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JPH0829986A - Pattern formation method - Google Patents

Pattern formation method

Info

Publication number
JPH0829986A
JPH0829986A JP6161373A JP16137394A JPH0829986A JP H0829986 A JPH0829986 A JP H0829986A JP 6161373 A JP6161373 A JP 6161373A JP 16137394 A JP16137394 A JP 16137394A JP H0829986 A JPH0829986 A JP H0829986A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
film
hydrogen
silicon
ethyl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6161373A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoko Hiraiwa
知子 平岩
Kazunari Takemoto
一成 竹元
Atsushi Amatatsu
篤志 天辰
Harunobu Saito
治信 斉藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP6161373A priority Critical patent/JPH0829986A/en
Publication of JPH0829986A publication Critical patent/JPH0829986A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

PURPOSE:To form a thin film pattern at a high accuracy by dry etching using the resist, which has high performance. CONSTITUTION:Sensitive polyimide or sensitive polyamide acid is formed into the film by the vapor phase polymerization, and this vapor phase polymerization film 1 is used as the resist so as to form the accurate pattern of the thin film 2 to be processed, which is provided under the resist. Consequently, since the film is synthesized by the vapor polymerization, generation of damage of the photosensitive group during the forming of film is eliminated so as to show the stabilized photosensitivity. Since this resist has high etching resistance, pattern can be directly formed on an organic film or a carbon film provided under the resist. Accuracy and productivity of the thin film pattern processing can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はリソグラフィ技術におけ
る微細加工法に係り、特に、気相重合レジストを用いて
基板上の薄膜をドライエッチング法によって高精度のパ
ターンを形成する方法、および、この方法を用いて形成
した薄膜素子の製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a fine processing method in a lithographic technique, and more particularly to a method for forming a highly accurate pattern on a thin film on a substrate by a dry etching method using a gas phase polymerization resist, and this method. The present invention relates to a method for manufacturing a thin film element formed by using.

【0002】[0002]

【従来の技術】レジストパターンを気相重合法によって
被加工膜上に形成し、ドライエッチングによってレジス
トのない部分の被加工膜を除去してパターンを形成する
方法は、加工精度向上および生産性向上を期待できる技
術であり、様々な検討が試みられている。
2. Description of the Related Art A method of forming a pattern by forming a resist pattern on a film to be processed by a vapor phase polymerization method and removing the film to be processed at a portion where there is no resist by dry etching improves the processing accuracy and productivity. This is a technology that can be expected, and various studies have been tried.

【0003】特開昭63−297435号公報におい
て、炭素膜とプラズマ重合によって形成したレジスト薄
膜の二層膜によるパターン形成方法が提案されている。
この技術は、炭素膜とレジスト膜が高段差にならって均
一な膜厚に形成されることと、感光してパターンを与え
る層と物理的スパッタに耐えるマスク層とを別の材料で
構成するため、膜厚を薄くできることの二点から、高精
度パターン形成には優れた方法であった。
Japanese Patent Laid-Open No. 63-297435 proposes a pattern forming method using a two-layer film of a carbon film and a resist thin film formed by plasma polymerization.
In this technique, the carbon film and the resist film are formed with a high level difference to form a uniform film thickness, and the layer that exposes a pattern and the mask layer that resists physical sputtering are made of different materials. However, it was an excellent method for forming a high-precision pattern from the viewpoint of being able to reduce the film thickness.

【0004】しかし、プラズマ重合法は、感光基をもつ
モノマに高周波等を用いてプラズマ状態にして成膜する
ため、プラズマの高エネルギで感光基も一部分解するこ
とが避けられない。したがって、生成したレジストは感
度が低いという問題点があった。
However, in the plasma polymerization method, since a monomer having a photosensitive group is formed into a plasma state by using high frequency or the like, it is inevitable that the photosensitive group is partially decomposed by high energy of plasma. Therefore, there is a problem that the generated resist has low sensitivity.

【0005】この問題を回避する手法として、特開平5
−013323号公報において、蒸着法が提案されてい
る。蒸着法を用いれば、成膜時に膜中の感光基を損なう
ことなく保存して、高段差を有する基板上に気相でレジ
ストを形成できるというもので、感光性の蒸着膜とケイ
素膜と炭素膜の三層膜によるパターン形成方法である。
この技術は、炭素膜とケイ素膜とレジスト膜が段差にな
らって均一な膜厚に形成されることと、蒸着により形成
された有機薄膜であるレジスト膜が安定した感光性を示
すことから、高精度パターン形成には優れた方法であっ
た。ただし、この蒸着膜はプラズマ耐性が低いため、下
層にケイ素膜が必要であった。すなわち、三層膜となる
ため、前記プラズマ重合によりレジストを形成する二層
膜の場合と比較して、工程数が増えることから、生産プ
ロセス上不利であった。
As a method for avoiding this problem, Japanese Unexamined Patent Publication No.
In Japanese Patent Laid-Open No. -013323, a vapor deposition method is proposed. By using the vapor deposition method, it is possible to store the photosensitive groups in the film without damaging it during film formation, and to form a resist in the vapor phase on a substrate having a high level difference. This is a pattern forming method using a three-layer film.
This technology is highly effective because the carbon film, the silicon film, and the resist film are formed to have uniform thicknesses by forming steps, and the resist film, which is an organic thin film formed by vapor deposition, exhibits stable photosensitivity. It was an excellent method for precision pattern formation. However, since this vapor deposition film has low plasma resistance, a silicon film was required as the lower layer. That is, since it is a three-layer film, the number of steps is increased as compared with the case of the two-layer film in which the resist is formed by plasma polymerization, which is disadvantageous in the production process.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、感度
が良く、さらにプラズマ耐性の高い気相重合レジストを
用いた高精度パターン形成方法を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a high precision pattern forming method using a gas phase polymerization resist having high sensitivity and high plasma resistance.

【0007】本発明の他の目的は、前記高精度パターン
の形成方法を用いて、より簡略化した生産プロセスによ
って薄膜を高精度にパターン化する、生産性の高い薄膜
素子の製造方法を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a method for manufacturing a thin film device having high productivity, which uses the above-mentioned method for forming a high precision pattern to pattern a thin film with high precision by a more simplified production process. Especially.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記目的は、被加工膜上
に気相重合法によってレジストパターンを形成し、ドラ
イエッチング方法によってレジストのない部分の被加工
膜を除去してパターンを形成する方法において、前記レ
ジストがケイ素を含有するジアミンと酸二無水物から蒸
着重合によって形成されるポリイミドあるいはポリアミ
ド酸とすることによって達成される。また、反応性プラ
ズマにより除去可能な下層の上に感光性を持つ上層を形
成して成る二層構造の積層膜で被加工材料をパターン化
する方法において、前記上層をケイ素を含有するジアミ
ンと酸二無水物から蒸着重合によって形成されるポリイ
ミドあるいはポリアミド酸とすることで達成される。特
に、前記反応性プラズマのガスは、酸素であることが望
ましい。
The above-mentioned object is a method of forming a pattern by forming a resist pattern on a film to be processed by a vapor phase polymerization method and then removing the film to be processed at a portion without a resist by a dry etching method. In the above method, the resist is a polyimide or a polyamic acid formed by vapor deposition polymerization of a diamine containing silicon and an acid dianhydride. Further, in a method of patterning a material to be processed with a laminated film having a two-layer structure formed by forming a photosensitive upper layer on a lower layer removable by reactive plasma, the upper layer is a diamine containing silicon and an acid. This is achieved by using a polyimide or a polyamic acid formed by vapor deposition polymerization from a dianhydride. Particularly, the gas of the reactive plasma is preferably oxygen.

【0009】また、上記目的は、前記ポリイミドあるい
はポリアミド酸が主鎖にケイ素−ケイ素結合を含有する
ことによって達成される。このケイ素含有率を重量比率
で8wt.%以上とすることが望ましい。さらに、ケイ
素の重量比率を15wt.%以上とすることがさらに精
度および生産性の向上を実現するために望ましい。
Further, the above object is achieved by the above-mentioned polyimide or polyamic acid containing a silicon-silicon bond in the main chain. This silicon content is 8 wt. It is desirable to set it to be at least%. Furthermore, if the weight ratio of silicon is 15 wt. % Or more is desirable in order to further improve accuracy and productivity.

【0010】また上記目的は、前記パターン形成方法を
用いて、被加工膜を高精度にパターン化した薄膜素子を
製造することによって達成される。
Further, the above object can be achieved by manufacturing a thin film element in which a film to be processed is highly accurately patterned by using the pattern forming method.

【0011】[0011]

【作用】本発明に用いるレジストは、感光性を有するポ
リイミドあるいはポリアミド酸を気相重合により成膜す
るものである。通常は、原料モノマであるジアミンと酸
二無水物を溶液中で混合させ、液相反応によってポリア
ミド酸を合成する。このポリアミド酸に熱処理等を加え
ると化学反応が進行し、ポリイミドとなる。本発明で
は、両モノマを真空槽内で気化させ、気相反応させてポ
リアミド酸膜として基板上に析出させる。加熱処理ある
いは適当な気体に接触させる処理等により化学変化させ
てポリイミド膜としてもよい。ここで用いる原料モノマ
であるジアミンと酸二無水物は、少なくともそのいずれ
かが感光性を示す構造を持つ。ここで感光性とは、紫外
線、遠紫外線、電子線、X線等に感応する性質を指す。
この性質を利用して露光によりレジストパターン形成を
行う。ケイ素含有レジストの露光には、主に紫外線、さ
らに望ましくは遠紫外線が用いられる。このとき用いる
原料モノマは、芳香族でもよいが、感度を高くするため
には芳香環を含まない構造であることがより望ましい。
The resist used in the present invention is formed by vapor-phase polymerization of polyimide or polyamic acid having photosensitivity. Usually, a diamine as a raw material monomer and an acid dianhydride are mixed in a solution, and a polyamic acid is synthesized by a liquid phase reaction. When a heat treatment or the like is applied to this polyamic acid, a chemical reaction proceeds to form a polyimide. In the present invention, both monomers are vaporized in a vacuum chamber and vapor-phase reacted to deposit a polyamic acid film on the substrate. The polyimide film may be chemically changed by heat treatment or contact with an appropriate gas. At least one of the diamine and the acid dianhydride that are the raw material monomers used here has a structure exhibiting photosensitivity. Here, the photosensitivity refers to the property of being sensitive to ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X-rays and the like.
By utilizing this property, a resist pattern is formed by exposure. Ultraviolet rays, more preferably deep ultraviolet rays, are mainly used for exposing the silicon-containing resist. The raw material monomer used at this time may be aromatic, but it is more preferable that it has a structure not containing an aromatic ring in order to enhance sensitivity.

【0012】蒸着重合法は、減圧下で原料モノマーを加
熱蒸発させ重合膜として基板上に析出させる方法であ
り、比較的低温で気化と重合を行うことができるため、
原料モノマー中の感光基を保持して重合膜を得られる。
したがって、蒸着重合によって形成したレジスト膜は高
い感光性を期待できる。
The vapor deposition polymerization method is a method in which a raw material monomer is heated and evaporated under reduced pressure to be deposited as a polymerized film on a substrate. Since vaporization and polymerization can be carried out at a relatively low temperature,
A polymerized film can be obtained by retaining the photosensitive groups in the raw material monomers.
Therefore, the resist film formed by vapor deposition polymerization can be expected to have high photosensitivity.

【0013】また、感光性の蒸着重合膜の下の中間層に
反応性プラズマでエッチングされ易く、かつ、物理スパ
ッタされ難い薄膜を形成した構成をもつ場合、上層の感
光層に焼き付けられたパターンを中間層に転写し、さら
に下層の難加工性の材料から成る被加工薄膜を高精度で
加工することができる。ここで、物理スパッタとはイオ
ンミリングや反応性イオンミリングや反応性イオンエッ
チング等を指す。例えば反応性プラズマとして酸素プラ
ズマを用いる場合、中間層の膜として有機膜を用いるこ
ともできる。また、中間層に炭素膜を用いたときには物
理スパッタによるエッチングで下層の被加工膜をパター
ン化する際にさらに好適な場合が多い。
In the case where the intermediate layer below the photosensitive vapor-deposited polymer film is formed with a thin film which is easily etched by reactive plasma and hard to be physically sputtered, the pattern printed on the upper photosensitive layer is formed. It is possible to transfer the film to the intermediate layer and process the lower layer to be processed, which is made of a difficult-to-process material, with high accuracy. Here, physical sputtering refers to ion milling, reactive ion milling, reactive ion etching, or the like. For example, when oxygen plasma is used as the reactive plasma, an organic film can be used as the intermediate layer film. Further, when a carbon film is used for the intermediate layer, it is often more suitable for patterning the underlying film to be processed by etching by physical sputtering.

【0014】前記レジストが、ケイ素を含有するジアミ
ンと酸二無水物から蒸着重合によって形成されるポリイ
ミドあるいはポリアミド酸であり、ケイ素含有率が8w
t.%以上であるとき、このレジスト膜は酸素プラズマ
に対して十分な耐性を持ち、酸素の反応性イオンエッチ
ングによって高精度で有機膜あるいは炭素膜にレジスト
パターンを転写できる。図4に、本レジストのケイ素含
有率とエッチング耐性との相関を示す。酸素の反応性エ
ッチングの際のエッチングレートを比較したものであ
る。ケイ素含有率が高い程、酸素プラズマによる本レジ
ストのエッチングレートは小さくなり、耐性が高くな
る。同レジストのケイ素含有率が15wt.%以上であ
るとき、特に高いプラズマ耐性を持ち、有機膜あるいは
炭素膜にレジストパターンをさらに高精度に転写でき
る。
The resist is a polyimide or polyamic acid formed by vapor deposition polymerization of a diamine containing silicon and an acid dianhydride, and the silicon content is 8 w.
t. %, The resist film has sufficient resistance to oxygen plasma, and the resist pattern can be transferred to the organic film or carbon film with high accuracy by reactive ion etching of oxygen. FIG. 4 shows the correlation between the silicon content of this resist and etching resistance. It is a comparison of etching rates in reactive etching of oxygen. The higher the silicon content, the smaller the etching rate of the present resist by oxygen plasma and the higher the resistance. The silicon content of the resist is 15 wt. When it is at least%, it has a particularly high plasma resistance and can transfer the resist pattern to the organic film or the carbon film with higher accuracy.

【0015】また、気相で成膜するレジストであること
から、高段差のある部分にも均一な厚さで薄膜を形成で
きる。すなわち、凹凸のある基板面内でその凹凸になら
ったレジスト薄膜形成が可能であるので、露光時の焦点
深度を調整することにより、段差の高部、底部、あるい
は斜面部の所望の場所において高精度パターン形成が可
能である。よって、薄膜磁気ヘッドおよび半導体素子等
の製造において生産性に優れた高精度加工を実現でき
る。
Further, since the resist is formed in the vapor phase, it is possible to form a thin film with a uniform thickness even in a portion having a high step. That is, since it is possible to form a resist thin film that conforms to the unevenness within the uneven substrate surface, by adjusting the depth of focus at the time of exposure, it is possible to increase the height at the desired height of the step, the bottom, or the slope. Precision pattern formation is possible. Therefore, it is possible to realize high-precision processing with excellent productivity in manufacturing a thin film magnetic head, a semiconductor element, and the like.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1,図2を用いて
説明する。まず、図1において蒸着重合膜のみを用いる
パターン形式方法を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS. First, FIG. 1 shows a pattern format method using only a vapor-deposited polymer film.

【0017】(a)工程:基板3上に被加工薄膜2を形
成する。
Step (a): The thin film 2 to be processed is formed on the substrate 3.

【0018】(b)工程:蒸着重合膜1をその上に形成
する。本発明に用いる蒸着重合膜は、ケイ素を含有する
ジアミンと酸二無水物から形成されるポリイミドあるい
はポリアミド酸である。蒸着重合は、通常、真空層内で
等モル量の両モノマーを別々の容器に設置し、加熱して
蒸発させる。このとき、両モノマーの蒸発速度が等しく
なるように温度制御する。このようにして、基板上に得
られた薄膜はポリアミド酸である。ポリアミド酸のまま
でレジストとして用いても良いが、これを加熱処理等に
よりポリイミドに化学変化させてレジストとすることも
できる。また、本発明に用いる蒸着重合膜1は紫外線、
遠紫外線、電子線、X線などを照射すると化学反応を起
し、特定の溶剤あるいはガスに対する反応性あるいは蒸
気圧の変化が生じ、これを利用してパターンの形成が可
能な性質をもつ薄膜である。
Step (b): The vapor-deposited polymer film 1 is formed thereon. The vapor-deposited polymer film used in the present invention is a polyimide or a polyamic acid formed from a diamine containing silicon and an acid dianhydride. In vapor deposition polymerization, usually, equimolar amounts of both monomers are placed in separate containers in a vacuum layer and heated to evaporate. At this time, the temperature is controlled so that the evaporation rates of both monomers are equal. The thin film thus obtained on the substrate is polyamic acid. Although the polyamic acid may be used as a resist as it is, it may be chemically changed into polyimide by heat treatment or the like to obtain a resist. Further, the vapor-deposited polymer film 1 used in the present invention is ultraviolet
A thin film that has the property of being able to form a pattern by causing a chemical reaction when exposed to deep ultraviolet rays, electron beams, X-rays, etc. and changing the reactivity or vapor pressure to a specific solvent or gas. is there.

【0019】(c)工程:蒸着重合膜1に所望のパター
ンを焼き付け(露光)、現像してレジストパターンを作
成する。露光は通常遠紫外線を用い、蒸着重合膜1の形
成条件によって露光エネルギーの適正値を選ぶ。通常、
最大、数百mJ/cm2(254nm)である。現像に
は一般に溶液を用いる。現像液として、ポリアミド酸の
良溶媒であるジメチルホルミアミド、ジメチルアセトア
ミド、N−メチルピロリドン等を単独で用いるか、酸、
アルカリ水溶液を用いるか、ポリアミド酸の貧溶媒であ
る水、メタノール、エタノール等との混合溶媒を用い
る。あるいは、高真空下または特定のガス中でドライ現
像を行っても良い。さらに望ましくは、レーザーアブレ
ーションにより露光と同時に現像を行う。
Step (c): A desired pattern is baked (exposed) on the vapor-deposited polymer film 1 and developed to form a resist pattern. For the exposure, usually deep ultraviolet rays are used, and an appropriate value of the exposure energy is selected depending on the formation conditions of the vapor-deposited polymer film 1. Normal,
The maximum is several hundred mJ / cm 2 (254 nm). A solution is generally used for development. As the developing solution, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone or the like, which is a good solvent for polyamic acid, is used alone, or an acid,
An alkaline aqueous solution is used, or a mixed solvent with water, methanol, ethanol or the like, which is a poor solvent for polyamic acid, is used. Alternatively, dry development may be performed under high vacuum or in a specific gas. More preferably, the development is performed simultaneously with the exposure by laser ablation.

【0020】(d)工程:ドライエッチングを行ってレ
ジストパターンを被加工薄膜2に転写する。
Step (d): Dry etching is performed to transfer the resist pattern to the thin film 2 to be processed.

【0021】(e)工程:蒸着重合膜1のパターンを除
去して、基板3上に被加工膜のパターンを得る。
Step (e): The pattern of the vapor-deposited polymer film 1 is removed to obtain the pattern of the film to be processed on the substrate 3.

【0022】次に、図2は、二層構造膜を用いたパター
ン形成方法を示す。本発明のさらに好ましい形態であ
る。
Next, FIG. 2 shows a pattern forming method using a two-layer structure film. This is a further preferred form of the present invention.

【0023】(f)工程:基板3上に被加工膜2を形成
する。
Step (f): The film 2 to be processed is formed on the substrate 3.

【0024】(g)工程:被加工薄膜2上に酸素プラズ
マによってエッチングされ易く、かつ、物理スパッタさ
れ難い材料、例えば、炭素膜4を形成する工程を示す。
炭素膜は、気相成膜によって形成される。その成膜法と
しては、炭化水素を含むガスをプラズマ中で分解し、炭
素膜を堆積させるプラズマCVD法、カーボンをターゲ
ットとしてプラズマのイオンで炭素膜をたたき出し、相
対する基板上に堆積させるスパッタ法、炭化水素ガスを
イオン化し、加速して基板と衝突させ、炭素膜を堆積さ
せるイオンビームデポジション法、グラファイトの蒸着
法等がある。
Step (g): A step of forming a material, for example, a carbon film 4, which is easily etched by oxygen plasma and hard to be physically sputtered on the thin film 2 to be processed.
The carbon film is formed by vapor deposition. As the film forming method, a plasma CVD method in which a gas containing hydrocarbon is decomposed in plasma and a carbon film is deposited, and a sputtering method in which a carbon film is knocked out by plasma ions using carbon as a target and is deposited on an opposing substrate , An ion beam deposition method of depositing a carbon film by ionizing a hydrocarbon gas and accelerating it to collide with a substrate, and a vapor deposition method of graphite.

【0025】(h)工程:蒸着重合膜1を形成する。本
発明に用いる蒸着重合膜は、ケイ素を含有するジアミン
と酸二無水物から形成されるポリイミドあるいはポリア
ミド酸である。蒸着重合は、通常、真空層内で等モル量
の両モノマーを別々の容器に設置し、加熱して蒸発させ
る。このとき、両モノマーの蒸発速度が等しくなるよう
に温度制御する。このようにして、基板上に得られた薄
膜はポリアミド酸である。ポリアミド酸のままでレジス
トとして用いても良いが、これを加熱処理等によりポリ
イミドに化学変化させてレジストとすることもできる。
Step (h): The vapor-deposited polymer film 1 is formed. The vapor-deposited polymer film used in the present invention is a polyimide or a polyamic acid formed from a diamine containing silicon and an acid dianhydride. In vapor deposition polymerization, usually, equimolar amounts of both monomers are placed in separate containers in a vacuum layer and heated to evaporate. At this time, the temperature is controlled so that the evaporation rates of both monomers are equal. The thin film thus obtained on the substrate is polyamic acid. Although the polyamic acid may be used as a resist as it is, it may be chemically changed into polyimide by heat treatment or the like to obtain a resist.

【0026】(i)工程:露光、現像によって蒸着重合
膜1に所望のパターンを形成する。露光は通常遠紫外線
を用い、蒸着重合膜1の形成条件によって露光エネルギ
ーの適正値を選ぶ。通常、最大、数百mJ/cm2であ
る。現像はポリアミド酸の良溶媒であるジメチルホルミ
アミド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン
等を単独で用いるか、酸、アルカリ水溶液を用いるか、
ポリアミド酸の貧溶媒である水、メタノール、エタノー
ル等との混合溶媒を用いる。あるいは、高真空下または
特定のガス中でドライ現像を行っても良い。さらに望ま
しくは、レーザーアブレーションにより露光と同時に現
像を行う。
Step (i): A desired pattern is formed on the vapor-deposited polymer film 1 by exposure and development. For the exposure, usually deep ultraviolet rays are used, and an appropriate value of the exposure energy is selected depending on the formation conditions of the vapor-deposited polymer film 1. Usually, the maximum is several hundred mJ / cm 2 . For development, dimethylformamide, dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone or the like, which is a good solvent for polyamic acid, is used alone, or an acid or an alkaline aqueous solution is used,
A mixed solvent of water, methanol, ethanol or the like, which is a poor solvent for polyamic acid, is used. Alternatively, dry development may be performed under high vacuum or in a specific gas. More preferably, the development is performed simultaneously with the exposure by laser ablation.

【0027】(j)工程:蒸着重合膜1に形成されたパ
ターンをマスクにして下層の炭素膜4をエッチングす
る。このときのエッチングは酸素プラズマによるドライ
エッチングであるリアティブイオンエッチング(RI
E)が好ましい。レジストパターンを精度良く下層材料
に転写することができる。
Step (j): The underlying carbon film 4 is etched by using the pattern formed on the vapor-deposited polymer film 1 as a mask. The etching at this time is dry etching using oxygen plasma, that is, reactive ion etching (RI
E) is preferred. The resist pattern can be accurately transferred to the lower layer material.

【0028】(k)工程:炭素膜4に形成されたパター
ンをマスクにして、被加工薄膜2をパターン化する。こ
のパターン化には、イオンミリング等のドライエッチン
グが用いられる。このとき、エッチングマスクとなるの
は主として炭素膜4である。
Step (k): The thin film 2 to be processed is patterned by using the pattern formed on the carbon film 4 as a mask. Dry etching such as ion milling is used for this patterning. At this time, the carbon film 4 mainly serves as an etching mask.

【0029】(l)工程:(k)工程で通常、蒸着重合
膜1は炭素膜4の一部上層とともにエッチングされて除
去されるが、残存する場合は、ドライエッチング等によ
り除去できる。
Step (l): Usually, in the step (k), the vapor-deposited polymer film 1 is etched and removed together with a partial upper layer of the carbon film 4, but if it remains, it can be removed by dry etching or the like.

【0030】(m)工程:残存する炭素膜はそのまま残
して次の工程に移ることもできるし、酸素プラズマによ
りエッチングして除去することもできる。
Step (m): The remaining carbon film can be left as it is and moved to the next step, or it can be removed by etching with oxygen plasma.

【0031】次に具体的な実施例を挙げて詳述する。Next, a detailed description will be given with reference to specific examples.

【0032】〈実施例1〉図1を用いて具体的実施例1
を説明する。
<Embodiment 1> A concrete embodiment 1 will be described with reference to FIG.
Will be explained.

【0033】まず、(a)工程において、直径3インチ
のシリコンウェハ基板3上に被加工膜である有機膜2
を、3.5μmの厚さに形成した。次いで(b)工程に
おいて、この基板上に蒸着重合膜1を以下の手順で形成
した。原料モノマであるジアミンと酸二無水物として、
それぞれ下記の構造よりなるビス(4−アミノフェニ
ル)テトラメチルジシランとピロメリット酸二無水物を
当モル量別々に真空装置内に設置し、
First, in step (a), an organic film 2 to be processed is formed on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches.
Was formed to a thickness of 3.5 μm. Next, in the step (b), the vapor-deposited polymer film 1 was formed on this substrate by the following procedure. As a raw material monomer, diamine and dianhydride,
Bis (4-aminophenyl) tetramethyldisilane and pyromellitic dianhydride, each of which has the structure shown below, are separately placed in a vacuum device in equimolar amounts,

【0034】[0034]

【化9】 [Chemical 9]

【0035】1×10~4Pa以上の真空度に排気後、ビ
ス(4−アミノフェニル)テトラメチルジシランを90
℃に、ピロメリット酸二無水物を240℃に加熱して、
100分間蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積さ
せた。この堆積物を250℃に加熱処理して1.57μ
mの厚さのポリイミド膜を得、蒸着重合膜1とした。こ
のときのケイ素含有量は、13wt.%となる。(c)
工程において、この蒸着重合膜1に、10μm幅のライ
ンアンドスペースの縞模様パターンを有するフォトマス
クを配置して500mJ/cm2(254nm)の紫外
光を照射し、メタノールとエタノールの2:1(容量
比)の現像液に浸して現像した。この結果、ポジ形のレ
ジストパターンが形成され、有機膜2が露出した。
After evacuating to a vacuum degree of 1 × 10 4 Pa or more, 90% of bis (4-aminophenyl) tetramethyldisilane was used.
, Pyromellitic dianhydride to 240 ℃,
Evaporated for 100 minutes and deposited on a substrate heated to 40 ° C. The deposit is heated to 250 ° C. and then 1.57μ
A polyimide film having a thickness of m was obtained and used as a vapor-deposited polymer film 1. At this time, the silicon content is 13 wt. %. (C)
In the process, a photomask having a line-and-space striped pattern with a width of 10 μm was placed on the vapor-deposited polymer film 1 and irradiated with ultraviolet light of 500 mJ / cm 2 (254 nm), and methanol and ethanol were mixed at a ratio of 2: 1 ( It was developed by immersing it in a developing solution (volume ratio). As a result, a positive resist pattern was formed and the organic film 2 was exposed.

【0036】次に(d)工程において有機膜を酸素のR
IEによってエッチングを行った。条件は、パワー25
0W、酸素ガス圧力3.0Pa、酸素ガス流量50ml
/minであった。(e)工程において蒸着重合膜を除
去した後、形成した有機膜のラインアンドスペースパタ
ーンの線幅を測定したところ、基板面内20個所の寸法
ばらつきは10.7±0.9μmであり優れた精度をも
っていた。また、パターン形状も良好であった。この膜
のエッチングレートを比較したところレート比は15.
2(有機膜/蒸着重合膜)であった。
Next, in step (d), the organic film is subjected to oxygen R
Etching was performed by IE. The condition is power 25
0 W, oxygen gas pressure 3.0 Pa, oxygen gas flow rate 50 ml
It was / min. After removing the vapor-deposited polymerized film in the step (e), the line width of the line-and-space pattern of the formed organic film was measured. As a result, the dimensional variation at 20 points in the substrate surface was 10.7 ± 0.9 μm, which was excellent. It had accuracy. The pattern shape was also good. When the etching rates of this film were compared, the rate ratio was 15.
2 (organic film / vapor-deposited polymerized film).

【0037】〈実施例2〉図2を用いて具体的実施例2
を説明する。
<Embodiment 2> A concrete embodiment 2 will be described with reference to FIG.
Will be explained.

【0038】まず、(f)工程において直径3インチの
シリコンウェハ基板3上に厚さ1μmのパーマロイ膜2
を形成した。次いで(g)工程において、この基板上に
厚さ1μmの炭素膜4を次の手順で形成した。すなわ
ち、ステンレス製真空槽内部に、半径10cmの一対の
円板状平行平板電極をもち、その一方は高周波電源とマ
ッチングボックスを介して電気的に接続され、他方は真
空槽とともに接地された電極構造をもつプラズマCVD
装置の高周波印加側電極上に基板を設置し、基板を20
0℃に加熱した。真空槽を1×10~4Paの真空度まで
排気した後、n−ヘキサンを毎分10ml供給し、排気
速度を調節して圧力を2.6Paに保った。次に、周波
数13.56MHz、電力200Wの高周波電力を印加
してプラズマを発生させ、この状態で20分間放電状態
を保持した後、高周波電力の印加を止めた。さらに
(h)工程において、この上に実施例1と同様にして蒸
着重合膜1を形成した。ただし、蒸着時間は30分間で
あった。このとき得られたポリイミドの膜厚は0.42
μmであった。
First, in the step (f), the permalloy film 2 having a thickness of 1 μm is formed on the silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches.
Was formed. Next, in step (g), a carbon film 4 having a thickness of 1 μm was formed on this substrate by the following procedure. That is, an electrode structure in which a pair of disk-shaped parallel plate electrodes having a radius of 10 cm are provided inside a stainless steel vacuum chamber, one of which is electrically connected to a high frequency power source through a matching box and the other is grounded together with the vacuum chamber. Plasma CVD with
Place the substrate on the electrode on the high frequency side of the device,
Heated to 0 ° C. After evacuating the vacuum chamber to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa, 10 ml of n-hexane was supplied per minute and the evacuation rate was adjusted to maintain the pressure at 2.6 Pa. Next, high frequency power having a frequency of 13.56 MHz and power of 200 W was applied to generate plasma, and the discharge state was maintained for 20 minutes in this state, and then the application of high frequency power was stopped. Further, in the step (h), the vapor-deposited polymer film 1 was formed thereon in the same manner as in Example 1. However, the vapor deposition time was 30 minutes. The film thickness of the polyimide obtained at this time is 0.42.
μm.

【0039】(i)工程において、この蒸着重合膜1に
実施例1と同じフォトマスクを設置して、400mJ/
cm2の紫外光を照射、次いで現像を行って、ポジ型パ
ターンの蒸着重合膜1を得た。現像液には、メタノール
とエタノールの2:1(容量比)の溶液を使用した。続
いて、(j)工程においてこの基板を先の炭素膜を形成
したときと同じ真空装置、同じ電極側に設置し、真空排
気を行った後、1×10~2Paにし、酸素ガスを毎分5
mlで導入して1.3Paにし、高周波電力100Wを
30分間印加した。この工程での蒸着重合膜パターン1
は炭素膜4に転写され、炭素膜4のない部分のパーマロ
イが露出した。この時のエッチングレートを測定したと
ころ、レート比は10.5(炭素膜/蒸着重合膜)であ
った。パターン転写精度は非常に良く、パターンの基板
面内20個所の寸法ばらつきは10.10±0.21μ
mであった。
In step (i), the vapor-deposited polymer film 1 was provided with the same photomask as in Example 1 to obtain 400 mJ /
Irradiation with ultraviolet light of cm 2 followed by development was performed to obtain a vapor deposition polymer film 1 having a positive pattern. A 2: 1 (volume ratio) solution of methanol and ethanol was used as the developer. Subsequently, in the step (j), this substrate is placed on the same vacuum device and the same electrode side as those used when the carbon film is formed, and after evacuating, the pressure is set to 1 × 10 to 2 Pa and oxygen gas is supplied every time. Minute 5
It was introduced in ml to 1.3 Pa, and high frequency power of 100 W was applied for 30 minutes. Deposition polymerized film pattern 1 in this process
Was transferred to the carbon film 4, and the permalloy in the portion without the carbon film 4 was exposed. When the etching rate at this time was measured, the rate ratio was 10.5 (carbon film / vapor deposited polymer film). The pattern transfer accuracy is very good, and the dimensional variation of the pattern in 20 places on the substrate surface is 10.10 ± 0.21μ.
It was m.

【0040】次に(k)工程において、パーマロイ膜2
のイオンミリングを以下の通りに行った。基板をイオン
ミリング装置に設置し、加速電圧700V、減速電圧2
00V、アーク電圧80V、Ar流量毎分15ml、イ
オン入射角30°の条件で20分間イオンミリングを行
い、露出した部分のパーマロイを除去した。通常は、こ
の工程において蒸着重合膜1のパターンは除去される
が、残存した場合は、(l)工程においてドライ洗浄等
により除去する。(j)工程と同様の処理により、
(m)工程において炭素膜4のパターンを除去してパー
マロイ膜2のパターンを基板3上に得る。以上のように
して形成したパターンの基板面内20個所の寸法ばらつ
きは、9.54±0.43μmであり優れた加工精度で
あった。また、側壁への再付着も認められなかった。
Next, in the step (k), the permalloy film 2
Ion milling was performed as follows. The substrate is installed on the ion milling machine, and the acceleration voltage is 700V and the deceleration voltage is 2
Ion milling was performed for 20 minutes under the conditions of 00 V, arc voltage 80 V, Ar flow rate 15 ml / min, and ion incident angle 30 ° to remove the permalloy in the exposed portion. Usually, the pattern of the vapor-deposited polymer film 1 is removed in this step, but if it remains, it is removed by dry cleaning or the like in step (l). By the same processing as the step (j),
In the step (m), the pattern of the carbon film 4 is removed to obtain the pattern of the permalloy film 2 on the substrate 3. The dimensional variation of 20 points in the substrate surface of the pattern formed as described above was 9.54 ± 0.43 μm, which was excellent processing accuracy. Moreover, reattachment to the side wall was not recognized.

【0041】〈実施例3〉再び図1を用いて具体的実施
例3を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3
上に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μ
mの厚さに形成した。この上に、ジアミンと酸二無水物
として、それぞれ下記の構造よりなるビス(4−アミノ
フェニル)テトラフェニルジシランとエチレングリコー
ルジ無水トリメリテット酸エステルを当モル量別々に真
空装置内に設置し、
<Third Embodiment> A concrete third embodiment will be described with reference to FIG. 1 again. 3 inch diameter silicon wafer substrate 3
The carbon film 2 which is the film to be processed is sputtered on top of
It was formed to a thickness of m. On this, as a diamine and an acid dianhydride, bis (4-aminophenyl) tetraphenyl disilane and ethylene glycol di trimellitate anhydride ester having the following structures, respectively, are installed in a vacuum apparatus in equimolar amounts separately,

【0042】[0042]

【化10】 [Chemical 10]

【0043】1×10~4Pa以上の真空度に排気後、ビ
ス(4−アミノフェニル)テトラフェニルジシランを8
0℃に、エチレングリコールジ無水トリメリテット酸エ
ステルを150℃に加熱して、30分間蒸発させ、40
℃に加熱した基板上に堆積させた。この堆積物を200
℃に加熱処理して0.52μmの厚さのポリイミド膜を
得、蒸着重合膜1とした。このときのケイ素含有量は、
7wt.%となる。この蒸着重合膜1に、10μm幅の
ラインアンドスペースの縞模様パターンを有するフォト
マスクを配置して500mJ/cm2(254nm)の
紫外光を照射し、メタノールとエタノールの2:1(容
量比)の現像液に浸して現像した。この結果、ポジ形の
レジストパターンが形成され、炭素膜2が露出した。次
に炭素膜を酸素のRIEによってエッチングした。エッ
チング条件は、パワー250W、酸素ガス圧力3.0P
a、酸素ガス流量50ml/minであった。この時の
エッチングレート比は4.4(炭素膜/蒸着重合膜)で
あった。このようにして形成した炭素膜のラインアンド
スペースパターンの線幅を測定したところ、基板面内2
0個所の寸法ばらつきは9.05±0.88μmであっ
た。
After evacuation to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa or higher, bis (4-aminophenyl) tetraphenyldisilane was added to 8 times.
At 0 ° C., heat ethylene glycol di-trimellitic anhydride ester to 150 ° C. and evaporate for 30 minutes.
It was deposited on a substrate heated to ° C. 200 of this deposit
A polyimide film having a thickness of 0.52 μm was obtained by heat treatment at 0 ° C. and used as a vapor-deposited polymer film 1. The silicon content at this time is
7 wt. %. A photomask having a line-and-space striped pattern with a width of 10 μm was placed on the vapor-deposited polymer film 1 and irradiated with ultraviolet light of 500 mJ / cm 2 (254 nm), and methanol and ethanol were mixed at a ratio of 2: 1 (volume ratio). It was developed by immersing it in the developer solution. As a result, a positive resist pattern was formed and the carbon film 2 was exposed. The carbon film was then etched by oxygen RIE. Etching conditions are power 250W, oxygen gas pressure 3.0P
a, the oxygen gas flow rate was 50 ml / min. The etching rate ratio at this time was 4.4 (carbon film / vapor-deposited polymer film). The line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured and found to be 2
The dimensional variation at 0 locations was 9.05 ± 0.88 μm.

【0044】〈実施例4〉図1を用いて具体的実施例4
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、ジアミンとして、下記の
構造よりなるビス(4−アミノフェニル)ジフェニルジ
シラン
<Embodiment 4> A specific embodiment 4 will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. On top of this, as diamine, bis (4-aminophenyl) diphenyldisilane having the following structure

【0045】[0045]

【化11】 [Chemical 11]

【0046】と実施例3に用いた酸二無水物(エチレン
グリコールジ無水トリメリテット酸エステル)を当モル
量別々に真空装置内に設置し、1×10~4Pa以上の真
空度に排気後、ビス(4−アミノフェニル)ジフェニル
ジシランを80℃に、エチレングリコールジ無水トリメ
リテット酸エステルを150℃に加熱して、100分間
蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積させた。この
堆積物を200℃に加熱処理して1.88μmの厚さの
ポリイミド膜を得、蒸着重合膜1とした。この蒸着重合
膜1に、10μm幅のラインアンドスペースの縞模様パ
ターンを有するフォトマスクを配置してKrF(248
nm)エキシマレーザーを100秒間照射した結果、ポ
ジ形のレジストパターンが形成された。このときの露光
部と未露光部の膜厚段差は0.97μmであった。次に
酸素のRIEを行った。エッチング条件は、パワー25
0W、酸素ガス圧力3.0Pa、酸素ガス流量50ml
/minであった。
And the acid dianhydride (ethylene glycol dianhydride trimellitate ester) used in Example 3 were separately placed in a vacuum apparatus in equimolar amounts, and after evacuation to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa or more, Bis (4-aminophenyl) diphenyldisilane was heated to 80 ° C. and ethylene glycol ditrimethyl trimellitate was heated to 150 ° C., evaporated for 100 minutes and deposited on a substrate heated to 40 ° C. This deposit was heat-treated at 200 ° C. to obtain a polyimide film having a thickness of 1.88 μm, which was used as a vapor-deposited polymer film 1. A photomask having a line-and-space striped pattern with a width of 10 μm is arranged on the vapor-deposited polymerized film 1 and KrF (248
(nm) Excimer laser was irradiated for 100 seconds, and as a result, a positive resist pattern was formed. At this time, the film thickness difference between the exposed portion and the unexposed portion was 0.97 μm. Next, oxygen RIE was performed. The etching condition is power 25
0 W, oxygen gas pressure 3.0 Pa, oxygen gas flow rate 50 ml
It was / min.

【0047】〈実施例5〉図1を用いて具体的実施例5
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、下記の構造よりなるビス
(4−アミノフェニル)ジメチルジシランとビス(テト
ラヒドロ無水フタル酸)シラン
<Embodiment 5> A specific embodiment 5 will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. On top of this, bis (4-aminophenyl) dimethyldisilane and bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane having the following structures

【0048】[0048]

【化12】 [Chemical 12]

【0049】を当モル量別々に真空装置内に設置し、1
×10~4Pa以上の真空度に排気後、ビス(4−アミノ
フェニル)ジメチルジシランを100℃に、ビス(テト
ラヒドロ無水フタル酸)シランを210℃に加熱して、
30分間蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積させ
た。この堆積物を250℃に加熱処理して0.45μm
の厚さのポリイミド膜を得、蒸着重合膜1とした。この
ときのケイ素含有量は、15wt.%となる。この蒸着
重合膜1に、実施例4と同様のフォトマスクを配置して
400mJ/cm2(254nm)の紫外光を照射し、
メタノールとエタノールの2:1(容量比)の現像液に
浸して現像した。この結果、ポジ形のレジストパターン
が得られた。次に、炭素膜を酸素のRIEによってエッ
チングした。エッチング条件は、パワー250W、酸素
ガス圧力3.0Pa、酸素ガス流量50ml/minで
あった。この時のエッチングレート比は、15.7(炭
素膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形成した
炭素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を測定し
たところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは9.66
±0.38μmであり、優れた精度をもっていた。ま
た、パターン形状も良好であった。
Are placed in a vacuum apparatus separately in equimolar amounts, and
After evacuation to × 10 ~ 4 Pa or more vacuum degree, the bis (4-aminophenyl) dimethyl disilane 100 ° C., by heating bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane 210 ° C.,
Evaporated for 30 minutes and deposited on a substrate heated to 40 ° C. This deposit is heated to 250 ° C. and 0.45 μm
A polyimide film having a thickness of 1 was obtained, and was used as a vapor-deposited polymer film 1. At this time, the silicon content is 15 wt. %. A photomask similar to that in Example 4 was placed on the vapor-deposited polymerized film 1 to irradiate it with 400 mJ / cm 2 (254 nm) of ultraviolet light,
Development was performed by immersing in a 2: 1 (volume ratio) developer solution of methanol and ethanol. As a result, a positive resist pattern was obtained. Next, the carbon film was etched by oxygen RIE. The etching conditions were a power of 250 W, an oxygen gas pressure of 3.0 Pa, and an oxygen gas flow rate of 50 ml / min. The etching rate ratio at this time was 15.7 (carbon film / vapor-deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points on the substrate surface was 9.66.
It was ± 0.38 μm and had excellent accuracy. The pattern shape was also good.

【0050】〈実施例6〉図1を用いて具体的実施例6
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、実施例3と同様のビス
(4−アミノフェニル)テトラフェニルジシランと実施
例5と同様のビス(テトラヒドロ無水フタル酸)シラン
を当モル量別々に真空装置内に設置し、1×10~4Pa
以上の真空度に排気後、ビス(4−アミノフェニル)テ
トラフェニルジシランを80℃に、ビス(テトラヒドロ
無水フタル酸)シランを210℃に加熱して、30分間
蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積せさた。これ
を250℃に加熱処理して0.58μmの厚さのポリイ
ミド膜を得、蒸着重合膜1とした。このときのケイ素含
有量は、10wt.%となる。この蒸着重合膜1に、実
施例5と同様のフォトマスクを配置して300mJ/c
2の紫外光を照射し、実施例5と同様の現像液に浸し
て現像した。ポジ形のレジストパターンが形成され、炭
素膜2が露出した。次に炭素膜を酸素のRIEによって
エッチングした。エッチング条件は、パワー250W、
酸素ガス圧力3.0Pa、酸素ガス流量50ml/mi
nであった。この時のエッチングレート比は11.8
(炭素膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形成
した炭素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を測
定したところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは9.
36±0.29μmであり優れた精度をもっていた。ま
た、パターン形状も良好であった。
<Sixth Embodiment> A sixth embodiment will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. Then, bis (4-aminophenyl) tetraphenyldisilane similar to that in Example 3 and bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane similar to that in Example 5 were separately placed in a vacuum apparatus in equimolar amounts, and 1 × 10 ~ 4 Pa
After evacuating to the above vacuum degree, bis (4-aminophenyl) tetraphenyldisilane was heated to 80 ° C. and bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane was heated to 210 ° C., evaporated for 30 minutes, and heated to 40 ° C. It was deposited on top. This was heat-treated at 250 ° C. to obtain a polyimide film having a thickness of 0.58 μm, which was designated as vapor-deposited polymer film 1. At this time, the silicon content is 10 wt. %. A photomask similar to that in Example 5 was placed on the vapor-deposited polymer film 1 to obtain 300 mJ / c.
It was irradiated with m 2 of ultraviolet light and immersed in the same developer as in Example 5 to develop. A positive resist pattern was formed and the carbon film 2 was exposed. The carbon film was then etched by oxygen RIE. The etching conditions are a power of 250 W,
Oxygen gas pressure 3.0 Pa, oxygen gas flow rate 50 ml / mi
It was n. The etching rate ratio at this time is 11.8.
(Carbon film / vapor deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points in the substrate surface was 9.
It was 36 ± 0.29 μm and had excellent accuracy. The pattern shape was also good.

【0051】〈実施例7〉図1を用いて具体的実施例7
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、下記の構造よりなるビス
(4−アミノヘキセン)テトラメチルジシラン
<Embodiment 7> A concrete embodiment 7 will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. On top of this, bis (4-aminohexene) tetramethyldisilane having the following structure

【0052】[0052]

【化13】 [Chemical 13]

【0053】と実施例5と同様のビス(テトラヒドロ無
水フタル酸)シランを真空装置内に設置し、1×10~4
Pa以上の真空度に排気後、ビス(4−アミノヘキセ
ン)テトラメチルジシランを90℃に、ビス(テトラヒ
ドロ無水フタル酸)シランを210℃に加熱して30分
間蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積させた。こ
れを250℃に加熱処理して0.37μmの厚さのポリ
イミド膜を得、蒸着重合膜1とした。このときのケイ素
含有量は、14wt.%となる。この蒸着重合膜1に、
実施例6と同様のフォトマスクを配置して100mJ/
cm2の紫外光を照射し、実施例6と同様の現像液に浸
して現像した。ポジ形のレジストパターンが形成され、
炭素膜2が露出した。次に、炭素膜を酸素のRIEによ
ってエッチングした。エッチング条件は、パワー250
W、酸素ガス圧力3.0Pa、酸素ガス流量50ml/
minであった。この時のエッチングレート比は12.
4(炭素膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形
成した炭素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を
測定したところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは
9.85±0.35μmであり優れた精度をもってい
た。また、パターン形状も良好であった。
Then, bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane similar to that used in Example 5 was placed in a vacuum apparatus, and 1 × 10 4
After evacuation to a vacuum of Pa or higher, bis (4-aminohexene) tetramethyldisilane was heated to 90 ° C. and bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane was heated to 210 ° C. to evaporate for 30 minutes and then heated to 40 ° C. Deposited on top. This was heat-treated at 250 ° C. to obtain a polyimide film having a thickness of 0.37 μm, which was designated as vapor-deposited polymer film 1. At this time, the silicon content is 14 wt. %. In this vapor-deposited polymer film 1,
A photomask similar to that in Example 6 is arranged and 100 mJ /
It was irradiated with cm 2 of ultraviolet light and immersed in the same developing solution as in Example 6 for development. A positive resist pattern is formed,
The carbon film 2 was exposed. Next, the carbon film was etched by oxygen RIE. Etching conditions are power 250
W, oxygen gas pressure 3.0 Pa, oxygen gas flow rate 50 ml /
It was min. The etching rate ratio at this time is 12.
It was 4 (carbon film / vapor deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points within the substrate surface was 9.85 ± 0.35 μm, which was excellent in accuracy. The pattern shape was also good.

【0054】〈実施例8〉図1を用いて具体的実施例8
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、それぞれ下記の構造より
なるビス(4−アミノフェニル)ジシランとビス無水フ
タル酸ジメチルジシラン
<Embodiment 8> A specific embodiment 8 will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. On top of this, bis (4-aminophenyl) disilane and bis (phthalic anhydride) dimethyldisilane, each of which has the following structure

【0055】[0055]

【化14】 Embedded image

【0056】を真空装置内に設置し、1×10~4Pa以
上の真空度に排気後、ビス(4−アミノフェニル)ジシ
ランを120℃に、ビス無水フタル酸ジメチルジシラン
を200℃に加熱して、30分間蒸発させ、40℃に加
熱した基板上に堆積させた。この堆積物を200℃に加
熱処理して0.70μmの厚さのポリイミド膜を得、蒸
着重合膜1とした。このときのケイ素含有量は、18w
t.%となる。この蒸着重合膜1に、実施例7と同様の
フォトマスクを配置して500mJ/cm2の紫外光を
照射し、実施例7と同様の現像液に浸して現像した。そ
の結果、ポジ形のレジストパターンが形成された。次に
炭素膜を酸素のRIEによってエッチングした。エッチ
ング条件は、パワー250W、酸素ガス圧力3.0P
a、酸素ガス流量50ml/minであった。この時の
エッチングレート比は25.3(炭素膜/蒸着重合膜)
であった。このようにして形成した炭素膜のラインアン
ドスペースパターンの線幅を測定したところ、基板面内
20個所の寸法ばらつきは9.47±0.74μmであ
った。
Was placed in a vacuum apparatus, and after evacuating to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa or more, bis (4-aminophenyl) disilane was heated to 120 ° C. and bis (phthalic anhydride dimethyldisilane) was heated to 200 ° C. And evaporated for 30 minutes and deposited on a substrate heated to 40 ° C. This deposit was heat-treated at 200 ° C. to obtain a 0.70 μm-thick polyimide film, which was used as a vapor-deposited polymer film 1. The silicon content at this time is 18w.
t. %. A photomask similar to that of Example 7 was placed on this vapor-deposited polymerized film 1 and irradiated with ultraviolet light of 500 mJ / cm 2 , and was immersed in the same developing solution as that of Example 7 for development. As a result, a positive resist pattern was formed. The carbon film was then etched by oxygen RIE. Etching conditions are power 250W, oxygen gas pressure 3.0P
a, the oxygen gas flow rate was 50 ml / min. The etching rate ratio at this time is 25.3 (carbon film / vapor-deposited polymer film)
Met. When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 locations within the substrate surface was 9.47 ± 0.74 μm.

【0057】〈実施例9〉図1を用いて具体的実施例9
を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3上
に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μm
の厚さに形成した。この上に、それぞれ下記の構造より
なるビス(4−アミノヘキセン)テトラメチルジシラン
とビス(テトラヒドロ無水フタル酸)ジメチルジシラン
<Embodiment 9> A specific embodiment 9 will be described with reference to FIG.
Will be explained. A carbon film 2 to be processed is 1 μm on a silicon wafer substrate 3 having a diameter of 3 inches by a sputtering method.
Formed to a thickness of. On top of this, bis (4-aminohexene) tetramethyldisilane and bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane, each of which has the following structure

【0058】[0058]

【化15】 [Chemical 15]

【0059】を真空装置内に設置し、1×10~4Pa以
上の真空度に排気後、ビス(4−アミノヘキセン)テト
ラメチルジシランを100℃に、ビス(テトラヒドロ無
水フタル酸)ジメチルジシランを200℃に加熱して、
30分間蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積させ
た。この堆積物を200℃に加熱処理して0.53μm
の厚さのポリイミド膜を得、蒸着重合膜1とした。この
ときのケイ素含有量は、16wt.%となる。この蒸着
重合膜1に、実施例8と同様のフォトマスクを配置して
100mJ/cm2の紫外光を照射し、アルカリ水溶液
を現像液として用いて現像した。その結果、ポジ形のレ
ジストパターンが形成された。次に実施例8と同様に炭
素膜を酸素のRIEによってエッチングした。この時の
エッチングレート比は21.1(炭素膜/蒸着重合膜)
であった。このようにして形成した炭素膜のラインアン
ドスペースパターンの線幅を測定したところ、基板面内
20個所の寸法ばらつきは9.40±0.52μmであ
った。
Was placed in a vacuum apparatus and evacuated to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa or higher, bis (4-aminohexene) tetramethyldisilane was heated to 100 ° C., and bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane was added. Heat to 200 ° C,
Evaporated for 30 minutes and deposited on a substrate heated to 40 ° C. This deposit is heated to 200 ° C. and then 0.53 μm
A polyimide film having a thickness of 1 was obtained, and was used as a vapor-deposited polymer film 1. At this time, the silicon content is 16 wt. %. A photomask similar to that used in Example 8 was placed on this vapor-deposited polymerized film 1, and it was irradiated with ultraviolet light of 100 mJ / cm 2 and developed using an alkaline aqueous solution as a developing solution. As a result, a positive resist pattern was formed. Then, as in Example 8, the carbon film was etched by oxygen RIE. The etching rate ratio at this time was 21.1 (carbon film / vapor-deposited polymer film).
Met. When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 locations within the substrate surface was 9.40 ± 0.52 μm.

【0060】〈実施例10〉図1を用いて具体的実施例
10を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3
上に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μ
mの厚さに形成した。この上に、下記の構造よりなるビ
ス(4−アミノフェニル)シラン
<Embodiment 10> A specific embodiment 10 will be described with reference to FIG. 3 inch diameter silicon wafer substrate 3
The carbon film 2 which is the film to be processed is sputtered on top of
It was formed to a thickness of m. On top of this, bis (4-aminophenyl) silane having the following structure

【0061】[0061]

【化16】 Embedded image

【0062】と実施例9と同様のビス(テトラヒドロ無
水フタル酸)ジメチルジシランを真空装置内に設置し、
1×10~4Pa以上の真空度に排気後、ビス(4−アミ
ノフェニル)シランを110℃に、ビス(テトラヒドロ
無水フタル酸)ジメチルジシランを230℃に加熱し
て、30分間蒸発させ、40℃に加熱した基板上に堆積
させた。この堆積物を250℃に加熱処理して0.42
μmの厚さのポリイミド膜を得、蒸着重合膜1とした。
このときのケイ素含有量は、14wt.%となる。この
蒸着重合膜1に、実施例9と同様のフォトマスクを配置
して300mJ/cm2の紫外光を照射し、実施例9と
同様にアルカリ水溶液を現像液として用いて現像した。
その結果、ポジ形のレジストパターンが形成された。次
に実施例9と同様に炭素膜を酸素のRIEによってエッ
チングした。この時のエッチングレート比は14.9
(炭素膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形成
した炭素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を測
定したところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは9.
76±0.76μmであった。
And bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane as in Example 9 were placed in a vacuum apparatus,
After evacuation to a vacuum of 1 × 10 4 Pa or higher, bis (4-aminophenyl) silane was heated to 110 ° C. and bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane was heated to 230 ° C. to evaporate for 30 minutes, It was deposited on a substrate heated to ° C. This deposit is heated to 250 ° C. and 0.42
A polyimide film having a thickness of μm was obtained and used as a vapor-deposited polymer film 1.
At this time, the silicon content is 14 wt. %. A photomask similar to that of Example 9 was placed on this vapor-deposited polymerized film 1, and 300 mJ / cm 2 of ultraviolet light was irradiated, and similarly to Example 9, an alkaline aqueous solution was used as a developing solution for development.
As a result, a positive resist pattern was formed. Then, as in Example 9, the carbon film was etched by oxygen RIE. The etching rate ratio at this time is 14.9.
(Carbon film / vapor deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points in the substrate surface was 9.
It was 76 ± 0.76 μm.

【0063】〈実施例11〉図1を用いて具体的実施例
11を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3
上に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μ
mの厚さに形成した。この上に、下記の構造よりなるフ
ェニレンジアミン
<Embodiment 11> A concrete embodiment 11 will be described with reference to FIG. 3 inch diameter silicon wafer substrate 3
The carbon film 2 which is the film to be processed is sputtered on top of
It was formed to a thickness of m. On top of this, a phenylenediamine consisting of the following structure

【0064】[0064]

【化17】 [Chemical 17]

【0065】と実施例9と同様のビス(テトラヒドロ無
水フタル酸)ジメチルジシランを真空装置内に設置し、
1×10~4Pa以上の真空度に排気後、フェニレンジア
ミンを80℃に、ビス(テトラヒドロ無水フタル酸)ジ
メチルジシランを230℃に加熱して、30分間蒸発さ
せ、40℃に加熱した基板上に堆積させた。この堆積物
を250℃に加熱処理して0.53μmの厚さのポリイ
ミド膜を得、蒸着重合膜1とした。このときのケイ素含
有量は、12wt.%となる。この蒸着重合膜1に、実
施例10と同様のフォトマスクを配置して200mJ/
cm2の紫外光を照射し、実施例8と同様の現像液を用
いて現像した。その結果、ポジ形のレジストパターンが
形成された。次に実施例10と同様に炭素膜を酸素のR
IEによってエッチングした。
And bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane as in Example 9 were placed in a vacuum device,
After evacuating to a vacuum of 1 × 10 to 4 Pa or higher, phenylenediamine was heated to 80 ° C. and bis (tetrahydrophthalic anhydride) dimethyldisilane was heated to 230 ° C., evaporated for 30 minutes, and heated to 40 ° C. on the substrate. Deposited on. This deposit was heat-treated at 250 ° C. to obtain a polyimide film having a thickness of 0.53 μm, which was used as a vapor deposition polymerized film 1. At this time, the silicon content is 12 wt. %. On this vapor-deposited polymerized film 1, a photomask similar to that in Example 10 was placed and 200 mJ /
It was irradiated with cm 2 of ultraviolet light and developed using the same developer as in Example 8. As a result, a positive resist pattern was formed. Then, as in Example 10, the carbon film was subjected to oxygen R
Etched by IE.

【0066】この時のエッチングレート比は8.8(炭
素膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形成した
炭素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を測定し
たところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは9.23
±0.41μmであった。
The etching rate ratio at this time was 8.8 (carbon film / vapor-deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points in the substrate surface was 9.23.
It was ± 0.41 μm.

【0067】〈実施例12〉図1を用いて具体的実施例
12を説明する。直径3インチのシリコンウェハ基板3
上に、被加工膜である炭素膜2をスパッタ法により1μ
mの厚さに形成した。この上に、実施例11と同様のフ
ェニレンジアミンと、下記構造よりなるビス(テトラヒ
ドロ無水フタル酸)テトラメチルジゲルマン
<Embodiment 12> A specific embodiment 12 will be described with reference to FIG. 3 inch diameter silicon wafer substrate 3
The carbon film 2 which is the film to be processed is sputtered on top of
It was formed to a thickness of m. On top of this, the same phenylenediamine as in Example 11 and bis (tetrahydrophthalic anhydride) tetramethyldigermane having the following structure

【0068】[0068]

【化18】 Embedded image

【0069】を真空装置内に設置し、1×10~4Pa以
上の真空度に排気後、フェニレンジアミンを80℃に、
ビス(テトラヒドロ無水フタル酸)テトラメチルジゲル
マンを300℃に加熱して、30分間蒸発させ、40℃
に加熱した基板上に堆積させた。この堆積物を250℃
に加熱処理して、0.40μmの厚さのポリイミド膜を
得、蒸着重合膜1とした。この蒸着重合膜1に、実施例
11と同様のフォトマスクを配置して100mJ/cm
2の紫外光を照射し、実施例11と同様の現像液を用い
て現像した。その結果、ポジ形のレジストパターンが形
成された。次に実施例10と同様に炭素膜を酸素のRI
Eによってエッチングした。
Was placed in a vacuum apparatus, and after evacuating to a vacuum degree of 1 × 10 to 4 Pa or more, phenylenediamine was heated to 80 ° C.
Bis (tetrahydrophthalic anhydride) tetramethyldigermane is heated to 300 ° C. and evaporated for 30 minutes to 40 ° C.
It was deposited on a heated substrate. This deposit is 250 ℃
Was heat-treated to obtain a polyimide film having a thickness of 0.40 μm, which was used as a vapor-deposited polymer film 1. A photomask similar to that in Example 11 was placed on the vapor-deposited polymer film 1 to obtain 100 mJ / cm 2.
It was irradiated with the ultraviolet light of 2 and developed using the same developer as in Example 11. As a result, a positive resist pattern was formed. Then, the carbon film was subjected to RI of oxygen in the same manner as in Example 10.
Etched by E.

【0070】この時のエッチングレート比は38(炭素
膜/蒸着重合膜)であった。このようにして形成した炭
素膜のラインアンドスペースパターンの線幅を測定した
ところ、基板面内20個所の寸法ばらつきは9.72±
0.34μmであった。
The etching rate ratio at this time was 38 (carbon film / vapor deposited polymer film). When the line width of the line-and-space pattern of the carbon film thus formed was measured, the dimensional variation at 20 points in the substrate surface was 9.72 ±.
It was 0.34 μm.

【0071】〈実施例13〉薄膜磁気ヘッドの製造プロ
セスにおいて、トラック部の上部コア膜(磁性膜)のパ
ターン化に本発明を適用した例を以下に述べる。図3に
その素子断面を示した。
<Embodiment 13> An example in which the present invention is applied to the patterning of the upper core film (magnetic film) of the track portion in the manufacturing process of the thin film magnetic head will be described below. FIG. 3 shows a cross section of the device.

【0072】直径3インチの非磁性基板3にパーマロイ
を1.5μmの厚さに、スパッタし、フォトエッチング
技術によって下部コア膜5とする。
Permalloy was sputtered to a thickness of 1.5 μm on a non-magnetic substrate 3 having a diameter of 3 inches to form a lower core film 5 by a photoetching technique.

【0073】次に、アルミナをスパッタ法により0.5
μmの厚さに形成し、フォトエッチング技術を用いてギ
ャップ膜6とする。
Next, 0.5% of alumina is sputtered.
The gap film 6 is formed with a thickness of μm and is formed by using a photoetching technique.

【0074】続いて、ポリイミド系樹脂(日立化製PI
Q)を回転塗布し、次いで加熱硬化し、フォトエッチン
グ技術によりパターン化して厚さ2μmの絶縁膜7とす
る。
Subsequently, a polyimide resin (PI made by Hitachi Chemical
Q) is spin-coated, then heat-cured, and patterned by a photoetching technique to form an insulating film 7 having a thickness of 2 μm.

【0075】さらに、Cuを1.5μmの厚さにスパッ
タで形成し、フォトエッチング技術を用いてらせん状に
パターン化しコイル8とする。
Further, Cu is formed to a thickness of 1.5 μm by sputtering, and is patterned into a coil 8 in a spiral shape by using a photoetching technique to form the coil 8.

【0076】コイル8上にポリイミド系樹脂の膜を形成
し、厚さ2.5μmの絶縁膜9とした。
A film of polyimide resin was formed on the coil 8 to form an insulating film 9 having a thickness of 2.5 μm.

【0077】続いて、パーマロイを1.5μmの厚さに
スパッタし、一様な上部コア膜10を形成する。
Then, permalloy is sputtered to a thickness of 1.5 μm to form a uniform upper core film 10.

【0078】このようにして形成した上部コア膜10の
パターン化に、本発明を適用した。
The present invention was applied to the patterning of the upper core film 10 thus formed.

【0079】すなわち、炭素膜4と、蒸着重合膜1の二
層膜を用いて上部コア膜10のパターンを形成した。ま
ず、上部コア膜に重ねて、厚さ2μmの炭素膜をスパッ
タ形成した。酸二無水物とジアミンとして、それぞれ実
施例5と同様のビス(テトラヒドロ無水フタル酸)シラ
ンとビス(4−アミノフェニル)ジメチルジシランを用
い、実施例5と同様にしてポリイミドの膜を形成した。
このときの膜厚は、0.45μmであった。露光、現像
によりこれをトラック幅8.00μmの上部磁性膜の形
状にパターン化した。この蒸着重合膜1のパターンをレ
ジストとして酸素のRIEを行い、続いて炭素膜4をマ
スクとしてイオンミリングを行った。蒸着重合膜1のパ
ターンが上部コア膜10に転写された。
That is, the pattern of the upper core film 10 was formed by using the two-layer film of the carbon film 4 and the vapor-deposited polymer film 1. First, a carbon film having a thickness of 2 μm was formed by sputtering on the upper core film. The same bis (tetrahydrophthalic anhydride) silane and bis (4-aminophenyl) dimethyldisilane as in Example 5 were used as the acid dianhydride and diamine, respectively, and a polyimide film was formed in the same manner as in Example 5.
The film thickness at this time was 0.45 μm. This was patterned into the shape of the upper magnetic film having a track width of 8.00 μm by exposure and development. RIE of oxygen was performed using the pattern of the vapor-deposited polymer film 1 as a resist, and then ion milling was performed using the carbon film 4 as a mask. The pattern of the vapor-deposited polymer film 1 was transferred to the upper core film 10.

【0080】上部コア膜10の先端部の幅がトラック幅
となるが、このトラック幅の基板内30個所の寸法ばら
つきは7.77±0.55μmであり、高い加工精度を
示した。また、パターン側面に再付着は全く認められな
かった。
The width of the tip portion of the upper core film 10 becomes the track width, and the dimensional variation of the track width at 30 points in the substrate is 7.77 ± 0.55 μm, which shows high processing accuracy. Further, no redeposition was observed on the side surface of the pattern.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
気相重合により感度の良いレジスト膜を形成することが
でき、エッチング耐性が高いことから、下層膜である有
機膜あるいは炭素膜に直接パターン転写が可能であり、
被加工膜のパターン精度向上および生産性向上の効果が
ある。
As described above, according to the present invention,
A highly sensitive resist film can be formed by vapor phase polymerization, and since it has high etching resistance, it is possible to directly transfer a pattern to an organic film or a carbon film as a lower layer film.
This has the effects of improving the pattern accuracy and the productivity of the film to be processed.

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

【図1】本発明の一実施例を示す工程図FIG. 1 is a process chart showing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例を示す工程図FIG. 2 is a process chart showing another embodiment of the present invention.

【図3】薄膜磁気ヘッドの一部の切断拡大断面図FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part of the thin-film magnetic head.

【図4】レジスト膜のケイ素含有量とエッチング耐性の
相関図
FIG. 4 is a correlation diagram between the silicon content of the resist film and the etching resistance.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…蒸着重合膜、2…被加工薄膜、3…基板、4…炭素
膜、5…下部コア膜、6…ギャップ膜、7…絶縁膜、8
…コイル、9…絶縁膜、10…上部コア膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Vaporized polymer film, 2 ... Thin film to be processed, 3 ... Substrate, 4 ... Carbon film, 5 ... Lower core film, 6 ... Gap film, 7 ... Insulating film, 8
... coil, 9 ... insulating film, 10 ... upper core film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G03F 7/037 501 7/038 504 7/36 H01L 21/027 21/3065 (72)発明者 斉藤 治信 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location G03F 7/037 501 7/038 504 7/36 H01L 21/027 21/3065 (72) Inventor Saito Harunobu 2880 Kozu, Odawara City, Kanagawa Stock Company, Hitachi Ltd. Storage Systems Division

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レジストを気相重合法によって形成し、
ドライエッチングによってレジストのない部分の被加工
材料を除去してパターンを形成する方法において、前記
レジストがジアミンと酸二無水物から蒸着重合により形
成されるポリイミドあるいはポリアミド酸であり、前記
ジアミンと酸二無水物のうち少なくとも一方がケイ素を
含有する化合物であることを特徴とするパターン形成方
法。
1. A resist is formed by a gas phase polymerization method,
In a method of forming a pattern by removing a material to be processed in a portion without a resist by dry etching, the resist is a polyimide or a polyamic acid formed by vapor deposition polymerization of a diamine and an acid dianhydride, and the resist is a diamine and an acid diacid. A pattern forming method, wherein at least one of the anhydrides is a compound containing silicon.
【請求項2】 レジストを気相重合法によって形成し、
ドライエッチングによってレジストのない部分の被加工
材料を除去してパターンを形成する方法において、前記
レジストがケイ素を含有するジアミンとケイ素を含有す
る酸二無水物を蒸着重合させたポリイミドあるいはポリ
アミド酸であることを特徴とするパターン形成方法。
2. A resist is formed by a gas phase polymerization method,
In the method of forming a pattern by removing the material to be processed without a resist by dry etching, the resist is a polyimide or a polyamic acid obtained by vapor deposition polymerization of a diamine containing silicon and an acid dianhydride containing silicon. A pattern forming method characterized by the above.
【請求項3】 請求項1または2において、前記ポリイ
ミドあるいはポリアミド酸が、繰り返し単位の主鎖にケ
イ素−ケイ素結合を少なくとも一つ以上含有することを
特徴とするパターン形成方法。
3. The pattern forming method according to claim 1, wherein the polyimide or the polyamic acid contains at least one silicon-silicon bond in the main chain of the repeating unit.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
ポリイミドあるいはポリアミド酸のケイ素含有量が8w
t.%以上であることを特徴とするパターン形成方法。
4. The silicon content of the polyimide or the polyamic acid according to claim 1, which is 8 w.
t. % Or more, the pattern forming method.
【請求項5】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
ポリイミドあるいはポリアミド酸のケイ素含有量が8w
t.%以上であることにより、酸素プラズマを用いて下
層の有機膜または炭素膜をパターン化するためのレジス
トとなることを特徴とするパターン形成方法。
5. The silicon content of the polyimide or polyamic acid according to claim 1, which is 8 w.
t. % To be a resist for patterning an organic film or a carbon film as a lower layer by using oxygen plasma.
【請求項6】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
ポリイミドあるいはポリアミド酸のケイ素含有量が15
wt.%以上であることにより、高エッチング耐性を示
すことを特徴とするパターン形成方法。
6. The silicon content of the polyimide or the polyamic acid according to claim 1, which is 15 or more.
wt. % Or more, the pattern forming method is characterized by exhibiting high etching resistance.
【請求項7】 請求項1〜3のいずれかにおいて、前記
ポリイミドあるいはポリアミド酸のケイ素含有量が15
wt.%以上であることにより、酸素プラズマを用いて
下層の被加工材料をパターン化する際に高エッチング耐
性のあるレジストとなることを特徴とするパターン形成
方法。
7. The silicon content of the polyimide or the polyamic acid according to claim 1, which is 15 or more.
wt. %, It becomes a resist having high etching resistance when the material to be processed of the lower layer is patterned by using oxygen plasma.
【請求項8】 請求項1〜7のいずれかにおいて、ジア
ミンが下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官能基
−R1がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル基
あるいは水素基のうちいずれかであり、官能基−R2
メチル基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるいは
水素基のうちいずれかであり、官能基−R3がメチル基
あるいはエチル基あるいはフェニル基あるいは水素基の
うちいずれかであり、官能基−R4がメチル基あるいは
エチル基あるいはフェニル基あるいは水素基のうちいず
れかであることを特徴とするパターン形成方法。 【化1】
8. The diamine according to claim 1, wherein the diamine has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 1 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a hydrogen group. And the functional group -R 2 is either a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a hydrogen group, and the functional group -R 3 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a hydrogen group, A pattern forming method, wherein the functional group -R 4 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group and a hydrogen group. Embedded image
【請求項9】 請求項1〜7のいずれかにおいて、酸二
無水物が下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官能
基−R5がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル
基あるいは水素基のうちいずれかであり、官能基−R6
がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるい
は水素基のうちいずれかであり、官能基−R7がメチル
基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるいは水素基
のうちいずれかであり、官能基−R8がメチル基あるい
はエチル基あるいはフェニル基あるいは水素基のうちい
ずれかであることを特徴とするパターン形成方法。 【化2】
9. The acid dianhydride according to claim 1, wherein the acid dianhydride has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 5 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a hydrogen group. Any of the functional groups -R 6
Is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a hydrogen group, the functional group -R 7 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a hydrogen group, and the functional group -R 8 is a methyl group. A pattern forming method, which is one of a group, an ethyl group, a phenyl group, and a hydrogen group. Embedded image
【請求項10】 請求項1〜3のいずれかにおいて、ジ
アミンが下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官能
基−R9がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル
基あるいは水素基のうちいずれかであり、官能基−R10
がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるい
は水素基のうちいずれかであることを特徴とするパター
ン形成方法。 【化3】
10. The diamine according to any one of claims 1 to 3, wherein the diamine has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group -R 9 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a hydrogen group. Yes, functional group-R 10
Is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group or a hydrogen group, and a pattern forming method. Embedded image
【請求項11】 請求項1〜3のいずれかにおいて、酸
二無水物が下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官
能基−R11がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニ
ル基あるいは水素基のうちいずれかであり、官能基−R
12がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル基ある
いは水素基のうちいずれかであることを特徴とするパタ
ーン形成方法。 【化4】
11. The acid dianhydride according to claim 1, wherein the acid dianhydride has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 11 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, or a hydrogen group. Any of the functional groups -R
12. A pattern forming method, wherein 12 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group and a hydrogen group. [Chemical 4]
【請求項12】 請求項1〜7のいずれかにおいて、ジ
アミンが下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官能
基−R1がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル
基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基のうちい
ずれかであり、官能基−R2がメチル基あるいはエチル
基あるいはフェニル基あるいは水素基あるいはケイ素を
含有する基のうちいずれかであり、官能基−R3がメチ
ル基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるいは水素
基あるいはケイ素を含有する基のうちいずれかであり、
官能基−R4がメチル基あるいはエチル基あるいはフェ
ニル基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基のう
ちいずれかであることを特徴とするパターン形成方法。 【化5】
12. The diamine according to any one of claims 1 to 7, wherein the diamine has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 1 contains a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or silicon. The functional group -R 2 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or a group containing silicon, and the functional group -R 3 is a methyl group, an ethyl group or Either a phenyl group, a hydrogen group or a group containing silicon,
A pattern forming method, wherein the functional group -R 4 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group and a group containing silicon. Embedded image
【請求項13】 請求項1〜7のいずれかにおいて、酸
二無水物が下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官
能基−R5がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニ
ル基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基のうち
いずれかであり、官能基−R6がメチル基あるいはエチ
ル基あるいはフェニル基あるいは水素基あるいはケイ素
を含有する基のうちいずれかであり、官能基−R7がメ
チル基あるいはエチル基あるいはフェニル基あるいは水
素基あるいはケイ素を含有する基のうちいずれかであ
り、官能基−R8がメチル基あるいはエチル基あるいは
フェニル基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基
のうちいずれかであることを特徴とするパターン形成方
法。 【化6】
13. The acid dianhydride according to any one of claims 1 to 7, wherein the acid dianhydride has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 5 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or silicon. And the functional group -R 6 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or a group containing silicon, and the functional group -R 7 is a methyl group or It is any one of an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or a silicon-containing group, and the functional group -R 8 is any of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or a silicon-containing group. A pattern forming method characterized by the above. [Chemical 6]
【請求項14】 請求項1〜7のいずれかにおいて、ジ
アミンが下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官能
基−R9がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニル
基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基のうちい
ずれかであり、官能基−R10がメチル基あるいはエチル
基あるいはフェニル基あるいは水素基あるいはケイ素を
含有する基のうちいずれかであることを特徴とするパタ
ーン形成方法。 【化7】
14. The diamine according to claim 1, wherein the diamine has a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 9 contains a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or silicon. A method for forming a pattern, wherein the functional group -R 10 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or a group containing silicon. [Chemical 7]
【請求項15】 請求項1〜7のいずれかにおいて、酸
二無水物が下記化学構造式で表わされる構造を持ち、官
能基−R11がメチル基あるいはエチル基あるいはフェニ
ル基あるいは水素基あるいはケイ素を含有する基のうち
いずれかであり、官能基−R12がメチル基あるいはエチ
ル基あるいはフェニル基あるいは水素基あるいはケイ素
を含有する基のうちいずれかであることを特徴とするパ
ターン形成方法。 【化8】
15. The acid dianhydride according to claim 1, having a structure represented by the following chemical structural formula, and the functional group —R 11 is a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group or silicon. And the functional group —R 12 is any one of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen group, and a silicon-containing group. Embedded image
【請求項16】 請求項1〜15のいずれかにおいて、
ケイ素をゲルマニウムに置き換えた化合物であることを
特徴とするパターン形成方法。
16. The method according to any one of claims 1 to 15,
A pattern forming method, which is a compound in which silicon is replaced by germanium.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004111734A1 (en) * 2003-06-11 2004-12-23 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition, resist laminates and process for the formation of resist patterns
JP2007242704A (en) * 2006-03-06 2007-09-20 Toshiba Corp Pattern manufacturing method, pattern substrate and field effect transistor
JP2008053526A (en) * 2006-08-25 2008-03-06 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Fabricating method of semiconductor device
JP2008078634A (en) * 2006-08-25 2008-04-03 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Method of producing semiconductor device

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