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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein organisches Antireflex-Polymer
und sein Herstellungsverfahren. Das organische Antireflex-Polymer
der vorliegenden Erfindung verhindert eine Rückreflexion von tieferen Filmschichten
und eliminiert stehende Wellen, die aufgrund einer Dickenänderung
des Photoresist und Licht stattfindet, in einem lithographischen
Verfahren unter Verwendung von 248 nm KrF- und 193 nm ArF-Laserlichtquellen
zur Herstellung von Ultrafein-Strukturen. Insbesondere ist das organische
Antireflex-Polymer der vorliegenden Erfindung zur Herstellung ultrafeiner
Strukturen von 64 M, 256 M, 1 G und 4 G DRAM Halbleiter-Vorrichtungen
nützlich.
Die vorliegende Erfindung stellt auch eine Zusammensetzung, die
derartige organische Antireflex-Polymere enthält, eine daraus hergestellte
Antireflex-Überzugsschicht
und ein Verfahren zur Herstellung derselben zur Verfügung.
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2. Beschreibung des technologischen Hintergrundes
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In
einem Herstellungsverfahren für
ultrafeine Strukturen zur Herstellung von Halbleiter-Vorrichtungen kommt
es unvermeidlich zu stehenden Wellen und reflektiver Auskerbung
(„notching") aufgrund der optischen Eigenschaften
der unteren Filmschichten auf dem Wafer und aufgrund der Dickenänderung
des photosensitiven Filmes. Zusätzlich
gibt es das weitere Problem der CD-Änderung (Änderung der kritischen Dimension), welche
durch von den unteren Filmschichten diffraktiertes und reflektiertes
Licht hervorgerufen wird. Es ist dementsprechend vorgeschlagen worden,
eine Antireflex-Beschichtung
einzuführen,
die es ermöglicht,
eine Rückreflexion
an einer unteren Filmschicht zu verhindern, indem organisches Material
eingeführt
wird, welches eine hohe Extinktion („absorbance") im Wellenlängenbereich
des Lichtes besitzt, das als Lichtquelle eingesetzt wird.
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Antireflex-Beschichtungen
werden in anorganische und organische Antireflex-Beschichtungen eingeteilt, abhängig von
dem verwendeten Material, oder in absorptive und interferierende
Antireflex-Beschichtungen, basierend auf dem Wirkungsmechanismus.
Für die
Mikrolithographie unter Verwendung von I-Linien-Strahlung (365 nm
Wellenlänge)
wird vornehmlich die anorganische Antireflex-Beschichtung verwendet, während TiN
und amorpher Kohlenstoff als absorptives System und SiON als interferierendes
System eingesetzt werden.
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In
einem Herstellungsverfahren für
ultrafeine Strukturen unter Verwendung eines KrF-Lasers wurde als anorganischer Antireflex-Film
hauptsächlich
SiON eingesetzt. Jedoch war im Fall eines anorganischen Antireflex-Filmes
kein Material bekannt gewesen, welches die Kontrolle der Interferenz
bei 193 nm, der Wellenlänge
der Lichtquelle, ermöglicht.
Dementsprechend wurden große
Anstrengungen unternommen, um eine organische Verbindung als Antireflex-Beschichtung
einzusetzen.
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Damit
es sich um eine gute organische Antireflex-Beschichtung handelt,
müssen
die folgenden Bedingungen erfüllt
sein:
- (1) Bei der Durchführung eines lithographischen
Verfahrens darf kein Abschälen
der Photoresist-Schicht aufgrund der Auflösung in einem Lösungsmittel
stattfinden. Um dieses Ziel zu erreichen, muss eine Formbeschichtung
(Molded Coating) vorgesehen werden, die ohne Erzeugung irgendwelcher
Chemikalien als Nebenprodukt eine vernetzte Struktur bildet.
- (2) Chemikalien wie Säuren
oder Amine dürfen
in die Antireflex-Beschichtung nicht eintreten oder aus ihr austreten.
Der Grund hierfür
ist, dass, wenn Säuren
aus einer Antireflex-Beschichtung herausmigrieren, es in einem unteren
Teil der Struktur zu Unterschneidungen kommt, während eine Fußbildung
(Footing) stattfinden kann, wenn eine Base, wie zum Beispiel ein
Amin, migriert.
- (3) Die Ätzgeschwindigkeit
der Antireflex-Beschichtung sollte schneller sein als die des oberen
photosensitiven Filmes, um so den Ätzprozess unter Verwendung
eines photosensitiven Filmes als Maske zu erleichtern.
- (4) Die Antireflex-Beschichtung muss deshalb so dünn wie möglich sein,
in einem Maße,
in dem sie ausreichend eine Rolle als Antireflex-Beschichtung spielen
kann.
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Die
existierenden organischen Antireflex-Materialien werden hauptsächlich in
zwei Typen unterschieden, und zwar in (1) Polymere, die ein Chromophor,
ein Vernetzungsmittel (einzelnes Molekül), welches die Polymere vernetzt,
und ein Additiv (thermisch variables Oxidationsmittel) enthalten
sowie (2) Polymere, die miteinander selbst vernetzen können und
Chromophore und ein Additiv (thermisch variables Oxidationsmittel) enthalten.
Aber diese zwei Typen von Antireflex-Material haben insoweit ein
Problem, als die Kontrolles des k-Wertes nahezu unmöglich ist,
weil der Anteil des Chromophoren gemäss dem Verhältnis, wie es ursprünglich zum
Zeitpunkt der Polymerisation eingestellt war, festgelegt ist. Falls
es also erwünscht
ist, den k-Wert zu ändern,
muss es noch einmal synthetisiert werden.
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Die
nachveröffentlichten
Dokumente
DE 100 28 345 und
DE 100 63 263 offenbaren
Verbindungen, die keine Acrylsäureaminooxybindung
and Acrylanthracen-Monomere enthalten. Die
EP 62611 wiederum offenbart ein Polymerisationsverfahren
unter Verwendung von Anthracen-Monomeren. Dabei werden die Anthracen-Monomere
in die Polymerkette selbst einpolymerisiert.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein neues organisches
Polymer für
Antireflex-Beschichtungen und das Verfahren zu seiner Herstellung
bereitzustellen.
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Es
ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antireflex-Beschichtungszusammensetzung, welche
das zuvor genannte Polymer umfasst, und ein Verfahren zu deren Herstellung
bereitzustellen.
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Es
ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Halbleiter-Vorrichtung
bereitzustellen, auf der mittels Submikrolithographie eine Struktur
aus einer solchen Antireflex-Beschichtung gebildet ist.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Erfindungsgemäss werden
die folgenden Verbindungen der Formeln 1 bzw. 2 angegeben, die in
Antireflex-Beschichtungen eingesetzt werden können.
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Das
Polymer der oben dargestellten Formel 1 wird aus der Verbindung
der nachfolgenden Formel 10 synthetisiert.
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In
obigen Formeln 1, 2 und 10 gilt:
Ra bis
Rc sind jeweils unabhängig Wasserstoff oder Methyl;
Ra bis Rd und R1 bis R9 sind jeweils
unabhängig
-H, -OH, -OCOCH3, -COOH, -CH2OH
oder substituiertes oder unsubstituiertes oder geradkettiges oder
verzweigtes Alkyl oder Alkoxy-Alkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen;
l,
m und n stellen jeweils eine ganze Zahl dar, die aus 1, 2, 3, 4
und 5 ausgewählt
ist;
x, y und z stellen jeweils einen Molenbruch von 0,01 bis
0,99 dar;
R10 und R11 sind
jeweils unabhängig
geradkettiges oder verzweigtes substituiertes C1-10 Alkoxy;
und
R12 ist Wasserstoff oder Methyl.
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Die
Verbindung der Formel 2 wird hergestellt, indem (Meth)Acrolein polymerisiert
wird, um Poly(Meth)Acrolein zu erhalten, gefolgt von einer Reaktion
des erhaltenen polymeren Produktes mit verzweigtem oder geradkettigem
substituiertem Alkylalkohol mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen.
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Im
Detail wird (Meth)Acrolein zunächst
in einem organischen Lösungsmittel
aufgelöst
und hierzu dann ein Polymerisationsinitiator zugesetzt, um unter
Vakuum bei 60 bis 70°C
für 4 bis
6 Stunden eine Polymerisation auszuführen. Das erhaltene polymere
Produkt wird dann mit verzweigtem oder geradkettigem substituiertem
Alkylalkohol mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen umgesetzt, in Gegenwart
von Trifluormethylsulfonsäure
als Katalysator bei Raumtemperatur für 20 bis 30 Stunden.
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In
dem obigen Verfahren wird das geeignete organische Lösungsmittel
aus der Gruppe ausgewählt, die
aus Tetrahydrofuran (THF), Cyclohexanon, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid,
Dioxan, Mehtylethylketon, Benzol, Toluol, Xylol und deren Mischungen
besteht. Als Polymerisationsinitiator können erwähnt werden 2,2-Azobisisobutyronitril
(AIBN), Benzoylperoxid, Acetylperoxid, Laurylperoxid, t-Butylperacetat,
t-Butylhydroperoxid oder di-t-Butylperoxid. Ein bevorzugtes Beispiel
des besagten Alkylalkohols mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist Ethanol
oder Methanol.
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Eine
bevorzugte Verbindung der Formel 2 ist aus der Gruppe ausgewählt, die
aus den Verbindungen der folgenden Formeln 3 bis 6 besteht.
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Die
obigen Verbindungen der Formeln 3 bis 6 werden leicht in Gegenwart
von Säuren
und anderen Polymeren mit Alkohol-Gruppe ausgehärtet.
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Das
Polymer der Formel 1 wird hergestellt durch Reaktion von 9-Anthracen-Methylenaminooxyalkyl(meth)acrylatmonomer,
Hydroxyalkyl(meth)acrylatmonomer und Glycidylalkyl(meth)acrylatmonomer
in einem organischen Lösungsmittel
und dann Polymerisieren der erhaltenen Verbindung mit einem Polymerisationsinitiator.
Jedes konventionelle organische Lösungsmittel kann in diesem
Verfahren eingesetzt werden, aber ein bevorzugtes Lösungsmittel
ist ausgewählt
aus der Gruppe, die aus Tetrahydrofuran, Toluol, Benzol, Methylethylketon,
Dioxan und Mischungen dieser Lösungsmittel
besteht. Als Polymerisationsinitiator kann jeder konventionelle
radikalische Polymerisationsinitiator verwendet werden, aber es
wird bevorzugt, eine Verbindung einzusetzen, die aus der Gruppe
ausgewählt
ist, die aus 2,2'-Azobisisobutyronitril,
Acetylperoxid, Laurylperoxid und t-Butylperoxid besteht. Die obige
Polymerisationsreaktion wird vorzugsweise bei 50 bis 90°C durchgeführt, und
jedes der Monomeren besitzt einen Molenbruch im Bereich von 0,01
bis 0,99.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Antireflex-Beschichtungszusammensetzung
zur Verfügung, die
ein Polymer der Formel 1 und ein Polymer der Formel 2 umfasst.
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Des
Weiteren stellt die vorliegende Erfindung auch eine Antireflex-Beschichtungszusammensetzung zur
Verfügung,
die ein Polymer der Formel 1, eine Verbindung der Formel 2 und ein
Anthracen-Derivat als Additiv umfasst. Erläuternde, nicht beschränkende Beispiele
der Anthracen-Derivate (hiernach „Anthracen-Derivat-Additive") sind aus der Gruppe
ausgewählt,
die aus Anthracen, 9-Anthracenmethanol, 9-Anthracencarbonitril, 9-Anthracen-Carbonsäure, Ditranol,
1,2,10-Anthracentriol, Anthraflavonsäure, 9-Anthraldehydoxim, 9-Anthraldehyd,
2-Amino-7-methyl-5-oxo-5H-[1]benzo-pyrano[2,3-b]pyridin-3-carbonitril,
1-Aminoanthrachinon, Anthrachinon-2-carbonsäure, 1,5-Dihydroxyanthrachinon,
Anthron, 9-Anthryl-trifluoro-methylketon, 9-Alkylanthracen-Derivate der folgenden
Formel 7, 9-Carboxylanthracen-Derivate der folgenden Formel 8, 1-Carboxylanthracen-Derivate
der folgenden Formel 9, und deren Mischungen besteht. Formel
7
Formel
8
Formel
9
worin R
1 bis R
5 -H, -OH, -CH
2OH
oder substituiertes oder unsubstituiertes, geradkettiges oder verzweigtes
Alkyl oder Alkoxyalkyl mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen sind.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch ein Herstellungsverfahren für eine organische
Antireflex-Beschichtung zur Verfügung,
welches die Schritte umfasst: Auflösen eines Polymers der Formel
1 und einer Verbindung der Formel 2 in einem organischen Lösungsmittel,
Filtrieren der erhaltenen Lösung
alleine oder in Kombination mit zumindest einem Anthracen-Derivat-Additiv
wie zuvor erwähnt,
Schichtapplizieren des Filtrates auf eine untere Schicht und Hartbacken
der Überzugsschicht.
Insbesondere schließt
ein Beispiel des in diesem Verfahren benutzten organischen Lösungsmittels
Ethyl-3-ethoxypriopionat,
Methyl-3-methoxypropionat, Cyclohexanon und Propylenglycolmethyletheracetat
ein. Es wird vorgezogen, das vorgenannte organische Lösungsmittel
in einer Menge von 200 bis 5000 Gew.% einzusetzen, bezogen auf das
Gesamtgewicht des eingesetzten Antireflex-Beschichtungsharzes. Der
bevorzugte Temperaturbereich für
das Hartbacken ist 100 bis 300°C.
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Die
vorliegende Erfindung stellt auch eine Halbleiter-Vorrichtung zur
Verfügung,
die unter Verwendung irgendeiner der vorgenannten Antireflex-Beschichtungszusammensetzungen
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist.
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Erfindungsgemäss wurde
zunächst
ein Monomer, welches ein Chromophor mit hoher Extinktion besaß, synthetisiert,
um es zu ermöglichen,
dass ein aus ihm hergestelltes Polymer eine hohe Extinktion bei
einer Wellenlänge
von 248 nm aufweist. Des Weiteren wurde, um einer hergestellten
organischen Antireflex-Beschichtung verbesserte Eigenschaften zu
verleihen, wie zum Beispiel gute Formeigenschaften (Molding Property),
Luft-Dichtigkeit und Auflösungs-Widerstandsfähigkeit,
eine Epoxy-Gruppe ein geführt,
um eine Vernetzungsreaktion während
eines Hartback-Schritts, der dem Beschichtungs-Schritt folgt, zu
bewirken. Das erhaltene Polymer wird als primäres Polymer bezeichnet (die
Verbindung der Formel 1). Zusätzlich
wurde ein sekundäres
Polymer (die Verbindung der Formel 2), eine Verbindung, die in der
Lage ist, nach Reaktion mit einer Alkoholgruppe in einem Harz eine
Vernetzung auszubilden, synthetisiert, um durch thermische Reaktion
mit dem primären
Polymer ein vernetztes Produkt zu bilden.
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Insbesondere
sind die in der vorliegenden Erfindung in Form eines Polymers vorliegenden
Vernetzungsmittel dazu ausgelegt, die Effizienz der Vernetzungsreaktion
zu maximieren. Insbesondere ist es möglich, den k-Wert der Antireflex-Beschichtung
frei zu justieren, indem der Anteil des primären Polymers gesteuert wird.
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Des
Weiteren besitzt das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden
Erfindung eine gute Löslichkeit
in allen Kohlenwasserstoff-Lösungsmitteln,
während
es eine Auflösungs-Widerstandsfähigkeit
in allen Lösungsmitteln
während
eines Hartback-Schrittes
besitzt. Zusätzlich
kommt es bei einem Herstellungsverfahren für Strukturen unter Verwendung
desselben nicht zu Unterschneidungen oder einer Fußbildung.
Insbesondere wird, weil das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden
Erfindung aus Acrylatpolymer hergestellt wird, welches eine höhere Ätzgeschwindigkeit
relativ zu der des photosensitiven Filmes während eines Ätzprozesses
ermöglicht,
die Ätzselektivität verbessert.
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Die
folgenden Beispiele werden dargelegt, um einem Fachmann die Prinzipien
und die Durchführung der
vorliegenden Erfindung näher
zu erläutern.
Als solche sind sie nicht beabsichtigt, um die Erfindung zu beschränken, sondern
sind illustrativ für
bevorzugte Ausführungsbeispiele.
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Beispiele
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Beispiel 1: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-(2-hydroxyethylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril hinzugegeben,
um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-(2-hydroxyethyl-acrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 11 zu erhalten. (Ausbeute: 80%).
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Beispiel 2: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethyl-acrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-Monomer/0,3
Mol 3-Hydroxyethylmethacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu ei ner vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril hinzugegeben,
um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung
mit Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 12 zu erhalten. (Ausbeute: 85%).
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Beispiel 3: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylmeth-acrylat-(2-hydroxyethylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxyethylmethacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylmethacrylat-(2-hydroxyethylacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 13 zu erhalten. (Ausbeute: 85%).
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Beispiel 4: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylmeth-acrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxyethylmethacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylmethacrylat/0,2 Mol Glycidylacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylacrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylacrylat]-Harz
der folgenden Formel 14 zu erhalten. (Ausbeute: 86%).
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Beispiel 5: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylmeth-acrylat-(3-hydroxypropylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxyethylmethacrylat-Monomer/0,3
Mol 3-Hydroxypropylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxyethylmethacrylat-(3-hydroxypropylacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 15 zu erhalten. (Ausbeute: 82%).
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Beispiel 6: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropyl-acrylat-(2-hydroxyethylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril hinzugegeben,
um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-(2-hydroxyethylacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 16 zu erhalten. (Ausbeute: 79%).
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Beispiel 7: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropyl-acrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylmethacrylat/0,2 Mol Glycidylacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril hinzugegeben,
um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylacrylat]-Harz
der folgenden Formel 17 zu erhalten. (Ausbeute: 78%).
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Beispiel 8: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropyl-acrylat-(3-hydroxypropylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-Monomer/0,3
Mol 3-Hydroxypropylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-(3-hydroxypropylacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 18 zu erhalten. (Ausbeute: 74%).
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Beispiel 9: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropyl-acrylat-(3-hydroxypropylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-Monomer/0,3
Mol 3-Hydroxypropylmethacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung
mit Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-(3-hydroxypropylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 19 zu erhalten. (Ausbeute: 80%).
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Beispiel 10: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropyl-acrylat-(4-hydroxybutylacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-Monomer/0,3
Mol 4-Hydroxybutylacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer
Stickstoffatmosphäre
für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung mit
Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxypropylacrylat-(4-hydroxybutylacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 20 zu erhalten. (Ausbeute: 76 %).
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Beispiel 11: Herstellung von Poly[9-Anthracenmethylenaminooxybutyl-acrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]
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Ein
500 ml-Rundkolben wurde unter Rühren
mit 0,5 Mol 9-Anthracenmethylenaminooxybutylacrylat-Monomer/0,3
Mol 2-Hydroxyethylmethacrylat/0,2 Mol Glycidylmethacrylat befüllt, und
300 g separat hergestelltes Tetrahydrofuran wurden zu einer vollständigen Mischung
hinzugegeben. Danach wurden 0,1 bis 3,0 g 2,2'-Azobisisobutyronitril
hinzugegeben, um eine Polymerisations-Reaktion bei 60 bis 75°C unter einer Stickstoffatmosphäre für 5 bis
20 Stunden zu erlauben. Nach Abschluss der Reaktion wurde die erhaltene
Lösung
mit Ethylether- oder n-Hexan-Lösungsmittel
zum Ausfällen
gebracht und dann filtriert und getrocknet, um Poly[9-Anthracenmethylenaminooxybutylacrylat-(2-hydroxyethylmethacrylat)-glycidylmethacrylat]-Harz
der folgenden Formel 21 zu erhalten. (Ausbeute: 79%).
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Beispiel 12: Herstellung einer Antireflex-Beschichtungslösung
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Ein
Polymer der Formel 1 wie hergestellt in einem der Beispiele 1 bis
11 und ein Polymer der Formel 2 wurden in Propylenglycolmethylether-acetat
aufgelöst.
Die erhaltene Lösung,
alleine oder in Kombination mit 0,1 bis 30 Gew.% zumindest eines
der vorgenannten Anthracen-Derivat-Additive, um die Auflösung zu
vervollständigen,
wurde filtriert, auf einen Wafer schichtappliziert und bei 100 bis
300°C für 10 bis
1000 Sekunden hartgebacken. Dann wurde darauf ein photosensitiver
Film appliziert, und es folgte ein Routineverfahren zur Herstellung
einer Ultrafeinstruktur.
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Das
in der vorliegenden Erfindung verwendete Vernetzungsmittel, das
in Form eines Polymers vorliegt, ist dazu ausgestaltet, die Vernetzungseffizienz
zu maximieren. Des Weiteren ist es möglich, den k-Wert einer organischen
Antireflex-Beschichtung durch Veränderung des Anteils eines Primär-Polymers
frei zu steuern. Die vorliegende Efindung bewältigt also das Problem aus
dem Stand der Technik, wonach die Steuerung des k-Wertes nicht möglich war.
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Darüber hinaus
enthält
das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden Erfindung ein
Monomer, das ein Chromophor besitzt, wodurch es möglich ist,
dass ein daraus hergestelltes Polymer eine hohe Extinktion bei einer
Wellenlänge
von 248 nm aufweist. Das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden
Erfindung enthält
ebenfalls eine Epoxy-Gruppe, die eine Vernetzung ermöglicht.
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Des
Weiteren löst
sich das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden Erfindung
gut in allen Kohlenwasserstofflösungsmitteln,
während
es sich nicht in irgendeinem der Lösungsmittel während eines
Hartback-Schrittes auflöst,
und es führt
nicht zu einem Unterschneiden und einer Fußbildung (Footing) in einem Herstellungsverfahren
für Strukturen.
Insbesondere, weil das Antireflex-Beschichtungsharz der vorliegenden Erfindung
aus Acrylat-Polymer zusammengesetzt ist, ist seine Ätzgeschwindigkeit
höher als
die eines photosensitiven Films, und deshalb kann die Ätz-Selektivität verbessert
werden.
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Die
vorliegende Erfindung wurde auf illustrierende Weise beschrieben,
und man muss verstehen, dass die verwendete Terminologie eher nach
Art einer Beschreibung zu verstehen ist, denn als Beschränkung. Man muss
verstehen, dass viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden
Erfindung im Lichte der obigen Lehren möglich sind. Deshalb muss man
verstehen, dass innerhalb des Bereiches der beigefügten Ansprüche die
Erfindung auf andere Weise als spezifisch beschrieben durchgeführt werden
kann.