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射され
ていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗浄さ
れて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 8 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、1、3−ビス(γ−ヒドロキ
シ)−4、1、3、3−テトラメチルジシロキサ
ン約14gとが、酢酸イソアミル約300ml中に於て、
ピリジン約10gの存在の下で、約30乃至60℃に於
て約6時間迄の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、酢酸イソアミルを
用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 9 ジシロキサン約13gが用いられた他は、実施例
8と同じ処理が行われ、実施例8の場合と同様な
結果が得られる。 実施例 10 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5gと、分子量が10000乃至30000であ
る、アミノプロピルジメチルシロキシ末端基を有
するポリジメチル・シロキサン・オリゴマ約30g
とが、キシレン約300ml中に於て、ピリジン約10
gの存在の下で、約30乃至60℃に於て約6時間迄
の間、反応される。上記反応体から、生成物が、
メタノール約0.5中で沈殿されて取出され、そ
れから真空炉中に約20乃至60℃において約24時間
の間、配置される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 11 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約10gと、分子量が約30000である、線
状アミノプロピルを含むポリシロキサン・オリゴ
マ約30gとが、キシレン約300ml中に於て、炭酸
カリウム約30gの存在の下で、約30乃至60℃に於
て約16時間迄の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 12 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5gと、次の反復する単位を有するオ
ルガノシリコン共重合体約18gとが、トルエン
200ml中に於て、ピリジン約6gの存在の下で、
約60℃に於て約5時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタノール約400
mlで沈殿されて取出され、それから真空炉中に約
55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それから、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射
されていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗
浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 13 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、次の反復する単位を有するポ
リシロキサン約46gとが、トルエン約500ml中に
於て、ピリジン約30gの存在の下で、約25℃に於
て約24時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタノール約400
ml中で沈殿されて取出され、それから真空炉中に
約55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それかに、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキンズされ、照射
されていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗
浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
粗度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 14 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5スルホク
ロリド約5重量部と、次の反復する単位を有する
オルガノシリコン重合体約26gとが、トルエン約
200ml中に於て、ピリジン約10gの存在の下で、
約25℃に於て約25時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタトール約100
ml中で沈殿されて取出され、それから真空炉中に
約55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それから、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射
されていない材料が、イソプロピル・アルコール
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 上述の全ての実施例に於て得られた本発明によ
る重合体は、約500000のオーダーの比較的大きな
分子量を有している。更に、上述の全ての実施例
に於ける所望の生成物の収率は、出発応物質に基
いて少くとも80%である。又、実質的に同一のエ
ツチング速度が得られる。 [発明の効果] 本発明によれば、あらゆる種類の像形成放射線
に対して極めて高い感応性を有するとともに、乾
式処理技術に耐えることができ、高解像度の像を
形成することができる、オルガノシリコン組成物
が得られる。
1例を次に示す。 上記式()の範囲内に於ける適当な化合物の
例としては、ガンマ・アミノプロピルトリエトキ
シ・シラン、ガンマ・ヒドロキシ・プロピルトリ
エトキシ・シラン、及びN−ベータ(アミノ−エ
チル)−ガンマ・アミノプロピルトリメトキシ・
シランが挙げられる。他の適当な化合物の例とし
ては、ビス−γ−5−アミノブチル・テトラ・ア
ルキル(又は、アリール)・ジシロキサン;ビス
−γ−5−アミノプロピル・テトラ・アルキル
(又は、アリール)・ジシロキサン;及びビス−γ
−ヒドロキシ・テトラ・アルキル(又は、アリー
ル)・ジシロキサンが挙げられる。 ネガテイブ型レジスト材料は、オルガノシリコ
ン化合物にアミノ官能性及び/若しくはエポキシ
ドの官能性を与えることによつて、形成すること
ができる。ポジテイブ型レジスト材料は、オルガ
ノシリコン化合物にヒドロキシルの官能性又はフ
エノールの官能性を与えることによつて、形成す
ることができる。 用いられるオルガノシリコン化合物は、通常、
反応性水素基の如き反応性の基を1分子当り少な
くとも約0.01重量%から約2重量%迄の量で含
む。所望であれば、オルガノシリコン化合物の混
合物を用いることもできる。 キノン・ジアゾ化合物及び種々のオルガノシリ
コン化合物は相互にかなり適合し難いので、それ
らが反応して、本発明により得られる型の生成物
を形成するということは極めて驚くべきことであ
る。 本発明により得られる反応生成物は、該反応生
成物を含む被膜を照射した放射線が該被膜の全体
に適切に吸収されて、ネガテイブ型レジストの場
合には、交叉結合又はさらに重合化を生ぜしめ、
ポジテイブ型レジストの場合には重合体の被壊を
生ぜしめるように、光を充分に吸収するべきであ
る。 本発明による反応生成物は、ポジテイブ型レジ
スト又はネガテイブ型レジストとして用いること
ができる単量体材料であることができる。又、単
量体の反応生成物は、更にシロキサン材料と混和
されて、レジストに用いることができる。しかし
ながら、好ましくは、反応生成物は重合体材料で
あり、最も好ましくは、ネガテイブ型レジストで
ある。本発明による反応生成物は、1分子当り、
キノン・ジアゾ化合物からの1moietyを含むこと
もできるが、好ましくは少くとも2moieties、最
も好ましくは少くとも28moietiesを含む。本発明
による反応生成物は、単量体材料において約106
迄の分子量、好ましくは約103乃至約105の分子量
を有することができる。 更に、キノン成分は、ネガテイブ型レジスト材
料の場合には、交叉結合密度を増加させ、熱安定
性を増すために、キノン・ジアゾ化合物に於て末
端基としてでなく枝分れの基として存在すること
が好ましい。 更に、本発明による組成物は、充填剤、可塑剤
等の如き従来の添加剤と混和することができる。
本発明において、キノン・ジアゾ化合物とオルガ
ノシリコン化合物との反応は、通常、酸受容体の
存在の下で行われ、特に、炭酸ナトリウム及び炭
酸カリウムを含むアルカリ金属炭酸塩、ピリジ
ン、及び有機第3アミンの如きHCl受容体の存在
の下で行われる。その反応は、通常は略標準室温
乃至約60℃の温度、好ましくは略標準室温に於て
行われる。又、上記反応は、一般的には大気圧の
下でまたは不活性雰囲気中で行われ、所望であれ
ば、より高い又はより低い圧力を用いることもで
きる。上記反応は、通常は15分乃至約24時間、好
ましくは約2乃至約6時間の間行われる。等モル
量の官能性オルガノシリコン化合物及びキノン・
ジアゾ化合物、並びに過剰の受容体を用いること
が好ましい。 リソグラフイ材料として用いられるとき、本発
明による組成物は、噴霧、回転被覆、浸漬、又は
他の従来の被膜付着手段等により、所望の基板
に、一般的には約1500Å乃至25μmの被膜が形成
されるように、付着される。適当な基板の例とし
いは、酸化物及び窒化物、(拡散マスク及び表面
安定化のための酸化シリコン及び/若しくは窒化
シリコン)及び/若しくは半導体チツプ上に接点
及び導体パターンを形成する金属化工程に於て通
常用いられる金属で被覆されたウエハ又はチツプ
を含む。半導体素子又は集積回路の製造において
用いられているものが挙げられる。 更に、本発明による組成物は、セラミツク基
板、特に多層セラミツク素子を含む、チツプ支持
体として用いられる基板とともに用いることがで
き、又熱可塑性及び/若しくは熱硬化性の重合体
より成る誘電体基板とともに用いることもでき
る。典型的な熱硬化性重合体材料には、エポキシ
又はフエノールを基材とする材料、ポリアミド、
及びポリイミド等がある。誘電体材料は、ガラス
を充填されたエポキシ又はフエノールを材料とす
る材料の如き、充填剤及び/若しくは補強剤を含
む重合体より成る成形品であつてもよい。フエノ
ール系材料の例としては、フエノール、レゾルシ
ノール、及びクレゾールの共重合体が挙げられ
る。適当な熱可塑性重合体材料の例としては、ポ
リプロピレンの如きポリオレフイン、ポリスルホ
ン、ポリカーボネート、ニトリルゴム、主び
ABS重合体等が挙げられる。 本発明による組成物は、基板上に所望の厚さに
被覆された後、近紫外線、中間紫外線、及び遠紫
外線を含む紫外線、X線ビーム、中性子線、及び
電子ビームの放射線の如き、像形成放射線の照射
に対してさらされる。ネガテイブ型レジスト材料
の場合には、その特定の材料の溶解度特性に応じ
て、イソプロパノール及びイソアミル・アルコー
ルの如きアルコール;トルエン及びキシレンの如
き芳香族炭化水素;メチル・イソブチル・ケトン
及びシクロヘキサンの如きケトン;酢酸n−ブチ
ル及び酢酸イソアミルの如きエステル;N−メチ
ルピロリドン;フレオン;及び1、11−トリクロ
ルエチレン等の溶媒を用いて、照射されていない
部分を除去することができる。ポジテイブ型レジ
スト材料の場合には、照射された部分を、水酸化
カリウムの如きアルカリ性水溶液又は水酸化テト
ラメチルアンモニウムのアルコール溶液に接触さ
せることにより、現像を行うことができる。 上述の如く用いられた本発明による組成物は、
プラズマ・エツチング条件に耐えるので、下の基
板をプラズマ・エツチングするために用いること
ができる。例えば、本発明による組成物は、酸素
プラズマ中における反応性イオン・エツチングに
耐え、毎分約10乃至20Åの程度迄しかエツチング
されない。これに対して、下のポリイミドの如き
基板のエツチング速度は、毎分約500乃至約1000
Åである。 次に、本発明について更に詳細に説明するため
に、実施例を幾つか示す。 実施例 1 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約10.82gと、シラノール末端基を有す
るポリジフエニル・シロキサンとが、酢酸イソア
ミル約300ml中において、ピリジンとともに、炭
酸カリウム約30gの存在の下で、約20乃至60℃に
おいて約5時間の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が、
KOHの10%水溶液の如き塩基性溶液又は水酸化
テトラメチルアンモニウムの10%アルコール溶液
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力において、毎分約14Å
である。 実施例 2 ナフトキン−1、2−ジアジド−5−スルホク
ロリド約13.5gと、ジフエニル・シランジオール
約5.4gとが、シクロヘキサノン約200ml中に於
て、炭酸カリウム約21gの存在の下で、約20乃至
60℃に於て、約5時間迄の間、反応される。上記
反応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が
KOHの10%水溶液の如き塩基性溶液又は水酸化
テトラメチルアンモニウムの10%アルコール溶液
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 3 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約7重量部と、アミノプロピルを含むシ
ロキサン・オリゴマ約26.5重量部とが、酢酸イソ
アミル約300ml中において、炭酸カリウム約30重
量部及びピリジン3重量部の存在の下で、約60℃
に於て2時間そして約20℃において約78時間の
間、反応される。上記反応体から、生成分が濾過
されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、酢酸イソアミルを
用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 4 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5.4gと、3−グリシドキシルプロピ
ル・ジメチロールオキシ末端基を有するシロキサ
ン・オリゴマ約20gとが、シクロヘキサノン約
200中に於て、炭酸カリウム約30gの存在の下
で、約20乃至60℃に於て約6時間迄の間、反応さ
れる。上記反応体から、生成物が濾過されて、取
出される。 上記材料が基板上に、約2000Åの厚さに被覆さ
れ、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の
照射に対してさらされる。それから、照射された
材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、約
80℃において約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、シクロヘキサノン
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 5 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、分子量が約400乃至700であ
る、ヒドロキシル末端基を有するポリジメチルシ
ロキサン約35gとが、キシレン約200乃至400ml中
に於て、炭酸カリウム約30gの存在の下で、約30
乃至60℃に於て約5時間迄の間、反応される。上
記反応体から、生成物が濾過されて、取出され
る。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それかに、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 6 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5.4gと、分子量が約5000である、ヒ
ドロキシル末端基を有するポリジメチルシロキサ
ン約45gとが、キシレン約200乃至400ml中に於
て、炭酸カリウム約30gの存在の下で、約30乃至
60℃に於て約5時間迄の間、反応される。上記反
応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 7 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、1、3−ビス(γ−アミノプ
ロピル)−1、1、3、3−テトラメチル・ジシ
ロキサン約12.4gとが、酢酸イソアミル約280ml
中に於て、ピリジン約8gの存在の下で、約20乃
至60℃に於て約6時間迄の間、反応される。上記
反応体から、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。照射された材料が、
完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃に於
て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射され
ていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗浄さ
れて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 8 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、1、3−ビス(γ−ヒドロキ
シ)−4、1、3、3−テトラメチルジシロキサ
ン約14gとが、酢酸イソアミル約300ml中に於て、
ピリジン約10gの存在の下で、約30乃至60℃に於
て約6時間迄の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、酢酸イソアミルを
用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 9 ジシロキサン約13gが用いられた他は、実施例
8と同じ処理が行われ、実施例8の場合と同様な
結果が得られる。 実施例 10 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5gと、分子量が10000乃至30000であ
る、アミノプロピルジメチルシロキシ末端基を有
するポリジメチル・シロキサン・オリゴマ約30g
とが、キシレン約300ml中に於て、ピリジン約10
gの存在の下で、約30乃至60℃に於て約6時間迄
の間、反応される。上記反応体から、生成物が、
メタノール約0.5中で沈殿されて取出され、そ
れから真空炉中に約20乃至60℃において約24時間
の間、配置される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 11 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約10gと、分子量が約30000である、線
状アミノプロピルを含むポリシロキサン・オリゴ
マ約30gとが、キシレン約300ml中に於て、炭酸
カリウム約30gの存在の下で、約30乃至60℃に於
て約16時間迄の間、反応される。上記反応体か
ら、生成物が濾過されて、取出される。 上記材料が、基板上に、約2000Åの厚さに被覆
され、約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線
の照射に対してさらされる。それから、照射され
た材料が、完全に交叉結合反応を生じるように、
約80℃に於て約2分間、ポスト・ベーキングさ
れ、照射されていない材料が、キシレンを用いて
洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 12 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約5gと、次の反復する単位を有するオ
ルガノシリコン共重合体約18gとが、トルエン
200ml中に於て、ピリジン約6gの存在の下で、
約60℃に於て約5時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタノール約400
mlで沈殿されて取出され、それから真空炉中に約
55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それから、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射
されていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗
浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 13 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5−スルホ
クロリド約27gと、次の反復する単位を有するポ
リシロキサン約46gとが、トルエン約500ml中に
於て、ピリジン約30gの存在の下で、約25℃に於
て約24時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタノール約400
ml中で沈殿されて取出され、それから真空炉中に
約55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それかに、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキンズされ、照射
されていない材料が、酢酸イソアミルを用いて洗
浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
粗度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 実施例 14 ナフトキノン−1、2−ジアジド−5スルホク
ロリド約5重量部と、次の反復する単位を有する
オルガノシリコン重合体約26gとが、トルエン約
200ml中に於て、ピリジン約10gの存在の下で、
約25℃に於て約25時間の間、反応される。 上記反応体から、生成物が、メタトール約100
ml中で沈殿されて取出され、それから真空炉中に
約55℃に於て約3乃至5時間の間、配置される。 上記材料が、基板上に、酢酸イソアミル中に於
ける10%溶液から、約2000Åの厚さに被覆され、
約2000乃至約4500Åの波長を有する紫外線の照射
に対してさらされる。それから、照射された材料
が、完全に交叉結合反応を生じるように、約80℃
に於て約2分間、ポスト・ベーキングされ、照射
されていない材料が、イソプロピル・アルコール
を用いて洗浄されて、除去される。 酸素プラズマ中に於ける上記材料のエツチング
速度は、10mTorrの圧力に於て、毎分約14Åで
ある。 上述の全ての実施例に於て得られた本発明によ
る重合体は、約500000のオーダーの比較的大きな
分子量を有している。更に、上述の全ての実施例
に於ける所望の生成物の収率は、出発応物質に基
いて少くとも80%である。又、実質的に同一のエ
ツチング速度が得られる。 [発明の効果] 本発明によれば、あらゆる種類の像形成放射線
に対して極めて高い感応性を有するとともに、乾
式処理技術に耐えることができ、高解像度の像を
形成することができる、オルガノシリコン組成物
が得られる。
Claims (1)
- 1 キノン・ジアゾ化合物と、ジフエニル・シラ
ンジオール、ヒドロキシル末端基を有するポリジ
メチル・シロキサン、1、3−ビス(γ−ヒドロ
キシ)−4、1、3、3−テトラメチル・ジシロ
キサン又はアミノ官能性若しくはエポキシ官能性
を有するオルガノシリコン化合物との反応により
形成されたオルガノシリコン組成物。
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|---|---|---|---|
| US06/567,305 US4603195A (en) | 1983-12-30 | 1983-12-30 | Organosilicon compound and use thereof in photolithography |
| US567305 | 1983-12-30 |
Publications (2)
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|---|---|
| JPS60147732A JPS60147732A (ja) | 1985-08-03 |
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Family
ID=24266628
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59192762A Granted JPS60147732A (ja) | 1983-12-30 | 1984-09-17 | オルガノシリコン組成物 |
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|---|---|
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| EP0204963B1 (en) * | 1985-05-10 | 1993-01-13 | Hitachi, Ltd. | Use of Alkali-Soluble Polyorganosilsesquioxane Polymers in a resist for preparing electronics parts. |
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