JPH08227155A - ポリマー - Google Patents

ポリマー

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JPH08227155A
JPH08227155A JP7291710A JP29171095A JPH08227155A JP H08227155 A JPH08227155 A JP H08227155A JP 7291710 A JP7291710 A JP 7291710A JP 29171095 A JP29171095 A JP 29171095A JP H08227155 A JPH08227155 A JP H08227155A
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polymer
carbon atoms
radiation
weight
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JP7291710A
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Carl-Lorenz Dr Mertesdorf
メルテスドルフ カール−ロレンツ
Pasquale Alfred Falcigno
アルフレート ファルシグノ パルカル
Norbert Muenzel
ミュンツェル ノルベルト
Hans-Thomas Dr Schacht
シャッハト ハンス−トーマス
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OCG MICROELECTRONICS Inc
OCG Microelectronic Materials Inc
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O C G MICROELECTRON MATERIALS Inc
OCG MICROELECTRONICS Inc
OCG Microelectronic Materials Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 印刷板,印刷回路又は集積回路の製造のため
に適する新規ポリマーを提供する。 【解決手段】 ゲル透過クロマトグラフィーによって測
定された5.5×103〜105 の分子量(Mw )を有
するポリマー、例えば保護基含有率63%及びヒドロキ
シル基含有率37%を有するポリ[4−(1−メトキシ
−1−メチルエトキシ)スチレン/4−(1−メトキシ
−1−メチルエトキシ)ビニルシクロヘキサン/4−ヒ
ドロキシスチレン/4−ビニルシクロヘキサノール]。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ヒドロキシル基及
び酸に対して不安定なケタール側鎖を含む新規ポリマ
ー、前記ポリマーを含む輻射線感受性組成物、前記組成
物を使用する画像形成方法、並びにポジのホトレジスト
としての前記ポリマーの用途に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポジ機能性の輻射線感受性混合物は公知
である。特に、水性−アルカリ性媒体に可溶性であるバ
インダー、例えばノボラック中にo−キノンジアジドを
含むポジ機能性レジスト材料は、市販されている。
【0003】高度な集積回路の製造は、一般的に、基材
に対して転写画像化すべき0.35μmよりも狭い幅を
有する構造のための能力を必要とする。例えば、o−キ
ノンジアジド/ノボラック系の分解能は、画像化暴露の
ために使用される波長365nmにおいて物理的に可能
な限界に達した。前記理由のために、深(deep)紫外(D
UV;200ないし300nm)における一層短い波長
で機能するホトレジストに関する重要性が増大してい
る。ノボラックは、この領域において強い吸収を示すの
で、通常の層厚約1.0μmにおける均一な暴露は不可
能である。必要とされる光学的透明性を保証するため
に、ポリ(p−ヒドロキシスチレン)又はその誘導体
が、DUV領域においてホトレジストを機能させる際の
バインダー樹脂として通常使用される。
【0004】一般的に知られている如く、増大した輻射
線感受性を有する系は、例えば、アルカリ可溶性バイン
ダー樹脂からなり、そのアルカリ可溶化基(例えば、ヒ
ドロキシル基)は酸に対して不安定な保護基によって閉
鎖されているので、これが、バインダー樹脂をアルカリ
に実質的に不溶性にしている。暴露は、この場合、適当
な波長を吸収し、強酸を発生させるという酸光発生剤の
第一反応を開始させ、強酸は続く第二反応において、保
護基の除去及びそれ故、可溶化基の予備生成を行う。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような系の記載さ
れてよい例は、フェニル基が、例えば、第三ブトキシカ
ルボニルオキシ基(t−Boc基)又はテトラヒドロピ
ラニル基(THP基)によって保護されたポリ(p−ヒ
ドロキシスチレン)である。このようなバインダー樹脂
を含むホトレジストは知られているが〔例えば、エム.
ジェイ.ボーデン(M. J. Bowden)及びエス.アール.タ
ーナー(S. R. Turner)編,“ポリマーの電子工学的及び
光学的用途(Electronic and Photonic Application of
Polymers)”,ACSシリーズ218,ワシントン,1
988年並びにエヌ.ハヤシ(N. Hayashi)他,ポリマー
(Polymer) 33,第1583頁(1992年)参照〕、
しかし、シリコンへの接着に関する不都合を有する。
【0006】遊離のフェノール系モノマー単位を含むコ
ポリマーは、増大した熱安定性の損失を示すことが知ら
れている。熱的に誘起された分解(自触媒作用)は、弱
酸性のフェノール性ヒドロキシル基の触媒作用に起因し
て、部分的な脱保護に寄与し得る。
【0007】製造されたレリーフ構造の熱的流れ抵抗
は、バインダー樹脂のガラス転移温度(Tg )に非常に
依存する。保護基の含有率が増大すると、Tg 及びその
結果としてレジスト構造の流れ抵抗は減少する。しかし
ながら、適当な流れ抵抗(製造されたレジスト構造の寸
法安定性)は、次いでリソグラフ工程を行う半導体基材
(TiN,SiO2 ,Al等)上へのプラズマ化学的な
構造転写(エッチング工程)のために基本的に重要であ
る。
【0008】良好なリソグラフ的コントラストを得るた
めに、すなわち、アルカリ不溶性からアルカリ可溶性へ
の変換のために、保護基の大部分、すなわち、90%よ
りも多くが、第二反応の間に除去されることが重要であ
る〔オー.ナラマツ(O. Nalamatu) 他,SPIE第12
62版,レジスト技術及び加工における進歩(Advances
in Resist Technology and Processing)VII (1990
年)第32−48頁〕。この理由のために、最大で50
%の保護程度が設定され、その結果、バインダー樹脂は
通常使用される塩基性の現像液に正に不溶性であり、そ
して第二反応において除去された多数の保護基はバイン
ダー樹脂を可溶性にするために充分である。
【0009】更に、保護基を有するホトレジストは、第
一反応と続く第二反応との間の工程間隔に非常に敏感で
ある。延長された間隔(後暴露遅れ)〔これは、感受性
系において僅か二三分後に臨界となる〕は、T字型に変
性された断面形の生成の結果として、相当する表面妨害
を起こす〔エス.エイ.マックドナルド(S. A. MacDona
ld) 他,SPIE第1466版,レジスト技術及び加工
における進歩(Advances in Resist Technology and Pro
cessing)VIII(1991年)第2−7頁〕。
【0010】更に、アメリカ合衆国特許第525825
7号明細書には、酸光発生剤と、良好なリソグラフ的コ
ントラスト及び必要とされる流れ抵抗を得るために、最
大でヒドロキシル基の50%が酸に対して不安定な保護
基で閉鎖された部分的に水素化されたポリ(ヒドロキシ
スチレン)とからなるホトレジストが記載されている。
【0011】これらのホトレジストは、特に、使用され
る保護基の酸に対する不安定性が非常に高い場合には、
自触媒作用に起因して、熱安定性が低いという不都合を
有する。この事は、このようなホトレジストの保存寿命
を相当に制限する。
【0012】本発明の目的は、上記不都合を有しない、
すなわち、特に良好な加工安定性を有し、紫外線照射,
電子ビーム及びX線に敏感な、及び特に、高い光学的透
明度に起因してDUV領域での使用のために適する新規
ポリマー、並びに特にレリーフ構造の保護のための、前
記ポリマーから得られるポジ機能性で、非常に活性な輻
射線感受性系を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】驚
くべきことに、ケタール基による特にポリ(ヒドロキシ
スチレン)のヒドロキシル基の50%ないし90%の置
換は、代表的には50%よりも大きい保護基含有率を有
するフェノール系バインダー樹脂で起こる乏しいコント
ラストや不適当な流れ抵抗のような上記不都合を有しな
い非常に活性な輻射線感受性混合物を与えることが今や
判った。新規輻射線感受性混合物は、水性−アルカリ性
溶液に不溶性である新規ポリマー、及び輻射線への暴露
の際に酸を生成する化合物を含む。前記ポリマーは、酸
触媒下で除去され、水性−アルカリ性溶液中での前記混
合物の溶解度を増大させる特定の基を含む。更に、これ
らの混合物は、特に、製造された構造の高い流れ抵抗、
並びに良好な保存寿命及び高い分解能を特徴とする。
【0014】それ故、本発明は、ポリマー鎖中に、次式
IないしIV:
【化3】 〔式中、R1 及びR2 は、互いに独立して、各々直鎖状
又は分岐鎖状の炭素原子数1ないし6のアルキル基、非
置換又はメチル置換された炭素原子数3ないし6のシク
ロアルキル基、或いは非置換又は1個若しくはそれより
多くのハロゲン原子又は1個若しくはそれより多くの炭
素原子数1ないし4のアルコキシ基,シアノ基若しくは
ニトロ基により置換されたフェニル基又はナフチル基を
表わし、R3 ,R4 ,R5 及びR6 は、互いに独立し
て、水素原子又はメチル基を表わし、R7 ,R8 ,R9
及びR10は、互いに独立して、水素原子、炭素原子数1
ないし6のアルキル基、炭素原子数1ないし6のアルコ
キシ基又はハロゲン原子を表わし、w,x,y及びzは
1よりも大きい又は1に等しい数を表わし、そして、こ
の場合、保護基を含む構造単位の総数を存在する全ての
構造単位の総数で割ることにより得られる以下の商Q:
【数2】 は0.5よりも大きく且つ最大で0.9である〕で表わ
される反復構造単位を含む、ゲル透過クロマトグラフィ
ーによって測定された5.5×103 ないし5.5×1
5 の分子量(Mw )を有する新規ポリマーに関するも
のである。
【0015】新規ポリマーは、6000ないし5000
0、特に6500ないし20000の分子量(Mw )を
有することが好ましい。
【0016】好ましいものは、商Qが0.5よりも大き
く且つ最大で0.8、特に0.5よりも大きく且つ最大
で0.7であるポリマーである。
【0017】好ましいものは、更に、ポリマー鎖中に、
次式VないしVIII:
【化4】 〔式中、R1 ないしR10,w,x,y及びzは上記にお
いて定義されたものと同じ意味を表わす〕で表わされる
反復構造単位を含むポリマーである。
【0018】好ましいものは、同様に、R1 及びR
2 が、互いに独立して、各々直鎖状又は分岐鎖状の炭素
原子数1ないし6のアルキル基、或いは非置換の炭素原
子数3ないし6のシクロアルキル基又はフェニル基を表
わし、そしてR3 ないしR6 及びR7 ないしR10が水素
原子を表わすポリマーである。
【0019】非常に特別に好ましいものは、R1 及びR
2 が、互いに独立して、各々メチル基,シクロプロピル
基,シクロヘキシル基又はフェニル基を表わすポリマー
である。
【0020】特に好ましいものは、商Qが0.5よりも
大きく且つ最大で0.7であり、そしてR1 及びR
2 が、互いに独立して、各々直鎖状又は分岐鎖状の炭素
原子数1ないし6のアルキル基、或いは非置換の炭素原
子数3ないし6のシクロアルキル基又はフェニル基を表
わすポリマーである。
【0021】直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1ないし
6のアルキル置換基は、例えば、メチル基、エチル基、
n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、第二
ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基、n−ペンチル
基、イソペンチル基、n−ヘキシル基又はイソヘキシル
基である。
【0022】非置換又はメチル置換された炭素原子数3
ないし6のシクロアルキル置換基は、例えば、シクロプ
ロピル基、3−又は4−メチルシクロプロピル基、シク
ロブチル基、3−又は4−メチルシクロブチル基、シク
ロペンチル基、3−又は4−メチルシクロペンチル基で
ある。
【0023】適する炭素原子数1ないし4のアルコキシ
置換基の例は、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキ
シ基又はn−ブトキシ基である。
【0024】ハロゲン置換基は、弗素原子、塩素原子、
臭素原子又は沃素原子、好ましくは塩素原子又は臭素原
子、特に塩素原子である。
【0025】本新規ポリマーは、公知方法により製造さ
れる。例えば、次式:
【化5】 〔式中、R1 ないしR10は上記において定義されたもの
と同じ意味を表わす〕で表わされるモノマーは、各々
w,x,y及びzの量で公知方法で互いに共重合され
る。使用される各モノマーの量は、上記パラメーター
w,x,y及びzから計算される。
【0026】好ましい製造方法は、次式Ia及びIb:
【化6】 〔式中、パラメーターa=w+x及びパラメーターb=
y+z〕で表わされる構造単位からなる出発ポリマー
を、次式:
【化7】 で表わされる化合物と量c=w+y(ここで、パラメー
ターw,x,y及びzは上記において定義されたものと
同じ意味を表わす)で、公知方法(付加反応)で反応さ
せることからなる。置換基RはR1 及び/又はR2 を表
わす。
【0027】構造単位Ia及びIbからなる出発ポリマー
は、例えば、JP−A01/103604に記載された
如く、ポリ(4−ヒドロキシスチレン)の部分的な金属
触媒による水素添加によって製造される。
【0028】最初に記載した如く、本新規ポリマーは電
子工学におけるポジのホトレジスト製剤〔電気めっき樹
脂、エッチ(etch)樹脂及びソルダー(solder)樹脂〕とし
て、化学的ミリング(milling) において、印刷板例えば
オフセット印刷板又はスクリーン印刷板の製造におい
て、並びに印刷回路、及び特に集積回路の製造のための
ミクロ電子工学において使用される。
【0029】本発明はそれ故、成分A)及びB)の全量
に対して、 A) 新規ポリマー80ないし99.9重量%、及び B) 化学線への暴露の際に酸を生成する物質0.1な
いし20重量%からなる輻射線感受性組成物にも関する
ものである。
【0030】好ましいものは、成分A)及びB)の全量
に対して、 A) 新規ポリマー90ないし99.8重量%、及び B) 化学線への暴露の際に酸を生成する物質0.2な
いし10重量%からなる輻射線感受性組成物である。
【0031】光に暴露することにより酸を生成又は排除
する輻射線感受性成分B)は、何れかの非常に多数の化
合物であってよい。これらは、例えば、ジアゾ型の製法
において使用されるジアゾニウム塩、公知のポジ機能性
複写組成物において使用されるo−キノンジアジド、又
は照射の際にハロゲン化水素酸を生成するハロゲン化合
物を包含する。この種の化合物は、例えば、US−A3
515552,同3536489及び同377977
8、並びにDE−A2718259,同2243621
及び同2610842に記載されている。
【0032】本新規組成物の適する輻射線感受性成分
B)は、特に、ヨードニウム塩及びスルホニウム塩から
なる群からのカチオン性光開始剤である。このような化
合物は、例えば、“紫外線硬化,科学及び技術(UV-Curi
ng,Science and Technology)”〔編者:エス.ピー.パ
ッパス(S. P. Pappas),テクノロジー マーケッティン
グ コーポレーション(Technology Marketing Corp.),
642ウェストオーバーロード(Westover Road) ,スタ
ンフォード(Stanford),コネチカット,アメリカ合衆
国〕に記載されている。
【0033】輻射線感受性化合物としてスルホキソニウ
ム塩を使用することも可能である。これらの塩は、例え
ば、EP−B35969並びにEP−A44274及び
同54509に記載されている。深紫外線領域において
吸収する脂肪族スルホキソニウム塩を特記すべきであろ
う。
【0034】例えば、US5118582,US518
9402に記載された、並びにティー.ウエノ(T. Uen
o) らによってPolym. Eng. Sci.32,第1511頁
(1992年)に記載されたスルホン酸エステルを用い
ることもできる。
【0035】更に適するものは他のスルホン酸エステ
ル、例えば、EP−A502677に記載されたN−ス
ルホニルオキシイミド、並びに例えば、US51358
38に記載されたニトロベンジルスルホネートである。
使用することができる他のスルホニル化合物は、例え
ば、DE−A4225422及びPolym. Eng. Sci.3
2,第1476頁(1992年)に記載されている。
【0036】短波長の紫外線を用いる照射のために特に
好ましいものは、ジスルホン化合物、例えばフェニルク
ミルジスルホン及びフェニル4−アニシルジスルホンで
あり、これらは、例えば、DE3804316に記載さ
れている。
【0037】更に適するものは、特に、EP−A241
423及びEP−A571330に記載されたイミノス
ルホネートである。
【0038】化学線による照射の際にスルホン酸を放出
する化合物を用いることも可能である。このような化合
物は公知であり且つ、例えば、GB−A212026
3,EP−A84518,同37152及び同5863
8、並びにUS−A4258121及び同437160
5に記載されている。照射の際にカルボン酸を放出する
化合物も同様に適する。このような化合物は、例えば、
EP−A552548に記載されている。
【0039】輻射線感受性の酸放出性成分B)が塩であ
る場合には、これは有機溶剤に可溶性であることが好ま
しい。前記塩は、特に好ましくは、錯体酸例えばテトラ
フルオロ硼酸、ヘキサフルオロ燐酸、トリフルオロメタ
ンスルホン酸、ヘキサフルオロ砒酸又はヘキサフルオロ
アンチモン酸である。
【0040】成分B)の物質は、成分A)及びB)の全
量に対して、0.1ないし20重量%、好ましくは0.
1ないし15重量%、特に0.2ないし10重量%用い
ると都合が良い。
【0041】成分A)及びB)に加えて、成分C)とし
て有機溶剤を更に含む組成物も好ましい。
【0042】成分C)のための有機溶剤の選択及びその
濃度は、レジスト製剤組成物の性質及び塗布方法に基本
的に依存する。前記溶剤は不活性でなければならず、そ
れ故、それは成分A)及びB)と如何なる化学反応も行
うべきではなく、且つそれは塗布後の乾燥の際に再び除
去可能であるべきである。適する溶剤の例は、ケトン、
エーテル、エステル及び芳香族化合物、並びにその何れ
かの所望の混合物である。その例は、メチルエチルケト
ン、イソブチルメチルケトン、シクロペンタノン、シク
ロヘキサノン、N−メチルピロリドン、ジオキサン、テ
トラヒドロフラン、2−メトキシエタノール、2−エト
キシエタノール;アセテート、例えばブチルアセテー
ト;1−メトキシ−2−プロパノール、1,2−ジメト
キシエタン、ジエチレングリコールジメチルエーテル、
ブチルグリコール、アルキレングリコールモノアルキル
エーテル、例えばエチルセロソルブ、エチレングリコー
ルモノブチルエーテル及びメチルセロソルブ、アルキレ
ングリコールアルキルエーテルエステル、例えばメトキ
シプロピルアセテート、エチルアセテート、n−ブチル
アセテート、エチル3−エトキシプロピオネート、メト
キシメチルプロピオネート、エチルラクテート、トルエ
ン及びキシレンである。好ましい有機溶剤は、エチルラ
クテート、エトキシエチルプロピオネート、及び特にメ
トキシプロピルアセテートである。
【0043】好ましいものは、同様に、成分A)及び
B)の全量に対して、成分D)として慣用の添加剤0.
01ないし40重量%を更に含む組成物である。
【0044】慣用の添加剤は、例えば、下記の物質であ
る。成分A)及びB)の全量に対して、約0.1ないし
2重量%の量の顔料又は染料、例えば、ミクロリス ブ
ラウ 4G(Mikrolith Blau 4G) 、オラソールブラウ
GN(Orasolblau GN) 及びイルガリスグリューン(Irgal
ithgruen) 。成分A)及びB)の全量に対して、約5な
いし15重量%の量の有機及び無機充填剤、例えば、タ
ルク、石英(SiO2 )、硫酸バリウム(BaS
4 )、酸化アルミニウム及び炭酸カルシウムであり、
この手段によって、例えば、被膜の性質(例えば、被膜
の熱抵抗、接着又は引掻抵抗)が改善され得る。成分
A)及びB)の全量に対して、約0.01ないし10重
量%の量の弱塩基添加剤(ペイント添加剤)、例えば、
消泡剤(例えば、Byk80)、接着促進剤(例えば、
ベンゾトリアゾール)、殺カビ剤及びチキソトロープ剤
又はエチレンオキシド及び/又はプロピレンオキシド単
位を含むヒドロキシ−末端閉鎖ポリグリコールエーテ
ル、例えば、テトロニック(Tetronic)701,901,
908P及び1501(BASF製品)。成分A),
B)及びC)の全量に対して、通常0.01ないし1重
量%の濃度の強塩基性添加剤、例えば、芳香族及び脂肪
族アミン、アンモニウム塩並びにN−含有複素環化合
物;このような塩基性添加剤の例は、2−メチルイミダ
ゾール、トリイソプロピルアミン、4−ジメチルアミノ
ピリジン及び4,4′−ジアミノジフェニルエーテルで
ある。本組成物の湿潤性を改良し、得られるフィルムの
縞を防止し、照射された領域の現像性を改良するため、
等の界面活性剤。これらの界面活性剤は、非イオン性界
面活性剤、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテ
ル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキ
シエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンオク
チルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフ
ェノールエーテル、ポリエチレングリコールジラウレー
ト、ポリエチレングリコールジステアレート;弗素含有
界面活性剤、例えばF Top EF301 ,EF303 及びEF352
〔新秋田化成株式会社(Shin Akita Kasei K.K.) 製
品〕、メガファック(Megafac) F171及びF173
〔大日本インク及び化学(Dainippon Ink & Chemicals)
社製品〕、フルオラド(Fluorad) FC430及びFC4
31〔住友3M社(Sumitomo 3M Limited) 製品〕、アサ
ヒ ガード(Asahi Guard) AG710、サーフロン(Sur
flon)S−382、サーフロン(Surflon) SC101,
SC102,SC103,SC104,SC105及び
SC106〔旭ガラス株式会社(Asahi Glass Co.,Ltd.)
製品〕。例えば、オルガノシロキサンポリマーKP34
1〔信越化学株式会社(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.)
製品〕、並びにポリフロー(Polyflow)No.75及びN
o.95〔キョーエイシャ油脂化学工業株式会社(Kyoei
sha YushikagakuK.K.) 製品〕(これらは、アクリル酸
及びメタクリル酸ポリマーである)も使用される。使用
される界面活性剤の量は、成分A)及びB)の全量に対
して、0.01ないし0.1重量%である。
【0045】成分D)は、脂肪族又は芳香族アミンであ
ることが好ましい。
【0046】本新規レジスト製剤は、例えば、成分
A),B)及び、所望により、成分C),D)を、室温
で攪拌しながら混合して、均質な溶液を得ることによっ
て製造される。
【0047】本レジスト製剤は、公知の塗布方法、例え
ば、浸漬、ナイフコーティング、ブラッシング、噴霧、
特に静電吹付及びリバースロールコーティング、並びに
特に、スピンコーティングによって室温で基材に均一に
塗布される。
【0048】塗布速度(層厚)及び基材の種類(層支持
体)は、所望の塗布領域に依存する。層厚範囲は通常、
0.1ないし10μm超、好ましくは0.2ないし2.
0μmの値を含む。
【0049】ミクロ電子工学においては、基材は、例え
ば、表面酸化されたシリコンウェファーである。
【0050】塗布後、溶媒は通常、例えば70ないし1
30℃の温度で乾燥することによって除去される。
【0051】レジストフィルムはホトレジストであり、
これは、乾燥後、高い光感受性及び基材に対する非常に
良好な接着性を有する。更に、前記ホトレジストは、深
紫外領域(特に250nm)においてさえも高い透明性
及び感受性を有し、且つ良好な熱安定性を有する。
【0052】レリーフ構造を製造するために、本新規組
成物が塗布された基材は画像化暴露される。“画像化”
暴露は、予め決定されたパターン(例えば、透明である
こと)を含むホトマスクを介する暴露、並びに、例えば
コンピューター制御下で塗布基材の表面を走査するレー
ザービームを用いる暴露の両方を含み、そして、このよ
うにして、画像、コンピューター制御された電子ビーム
を用いる照射、及び相当するホトマスクを介するX線又
は紫外線照射における暴露が起こる。
【0053】通常、暴露は、好ましくは約190ないし
1000nm、特に190ないし300nm、及びとり
わけ250nmにおける紫外線及び/又は可視光線照射
を使用して行われる。前記照射は、全ての公知の輻射
源、例えば高圧水銀ランプ又は紫外線/可視線レーザー
並びに特にエキシマーレーザー(波長248nmを有す
るKrFエキシマーレーザー)を使用して行われる。前
記輻射源は、X線(例えば、シンクロトロン放射線)又
は荷電粒子ビーム(例えば、電子ビーム)等であっても
よい。プロセスパラメーター、例えば、輻射時間及び輻
射源と輻射線感受性層との分離は、通常、輻射線感受性
組成物の性質及び塗布層の所望の性能に依存し、そして
二三の日常経験を使用して当業者によって決定されてよ
い。
【0054】画像化暴露後に、ウェファーを、所望によ
り、二三秒ないし二三分の間50ないし150℃に加熱
する(後暴露ベーク)。
【0055】ホトレジストの暴露領域が、次いで、現像
液に溶解することによって除去される。特定の現像液の
選択は、ホトレジストの種類、特に使用されるバインダ
ー又は生成する光分解生成物の性質に依存する。前記現
像液は、塩基の水溶液を含んでもよく、これに、所望に
より、湿潤剤及び有機溶剤又はその混合物を添加しても
よい。
【0056】本新規組成物は、好ましくはポジのホトレ
ジストとして使用される。それ故、本発明は更に、下記
の工程処置: I.) 成分A)及びB)の全量に対して、 A) 本新規ポリマー80ないし99.9重量%、及び B) 化学線への暴露の際に酸を生成する物質0.1な
いし20重量% からなる輻射線感受性組成物を基材に塗布し、 II.) 塗布された基材を、予め決定されたパターンで、
化学線に暴露し、 III.) ポジ機能性ホトレジスト用の現像液を用いて暴
露された基材を現像することからなるポジ画像の形成方
法に関するものである。
【0057】特に好ましい現像液は、o−キノンジアジ
ド/ノボラックレジスト被膜の現像のためにも用いられ
るようなアルカリ水溶液である。これらは、例えば、ア
ルカリ金属シリケート,ホスフェート,ヒドロキシド及
びカーボネートの水溶液を包含するが、しかし特に、テ
トラアルキルアンモニウムヒドロキシド溶液、例えば、
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド溶液が好まし
い。所望により、湿潤剤及び/又は有機溶剤の最小量が
これらの溶液に添加されてもよい。現像液に添加し得る
代表的な有機溶剤は、例えば、シクロヘキサノン、2−
エトキシエタノール、アセトン、イソプロパノール、エ
タノール、及びこれらの溶媒の2種又はそれより多くの
混合物である。
【0058】前記現像液は、好ましくは、画像化暴露さ
れた被覆基材を現像液に浸漬することにより、現像液を
噴霧することにより、又は画像化暴露された被覆基材に
現像液を繰り返し塗布し次いでスピニングにより現像液
を除去することにより、使用される。
【0059】本発明は更に、印刷板,印刷回路又は集積
回路を製造するためのポジのホトレジストとしての本新
規組成物の用途にも関するものである。
【0060】本発明は同様に、本新規組成物を使用して
製造された印刷板,印刷回路又は集積回路に関するもの
である。
【0061】
【実施例及び発明の効果】下記実施例により、本発明を
説明する;下記実施例は説明のためのものであり、限定
を意味するものではない。
【0062】合成例1:保護基含有率63%及びヒドロ
キシル基含有率37%を有するポリ[4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)スチレン/4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)ビニルシクロヘキサン/4−
ヒドロキシスチレン/4−ビニルシクロヘキサノール]
の製造 2−メトキシプロピレン24.0gを、1,4−ジオキ
サン140ml中の部分的に水素化されたポリ−4−ヒ
ドロキシスチレン〔商標名:マルカ リンカー(Maruka
Lyncur) PHM−C〕20.0g,トルエン−4−スル
ホン酸の触媒量及びピリジン二三滴からなる溶液に10
℃でゆっくり滴下する。反応混合物を、続いて室温で2
4時間攪拌する。次いで、反応混合物をイソプロパノー
ル/水混合物中に投入することにより、ポリマーを沈澱
させる。ポリマーを濾別し、イソプロパノール/水混合
物を用いて洗浄し、続いて減圧下で一定重量まで乾燥す
ると、下記の性質を有する無色粉末24.0gを得る。 ・熱重量分析TGA(10℃/分): 差Δ(250℃以下の領域内): Δ=27.3重量%⇒Q=0.63 これは、保護基含有率63%及びヒドロキシル基含有率
37%を有するポリマーに相当する。 ・GPC(ポリスチレン キャリブレーション):Mw
=8280;PD(多分散性)=2.62
【0063】合成例2:保護基含有率69%及びヒドロ
キシル基含有率31%を有するポリ[4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)スチレン/4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)ビニルシクロヘキサン/4−
ヒドロキシスチレン/4−ビニルシクロヘキサノール]
の製造 2−メトキシプロピレン29.5gを、1,4−ジオキ
サン140ml中の部分的に水素化されたポリ−4−ヒ
ドロキシスチレン〔商標名:マルカ リンカー(Maruka
Lyncur) PHM−C〕20.0g,トルエン−4−スル
ホン酸の触媒量及びピリジン二三滴からなる溶液に10
℃でゆっくり滴下する。反応混合物を、続いて室温で2
4時間攪拌する。次いで、反応混合物をイソプロパノー
ル/水混合物中に投入することにより、ポリマーを沈澱
させる。ポリマーを濾別し、イソプロパノール/水混合
物を用いて洗浄し、続いて減圧下で一定重量まで乾燥す
ると、下記の性質を有する無色粉末25.0gを得る。 ・TGA(10℃/分): 差Δ(250℃以下の領域内): Δ=29.3重量%⇒Q=0.69 これは、保護基含有率69%及びヒドロキシル基含有率
31%を有するポリマーに相当する。 ・GPC(ポリスチレン キャリブレーション):Mw
=7020;PD(多分散性)=2.36
【0064】合成例3:保護基含有率73%及びヒドロ
キシル基含有率27%を有するポリ[4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)スチレン/4−(1−メトキ
シ−1−メチルエトキシ)ビニルシクロヘキサン/4−
ヒドロキシスチレン/4−ビニルシクロヘキサノール]
の製造 2−メトキシプロピレン35.0gを、1,4−ジオキ
サン140ml中の部分的に水素化されたポリ−4−ヒ
ドロキシスチレン〔商標名:マルカ リンカー(Maruka
Lyncur) PHM−C〕20.0g,トルエン−4−スル
ホン酸の触媒量及びピリジン二三滴からなる溶液に10
℃でゆっくり滴下する。反応混合物を、続いて室温で2
4時間攪拌する。次いで、反応混合物をイソプロパノー
ル/水混合物中に投入することにより、ポリマーを沈澱
させる。ポリマーを濾別し、イソプロパノール/水混合
物を用いて洗浄し、続いて減圧下で一定重量まで乾燥す
ると、下記の性質を有する無色粉末25.0gを得る。 ・TGA(10℃/分): 差Δ(250℃以下の領域内): Δ=30.4重量%⇒Q=0.73 これは、保護基含有率73%及びヒドロキシル基含有率
27%を有するポリマーに相当する。
【0065】使用例1:合成例1で製造されたポリマー
97.0部(保護基含有率63%)を、フェニル4−ア
ニシルジスルホン3部と一緒に、全固体含有率25%を
有する1−メトキシ−2−プロピルアセテートに溶解す
る(ホトレジスト溶液1)。溶液を続いて、細孔直径
0.2μmを有するフィルターを通して濾過する。この
ホトレジスト溶液を、ホットプレート上で120℃で6
0秒乾燥後に厚さ0.83μmのフィルムが得られるよ
うに、シリコンウェファー上にスピンコートする。5m
J/cmステップでKrFエキシマレーザー線(248
nm)を用いる保護照射ユニットを使用して照射を行
う。次いでウェファーの乾燥を、120℃で60秒ホッ
トプレート上で行い、次いでウェファーを、市販の0.
262N水酸化テトラメチルアンモニウム溶液中で60
秒間現像する。65mJ/cmの照射線量で、垂直な断
面形を有する正確に再生されたポジのサブ−セミミクロ
ン構造が得られる。
【0066】使用例2:保護基含有率63%を有する合
成例1で製造されたポリマー98.0部を、トリフェニ
ルスルホニウムトリフレート2部と一緒に、全固体含有
率25%を有する1−メトキシ−2−プロピルアセテー
トに溶解し(ホトレジスト溶液2)、次いで溶液を使用
例1と同様に使用する。同様の工程条件下で、20mJ
/cmの照射線量は、垂直な断面形を有するサブ−セミ
ミクロン構造を解像する。
【0067】使用例3:暴露と続く乾燥工程との間に操
作手順を1時間中断すること(1時間後暴露遅れ)以外
は同一条件下で、使用例1及び2と同様にして、ホトレ
ジスト溶液1及び2を使用した。現像された断面形は使
用例1及び2に記載した如く垂直であり、且つT字型の
変化を全く示さない(キャッピングなし)。
フロントページの続き (72)発明者 パルカル アルフレート ファルシグノ スイス国,4052 バーゼル,ファルンスブ ルガーシュトラーセ 7 (72)発明者 ノルベルト ミュンツェル ドイツ連邦共和国,79423 ハイテルシャ イム,イム クラウゼンフェルト 3 (72)発明者 ハンス−トーマス シャッハト ドイツ連邦共和国,79618 ラインフェル デン,シラーシュトラーセ 35

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリマー鎖中に、次式IないしIV: 【化1】 〔式中、 R1 及びR2 は、互いに独立して、各々直鎖状又は分岐
    鎖状の炭素原子数1ないし6のアルキル基、非置換又は
    メチル置換された炭素原子数3ないし6のシクロアルキ
    ル基、或いは非置換又は1個若しくはそれより多くのハ
    ロゲン原子又は1個若しくはそれより多くの炭素原子数
    1ないし4のアルコキシ基,シアノ基若しくはニトロ基
    により置換されたフェニル基又はナフチル基を表わし、 R3 ,R4 ,R5 及びR6 は、互いに独立して、水素原
    子又はメチル基を表わし、 R7 ,R8 ,R9 及びR10は、互いに独立して、水素原
    子、炭素原子数1ないし6のアルキル基、炭素原子数1
    ないし6のアルコキシ基又はハロゲン原子を表わし、 w,x,y及びzは1よりも大きい又は1に等しい数を
    表わし、 そして、この場合、保護基を含む構造単位の総数を存在
    する全ての構造単位の総数で割ることにより得られる以
    下の商Q: 【数1】 は0.5よりも大きく且つ最大で0.9である〕で表わ
    される反復構造単位を含む、ゲル透過クロマトグラフィ
    ーによって測定された5.5×103 ないし5.5×1
    5 の分子量(Mw )を有するポリマー。
  2. 【請求項2】 商Qが0.5よりも大きく且つ最大で
    0.8である請求項1記載のポリマー。
  3. 【請求項3】 ポリマー鎖中に、次式VないしVIII: 【化2】 〔式中、R1 ないしR10,w,x,y及びzは請求項1
    において定義されたものと同じ意味を表わす〕で表わさ
    れる反復構造単位を含む請求項1記載のポリマー。
  4. 【請求項4】 R1 及びR2 が、互いに独立して、各々
    直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1ないし6のアルキル
    基、或いは非置換の炭素原子数3ないし6のシクロアル
    キル基又はフェニル基を表わし、そしてR3 ないしR6
    及びR7 ないしR10が水素原子を表わす請求項1記載の
    ポリマー。
  5. 【請求項5】 R1 及びR2 が、互いに独立して、各々
    メチル基,シクロプロピル基,シクロヘキシル基又はフ
    ェニル基を表わす請求項4記載のポリマー。
  6. 【請求項6】 商Qが0.5よりも大きく且つ最大で
    0.7であり、そしてR1 及びR2 が、互いに独立し
    て、各々直鎖状又は分岐鎖状の炭素原子数1ないし6の
    アルキル基、或いは非置換の炭素原子数3ないし6のシ
    クロアルキル基又はフェニル基を表わす請求項1記載の
    ポリマー。
  7. 【請求項7】 成分A)及びB)の全量に対して、 A) 請求項1記載のポリマー80ないし99.9重量
    %、及び B) 化学線への暴露の際に酸を生成する物質0.1な
    いし20重量%からなる輻射線感受性組成物。
  8. 【請求項8】 成分A)及びB)の全量に対して、 A) 請求項1記載のポリマー90ないし99.8重量
    %、及び B) 化学線への暴露の際に酸を生成する物質0.2な
    いし10重量%からなる請求項7記載の輻射線感受性組
    成物。
  9. 【請求項9】 成分A)及びB)に加えて、成分C)と
    して有機溶剤を更に含む請求項7記載の輻射線感受性組
    成物。
  10. 【請求項10】 成分A)及びB)の全量に対して、成
    分D)として慣用の添加剤0.01ないし40重量%を
    更に含む請求項7記載の輻射線感受性組成物。
  11. 【請求項11】 I.) 請求項7記載の輻射線感受性組
    成物を基材に塗布し、 II.) 塗布された基材を、予め決定されたパターンで、
    化学線に暴露し、 III.) ポジ機能性ホトレジスト用の現像液を用いて暴
    露された基材を現像することからなるポジ画像の形成方
    法。
  12. 【請求項12】 請求項7記載の組成物を使用して製造
    された印刷板,印刷回路又は集積回路。
JP7291710A 1994-10-13 1995-10-13 ポリマー Pending JPH08227155A (ja)

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