JP6989532B2 - ケイ素豊富なシルセスキオキサン樹脂 - Google Patents

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Description

シルセスキオキサン樹脂、シルセスキオキサン樹脂及び光酸発生剤を含むフォトレジスト組成物、シルセスキオキサン樹脂を含むエッチングマスク組成物、これから調製した生成物、この作製方法及び使用方法、並びに、これを含有する製造品及び半導体デバイス。
集積回路(IC)は、航空機、自動車、コンピュータ、カメラ、家庭用電気製品、産業機械、携帯電話、及びロボットを含む、ほとんど全ての新しい製造物において見られる。回路パターンがより微細になることで、高性能化、及びフォームファクタの小型化が可能となる。
ICは、フォトリソグラフィ法を使用して、パターニング可能な基板上に配設されたフォトレジスト層を含むレジスト物品から作製することができる。フォトレジスト層は、ポリマーを含む感光性材料を含む、フォトレジスト組成物を含む。パターニング可能な基板は、半導体材料又は導電性金属を含む。レジスト物品のいくつかの構成において、フォトレジスト層はパターニング可能な基板上に直接配設される(パターニング可能な基板と物理的に接触している)。他の構成において、レジスト物品は、フォトレジスト層とパターニング可能な基板との間に挟まれ(配設され)、これらとは離れている、少なくとも1つの介在層を更に含む。
フォトリソグラフィ法は、フォトレジスト層内で紫外(UV)光を用いてパターンを形成することと、エッチングにより、パターンをフォトレジスト層からパターニング可能な基板内に転写することと、を含む。レジスト物品が少なくとも1つの介在層と共に構成される場合、方法は、パターンをフォトレジスト層内で逐次的に形成することと、第1のエッチング工程により、パターンをフォトレジスト層から少なくとも1つの介在層内に転写することと、その後、第2のエッチング工程により、パターンを少なくとも1つの介在層からパターニング可能な基板内に転写することと、を含む。第1及び/又は第2のエッチング工程は独立して、プラズマエッチング、又は反応性イオンエッチング(たとえば深掘り反応性イオンエッチング)を含んでよい。エッチングではエッチャントを使用して、プラズマ又は反応性イオンを形成する。エッチャントは、プラズマエッチングで使用するための酸素分子、又は、反応性イオンエッチング用のハロカーボン(例えば、テトラクロロメタン若しくはトリフルオロメタン)を含んでよい。しかし、エッチングマスク層の耐性が強すぎてエッチングできない場合、フォトレジストパターンが下に向かってパターニング可能な基板内に転写されない。エッチングマスク層の耐性が、エッチング工程中のエッチングに対して十分ではない場合、パターンを下に向かってパターニング可能な基板内に転写できる前に、エッチングマスク層は横方向にアンダーカットされるか、又は完全にエッチングにより除去される。最善の結果のために、最適なエッチングは異方性プロセスであり、パターンは、パターンが過酷なエッチング環境により横方向に劣化するか、又はアンダーカットされるアンダーカット速度よりも速いエッチング速度で、下に向かってパターニング可能な基板内に転写される。
異方性エッチングを可能にするために、レジスト物品は、フォトレジスト層とパターニング可能な基板との間に挟まれ(配設され)ている、エッチングマスク層である少なくとも1つの介在層を含んでよい。エッチングマスク層は、エッチング条件に曝されている際に、フォトレジストパターンが第1及び第2のエッチング工程によりパターニング可能な基板に異方的に転写可能とする、エッチング耐性組成物を含む。
本発明者らは、既存のフォトレジスト組成物の問題を発見した。それらは、典型的には、エッチングマスク組成物として使用するにはエッチングに十分な耐性を有しておらず、代わりに、エッチング工程(光パターニング後)において大幅にアンダーカットされるか、又はエッチングにより除去されてしまう。また、様々な既存のエッチングマスク組成物が知られているが、典型的には光パターニング可能ではないか、又は少なくとも、微細なパターン若しくは回路を形成することはできない。したがって、既存のレジスト物品には、フォトレジスト層及びエッチングマスク層に対して異なる組成物が必要であり、第1及び第2のエッチング工程で異なるエッチャント及び/又はエッチングプロセスを使用することが求められることにより、既存の光パターニング法が複雑となっている。
本発明者らの技術的解決策には、シルセスキオキサン樹脂、シルセスキオキサン樹脂及び光酸発生剤を含むフォトレジスト組成物、シルセスキオキサン樹脂を含むエッチングマスク組成物、これから調製した生成物、この作製方法及び使用方法、並びに、これを含有する製造品及び半導体デバイスを含む。シルセスキオキサン樹脂は、ケイ素結合水素原子T単位を含み、T単位は、式−CHCHCHCOC(R1a又は−CH(CH)CHCOC(R1a[式中、各R1aは独立して、非置換(C−C)アルキルである。]のケイ素結合基を有する。
「発明の概要」及び「要約書」は、参照により本明細書に組み込まれる。本発明は、複数の代表的な非限定の実施形態、及び実施例を開示することにより、例示的な方法で本明細書にて説明されている。いくつかの実施形態では、本発明は、以下の番号付けされた態様のいずれか1つである。
態様1.式(I):[HSiO3/2[RSiO3/2[RSiO3/2[RSiO3/2[HOSiO3/2[SiO4/2(I)[式中、下付き文字hは0.30〜0.90のモル分率であり、各Rは独立して、式−CHCHCHCOC(R1a、又は−CH(CH)CHCOC(R1a[式中、各R1aは独立して、非置換(C〜C)アルキルである。]であり、下付き文字bは0〜0.48のモル分率であり、各Rは独立して、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−2−イル1,1−ジメチルエチルエステル、又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−3−イル1,1−ジメチルエチルエステルであり、下付き文字nは0〜0.35のモル分率であり、(b+n)の和は0より大きく、各Rは独立して、ポリエーテル基又はエステル基であり、下付き文字vは0〜0.15のモル分率であり、下付き文字oは0〜0.30のモル分率であり、下付き文字qは0〜0.1のモル分率であり、(h+o+q)の和は0.52〜0.90であり、(b+n+v+o+q)の和は0.10〜0.48である。]のシルセスキオキサン樹脂。いくつかの実施形態では、1個のR1aはメチルであり、他のR1aの各々はエチルである。いくつかの実施形態では、2個のR1aはメチルであり、他のR1aはエチルである。いくつかの実施形態では、各R1aはメチルである。各R1aがメチルである場合、各Rは、式−CHCHCHCOC(CH、又は−CH(CH)CHCOC(CHである。下付き文字h、b、n、v、o、及びqのモル分率値は、29Si−NMRを使用して測定することができる。下付き文字n、v、o、又はqは、いずれかの状況(i)又は(ii):(i)式(I)のシルセスキオキサン樹脂が対応する単位を含有しない場合(すなわち、単位が存在しない場合)、又は、(ii)単位は存在するが、式(I)のシルセスキオキサン樹脂中でのその単位の濃度が、29Si−NMRにより得られる検出レベルを下回る場合の下で、0であると言うことができる。「検出レベルを下回る」とは、その単位に対するピーク共鳴を、後述する29Si−NMRを使用して検出できないことを意味する。本明細書において下付き文字の値が>0であると言う場合、その単位に対するピーク共鳴を、29Si−NMRを使用して検出可能であることを意味する。
態様2.下付き文字hが0.40〜0.90であるか、あるいは0.60〜0.90である、態様1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
態様3.下付き文字vが0であるか、あるいは下付き文字v>0〜0.15以下である、態様1又は2に記載のシルセスキオキサン樹脂。
態様4.下付き文字oが0であるか、下付き文字qが0であるか、又は下付き文字o及び下付き文字qの両方が0である、態様1〜3のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。このような態様では、下付き文字hは0.52〜0.90であってよい。
態様5.下付き文字oが>0〜0.30以下であるか、下付き文字qが>0〜0.1以下であるか、又は、下付き文字oが>0〜0.30以下であり、下付き文字qが>0〜0.10である、態様1〜3のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。いくつかの態様では、下付き文字oは0.01〜0.10であり、下付き文字qは0.005〜0.02である。このような態様では、下付き文字hは0.30〜<0.90であっても、あるいは0.40〜<0.90であってよい。下付き文字o>0、かつ/又は下付き文字qが>0式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、下付き文字oが0であり、かつ下付き文字qが0である式(I)のシルセスキオキサン樹脂を水で処理して、式[HSiO3/2]の単位の全てではなくいくつかを、式[HOSiO3/2]又は[HOSiO3/2]及び[SiO4/2]に転換することにより、下付き文字hに関するモル分率値を低下させ、それに伴い、下付き文字o、又は下付き文字o及びqに関するモル分率値をそれぞれ増加させることにより、下付き文字oが0であり、かつ下付き文字qが0である式(I)のシルセスキオキサン樹脂から合成することができる。
態様6.下付き文字nが0であり、下付き文字vが0である、態様1〜5のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。下付き文字nが0である場合、式[RSiO3/2]の単位は存在しないか、又は29Si−NMRを使用して検出されない。下付き文字vが0である場合、式[RSiO3/2]の単位は存在しないか、又は29Si−NMRを使用して検出されない。
態様7.下付き文字bが0.11〜0.40であるか、又は、各Rが式−CHCHCHCOC(CH、若しくは−CH(CH)CHCOC(CHであるか、又は、下付き文字bが0.11〜0.40であり、各Rが−CHCHCHCOC(CH、若しくは−CH(CH)CHCOC(CHである、態様1〜6のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
態様8.各Rが独立して、式−CHCHCHCOC(CHである、態様1〜7のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
態様9.各Rがポリエーテル基又はエステル基である、態様1〜8のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。ポリエーテル基は、酸素原子を介して結合した炭化水素単位を有する有機置換基であり、−(CH[O(CROR’[式中、a=2〜12であり、b=2〜6であり、c=2〜200であり、RはH、又は炭化水素基(例えばメチル基若しくはエチル基)であり、R’はH、メチル基、エチル基、C(O)Me、又は他の有機基である。]により例示される。このようなポリエーテル基の例としては、
−(CH−O(EO)−OH、
−(CH−O(EO)−OMe、
−(CH−O(EO)−OAc、
−(CH−O(PO)−OH、
−(CH−O(PO)−OMe、
−(CH−O(PO)−OAc、
−(CH−O[(EO)12(PO)]−OH、
−(CH−O[(EO)12(PO)]−OMe、
−(CH−O[(EO)12(PO)]−OAc、
Figure 0006989532
[式中、EOは−(CHCHO)−であり、POは−(CHMeCHO)−であり、Meはメチルであり、Acはアセチルである。]が挙げられるが、これらに限定されない。
エステル基は、少なくとも1つのエステル官能基を含有する任意の有機置換基(substitute)である。エステル基の例としては、
−CHCH−C(O)−OMe、
−CHCH−O−C(O)Me、
Figure 0006989532
(1,3−ジオキソラン−2−オン−4−イル)エチル、
Figure 0006989532
(ジヒドロ−フラン−2−オン)エチル、及び
Figure 0006989532
(ジヒドロ−フラン−2,5−ジオン)エチルが挙げられるが、これらに限定されない。
態様10.シルセスキオキサン樹脂が、23.0重量パーセント(wt%)〜42wt%、あるいは>30〜42wt%以下、あるいは24〜30wt%、あるいは24.5〜28.0wt%、あるいは24.8〜27.5wt%のケイ素原子含有量を有する、態様1〜9のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
態様11.態様1〜10のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂の作製方法であって、態様1に記載の式(I)のシルセスキオキサン樹脂を得るために、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で、式[HSiO3/2]のハイドロジェンシルセスキオキサン樹脂を、有効相対量の3−ブテン酸1,1−ジメチルエチルエステル、並びに任意選択的に、ノルボルネン−5−カルボン酸1,1−ジメチルエチルエステル(下付き文字nが>0〜0.35以下である場合)、及び/又は4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン(式(I)の下付き文字vが>0〜0.15以下である場合)と接触させること、を含む、方法。出発物質である、式[HSiO3/2]のハイドロジェンシルセスキオキサン樹脂は、式[HSiO3/2]のT単位から、本質的になっていてよい。すなわち、29Si−NMRに基づいて、検出可能な、式[HOSiO3/2]のヒドロキシル置換T単位、及び/又は式[SiO4/2]のQ単位を非含有であってよい。
態様12.接触させることは、炭化水素溶媒又はハロ炭化水素溶媒を更に含む、態様11に記載の作製方法。
態様13.炭化水素又はハロ炭化水素溶媒を1,2−プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート(PGMEA)で交換して、PGMEA中での式(I)のシルセスキオキサン樹脂の混合物を得る、態様12に記載の作製方法。いくつかの態様では、混合物は、若干の残留量の、炭化水素又はハロ炭化水素溶媒を含有する。いくつかのこのような態様では、混合物は、>0〜<1wt%の炭化水素又はハロ炭化水素溶媒、あるいは、>0〜<10ppmの炭化水素又はハロ炭化水素溶媒、あるいは、>0〜<1ppmの炭化水素又はハロ炭化水素溶媒を含有する。他の態様では、混合物は炭化水素又はハロ炭化水素溶媒を非含有である。
態様14.構成成分(A)及び(B)[但し、(A)態様1〜10のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂、及び(B)少なくとも1種の追加の構成成分]を含む、組成物。
いくつかの態様では、少なくとも1種の追加の構成成分は光酸発生剤(PAG)であり、組成物は、化学増幅型フォトレジスト組成物を含む。化学増幅型フォトレジスト組成物は、パターニング可能な基板上に配設されたフォトレジスト層を含む第1のレジスト物品のうちの、フォトレジスト層を形成するのに有用である。集積回路(IC)を作製するのに好適なパターンは、フォトレジスト層を紫外(UV)光に、マスク露光させることなどにより、フォトレジスト層内に形成することができる。UV光は、13〜365ナノメートル(nm)、例えば365nm、248nm(KrF)、193nm(ArF)、157nm(F2)、又は13nm(極端紫外光(EUV))の有効な波長を含有してよい。化学増幅型フォトレジスト組成物により、より微細なパターン及び回路を形成することができるようになる。化学増幅型フォトレジスト組成物は、(A)酸感応性であるフォトレジストポリマーとして機能する式(I)のシルセスキオキサン樹脂、及び、感光性である少量のPAGを含む。(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、時には酸解離性基、酸開裂性基、又は酸不安定性基と呼ばれる、ペンダント型の酸感応性基を有する巨大分子鎖を含む。これらの酸感応性基としては、式(I)のR基、並びに、存在する場合、式(I)のR基及び/又はR基が挙げられる。光酸発生剤(PAG)それ自体は酸ではないが、PAGは、ある特定の波長の光を吸収して、生成物酸をin situで生成する化合物である。生成物酸は、近くにある(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂の酸感応性基と反応する。したがって、PAGの存在下において、(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂(フォトレジストポリマー)は間接的に感光性である。化学増幅型フォトレジスト組成物を含む組成物に、組成物の望ましい特性を向上させるか、又は望ましくない特性を阻害する、後述する1種以上の任意選択的な添加剤を更に配合してよい。
いくつかの態様では、組成物はエッチングマスク組成物である。エッチングマスク組成物は、フォトレジスト層、パターニング可能な基板、及び、上記フォトレジスト層と上記パターニング可能な基板との間に挟まれたエッチングマスク層を含む、第2のレジスト物品のうちの、エッチングマスク層を形成するのに有用である。第2のレジスト物品のうちの、フォトレジスト層は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含む本発明のフォトレジスト層であっても、あるいは、その中にフォトレジストパターンを形成可能な、本発明のものではないフォトレジスト材料であってもよい。有機フォトレジスト材料、又は本発明のものではないポリオルガノシロキサンフォトレジスト材料を含む、本発明のものではない任意のフォトレジスト材料が好適である。第2のレジスト物品のうちの、フォトレジスト層、及びエッチングマスク層の両方が式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含む場合、フォトレジスト層の式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、エッチングマスク層の式(I)のシルセスキオキサン樹脂と同一であっても、又は異なっていてもよい。
いくつかの態様では、組成物は化学増幅型フォトレジスト、及びエッチングマスク組成物である。
組成物は、(B)少なくとも1種の追加の構成成分の存在下で、又は(B)少なくとも1種の追加の構成成分からの副生成物として生成することにより、態様1〜10のいずれか1つに記載の(A)シルセスキオキサン樹脂を合成することにより調製することができる。
あるいは、組成物は、態様1〜10のいずれか1つに記載の(A)シルセスキオキサン樹脂と、(B)少なくとも1種の追加の構成成分とを共に混合することにより調製することができる。混合により調製する場合、組成物は、コーティング、封止、又はフォトリソグラフィ用途などの特定の用途で使用するための配合物として調製することができる。配合物は、一成分配合物、又は二成分配合物などの多成分配合物であることができる。配合物は一成分配合物として、又は二成分配合物などの多成分配合物として配合することができる。配合物の構成成分を、振盪若しくは撹拌などにより共に機械撹拌するといった、任意の好適な手段により共に混合してよい。配合物を、フォトリソグラフィなどの特定の用途に使用するための取扱説明書に従うなどしてパッケージ化してよい。多成分配合物は複数のパッケージにパッケージ化してよく、取扱説明書は、特定の用途での使用前に異なる成分を組み合わせるための指示を更に含んでよい。
組成物は、組成物を含む製造品として調製してよい。製造品は、組成物の形状化された形態からなってよい。形状化された形態は、規則的又は不規則的であってよい。例としては、自立型膜、ブロック、及び複数の粒子が上げられる。
態様15.態様1〜10のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂又は態様14に記載の組成物、及び基板を含む、製造品。いくつかの態様では、製造品は、前述した第1のレジスト物品又は第2のレジスト物品を含む。いくつかの態様では、製造品は光学/電子デバイス、あるいは半導体デバイスであり、基板は、半導体材料又は導電性金属などのパターニング可能な基板である。シルセスキオキサン樹脂及び組成物を、それぞれ、光学/電子構成要素、及びシルセスキオキサン樹脂又は組成物を含む光学/電子デバイスで使用してよい。光学/電子構成要素は、光学的構成要素、電子的構成要素、又は光学的構成要素と電子的構成要素との組み合わせであってもよい。シルセスキオキサン樹脂又は組成物を、光学/電子構成要素と直接接触又は間接接触させて配設してよい。いくつかの実施形態では、製造品は、態様1〜10のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂、又はパターニング可能な基板上に配設された態様14に記載の組成物を含むフォトレジスト層を含む、レジスト物品である。いくつかの実施形態では、レジスト物品は、フォトレジスト層がパターニング可能な基板上に直接配設されるように構成される。他の実施形態では、レジスト物品は、フォトレジスト層とパターニング可能な基板との間に挟まれた少なくとも1つの介在層を更に含むように構成される。このような実施形態では、少なくとも1つの介在層、及びそれが含まれるレジスト物品はエッチングマスク層であってよく、エッチングマスク層はフォトレジスト層とは物理的に別個のものであり、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含有しても、非含有であってもよい。他の実施形態では、少なくとも1つの介在層、及びそれが含まれるレジスト物品は、物理的に別個のものであるエッチングマスク層を非含有であるが、フォトレジスト層がエッチングマスク層としてもまた機能してよい。
下付き文字oが0である、下付き文字qが0である、又は下付き文字oが0でありかつ下付き文字qが0である両方である、前述の番号付けされた態様のいずれか1つ。下付き文字oが>0〜0.1以下である、下付き文字qが>0〜0.1以下である、又は下付き文字oが>0〜0.1以下でありかつ下付き文字qが>0〜0.1以下である両方である、態様1〜13のいずれか1つ。
いくつかの態様では、組成物はポリスチレン、−SH基、及び/又は(二価の式−C(=O)OO−の)ペルカルボキシ基を非含有である。全ての不確かさを取り除くために、いくつかの態様では、式(I)のシルセスキオキサン樹脂は−SH基及び/又はパーカルボキシ基を非含有とする。
本発明者らは、いくつかの問題に対して技術的解決策を提示する。1つの技術的解決策は、新規の式(I)のシルセスキオキサン樹脂を提供する。式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、フォトリソグラフィ用途、並びに接着剤、コーティング材、カプセル化用材料、及びシーラントなどの非フォトリソグラフィ用途で使用することができる。式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、光学/電子デバイス、及び建造材料などの非光学/非電子デバイスで使用することができる。
別の技術的解決策は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂、及び少なくとも1種の追加の構成成分を含む、新規の組成物を提供する。組成物は、フォトリソグラフィ用途、並びに接着剤、コーティング材、カプセル化用材料、及びシーラントなどの非フォトリソグラフィ用途で使用することができる。組成物は、光学/電子デバイス、及び建造材料などの非光学/非電子デバイスで使用することができる。
別の技術的解決策は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂、及び光酸発生剤(PAG)を含む、化学増幅型フォトレジスト組成物を提供する。化学増幅型フォトレジスト組成物を使用して、第1及び第2のレジスト物品のうちのフォトレジスト層をはじめとする、フォトレジスト層を形成することができる。
別の技術的解決策は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含むエッチングマスク組成物を提供する。エッチングマスク組成物はPAGを更に含むことができ、また、化学増幅型フォトレジスト組成物としても機能することができる。エッチングマスク組成物を使用して、第1及び第2のレジスト物品のうちのエッチングマスク層をはじめとする、エッチングマスク層を形成することができる。有益には、エッチングマスク層は、第1又は第2のエッチング工程(光パターニング後)において、エッチングにより完全には除去されない。エッチング条件に曝されている際、エッチングマスク層はフォトレジストパターンを、第1のエッチング工程でフォトレジスト層からエッチングマスク層内に、次いで第2のエッチング工程でエッチングマスク層からパターニング可能な基板内に異方的に転写することを可能にする。第1及び/又は第2のエッチング工程は同一でも異なっていてもよく、独立して、プラズマエッチング又は反応性イオンエッチング(例えば深掘り反応性イオンエッチング)を含むことができる。エッチングではエッチャントを使用して、プラズマ又は反応性イオンを形成する。エッチャントは、プラズマエッチングで使用するための酸素分子、又は、反応性イオンエッチング用のハロカーボン(例えば、テトラクロロメタン若しくはトリフルオロメタン)を含んでよい。フォトレジストパターンを下に向かってエッチングマスク層内に、その後、パターニング可能な基板内に転写し、その後、過酷なエッチング環境によりエッチングマスク層パターンが横方向にアンダーカットされるか、又はエッチングにより除去される。式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、エッチングマスク層をさほどエッチング耐性にせずに、フォトレジストパターンが下に向かってエッチングマスク層内に、又はパターニング可能な基板内に転写されないことを可能にする。式(I)のシルセスキオキサン樹脂はまた、エッチング工程中に、パターンをフォトレジスト層からパターニング可能な基板内に、下に向かって転写することができる前に、エッチングマスク層が横方向にアンダーカットもされず、エッチングにより完全には除去もされないように、エッチングマスク層が横方向のエッチングに対して十分に耐性を有することを可能にする。
更に別の技術的解決策は、ペンダント酸感応性基、特にペンダント酸感応性有機基で官能化されたシルセスキオキサン樹脂を提供し、また更に23wt%より多く、最大42wt%ものケイ素原子含有量を有する、新規の式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含む。ケイ素原子含有量は、シルセスキオキサン樹脂の総重量の百分率としての、全てのケイ素原子の総重量に等しい。ケイ素原子含有量は、29Si−NMRなどの核磁気共鳴(NMR)により、又はX線蛍光(XRF)分光法により測定することができる。29Si−NMRの別個の共鳴を用いることで、単位[HSiO3/2]及び[RSiO3/2]、加えて、式(I)のシルセスキオキサン樹脂中に存在し得る任意選択的な単位[RSiO3/2]、[RSiO3/2]、[HOSiO3/2]、及び[SiO4/2]のいずれかの各々に関するスペクトルを容易に区別することができる。それぞれの単位に対応する共鳴の積分値を測定して、下付き文字h及びb、加えて任意の下付き文字n、v、o、及びqに対する、ひいては対応する単位[HSiO3/2]及び[RSiO3/2]、加えて任意選択的な単位[RSiO3/2]、[RSiO3/2]、[HOSiO3/2]、及び[SiO4/2]のいずれかに対する相対的なモル分率値をそれぞれ得ることができる。単位の各々に対する質量値(グラム)を単位式から計算することができ、次いで、下付き文字h及びb、加えて任意の下付き文字n、v、o、及びqのモル分率値をそれぞれ使用して比例平均させ(proportionally averaged)、平均の単位質量値を得ることができる。各単位は1個のSi原子を有するため、パーセントとして表される、平均単位質量値により除したケイ素原子(28.086g)の原子量が、式(I)のシルセスキオキサン樹脂中におけるSiのwt%となる。
組成物は、構成成分(A)及び(B)[但し、(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂、及び(B)少なくとも1種の追加の構成成分]を含む。
構成成分(A):式(I)のシルセスキオキサン樹脂。(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂は、典型的には、組成物の総重量に基づいて、20〜99.9重量%パーセント(wt%)の濃度で、組成物中に存在する。
構成成分(B):少なくとも1種の追加の構成成分。(B)少なくとも1種の追加の構成成分は、典型的には、組成物中に、全て(A)シルセスキオキサン樹脂100部に基づいて、0.01部〜400部、あるいは100〜400部、あるいは0.01〜100部、あるいは0.01〜50部の濃度で存在する。(B)少なくとも1種の追加の構成成分が(B1)光酸発生剤(PAG)である場合、組成物は化学増幅型フォトレジスト組成物であり、(B1)PAGは、典型的には、組成物中に、全て(A)シルセスキオキサン樹脂100部当たり、0.01部〜5部、あるいは0.05部〜4部、あるいは0.07部〜3部、あるいは0.09部〜2部の濃度で存在する。
構成成分(B1):光酸発生剤(PAG)。
フォトレジスト組成物は、1種以上の(B1)光酸発生剤を含む。(B1)光酸発生剤(「PAG」)は、酸ではない(ブレンステッド酸でもルイス酸でもない)が、電磁放射線に露光する際に酸を生成する任意の化合物を含む。したがって、PAGは、プロ酸として機能し、酸性効果を呈する前に光化学的に変換される化合物である。いくつかの態様では、PAGは、オニウム塩、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スルホネート化合物、又はオニウム塩、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合物、グリオキシム誘導体、スルホン化合物、及びスルホネート化合物のうちのいずれか2つ以上の組み合わせである。他の有用な光酸発生剤としては、米国特許第7,261,992(B2)号の第10欄第57行〜第11欄第9行に記載のものが挙げられる。これらとしては、ニトロベンジルエステル及び米国特許第4,189,323号に記載されたs−トリアジン誘導体などのs−トリアジン誘導体が挙げられる。
オニウム塩:(B1)PAGとして使用するのに好適なオニウム塩の例は、ヨードニウム塩、スルホニウム塩(テトラヒドロチオフェニウム塩を含む)、ホスホニウム塩、ジアゾニウム塩、及びピリジニウム塩である。(B1)PAGとして使用するのに好適なオニウム塩の具体例は、米国特許第8,729,148(B2)号の第14欄第40行〜第15欄第4行に列記されており、及びトリ(4−(4’−アセチルフェニルチオ)−フェニル)スルホニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートがある。
ハロゲン含有化合物:(B1)PAGとして使用するのに好適なハロゲン含有化合物の例は、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、及びハロアルキル基含有複素環式化合物である。(B1)PAGとして使用するのに好適なハロゲン含有化合物の具体例は、(トリクロロメチル)−s−トリアジン誘導体、例えばフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、及び1−ナフチルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジン、並びに1,1−ビス(4’−クロロフェニル)−2,2,2−トリクロロエタンである。
ジアゾケトン化合物:(B1)PAGとして使用するのに好適なジアゾケトン化合物の例は、米国特許第8,729,148(B2)号の第15欄第4行〜23行に列記されているジアゾメタン誘導体;1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾキノン化合物、及びジアゾナフトキノン化合物である。PAGとして使用するのに好適なジアゾケトン化合物の具体例は、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホニルクロライド、2,3,4,4’−テトラヒドロキシベンゾフェノンの、1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホニルクロライド、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホネート若しくは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホネート、及び1,1,1−トリス(4’−ヒドロキシフェニル)エタンの、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スルホネート若しくは1,2−ナフトキノンジアジド−5−スルホネートである。
グリオキシム誘導体:(B1)PAGとして使用するのに好適なグリオキシム誘導体の例は、米国特許第8,729,148(B2)号の第15欄第23行〜46行に列記されている。
スルホン化合物:(B1)PAGとして使用するのに好適なスルホン化合物の例は、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン、及びこれらの化合物のα−ジアゾ化合物である。スルホン化合物の具体例は、4−トリスフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、及びビス(フェニルスルホニル)メタンである。
スルホネート化合物:(B1)PAGとして使用するのに好適なスルホネート化合物の例は、アルキルスルホネート、アルキルイミドスルホネート、ハロアルキルスルホネート、アリールスルホネート、及びイミノスルホネートである。(B1)PAGとして使用するのに好適なスルホネート化合物の具体例は、ベンゾイントシレート、ピロガロールトリス(トリフルオロメタンスルホネート)、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアントラセン−2−スルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート、及び1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネートである。
いくつかの実施形態では、(B1)光酸発生剤は、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、シクロヘキシル−2−オキソシクロヘキシルメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル−2−オキソシクロヘキシルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、1−(1’−ナフチルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[2.2.1]ヘプタ−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒドロキシスクシンイミドトリフルオロメタンスルホネート、又は1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメタンスルホネートである。
いくつかの実施形態では、シルセスキオキサン含有組成物及び/又はフォトレジスト組成物は、1つ以上の構成成分(「添加剤」とも呼ばれる):(C)酸拡散制御剤(クエンチャ、又は塩基クエンチャとも呼ばれる)、(D)溶媒、(E)付着促進剤、(F)染料、(G)ハレーション阻害剤、(H)可塑剤、(I)増感剤、(J)安定剤(例えば、貯蔵安定剤)、及び(K)界面活性剤を独立して更に含む。添加剤(D)〜(K)は任意選択的である。いくつかの実施形態では、シルセスキオキサン含有組成物及び/又はフォトレジスト組成物は、添加剤(D)〜(K)を非含有である(欠いている)。他の実施形態では、シルセスキオキサン含有組成物及び/又はフォトレジスト組成物は、添加剤(D)〜(K)のうちの少なくとも1つ、あるいは少なくとも2つ、あるいは3つ以上を独立して更に含む。いくつかの実施形態では、シルセスキオキサン含有組成物は、(D)溶媒、(E)付着促進剤、又は(D)及び(E)の両方を更に含む。
(C)酸拡散制御剤:いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は、(C)酸拡散制御剤を非含有である(欠いているか、又は添加されていない)。いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は、1種以上の(C)酸拡散制御剤を更に含む。(C)酸拡散制御剤をフォトレジスト組成物中で使用し、露光領域外の化学増幅型フォトレジスト組成物の領域を露光した後で、(C)光酸発生剤から生成する酸の移動を阻害することができる。(C)酸拡散制御剤は、カルボン酸無水物と共有結合を形成しない、非プロトン性有機塩基であってよい。(C)酸拡散制御剤の例は、第三級アミン、米国特許公開第2003/0017415(A1)号の段落[0306]〜[0315]に見出される塩基性化合物の例、及び、米国特許第8,148,043(B2)号(S.Huら)で言及されている有機塩基添加剤である。構成成分(C)の例は、第三級アリールアミン、例えば2−(2−アミノ−フェニル)−イソインドール−1,3−ジオン、1−(2−((1H−1,2,3−ベンゾトリアゾール−1−イルメチル)アミノ)フェニル)エタノン、1−((2,3−ジメチル−フェニルアミノ)−メチル)−ピロリジン−2,5−ジオン、1−(2−メチル−4−フェニルアミノ−3,4−ジヒドロ−2H−キノリン−1−イル)−ヘプタン−1−オン、2−((3−フルオロ−4−メチル−フェニルアミノ)−メチル)−フェノール、及びN,N−ジエチルアニリンである。組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)中に存在する場合、(C)酸拡散制御剤は、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)の総重量に基づいて、0.01wt%〜10wt%の濃度で存在してよい。例えば、構成成分(A)式(I)のシルセスキオキサン樹脂100部当たり、0.10部の(C)酸拡散制御剤を使用してよい。
(D)溶媒:いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は(D)溶媒を非含有である(欠いているか、又は添加されていない)。いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は、1種以上の(D)溶媒を更に含む。(D)溶媒を使用して、組成物の他の構成成分を溶出、分散、又は希釈して、コーティングが必要な基板上に更に容易にコーティング可能な混合物を得ることができる。化学増幅型フォトレジスト組成物用のこのような基板の例は、半導体ウエハ若しくは金属ウエハ、又は、下層であって、基板、該下層、及び組成物のコーティング(フォトレジスト層)を逐次的に含む多層フォトレジストの下層(例えば反射防止コーティング(ARC)、エッチングマスク層、若しくはハードコート層)である。下層は、フォトレジスト層と基板との間に配設される(「挟まれる」)。(D)溶媒の例は、メチルエチルケトン(MEK)、メチルイソブチルケトン(MIBK)、2−ヘプタノン、メチルペンチルケトン(MAK)、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、エチルラクテートのようなラクテートアルキルエステル、1,2−プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート(PGMEA)、アルキレングリコールモノアルキルエステル、ブチルアセテート、2−エトキシエタノール、及びエチル3−エトキシプロピオネートである。組成物中に存在する場合、(D)溶媒は、組成物の総重量に基づいて、50wt%〜90wt%の濃度で存在することができる。
(E)付着促進剤:いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は、(F)付着促進剤を非含有である(欠いているか、又は添加されていない)。いくつかの実施形態では、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)は、1種以上の(F)付着促進剤を更に含む。(F)付着促進剤を使用して、パターニングが必要な基板、例えば半導体ウエハ(例えばシリコンウエハ)又は金属表面への、組成物の結合を強化することができる。(F)付着促進剤を使用して、多層レジストの下層、例えば下層としてARC、エッチングマスク層、又はハードコート層などへの結合もまた強化することができる。(F)付着促進剤の例は、市販のシランカップリング剤などのシランカップリング剤である。シランカップリング剤は、典型的には、官能化アルキル基に加えて、3つのアルコキシ基又は2つのアルコキシ基、及び全てが同じケイ素原子に結合されたアルキル基を含有する。官能化アルキル基は、アミノアルキル基、エポキシ−アルキル基、アクリルオキシアルキル基、メタクリルオキシアルキル基、ウレイドアルキル基、イソシアヌラトアルキル基、メルカプトアルキル基、又はアルケニル基であってもよい。例としては、ビニルトリメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチル−トリメトキシシラン、及び3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが挙げられる。シルセスキオキサン含有組成物(例えば、フォトレジスト組成物)中に存在する場合、(F)付着促進剤は、組成物の総重量に基づいて、0.01wt%〜5wt%の濃度で存在することができる。
(F)染料:組成物に添加される、又は組成物中に含まれる場合、(F)染料を使用して、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)の光学濃度を調節することができる。
(G)ハレーション阻害剤:組成物に添加されるか、又は組成物中に含まれる場合、(G)ハレーション阻害剤を使用して、化学増幅型フォトレジスト組成物のフォトレジスト層の、直接露光領域の境界を越えるリソグラフィ放射線(光)の拡散を防止することができる。
(H)可塑剤:組成物に添加されるか、又は組成物中に含まれる場合、(H)可塑剤を使用して、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)の粘度を調節し、組成物の取り扱い性又はコーティング性を高めることができる。
(I)増感剤:組成物に添加されるか、又は組成物中に含まれる場合、(I)増感剤を使用して、第1の波長における放射線を吸収し、第2の波長における放射線を発して、発した放射線を(B1)光酸発生剤に移動させる(ここで、第1及び第2の波長は同一であっても異なっていてもよい)ことにより、(B1)光酸発生剤の活性を高めることができる。
(J)安定剤:組成物に添加されるか、又は組成物中に含まれる場合、(J)安定剤を使用して、例えば、組成物中での酸化反応、酸塩基反応、又は他の分解反応を阻害することにより、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)の貯蔵寿命を延ばすことができる。
(K)界面活性剤:組成物に添加されるか、又は組成物中に含まれる場合、(K)界面活性剤を使用して、基板、例えば多層フォトレジストの半導体ウエハ又は下層(例えばARC、エッチングマスク層、又はハードコート層)上における、組成物(例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物)のコーティングの均一性を改善することができる。
組成物、及びその化学増幅型フォトレジスト組成物の実施形態は、構成成分として、他の、又は追加の任意選択的な添加剤を含有してよい。化学増幅型フォトレジスト組成物をはじめとする、組成物中の全ての構成成分の濃度の合計は100%となる。
いくつかの実施形態では、組成物は化学増幅型フォトレジスト組成物である。化学増幅型フォトレジスト組成物は、365nmより短い波長を有する光から保護することができ、化学増幅型フォトレジスト組成物が基板上にコーティングされた後、容易にマスク照射される。例えば、化学増幅型フォトレジスト組成物を、黄色光又は赤色光から本質的になる環境下で調製及びコーティングすることができる。露光(マスク照射)した後、化学増幅型フォトレジスト組成物を、最初の段階で酸感応性フォトレジストポリマー及び生成物酸を含む、化学増幅されたフォトレジスト組成物に転換する。生成物酸は、酸感応性フォトレジストポリマーの酸感応性基の開裂を容易にして、ペンダント酸性基を有する巨大分子鎖を含む、生成物ポリマーを供与する。開裂の速度は、化学増幅されたフォトレジスト組成物を加熱することによって速めることができる。開裂後に、化学増幅されたフォトレジスト組成物は、生成物酸と生成物ポリマーとを含む。酸感応性フォトレジストポリマー、PAG、生成物酸、及び生成物ポリマーは、異なりかつ別個の化合物である。
化学増幅型フォトレジスト組成物の一部分が露光され、化学増幅型フォトレジスト組成物の別の部分が露光されない場合、化学増幅型フォトレジスト組成物(未反応の)を含む非露光領域と、化学増幅されたフォトレジスト組成物(開裂生成物)を含む露光領域とを含む複合材料が形成される。化学増幅型フォトレジスト組成物が一次元で制限され、露光がパターン画定フォトマスクを通して行われる場合、非露光領域と、化学増幅されたフォトレジスト組成物の潜像パターンを画定するパターン付き露光領域と、を有する複合材料が、シート又は膜の形状で形成される。化学増幅型フォトレジスト組成物は、生成物ポリマーと反応性である架橋剤を非含有であり、複合材料のシート又は膜を、現像液(例えば、水性塩基などの塩基性溶液)で現像することによって、ポジ型レジスト像を潜像パターンから形成することができる。現像液は、非露光領域を溶出することなく、露光領域を選択的に溶出し、これによって、残存する非露光領域によって画定される、ポジ型レジスト像を生成する。
化学増幅されたフォトレジスト組成物(露光領域)を除去するのに有用な現像溶液としては、水及び塩基を含む水溶液が挙げられる。塩基は、脱イオン水中に可溶性であり、>7の水素イオン指数(pH)を有する水溶液を供与する、化学化合物である。この塩基性化学化合物は、アンモニア又は1族又は2族の金属ヒドロキシド若しくはカーボネートなどの無機化学化合物であってよい。あるいは、塩基性化学化合物は、アミン又は塩基性窒素含有複素環などの有機化学化合物であってもよい。塩基の例は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、コリン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア、エチルアミン、プロピルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエタノールアミン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、及び1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネンである。化学増幅型フォトレジスト組成物をポジ型フォトレジストとして使用するために配合する場合、フォトレジスト層の露光領域は現像溶液中に可溶性となり、未露光領域は現像溶液中に不溶性となる(不溶性のままとなる)。一旦露光されたフォトレジスト層(ポジ型フォトレジスト)が現像溶液で現像されると、フォトレジスト層の溶出されていない残部(「パターン」)は、水で洗浄され、過剰な現像溶液をそれから除去することができる。
現像液は、(B)少なくとも1種の追加の構成成分と構造、配合、機能若しくは使用、及び/又は量が異なる。現像液の塩基性化学化合物がアミンである場合、典型的には非置換アルキル含有アミンである。更に、現像液は、典型的には、塩基性化学化合物の水溶液であるが、組成物は水を実質的に非含有である(例えば、0wt%〜1wt%未満の水を有する)。また、現像液は、膜の非露光領域を溶出することなく、フォトレジスト組成物のマスク露光膜のマスク露光領域を選択的に溶出するために、現像工程で使用される。生成物酸は、フォトレジスト組成物の膜のマスク露光領域にある(B1)光酸発生剤を、マスク露光工程で放射線に露光する際に、(B1)光酸発生剤からin situで形成される。塩基性化学化合物は、典型的には、現像液中に、1〜5wt%の濃度で存在する。
次いでパターンが、下にある基板に転写され得る。二重層型フォトレジストにおいて、転写には、パターンを、下層(例えばARC、エッチングマスク層、又はハードコート層)を通して基板(例えばケイ素又は金属)上に転写すること、を含む。単一層フォトレジストでは、下層がなく、パターンは基板上に直接転写される。典型的には、パターンは、酸素、プラズマ、又は酸素/二酸化硫黄プラズマなど、反応性イオンでのエッチングを介して転写される。エッチング法は、当該技術分野において公知である。
別の実施形態は、基板上、又は基板上に配設された下層上にレジスト像を生成するためのプロセスである。いくつかの実施形態では、プロセスは、(a)基板を、構成成分(A)〜(B)、及び典型的にはまた構成成分(D)溶媒、及び任意選択的に構成成分(C)塩基クエンチャを含む、化学増幅型フォトレジスト組成物でコーティングし、化学増幅型フォトレジスト組成物を基板上に塗布した膜を含む、レジストコーティング基板を形成する工程と、(b)塗布膜をマスク露光する(像様露光)するか、又は放射線(例えば、248nm、193nm、又は157nm)でマスク照射して、潜像パターンを含有する露光膜を含む、照射レジストを作製する工程と、(c)マスク照射レジストの露光膜を現像し、潜像パターンからレジスト像を作製して現像レジストを供与する工程と、を含む。現像レジストは、基板上に配設されたレジスト像を含む製造品である。他の実施形態では、プロセスは、(a)基板上に予め配設した下層を、構成成分(A)〜(B)、及び典型的にはまた構成成分(D)溶媒、及び任意選択的に構成成分(C)塩基クエンチャを含むレジスト組成物でコーティングし、下層上に配設された、化学増幅型レジスト組成物の塗布膜を含む、基板上に二重層を形成する工程と、(b)塗布膜を放射線にマスク露光(像様露光)して、潜像パターンを含有する露光膜を作製する工程と、(c)露光膜を現像し、潜像パターンからレジスト像を作製して、基板上に配設されたレジスト像を含む製造品を供与する工程と、を含む。
好適な基板は、セラミック、金属又は半導体基板であり、好ましい基板は、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、オキシ窒化ケイ素、炭化ケイ素、及びオキシ炭化ケイ素が含まれる、ケイ素含有基板である。
下層は、エッチングマスク層、ハードコート層(例えば有機ハードコート層)、又は反射防止コーティング(ARC)であってよい。エッチングマスク層は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含んでよい。下層は、レジスト組成物の膜を形成するコーティング工程の前に基板上に形成される。下層は、マスク露光工程で使用するイメージング波長で非常に光を吸収し、化学増幅型レジスト組成物と化学的に適合性のある、材料で構成されてよい。式(I)のシルセスキオキサン樹脂以外の典型的な下層材料は、架橋ポリ(4−ヒドロキシスチレン)、ポリエステル、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、フッ素化ポリマー、及び環式オレフィンポリマーである。例えば、ジアゾナフトキノン(DNQ)又はノボラックである。
工程(a)コーティングの前に、典型的には、下層又は基板の表面は、場合に応じて、化学増幅型レジスト組成物の塗布(例えばコーティング)の前に清浄化される。好適な清浄化手順は、当該技術分野において公知である。化学増幅型レジスト組成物は、場合に応じて、スピンコーティング、スプレーコーティング、又はドクターブレードなどの技術を使用して、下層上にコーティングしてよく、又は基板上に直接コーティングしてよい。典型的には、レジスト膜は、(D)溶媒を含み、乾燥(ソフトベーク)された後、塗布膜(乾燥後)がマスク露光工程で放射線に露光される。乾燥又はソフトベーク工程は、レジスト膜を、30℃〜200℃、典型的には80℃〜140℃の範囲の温度に、短時間で(例えば、20秒〜90秒)、典型的にはおよそ1.0分のケタで加熱すること、を含んでもよい。得られた乾燥膜は、0.01マイクロメートル(μm)〜5.0μm、あるいは0.02〜2.5μm、あるいは0.05μm〜1.0μm、あるいは0.10μm〜0.20μmの厚さを有する。
(b)マスク露光する工程において、塗布膜(例えば、乾燥塗布膜)は、潜像パターンをマスク露光膜に作成するように設計されたマスクを通して、放射線に露光される。潜像パターンは、最終的に所定のパターンを有するパターン付き半導体デバイスを供与するのに好適なものである。放射線は、UV、X線、e−ビーム、又はEUVであってもよい。EUVは、13nmの波長を有することができる。典型的には、放射線は、157nm〜365nm(例えば、157nm又は193nm)の波長を有する紫外線である。好適な放射線源としては、水銀、水銀/キセノン、及びキセノンランプが挙げられる。特定の放射線源は、KrFエキシマレーザ又はFエキシマレーザである。より長い波長、例えば365nmの放射線が使用される場合、放射線の吸収を強化するために、フォトレジスト組成物中に増感剤が含まれてもよい。フォトレジスト組成物の満足のいく露光は、典型的には、塗布膜の表面積の1平方センチメートル当たり10〜<100ミリジュール(mJ/cm)、あるいは10mJ/cm〜50mJ/cmの放射線で照射することによって達成される。
(b)マスク露光工程において、放射線は、フォトレジスト組成物の露光膜のマスク露光領域における(B1)光酸発生剤によって吸収され、その中に生成物酸をin situで生成する。化学増幅型フォトレジスト組成物が放射線に露光された後に、得られた露光膜は、典型的には、30℃〜200℃の範囲の温度に、短時間で、およそ1分のケタで加熱される。化学増幅型フォトレジスト組成物がポジ型フォトレジストである場合、生成物酸は、フォトレジスト組成物中に存在する(A)シルセスキオキサン樹脂の酸解離性基(例えば、式(I)のR基)の開裂を引き起こし、これによって、露光膜中の現像液可溶性の領域を有する潜像パターンを形成する。
工程(c)現像工程において、露光膜を好適な現像液と接触させて、露光膜の潜像パターンからレジスト像を作製する。現像液の組成は、前述している。ポジ型フォトレジスト膜では、フォトレジストの露光領域は、現像液中に可溶性(「現像液可溶性」)となり、(c)現像工程は、露光領域を現像液中に溶出し、露光されたポジ型フォトレジスト膜の非露光領域を、生成像又はパターンの形態で残す。露光膜が現像され、生成像又はパターンが形成された後、典型的には、残存するレジスト膜(「パターン」)は水で洗浄されて、残留現像液を全て除去する。
工程(c)及び任意選択的な洗浄工程から得られた生成像又はパターンは、次いで、基板内に直接転写されるか、又は場合によっては、下層を通して基板内に転写される。典型的には、パターンは、酸素分子プラズマ、及び/又は酸素分子/二酸化硫黄プラズマ等、反応性イオンでのエッチングによって転写される。プラズマを形成するための好適な技術及び機械装置としては、電子サイクロトロン共鳴(ECR)、ヘリコン、誘導結合プラズマ(ICP)及び透過型結合プラズマ(TCP)などのシステムが挙げられる。
したがって、化学増幅型フォトレジスト組成物は、前述のフォトリソグラフィパターン形成法、又はパターン付き構造体を製造するためのプロセスで使用されてもよい。作成され得るパターン付き構造体の例は、金属配線、電気接点用の導管としての孔又はビア、絶縁部(例えば、ダマシントレンチ又は浅いトレンチ分離)、キャパシタ構造体用のトレンチ、及び集積回路デバイスを製造するために使用され得る他の構造体である。
いくつかの実施形態は、半導体ウエハ上に配設された化学増幅型フォトレジスト組成物の層を含むレジストコーティングしたウエハを含む。化学増幅型フォトレジスト組成物は、半導体ウエハに直接接触していてもよく、又はレジストコーティングしたウエハは、フォトレジスト組成物の層と半導体ウエハとの間に配設された下層を更に含んでもよい。下層は、半導体ウエハを下層組成物でコーティングすることによって形成することができる。下層組成物は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含んでよい。場合に応じて、化学増幅型フォトレジスト組成物又は下層組成物でコーティングされる場合、半導体ウエハはベアウエハであってよい。あるいは、半導体ウエハは、ベア半導体ウエハを下塗り剤で前処理することによって作製された、下塗りウエハであってもよい。前処理は、下塗り剤の化学蒸着を含むことができる。下塗り剤は、フォトレジスト層又は下層の付着、場合によっては、半導体ウエハへの付着を増強するのに有効な任意の化合物を含んでよい。例えば、下塗り剤化合物は、ヘキサメチルジシラザンであってもよい。
いくつかの実施形態は、レジストコーティングウエハを、80℃〜140℃(例えば、90℃〜120℃、例えば、100℃又は110℃)の温度で、わずかな時間(例えば、30秒〜120秒、例えば45秒〜90秒、又は50秒〜70秒、例えば60秒)加熱することによって調製された、ソフトベークウエハを含む。ソフトベークウエハは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に、配設されたソフトベークレジスト層を含む。
いくつかの実施形態は、レジストコーティングしたウエハ又はソフトベークウエハを、例えば248nm、193nm、157nmを含む放射線に、レジスト塗布ウエハ又はソフトベークウエハの表面積の1平方センチメートル当たり10〜75ミリジュール(mJ/cm)の線量を用いて露光することによって調製された、マスク照射ウエハを含む。いくつかの実施形態では、放射線は、15mJ/cm〜55mJ/cm、あるいは20mJ/cm〜50mJ/cm、あるいは23mJ/cm〜45mJ/cmの線量とする。マスク照射ウエハは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に、配設されたマスク照射レジスト層を含む。マスク照射レジスト層は、潜像パターンを含有する。
いくつかの実施形態は、マスク照射ウエハを、80℃〜140℃(例えば、90℃〜120℃、例えば、100℃又は110℃)の温度で、わずかな時間(例えば、30秒〜120秒、例えば45秒〜90秒、又は50秒〜70秒、例えば60秒)加熱することによって調製された、露光後ベークウエハを含む。露光後ベークウエハは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に、配設された露光後ベークレジスト層を含む。露光後ベークレジスト層は、潜像パターンを含有する。
いくつかの実施形態は、材料の他の部分を除去することなく、マスク照射レジスト材料の一部又は露光後ベークレジスト材料の一部を除去するように、マスク照射ウエハ又は露光後ベークウエハを現像液と接触させて、これにより、レジストパターン又は像を形成することによって調製された、現像レジストを含む。現像液は、フォトレジスト組成物のポジ型レジスト配合物に、水性塩基溶液を含むことができる。ポジ型レジスト配合物は、構成成分(A)〜(C)を含む。現像レジストは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に、配設された現像レジスト層を含む。現像レジスト層は、レジストパターン又はレジスト像を含有する。レジストパターン又は像は、電界放射型走査型電子顕微鏡(FE−SEM)によって丸みを帯びた角頂部又は角張った角頂部を有するものとして特徴付けされる断面プロファイルを有する、垂直の特徴部を含有することができる。
いくつかの実施形態は、過剰の現像液を現像レジストから洗い流すことによって調製された、洗い流し済レジストを含む。過剰の現像液は、現像レジストに固着する場合があり、現像レジストを揮発性有機溶媒などの洗い流し剤で洗い流すことによって除去することができる。洗い流し済レジストは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に配設された、洗い流し済レジスト層を含む。洗い流し済レジスト層は、レジストパターン又はレジスト像を含有する。レジストパターン又は像は、FE−SEMによって丸みを帯びた角頂部又は四角張った角頂部を有するものとして特性化される断面プロファイルを有する垂直の特徴部を含有することができる。
いくつかの実施形態は、現像レジスト又は洗い流し済レジストを、異方性エッチング技術を用いて、エッチング剤でエッチングすることによって調製された、エッチング済レジストを含む。エッチング剤は、酸素分子プラズマ、ハロゲンプラズマ、又は酸素分子プラズマ、続いてハロゲンプラズマの逐次的適用を含むことができる。いくつかの実施形態では、エッチング済レジストは、酸素分子プラズマエッチング済レジストである。他の実施形態では、エッチング済レジストは、ハロゲンプラズマエッチング済レジストである。他の実施形態では、エッチング済レジストは、逐次的な酸素分子プラズマエッチング、続いてハロゲンプラズマでエッチング済のレジストである。酸素分子プラズマエッチング済レジストは、半導体ウエハ上に、又は半導体ウエハの上に配設された下層上に、配設されたエッチング済レジスト層を含む。ハロゲンプラズマエッチング済レジスト層は、パターン付き半導体ウエハを含むパターン付き構造体上に配設された、ハロゲンプラズマエッチング済下層を含有する。酸素分子プラズマエッチング済下層、又はハロゲンプラズマエッチング済下層は、式(I)のシルセスキオキサン樹脂を含んでよい。
いくつかの実施形態は、エッチング済レジスト層をパターン付き半導体ウエハから除去することによって調製された、パターン付き構造体を含む。
この記述は、ある例のいずれか1つの記載された特徴若しくは制限、いずれか1つの記載されたマーカッシュ形式の下位属若しくは種、又はいずれか1つの記載された数の範囲若しくはサブレンジが、特許請求の範囲の依存するものとなり得、特許請求の範囲を補正するための適切な根拠を提供し得るように、意図的に書き込まれている。
本明細書に別途記載がない限り、本明細書で使用される化学技術用語は、IUPAC.Compendium of Chemical Terminology,2nd ed.(the「Gold Book」).Compiled by A.D.McNaught and A.Wilkinson.Blackwell Scientific Publications,Oxford(1997).XML,on−line corrected version:http://goldbook.iupac.org(2006−)created by M.Nic,J.Jirat,B.Kosata;updates compiled by A.Jenkins.ISBN 0−9678550−9−8.doi:10.1351/goldbook、に見出すことができる。IUPACで定義されていない用語は、Hawley’s CONDENSED CHEMICAL DICTIONARY,11th edition,N.Irving Sax & Richard J.Lewis,Sr.,1987(Van Nostrand Reinhold)で定義されてもよい。
本明細書に別途記載がない限り、本明細書で使用される一般用語の意味は、本明細書で見出すことができる。あるいは、別個の実施形態に優先する。冠詞「a」、「an」、及び「the」は各々、1つ以上を指す。重量平均分子量又は「M」などのポリマーの平均分子量は、ポリスチレン標準換算によるゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)を用いて決定される。化学元素又は原子、化学元素の族は、2013年5月1日付けの元素周期表においてIUPACによって公開されたものを意味するものとする。如何なる比較例も例示的な目的でのみ使用され、先行技術を意味しないものとする。合成シルセスキオキサン樹脂などの合成生成物は、作製のために使用する特定の反応物質及び合成条件に応じて変化することができる構造を有してよい。この変動性は無制限ではなく、反応物質の構造及び合成化学並びに条件に従って制限される。一成分配合物は、全ての構成成分を含有し、硬化生成物を作製するのに必要な割合におけるものである、混合物を意味する。一成分配合物は、硬化プロセスを開始し、加速させ、又は完了するために、水分(縮合硬化のための)、熱(付加硬化のための)、又は光(付加硬化のための)などの外部因子を使用してもよい。二成分配合物は、硬化の尚早な開始を防止するために、異なる反応性構成成分を2つの別々かつ相補的な分割部分に隔離する、系を意味する。例えば、触媒ではなくモノマー、プレポリマー、又は硬化性ポリマーを第1の部に含めることができ、モノマー、プレポリマー、又は硬化性ポリマーではなく硬化触媒を、第2の部に含めることができる。硬化の開始は、第1の部及び第2の部を一緒に合わせ、一成分配合物を形成することによって達成される。「〜を非含有」又は「〜を欠いている」とは、完全な不存在、あるいは、例えば、核磁気共鳴(NMR)分光法(例えばH−NMR、13C−NMR、又は29Si−NMR)若しくはフーリエ変換赤外(FT−IR)分光法を用いて検出不能であることを意味する。発明、及び発明的/発明のとは、代表的な実施形態又は態様を意味するものとし、全発明を構成するものとして解釈されないものとする。「IUPAC」は、国際純正応用化学連合(International Union of Pure and Applied Chemistry)(IUPAC Secretariat,Research Triangle Park,North Carolina,USA)である。マーカッシュ群は、2つ以上の要素の属を含む。要素A及びBのマーカッシュ群は、「A及びBから選択される要素」、「A及びBからなる群から選択される要素」、又は「要素A又はB」として同等に表現することができる。各要素は独立して下位属又は属の種であってよい。「であって(も)よい、し得る、ことができる、ことがある(may)」は、選択の余地を供与するものであり、必須ではない。「動作可能な(operative)」は、機能的に可能又は有効であることを意味する。「任意選択的な(任意選択的に)」とは、存在しない(又は除外される)か、あるいは存在する(又は含まれる)ことを意味する。特性は、測定のための標準的な試験方法及び条件(例えば、粘度については23℃及び101.3kPa)を使用して測定される。数の範囲は、整数の範囲が小数値を含まないこと以外は、端点、部分範囲、及び整数値及び/又はその中に包含される小数値を含む。ある構成要素(構成成分)を、構成要素の混合物から除去することには、誘導体/生成物を混合物のその他の構成要素から物理的に分離しない限り、その構成要素を選択的に誘導体化して/反応させて誘導体/生成物を形成することは含まれない。置換されたとは、水素に代えて、例えば置換毎に、1つ以上の置換基を有することを意味する。各置換基は、独立して、ハロゲン原子、−NH、−NHR、−NR、−NO、−OH、−OR、オキソ(=O)、−C≡N、−C(=O)−R、−OC(=O)R、−C(=O)OH、−C(=O)OR、−SH、−SR、−SSH、−SSR、−SC(=O)R、−SOR、−OSOR、−SiR、又は−Si(OR)であってもよく、式中、各Rは、独立して、非置換(C〜C30)ヒドロカルビル、あるいは(C〜C)ヒドロカルビルである。ハロゲン原子は、F、Cl、Br、又はIであり、あるいは、F、Cl、又はBrであり、あるいは、F又はClであり、あるいは、Fであり、あるいは、Clである。各置換基は非プロトン性、あるいはプロトン性であってよい。「ビヒクル」とは、別の材料のための担体、分散剤、希釈剤、貯蔵媒体、上澄み、又は溶媒として機能する液体を意味し、可溶性であっても、なくてもよい。
本明細書の任意の化合物は、天然存在比の形態及び同位体濃縮した形態が含まれる全てのその「同位体形態」を含む。いくつかの態様では、同位体形態は、天然存在比の形態、あるいは同位体濃縮した形態である。同位体濃縮した形態は、同位体濃縮した化合物の検出が、治療又は検出で有用である、医学又は偽造防止用途などの追加の使用を有することができる。
いくつかの態様では、本明細書に記載する任意の組成物は、元素周期表の第1族〜第18族の任意の1種以上の化学元素を含有してよい。いくつかの態様では、Si、O、H、C、N、F、Cl、Br、及びI、あるいはSi、O、H、C、F、及びClが除外されないことを除いて、少なくとも1種のこのような化学元素は、組成物から特に除外される。いくつかの態様では、特に除外される化学元素は、(i)ランタノイド及びアクチノイドを含む、第2〜第13族、及び第18族のいずれか1つの少なくとも1種の化学元素;(ii)ランタノイド及びアクチノイドを含む、元素周期表の第3周期〜第6周期のいずれか1つからの、少なくとも1つの化学元素;又は(iii)Si、O、H、C、N、F、Cl、Br、若しくはIを除外しないことを除いて、(i)及び(ii)の両方であってもよい。
本発明は、以下の非限定的な実施例によって更に説明され、本発明の実施形態は、この非限定的な実施例の特徴及び限定の任意の組み合わせを含んでもよい。周囲温度は別段の表示がない限り、約23℃である。
NMR:核磁気共鳴(NMR)スペクトルは、CDClを溶媒として使用するVarian XL−400MHz Mercuryスペクトロメータで入手した。H−NMR、13C−NMR、及び29Si−NMRスペクトルの化学シフトを内部の溶媒共鳴に対して参照して、テトラメチルシランと比較して報告した。
GPC:ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)分析を、Waters 600ポンプ、Waters 717オートサンプラー、及びWaters 410示差屈折計を含むシステムで実施した。ポリスチレン標準を使用した。
HSQ樹脂1:C.L.Frye;W.T.Collins,J.Am.Chem.Soc.,1970;92:5586に記載の手順に従い、トリクロロシラン(HSiCl)の制御した加水分解によりハイドロジェンシルセスキオキサン樹脂1(HSQ樹脂1)を合成した。
モノマーM1:F.Orsini,Synthetic Commun.,1982;vol.12,no.14,pp.1147〜1154に記載の手順に従い、3−ブテン酸1,1−ジメチルエチルエステルを合成した。
モノマーM2:商業的供給元から、ビシクロ[2.2.1]ヘプタ−2−エン−5−カルボン酸1,1−ジメチルエチルエステルを入手した。
モノマーM3:商業供給元からアクリル酸1,1−ジメチルエチルエステルを入手した。
光酸発生剤(B1−1):ミドリ化学のトリフェニルスルホニウムヘキサフルオロホスフェート(PhPF ;CAS登録番号[57840−38−7])。
酸拡散制御剤(C1):N,N−ジエチルアニリン。
比較例1(本発明のものではない):式T(H)0.63T(m2)0.37[式中、繰り返し単位T(H)はHSQ樹脂1に由来し、繰り返し単位T(m2)はHSQ樹脂1及びモノマーM2に由来する。]の、本発明のものではないシルセスキオキサン樹脂の合成。1リットル(L)の三つ口フラスコに、500グラム(g)のHSQ樹脂1(トルエン中に20wt%、1.89モル)、モノマーM2(135.6g、0.698モル)、及びPt触媒(0.081g、24wt%のPtを含有)を添加した。得られた混合物を加熱し、窒素ガス雰囲気下で3時間還流させて、比較例1のシルセスキオキサン樹脂の加熱混合物を得た。所望する場合、加熱混合物を冷却し、0.2マイクロメートル(μm)のポリ(テトラフルオロエチレン)フィルターで濾過して、比較例1のシルセスキオキサン樹脂の、20wt%の濾過済みPGMEA溶液を得てよい。
比較例1a:式T(H)0.55T(m2)0.37T(OH)0.070.01のシルセスキオキサン樹脂の合成。四捨五入により、下付き文字の合計は1.00にはならない。比較例1の混合物を冷却し、トルエンをPGMEAで交換し、20wt%のPGMEA溶液を得た。次に、PGMEA溶液を0.2μmのフィルターで濾過して、濾過済みPGMEA溶液を得た。GPC:Mw=6,510、PDI=2.53。29Si−NMRスペクトルは、Siのwt%=22.5wt%に一致した。
比較例2(本発明のものではない):式T(H)0.63T(m3)0.37[式中、繰り返し単位T(H)はHSQ樹脂1に由来し、繰り返し単位(Tm3)は式−CHCHCOC(CHのものであり、HSQ樹脂1及びモノマーM3に由来する。]の、本発明のものではないシルセスキオキサン樹脂の合成の試み。モノマーM1の代わりにモノマーM3を使用したことを除いて、比較例1の手順を再現した。モノマーM3がヒドロシリル化条件下で不安定であり、比較例2のシルセスキオキサン樹脂が酸解離性基を含有しなかったことが判明したため、この手順では、式T(H)0.63T(m3)0.37のシルセスキオキサン樹脂を得ることに失敗した。
実施例1:式T(H)0.65T(m1)0.35[式中、繰り返し単位T(H)はHSQ樹脂1に由来し、繰り返し単位T(m1)はHSQ樹脂1及びモノマーM1に由来する。]のシルセスキオキサン樹脂(A−1)の合成。1リットル(L)の三つ口フラスコに、500gのHSQ樹脂1(トルエン中に20wt%、1.89モル)、モノマーM1(94.1g、0.66モル)、及びPt触媒(0.081g、24wt%のPtを含有)を添加した。得られた混合物を加熱し、窒素ガス雰囲気下で12時間還流させて、シルセスキオキサン樹脂(A−1)の加熱混合物を得た。所望する場合、加熱混合物を冷却し、0.2μmのフィルタで濾過して、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−1)の、濾過済みPGMEA溶液を得てよい。
実施例1a:式T(H)0.59T(m1)0.35T(OH)0.050.01のシルセスキオキサン樹脂(A−1a)の合成。実施例1の混合物を水で処理して冷却し、トルエンをPGMEAで交換し、20wt%のPGMEA溶液を得た。次に、PGMEA溶液を0.2μmのフィルターで濾過して、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−1a)の、濾過済みPGMEA溶液を得た。GPC:Mw=13,200、PDI=3.89。29Si−NMRスペクトルは、Siのwt%=27.4wt%に一致した。
実施例2:式T(H)0.65T(m1)0.25T(m2)0.10[式中、繰り返し単位T(H)はHSQ樹脂1に由来し、繰り返し単位T(m1)はHSQ樹脂1及びモノマーM1に由来し、繰り返し単位T(m2)はHSQ樹脂1及びモノマーM2に由来する。]のシルセスキオキサン樹脂(A−2)の合成。異なる量のモノマーM1(67.2g、0.47モル)を使用し、追加のモノマーであるモノマーM2(36.7g、0.19モル)もまた使用して、シルセスキオキサン樹脂(A−1)の加熱混合物を得たことを除いて、実施例1の手順を再現した。所望する場合、加熱混合物を冷却し、0.2μmのフィルターで濾過して、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−2)の、濾過済みPGMEA溶液を得てよい。
実施例2a:式T(H)0.60T(m1)0.25T(m2)0.10T(OH)0.040.01のシルセスキオキサン樹脂(A−2a)の合成。実施例1aの手順を再現し、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−2a)の、濾過済みPGMEA溶液を得た。GPC:Mw=14,400、PDI=3.99。29Si−NMRスペクトルは、Siのwt%=26.1wt%に一致した。
実施例3:式T(H)0.65T(m1)0.15T(m2)0.20[式中、繰り返し単位T(H)はHSQ樹脂1に由来し、繰り返し単位T(m1)はHSQ樹脂1及びモノマーM1に由来し、繰り返し単位T(m2)はHSQ樹脂1及びモノマーM2に由来する。]のシルセスキオキサン樹脂(A−3)の合成。異なる量のモノマーM1(40.3g、0.28モル)を使用し、追加のモノマーであるモノマーM2(73.1g、0.378モル)もまた使用して、シルセスキオキサン樹脂(A−1)の加熱混合物を得たことを除いて、実施例1の手順を再現した。所望する場合、加熱混合物を冷却し、0.2μmのフィルターで濾過して、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−3)の、濾過済みPGMEA溶液を得てよい。
実施例3a:式T(H)0.56T(m1)0.15T(m2)0.20T(OH)0.080.01のシルセスキオキサン樹脂(A−3a)の合成。実施例1aの手順を再現し、20wt%のシルセスキオキサン樹脂(A−3a)の、濾過済みPGMEA溶液を得た。GPC:Mw=8,830、PDI=3.06。29Si−NMRスペクトルは、Siのwt%=24.9wt%に一致した。
実施例A:膜形成及びエッチング。別の実験において、実施例2a及び3aにおける最終的な樹脂溶液を、0.2マイクロメートルのポリ(テトラフルオロエチレン)フィルターで濾過した後、得られた濾液を、Karl Suss CT62スピンコーター(全て、特に断りのない限り、スピン速度=2000毎分回転数(rpm)、加速速度=5000、時間=20秒)を用いて、シリコンウエハ(直径が15.2センチメートル(6インチ))上にスピンコーティングし、各々、シリコンウエハ上にスピンコーティングした膜を含む、コーティングされた物品を得た。窒素ガスをパージしながら、急速熱処理(RTP)オーブンを使用して、コーティングされた物品(膜)を120℃で60秒間プリペークした。得られたプリベーク膜の厚さを、J.A.Woollam Ellipsometerを使用して測定し、9回の測定の平均として記録した。その後、コーティングされた物品をエッチングチャンバ(圧力=16ミリトール(mT、0.0021キロパスカル(kPa)、電力=500〜30ワット(W)、ガス:80 N2/5 O2)に配置し、コーティングしたウエハを酸素プラズマエッチングに通した。エッチング後の膜の厚さを測定し、開始時の厚さに対する厚さの減少を測定した。オングストローム(Å)での厚さの減少を、下表1にまとめている。更に、有機ノボラック樹脂(0wt%のSi;有機ハードマスク:OHM)を、本発明のものではない比較のエッチング参照として使用した。
Figure 0006989532
比較例1、並びに実施例2a及び3aで調製した膜について、600秒後の)、1秒当たりのオングストロームで示すエッチング速度(Å/s)、及び有機ノボラック樹脂に対する対応する選択性を計算し、下表2に示す。
Figure 0006989532
表1及び2のデータに示されるように、本発明の技術的解決策は、エッチングに耐性があり、エッチングマスク組成物で使用するのに好適な、又はエッチングマスク組成物として使用するのに好適なシルセスキオキサン樹脂を提供する。本発明のシルセスキオキサン樹脂を使用して、本発明の組成物を作製することができる。本発明のシルセスキオキサン樹脂又は組成物を使用して、エッチングマスク層を形成することができる。シルセスキオキサン樹脂の実施形態は、23wt%より多いケイ素含有量を達成し、これは、22.5wt%のケイ素含有量を有する本発明のものではない比較例より優れていた。比較例1(「比較例1」)を、モノマーM1ではなくモノマーM2を用いて作製する。
実施例B1、B2、及びB3(予想実施例):化学増幅型フォトレジスト組成物の調製。3つの別々の実験において、黄色光の下で、光酸発生剤(B1−1)を、異なる20wt%の、実施例1、2、又は3の濾過済みPGMEA溶液のアリコートと混合し、3種類の混合物を得る。実施例1、2、又は3のシルセスキオキサン樹脂100部当たり、1.00部の光酸発生剤(B1−1)を使用する。3種類の混合物を各々PGMEAで希釈して、それぞれ、化学増幅型フォトレジスト組成物B1、B2、又はB3を得る。各組成物は、16wt%の、実施例1、2、又は3のシルセスキオキサン樹脂、及びPGMEA中の光酸発生剤(B1−1)を含有する。
実施例B1a、B2a、及びB3a(予想実施例):化学増幅型フォトレジスト組成物の調製。3つの別々の実験において、20wt%の、実施例1、2、又は3の濾過済みPGMEA溶液の代わりに、20wt%の、実施例1a、2a、又は3aの濾過済みPGMEA溶液を使用することを除いて、実施例B1、B2、及びB3の手順を再現し、それぞれ化学増幅型フォトレジスト組成物B1a、B2a、又はB3aを得る。各組成物は、16wt%の、実施例1a、2a、又は3aのシルセスキオキサン樹脂、及びPGMEA中の光酸発生剤(B1−1)を含有する。
実施例B1−1、B2−1、及びB3−1(予想実施例):測定量の酸拡散制御剤(C1)を、実施例B1、B2、及びB3の組成物の各々に添加し、それぞれ化学増幅型フォトレジスト組成物B1−1、B2−1、及びB3−1を得る。各組成物は、全てPGMEA中において、16wt%の、実施例1、2、又は3のシルセスキオキサン樹脂、光酸発生剤(B1−1)、及び、シルセスキオキサン樹脂100部当たり0.10部の、酸拡散制御剤(C1)を含有する。
実施例B1−1a、B2−1a、及びB3−1a(予想実施例):化学増幅型フォトレジスト組成物の調製。3つの別々の実験において、20wt%の実施例B1、B2、又はB3の濾過済みPGMEA溶液の代わりに、20wt%の、実施例B1a、B2a、又はB3aの濾過済みPGMEA溶液を使用することを除いて、実施例B1−1、B2−1、及びB3−1の手順を再現し、それぞれ化学増幅型フォトレジスト組成物B1−1a、B2−1a、又はB3−1aを得る。各組成物は、全てPGMEA中において、16wt%の、実施例1a、2a、又は3aのシルセスキオキサン樹脂、光酸発生剤(B1−1)、及び、シルセスキオキサン樹脂100部当たり0.10部の、酸拡散制御剤(C1)を含有する。
実施例C1、C2、C3、C1−1、C2−1、及びC3−1(予想実施例):レジストコーティングしたウエハの調製。6つの別々の実験において、実施例B1、B2、B3、B1−1、B2−1、又はB3−1の化学増幅型フォトレジスト組成物を、0.10μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターで濾過して対応する濾液を得、その濾液を、ベアシリコンウエハの異なる1つの上にスピンコーティングして、それぞれ、実施例C1、C2、C3、C1−1、C2−1、又はC3−1の、レジストコーティングしたウエハを得る。(「ベア」とは、下層を含有せず、下塗り剤で前処理されなかったシリコンウエハを意味する。)各レジストコーティングしたウエハは、ウエハ上に直接配設されたレジスト層を含んだ。各レジスト層は、5,000オングストローム(Å)の厚さを有した。
実施例C1a、C2a、C3a、C1−1a、C2−1a、及びC3−1a(予想実施例):レジストコーティングしたウエハの調製。6つの別々の実験において、実施例B1a、B2a、B3a、B1−1a、B2−1a、又はB3−1aの化学増幅型フォトレジスト組成物を、0.10μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターで濾過して対応する濾液を得、その濾液を、ベアシリコンウエハの異なる1つの上にスピンコーティングして、それぞれ、実施例C1a、C2a、C3a、C1−1a、C2−1a、又はC3−1aのレジストコーティングしたウエハを得る。(「ベア」とは、下層を含有せず、下塗り剤で前処理されなかったシリコンウエハを意味する。)各レジストコーティングしたウエハは、ウエハ上に直接配設されたレジスト層を含んだ。各レジスト層は、5,000オングストローム(Å)の厚さを有した。
実施例D1、D2、D3、D1−1、D2−1、及びD3−1(予想実施例):ソフトベークしたレジストの調製。6つの別々の実験において、実施例C1、C2、C3、C1−1、C2−1、又はC3−1のレジストコーティングしたウエハを、60秒間100℃の温度で加熱した後冷却し、それぞれ、実施例D1、D2、D3、D1−1、D2−1、及びD3−1のソフトベークしたレジストを得る。
実施例D1a、D2a、D3a、D1−1a、D2−1a、及びD3−1a(予想実施例):ソフトベークしたレジストの調製。6つの別々の実験において、実施例C1a、C2a、C3a、C1−1a、C2−1a、又はC3−1aのレジストコーティングしたウエハを、60秒間100℃の温度で加熱した後冷却し、それぞれ、実施例D1a、D2a、D3a、D1−1a、D2−1a、及びD3−1aのソフトベークしたレジストを得る。
実施例E1、E2、E3、E1−1、E2−1、及びE3−1(予想実施例):マスク照射レジストの調製。6つの別々の実験において、実施例D1、D2、D3、D1−1、D2−1、又はD3−1のソフトベークしたレジストをマスクアライナー内に配置し、30ミリジュール毎平方センチメートル(表面積)(mJ/cm)の最適化された照射線量(Eop)を使用して、バイナリーフォトマスク及びKrFスキャナのASML PAS5500/850Dを通し、常套的な照明を使用して、ソフトベークしたレジストを248nmの放射線で露光し、それぞれ、実施例E1、E2、E3、E1−1、E2−1、及びE3−1のマスク照射レジストを得る。
実施例E1a、E2a、E3a、E1−1a、E2−1a、及びE3−1a(予想実施例):マスク照射レジストの調製。6つの別々の実験において、実施例D1a、D2a、D3a、D1−1a、D2−1a、又はD3−1aのソフトベークしたレジストをマスクアライナー内に配置し、30ミリジュール毎平方センチメートル(表面積)(mJ/cm)の最適化された照射線量(Eop)を使用して、バイナリーフォトマスク及びKrFスキャナのASML PAS5500/850Dを通し、常套的な照明を使用して、ソフトベークしたレジストを248nmの放射線に露光し、それぞれ、実施例E1a、E2a、E3a、E1−1a、E2−1a、及びE3−1aのマスク照射レジストを得る。
実施例F1、F2、F3、F1−1、F2−1、及びF3−1(予想実施例):露光後ベークレジストの調製。6つの別々の実験において、実施例E1、E2、E3、E1−1、E2−1、又はE3−1のマスク照射ウエハを、60秒間100℃の温度で加熱した後冷却し、それぞれ、実施例F1、F2、F3、F1−1、F2−1、及びF3−1の露光後ベークレジストを得る。
実施例F1a、F2a、F3a、F1−1a、F2−1a、及びF3−1a(予想実施例):露光後ベークレジストの調製。6つの別々の実験において、実施例E1a、E2a、E3a、E1−1a、E2−1a、又はE3−1aのマスク照射ウエハを、60秒間100℃の温度で加熱した後冷却し、それぞれ、実施例F1a、F2a、F3a、F1−1a、F2−1a、及びF3−1aの露光後ベークレジストを得る。
実施例G1、G2、G3、G1−1、G2−1、及びG3−1(予想実施例):現像レジストの調製。6つの別々の実験において、プレウェットを行わずにシングルパドルプロセス(single puddle process)を用いて行い、2.4wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH)中に60秒間、25℃の温度で浸漬することにより、実施例F1、F2、F3、F1−1、F2−1、又はF3−1の露光後ベークレジストを現像し、得られる現像レジストをTMAH水溶液から取り出し、それぞれ実施例G1、G2、G3、G1−1、G2−1、及びG3−1の現像レジストを得る。現像レジストは、5マイクロメートル(μm)の結果(result)を含むレジストパターン又は像を含有すると予想される。脱イオン水で現像レジストを洗い流し、残留するTMAHを除去し、洗い流したレジストを乾燥させて、それぞれ実施例G1、G2、G3、G1−1、G2−1、及びG3−1の、清浄な現像レジストを得る。
実施例G1a、G2a、G3a、G1−1a、G2−1a、及びG3−1a(予想実施例):現像レジストの調製。6つの別々の実験において、プレウェットを行わずにシングルパドルプロセスを用いて行い、2.4wt%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液(TMAH)中に60秒間、25℃の温度で浸漬することにより、実施例F1a、F2a、F3a、F1−1a、F2−1a、又はF3−1aの露光後ベークレジストを現像し、得られる現像レジストをTMAH水溶液から取り出し、それぞれ実施例G1a、G2a、G3a、G1−1a、G2−1a、及びG3−1aの現像レジストを得る。現像レジストは、5マイクロメートル(μm)の結果(result)を含むレジストパターン又は像を含有すると予想される。脱イオン水で現像レジストを洗い流し、残留するTMAHを除去し、洗い流したレジストを乾燥させて、それぞれ実施例G1a、G2a、G3a、G1−1a、G2−1a、及びG3−1aの、清浄な現像レジストを得る。
実施例H1、H2、H3、H1−1、H2−1、及びH3−1(予想実施例):イメージングしたレジスト。6つの別々の実験において、FE−SEM(日立製作所モデル番号4700)を使用して、実施例G1、G2、G3、G1−1、G2−1、及びG3−1の清浄な現像レジストをイメージングして、レジストの断面プロファイルを得、クリティカルディメンション走査型電子顕微鏡(CD−SEM:日立製作所モデル番号9380)でプロファイルを調べ、それぞれH1、H2、H3、H1−1、H2−1、及びH3−1のイメージングしたレジストを得る。所望する場合、異なるEopにおいてであることを除いて、実施例「E」を再現し、実施例「F」、「G」、及び「H」に記載のとおり再現したマスク照射レジストを加工し、最適エネルギー(Eop)における単位変化当たりのクリティカルディメンション(CD)の変化としての、マスク照射線量応答性を評価する。
実施例H1a、H2a、H3a、H1−1a、H2−1a、及びH3−1a(予想実施例):イメージングしたレジスト。6つの別々の実験において、FE−SEM(日立製作所モデル番号4700)を使用して、実施例G1a、G2a、G3a、G1−1a、G2−1a、及びG3−1aの清浄な現像レジストをイメージングして、レジストの断面プロファイルを得、クリティカルディメンション走査型電子顕微鏡(CD−SEM:日立製作所モデル番号9380)でプロファイルを調べ、それぞれH1a、H2a、H3a、H1−1a、H2−1a、及びH3−1aのイメージングしたレジストを得る。所望する場合、異なるEopにおいてであることを除いて、実施例「E」aを再現し、実施例「F」a、「G」a、及び「H」aに記載のとおり再現したマスク照射レジストを加工し、最適エネルギー(Eop)における単位変化当たりのクリティカルディメンション(CD)の変化としての、マスク照射線量応答性を評価する。
モノマーM1は、酸解離性基を有する単位(すなわち、T(m1)単位)を作製するのに使用可能な、最小の分子量を有するモノマーであるという点で独自のものである。モノマーM3はモノマーM1より炭素原子1個分小さいが、モノマーM3はヒドロシリル化の際に異性化し、酸解離性基を有する単位をもたらさない(すなわち、T(m3)単位をもたらさない)が、代わりにT(m3異性体)単位をもたらす。更に、モノマーM2から作製したT(m2)単位は、モノマーM1から作製したT(m1)単位よりも多くのC原子を有し、それ故、M2から作製したT(H)T(m2)含有樹脂は、モノマーM1から作製した単位を有するT(H)T(m1)含有樹脂よりも、酸解離性基を有する単位の所与の濃度に関して、高いC%、ひいては低いSi%を有する。有益にも、モノマーM1から作製した単位を有するT(H)T(m1)含有樹脂が、酸解離性基単位の所与の濃度に関して、最も低いC含有量(炭素含有量)、ひいては望ましく、最も高いSi%含有量を有する。
実施例I1、及びI2、I3、及びI4において、NB=t−ブチルエステルノルボルネン(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−2−イル1,1−ジメチルエチルエステル)である。
実施例I1:式T(H)0.650T(NB)0.300T(PEO)0.050のシルセスキオキサン樹脂(A−3)の合成。250mLのフラスコに、100gのT(H)0.70T(NB)0.30(Mw=8700)(トルエン中に30%)、4.3gのアリルメチル末端官能性ポリエチレングリコール(MW=350)、及び少量のPt触媒を添加した。混合物を80℃で6時間撹拌し、固体支持体を用いてPt触媒を取り除いた。最終的な溶液をPGMEAで溶媒交換した後、0.2mmフィルターで濾過し、希釈してPGMEA中の20%溶液にした。GPC(PS基準):Mw=10,600、PDI=2.95、Si%=22.2%(29Si−NMRによる)。
実施例I2:T(H)0.656T(M2)0.300T(PPO)0.044の合成。250mLのフラスコに、100gのT(H)0.70T(NB)0.30(Mw=8700)(トルエン中に30%)、3.0gのアリルメチル末端官能性ポリプロピレングリコール(MW=250)、及び少量のPt触媒を添加した。混合物を80℃で6時間撹拌し、固体支持体を用いてPt触媒を取り除いた。最終的な溶液をPGMEAで溶媒交換した後、0.2mmフィルターで濾過し、希釈してPGMEA中の20%溶液にした。GPC(PS基準):Mw=9,670、PDI=2.82、Si%=23.8%(29Si−NMRによる)。
実施例I3:T(H)0.685T(NB)0.300T[(EO)10(PO)0.015の合成。250mLのフラスコに、100gのT(H)0.70T(NB)0.30(Mw=8700)(トルエン中に30%)、3.0gのアリルメチル末端官能性ポリ(プロピレン/エチレン)グリコール(CH=CH−CHO[(EO)10(PO)]−Me、MW=740)、及び少量のPt触媒を添加した。混合物を80Cで6時間撹拌し、固体支持体を用いてPt触媒を取り除いた。最終的な溶液をPGMEAで溶媒交換した後、0.2mmフィルターで濾過し、希釈してPGMEA中の20%溶液にした。GPC(PS基準):Mw=11,300、PDI=3.08、Si%=22.9%(29Si−NMRによる)。
実施例I4:T(H)0.65T(NB)0.30T(ES)0.05の合成。1Lの三つ口フラスコに、HSQ樹脂(500.0g、トルエン中に20%、1.89モル)、t−ブチルエステルノルボルネン(110.0g、0.57モル)、アリルメチルエステル(9.5g、0.095モル)、及びPt触媒(0.081g、24%のPtを含有)を添加した。混合物を窒素下にて12時間、加熱還流させた。反応の完了後、溶液をPGMEAに溶媒交換した。次に、最終的な溶液を0.2mmフィルターで濾過し、PGMEA中の20%溶液とした。GPC(PS基準):Mw=7,880、PDI=2.77、Si%=25.9%(29Si−NMRによる)。
以下の特許請求の範囲は、参照により本明細書に組み込まれ、用語「請求項」(単数及び複数)はそれぞれ用語「態様」(単数及び複数)に置き換えられる。本発明の実施形態は、これらの得られた番号付けされた態様も包含する。
(態様)
(態様1)
式(I):[HSiO 3/2 [R SiO 3/2 [R SiO 3/2 [R SiO 3/2 [HOSiO 3/2 [SiO 4/2 (I)[式中、下付き文字hは0.30〜0.90のモル分率であり、各R は独立して、式−CH CH CH CO C(R 1a 、又は−CH(CH )CH CO C(R 1a [式中、各R 1a は独立して、非置換(C 〜C )アルキルである。]であり、下付き文字bは0〜0.48のモル分率であり、各R は独立して、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−2−イル1,1−ジメチルエチルエステル、又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−3−イル1,1−ジメチルエチルエステルであり、下付き文字nは0〜0.35のモル分率であり、(b+n)の和は0より大きく、各R3は独立して、ポリエーテル基又はエステル基であり、下付き文字vは0〜0.15のモル分率であり、下付き文字oは0〜0.30のモル分率であり、下付き文字qは0〜0.1のモル分率であり、(h+o+q)の和は0.52〜0.90であり、(b+n+v+o+q)の和は0.10〜0.48である。]のシルセスキオキサン樹脂。
(態様2)
下付き文字hが0.40〜0.90である、態様1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様3)
下付き文字vが0である、態様1又は2に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様4)
下付き文字oが0であるか、下付き文字qが0であるか、又は下付き文字o及び下付き文字qの両方が0である、態様1〜3のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様5)
下付き文字oが>0〜0.30以下であるか、下付き文字qが>0〜0.10以下であるか、又は、下付き文字oが>0〜0.30以下であり、下付き文字qが>0〜0.10である、態様1〜3のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様6)
下付き文字oが0.01〜0.10であり、下付き文字qが0.005〜0.02である、態様1〜3、又は態様5のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様7)
下付き文字nが0であり、下付き文字vが0である、態様1〜6のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様8)
下付き文字bが0.11〜0.40であるか、又は、各R が式−CH CH CH CO C(CH 若しくは−CH(CH )CH CO C(CH であるか、又は、下付き文字bが0.11〜0.40であり、各R が式−CH CH CH CO C(CH 若しくは−CH(CH )CH CO C(CH である、態様1〜7のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様9)
各R が独立して、式−CH CH CH CO C(CH である、態様1〜8のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様10)
23.0重量パーセント(wt%)〜42wt%のケイ素原子含有量を有する、態様1〜9のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様11)
態様1〜10のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂の作製方法であって、前記式(I)のシルセスキオキサン樹脂を得るために、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で、式[HSiO 3/2 ]のハイドロジェンシルセスキオキサン樹脂を、有効相対量の3
−ブテン酸1,1−ジメチルエチルエステル、及び任意選択的に、ノルボルネン−5−カルボン酸1,1−ジメチルエチルエステル(下付き文字nが>0〜0.35以下である場合)、及び/又は4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン(式(I)の下付き文字vが>0〜0.15以下である場合)と接触させること、を含む、方法。
(態様12)
前記接触させることは、炭化水素溶媒又はハロ炭化水素溶媒を更に含む、態様11に記載の作製方法。
(態様13)
前記炭化水素溶媒又はハロ炭化水素溶媒を1,2−プロピレングリコールモノメチルエーテルモノアセテート(PGMEA)で交換して、PGMEA中で前記式(I)のシルセスキオキサン樹脂の混合物を得る、態様12に記載の作製方法。
(態様14)
構成成分(A)及び(B)[但し、(A)態様1〜10のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂、及び(B)少なくとも1種の追加の構成成分]を含む、組成物。
(態様15)
態様1〜10のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂又は態様14に記載の組成物、及び基板を含む、製造品。
(態様16)
前記ポリエーテル基は、式
−(CH [O(CR OR’
[式中、a=2〜12であり、b=2〜6であり、c=2〜200であり、RはH、又は炭化水素基(例えばメチル基若しくはエチル基)であり、R’はH、メチル基、エチル基、C(O)Me、又は他の有機基である。]を有する有機置換基である、態様1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様17)
前記ポリエーテル基は、
−(CH −O(EO) −OH、
−(CH −O(EO) −OMe、
−(CH −O(EO) −OAc、
−(CH −O(PO) −OH、
−(CH −O(PO) −OMe、
−(CH −O(PO) −OAc、
−(CH −O[(EO) 12 (PO) ]−OH、
−(CH −O[(EO) 12 (PO) ]−OMe、
−(CH −O[(EO) 12 (PO) ]−OAc、又は
Figure 0006989532
[式中、EOは−(CH CH O)−であり、POは−(CHMeCH O)−であり、Meはメチルであり、Acはアセチルである。]である、態様1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
(態様18)
前記エステル基は、
−CH CH −C(O)−OMe、
−CH CH −O−C(O)Me、
Figure 0006989532
(1,3−ジオキソラン−2−オン−4−イル)エチル、
Figure 0006989532
(ジヒドロ−フラン−2−オン)エチル、又は
Figure 0006989532
(ジヒドロ−フラン−2,5−ジオン)エチルである、態様1に記載のシルセスキオキサン樹脂。

Claims (8)

  1. 式(I):[HSiO3/2[RSiO3/2[RSiO3/2[RSiO3/2[HOSiO3/2[SiO4/2(I)[式中、下付き文字hは0.30〜0.90のモル分率であり、各Rは独立して、式−CHCHCHCOC(R1a、又は−CH(CH)CHCOC(R1a[式中、各R1aは独立して、非置換(C〜C)アルキルである。]であり、下付き文字bは0〜0.48のモル分率であり、各Rは独立して、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−2−イル1,1−ジメチルエチルエステル、又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5−カルボン酸−3−イル1,1−ジメチルエチルエステルであり、下付き文字nは0〜0.35のモル分率であり、(b+n)の和は0より大きく、各Rは独立して、ポリエーテル基であり、下付き文字vは>0〜0.15のモル分率であり、下付き文字oは0〜0.30のモル分率であり、下付き文字qは0〜0.1のモル分率であり、(h+o+q)の和は0.52〜0.90であり、(b+n+v+o+q)の和は0.10〜0.48である。]のシルセスキオキサン樹脂。
  2. 下付き文字hが0.40〜0.90である、請求項1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
  3. 下付き文字oが0であるか、下付き文字qが0であるか、又は下付き文字o及び下付き文字qの両方が0である、請求項1〜2のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
  4. 下付き文字oが0より大きく0.30以下であるか、下付き文字qが0より大きく0.10以下であるか、又は、下付き文字oが0より大きく0.30以下であり、下付き文字qが0より大きく0.10である、請求項1〜2のいずれか1つに記載のシルセスキオキサン樹脂。
  5. 下付き文字nが0である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
  6. 下付き文字bが0.11〜0.40であるか、又は、各Rが式−CHCHCHCOC(CH若しくは−CH(CH)CHCOC(CHであるか、又は、下付き文字bが0.11〜0.40であり、各Rが式−CHCHCHCOC(CH若しくは−CH(CH)CHCOC(CHである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂。
  7. 請求項1〜6のいずれか一項に記載のシルセスキオキサン樹脂の作製方法であって、前記式(I)のシルセスキオキサン樹脂を得るために、ヒドロシリル化反応触媒の存在下で、式[HSiO3/2]のハイドロジェンシルセスキオキサン樹脂を、有効相対量の3−ブテン酸1,1−ジメチルエチルエステル、及び任意選択的に、ノルボルネン−5−カルボン酸1,1−ジメチルエチルエステル(下付き文字nが0より大きく0.35以下である場合)、及び/又は4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オンと接触させること、を含む、方法。
  8. 前記ポリエーテル基は、
    −(CH−O(EO)−OH、
    −(CH−O(EO)−OMe、
    −(CH−O(EO)−OAc、
    −(CH−O(PO)−OH、
    −(CH−O(PO)−OMe、
    −(CH−O(PO)−OAc、
    −(CH−O[(EO)12(PO)]−OH、
    −(CH−O[(EO)12(PO)]−OMe、
    −(CH−O[(EO)12(PO)]−OAc、又は
    Figure 0006989532
    [式中、EOは−(CHCHO)−であり、POは−(CHMeCHO)−であり、Meはメチルであり、Acはアセチルである。]である、請求項1に記載のシルセスキオキサン樹脂。
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