JP2000239538A - 新規ポリマーおよび該ポリマーを含むフォトレジスト組成物 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 新規ポリマーおよび該ポリマーを含むフォト
レジスト組成物を提供する。 【解決手段】 光活性成分、および単一の光酸誘導性デ
プロテクション化反応で複数の陰イオンまたは酸性基を
生じさせることができる光酸レイビル単位を含むポリマ
ーを含む樹脂バインダーを含むフォトレジスト組成物が
開示される。
レジスト組成物を提供する。 【解決手段】 光活性成分、および単一の光酸誘導性デ
プロテクション化反応で複数の陰イオンまたは酸性基を
生じさせることができる光酸レイビル単位を含むポリマ
ーを含む樹脂バインダーを含むフォトレジスト組成物が
開示される。
Description
【0001】本発明は新規ポリマー、およびフォトレジ
スト組成物、特に化学増幅ポジ型フォトレジスト組成物
(chemically−amplified pos
itive−acting photoresist
compositions)のための樹脂成分としての
そのようなポリマーの使用に関する。本発明のポリマー
は、複数の陰イオンまたは酸性基を生じさせることがで
きる基、および/またはリトグラフィック工程の間に実
質的に揮発性の種を生じさせない基を含む。
スト組成物、特に化学増幅ポジ型フォトレジスト組成物
(chemically−amplified pos
itive−acting photoresist
compositions)のための樹脂成分としての
そのようなポリマーの使用に関する。本発明のポリマー
は、複数の陰イオンまたは酸性基を生じさせることがで
きる基、および/またはリトグラフィック工程の間に実
質的に揮発性の種を生じさせない基を含む。
【0002】フォトレジストは画像を基体に写すために
使用される感光性膜である。フォトレジストの被覆層が
基板上に形成され、次いで、フォトレジスト層はフォト
マスクを通して活性化放射線(activating
radiation)で露光される。フォトマスクは活
性化放射線が透過しない領域、および活性化放射線が透
過する領域を有する。活性化放射線への露光はフォトレ
ジスト被覆の光誘導性化学的転換(photoindu
ced chemical transformati
on)を提供し、それによりフォトマスクのパターンを
フォトレジストで被覆された基体に写す。露光に続い
て、フォトレジストは現像され、基体の選択的な加工を
可能にするレリーフイメージ(relief imag
e)を提供する。
使用される感光性膜である。フォトレジストの被覆層が
基板上に形成され、次いで、フォトレジスト層はフォト
マスクを通して活性化放射線(activating
radiation)で露光される。フォトマスクは活
性化放射線が透過しない領域、および活性化放射線が透
過する領域を有する。活性化放射線への露光はフォトレ
ジスト被覆の光誘導性化学的転換(photoindu
ced chemical transformati
on)を提供し、それによりフォトマスクのパターンを
フォトレジストで被覆された基体に写す。露光に続い
て、フォトレジストは現像され、基体の選択的な加工を
可能にするレリーフイメージ(relief imag
e)を提供する。
【0003】フォトレジストはポジ型またはネガ型の何
れであってもよい。多くのネガ型フォトレジストについ
ては、活性化放射線で露光されるこれらの被覆層部分
は、光活性(photoactive)化合物とフォト
レジスト組成物の重合可能薬剤の間の反応で重合するか
または架橋する。よって、露光された被覆部分は、露光
されない部分よりも現像溶液中でより溶けにくくなる。
ポジ型フォトレジストについては、露光された部分は現
像液中でより可溶性になるが、露光されない部分は現像
液可溶性が相対的に低いままである。概して、フォトレ
ジスト組成物は少なくとも、樹脂バインダー成分および
光活性剤を含む。
れであってもよい。多くのネガ型フォトレジストについ
ては、活性化放射線で露光されるこれらの被覆層部分
は、光活性(photoactive)化合物とフォト
レジスト組成物の重合可能薬剤の間の反応で重合するか
または架橋する。よって、露光された被覆部分は、露光
されない部分よりも現像溶液中でより溶けにくくなる。
ポジ型フォトレジストについては、露光された部分は現
像液中でより可溶性になるが、露光されない部分は現像
液可溶性が相対的に低いままである。概して、フォトレ
ジスト組成物は少なくとも、樹脂バインダー成分および
光活性剤を含む。
【0004】さらに近年、化学増幅型レジスト(che
mically−amplified−type re
sists)がますます用いられており、特に、1ミク
ロン以下のイメージの形成または他の高性能の用途に用
いられている。そのようなフォトレジストはネガ型また
はポジ型であることができ、光発生された酸(phot
ogenerated acid)1単位あたり、概し
て多くの架橋(ネガ型レジストの場合)またはデプロテ
クション反応(deprotection react
ions)(ポジ型レジストの場合)を生ずる。ポジ型
化学増幅レジストにおいては、特定の陽イオン性光開始
剤が、フォトレジストバインダーからペンダントしてい
る特定の「ブロッキング(blocking)」基の切
断(cleavage)、またはフォトレジストバイン
ダーバックボーンに含まれる特定の基の切断のために使
用されている。例えば、米国特許第5075199号、
第4968581号、4883740号、481061
3号および4491628号、およびカナダ国特許出願
第2001384号を参照。そのようなレジストの被覆
層の露光によりブロッキング基が切断されると、例え
ば、カルボキシルまたはイミドのような極性官能基が形
成され、それは結果として、レジスト被覆層の露光およ
び非露光領域において、異なる溶解特性を生じさせる。
R.D.Allen et al.,Proceedi
ngs of SPIE,2724:334−343
(1996);およびP.Trefonas et a
l.Proceedings of the 11th
International Conference
on Photopolymers(Soc.Of
Plastics Engineers),pp44−
58(Oct.6,1997)も参照。
mically−amplified−type re
sists)がますます用いられており、特に、1ミク
ロン以下のイメージの形成または他の高性能の用途に用
いられている。そのようなフォトレジストはネガ型また
はポジ型であることができ、光発生された酸(phot
ogenerated acid)1単位あたり、概し
て多くの架橋(ネガ型レジストの場合)またはデプロテ
クション反応(deprotection react
ions)(ポジ型レジストの場合)を生ずる。ポジ型
化学増幅レジストにおいては、特定の陽イオン性光開始
剤が、フォトレジストバインダーからペンダントしてい
る特定の「ブロッキング(blocking)」基の切
断(cleavage)、またはフォトレジストバイン
ダーバックボーンに含まれる特定の基の切断のために使
用されている。例えば、米国特許第5075199号、
第4968581号、4883740号、481061
3号および4491628号、およびカナダ国特許出願
第2001384号を参照。そのようなレジストの被覆
層の露光によりブロッキング基が切断されると、例え
ば、カルボキシルまたはイミドのような極性官能基が形
成され、それは結果として、レジスト被覆層の露光およ
び非露光領域において、異なる溶解特性を生じさせる。
R.D.Allen et al.,Proceedi
ngs of SPIE,2724:334−343
(1996);およびP.Trefonas et a
l.Proceedings of the 11th
International Conference
on Photopolymers(Soc.Of
Plastics Engineers),pp44−
58(Oct.6,1997)も参照。
【0005】現在入手可能なフォトレジストは多くの用
途に適するが、現在のレジストは、特に、高解像度のハ
ーフミクロン以下およびクオーターミクロン以下の構造
物の形成のような、高性能の用途において、著しい欠点
を示す場合もある。
途に適するが、現在のレジストは、特に、高解像度のハ
ーフミクロン以下およびクオーターミクロン以下の構造
物の形成のような、高性能の用途において、著しい欠点
を示す場合もある。
【0006】本発明は新規ポリマー、並びに、光活性成
分および樹脂成分としてそのようなポリマーを含むフォ
トレジスト組成物を提供する。第1の態様においては、
本発明のポリマーは概して、好ましくは、単一の光酸誘
導性ポリマーデプロテクション反応から、複数の陰イオ
ンまたはヒドロキシ(特にフェノール性)のような酸性
基を生じさせることができる、光酸レイビル(phot
oacid−labile)単位(「ブロッキング基」
とも呼ばれる)を含む。本発明の別の態様においては、
光酸レイビル単位(すなわち、ブロッキング基)は、ポ
リマーの光酸誘導性ポリマーデプロテクション反応の
間、実質的にまたは本質的に揮発性の種(例えば、沸点
が180℃または200℃より低い)を生じさせず、よ
って、本発明のポリマーを含むレジスト被覆層の望まれ
ないガス発生および/または収縮を回避する。
分および樹脂成分としてそのようなポリマーを含むフォ
トレジスト組成物を提供する。第1の態様においては、
本発明のポリマーは概して、好ましくは、単一の光酸誘
導性ポリマーデプロテクション反応から、複数の陰イオ
ンまたはヒドロキシ(特にフェノール性)のような酸性
基を生じさせることができる、光酸レイビル(phot
oacid−labile)単位(「ブロッキング基」
とも呼ばれる)を含む。本発明の別の態様においては、
光酸レイビル単位(すなわち、ブロッキング基)は、ポ
リマーの光酸誘導性ポリマーデプロテクション反応の
間、実質的にまたは本質的に揮発性の種(例えば、沸点
が180℃または200℃より低い)を生じさせず、よ
って、本発明のポリマーを含むレジスト被覆層の望まれ
ないガス発生および/または収縮を回避する。
【0007】本発明の特に好ましい態様においては、ポ
リマーは上述の両方の態様を組み合わせて、すなわち、
ポリマーは複数の陰イオンまたは酸性基を、好ましくは
単一の光酸誘導性ポリマーデプロテクション反応から、
生じさせることができるブロッキング基を含んで提供さ
れ、それらブロッキング基は、ポリマーの光酸誘導性ポ
リマーデプロテクション反応の間、本質的に揮発性種
(例えば、沸点が180℃または200℃より低い)を
生じさせない。特に好ましい本発明のポリマーは1以上
のアセタール、ケタールおよび/またはオルトエステル
光酸レイビル基(ブロッキング基)を含み、それは好ま
しくは複数の陰イオンを生じさせることができる。他に
示されない限りは、本明細書におけるアセタール基の語
はアセタール、ケタールおよびオルトエステル基を含
む。
リマーは上述の両方の態様を組み合わせて、すなわち、
ポリマーは複数の陰イオンまたは酸性基を、好ましくは
単一の光酸誘導性ポリマーデプロテクション反応から、
生じさせることができるブロッキング基を含んで提供さ
れ、それらブロッキング基は、ポリマーの光酸誘導性ポ
リマーデプロテクション反応の間、本質的に揮発性種
(例えば、沸点が180℃または200℃より低い)を
生じさせない。特に好ましい本発明のポリマーは1以上
のアセタール、ケタールおよび/またはオルトエステル
光酸レイビル基(ブロッキング基)を含み、それは好ま
しくは複数の陰イオンを生じさせることができる。他に
示されない限りは、本明細書におけるアセタール基の語
はアセタール、ケタールおよびオルトエステル基を含
む。
【0008】好適なアセタール先駆物質化合物または他
の好適なブロッキング基先駆物質は、あらかじめ形成さ
れたポリマー上にグラフトされ、光酸レイビルアセター
ル基を有するポリマーを提供することができる。光酸を
露光するとき、アセタール単位は切断されるかまたはデ
ブロック(deblock)され、それはポリマー上に
陰イオンまたは酸性基を提供することができる。さら
に、アセタール先駆物質化合物の適切な選択により、デ
ブロッキング後、切断された生成物自体がさらに陰イオ
ンまたは酸性基を生じさせることができる。
の好適なブロッキング基先駆物質は、あらかじめ形成さ
れたポリマー上にグラフトされ、光酸レイビルアセター
ル基を有するポリマーを提供することができる。光酸を
露光するとき、アセタール単位は切断されるかまたはデ
ブロック(deblock)され、それはポリマー上に
陰イオンまたは酸性基を提供することができる。さら
に、アセタール先駆物質化合物の適切な選択により、デ
ブロッキング後、切断された生成物自体がさらに陰イオ
ンまたは酸性基を生じさせることができる。
【0009】単一の脱ブロック反応からの複数の陰イオ
ンまたは酸性基の生成は、コントラストおよび解像度が
向上されたフォトレジストのレリーフイメージを提供す
ることができる。実質的または本質的に揮発性の種を生
じさせないブロッキング基の使用は、本発明のポリマー
を含むレジスト被覆層の望まれないガス発生および収縮
を妨げる。そのようなガス発生および収縮は、レジスト
層内でパターン付けられたイメージの解像度を低下さ
せ、さらにイメージング装置の性能を損なうか、または
少なくとも妨害する場合がある。例えば、脱ブロッキン
グ反応の揮発性生成物はステッパーのレンズまたは他の
イメージング装置上に凝縮する場合がある。
ンまたは酸性基の生成は、コントラストおよび解像度が
向上されたフォトレジストのレリーフイメージを提供す
ることができる。実質的または本質的に揮発性の種を生
じさせないブロッキング基の使用は、本発明のポリマー
を含むレジスト被覆層の望まれないガス発生および収縮
を妨げる。そのようなガス発生および収縮は、レジスト
層内でパターン付けられたイメージの解像度を低下さ
せ、さらにイメージング装置の性能を損なうか、または
少なくとも妨害する場合がある。例えば、脱ブロッキン
グ反応の揮発性生成物はステッパーのレンズまたは他の
イメージング装置上に凝縮する場合がある。
【0010】本発明のフォトレジストは光活性成分、典
型的には光酸発生化合物(photoacid gen
erater compound)、および本発明のポ
リマーを含む樹脂成分を含む。本発明のフォトレジスト
は使用される光活性成分に応じて、様々な活性化放射線
で画像形成されることができる。概して、248nm、
および193nmおよび157nmのような200nm
以下の波長を含む、ディープUV(deep UV)波
長(約300nmより小さいものと定義される)が好ま
れる。他の有用な露光放射線はE−ビーム、X−線、E
UV、およびイオンプロジェクションリトグラフィー
(ion projection lithograp
hy(IPL))を含む。
型的には光酸発生化合物(photoacid gen
erater compound)、および本発明のポ
リマーを含む樹脂成分を含む。本発明のフォトレジスト
は使用される光活性成分に応じて、様々な活性化放射線
で画像形成されることができる。概して、248nm、
および193nmおよび157nmのような200nm
以下の波長を含む、ディープUV(deep UV)波
長(約300nmより小さいものと定義される)が好ま
れる。他の有用な露光放射線はE−ビーム、X−線、E
UV、およびイオンプロジェクションリトグラフィー
(ion projection lithograp
hy(IPL))を含む。
【0011】本発明は、各ラインが本質的に垂直なサイ
ドウオールを有し、約0.40ミクロン以下、さらには
約0.25ミクロン以下のライン幅を有するラインパタ
ーンのような高分解能レリーフイメージを形成するため
の方法を含む、レリーフイメージの形成方法も提供す
る。本発明はさらに、マイクロエレクトロニックウエハ
ー、または液晶ディスプレイ、もしくは他のフラットパ
ネルディスプレイ基板のような基板であって、上部が本
発明のフォトレジストで覆われ、レリーフイメージを有
する基板を含む工業製品を提供する。本発明の他の態様
は以下に開示される。
ドウオールを有し、約0.40ミクロン以下、さらには
約0.25ミクロン以下のライン幅を有するラインパタ
ーンのような高分解能レリーフイメージを形成するため
の方法を含む、レリーフイメージの形成方法も提供す
る。本発明はさらに、マイクロエレクトロニックウエハ
ー、または液晶ディスプレイ、もしくは他のフラットパ
ネルディスプレイ基板のような基板であって、上部が本
発明のフォトレジストで覆われ、レリーフイメージを有
する基板を含む工業製品を提供する。本発明の他の態様
は以下に開示される。
【0012】以下の表1Aおよび1Bは選択される好ま
しい、本発明のブロッキング基(アセタール先駆物質
基)、ポリマーおよびアンブロックされた基(unbl
ocked group)を示す。
しい、本発明のブロッキング基(アセタール先駆物質
基)、ポリマーおよびアンブロックされた基(unbl
ocked group)を示す。
【化3】
【化4】
【化5】
【化6】
【0013】上述したように、本発明のポリマーは光酸
レイビル基を含み、それは好ましくはアセタール基(上
述したように、アセタール、ケタールおよびオルトエス
テルを含む。)である。本発明のポリマーを提供するた
めに、好適なアセタール先駆物質化合物または他のブロ
ッキング基先駆物質があらかじめ形成されたポリマー上
にグラフトされ、光酸レイビルアセタール基を有するポ
リマーを提供することができる。光酸への露光後、アセ
タール単位は切断されるかまたは脱ブロックされ、それ
はポリマー上に陰イオンまたは酸性基を提供する。さら
に、アセタール先駆物質化合物の適切な選択により、脱
ブロック後、切断生成物自体がさらなる陰イオンまたは
酸性基を生じさせることができる。
レイビル基を含み、それは好ましくはアセタール基(上
述したように、アセタール、ケタールおよびオルトエス
テルを含む。)である。本発明のポリマーを提供するた
めに、好適なアセタール先駆物質化合物または他のブロ
ッキング基先駆物質があらかじめ形成されたポリマー上
にグラフトされ、光酸レイビルアセタール基を有するポ
リマーを提供することができる。光酸への露光後、アセ
タール単位は切断されるかまたは脱ブロックされ、それ
はポリマー上に陰イオンまたは酸性基を提供する。さら
に、アセタール先駆物質化合物の適切な選択により、脱
ブロック後、切断生成物自体がさらなる陰イオンまたは
酸性基を生じさせることができる。
【0014】そのような、複数の陰イオンまたは酸性基
の生成は、アセタール先駆物質化合物がベンゾジオキシ
ンである、次のスキームによって例示される。
の生成は、アセタール先駆物質化合物がベンゾジオキシ
ンである、次のスキームによって例示される。
【0015】
【化7】
【0016】上述のスキームに示されるように、ポリ
(ビニルフェノール)または他のヒドロキシル基含有ポ
リマー (P)−OH はアセタール先駆物質化合物の
ベンゾジオキシン1と反応され、ポリマー1aのペンダ
ントアセタール単位を提供する。ポリマーおよび先駆物
質化合物1は、酸の存在下、無水条件下で、典型的には
有機溶媒中で適切に反応される。
(ビニルフェノール)または他のヒドロキシル基含有ポ
リマー (P)−OH はアセタール先駆物質化合物の
ベンゾジオキシン1と反応され、ポリマー1aのペンダ
ントアセタール単位を提供する。ポリマーおよび先駆物
質化合物1は、酸の存在下、無水条件下で、典型的には
有機溶媒中で適切に反応される。
【0017】ポリマー1aの光酸への曝露はアセタール
単位の反応によるポリマーの脱ブロックを生じさせる。
アセタール単位の加水分解は、例えば、露光中、または
露光後のベーク(post−exposure bak
e)のような露光後のような、リトグラフ加工の間の任
意のステージで起こすことができる。水性アルカリ溶液
の存在下での現像の間に、複数の酸性基が脱ブロックさ
れたポリマーおよび塩基反応性アセタール脱ブロック化
合物(上述のヘミアセタール)によって提供され、化合
物3を生じさせることができる。
単位の反応によるポリマーの脱ブロックを生じさせる。
アセタール単位の加水分解は、例えば、露光中、または
露光後のベーク(post−exposure bak
e)のような露光後のような、リトグラフ加工の間の任
意のステージで起こすことができる。水性アルカリ溶液
の存在下での現像の間に、複数の酸性基が脱ブロックさ
れたポリマーおよび塩基反応性アセタール脱ブロック化
合物(上述のヘミアセタール)によって提供され、化合
物3を生じさせることができる。
【0018】好ましくは、デプロテクション反応の非ポ
リマー性切断生成物(上のスキームの1)は比較的非揮
発性であり、例えば、非ポリマー性切断生成物は、フォ
トレジスト用途での使用の間、望まれないガス発生およ
び収縮を避けるために、少なくとも約160℃の沸点を
有し、より好ましくは少なくとも約180℃または20
0℃の沸点を有する。
リマー性切断生成物(上のスキームの1)は比較的非揮
発性であり、例えば、非ポリマー性切断生成物は、フォ
トレジスト用途での使用の間、望まれないガス発生およ
び収縮を避けるために、少なくとも約160℃の沸点を
有し、より好ましくは少なくとも約180℃または20
0℃の沸点を有する。
【0019】本発明のポリマーとして様々なアセタール
基が適するが、上述したように、好ましくは、光酸誘導
性の脱ブロック反応で生産される非ポリマー性切断生成
物は典型的なリトグラフィック条件下で実質的に非揮発
性のものである。よって、好ましくは、非ポリマー性切
断生成物は少なくとも約180℃、より好ましくは少な
くとも約200℃の沸点を有する。
基が適するが、上述したように、好ましくは、光酸誘導
性の脱ブロック反応で生産される非ポリマー性切断生成
物は典型的なリトグラフィック条件下で実質的に非揮発
性のものである。よって、好ましくは、非ポリマー性切
断生成物は少なくとも約180℃、より好ましくは少な
くとも約200℃の沸点を有する。
【0020】置換ビニルエーテル化合物は概して好まし
いアセタール先駆物質化合物であり、すなわち、化合物
は少なくとも1つのエーテル結合および少なくとも1つ
の炭素−炭素二重結合を含む。化合物は好適に1以上の
エーテル結合、例えば、2、3または4つのエーテル結
合を含むことができるが、より典型的にはアセタール先
駆物質化合物は1または2のエーテル結合を有する。ア
セタール先駆物質は1つより多い炭素−炭素二重結合
(例えば、2、3または4つの二重結合)を有すること
もできるが、より典型的には、化合物は1または2つの
炭素−炭素二重結合を有する。典型的には、少なくとも
1つのエーテル結合がビニル炭素に直接に隣接している
(すなわち、他の挿入原子がない)ものである。
いアセタール先駆物質化合物であり、すなわち、化合物
は少なくとも1つのエーテル結合および少なくとも1つ
の炭素−炭素二重結合を含む。化合物は好適に1以上の
エーテル結合、例えば、2、3または4つのエーテル結
合を含むことができるが、より典型的にはアセタール先
駆物質化合物は1または2のエーテル結合を有する。ア
セタール先駆物質は1つより多い炭素−炭素二重結合
(例えば、2、3または4つの二重結合)を有すること
もできるが、より典型的には、化合物は1または2つの
炭素−炭素二重結合を有する。典型的には、少なくとも
1つのエーテル結合がビニル炭素に直接に隣接している
(すなわち、他の挿入原子がない)ものである。
【0021】上述のように、好ましくは、ブロッキング
基先駆物質化合物(アセタール先駆物質化合物のよう
な)またはそれらの加水分解生成物が実質的にまたは本
質的に非揮発性であり、特に、化合物が少なくとも約1
60℃、より好ましくは少なくとも約180℃、さらに
より好ましくは少なくとも200℃の沸点を有すること
が好ましい。同様に、好ましいアセタール先駆物質化合
物は少なくとも約100、より好ましくは少なくとも約
120、130、140または150の分子量を有す
る。好適なアセタール先駆物質化合物は、1以上の縮合
したまたは分離したフェニル基のような、1以上の環を
有することができる。概して、本発明の光酸誘導性脱ブ
ロック反応は切断生成物を生じさせ、生じる全切断生成
物の約50または60モルパーセントより少ない量がリ
トグラフィック工程の条件下で揮発し;より好ましく
は、生じる全切断生成物の約40、30、20、10ま
たは5モルパーセントより少ない量がリトグラフィック
工程の条件下で揮発し;さらにより好ましくは、生じる
全切断生成物の約0.5、1または2モルパーセントよ
り少ない量がリトグラフィック工程の条件下で揮発す
る。揮発種が形成されることができる特定のリトグラフ
ィック条件は露光および露光後のベーク工程(概して、
約160℃または180℃以下)である。
基先駆物質化合物(アセタール先駆物質化合物のよう
な)またはそれらの加水分解生成物が実質的にまたは本
質的に非揮発性であり、特に、化合物が少なくとも約1
60℃、より好ましくは少なくとも約180℃、さらに
より好ましくは少なくとも200℃の沸点を有すること
が好ましい。同様に、好ましいアセタール先駆物質化合
物は少なくとも約100、より好ましくは少なくとも約
120、130、140または150の分子量を有す
る。好適なアセタール先駆物質化合物は、1以上の縮合
したまたは分離したフェニル基のような、1以上の環を
有することができる。概して、本発明の光酸誘導性脱ブ
ロック反応は切断生成物を生じさせ、生じる全切断生成
物の約50または60モルパーセントより少ない量がリ
トグラフィック工程の条件下で揮発し;より好ましく
は、生じる全切断生成物の約40、30、20、10ま
たは5モルパーセントより少ない量がリトグラフィック
工程の条件下で揮発し;さらにより好ましくは、生じる
全切断生成物の約0.5、1または2モルパーセントよ
り少ない量がリトグラフィック工程の条件下で揮発す
る。揮発種が形成されることができる特定のリトグラフ
ィック条件は露光および露光後のベーク工程(概して、
約160℃または180℃以下)である。
【0022】特に好ましいアセタール先駆物質化合物と
しては、次の化合物1〜46を含む。
しては、次の化合物1〜46を含む。
【0023】
【化8】
【化9】
【0024】好適なアセタール先駆物質化合物は商業的
に入手可能であるか、または、例えば、次のスキームに
示されるように容易に製造されることができる。
に入手可能であるか、または、例えば、次のスキームに
示されるように容易に製造されることができる。
【0025】
【化10】
【0026】上述のスキームに示されるように、1,2
−ジヒドロキシフェニルのようなジヒドロキシアリール
化合物はジハロ化合物と反応され、続いて、脱離反応に
よって、上述のようなエンドサイクリック二重結合を有
する縮合環ビニルエーテル(fused ring v
inyl ether)を提供することができる。その
ような合成法を記載している、C.Kashima e
t al.,J.Org.Chem.1987,52:
5616−5621も参照。エキソサイクリック二重結
合を有する縮合環ビニルエーテルは、上述のスキームに
概して示されるように、1,2−ジヒドロキシフェニル
のようなジヒドロキシアリール化合物のプロパルギルブ
ロマイドとの反応によって製造されることができる。そ
のような合成法を記載している、C.Chowdhur
y et al.,J.Org.Chem.1988,
63:1863−1871も参照。エキソサイクリック
二重結合を有し、6員でなく5員エーテル環である縮合
環ビニルエーテルは、概して上述のスキームおよび概し
てP.Zhu et al.,J.Org.Chem.
1995,60:5729−5731に示されるよう
に、1,2−ジヒドロキシフェニルのようなグリコール
アリール化合物のブロモアセトアルデヒドジメチルアセ
タールとの反応によって製造されることができる。さら
なるアセタール先駆物質化合物へのルートは上のスキー
ムに示される。代表的な好ましい合成法として、後述の
実施例も参照。
−ジヒドロキシフェニルのようなジヒドロキシアリール
化合物はジハロ化合物と反応され、続いて、脱離反応に
よって、上述のようなエンドサイクリック二重結合を有
する縮合環ビニルエーテル(fused ring v
inyl ether)を提供することができる。その
ような合成法を記載している、C.Kashima e
t al.,J.Org.Chem.1987,52:
5616−5621も参照。エキソサイクリック二重結
合を有する縮合環ビニルエーテルは、上述のスキームに
概して示されるように、1,2−ジヒドロキシフェニル
のようなジヒドロキシアリール化合物のプロパルギルブ
ロマイドとの反応によって製造されることができる。そ
のような合成法を記載している、C.Chowdhur
y et al.,J.Org.Chem.1988,
63:1863−1871も参照。エキソサイクリック
二重結合を有し、6員でなく5員エーテル環である縮合
環ビニルエーテルは、概して上述のスキームおよび概し
てP.Zhu et al.,J.Org.Chem.
1995,60:5729−5731に示されるよう
に、1,2−ジヒドロキシフェニルのようなグリコール
アリール化合物のブロモアセトアルデヒドジメチルアセ
タールとの反応によって製造されることができる。さら
なるアセタール先駆物質化合物へのルートは上のスキー
ムに示される。代表的な好ましい合成法として、後述の
実施例も参照。
【0027】本発明のポリマーは様々な方法によって容
易に製造されることができる。好ましい方法としては、
酸性反応条件下でのアセタール先駆物質化合物の、あら
かじめ形成されたポリマーのヒドロキシル基上へのグラ
フトを含む。そのような合成法は特に表1Aおよび表1
Bに示される。表1Aおよび表1Bは、リトグラフィッ
ク工程において、光発生された酸と本発明のポリマーと
の反応によって生じる場合がある非ポリマー性切断生成
物も示す。これらの表1Aおよび1Bはアンブロックさ
れたおよび加水分解された形でのブロッキング基も示
す。本発明のポリマーの代表的な好ましい合成法とし
て、後述の実施例も参照。
易に製造されることができる。好ましい方法としては、
酸性反応条件下でのアセタール先駆物質化合物の、あら
かじめ形成されたポリマーのヒドロキシル基上へのグラ
フトを含む。そのような合成法は特に表1Aおよび表1
Bに示される。表1Aおよび表1Bは、リトグラフィッ
ク工程において、光発生された酸と本発明のポリマーと
の反応によって生じる場合がある非ポリマー性切断生成
物も示す。これらの表1Aおよび1Bはアンブロックさ
れたおよび加水分解された形でのブロッキング基も示
す。本発明のポリマーの代表的な好ましい合成法とし
て、後述の実施例も参照。
【0028】約248nm以上の波長におけるものを含
む、様々なフォトレジストにおける使用のために、アセ
タール先駆物質化合物は好適にフェノール性ポリマーお
よび部分的に水素化されたノボラック樹脂のヒドロキシ
ル基上にグラフトされることができる。そのような樹脂
は商業的に入手可能であり、また、例えばThacke
ray et al.,による米国特許第512823
2号;およびZampini et al.,による米
国特許第5266440号に記載されている。好適なノ
ボラック樹脂はフェノール、ナフトール;またはクレゾ
ール、キシレノールなどのような置換フェノールの、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド
などとの反応によって製造されることができる。好適な
重量平均分子量は300から約100,000ダルト
ン、より好ましくは約1000から約20000ダルト
ンの範囲であることができる。ポリ(ビニルフェノー
ル)は、陽イオン性触媒の存在下で、対応するモノマー
のブロック重合、乳化重合または溶液重合のような様々
な方法で形成されることができる。好ましいポリ(ビニ
ルフェノール)は、好適には、約2,000から10
0,000ダルトンの分子量を有する。部分的に水素化
されたポリ(ビニルフェノール)およびノボラックの製
造方法は、Thackeray et al.,による
米国特許第5128232号に開示されている。そのよ
うな部分的に水素化された樹脂は約248nmで画像形
成されるフォトレジストにおける使用に特に有用であ
る。
む、様々なフォトレジストにおける使用のために、アセ
タール先駆物質化合物は好適にフェノール性ポリマーお
よび部分的に水素化されたノボラック樹脂のヒドロキシ
ル基上にグラフトされることができる。そのような樹脂
は商業的に入手可能であり、また、例えばThacke
ray et al.,による米国特許第512823
2号;およびZampini et al.,による米
国特許第5266440号に記載されている。好適なノ
ボラック樹脂はフェノール、ナフトール;またはクレゾ
ール、キシレノールなどのような置換フェノールの、ホ
ルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド
などとの反応によって製造されることができる。好適な
重量平均分子量は300から約100,000ダルト
ン、より好ましくは約1000から約20000ダルト
ンの範囲であることができる。ポリ(ビニルフェノー
ル)は、陽イオン性触媒の存在下で、対応するモノマー
のブロック重合、乳化重合または溶液重合のような様々
な方法で形成されることができる。好ましいポリ(ビニ
ルフェノール)は、好適には、約2,000から10
0,000ダルトンの分子量を有する。部分的に水素化
されたポリ(ビニルフェノール)およびノボラックの製
造方法は、Thackeray et al.,による
米国特許第5128232号に開示されている。そのよ
うな部分的に水素化された樹脂は約248nmで画像形
成されるフォトレジストにおける使用に特に有用であ
る。
【0029】本発明のポリマーを製造するための他の好
ましいベースポリマーとしては、様々なコポリマー、特
に、ビニルフェノールとスチレンの重合単位を含むコポ
リマー(ターポリマーのようなより高いオーダーのコポ
リマーを含む)のようなビニルフェノールのコポリマー
を含む。そのようなフェノール性コポリマーは好適に
は、ビニルフェノール(または好適な先駆物質)とスチ
レン、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタアクリ
レート、メチルアダマナチルメタアクリレート、ビニル
ナフタレン等の重合によって製造されることができる。
ましいベースポリマーとしては、様々なコポリマー、特
に、ビニルフェノールとスチレンの重合単位を含むコポ
リマー(ターポリマーのようなより高いオーダーのコポ
リマーを含む)のようなビニルフェノールのコポリマー
を含む。そのようなフェノール性コポリマーは好適に
は、ビニルフェノール(または好適な先駆物質)とスチ
レン、t−ブチルアクリレート、t−ブチルメタアクリ
レート、メチルアダマナチルメタアクリレート、ビニル
ナフタレン等の重合によって製造されることができる。
【0030】例えば、193nmおよび157nmのよ
うな200nm以下の波長イメージング用途のような超
短波長の用途のために、好ましくはポリマーは少なくと
も実質的にフェノールまたは他の芳香族基を含まずに用
いられる。例えば、そのような200nm以下のイメー
ジング用途のために、本発明の好ましいポリマーは5モ
ルパーセントより少ない芳香族基、より好ましくは約1
モルパーセントより少ない芳香族基、さらにより好まし
くは0.1、0.05または0.01モルパーセントよ
りも少ない芳香族基を含む。特に好ましくは、完全に芳
香族基を含まないポリマーである。芳香族基は200n
m以下の放射線を高度に吸収することができ、よって、
そのような短波長放射線で画像形成されるフォトレジス
トにおいて使用されるポリマーとして望ましくない。
うな200nm以下の波長イメージング用途のような超
短波長の用途のために、好ましくはポリマーは少なくと
も実質的にフェノールまたは他の芳香族基を含まずに用
いられる。例えば、そのような200nm以下のイメー
ジング用途のために、本発明の好ましいポリマーは5モ
ルパーセントより少ない芳香族基、より好ましくは約1
モルパーセントより少ない芳香族基、さらにより好まし
くは0.1、0.05または0.01モルパーセントよ
りも少ない芳香族基を含む。特に好ましくは、完全に芳
香族基を含まないポリマーである。芳香族基は200n
m以下の放射線を高度に吸収することができ、よって、
そのような短波長放射線で画像形成されるフォトレジス
トにおいて使用されるポリマーとして望ましくない。
【0031】よって、例えば、193nmのイメージン
グ用途のために、ブロッキング基先駆物質化合物がその
上にグラフトされたアリサイクリックヒドロキシ基を有
するポリマーが用いられることができる。好適なアリサ
イクリック基は、例えば、ビニル(ヒドロキシアダマン
タン)、ビニル(ヒドロキシシクロヘキサン)、2−ヒ
ドロキシエチルメタアクリレートなどの重合単位を含
む。本発明のポリマーは、上述の単位の他に、ペンダン
トシアノ基などを提供する縮合メタアクリロニトリルの
ような追加の単位を含むことができる。
グ用途のために、ブロッキング基先駆物質化合物がその
上にグラフトされたアリサイクリックヒドロキシ基を有
するポリマーが用いられることができる。好適なアリサ
イクリック基は、例えば、ビニル(ヒドロキシアダマン
タン)、ビニル(ヒドロキシシクロヘキサン)、2−ヒ
ドロキシエチルメタアクリレートなどの重合単位を含
む。本発明のポリマーは、上述の単位の他に、ペンダン
トシアノ基などを提供する縮合メタアクリロニトリルの
ような追加の単位を含むことができる。
【0032】好ましくは、本発明のポリマーは、ポリマ
ーの全単位の基づいて、少なくとも約3〜5モルパーセ
ントの本発明のブロッキング基(すなわち、それは複数
の陰イオンまたは酸性基を生じさせることができる)を
含む。より典型的的には、本発明のポリマーは、ポリマ
ーの全単位に基づいて、約5〜80モルパーセントの本
発明のブロッキング基を、さらにより典型的にはポリマ
ーの全単位に基づいて、約8〜約40または50モルパ
ーセントのブロッキング基を含む。上述のように、本発
明の樹脂はフォトレジスト組成物、特に化学増幅ポジ型
レジストにおける樹脂成分として非常に有用である。
ーの全単位の基づいて、少なくとも約3〜5モルパーセ
ントの本発明のブロッキング基(すなわち、それは複数
の陰イオンまたは酸性基を生じさせることができる)を
含む。より典型的的には、本発明のポリマーは、ポリマ
ーの全単位に基づいて、約5〜80モルパーセントの本
発明のブロッキング基を、さらにより典型的にはポリマ
ーの全単位に基づいて、約8〜約40または50モルパ
ーセントのブロッキング基を含む。上述のように、本発
明の樹脂はフォトレジスト組成物、特に化学増幅ポジ型
レジストにおける樹脂成分として非常に有用である。
【0033】本発明のフォトレジストは、概して、光活
性成分および本発明のポリマーを含む樹脂バインダー成
分を含む。樹脂バインダー成分は適切に、組成物に膜形
成特性を提供し、レジスト被覆層を露光後に水性アルカ
リ現像液で現像可能にするのに充分な量で使用される。
性成分および本発明のポリマーを含む樹脂バインダー成
分を含む。樹脂バインダー成分は適切に、組成物に膜形
成特性を提供し、レジスト被覆層を露光後に水性アルカ
リ現像液で現像可能にするのに充分な量で使用される。
【0034】本発明のレジストは好適に、光酸発生剤
(すなわち、PAG)を、活性化放射線への露光下でレ
ジストの被覆層において潜像を生じさせるのに充分量な
で含む。本発明のレジストに使用するための、好ましい
PAGの1つの群としては次の式の化合物のようなイミ
ドスルホネートを含む。
(すなわち、PAG)を、活性化放射線への露光下でレ
ジストの被覆層において潜像を生じさせるのに充分量な
で含む。本発明のレジストに使用するための、好ましい
PAGの1つの群としては次の式の化合物のようなイミ
ドスルホネートを含む。
【0035】
【化11】
【0036】式中、Rはカンファー、アダマンタン、ア
ルキル(例えば、C1−12アルキル)およびパーフル
オロ(C1−12アルキル)のようなパーフルオロアル
キルであり、特に、パーフルオロオクタンスルホネー
ト、パーフルオロノナンスルホネート等のパーフルオロ
陰イオンである。特に好ましいPAGはN−〔(パーフ
ルオロオクタンスルホニル)オキシ〕−5−ノルボルネ
ン−2,3−ジカルボオキシイミドである。
ルキル(例えば、C1−12アルキル)およびパーフル
オロ(C1−12アルキル)のようなパーフルオロアル
キルであり、特に、パーフルオロオクタンスルホネー
ト、パーフルオロノナンスルホネート等のパーフルオロ
陰イオンである。特に好ましいPAGはN−〔(パーフ
ルオロオクタンスルホニル)オキシ〕−5−ノルボルネ
ン−2,3−ジカルボオキシイミドである。
【0037】スルホネート塩のような、他のスルホネー
ト化合物も使用されることができる。2つの好適な薬剤
は次のPAG1および2である。
ト化合物も使用されることができる。2つの好適な薬剤
は次のPAG1および2である。
【0038】
【化12】
【0039】そのようなスルホネート化合物は、上述の
PAG1の合成法を詳述する、欧州特許出願96118
111.2(公開番号0783136)に開示されるよ
うに製造されることができる。
PAG1の合成法を詳述する、欧州特許出願96118
111.2(公開番号0783136)に開示されるよ
うに製造されることができる。
【0040】上述のグループ以外に、陰イオンで錯化さ
れた上述の2つのヨードニウム化合物も適する。特に、
好ましい陰イオンは式RSO3 −の陰イオンであって、
Rがアダマンタン、アルキル(例えば、C1−12アル
キル)およびパーフルオロ(C1−12アルキル)のよ
うなパーフルオロアルキルであり、特に、パーフルオロ
オクタンスルホネート、パーフルオロノナンスルホネー
ト等のパーフルオロカウンター陰イオンであるものを含
む。
れた上述の2つのヨードニウム化合物も適する。特に、
好ましい陰イオンは式RSO3 −の陰イオンであって、
Rがアダマンタン、アルキル(例えば、C1−12アル
キル)およびパーフルオロ(C1−12アルキル)のよ
うなパーフルオロアルキルであり、特に、パーフルオロ
オクタンスルホネート、パーフルオロノナンスルホネー
ト等のパーフルオロカウンター陰イオンであるものを含
む。
【0041】本発明のレジストにおいて使用するのに特
に好ましいPAGは、カンファースルホネート等のよう
な任意の様々なカウンター陰イオンを有する、トリフェ
ニルスルホニウム塩のようなトリアリールスルホニウム
塩である。好適なトリアリールスルホニウム塩PAGお
よびこれらの混合物は、シプレイカンパニーのSint
a et al.による米国特許第5731364号に
開示されるものである。
に好ましいPAGは、カンファースルホネート等のよう
な任意の様々なカウンター陰イオンを有する、トリフェ
ニルスルホニウム塩のようなトリアリールスルホニウム
塩である。好適なトリアリールスルホニウム塩PAGお
よびこれらの混合物は、シプレイカンパニーのSint
a et al.による米国特許第5731364号に
開示されるものである。
【0042】他の公知のPAGも本発明のレジストに使
用されることができる。例えば、N−スルホニルオキシ
イミドが、国際特許出願第WO94/10608号に開
示されるように使用されることができ、または、例え
ば、Thackeray etal.による米国特許第
5128232号および欧州特許出願第0164248
号および第0232972号に開示されるような、活性
化放射線への露光によってハロゲン酸(例えば、HB
r)を生じさせる非イオン性ハロゲン化PAGが使用さ
れることができる。ジアゾPAGも、米国特許第546
8589号に報告されるPAGのように、本発明のPA
Gにおける光活性成分としての使用のために用いられる
ことができる。
用されることができる。例えば、N−スルホニルオキシ
イミドが、国際特許出願第WO94/10608号に開
示されるように使用されることができ、または、例え
ば、Thackeray etal.による米国特許第
5128232号および欧州特許出願第0164248
号および第0232972号に開示されるような、活性
化放射線への露光によってハロゲン酸(例えば、HB
r)を生じさせる非イオン性ハロゲン化PAGが使用さ
れることができる。ジアゾPAGも、米国特許第546
8589号に報告されるPAGのように、本発明のPA
Gにおける光活性成分としての使用のために用いられる
ことができる。
【0043】本発明のレジスト組成物の好ましい任意の
成分は染料化合物である。好ましい染料は、典型的に
は、露光放射線の反射およびその影響(例えば、ノッチ
ング)を低減させることによって、パターン付けされた
レジストイメージの解像度を向上させることができる。
好ましい染料は置換および非置換フェノチアジン、フェ
ノキサジン、アントラセンおよびアントラロビン化合物
を含む。置換フェノチアジン、フェノキサジン、アント
ラセンおよびアントラロビンの好ましい置換基として
は、例えば、ハロゲン、C1−12アルキル、C
1−12アルコキシ、C2 −12アルケニル、アセチル
のようなC1−12アルカノイル、フェニルのようなア
リール等が含まれる。例えば、アントラセンアクリレー
トポリマーまたはコポリマーのような、そのような化合
物のコポリマーも染料として使用されることができる。
成分は染料化合物である。好ましい染料は、典型的に
は、露光放射線の反射およびその影響(例えば、ノッチ
ング)を低減させることによって、パターン付けされた
レジストイメージの解像度を向上させることができる。
好ましい染料は置換および非置換フェノチアジン、フェ
ノキサジン、アントラセンおよびアントラロビン化合物
を含む。置換フェノチアジン、フェノキサジン、アント
ラセンおよびアントラロビンの好ましい置換基として
は、例えば、ハロゲン、C1−12アルキル、C
1−12アルコキシ、C2 −12アルケニル、アセチル
のようなC1−12アルカノイル、フェニルのようなア
リール等が含まれる。例えば、アントラセンアクリレー
トポリマーまたはコポリマーのような、そのような化合
物のコポリマーも染料として使用されることができる。
【0044】他の好適な任意の添加剤としては、追加の
塩基、特にテトラブチルアンモニウムヒドロオキシド
(TBAH)、またはTBAHのラクテート塩であり、
それは現像されたレジストのレリーフイメージの解像度
を向上させることができる。他の有用な塩基添加剤とし
てはアルキルおよびアリールアミンおよびピリジンを含
む。追加の塩基は好適には、比較的少量、例えば、光活
性成分(PAG)に比べ、約1〜20重量パーセントの
量で使用される。
塩基、特にテトラブチルアンモニウムヒドロオキシド
(TBAH)、またはTBAHのラクテート塩であり、
それは現像されたレジストのレリーフイメージの解像度
を向上させることができる。他の有用な塩基添加剤とし
てはアルキルおよびアリールアミンおよびピリジンを含
む。追加の塩基は好適には、比較的少量、例えば、光活
性成分(PAG)に比べ、約1〜20重量パーセントの
量で使用される。
【0045】本発明のフォトレジストは他の任意の物質
を含むこともできる。例えば、他の任意の添加剤として
は、抗光条剤(anti−striation age
nt)、可塑剤、スピードエンハンサー(speed
enhancers)などを含む。そのような任意の添
加剤は、典型的には、例えば、樹脂の乾燥成分の全重量
の約5〜30重量パーセントの量のような、比較的高濃
度で存在することができる染料を除いて、フォトレジス
ト組成物中に低濃度で存在する。
を含むこともできる。例えば、他の任意の添加剤として
は、抗光条剤(anti−striation age
nt)、可塑剤、スピードエンハンサー(speed
enhancers)などを含む。そのような任意の添
加剤は、典型的には、例えば、樹脂の乾燥成分の全重量
の約5〜30重量パーセントの量のような、比較的高濃
度で存在することができる染料を除いて、フォトレジス
ト組成物中に低濃度で存在する。
【0046】本発明の組成物は当業者に容易に製造され
ることができる。例えば、本発明のフォトレジスト組成
物は、例えば、エチルラクテート、2−メトキシエチル
エーテル(ジグライム)、エチレングリコール、モノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トのようなグリコールエーテル;メチルエチルケトンの
ようなセロソルブエステル;3−エトキシエチルプロピ
オネート;および2−ヘプタノンのような好適な溶媒中
にフォトレジストの成分を混合することによって製造さ
れることができる。典型的には、組成物の固形分含量
は、フォトレジスト組成物の全重量の約2〜35重量パ
ーセントの間で変動する。樹脂バインダーおよびPAG
成分は、膜被覆層および良好な品質の潜在イメージおよ
びレリーフイメージの形成を提供するのに充分な量で存
在すべきである。
ることができる。例えば、本発明のフォトレジスト組成
物は、例えば、エチルラクテート、2−メトキシエチル
エーテル(ジグライム)、エチレングリコール、モノメ
チルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテ
ル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテー
トのようなグリコールエーテル;メチルエチルケトンの
ようなセロソルブエステル;3−エトキシエチルプロピ
オネート;および2−ヘプタノンのような好適な溶媒中
にフォトレジストの成分を混合することによって製造さ
れることができる。典型的には、組成物の固形分含量
は、フォトレジスト組成物の全重量の約2〜35重量パ
ーセントの間で変動する。樹脂バインダーおよびPAG
成分は、膜被覆層および良好な品質の潜在イメージおよ
びレリーフイメージの形成を提供するのに充分な量で存
在すべきである。
【0047】本発明の組成物は一般的に公知の方法に従
って使用される。本発明の液体被覆組成物は、スピニン
グ、ディッピング、ローラーコーティング、または他の
公知の被覆技術によって基体にアプライされる。スピン
コーティングの場合には、被覆溶液の固形分含量は、使
用される具体的なスピニング装置、溶液の粘度、スピナ
ーの速度およびスピニングの時間に基づいて、所望の膜
厚を提供するように調節されることができる。
って使用される。本発明の液体被覆組成物は、スピニン
グ、ディッピング、ローラーコーティング、または他の
公知の被覆技術によって基体にアプライされる。スピン
コーティングの場合には、被覆溶液の固形分含量は、使
用される具体的なスピニング装置、溶液の粘度、スピナ
ーの速度およびスピニングの時間に基づいて、所望の膜
厚を提供するように調節されることができる。
【0048】本発明のレジスト組成物は、フォトレジス
トでの被覆を含む方法において従来使用される基体に適
切にアプライされる。例えば、組成物は、マイクロプロ
セッサおよび他の集積回路部品の製造のためのケイ素ま
たは二酸化珪素ウエハー上にアプライされることができ
る。アルミニウム−酸化アルミニウム、ガリウムアーセ
ナイド、セラミック、石英または銅基体が用いられるこ
ともできる。液晶ディスプレイおよび他のフラットパネ
ルディスプレイ用に使用される基体としては、例えば、
ガラス基体、インジウム錫オキシド被覆基体なども好適
に用いられる。
トでの被覆を含む方法において従来使用される基体に適
切にアプライされる。例えば、組成物は、マイクロプロ
セッサおよび他の集積回路部品の製造のためのケイ素ま
たは二酸化珪素ウエハー上にアプライされることができ
る。アルミニウム−酸化アルミニウム、ガリウムアーセ
ナイド、セラミック、石英または銅基体が用いられるこ
ともできる。液晶ディスプレイおよび他のフラットパネ
ルディスプレイ用に使用される基体としては、例えば、
ガラス基体、インジウム錫オキシド被覆基体なども好適
に用いられる。
【0049】表面上へのフォトレジストの被覆に続い
て、好ましくはフォトレジスト被覆がタックフリーとな
るまで溶媒を除去するために加熱により乾燥される。そ
の後、好適な活性化放射線によってパターン付けられた
画像が形成される。例えば、活性化放射線は、レジスト
成分に応じて、365nm、248nm、193nm、
157nm、または約20nm以下(約0.5〜20n
mを含む)のような、より短い波長、のような広範囲の
波長であることができる。さらに、活性化放射線はイオ
ンまたは電子ビームであることができる。生成されるパ
ターンは、マスクを通過することによって形成されるこ
とができ、または、例えば、イオンもしくは電子ビーム
の場合には、露光されるべき領域上に細いビームをスキ
ャニングすることによって形成されることもできる。
て、好ましくはフォトレジスト被覆がタックフリーとな
るまで溶媒を除去するために加熱により乾燥される。そ
の後、好適な活性化放射線によってパターン付けられた
画像が形成される。例えば、活性化放射線は、レジスト
成分に応じて、365nm、248nm、193nm、
157nm、または約20nm以下(約0.5〜20n
mを含む)のような、より短い波長、のような広範囲の
波長であることができる。さらに、活性化放射線はイオ
ンまたは電子ビームであることができる。生成されるパ
ターンは、マスクを通過することによって形成されるこ
とができ、または、例えば、イオンもしくは電子ビーム
の場合には、露光されるべき領域上に細いビームをスキ
ャニングすることによって形成されることもできる。
【0050】露光は、フォトレジスト系の光活性成分を
効果的に活性化し、レジスト被覆層内でパターン付けさ
れた画像を生じさせるのに充分であるべきであり、より
具体的には、露光エネルギーは典型的には、露光装置お
よびフォトレジスト組成物の成分に応じて、約1〜30
0mJ/cm2の範囲である。
効果的に活性化し、レジスト被覆層内でパターン付けさ
れた画像を生じさせるのに充分であるべきであり、より
具体的には、露光エネルギーは典型的には、露光装置お
よびフォトレジスト組成物の成分に応じて、約1〜30
0mJ/cm2の範囲である。
【0051】本発明のレジスト組成物の被覆層は、広範
囲の活性化放射線によって光活性されることができる。
多くの用途において、ディープUV、すなわち約350
nm以下の露光が好ましい。特に好適な露光波長は約2
48nmである。193nmおよび157nmを含む、
200nm以下の露光波長も多くの用途に対して好適で
ある。20nm以下のリトグラフィー(例えば、EUV
およびX−線)のような超短波長、および電子ビーム並
びにイオンビームリトグラフィーも好ましい。
囲の活性化放射線によって光活性されることができる。
多くの用途において、ディープUV、すなわち約350
nm以下の露光が好ましい。特に好適な露光波長は約2
48nmである。193nmおよび157nmを含む、
200nm以下の露光波長も多くの用途に対して好適で
ある。20nm以下のリトグラフィー(例えば、EUV
およびX−線)のような超短波長、および電子ビーム並
びにイオンビームリトグラフィーも好ましい。
【0052】露光に続いて、組成物の膜層は、約70℃
〜約150℃の範囲の温度で好ましくはベークされる。
少なくとも、特定の場合、最適なイメージングを達成す
るために露光後のベークは必要でないかもしれない。そ
の後、膜は現像される。露光されたレジスト膜は極性現
像液、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、珪酸ナトリ
ウム、ナトリウムメタシリケート、によって例示される
無機アルカリ;テトラアルキルアンモニウムヒドロキシ
ド溶液のような4級アンモニウムヒドロキシド溶液;エ
チルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ
−n−プロピルアミン、トリエチルアミンまたはメチル
ジエチルアミンのような種々のアミン溶液;ジエタノー
ルアミンまたはトリエタノールアミンのようなアルコー
ルアミン;ピロール、ピリジンなどのような環式アミン
のような水性塩基性現像液を用いることによってポジ型
(positive working)にされる。概し
て、現像は公知の方法に従う。
〜約150℃の範囲の温度で好ましくはベークされる。
少なくとも、特定の場合、最適なイメージングを達成す
るために露光後のベークは必要でないかもしれない。そ
の後、膜は現像される。露光されたレジスト膜は極性現
像液、好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウ
ム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、珪酸ナトリ
ウム、ナトリウムメタシリケート、によって例示される
無機アルカリ;テトラアルキルアンモニウムヒドロキシ
ド溶液のような4級アンモニウムヒドロキシド溶液;エ
チルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ
−n−プロピルアミン、トリエチルアミンまたはメチル
ジエチルアミンのような種々のアミン溶液;ジエタノー
ルアミンまたはトリエタノールアミンのようなアルコー
ルアミン;ピロール、ピリジンなどのような環式アミン
のような水性塩基性現像液を用いることによってポジ型
(positive working)にされる。概し
て、現像は公知の方法に従う。
【0053】基体上のフォトレジスト被覆の現像に続い
て、現像された基体はレジストがはがされた領域上が選
択的に、例えば、公知の方法に従って、レジストがはが
された基体領域を化学的にエッチングまたはメッキする
ことによって、加工されることができる。マイクロエレ
クトロニック基体の製造、例えば、二酸化珪素ウエハー
の製造、のために適するエッチング剤としては、例え
ば、プラズマストリームとして適用されるCF4または
CF4/CHF3エッチング剤のような塩素またはフッ
素ベースのエッチング剤のようなガスエッチング剤を含
む。上述のように、本発明の組成物はそのようなエッチ
ング剤に高度に耐性があり、よって、1ミクロン以下の
幅のラインを含む、高解像度構造物の製造を可能にす
る。そのような加工の後、レジストは公知のストリッピ
ング法を用いて、加工された基板から除去されることが
できる。
て、現像された基体はレジストがはがされた領域上が選
択的に、例えば、公知の方法に従って、レジストがはが
された基体領域を化学的にエッチングまたはメッキする
ことによって、加工されることができる。マイクロエレ
クトロニック基体の製造、例えば、二酸化珪素ウエハー
の製造、のために適するエッチング剤としては、例え
ば、プラズマストリームとして適用されるCF4または
CF4/CHF3エッチング剤のような塩素またはフッ
素ベースのエッチング剤のようなガスエッチング剤を含
む。上述のように、本発明の組成物はそのようなエッチ
ング剤に高度に耐性があり、よって、1ミクロン以下の
幅のラインを含む、高解像度構造物の製造を可能にす
る。そのような加工の後、レジストは公知のストリッピ
ング法を用いて、加工された基板から除去されることが
できる。
【0054】本明細書中で言及されるすべての文献は本
発明の一部として参照される。次の非限定的な実施例は
本発明の例示である。全ての試薬はAldrich C
hemical Co.から購入され、さらなる精製を
することなく使用された。NMR試験を除き、全ての反
応は窒素下で行われた。全てのスペクトルは(CD3)
2CO溶媒のCDCl3中で300MHzGE装置を用
いて記録された。全ての化学シフトは、リファレンスと
してのMe4Siの100万分の1(ppm)ダウンフ
ィールドで記録された。特に示されない限りは、全ての
溶媒はロータリーエバポレータで除去された。薄層クロ
マトグラフィー(TLC)または高圧液体クロマトグラ
フィー(HPLC)が反応をモニターするために使用さ
れた。
発明の一部として参照される。次の非限定的な実施例は
本発明の例示である。全ての試薬はAldrich C
hemical Co.から購入され、さらなる精製を
することなく使用された。NMR試験を除き、全ての反
応は窒素下で行われた。全てのスペクトルは(CD3)
2CO溶媒のCDCl3中で300MHzGE装置を用
いて記録された。全ての化学シフトは、リファレンスと
してのMe4Siの100万分の1(ppm)ダウンフ
ィールドで記録された。特に示されない限りは、全ての
溶媒はロータリーエバポレータで除去された。薄層クロ
マトグラフィー(TLC)または高圧液体クロマトグラ
フィー(HPLC)が反応をモニターするために使用さ
れた。
【0055】実施例1−3:デブロッキング先駆物質化
合物の合成。 実施例1:モノ−プロプ−2−イニレーテッド カテコ
ールの合成。 表題の生成物は、C.Chowdhury et a
l.,J.Org.Chem.63:1863(199
8)に報告された合成法を改変して製造された。概略す
ると、1000mLの三首フラスコ中の無水アセトン
(500mL)の溶液にカテコール(74.04g、6
72.44mmol)およびK2CO3(46.47
g、336.22mmol)を添加した。反応混合物は
1時間、室温で撹拌された。プロパルギルブロマイド
(トルエン中の80重量%溶液、100g、672.4
4mmol)が滴下漏斗を用いてゆっくりと3時間かけ
て添加された。混合物は16時間還流された。固形物が
濾過で除去された。減圧下でアセトンが除去された。残
部がCH2Cl2(400mL、3回)、および水(2
00mL)で抽出された。合わせられた有機相は無水M
gSO4で乾燥され、濃縮された。クルード生成物は水
からの再結晶化法によって精製された。結晶は43.6
g(43.8%)得られた。融点は43−45℃であっ
た。1HNMR(CDCl3、Me4Si)δ2.56
(t,J=2Hz,1H)、4.77(d,J=2H
z,2H)、5.60(s,1H)、6.8−7.0
(m,4H)。
合物の合成。 実施例1:モノ−プロプ−2−イニレーテッド カテコ
ールの合成。 表題の生成物は、C.Chowdhury et a
l.,J.Org.Chem.63:1863(199
8)に報告された合成法を改変して製造された。概略す
ると、1000mLの三首フラスコ中の無水アセトン
(500mL)の溶液にカテコール(74.04g、6
72.44mmol)およびK2CO3(46.47
g、336.22mmol)を添加した。反応混合物は
1時間、室温で撹拌された。プロパルギルブロマイド
(トルエン中の80重量%溶液、100g、672.4
4mmol)が滴下漏斗を用いてゆっくりと3時間かけ
て添加された。混合物は16時間還流された。固形物が
濾過で除去された。減圧下でアセトンが除去された。残
部がCH2Cl2(400mL、3回)、および水(2
00mL)で抽出された。合わせられた有機相は無水M
gSO4で乾燥され、濃縮された。クルード生成物は水
からの再結晶化法によって精製された。結晶は43.6
g(43.8%)得られた。融点は43−45℃であっ
た。1HNMR(CDCl3、Me4Si)δ2.56
(t,J=2Hz,1H)、4.77(d,J=2H
z,2H)、5.60(s,1H)、6.8−7.0
(m,4H)。
【0056】実施例2:2,3−ジヒドロ−2−メチレ
ン−1,4−ベンゾジオキシンの合成。 表題の化合物は、C.Chowdhury et a
l.,J.Org.Chem.63:1863(199
8)に報告された合成法を改変して製造された。概略す
ると、モノ−プロプ−2−イニレーテッド カテコール
(10.48g、70.8mmol)がEt3N(20
0mL)中に溶解された。この溶液にCuI(0.94
4g、4.96mmol)を添加した。それは室温で1
時間、次いで100℃で4時間撹拌された。反応はTL
Cでモニターされた。ワンスポットがTLCプレート上
で観察された。Et3Nは減圧下で除去された。残部が
エーテル(3回、各300mL)、および水(200m
L)で抽出された。合わせられた有機相は無水MgSO
4で乾燥され、濾過され、減圧下で濃縮された。クルー
ド生成物は500mLのCH2Cl2に溶解され、中性
Al2O3(5g、カラム内径41mm×長さ45.7
cm)のショートカラムに通された。純粋な生成物が
7.0g(収率67%)でオイルとして得られた。1H
NMR(CDCl 3、Me4Si)δ4.34(d,J
=1Hz,1H)、4.49(s,2H)、4.74
(d,J=1Hz,1H)、6.8−7.0(m,4
H)。
ン−1,4−ベンゾジオキシンの合成。 表題の化合物は、C.Chowdhury et a
l.,J.Org.Chem.63:1863(199
8)に報告された合成法を改変して製造された。概略す
ると、モノ−プロプ−2−イニレーテッド カテコール
(10.48g、70.8mmol)がEt3N(20
0mL)中に溶解された。この溶液にCuI(0.94
4g、4.96mmol)を添加した。それは室温で1
時間、次いで100℃で4時間撹拌された。反応はTL
Cでモニターされた。ワンスポットがTLCプレート上
で観察された。Et3Nは減圧下で除去された。残部が
エーテル(3回、各300mL)、および水(200m
L)で抽出された。合わせられた有機相は無水MgSO
4で乾燥され、濾過され、減圧下で濃縮された。クルー
ド生成物は500mLのCH2Cl2に溶解され、中性
Al2O3(5g、カラム内径41mm×長さ45.7
cm)のショートカラムに通された。純粋な生成物が
7.0g(収率67%)でオイルとして得られた。1H
NMR(CDCl 3、Me4Si)δ4.34(d,J
=1Hz,1H)、4.49(s,2H)、4.74
(d,J=1Hz,1H)、6.8−7.0(m,4
H)。
【0057】実施例3:3−(2’−ヒドロキシ−2’
−メチルプロピレジン)フタライドの合成。 表題の化合物は、概して、N.G.Kundu et
al.,J.Chem.Soc.,Perkin Tr
ans.,1:561(1998)に開示されたように
製造された。o−ヨードベンゾイックアシッド(12.
4g、50mmol)、パラジウム(II)アセテート
(0.561g、2.5mmol)、トリフェニルホス
フィン(0.656g、2.5mmol)、および銅
(I)ヨーダイド(0.476g、2.5mmol)の
混合物が無水DMF(150mL)中で撹拌された。室
温で1時間後、2−メチル−3−ブチン−2−オール
(8.2g、100mmol)が添加された。さらに室
温で1時間後、反応混合物は60℃で16時間加熱され
た。DMFは減圧下で除去された。残部はCH2Cl2
(400mL、3回)および水(200mL)で抽出さ
れた。合わせられた有機相は無水MgSO4で乾燥さ
れ、濃縮された。クルード生成物は石油エーテルから再
結晶された。
−メチルプロピレジン)フタライドの合成。 表題の化合物は、概して、N.G.Kundu et
al.,J.Chem.Soc.,Perkin Tr
ans.,1:561(1998)に開示されたように
製造された。o−ヨードベンゾイックアシッド(12.
4g、50mmol)、パラジウム(II)アセテート
(0.561g、2.5mmol)、トリフェニルホス
フィン(0.656g、2.5mmol)、および銅
(I)ヨーダイド(0.476g、2.5mmol)の
混合物が無水DMF(150mL)中で撹拌された。室
温で1時間後、2−メチル−3−ブチン−2−オール
(8.2g、100mmol)が添加された。さらに室
温で1時間後、反応混合物は60℃で16時間加熱され
た。DMFは減圧下で除去された。残部はCH2Cl2
(400mL、3回)および水(200mL)で抽出さ
れた。合わせられた有機相は無水MgSO4で乾燥さ
れ、濃縮された。クルード生成物は石油エーテルから再
結晶された。
【0058】実施例4:t−ブチルフェノールとアンゲ
リカラクトン(angelicalactone)との
デブロッキングに関するNMRによる測定。 バイアルにt−ブチルフェノール(0.030g、0.
2mmol)および1mLのCDCl3中のアンゲリカ
ラクトン(0.020g、0.018mL、0.2mm
ol)が添加された。この混合物にCF3COOH(1
0モル%)が添加された。混合物はNMRチューブに移
された。そのチューブは55℃の水浴中に置かれた。反
応はNMRでモニターされた。24時間後、反応は完了
した。1HNMR(CDCl3、Me4Si)δ1.3
0(s,9H)、1.66(s,3H)、2.3−2.
4(m,1H)、2.5−2.8(m,3H)、7.0
1(d,J=8Hz,2H)、7.31(d,J=8H
z,2H)。H2O(1当量、0.2mmol、0.0
036g、0.0036mL)がNMRチューブに添加
された。チューブは激しく振とうされた。反応はNMR
でモニターされた。室温で24時間後、次のNMRを有
する新たな生成物が観察された。1HNMR(CDCl
3、Me4Si)δ2.25(s,3H)、2.60
(t,J=8Hz,3H)、2.82(t,J=8H
z,3H)、12.00(br,1H)。
リカラクトン(angelicalactone)との
デブロッキングに関するNMRによる測定。 バイアルにt−ブチルフェノール(0.030g、0.
2mmol)および1mLのCDCl3中のアンゲリカ
ラクトン(0.020g、0.018mL、0.2mm
ol)が添加された。この混合物にCF3COOH(1
0モル%)が添加された。混合物はNMRチューブに移
された。そのチューブは55℃の水浴中に置かれた。反
応はNMRでモニターされた。24時間後、反応は完了
した。1HNMR(CDCl3、Me4Si)δ1.3
0(s,9H)、1.66(s,3H)、2.3−2.
4(m,1H)、2.5−2.8(m,3H)、7.0
1(d,J=8Hz,2H)、7.31(d,J=8H
z,2H)。H2O(1当量、0.2mmol、0.0
036g、0.0036mL)がNMRチューブに添加
された。チューブは激しく振とうされた。反応はNMR
でモニターされた。室温で24時間後、次のNMRを有
する新たな生成物が観察された。1HNMR(CDCl
3、Me4Si)δ2.25(s,3H)、2.60
(t,J=8Hz,3H)、2.82(t,J=8H
z,3H)、12.00(br,1H)。
【0059】実施例5:2,3−ジヒドロ−2−メチレ
ン−1,4−ベンゾジオキシンとt−ブチルフェノール
とのデブロッキングに関するNMRによる測定。 この実施例においては、アンゲリカラクトンとt−ブチ
ルフェノールとのデブロッキングに関するNMRによる
測定である、実施例4における上述の方法と同様の方法
が行われた。反応スケールは、0.1当量のCF3CO
OHの存在下、0.14mmolであった。水浴は55
℃であった。この温度で10時間後、反応は完了した。
生成物のNMRは次の通りであった。1HNMR(CD
Cl3、Me4Si)δ1.28(s,9H)、1.5
3(s,3H)、3.96(d,J=11Hz,1
H)、4.39(d,J=11Hz,1H)、6.9−
7.0(m,6H)、7.26(d,J=9Hz,2
H)。このNMRチューブに1当量のH2O(0.14
mmol、0.0025mL)が添加された。反応は室
温および100℃のオイルバスでモニターされた。10
0℃のオイルバス中で3日後、次のNMRを有する新た
な生成物が同定された。1HNMR(CDCl3、Me
4Si)δ1.61(s,3H)、3.86(d,J=
11Hz,1H)、4.11(d,J=11Hz,1
H)、5.7(br,1H)、6.8−7.0(m,4
H)。
ン−1,4−ベンゾジオキシンとt−ブチルフェノール
とのデブロッキングに関するNMRによる測定。 この実施例においては、アンゲリカラクトンとt−ブチ
ルフェノールとのデブロッキングに関するNMRによる
測定である、実施例4における上述の方法と同様の方法
が行われた。反応スケールは、0.1当量のCF3CO
OHの存在下、0.14mmolであった。水浴は55
℃であった。この温度で10時間後、反応は完了した。
生成物のNMRは次の通りであった。1HNMR(CD
Cl3、Me4Si)δ1.28(s,9H)、1.5
3(s,3H)、3.96(d,J=11Hz,1
H)、4.39(d,J=11Hz,1H)、6.9−
7.0(m,6H)、7.26(d,J=9Hz,2
H)。このNMRチューブに1当量のH2O(0.14
mmol、0.0025mL)が添加された。反応は室
温および100℃のオイルバスでモニターされた。10
0℃のオイルバス中で3日後、次のNMRを有する新た
な生成物が同定された。1HNMR(CDCl3、Me
4Si)δ1.61(s,3H)、3.86(d,J=
11Hz,1H)、4.11(d,J=11Hz,1
H)、5.7(br,1H)、6.8−7.0(m,4
H)。
【0060】実施例6−7:ポリマー合成。 実施例6:ポリ(p−アンゲリカラクトンスチレン)−
ポリヒドロキシスチレン(PHS−AL/PHS)の合
成。 無水ポリヒドロキシスチレン(25.1g、0.21m
ol)が75gのプロピレングリコールメチルエーテル
アセテート(PGMEA)中に溶解された。PGMEA
(総量1g)中のメタンスルホン酸(0.66g、6.
9×10−3mol)が明黄色溶液中に添加され、次い
で、α、α−アンゲリカラクトン(6.8g、0.06
9mol)が添加された。混合物溶液は窒素下で、16
時間、120℃で加熱された。20gの塩基性イオン交
換樹脂IRA−67が溶液中に添加され、それは2時間
の間ロール(rolled)された。イオン交換ビーズ
の濾過後、茶色溶液が700mLのメチレンクロライド
中に滴下添加された。沈殿が濾過され、メチレンクロラ
イドで洗浄された(5回×100mL)。集められた固
形分は真空下で一晩乾燥された。アースイエロー(ea
rth yellow)固体(25.5g、収率80
%)が得られた。1 HNMR300MHz(δ(CD)3CO):8.0
0、6.88、6.66、3.08、2.88、2.7
7、2.16、2.09、2.08、1.51、1.3
4。13 CNMR75.48MHz(δ(CD)3CO):
171.7、169.5、156.1、155.6、1
49.4、144.5−143.3(20ライン)、1
38.2−136.3(27ライン)、130.1−1
28.2(7ライン)、121.8、121.7、12
1.2、116.4−114.7(7ライン)、45.
9−42.4(64ライン)、41.0−38.2(8
ライン)、31.0、30.9、30.8、28.6、
21.0。 PHSのブロッキングパーセントは、クロムアセチルア
セトネートの存在下での、定量的な13CNMRを用い
て測定され、平均28モル%であった。
ポリヒドロキシスチレン(PHS−AL/PHS)の合
成。 無水ポリヒドロキシスチレン(25.1g、0.21m
ol)が75gのプロピレングリコールメチルエーテル
アセテート(PGMEA)中に溶解された。PGMEA
(総量1g)中のメタンスルホン酸(0.66g、6.
9×10−3mol)が明黄色溶液中に添加され、次い
で、α、α−アンゲリカラクトン(6.8g、0.06
9mol)が添加された。混合物溶液は窒素下で、16
時間、120℃で加熱された。20gの塩基性イオン交
換樹脂IRA−67が溶液中に添加され、それは2時間
の間ロール(rolled)された。イオン交換ビーズ
の濾過後、茶色溶液が700mLのメチレンクロライド
中に滴下添加された。沈殿が濾過され、メチレンクロラ
イドで洗浄された(5回×100mL)。集められた固
形分は真空下で一晩乾燥された。アースイエロー(ea
rth yellow)固体(25.5g、収率80
%)が得られた。1 HNMR300MHz(δ(CD)3CO):8.0
0、6.88、6.66、3.08、2.88、2.7
7、2.16、2.09、2.08、1.51、1.3
4。13 CNMR75.48MHz(δ(CD)3CO):
171.7、169.5、156.1、155.6、1
49.4、144.5−143.3(20ライン)、1
38.2−136.3(27ライン)、130.1−1
28.2(7ライン)、121.8、121.7、12
1.2、116.4−114.7(7ライン)、45.
9−42.4(64ライン)、41.0−38.2(8
ライン)、31.0、30.9、30.8、28.6、
21.0。 PHSのブロッキングパーセントは、クロムアセチルア
セトネートの存在下での、定量的な13CNMRを用い
て測定され、平均28モル%であった。
【0061】実施例7:ポリ(p−メチルベンゼンジオ
キサンエーテルスチレン)−ポリヒドロキシスチレン
(PHS−MBD/PHS)の合成。 無水ポリヒドロキシスチレン(12.5g、0.104
mol)が41.2gのプロピレングリコールメチルエ
ーテルアセテート(PGMEA)中に溶解された。PG
MEA(総量1g)中のトリフルオロ酢酸(0.20
g、1.8×10 −3mol)が明黄色溶液中に添加さ
れ、次いで、メチルベンゼンジオキセン(MBD5.1
g、0.035mol)が添加された。混合物溶液は窒
素下で、5時間、62℃で、次いで、100℃で2時
間、64℃で15時間加熱された。15gの塩基性イオ
ン交換樹脂IRA−67が溶液中に添加され、それは2
時間の間ロールされた。イオン交換ビーズの濾過後、明
茶色溶液が500mLのメチレンクロライド中に滴下添
加された。沈殿が濾過され、メチレンクロライドで洗浄
された(5回×100mL)。集められた固形分は真空
下で一晩乾燥された。黄色粉体(7.0g、収率40
%)が得られた。1 HNMR300MHz(δ(CD)3CO):8.0
2、6.90、6.65、6.59(br.m,20
H);4.39(br.s,1H);4.00(br.
s,1H);2.25、1.86、1.45(br.
m,15H)。13 CNMR75.48MHz(δ(CD)3CO):
155.7、151.7、143.6、141.6、1
43.2−141.4(14ライン)、138.4−1
36.2(26ライン)、129.9、129.1、1
28.3、123.3−122.1(7ライン)、11
8.2−14.8(18ライン)、97.8、70.
4、47.7−42.5(69ライン)、40.8、4
0.2、40.1、31.1、30.9、30.8、2
0.6。 PHSのブロッキングパーセントは、クロムアセチルア
セトネートの存在下での、定量的な13CNMRを用い
て測定され、平均25モル%であった。
キサンエーテルスチレン)−ポリヒドロキシスチレン
(PHS−MBD/PHS)の合成。 無水ポリヒドロキシスチレン(12.5g、0.104
mol)が41.2gのプロピレングリコールメチルエ
ーテルアセテート(PGMEA)中に溶解された。PG
MEA(総量1g)中のトリフルオロ酢酸(0.20
g、1.8×10 −3mol)が明黄色溶液中に添加さ
れ、次いで、メチルベンゼンジオキセン(MBD5.1
g、0.035mol)が添加された。混合物溶液は窒
素下で、5時間、62℃で、次いで、100℃で2時
間、64℃で15時間加熱された。15gの塩基性イオ
ン交換樹脂IRA−67が溶液中に添加され、それは2
時間の間ロールされた。イオン交換ビーズの濾過後、明
茶色溶液が500mLのメチレンクロライド中に滴下添
加された。沈殿が濾過され、メチレンクロライドで洗浄
された(5回×100mL)。集められた固形分は真空
下で一晩乾燥された。黄色粉体(7.0g、収率40
%)が得られた。1 HNMR300MHz(δ(CD)3CO):8.0
2、6.90、6.65、6.59(br.m,20
H);4.39(br.s,1H);4.00(br.
s,1H);2.25、1.86、1.45(br.
m,15H)。13 CNMR75.48MHz(δ(CD)3CO):
155.7、151.7、143.6、141.6、1
43.2−141.4(14ライン)、138.4−1
36.2(26ライン)、129.9、129.1、1
28.3、123.3−122.1(7ライン)、11
8.2−14.8(18ライン)、97.8、70.
4、47.7−42.5(69ライン)、40.8、4
0.2、40.1、31.1、30.9、30.8、2
0.6。 PHSのブロッキングパーセントは、クロムアセチルア
セトネートの存在下での、定量的な13CNMRを用い
て測定され、平均25モル%であった。
【0062】実施例8:フォトレジスト製造およびリト
グラフィック加工。 本発明のフォトレジストは、次の成分をレジスト組成物
の全重量に基づいて重量%として示される量で混合する
ことによって製造された。 レジスト成分 量(重量%) 樹脂バインダー 15 光酸発生剤 4 プロピレングリコールモノエチル 81 エーテルアセテート(PGMEA)
グラフィック加工。 本発明のフォトレジストは、次の成分をレジスト組成物
の全重量に基づいて重量%として示される量で混合する
ことによって製造された。 レジスト成分 量(重量%) 樹脂バインダー 15 光酸発生剤 4 プロピレングリコールモノエチル 81 エーテルアセテート(PGMEA)
【0063】樹脂バインダーは、上述の実施例7におい
て記載される様に製造される、ポリ(p−メチルベンゼ
ンジオキサンエーテルスチレン)−ポリヒドロキシスチ
レンである。光酸発生剤はジ−(4−t−ブチルフェニ
ル)ヨードニウム(+/−)−10−カンファースルホ
ネート(上述のPAG1)である。これらの樹脂および
PAG成分はPGMEA溶媒中で混合される。
て記載される様に製造される、ポリ(p−メチルベンゼ
ンジオキサンエーテルスチレン)−ポリヒドロキシスチ
レンである。光酸発生剤はジ−(4−t−ブチルフェニ
ル)ヨードニウム(+/−)−10−カンファースルホ
ネート(上述のPAG1)である。これらの樹脂および
PAG成分はPGMEA溶媒中で混合される。
【0064】配合された樹脂組成物はHDMSベーパー
プリムド(vapor primed)4インチシリコ
ンウエハー上にスピンコートされ、真空ホットプレート
を通して90℃で60秒間ソフトベークされる。レジス
ト被覆層は248nmでフォトマスクを通して露光さ
れ、次いで、露光された被覆層は約110℃で露光後ベ
ーク(PEB)される。次いで、被覆ウエハーは0.2
6Nの水性テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド溶
液で処理され、画像形成されたレジスト層を現像し、レ
リーフイメージを提供する。
プリムド(vapor primed)4インチシリコ
ンウエハー上にスピンコートされ、真空ホットプレート
を通して90℃で60秒間ソフトベークされる。レジス
ト被覆層は248nmでフォトマスクを通して露光さ
れ、次いで、露光された被覆層は約110℃で露光後ベ
ーク(PEB)される。次いで、被覆ウエハーは0.2
6Nの水性テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド溶
液で処理され、画像形成されたレジスト層を現像し、レ
リーフイメージを提供する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596156668 455 Forest Street,Ma rlborough,MA 01752 U. S.A
Claims (18)
- 【請求項1】 光活性成分、および単一の光酸誘導性デ
プロテクション反応で複数の陰イオンまたは酸性基を生
じさせることができる光酸レイビル単位を含むポリマー
を含む樹脂バインダーを含むフォトレジスト組成物。 - 【請求項2】 光酸レイビル単位がアセタール単位であ
る請求項1記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項3】 光酸レイビル単位が、フォトレジスト組
成物の被覆層の露光および露光後のベーキングの間に実
質的に揮発性種を生じさせないものである請求項1また
は2記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項4】 ポリマーがフェノール性ポリマーである
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のフォトレジスト
組成物。 - 【請求項5】 ポリマーが実質的に芳香族基を含まない
請求項1乃至3のいずれか1つに記載のフォトレジスト
組成物。 - 【請求項6】 光活性成分、およびフォトレジスト組成
物の被覆層の露光および露光後のベーキングの間に実質
的に揮発性種を生じさせないアセタール光酸レイビル単
位を含むポリマーを含む樹脂バインダーを含むフォトレ
ジスト組成物。 - 【請求項7】 ポリマーがフェノール性ポリマーである
請求項6記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項8】 ポリマーが実質的に芳香族基を含まない
請求項6記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項9】 光酸レイビル単位を有するポリマーが、 【化1】 【化2】 からなる群から選択される化合物とポリマーの反応によ
って提供される請求項1乃至8のいずれか1つに記載の
フォトレジスト。 - 【請求項10】 a)基体上に請求項1乃至9のいずれ
か1つに記載のフォトレジスト組成物の被覆層をアプラ
イし; b)フォトレジスト被覆層を露光し、現像して基体上の
レリーフイメージを提供することを含む、基体上にフォ
トレジストレリーフイメージを形成する方法。 - 【請求項11】 基体がマイクロエレクトロニックウエ
ハー基板またはフラットパネルディスプレイ基板である
請求項10記載の方法。 - 【請求項12】 フォトレジスト被覆層が約300nm
より小さいまたは約200nmより小さい波長を有する
放射線で露光される請求項10記載の方法。 - 【請求項13】 フォトレジスト被覆層が約365n
m、248nm、193nm、157nmまたは20n
m以下の波長を有する放射線、もしくは電子またはイオ
ンビーム、またはIPLで露光される請求項10記載の
方法。 - 【請求項14】 露光がフォトレジスト組成物のポリマ
ーの脱ブロック反応を生じさせ、ポリマーの切断生成物
を提供する請求項10記載の方法。 - 【請求項15】 露光、露光後の熱処理または現像が切
断生成物のさらなる反応を誘導する請求項14記載の方
法。 - 【請求項16】 切断生成物が複数の陰イオンまたは酸
性基を有している請求項14または15記載の方法。 - 【請求項17】 単一の光酸誘導性デプロテクション反
応で、複数の陰イオンまたは酸性基を生じさせることが
できる光酸レイビル単位を含むポリマー。 - 【請求項18】 ポリマーを含むフォトレジスト組成物
の被覆層の露光および露光後のベーキングの間に実質的
に揮発性種を生じさせないアセタール光酸レイビル単位
を含むポリマー。
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US12138399P | 1999-02-23 | 1999-02-23 | |
US60/121383 | 1999-02-23 |
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EP (1) | EP1031878A1 (ja) |
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DE4125260A1 (de) * | 1991-07-31 | 1993-02-04 | Hoechst Ag | Oligomere verbindungen mit saeurelabilen schutzgruppen und damit hergestelltes positiv arbeitendes strahlungsempfindliches gemisch |
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JPH07140666A (ja) * | 1993-06-04 | 1995-06-02 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | マイクロリトグラフィックレジスト組成物、酸不安定化合物、マイクロリトグラフィックレリーフ画像形成方法及び酸感知性ポリマー組成物 |
US6013416A (en) * | 1995-06-28 | 2000-01-11 | Fujitsu Limited | Chemically amplified resist compositions and process for the formation of resist patterns |
JP3591672B2 (ja) * | 1996-02-05 | 2004-11-24 | 富士写真フイルム株式会社 | ポジ型感光性組成物 |
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TW546543B (en) * | 1997-10-08 | 2003-08-11 | Shinetsu Chemical Co | Resist material and patterning process |
KR19990036901A (ko) * | 1997-10-08 | 1999-05-25 | 카나가와 치히로 | 폴리스티렌계 고분자 화합물, 화학증폭 포지티브형 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법 |
JP3738562B2 (ja) | 1998-02-19 | 2006-01-25 | 住友化学株式会社 | 化学増幅型ポジ型レジスト組成物 |
-
2000
- 2000-02-15 EP EP00301137A patent/EP1031878A1/en not_active Withdrawn
- 2000-02-18 KR KR1020000007756A patent/KR20000076692A/ko not_active Application Discontinuation
- 2000-02-18 US US09/507,186 patent/US6492087B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2000-02-23 JP JP2000045545A patent/JP2000239538A/ja active Pending
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US9091927B2 (en) | 2011-05-12 | 2015-07-28 | Fujifilm Corporation | Positive resist composition, and resist film, resist-coated mask blank, resist pattern forming method and photomask each using the composition |
US8906600B2 (en) | 2011-08-22 | 2014-12-09 | Fujifilm Corporation | Resist pattern forming method, resist pattern, positive resist composition, nanoimprint mold and photomask |
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