JP6122426B2 - 下層組成物及びそれの方法 - Google Patents
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Description
約0.1〜約0.6の範囲であることができる。該新規フィルムは、この露光波長で反射防止コーティングとして、及びハードマスクとして有用である。n及びk値は、J.A.Woollam WVASE VU−32TMエリプソメータなどのエリプソメータを用いて計算できる。k及びnの最適な範囲の正確な値は、使用する露光波長及び用途のタイプに依存する。典型的には、193nm用には、好ましいkの範囲は約0.1〜約0.6であり、248nmでは、好ましいkの範囲は約0.15〜約0.8である。
12.9gのイソプロピルヘキサフルオロイソプロパノールメタクリレート(MA−BTHB−OH)、7.7gのベンジルメタクリレート、6.8gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び8.5gのグリシジルメタクリレートを、160gのプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)溶剤と混合した。重合反応を、1.5gのアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)の存在下に、75℃で窒素雰囲気下に6時間行った。室温まで冷却した後、反応混合物を脱イオン(DI)水中で析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、35.5g(99%)の収量を得た。GPCで測定した重量平均分子量(Mw)は18,000であった。
9.7gのMA−BTHB−OH、5.8gのベンジルメタクリレート、5.1gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び6.4gのグリシジルメタクリレートを120gのテトラヒドロフラン(THF)溶剤と混合した。重合反応を、1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、26.5g(99%)の収量を得た。GPCで測定したポリマーのMwは19,000であった。
15.0gのMA−BTHB−OH、6.0gのスチレン、10.0gの2−ヒドロキシプロピルメタクリレート及び19.0gのグリシジルメタクリレートを200gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)溶剤中で混合した。重合反応を、0.97gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に24時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、50.0g(>99%)の収量を得た。GPCで測定したポリマーのMwは18,500であった。
9.7gのMA−BTHB−OH、5.8gのベンジルメタクリレート、及び11.9gのグリシジルメタクリレートを120gのTHF溶剤中で混合した。重合反応を、1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、27.0g(99%)の収量を得た。
9.7gのMA−BTHB−OH、5.3gのベンジルメタクリレート、6.5gの2−ヒドロキシプロピルメタクリレート及び6.4gのグリシジルメタクリレートを120gのTHF溶剤中で混合した。重合反応を、1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、27g(99%)の収量を得た。
9.7gのMA−BTHB−OH、5.9gの2−エチルヘキシルメタクリレート、3.5gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び8.5gのグリシジルメタクリレートを120gのTHF溶剤中で混合した。重合反応を、1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、27.2g(99%)の収量を得た。GPCで測定したポリマーのMwは19,100であった。
13.2gのMA−BTHB−OH、5.9gの2−エチルヘキシルメタクリレート、2.9gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び7.4gのグリシジルメタクリレートを120gのTHF溶剤中で混合した。1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間、重合反応させた。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、29g(99%)の収量を得た。GPCで測定したポリマーのMwは19,300であった。
18.5gのMA−BTHB−OH及び12.3gのグリシジルメタクリレートを、120gのTHF溶剤中で混合した。重合反応を、1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間行った。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、30.2g(99%)の収量を得た。
18.5gのMA−BTHB−OH、3.5gの2−ヒドロキシエチルメタクリレート及び8.5gのグリシジルメタクリレートを120gのTHF溶剤中で混合した。1.0gのAIBNの存在下に75℃で窒素雰囲気下に20時間、重合反応させた。室温に冷却した後、反応混合物をDI水中に析出した。白色のポリマー固形物を洗浄し、そして真空下に45℃で乾燥して、29.8g(99%)の収量を得た。
10gのブタンテトラカルボン酸二無水物、7gのスチレングリコール、0.5gのベンジルトリブチルアンモニウムクロライド、及び35gのプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を、冷却器、熱コントローラ及び機械的攪拌機を備えたフラスコ中に仕込んだ。窒素及び攪拌下に、混合物を110℃に加熱した。約1〜2時間後に透明な溶液が得られた。温度を110℃に3時間維持した。冷却して直ぐに、60gのPGMEA及び36gのプロピレンオキシドを上記の溶液と混合した。反応を50℃で48時間維持した。この反応溶液を室温に冷却し、そして高速ブレンダー中で大量の水中にゆっくりと注ぎ入れた。ポリマーを集め、そして水で徹底的に洗浄した。最後に、ポリマーを減圧炉中で乾燥した。16gのポリマーが得られ、GPCで測定したMwは20,000であった。
Aldrich Co.(Milwaukee,WI)製のチタン(IV)ブトキシドポリマー(TiBTP)を、ボトル中に注ぎ入れ、そして適切な溶剤を直ぐに加えて10〜20%原料溶液を調製した。この溶液を、ローラーで室温下に5〜7日間、十分に混合した。混合時間を数日間から24時間に短縮するために、上記溶液を40〜50℃の高められた温度下に調製することができる。合成例1〜8及び比較合成例からのポリマーの10%溶液を適切な溶剤中で調製した。調合物は、前記TiBTP原料溶液とポリマー原料溶液の一つとを適切な比率で混合して、溶液中に所望のTiBTP含有率、通常は30〜100%の範囲のTiBTP含有率を得ることによって調製した。この溶液を1〜2日間十分に混合した。上記の溶液は、必要なフィルム厚を達成するために希釈することができる。調合物の安定性及びコーティング品質を安定化及び/または向上するために、添加剤、例えば界面活性剤、共溶剤(例えば、ラクトン、カルボン酸、及びアルコール)、及びキレート化剤、例えばアセチルアセトンを希釈中に添加できる。例えば、0.2%の界面活性剤を加えそして最終8%固形物含有率のサンプルを調製するために、ArFシンナー(PGMEA/PGME70:30)中の1%界面活性剤原料溶液を調製した。次いで、8gの10%TiBTP原料溶液を、2gの1%界面活性剤原料溶液と混合した。(その代わりに、TiBTP原料溶液調製の間に添加剤を加えることもできる。例えば、2%のGVLを含むPGMEA/PGME70:30中の10%TiBTP溶液を、下層調合物用の原料溶液として調製することができる。)最後に、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過し、そして使用のために貯蔵した。その代わりに、調合物は、処方及びコーティング例19に記載のように高められた温度下に調製することができる。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。40gのPGMEA/PGME70:30溶剤及び1gのガンマバレロラクトン(GVL)を直ぐに加えて20%原料溶液を調製した。ローラーで一晩混合した後、ボトルを40℃で24時間オーブン中に置いた。この原料溶液をローラーで室温下に二日間連続して混合した。4gの上記溶液、6gのPGMEA/PGME70:30及び0.1gのGVLをボトル中に加え、そして1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率”n”は1.53であり、吸光パラメータ”k”は0.54であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤及び1gのアセチルアセトンを直ぐに加えて10%原料溶液を調製した。この原料溶液をローラーで室温下に数日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。このコーティングされたウェハを次いでホットプレートで1分間200℃に加熱した。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例2からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gのPGMEA/PGME70:30及び0.25gのGVLを上記混合物中に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.59であり、そして吸光パラメータ“k”は0.51であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例5からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9gのTiBTP原料溶液を1gのポリマー原料溶液と混合した。0.2gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.63であり、そして吸光パラメータ“k”は0.48であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例6からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9gのTiBTP原料溶液を1gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gの2−メトキシエタノール及び0.25gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.60であり、そして吸光パラメータ“k”は0.47であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例2からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。7.5gのTiBTP原料溶液を2.5gのポリマー原料溶液と混合した。6gのPGMEA/PGME70:30及び0.3gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.74であり、そして吸光パラメータ“k”は0.37であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例2からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。5gのTiBTP原料溶液を5gのポリマー原料溶液と混合した。8gのPGMEA/PGME70:30を上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.75であり、そして吸光パラメータ“k”は0.30であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例5からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。5gのTiBTP原料溶液を5gのポリマー原料溶液と混合した。8gのPGMEA/PGME70:30を上記混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.75であり、そして吸光パラメータ“k”は0.29であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤及び1gのアセチルアセトンを直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例7からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gのPGMEA/PGME70:30を上記混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例6からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gのPGMEA/PGME(Bij30界面活性剤(Aldrich)を1%含む)70:30を上記混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。このコーティングされたウェハを次いでホットプレートで1分間200℃に加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.65であり、そして吸光パラメータ“k”は0.45であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。比較合成例1からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9gのTiBTP原料溶液を1gのポリマー原料溶液と混合した。8gのPGMEA/PGME70:30及び0.4gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.70であり、そして吸光パラメータ“k”は0.55であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。比較合成例1からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。8.5gのTiBTP原料溶液を1.5gのポリマー原料溶液と混合した。6gのPGMEA/PGME70:30及び0.3gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.76であり、そして吸光パラメータ“k”は0.52であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。比較合成例1からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。5gのTiBTP原料溶液を5gのポリマー原料溶液と混合した。10gのPGMEA/PGME70:30を上記混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.81であり、そして吸光パラメータ“k”は0.37であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。比較合成例1からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。3gのTiBTP原料溶液を7gのポリマー原料溶液と混合した。12gのPGMEA/PGME70:30を上記混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。この下層コーティングを分光エリプソメータで分析した。193nmでの最適化された屈折率“n”は1.84であり、そして吸光パラメータ“k”は0.36であった。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例9からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gのPGMEA/PGME70:30及び0.25gのGVLを上記の混合物に加えた。この溶液をローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
合成例6からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。Aldrich Co.から得た0.5gのTyzor(登録商標)AA(75%)を、3.75gの上記のポリマー原料溶液及び5gのPGMEA/PGME70:30と混合した。この溶液をローラーで24時間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gの4−メチル−2−ペンタノール/1−ペンタノール70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで3〜5日間混合して、10%原料溶液を調製した。合成例7からの1gのポリマー及び9gの4−メチル−2−ペンタノール/1−ペンタノール70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。0.2gのアセチルアセトンを上記混合物に加えた。この溶液をローラーで3〜5日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
Aldrich社製の10gのポリマーTiBTP液をボトル中に注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤を直ぐに加えそしてローラーで5〜7日間混合して10%原料溶液を調製した。合成例6からの1gのポリマー及び9gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー原料溶液を調製した。9.5gのTiBTP原料溶液を0.5gのポリマー原料溶液と混合した。2.5gのPGMEA/PGME(Bij30界面活性剤(Aldrich)を1%含む)70:30を上記混合物に加え、0.25gのGVL及び0.1gのアセチルアセトンを上記混合物に加えた。この溶液を1.3gのイソプロパノールで希釈し、そしてローラーで1〜2日間混合した。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
Aldrich製の9.5gのポリマーTiBTP液をボトルに注ぎ入れた。90gのPGMEA/PGME70:30溶剤、2gのGVL及び20gのPGMEA/PGME70:30(Bij30界面活性剤(Aldrich Co)を1%含む)を直ぐに加えそして十分に混合した。合成例6からの0.5gのポリマー及び4.5gのPGMEA/PGME70:30を混合して10%ポリマー溶液を調製した。上記の各溶液を、丸底フラスコ中で、窒素雰囲気下に45℃で24時間混合した。冷却した後、0.5gのアセチルアセトンを攪拌しながら加えた。この溶液をボトル中で貯蔵し、そしてローラーに24時間置いた。次いで、この混合物を、0.2μmの孔サイズを有するマイクロフィルタに通して濾過した。次いで、この溶液を、ケイ素ウェハ上に40秒間スピンコートした。次いで、このコーティングされたウェハをホットプレートで1分間200℃で加熱した。
BARCフィルムについての溶剤及び現像剤に対する耐性の評価
PGMEA/PGME70:30溶剤を、コーティングされた上記ケイ素ウェハ上に施し、60秒間後に窒素を吹き付けた。大きな膜減りは観察されなかった。同様の実験を、現像剤(AZ Electronics Material USA Corps,Somerville NJから入手可能な、AZ 300MIF、2.38重量%TMAH)で行った。コーティング例1〜11及び14〜19からの下層フィルムは、現像剤に対して良好な耐性を示した。TiBTP溶液を比較合成例1のポリマーと異なる比率で混合して調合したコーティング例12及び13では、60秒間現像剤中に浸漬した後に部分的な膜減りが観察された。
硬化されたフィルム中のTi%の測定
上記の金属性下層フィルム中のTi%を、元素分析及びTGA重量損失測定によって測定した。二つの方法からの結果は一致していた。調合物中のTiBTP含有率に依存して、測定されたTi%は、200℃/60秒間のフィルムベーク条件後に4〜50%の範囲であった。
調合物安定性評価
処方例3〜10の溶液を、溶液を毎週定期的にコーティングすることによって、長期間保存期間安定性試験に付した。調合物をケイ素ウェハ上にスピンコートし、そして200℃/60秒間ベークした。コーティングは、少なくとも一ヶ月間、良好な均一性を示した。これらのコーティングは、例20に記載のように溶剤及び現像剤に対する耐性についても毎週試験したが、性能の変化は観察されなかった。
上記Ti金属性反射防止コーティング調合物の性能を、AZ(登録商標)2110Pフォトレジスト(AZ Electronic Materials USA Corp.,Somerville,NJの製品)を用いて評価した。ケイ素ウェハを処方及びコーティング例7でコーティングし、そして200℃で60秒間ベークして90nm厚のフィルムを形成した。次いで、AZ(登録商標)EXP AX2110Pフォトレジストを用いて、190nmフィルムを上面にコーティングし、そして100℃で60秒間ベークした。次いで、このウェハを、0.85の開口数(NA)を有する193nm Nikon 306D露光ツールを用いて、0.85アウターシグマ及び0.55インナーシグマのY−ダイポール照明で画像形成した。次いで、露光されたこのウェハを110℃で60秒間ベークしそしてAZ(登録商標)300MIF現像剤(TMAH)を用いて30秒間現像した。走査電子顕微鏡で観察した時のトップダウン及び断面パターンは、プロセスウインドウにおいて有意な崩壊を示さなかった。良好なパターンプロフィルが、29mJ/cm2の感光速度(photospeed)で、ライン/スペース90nm1:1で観察された。
上記Ti金属性反射防止コーティング調合物の性能を、AZ(登録商標)2110Pフォトレジスト(AZ Electronic Materials USA Corp.,Somerville,NJの製品)を用いて評価した。ケイ素ウェハを、処方及びコーティング例3でコーティングし、そして200℃で60秒間ベークして、38nm厚のフィルムを形成した。次いで、双方を標的としてAZ(登録商標)EXP AX2110Pフォトレジストフィルムを用いて、190nmを上面にコーティングし、そして100℃で60秒間ベークした。次いで、これらのウェハを、0.85の開口数(NA)の193nmNikon 306D露光ツールを用いて、0.85アウターシグマ及び0.55のインナーシグマのY−ダイポール照明で画像形成した。次いで、露光されたこれらのウェハを110℃で60秒間ベークし、そしてAZ(登録商標)300MIF現像剤(TMAH)を用いて30秒間現像した。走査電子顕微鏡で観察した時のトップダウンパターンは有意な崩壊は示さなかった。断面走査電子顕微鏡を介した良好なパターンプロフィルが、24.5mJ/cm2の感光速度でL/S90nm1:1で観察された。
尚、本発明は更に下記の実施の態様を包含する:
[1] 有機チタネート化合物及びポリマーを含む下層組成物であって、上記ポリマーが、少なくとも一つのフルオロアルコール基及び少なくとも一つのエポキシ基を含む、上記下層組成物。
[2]前記ポリマーが、フルオロアルコール基(1)を有する少なくとも一つの単位及びエポキシ基(2)を有する少なくとも一つの単位を含む、前記[1]に記載の下層組成物。
[3]該ポリマー中でフルオロアルコール基が10〜80モル%の範囲であり、エポキシ基が20〜90モル%の範囲である、前記[1]または[2]に記載の下層組成物。
[4]前記ポリマーが構造3の単位を更に含み、繰り返し単位(3)は好ましくは1〜40モル%の範囲である、前記[1]〜[3]のいずれか一つに記載の下層組成物。
[5]前記ポリマーが繰り返し単位(4)を更に含み、繰り返し単位(4)は好ましくは1〜30モル%の範囲である、前記[1]〜[4]のいずれか一つに記載の下層組成物。
[6]前記有機チタネート化合物が、
からなる群から選択され、モノマー性チタネート(5)、(6)及び(7)の組成物中での量は、好ましくは、全固形物の10〜50重量%の範囲である、前記[1]〜[5]のいずれか一つに記載の下層組成物。
[7]前記有機チタネートが、
から選択され、下層中のポリマー性チタネート化合物(8)、(9)及び(10)のレベルは好ましくは全固形物の10〜99.9%の範囲である、前記[1]〜[5]のいずれか一つに記載の下層組成物。
[8]193nmで1.5〜1.9の屈折率(n)及び0.1〜0.6の吸光(k)を有する、前記[1]〜[7]のいずれか一つに記載の下層組成物。
[9]微細電子デバイスの製造方法であって、
a)前記[1]〜[8]のいずれか一つに記載のチタン下層を基材に供し;
b)加熱することによって下層を硬化し;
b)下層コーティング層の上にフォトレジスト層をコーティングし;
c)フォトレジスト層を像様露光し;
d)フォトレジスト層を、水性アルカリ性現像溶液で現像する、
ことを含む、前記方法。
[10]硬化されたチタン下層フィルムが、3〜60%の範囲のチタン含有率を含む、前記[9]に記載の方法。
[11]像様露光が250nm〜12nmの範囲である、前記[9]または[10]に記載の方法。
[12]現像溶液が、水酸化物塩基を含む水溶液である、前記[9]〜[11]のいずれか一つに記載の方法。
[13]基材が、基材の上にコーティングされた一つまたは二つ以上の反射防止コーティングを有し、好ましくは、基材の上にコーティングされた少なくとも一つの高炭素反射防止コーティングフィルムを有する、前記[9]〜[12]のいずれか一つに記載の方法。
[14]ステップd)の後にチタン下層フィルムをドライエッチングすることを更に含む、前記[9]〜[13]のいずれか一つに記載の方法。
[15]ステップd)の後に、チタン下層フィルム及び高炭素反射防止コーティングフィルムを別々にドライエッチングすることを更に含む、前記[9]〜[13]のいずれか一つに記載の方法。
Claims (18)
- 有機チタネート化合物及びポリマーを含みかつフォトレジスト層の下に施用される下層組成物であって、前記ポリマーが、フルオロアルコール基を有する少なくとも一つの単位及びエポキシ基を有する少なくとも一つの単位を含み、かつこの下層組成物から形成された下層は、水性アルカリ性現像剤を用いて現像可能ではない、上記下層組成物。
- フルオロアルコール基を有する少なくとも一つの単位及びエポキシ基を有する少なくとも一つの単位が、それぞれ以下の式(1)及び(2)によって表される、請求項1に記載の下層組成物。
- 該ポリマー中で、フルオロアルコール基を有する単位が10〜80モル%の範囲であり、エポキシ基を有する単位が20〜90モル%の範囲である、請求項1または2に記載の下層組成物。
- 式(3)で表される繰り返し単位が1〜40モル%の範囲である、請求項4に記載の下層組成物。
- 式(4)によって表される繰り返し単位が1〜30モル%の範囲である、請求項6に記載の下層組成物。
- 式(5)、(6)及び(7)によって表される有機モノマー性チタネート化合物の組成物中での量が、全固形物の10〜50重量%の範囲である、請求項8に記載の下層組成物。
- 式(8)、(9)及び(10)で表されるポリマー性チタネート化合物の組成物中でのレベルが全固形物の10〜99.9重量%の範囲である、請求項10に記載の下層組成物。
- 形成される下層が193nmで1.5〜1.9の屈折率(n)及び0.1〜0.6の吸光(k)を有する、請求項1〜11のいずれか一つに記載の下層組成物。
- 微細電子デバイスの製造方法であって、
a)請求項1〜12のいずれか一つに記載の下層組成物からチタン下層フィルムを基材に供し;
b)加熱することによって下層フィルムを硬化し;
c)下層フィルムの上にフォトレジスト層をコーティングし;
d)フォトレジスト層を像様露光し;
e)フォトレジスト層を、水性アルカリ性現像溶液で現像する、
ことを含む、上記方法。 - 硬化されたチタン下層フィルムが、3〜60重量%の範囲のチタン含有率を含む、請求項13に記載の方法。
- 像様露光の波長が250nm〜12nmの範囲である、請求項13または14に記載の方法。
- 現像溶液が、水酸化物塩基を含む水溶液である、請求項13〜15のいずれか一つに記載の方法。
- 基材が、基材の上にコーティングされた一つ以上の反射防止コーティングを有する、請求項13〜16のいずれか一つに記載の方法。
- ステップe)の後にチタン下層フィルムをドライエッチングすることを更に含む、請求項13〜17のいずれか一つに記載の方法。
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