JP2000264921A - 有機反射防止重合体およびその製造方法 - Google Patents
有機反射防止重合体およびその製造方法Info
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Abstract
生じる定常波を除去し、安定した超微細パターンを形成
可能な有機反射防止重合体およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 下記の一般式IおよびIIで表される重
合体化合物。 【化9】 【化10】 本発明による重合体を、半導体製造の際の超微細パタ−
ン形成工程における反射防止膜として使用することがで
きる。例えば、248nm(ArF)、193nm(A
rF)および157nm(F2)レ−ザ−を利用するリ
ソグラフィー工程においては下部膜の反射を防止するこ
とができ、且つ光およびフォトレジスト自らの厚さの変
化によって生じる定常波を除去することができる。それ
によって、64M、256M、1G、4G、16G D
RAMの安定した超微細パタ−ンを形成することができ
るので、製品の歩留り率が増大する。
Description
程中、248nm KrF、193nm ArFおよび
157nm F2レーザーによる、リソグラフィー用フ
ォトレジストを使用した超微細パターン形成工程におい
て、下部膜層の反射を防止して光およびフォトレジスト
自体の厚さ変化によって生じる定在波を除去することが
できる反射防止用有機物質に関し、特に、64M、25
6M、1G、4G DRAMの超微細パターンの形成時
に使用できる有機拡散反射防止重合体およびその製造方
法に関する。また、本発明はこのような有機拡散反射防
止重合体を含む拡散反射防止組成物と、これを用いた反
射防止膜およびその製造方法に関する。
成工程ではウェーハの下部膜層の光学的性質および減光
膜厚さの変動による定在波(standing wav
e)、反射ノッチ(reflective notch
ing)と下部膜からの回折光および反射光によるCD
(critical dimension)の変動が不
可避に起こる。したがって、露光源で使用する光の波長
帯において光を良好に吸収する有機物質を導入し、下部
膜層で反射を防止できる膜層を導入することが提案され
ている。この膜が反射防止膜(ARC、anti−re
flectivecoating)である。
て大きく無機系反射防止膜と有機系反射防止膜に区分さ
れるか、その機構(mechanism)によって吸収
系反射防止膜と干渉系反射防止膜に分類される。365
nm波長のI−線(I−line)を用いた微細パター
ン形成工程では主に無機系反射防止膜が使用され、吸収
系としてはTiNおよび無定型カーボン(Amorph
ous C)が、干渉系としては主にSiONが使用さ
れてきた。
では主に無機系としてSiONが使用されてきたが、近
年の趨勢では、反射防止膜に有機系化合物が使用される
ようになってきている。今までの動向に鑑みるとき、既
存のKrF用有機反射防止膜の多くは次のような基本条
件を要する。
溶媒によって溶解されて剥がれる現象が起こらないこ
と。このためには成形膜が架橋構造をなすように設計さ
れる必要があり、副産物として化学物質が生じてはなら
ない。
成物の出入りがあってはならない。酸が移行する場合は
パターンの下面に「アンダーカッティング」が発生し、
アミンのような塩基が移行する場合には「フッティン
グ」現象が生ずる傾向があるからである。
利用してエッチングプロセスを効果的に行い得るため
に、反射防止膜はフォトレジスト層に比べて速いエッチ
ング速度を持たなければならない。
きである。ArFビームを用いる超微細パターン形成プ
ロセスにおいてはまだ適切な反射防止膜が開発されてい
ない。さらに、無機系反射防止膜の場合には193nm
光源からの干渉を制御する物質が知られていないので、
現在でも反射防止膜に有機系化合物を使用しようとする
研究が進められている。
て、リソグラフィ・プロセスの際に発生する定在波およ
び光反射を防止し、下部層からの回折および反射光の影
響を除去するために、特定波長に対する光吸収度の大き
い有機反射防止膜を使用および開発する必要がある。
ような有機系反射防止膜を開示しているが、これはフォ
トリソグラフィーのような感光層の下部に導入され、反
射光の欠点を除去する役目を果たす。この反射防止膜は
光吸収染料成分を含み、均一薄膜の形態を有するもので
あり、これを導入すれば、従来は基板から反射された光
を吸収して鋭い減光膜パターンを製造することができる
と述べられている。しかし、従来のDUV用ARCはそ
の構成が複雑でかつ材料の選定に制限が多く、これによ
って工程に容易に適用するのは難しいという問題点があ
る。従来の反射防止膜の組成物にはたとえば上記の米国
特許に開示されている成分として、ポリアミン酸(po
lyamicacid)、クルクミン(curcumi
n)、ビキシン(bixin)、スーダンオレンジG
(sudan orange G)、およびN−メチル
−2−ピロリドン(N−methyl−2−pyrro
lidone)の6種類化合物の混合物からなるもので
あった。これは各成分が特定波長の光を吸収する染料系
統の化合物4種類と、これらを溶解させるための溶媒2
種類からなっているが、構成成分が複雑でかつ調剤が容
易ではない上、多成分系という点等から、のちに反射防
止膜の上部に塗布されるレジスト組成物と相互混合(i
ntermixing)されると望ましくない結果を招
くという問題も有している。
は半導体素子の製造の際、193nm(ArF)および
248nm(KrF)ビ−ムを用いて超微細パタ−ンを
形成するフォトリソグラフィ工程における、反射防止膜
に適宜に用いられる新規の化合物質を提供することにあ
る。
とができる化学物質の製造方法を提供することにある。
本発明のまた他の目的は、前記反射防止用の化合物を含
有する反射防止膜の組成物およびその製造方法を提供す
ることにある。
膜用の化合物を使用して形成された反射防止膜およびそ
の形成方法を提供することにある。
記の一般式IとIIとで表される重合体から成るグル−
プの中から選択されたいずれかである。
基、R1乃至R9はそれぞれ水素、ヒドロキシ、メトキシカ
ルボニル、カルボキシル、ヒドロキシメチル、または置
換若しくは非置換された直鎖若しくは分岐鎖C1〜C5
のアルキル、アルカン、アルコキシアルキルまたはアル
コキシアルカン、x、yおよびzはそれぞれ0.01〜
0.99のモル比、m、nはそれぞれ1〜4の定数をそ
れぞれ示している。
1または2、nは1乃至4の定数である。一般式IIの
好ましい化合物において、mは1または2、nは2乃至
4の定数である。
いてより詳しく説明する。一般式Iで表される重合体化
合物は、9−アントラセンメチルアクリレート系又は9
−アントラセンメチルメタクリレート系の単量体と、ヒ
ドロキシアルキルアクリレート系又はヒドロキシアルキ
ルメタクリレート系の単量体と、グリシジルアクリレー
ト系又はグリシジルメタクリレート系の単量体とを開始
剤と共に溶媒中で重合反応させることによって得られ
る。
1〜0.99:0.01〜0.99:0.01〜0.9
9であり、好ましくは5:3:2である。一般式IIで表
される重合体化合物は、9−アントラセンメチルアクリ
レート系又は9−アントラセンメチルメタクリレート系
の単量体と、ヒドロキシアルキルアクリレート系又はヒ
ドロキシアルキルメタクリレート系の単量体と、グリシ
ジルアクリレート系又はグリシジルメタクリレート系の
単量体と、メチルメタクリレート系の単量体とを開始剤
と共に溶媒中で重合反応させることによって得られる。
1〜0.99:0.01〜0.99:0.01〜0.9
9:0.01〜0.99であり、好ましくは3:3:
2:2である。
用する開始剤は、2,2−アゾビスイソブチロニトリ
ル、過酸化アセチル、過酸化ラウリル、t−過酸化ブチ
ルから成るグループから選択された少なくともいずれか
1つである。また、使用する溶媒は、テトラヒドロフラ
ン、トルエン、ベンジン、メチルエチルケトン、または
ジオキサンから成るグループから選択された少なくとも
いずれか1つである。
われることが望ましい。本発明には、重合体Iまたは重
合体IIを含有し、半導体製造工程に使われる反射防止
膜が含まれ、更には、重合体Iまたは重合体IIに下記の
表2の化学式1乃至18で表される化合物から成るグル
ープの中から選択された少なくとも1つの化合物を添加
剤として加えたものを含有する反射防止膜も含まれる。
素またはメチル基、ヒドロキシメチル、または置換並び
に非置換された直鎖並びに分岐鎖C1〜C5のアルキル、
アルカン、アルコキシアルキルまたはアルコキシアルカ
ンを示している。) また、重合体Iまたは重合体IIを有機溶媒に溶解させ
た後、あるいは重合体Iまたは重合体IIを有機溶媒に
溶解させてからさらに上記の表2の化合物からなるグル
ープの中から選択された少なくとも1つの化合物を添加
剤として完全に溶解させた後、この溶媒を濾過してウェ
ーハに塗布し、かつハードベーキングすることにより半
導体製造工程に用いる反射防止膜を製造することができ
る。
合体の重量当たり200〜5000重量%が用いられ、
ハードベーキング工程の温度は100〜300℃で行わ
れることが望ましい。
オネート、メチル−3−メトキシプロピオネート、シク
ロヘキサノン、プロピレングリコールメチルエーテルア
セテートから成るグループの中から選択されたいずれか
であることが望ましい。
30重量%の添加剤を使用することが望ましい。この反
射防止膜の製造方法および反射防止膜を用いて製造され
た半導体素子も、本発明に含まれる。
する。本実施例は本発明の権利範囲を限定するものでは
なく、ただ例示として提示されたものである。 実施例1 ポリ[9−アントラセンメチルアクリレート−(2−ヒド
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレートの合成 9−アントラセンメタノール0.5モルとピリジン0.
5モルとをテトラヒドロフランに溶解させた後、アクリ
ロイルクロライド0.5モルを加える。反応の完了後、
溶液を濾過して酢酸エチルで抽出する。この抽出物を蒸
溜水で数回洗って、減圧下で蒸留器により乾燥すると、
下記の化学式19のような9−アントラセンメチルアク
リレートが得られる(歩留り率84%)。
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト]共重合体の合成 前記のように合成された9−アントラセンメチルアクリ
レート0.5モル、2−ヒドロキシエチルアクリレート
0.3モル、およびグリシジルメタクリレート0.2モ
ルを500mlの丸底フラスコに入れて混合する。続い
て、予め準備したテトラヒドロフラン300gを撹拌さ
せながら前記混合物に加える。続いて、2,2−アゾビ
スイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入れた後、前
記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃温度で5〜
20時間反応させる。反応終了後、その溶液をエチルエ
−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、
濾過して乾燥させると、本実施例による重合体のポリ
[9−アントラセンメチルアクリレート (2−ヒドロキ
シエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレート]
共重合体が得られる。この時の歩留り率は80%であっ
た。
ロキシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート]共重合体の合成 実施例1で合成された9−アントラセンメチルアクリレ
ート0.5モル、3−ヒドロキシプロピルアクリレート
0.3モル、およびグリシジルメタクリレート0.2モ
ルを500mlの丸底フラスコに入れて混合する。続い
て、予め準備したテトラヒドロフラン300gを撹拌さ
せながら前記混合物に加える。続いて、2,2−アゾビ
スイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入れた後、前
記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃温度で5〜
20時間反応させる。反応終了後、その溶液をエチルエ
−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、
濾過して乾燥させると、本実施例による重合体のポリ
[9−アントラセンメチルアクリレート−(3−ヒドロキ
シプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト]共重合体が得られる。この時の歩留り率は79%で
あった。
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルアクリレー
ト]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、2−
ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、およびグリ
シジルアクリレート0.2モルを500mlの丸底フラ
スコに入れて混合する。続いて、予め準備したテトラヒ
ドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に加え
る。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを
0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で
60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。反応
終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘ
キサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本
実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメチルア
クリレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−
グリシジルアクリレート]共重合体が得られる。この時
の歩留り率は81%であった。
ロキシプロピルアクリレート)−グリシジルアクリレー
ト]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、3−
ヒドロキシプロピルアクリレート0.3モル、およびグ
リシジルアクリレート0.2モルを500mlの丸底フ
ラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテトラ
ヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に加
える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリル
を0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下
で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。反
応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−
ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させると、
本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメチル
アクリレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレー
ト)−グリシジルアクリレート]共重合体が得られる。
この時の歩留り率は81%であった。
ロキシブチルアクリレート)−グリシジルアクリレー
ト]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、4−
ヒドロキシブチルアクリレート0.3モル、およびグリ
シジルアクリレート0.2モルを500mlの丸底フラ
スコに入れて混合する。続いて、予め準備したテトラヒ
ドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に加え
る。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを
0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で
60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。反応
終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘ
キサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本
実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメチルア
クリレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グ
リシジルアクリレート]共重合体が得られる。この時の
歩留り率は80%であった。
ドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレートの合成 9−アントラセンメタノール0.5モルとピリジン0.
5モルとをテトラヒドロフランに溶解させた後、メタク
リロイルクロライド0.5モルを加える。反応の完了
後、溶液を濾過して酢酸エチルで抽出する。この抽出物
を蒸溜水で数回洗って、減圧下で蒸留器により乾燥する
と、下記の化学式20のような9−アントラセンメチル
メタクリートが得られる(歩留り率83%)。
ドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、2
−ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、およびグ
リシジルメタクリレート0.2モルを500mlの丸底
フラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテト
ラヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に
加える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリ
ルを0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気
下で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。
反応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル
−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させる
と、本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメ
チルメタクリレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート)−グリシジルメタクリレート]共重合体が得られ
る。この時の歩留り率は83%であった。
ドロキシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、3
−ヒドロキシプロピルアクリレート0.3モル、および
グリシジルメタクリレート0.2モルを500mlの丸
底フラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテ
トラヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物
に加える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニト
リルを0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲
気下で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させ
る。反応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−
マル−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させ
ると、本実施例による重合体のポリ[9−アントラセン
メチルメタクリレート−(3−ヒドロキシプロピルアク
リレート)−グリシジルメタクリレート]共重合体が得
られる。この時の歩留り率は80%であった。
ドロキシブチルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、4
−ヒドロキシブチルアクリレート0.3モル、およびグ
リシジルメタクリレート0.2モルを500mlの丸底
フラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテト
ラヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に
加える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリ
ルを0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気
下で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。
反応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル
−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させる
と、本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメ
チルメタクリレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレー
ト)−グリシジルメタクリレート]共重合体が得られ
る。この時の歩留り率は80%であった。
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、2
−ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、およびグ
リシジルメタクリレート0.2モルを500mlの丸底
フラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテト
ラヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に
加える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリ
ルを0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気
下で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。
反応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル
−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させる
と、本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメ
チルメタクリレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレ
ート)−グリシジルメタクリレート]共重合体が得られ
る。この時の歩留り率は79%であった。
ドロキシプロピルアクリレート)−グリシジルアクリレ
ート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、3
−ヒドロキシプロピルアクリレート0.3モル、および
グリシジルアクリレート0.2モルを500mlの丸底
フラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテト
ラヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に
加える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリ
ルを0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気
下で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。
反応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル
−ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させる
と、本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメ
チルメタクリレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリ
レート)−グリシジルアクリレート]共重合体が得られ
る。この時の歩留り率は81%であった。
ドロキシブチルアクリレート)−グリシジルアクリレー
ト]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、4
−ヒドロキシブチルアクリレート0.3モル、およびグ
リシジルアクリレート0.2モルを500mlの丸底フ
ラスコに入れて混合する。続いて、予め準備したテトラ
ヒドロフラン300gを撹拌させながら前記混合物に加
える。続いて、2,2−アゾビスイソブチルロニトリル
を0.1g〜3g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下
で60℃乃至70℃温度で5〜20時間反応させる。反
応終了後、その溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−
ヘキサン溶媒に沈殿させた後、濾過して乾燥させると、
本実施例による重合体のポリ[9−アントラセンメチル
メタクリレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)
−グリシジルアクリレート]共重合体が得られる。この
時の歩留り率は80%であった。
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、2−
ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、およびグリ
シジルメタクリレート0.2モル、メチルメタクリレー
ト0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混合
する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン300
gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、2,
2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入
れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃
温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その溶液
をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿
させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による重合
体のポリ[9−アントラセンメチルアクリレート−(2−
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体が得られる。
この時の歩留り率は81%であった。
ドロキシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、3
−ヒドロキシプロピルアクリレート0.3モル、グリシ
ジルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリ
レート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて
混合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン3
00gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グリシジ
ルメタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が
得られる。この時の歩留り率は79%であった。
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、2−
ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、グリシジル
メタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレー
ト0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混合
する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン300
gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、2,
2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入
れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃
温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その溶液
をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿
させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による重合
体のポリ[9−アントラセンメチルアクリレート−(2−
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体が得られる。
この時の歩留り率は80%であった。
ロキシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、3−
ヒドロキシプロピルアクリレート、グリシジルメタクリ
レート0.2モル、およびメチルメタクリレート0.2
モルを500mlの丸底フラスコに入れて混合する。続
いて、予め準備したテトラヒドロフラン300gを撹拌
させながら前記混合物に加える。続いて、2,2−アゾ
ビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入れた後、
前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃温度で5
〜20時間反応させる。反応終了後、その溶液をエチル
エ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿させた
後、濾過して乾燥させると、本実施例による重合体のポ
リ[9−アントラセンメチルアクリレート−(3−ヒドロ
キシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト−メチルメタクリレート]共重合体が得られる。この
時の歩留り率は81%であった。
ロキシブチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルアクリレート0.5モル、4−
ヒドロキシブチルアクリレート0.3モル、グリシジル
メタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレー
ト0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混合
する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン300
gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、2,
2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入
れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃
温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その溶液
をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿
させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による重合
体のポリ[9−アントラセンメチルアクリレート−(4−
ヒドロキシブチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体が得られる。
この時の歩留り率は81%であった。
ドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレ
ート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、2
−ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、グリシジ
ルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレ
ート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混
合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン30
0gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジル
メタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が得
られる。この時の歩留り率は79%であった。
ドロキシプロピルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、3
−ヒドロキシプロピルアクリレート0.3モル、グリシ
ジルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリ
レート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて
混合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン3
00gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グリシジ
ルメタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が
得られる。この時の歩留り率は80%であった。
ヒドロキシブチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、4
−ヒドロキシブチルアクリレート0.3モル、グリシジ
ルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレ
ート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混
合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン30
0gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジル
メタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が得
られる。この時の歩留り率は80%であった。
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、2
−ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、グリシジ
ルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレ
ート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混
合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン30
0gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジル
メタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が得
られる。この時の歩留り率は80%であった。
ロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリレー
ト−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、4
ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、グリシジル
メタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレー
ト0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混合
する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン300
gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、2,
2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3g入
れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至70℃
温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その溶液
をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に沈殿
させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による重合
体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート−(4
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体が得られる。
この時の歩留り率は81%であった。
ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジルメタクリ
レート−メチルメタクリレート]共重合体の合成 9−アントラセンメチルメタクリレート0.5モル、2
−ヒドロキシエチルアクリレート0.3モル、グリシジ
ルメタクリレート0.2モル、およびメチルメタクリレ
ート0.2モルを500mlの丸底フラスコに入れて混
合する。続いて、予め準備したテトラヒドロフラン30
0gを撹拌させながら前記混合物に加える。続いて、
2,2−アゾビスイソブチルロニトリルを0.1g〜3
g入れた後、前記混合物を窒素雰囲気下で60℃乃至7
0℃温度で5〜20時間反応させる。反応終了後、その
溶液をエチルエ−テルまたはノ−マル−ヘキサン溶媒に
沈殿させた後、濾過して乾燥させると、本実施例による
重合体のポリ[9−アントラセンメチルメタクリレート
−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシジル
メタクリレート−メチルメタクリレート]共重合体が得
られる。この時の歩留り率は80%であった。
式IまたIIの化学構造を有する重合体(樹脂)をプロピ
レングリコ−ルメチルエ−テルアセタ−ト(PGMEA)
の200〜5000重量%の溶媒に溶解する。この溶液
に、前述の表2の化学式1乃至18の化合物から成るグ
ル−プの中から選択された少なくとも一つまたは組合わ
せたもの0.1〜30重量%を添加する。続いて、この
合成物を濾過してワイパ−上に塗布し、コ−ティングさ
れたワイパ−をハ−ドベ−キング(例えば、100〜30
0℃で10〜1000秒の間)する。その後、形成された
反射防止膜の上に、通常の方法によって感光物質を加え
たり、超微細パタ−ンを形成したりすることができる。
構造とする重合体に化学式1乃至18のいずれかの一つま
たは組合わせたものを添加することによって得られた本
発明に係る反射防止膜は、反射防止膜として有するべき
十分な吸光度を満たす発色団の置換基を含有する。これ
によって、本発明による重合体を、半導体製造の際の超
微細パタ−ン形成工程における反射防止膜として使用す
ることができる。例えば、248nm(ArF)、19
3nm(ArF)および157nm(F2)レ−ザ−を
利用するリソグラフィー工程においては下部膜の反射を
防止することができると共に、光およびフォトレジスト
自らの厚さの変化によって生じる定常波を除去すること
ができる。それによって、64M、256M、1G、4
G、16GDRAMの安定した超微細パタ−ンを形成す
ることができるので、製品の歩留り率が増大する。
Claims (52)
- 【請求項1】下記の化学式19で表される9−アントラ
センメチルアクリレート。 【化1】 - 【請求項2】 9−アントラセンメタノールとピリジン
をテトラヒドロフランに溶解させた後、アクリロイルク
ロライドを加える請求項1に記載の9−アントラセンメ
チルアクリレートの製造方法。 - 【請求項3】 下記の化学式20で表される9−アント
ラセンメチルメタクリレート。 【化2】 - 【請求項4】 9−アントラセンメタノールとピリジン
をテトラヒドロフランに溶解させた後、メタクリルロイ
ルクロライドを加える請求項3に記載の9−アントラセ
ンメチルメタクリレートの製造方法。 - 【請求項5】 下記の一般式Iで表される重合体化合
物。 【化3】 (上式中、R、RI、RIIはそれぞれ水素またはメチル基、
R1乃至R9はそれぞれ水素、ヒドロキシ、メトキシカルボ
ニル、カルボキシル、ヒドロキシメチル、または置換若
しくは非置換された直鎖若しくは分岐鎖C1〜C5のアル
キル、アルカン、アルコキシアルキルまたはアルコキシ
アルカン、w、xおよびyはそれぞれ0.01〜0.9
9のモル比、m、nはそれぞれ1〜4の定数を示してい
る。) - 【請求項6】 R、RI、RIIはそれぞれ水素またはメチル
基、R1乃至R9はそれぞれ水素、w、xおよびyはそれぞ
れ0.01〜0.99のモル比、m、nはそれぞれ1〜
4の定数を示している請求項5に記載の重合体化合物。 - 【請求項7】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリレ
ート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシ
ジルメタクリレート]であり、各単量体のモル比は5:
3:2である請求項5または請求項6に記載の重合体化
合物。 - 【請求項8】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリレ
ート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グリ
シジルメタクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項9】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリレ
ート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリシ
ジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は5:
3:2である請求項5または請求項6に記載の重合体化
合物。 - 【請求項10】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グ
リシジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項11】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グリ
シジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は5:
3:2である請求項5または請求項6に記載の重合体化
合物。 - 【請求項12】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項13】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−
グリシジルメタクリレート]であり、各単量体のモル比
は5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重
合体化合物。 - 【請求項14】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項15】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グ
リシジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項16】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−
グリシジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項17】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グ
リシジルアクリレート]であり、各単量体のモル比は
5:3:2である請求項5または請求項6に記載の重合
体化合物。 - 【請求項18】 9−アントラセンメチルアクリレート
系の単量体と、ヒドロキシアルキルアクリレート系の単
量体と、グリシジルアクリレート系の単量体とを開始剤
と共に溶媒中で重合反応させることを含む請求項5の重
合体化合物の製造方法。 - 【請求項19】 前記各単量体のモル比は0.01〜
0.99:0.01〜0.99:0.01〜0.99であ
る請求項18に記載の製造方法。 - 【請求項20】 前記開始剤は2,2−アゾビスイソブ
チロニトリル、過酸化アセチル、過酸化ラウリル、t−
過酸化ブチルから成るグル−プの中から選択された少な
くともいずれか1つである請求項18に記載の製造方
法。 - 【請求項21】 前記溶媒はテトラヒドロフラン、トル
エン、ベンジン、メチルエチルケトンまたはジオキサン
から成るグル−プの中から選択された少なくともいずれ
か1つである請求項18に記載の製造方法。 - 【請求項22】 前記重合反応は50〜90℃の温度範
囲で行われる請求項18に記載の製造方法。 - 【請求項23】 下記の一般式IIのような重合体化合
物。 【化4】 (上式中、R、RI、RII、RIIIはそれぞれ水素またはメチ
ル基、R1乃至R9はそれぞれ水素、ヒドロキシ、メトキシ
カルボニル、カルボキシル、ヒドロキシメチル、または
置換若しくは非置換された直鎖若しくは分岐鎖C1〜C5
のアルキル、アルカン、アルコキシアルキルまたはアル
コキシアルカン、w、x、yおよびzはそれぞれ0.0
1〜0.99のモル比、m、nはそれぞれ1〜4の定数
を示している。) - 【請求項24】 Rは水素またはメチル基、R1乃至R9は
それぞれ水素、w、x、yおよびzはそれぞれ0.01〜
0.99のモル比、m、nはそれぞれ1〜4の定数を示
している請求項23に記載の重合体化合物。 - 【請求項25】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリ
シジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項26】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項27】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グリ
シジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項28】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項29】 ポリ[9−アントラセンメチルアクリ
レート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グリ
シジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項30】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項31】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−
グリシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]で
各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項23ま
たは請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項32】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項33】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(2−ヒドロキシエチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項34】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(3−ヒドロキシプロピルアクリレート)−
グリシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]で
あり、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項
23または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項35】 ポリ[9−アントラセンメチルメタク
リレート−(4−ヒドロキシブチルアクリレート)−グ
リシジルメタクリレート−メチルメタクリレート]であ
り、各単量体のモル比は3:3:2:2である請求項2
3または請求項24に記載の重合体化合物。 - 【請求項36】 9−アントラセンメチルアクリレート
系の単量体、ヒドロキシアルキルアクリレート系の単量
体、グリシジルアクリレート系の単量体およびメチルメ
タクリレート系の単量体を開始剤と共に溶媒の中で重合
反応させる請求項23に記載の重合体化合物の製造方
法。 - 【請求項37】 前記各単量体のモル比は0.01〜
0.99:0.01〜0.99:0.01〜0.99:
0.01〜0.99である請求項36に記載の方法。 - 【請求項38】 前記開始剤は2,2−アゾビスイソブ
チロニトリル、過酸化アセチル、過酸化ラウリル、t−
過酸化ブチルから成るグル−プの中から選択された少な
くともいずれか1つである請求項36に記載の方法。 - 【請求項39】 前記溶媒はテトラヒドロフラン、トル
エン、ベンジン、メチルエチルケトンまたはジオキサン
から成るグル−プの中から選択された少なくともいずれ
か1つである請求項36に記載の方法。 - 【請求項40】 前記重合反応は50〜90℃の温度範
囲で行われる請求項36に記載の方法。 - 【請求項41】 前記請求項5の重合体を含み、半導体
製造工程に使われる反射防止膜。 - 【請求項42】 前記請求項23の重合体を含み、半導
体製造工程に使われる反射防止膜。 - 【請求項43】 前記請求項5の重合体または請求項2
3の重合体と、添加剤として下記の表Iの化学式1乃至
18で表される化合物から成るグル−プの中から選択さ
れた少なくともいずれか1つの化合物とを含む反射防止
膜。 【表1】 (ここで、R11、R12、R13、R14およびR15はそれぞれ水
素またはメチル基、ヒドロキシメチル、または置換並び
に非置換された直鎖並びに分岐鎖C1〜C5のアルキル、
アルカン、アルコキシアルキルまたはアルコキシアルカ
ンを示している。) - 【請求項44】 前記請求項5の重合体を有機溶媒に溶
解させた後、この溶液を濾過してウェーハに塗布し、か
つハ−ドベ−キングすることからなる半導体製造工程に
用いる反射防止膜の製造方法。 - 【請求項45】 重合体の重量当たり200〜5000
重量%の前記有機溶媒が用いられ、前記ハ−ドベ−キン
グ工程の温度は100〜300℃で行われる請求項44
に記載の方法。 - 【請求項46】 前記請求項23の重合体を有機溶媒に
溶解させた後、この溶液を濾過してウェーハに塗布し、
かつハ−ドベ−キングすることからなる半導体製造工程
に使用される反射防止膜の製造方法。 - 【請求項47】 重合体の重量当たり200〜5000
重量%の前記有機溶媒が用いられ、前記ハ−ドベ−キン
グ工程の温度は100〜300℃で行われる請求項46
に記載の方法。 - 【請求項48】 前記請求項5または23の重合体を有
機溶媒に溶解させた後、上記の表Iの化合物からなるグ
ル−プの中で選択された一つまたは二つ以上の化合物を
添加剤として添加して完全に溶解させ、濾過した溶液を
ウェーハに塗布し、かつハ−ドベ−キングすることから
なる半導体製造工程に用いる反射防止膜の製造方法。 - 【請求項49】 重合体の重量当たり200〜5000
重量%の前記有機溶媒が用いられ、前記ハ−ドベ−キン
グ工程の温度は100〜300℃で行われる請求項48
に記載の方法。 - 【請求項50】 前記有機溶媒はエチル−3−エトキシ
プロピオネート、メチ−3−メトキシプロピオネ−ト、
シクロヘキサノン、プロピレングリコ−ルメチルエ−テ
ルアセタ−トから成るグル−プの中から選択されたいず
れかである請求項44、46または請求項48のいずれ
か一項に記載の製造方法。 - 【請求項51】 前記添加剤は0.1〜30重量%が用
いられた請求項48に記載の製造方法。 - 【請求項52】 前記請求項41、42または43のい
ずれか一項に記載の反射防止膜を用いて製造された半導
体素子。
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