JP2015517126A5

JP2015517126A5 -

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Publication number: JP2015517126A5
Application number: JP2015509064A
Authority: JP
Filing date: 2013-04-22
Publication date: 2017-06-15
Anticipated expiration: 2033-04-22

Description

実施態様に関わらず、多官能性エポキシ化合物は、反射防止膜等のマイクロリソグラフィプロセスに用いる組成物を生成するのに利用することができる。該組成物は、多官能性エポキシ化合物を適切な溶剤系中に、好ましくは実質的に均質な分散をするための周囲条件および十分な時間で、単に分散または溶解することにより形成される。好適な組成物は、組成物の総質量を１００質量％とした場合、約０．２〜約５０質量％の多官能性エポキシ化合物、好ましくは約０．２〜約１０質量％の多官能性エポキシ化合物、より好ましくは約０．２〜約４質量％の多官能性エポキシ化合物を含む。上で示したように、多官能性エポキシ化合物は、反射防止組成物において用いられる前に、ろ過するのが好ましい。よって、組成物中の未反応の触媒の程度は、実質的に減少する。１以上の実施態様において、反射防止組成物は、組成物の総質量を１００質量％とした場合、約０．０１質量％未満の触媒残渣、より好ましくは約０．００１質量％未満の触媒残渣を含むことになる。

Claims

マイクロエレクトロニクス製作用の、感光性、現像液可溶性の反射防止組成物であって、前記組成物は、溶剤系中に分散または溶解された、ポリマー性の多官能性エポキシ化合物およびビニルエーテル架橋剤を含み、前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、それに結合する少なくとも１つの架橋可能な発色団と、閉じたエポキシド環および／または開環したエポキシ基であるエポキシ部分と、を含み、前記架橋可能な発色団は２〜１０の架橋可能な基を有することを特徴とする組成物。
少なくとも１つの前記架橋可能な発色団は、置換または非置換の芳香族化合物、脂肪族化合物、硫黄含有化合物、ならびにハロゲン含有化合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
前記架橋可能な基は、‐ＯＨ、Ａｒ‐ＯＨ、および‐ＣＯＯＨからなる群から選択される、請求項２に記載の組成物。
少なくとも１つの前記架橋可能な発色団は、ポリマー性の多官能性エポキシ化合物に各エポキシ部分を介して結合している、請求項１に記載の組成物。
前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、下記式のエポキシ部分を少なくとも１つ含む、請求項４に記載の組成物：

式中、＊は、化合物との結合部分であり、各ｙは０または１、各Ｘは前記架橋可能な発色団、各Ｌはそれぞれ、アミノ結合、エーテル結合、チオ結合、チオエーテル結合、ヒドラジン結合、スルフィナート結合、スルホン結合、スルホンアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、カルバメート結合、アミド結合または尿素結合であり、各Ｒは、存在する場合、それぞれ酸素原子または‐ＣＨ_２‐であり、ならびに各Ｒ_１はそれぞれ、‐Ｈ、アルキル、スルホネート、エステル、カーボネート、カルバメート、またはそれらの官能基化誘導体である。
Ｌがエステル結合であり、Ｒが、存在する場合には‐Ｏ‐である、請求項５に記載の組成物。
前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、ホモポリマーおよび２種のコモノマーだけのコポリマーからなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、ポリマーのコアユニットの側鎖に複数のエポキシ部分を有するポリマー性化合物である、請求項１に記載の組成物。
前記コアユニットは、単一の芳香族化合物、線状または分岐分子、ならびにアクリル、ポリエステル、エポキシ／クレゾールノボラック、ポリエーテル、多糖、ポリイミド、およびポリアミドのモノマー繰り返し単位からなる群から選択される請求項８に記載の組成物。
前記コアユニットは、下記式の繰り返しモノマーを含み、

各Ｒ_２はそれぞれ、未反応エポキシ部分、または下記式の開環エポキシ部分である、請求項８に記載の組成物：

式中、＊は化合物との結合部分であり、各ｙは０または１、各Ｘは前記架橋可能な発色団、各Ｌはそれぞれ、アミノ結合、エーテル結合、チオ結合、チオエーテル結合、ヒドラジン結合、スルフィナート結合、スルホン結合、スルホンアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、カルバメート結合、アミド結合または尿素結合であり、各Ｒは、存在する場合、それぞれ酸素原子または‐ＣＨ_２‐であり、ならびに各Ｒ_１はそれぞれ、‐Ｈ、アルキル、スルホネート、エステル、カーボネート、カルバメート、またはそれらの官能基化誘導体である。
前記コアユニットは、下記式の繰り返しモノマーを含む、請求項８に記載の組成物：

各ｙは０または１；各Ａｒは重合アリール基；各Ｒ_２はそれぞれ、未反応エポキシ部分、または下記式の開環エポキシ部分：

式中、＊は化合物との結合部分であり、各ｙは０または１、各Ｘは前記架橋可能な発色団、各Ｌはそれぞれ、アミノ結合、エーテル結合、チオ結合、チオエーテル結合、ヒドラジン結合、スルフィナート結合、スルホン結合、スルホンアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、カルバメート結合、アミド結合または尿素結合であり、各Ｒは、存在する場合、それぞれ酸素原子または‐ＣＨ_２‐であり、各Ｒ_１はそれぞれ、‐Ｈ、アルキル、スルホネート、エステル、カーボネート、カルバメート、またはそれらの官能基化誘導体であり、ならびに各Ｒ_３は、存在する場合、‐ＣＨ_２‐である。
前記組成物は、溶剤系に分散または溶解された、前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物と、前記ビニルエーテル架橋剤と、随意的に光酸発生剤とから本質的になる、請求項１に記載の組成物。
前記ビニルエーテル架橋剤は、下記式の多官能性ビニルエーテルである、請求項１に記載の組成物：

Ｒ’はアリールおよびアルキルからなる群から選択され、各Ｒ_４はそれぞれ、アルキル、アルコキシ、カルボニル、およびそれら２以上の組み合わせからなる群から選択され、ｎは少なくとも２である。
マイクロエレクトロニクス構造を形成する方法であって、前記方法は：
（ａ）表面を有する基板を用意し；
（ｂ）前記表面上に感光性、現像液可溶性の反射防止層を形成し、前記反射防止層は、溶剤系に分散または溶解された、ポリマー性の多官能性エポキシ化合物およびビニルエーテル架橋剤を含む反射防止組成物から形成され、前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物はそれに結合する少なくとも１つの架橋可能な発色団と、閉じたエポキシド環および／または開環したエポキシ基であるエポキシ部分と、を含み、前記架橋可能な発色団は２〜１０の架橋可能な基を有し；ならびに
（ｃ）前記反射防止層上に画像形成層を形成することを含む方法。
前記方法はさらに、前記形成（ｂ）の後に前記反射防止層を熱的に架橋することを含み、前記架橋によりフォトレジスト溶剤に実質的に不溶である反射防止層が得られる、請求項１４に記載の方法。
前記架橋は、前記架橋可能な発色団の前記架橋可能な基を通じて起こる、請求項１５に記載の方法。
前記方法はさらに、
（ｄ）前記画像形成層と前記反射防止層を光に露光して、前記画像形成層と前記反射防止層の露光部分を得て；
（ｅ）前記画像形成層と前記反射防止層をアルカリ性現像液に接触させて、前記基板表面から前記露光部分を除去することを含む、請求項１５に記載の方法。
前記露光（ｄ）は、前記反射防止層に脱架橋をもたらす、請求項１７に記載の方法。
前記反射防止層はアルカリ性現像液において初期溶解度を有し、前記露光（ｄ）の後、前記反射防止層の前記露光部分はアルカリ性現像液において最終溶解度を有し、前記最終溶解度は前記初期溶解度よりも大きい、請求項１７に記載の方法。
前記接触（ｅ）後、反射防止膜厚５ｎｍ未満が前記露光部分に残る、請求項１７に記載の方法。
前記接触（ｅ）後、前記画像形成層と前記反射防止層は、そこに形成された各開口部を有し、前記開口部は、前記基板表面が見えるように実質的に位置合わせされる、請求項１７に記載の方法。
前記構造にイオンを注いで、少なくともいくらかのイオンが基板内に注入され、基板中にイオン注入領域を形成し、前記イオン注入領域は前記開口部より下に形成されることをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
前記反射防止組成物は、酸発生剤を実質的に含まず、前記画像形成層は、前記露光（ｄ）の間に酸を発生し、それによって、前記反射防止層の前記露光部分を脱架橋する、請求項１７に記載の方法。
前記露光（ｄ）は、前記架橋剤と、前記化合物の前記架橋可能な発色団との間に形成された結合を切ることとなる、請求項１７に記載の方法。
前記露光（ｄ）は、波長１９３ｎｍ〜３６５ｎｍを有する光に前記画像形成層と前記反射防止を露光することを含む、請求項１７に記載の方法。
マイクロエレクトロニクス構造であって：
表面を有する基板；
前記基板表面に隣接する、硬化した感光性、現像液溶解性の反射防止層、前記反射防止層は、溶剤系に分散または溶解された、ポリマー性の多官能性エポキシ化合物およびビニルエーテル架橋剤を含む反射防止組成物から形成され、前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物はそれに結合する少なくとも１つの架橋可能な発色団と、閉じたエポキシド環および／または開環したエポキシ基であるエポキシ部分と、を含み、前記架橋可能な発色団は２〜１０の架橋可能な基を有し；ならびに
前記反射防止層に隣接する画像形成層を含むことを特徴とする構造。
前記反射防止層の平均厚さが２０ｎｍ〜６０ｎｍである、請求項２６に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
前記反射防止層は、水性溶媒およびアルカリ性現像液に実質的に不溶である、請求項２６に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
前記反射防止層の、ｎ値が少なくとも１．３、およびｋ値が少なくとも０．２である、請求項２６に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
前記基板は、ケイ素、ＳｉＧｅ、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、アルミニウム、タングステン、タングステン珪化物、ガリウム砒化物、ゲルマニウム、タンタル、窒化タンタル、サンゴ、ブラックダイヤ、リンまたはホウ素ドープガラス、イオン注入層、窒化チタン、酸化ハフニウム、酸窒化ケイ素、およびそれらの混合物からなる群から選択されるマイクロエレクトロニクス基板である、請求項２６に記載のマイクロエレクトロニクス構造。
前記反射防止組成物は、組成物の総質量を１００質量％とした場合、０．０１質量％未満の触媒を含む、請求項１４に記載の方法。
前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、ポリマーのコアユニットの側鎖に複数のエポキシ部分を有する、請求項１４に記載の方法。
前記ポリマーのコアユニットは、下記式の繰り返しモノマーを含み、

各Ｒ _２はそれぞれ、未反応エポキシ部分、または下記式の開環エポキシ部分である、請求項３２に記載の方法：

式中、＊は化合物との結合部分であり、各ｙは０または１、各Ｘは前記架橋可能な発色団、各Ｌはそれぞれ、アミノ結合、エーテル結合、チオ結合、チオエーテル結合、ヒドラジン結合、スルフィナート結合、スルホン結合、スルホンアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、カルバメート結合、アミド結合または尿素結合であり、各Ｒは、存在する場合、それぞれ酸素原子または‐ＣＨ _２ ‐であり、ならびに各Ｒ _１はそれぞれ、‐Ｈ、アルキル、スルホネート、エステル、カーボネート、カルバメート、またはそれらの官能基化誘導体である。
マイクロエレクトロニクス構造を形成する方法であって、前記方法は：
（ａ）表面を有する基板を用意し；
（ｂ）前記表面上に感光性、現像液可溶性の反射防止層を形成し、前記反射防止層は、溶剤系に分散または溶解された、ポリマー性の多官能性エポキシ化合物およびビニルエーテル架橋剤を含む反射防止組成物から形成され、前記ポリマー性の多官能性エポキシ化合物は、ポリマーのコアユニットの側鎖に複数のエポキシ部分と、前記ポリマー性の多官能エポキシ化合物に結合する少なくとも１つの架橋可能な発色団と、を含み、前記架橋可能な発色団は２〜１０の架橋可能な基を有し、前記エポキシ部分は閉じたエポキシド環および／または開環したエポキシ基であり、前記ポリマーのコアユニットは下記式の繰り返しモノマーを含み、

各Ｒ _２はそれぞれ、未反応エポキシ部分、または下記式の開環エポキシ部分であり：

式中、＊は化合物との結合部分であり、各ｙは０または１、各Ｘは前記架橋可能な発色団、各Ｌはそれぞれ、アミノ結合、エーテル結合、チオ結合、チオエーテル結合、ヒドラジン結合、スルフィナート結合、スルホン結合、スルホンアミド結合、エステル結合、カーボネート結合、カルバメート結合、アミド結合または尿素結合であり、各Ｒは、存在する場合、それぞれ酸素原子または‐ＣＨ _２ ‐であり、ならびに各Ｒ _１はそれぞれ、‐Ｈ、アルキル、スルホネート、エステル、カーボネート、カルバメート、またはそれらの官能基化誘導体である。
；ならびに
（ｃ）前記反射防止層上に画像形成層を形成することを含む方法。