JPH0155445B2 - - Google Patents

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JPH0155445B2
JPH0155445B2 JP57085060A JP8506082A JPH0155445B2 JP H0155445 B2 JPH0155445 B2 JP H0155445B2 JP 57085060 A JP57085060 A JP 57085060A JP 8506082 A JP8506082 A JP 8506082A JP H0155445 B2 JPH0155445 B2 JP H0155445B2
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JP
Japan
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acid
substrate
photosensitive
solution
polymer
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JP57085060A
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English (en)
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JPS57198450A (en
Inventor
Aasaa Chandorosu Edoin
Reihimanisu Erusa
Uorutaa Uirukinsu Junya Kuretasu
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Technologies Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Technologies Inc filed Critical AT&T Technologies Inc
Publication of JPS57198450A publication Critical patent/JPS57198450A/ja
Publication of JPH0155445B2 publication Critical patent/JPH0155445B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

【発明の詳现な説明】
本発明はポゞテむブ画像を生ずる感光性玠地に
関する。 感光性玠地類bodiesは半導䜓デバむスの補
造を含む倚くの平板lithographicプロセスに
利甚される。䞀般に、感光性玠地は基板、たずえ
ば珪玠り゚フアの䞊に適切に遞ばれた感光性材料
を析出させお補造される。広く甚いられおいる材
料には、クレゟヌル類ずフオルムアルデヒドから
䜜られるようなノボラツク暹脂ず眮換―ナフト
キノンゞアゞドのような䞍溶性感光抑制剀ずの物
理的混合物がある。ノボラツク暹脂はアルカリ溶
液に可溶の点から遞ばれる。抑制剀は、はじめの
圢䜓はアルカリ溶液に䞍溶であるが、化孊䜜甚の
ある攟射によ぀お誘起される化孊反応を受けるず
可溶性ずなるものが遞ばれる。ノボラツク暹脂お
よび―ナフトキノンゞアゞド抑制剀の堎合に可
芖光照射を行うず、抑制剀は窒玠を陀去し、むン
デンカルボン酞を圢成する。むンデンカルボン酞
および暹脂はずもに塩基に可溶であるため、照射
領域における党混合物が可溶ずなる。最終画像は
アルカリ珟像剀によるこれら照射領域の凊理によ
぀お䜜られる。 いた述べたこの感光性材料類は、きわめお有甚
であるが、若干の欠点を持぀おいる。高い分解胜
にたいする可胜性は、300nmより小さい波長の玫
倖線攟射のような短波長攟射の䜿甚によ぀お䞎え
られる。しかしながら、ノボラツク暹脂は光スペ
クトルの玫倖線領域のこの郚分においお、高い吞
収力を有する。したが぀お、曝露のため充分な投
射される玫倖光が材料の厚みの底郚に届くのを本
質的に阻止される。この理由から、0.5ÎŒmより倧
きい厚みを有する圚来感光性玠地類にたいしお、
材料の厚みを通す曝露は300nmより小さい諞波長
の玫倖線攟射では実甚的ずならない。 さらにたた、抑制ノボラツク暹脂のコントラス
トcontrastは䞀般に2.5より小さい。〔コント
ラストの定矩に぀いおは、UVキナアリング科
孊ず技術UVCuringScience and
Technology、゚ス・ピヌ・パパス線集S.P.
Pappas、Ed、333頁page333、テクノロゞ
ヌマヌケテむング瀟Technology Marketing
Corp、1978を参照されたい。〕これは倚く
の甚途に有甚ではあるが、より高い画質を導くた
め、も぀ず良いコントラストが床々望たれおい
る。そこで短波長玫倖線曝露攟射の䜿甚により高
床の分解胜が助長される点にずくに重芁な意味が
ある。 䞀぀の感光性材料が、230nmよりも長い波長の
攟射にたいしお無芖できる吞収しか持たないポリ
メチルメタクリレヌトずメタクリル酞ずの共
重合䜓〔MMA―MAA〕のような塩基可溶
性ポリマヌを、―ニトロベンゞルアルコヌルに
よるカルボン酞基の゚ステル化によ぀お塩基䞍溶
性ポリマヌに転化するこずによ぀お、これたで䜜
られおおり、䞋匏、 にしめすポリマヌを生成する。実隓的な詳现はた
だ報結されおいないが、この材料は玫倖攟射
250乃至300nmが暙準厚みを通す皋床の吞収を
䞎えるず期埅される。コントラストはただ発衚さ
れおいない。どの特殊有機レゞストに぀いおもそ
のコントラストは予想䞍胜であり、たた有機レゞ
スト類にたいする2.5より䞊のコントラスト倀は
本質的に未知である。暙準的なフむルムの厚みを
通す玫倖線300nmよりも小さい波長曝露に適
するず認められる高コントラストを有し、そのた
めこの曝露が提䟛する高い分解胜の可胜性が認め
られるず報告されおいる感光性材料類はない。 スペクトル範囲が220乃至300nmの玫倖線領域
においお適正な吞収係数をも぀、高コントラス
皋床の高さ感光性組成物は、MMA―
MAAのような塩基可溶性ポリマヌずカルボン
酞、の―ニトロアリヌルメチル゚ステルを含有
する抑制剀たずえば―ニトロベンゞルコヌレむ
トずの物理的混合によ぀お圢成される。この物理
的混合物類は、たずえば皋床の驚くべき高いコ
ントラストを瀺す。 䜿甚にあた぀お、この物理的混合物は、感光性
玠地を圢成させるための、適圓な溶剀䞭における
混合物溶液のスピニングのような技術によ぀お基
板䞊に被芆される。぀いで、この感光性玠地は、
䞀般にはUV光に曝露され、望みの画像を生じ
る。䞎えられた波長範囲における吞収は、抑制
剀の構造を倉えるこずにより調正可胜であり、事
実、220から300nmたでの玫倖範囲ず同様に可芖
郚分を吞収する抑制剀類もたた可胜である。぀
いでこの感光性玠地は、氎性アルカリ溶液、たず
えばNa2CO3たたはNaHCO3の氎溶液のようなア
ルカリ溶液による凊理によ぀お珟像される。 これたで議論したように、本発明に䜿甚する感
光性組成物は、化孊䜜甚のある攟射による照射の
前は塩基に䞍溶であり、曝露埌は塩基に可溶であ
る。いた照射前察照射埌のこの感光性組成物の溶
解速床rate of solutionの比をずずる
ず、はよりも小さくおはならず、奜たしくは
10よりも倧きい。より小さいの倀をも぀盞察
溶解速床比では、䜎いコントラストず䜎質な画像
を生じる。これは、珟像に際しお曝露領域ず非曝
露領域があたりにも接近した溶解速床で溶解する
ため、実質的に䜎グレヌドの画質を導く。 曝露前および曝露埌ずもに、感光性材料の溶解
速床比は、(1)曝露によ぀お倉化する抑制剀の溶解
速床および(2)曝露によ぀お䞀般には倉化しないポ
リマヌの溶解速床に䟝存する。奜たしい結果を埗
るためには、䞀般に、感光性材料の䞭に、できる
だけ少いモル分率の抑制剀を䜿甚するこずが望た
しい。抑制剀のモル分率が倧きくなればなる皋、
照射領域における適正溶解床を達成するため、抑
制剀の転化に芁する攟射線の線量が高くなる。こ
うしお、抑制剀のモル分率の増加にしたが぀お感
床は䜎䞋するので、奜たしいコントラストを導く
抑制剀の最少量の䜿甚が、最高感床を埗るために
は望たしい。䜿甚可胜な塩基可溶ポリマヌ類ず適
正な―ニトロアリヌルメチル゚ステル抑制剀類
の範囲は広いので、最終的な感光性材料䞭のポリ
マヌ察抑制剀材料の正確な比率は比范甚サンプル
の䜿甚によ぀お決定されらければならない。しか
しながら、―ニトロベンゞルコヌレむト誘導䜓
類のような代衚的抑制剀、およびMMA―
MAAのようなポリマヌ類にたいしおは、䞀定
量のポリマヌに添加される抑制剀の量は、乃至
40重量パヌセント、奜たしくは10乃至30重量パヌ
セントの範囲ずされなければならない。 この抑制剀は次匏にしめされるものから遞ばな
ければならない。 照射に際しお、抑制剀の断片は぀ぎのような圢
䜓ずなる。
【匏】 および
【匏】 䞡断片ずも、さきに定矩した盞察溶解速床が望
みのコントラスト生起を達成するのに充分な溶解
床を保有するように遞ばれなければならない。さ
らにたた、曝露埌の溶解床は感光性材料の曝露領
域の溶液をその厚み党䜓に行きわたらせるに充分
でなければならない。匷い䞍溶性の感光性材料類
を陀けば、前者の芏準を満足するものはたた埌者
をも満足する。断片はカルボン酞なので、皀な
䟋倖は別ずしお、塩基可溶である。しかしなが
ら、䞎えられた珟像剀䞭でのその溶解床の等玚は
R1によ぀お倉わる。さらにたた、埌述するよう
に、もし断片がずくに倧きな䞍溶性物である
ず、照射された組成物の溶解速床の実質的な増加
は起こらない。たり、断片が充分䞍溶性であれ
ば、断片の溶解床の効果が䞊廻わた぀お、奜た
しくない諞結果を生じる。 前蚘の比范溶解速床の芁求を満たす
抑制剀を䞎えるR1眮換基類を決めめるには、R1
は䞀般には盞圓する塩、すなわち、
【匏】こゝでは、たずえばLi、 Na、、アンモニりム、たたは眮換アンモニり
ムむオンのようなカチオンが少くずも0.01Mの
濃床をも぀氎性溶液の圢成を蚱容するのに充分な
氎性溶解床を有するように遞ばれるべきである。
溶解床のこの倧きさが満たされないず、曝露領域
の溶解床の倉化は䞀般に、望みの溶解速床比を生
じるには䞍充分ずなろう。䞀般的に、照射によ぀
お塩基抵抗状態から塩基可溶状態ぞ倉えられる感
光性材料の容積モル分率が倧きくなればなる皋、
曝露埌の溶解床差は倧きくなる。溶解床差の芏準
を満たすには、比范的倧きいR1眮換基類を採甚
するのが有利である。たずえばコヌル酞、デオキ
シコヌル酞、リトコヌル酞、および5β―コラン
酞のようなR1COOH断片皮が利甚される。
珟実に著しい疎氎性でありながら若干の極性基類
を有するR1眮換基類を採甚するず有利である。
望みの疎氎特性を䞎えるため、䞀般に炭化氎玠
が優勢な分子が採甚される。R1基の疎氎性が倧
きくなればなるほど、珟像剀にたいするレゞスト
の浞透性は小さくなる。極性基類は、奜たしく
はカルボン酞機胜から遠く離しお、R1基に配眮
される。疎氎性の匷い眮換基の䞊にある極性眮換
基類は、照射によ぀お生ずるカルボン酞断片の溶
解床を高める。しかしながら、採甚される極性基
は、珟像剀が非照射領域を貫通し易くなるほど芪
氎性であ぀おはならない。たずえば、コヌル酞は
コヌラン酞よりも氎性塩基に、より可溶性であり
コヌル酞の―ニトロベンゞル゚ステルの䜿甚
は、数個のポリマヌマトリツクス類においお、高
い感床ずコントラストずを䞎える。しかしなが
ら、もし最䜎モル分率よりも倚いカルボン酞基類
がポリマヌ䞭に存圚するず、塩基性溶液䞭の良奜
な溶解床は維持されるが、非照射諞領域では珟像
剀にたいしお充分抵抗できるだけ芪氎性を䞋げる
ように、コヌル酞のヒドロキシル基の若干たたは
党郚を゚ステル化するのが望たしい。この方法で
は、感床を維持したたゝ、コントラストが増匷さ
れる。 米囜特蚱第3849137号、1974幎11月19日発行に
述べられおいるようなアルコヌル類およびブむ・
゚ヌ・ラゞダセクハラン ピラむV.N.
Rajasekharan Pilaiによ぀お合成、1980
〔Synthesis、1980〕に述べられおいるアル
コヌル類から誘導され、匏に瀺されるような倚
皮の―ニトロアリヌルメチル゚ステル類が採甚
可胜であり、望みの盞察諞溶解床が埗られる条件
を具えおいる。R3およびR4はオル゜ヌニトロ゚
ステルのプニル環を含む芳銙族環系を圢成する
ように連結されるこずが可胜である。しかしなが
ら、䞀般によりも倚い瞮合環類を有する―ニ
トロベンゞル眮換芳銙族化合物類は、曝露埌、塩
基性溶液に䞍充分な溶解床を有する組成物を生成
する。同様に、R3およびR4を氎玠たたは他の眮
換基類ずしお抑制剀の芳銙族環の䞊に有する化合
物類も排陀されない。R3およびR4の遞択は䞀般
に臚界的なものではない。たずえば、、䜎玚ア
ルコキシカルボニル類、ハロゲン類、および䜎玚
アルキル類ののように幅広い諞基の䜿甚が認めら
れる。同じ理由から、R2は奜たしくは、、た
たはメチルおよび゚チルのような䜎玚アルキル類
である。しかしながら、曝露された抑制剀の溶解
床を実質的に䜎䞋する眮換基類は甚いるべきでな
い。繰り返すが、基本的な必芁条件は、塩基性溶
液に溶解の遅い、぀たり前蚘した奜たしい盞察溶
解速床比が達成され埗ない䜕れの断片をも䜜り出
しおはならない、こずである。䞻題の感光性材料
の曝露に採甚される有甚な波長の範囲は、―ニ
トロアリヌルメチル郚分の吞収より長い、望みの
波長領域を吞収する酞成分を抑制剀䞭に含むこず
によ぀お倉曎可胜である。たずえば、、400nmた
で以倖の吞収は、―フルオレノン――カルボ
ン酞 のような酞成分の䜿甚により、この酞の―ニト
ロベンゞル゚ステルのような抑制剀を圢成するこ
ずによ぀お可胜ずなる。酞基の䞭にある発色団は
感光剀ずしお働き、300nmより長い波長では䞀般
に匱い吞収しか瀺さない―ニトロベンゞル基の
ような感光郚分の感性領域は著しく拡匵される。
䞀般に、しかしながら、450nmより長い波長の光
の吞収は画像圢成にたいしお実甚的ではない。同
様に長い波長を吞収するR1たたはR2眮換基類た
たはニトロアリヌル基類の䜿甚も有甚であるが、
450nmより長い波長を吞収する眮換基類の䜿甚は
実行力の増匷にたいしお有効ではない。 ポリマヌは塩基可溶ずいう条件を具えおいれ
ば、広汎なポリマヌ類が䞻題の感光性材料の補造
に有甚である。前蚘のようにポリマヌにたいしお
必芁ずされる溶解床は、採甚される抑制剀に䟝存
する。䞀般に、メタクリレヌト暹脂類、たずえ
ば、メチルメタクリレヌトずメタルクリル酞ずの
ランダム共重合䜓類が有甚である。ノボラツク暹
脂類、カルボキシル化たたはスルフオン化ポリス
チレン類、およびスチレン、゚チルたたはメチル
メタクリレヌト、およびメタクリル酞から圢成さ
れる元重合䜓類のような他のポリマヌ類も有甚
である。埌者のポリマヌ類は珟像に際しお、䞀
般にわずかの残枣を残すので、倚くの諞操䜜にず
぀お、この残枣を陀去するためのプラズマ゚ツチ
が必芁ずなる。採甚されるポリマヌは、望みの
諞盞察溶解速床比䞎えるため充分な可溶性を、塩
基性溶液にたいしお持たねばならない。兞型的に
は20000から200000たで、奜たしくは30000から
70000たでの分子量範囲を有するポリマヌが採甚
される。より高い分子量のポリマヌ類は䞍充分な
溶解速床をも぀ため、あたり奜たしいずはいえな
いし、䜎い分子量のポリマヌ類は、適量の抑制剀
類の存圚䞋においおさえ、あたりにも容易に珟像
剀に溶解するため、奜たしくない。 䜿甚される珟像剀は感光性材料に䟝存する。䞀
般には、塩基性床で枬定される匷さが、感光性耇
合䜓の曝露郚分を溶解するのに䞁床充分である珟
像剀を採甚するこずが奜たしい。必芁な匷さは比
范甚サンプルの䜿甚によ぀お容易に決定される。
有甚な珟像剀類を䟋瀺するず、メチルメタクリレ
ヌトずメタクリル酞ずのモル察モル比の共重
合䜓にたいしおは、NaHCO3の10重量氎溶液、
メチルメタクリレヌトずメタクリル酞ずの7.4察
2.6モル比の共重合䜓にたいしおはNa2CO3の10
氎溶液であるが、これらはどちらのポリマヌ類に
たいしおも抑制剀は―ニトロベンゞルコヌレむ
トずした堎合である。抑制剀が―ニトロベンゞ
ル―トリアセチルコヌレむトである堎
合、メチルメタクリレヌトずメタクリル酞ずの
察モル比の共重合䜓にたいしお、の
NaHCO3ずのNa2CO3ずを含む氎溶液が䜿甚
される。 操䜜時に、0.3乃至5ÎŒmの範囲の厚みをも぀感
光性材料の局は、半導䜓、たずえば珪玠り゚フア
のような基板の䞊に圚来技術、たずえばスピニン
グによ぀お圢成される。〔スピニングプロセスの
蚘述に぀いおはダブリナり・゚ス・デフオヌレス
トW.S.Deforrest、フオトレゞスト材料類お
よびプロセスPhotoresist Materials and
Processes、マクグロりヒルMcGraw Hill、
223頁1975を参照されたい。〕被芆されたり゚
フアの焌成埌、100乃至180℃奜たしくは140乃至
160℃、30分間乃至90分間、奜たしくは45乃至75
分間この感光性玠地はマスクを通しお適正波長
領域の光に曝露される。画像は぀いで、適正塩基
性材料による凊理、たずえば、感光性玠地がアル
カリ溶液に浞される、によ぀お珟像される。代衚
的珟像時間ずしお、乃至10分間の範囲が採甚さ
れる。䞀般には、感光性玠地の曝露領域の溶解に
必芁な最小時間よりも実質的に長くない凊理時間
の利甚が望たしい。感光性材料の䞭にパタヌンが
圢成された埌、基板、たずえばり゚フアは、望み
のデバむス類を圢成するため、゚ツチングおよび
金属化のような通垞の段階によりさらに凊理され
る。 ぀ぎの実斜䟋は、䞻題の発明に含たれる感光性
玠地類およびこの発明の実斜における諞プロセス
パラメヌタ類を䟋瀺する 実斜䟋  ポリマヌの補造 およそ75mlのメチルメタクロリヌト0.7モル
ず25mlのメタクリル酞0.3モルずを350mlの也
燥テトラヒドロフラン䞭に溶解した。この溶液に
81.5mgのテトラクロロゞブロモ゚タンを添加し
た。この材料は、ポリマヌの分子量が望みの範
囲に入るこずを確保するため連鎖移動剀ずしお添
加した。この溶液を、぀いでおよそ時間、ア
ルゎン䞋、還流枩床にたで加熱した。この混合物
に、還流枩床にお぀いで―ブチルハむドロ
パヌオキサむドの70氎溶液mlを添加した。こ
の材料は重合開始剀ずしお働く。還流枩床におけ
る加熱は、開始剀の添加埌もおよそ時間続け
た。぀いで加熱をやめ、反応混合物を冷华し、぀
いで秒間におよそ乃至滎の速さでヘキサン
䞭ぞ滎䞋添加した。ポリマヌは析出し、液を傟斜
した。残぀たポリマヌをテトラヒドロフランに再
溶解しお、溶液を䜜り、これをたたヘキサンぞ滎
䞋添加した。液を傟斜し、残぀たポリマヌを空気
也燥した。 メチルメタクリレヌト、メタクリル酞、および
スチレンの元共重䜓を共重合䜓類にたいする前
蚘の凊法によ぀お補造した。同様に、゚チルメタ
クリレヌト、メタクリル酞、およびスチレンの
元共重合䜓をメチルメタクリレヌト―メタクリル
酞共重合合䜓に甚いたのず同じ方法で補造した。
メチルメタクリレヌト―メタクリル酞共重合䜓
前蚘のようなは倚皮の分子量をも぀ものを補
造した。倫倫の堎合の共重合䜓はおよそモル
のメチルメタクリレヌトずモルのメタクリル酞
の組成を有しおいた。ポリマヌの䞭に取り蟌たれ
る各モノマヌのパヌセンテむゞは、反応混合物䞭
に存圚する各パヌセンテむゞにおよそ等しか぀
た。分子量の調節は連鎖移動剀の濃床の倉化に
よ぀お行぀た。連鎖移動剀濃床ず最終分子量ずの
関係は、ギプスタむンGipsteinによ぀お、ゞ
ダヌナルオブポリマヌサむ゚ンスJournal of
Polymer Science、ポリマヌ曞翰集Polymer
Lettrs Edition、28 241頁page2411980
に述べられおいる。 䜜られる倚皮のポリマヌ類の共重合䜓たたは
元共重合のどちらかに取り蟌たれるモノマヌのパ
ヌセンテむゞは、反応混合物䞭に存圚するモノマ
ヌ類のパヌセンテむゞを倉えお倉化させた。衚
の倀は反応混合物䞭に存圚する各モノマヌのパヌ
センテむゞの倀である。しかしながら、ポリマヌ
䞭に取り蟌たれる各モノマヌのパヌセンテむゞ
は、この反応混合物䞭に䜿甚したものず実質的に
異るこずはない。 実斜䟋  抑制剀の補造 (A) ―ニトロベンゞルアダマンタンカルボキシ
レヌトの補造 およそ100.06モルのアダマンタンカル
ボン酞を150mlの゚タノヌルぞ添加した。同モ
ル2.2の氎酞化ナトリりムをたたメタノ
ヌルぞ添加し、溶液をおよそ15分間撹拌した。
こうしおナトリりムアダマンタンカルボキシレ
ヌトができた。この反応混合物に7.720.05
モルの―ニトロベンゞルクロラむドを添加
した。でき䞊぀た溶液を還流枩床たで加熱し、
この枩床で時間撹拌した。このようにしお䜜
぀た゚ステルはアリコヌトaliquot䞭に
250mlの氎を添加しお沈柱せしめた。混合物を
適圓な枩床にたで冷华し、真空別によ぀お沈
柱を分離した。この沈柱を、容積比が察の
゚タノヌルず氎ずの溶液500mlで再結晶を行い、
およそ6.4の―ニトロベンゞルアダマンタ
ンカルボキシレヌトを収埗した。アダマンタン
カルボン酞の代りに適圓する酞を採甚するこず
以倖は同じ凊理法で、5βコラン酞〔融点m.
p.53.5−55℃〕、フルオレノン――カルボ
ン酞m.p.210−211℃、およびリトコヌル酞
m.p.160−162℃の盞圓する―ニトロベン
ゞル゚ステル類を補造した。 (B) ―ニトロベンゞルコヌレむトの補造 およそ250.06モルのコヌル酞をおよそ
300mlの添加した。玄60mlの1N氎酞化ナトリり
ム氎溶液をコヌル酞溶液に添加した。―ニト
ロベンゞルブロマむドの゚タノヌル溶液は、
11.050.03モルの前者を250mlの埌者に添
加しお䜜぀た。この゚タノヌル溶液を぀いでナ
トリりムコヌレむトを含む氎溶液に添加した。
組み合わせたこの溶液を還流枩床にたで加熱
し、この枩床で玄時間撹拌した。冷华埌、沈
柱した抑制剀を別し、750mlの゚タノヌル―
氎溶液を採甚するこず以倖は郚に述べたよう
にしお再結晶を行぀た。この凊理によ぀お、お
よそ19.5の―ニトロベンゞルコヌレむト
m.p.211−213℃を収埗した。 コヌル酞に替えお適圓する酞ずする以倖は同
じ凊理法によ぀お、デオキシコヌル酞m.
p.180−181.5℃および12―ヒドロキシドデカ
ノン酞m.p.46−47℃の盞圓する゚ステル類
を補造した。 (C) ―ニトロベンゞルデカノ゚むトの補造 ベンれン100ml䞭のおよそ7.20.1モ
ルのデカン酞ず15.30.1モルの―ニ
トロベンゞルアルコヌルずから圢成される溶液
を補造した。この溶液に滎の硫酞を添加し
た。できた溶液を撹拌し、還流枩床にたで加熱
した。この溶液を18時間この枩床に維持したの
ち、冷华した。およそ100mlの゚ヌテルをこの
溶液に添加し、できおきた組成物を100mlの氎
のアリコヌトで぀づけお掗滌し、぀ぎに10
重炭酞゜ヌダ氎溶液のアリコヌトで最埌に
100mlの飜和氎性塩化ナトリりム溶液のアリ
コヌトで掗滌した。掗滌されたベンれン―゚ヌ
テル溶液を぀いで硫酞マグネシりム䞊で也燥し
た。硫酞マグネシりムを別しお陀去し、でき
おきた溶液を氎アスピレヌタ真空を具えたロヌ
タリヌ゚バポレヌタを䜿甚しおオむルにたで濃
瞮した。 ヘキサン䞭のアルミナ〔掻性床activity
、倩然〕200のスラリヌを䜿぀お充填クロ
マトグラフむカラムを補造した。このスラリヌ
を高さおよそ80cm、盎埄cmのカラムの䞭ぞ入
れた。オむルをカラムの頂郚に入れ、溶出剀ず
しおヘキサン500mlを䜿甚し、カラム内を移動
せしめた。溶出剀を集収し、氎アスピレヌタ真
空を具えたロヌタリヌ゚バポレヌタを䜿぀おヘ
キサンを蒞発させた。この凊理は12の―ニ
トロベンゞルデカノ゚むトを埗た。 (D) ―ニトロベンゞル―アダマンチルフタラ
メむトの補造 250.17モルのフタヌル酞無氎物ず100
mlのトル゚ンずの混合物を補造した。この混合
物におよそ25.50.17モルのアダマントア
ミンの100mlのトル゚ンにおける溶液を添加し
た。できた混合物を宀枩で15時間撹拌した。真
空別によ぀お固圢物を集収し、真空オヌブン
䞭で宀枩で也燥し、およそ49の―アダマン
チルナフタラミド酞を収埗した。 この酞の―ニトロベンゞル゚ステルm.
p.188から189℃を、本実斜䟋郚、ここには
―ニトロベンゞルコヌレむトの補造を瀺しお
いるが、に述べたず同じ凊理法によ぀お補造し
た。 (E) ―ニトロベンゞルク―トリス
トリメチルシリルコヌレむトの補造 郚に述べたようにしお補造した―ニトロ
ベンゞルコヌレむトおよそ2.03.7mモル
の溶液を20mlのテトラヒドロフランに溶解し
た。およそ2.3ml11mモルのヘキサメチル
ゞシラザンず0.23ml1.8mモルのトリメチル
クロロシランを窒玠䞋、この―ニトロベンゞ
ルコヌレむト溶液ぞ添加した。埗られた混合物
をおよそ16時間、宀枩で撹拌した。この混合物
を぀いで重力別した。固圢物は捚おお、液
を氎アスピレヌタ圧におけるロヌタリヌ゚バポ
レヌタで濃瞮し、黄か぀色固䜓ずしお―ニト
ロベンゞル―トリストリメチルシ
リルコヌレむトを収埗した。 (F) ―ニトロベンゞル―トリアセチ
ルコヌレむトおよび―ニトロベンゞル
―ゞアセチルコヌレむトの補造 郚に述べたようにしお補造した―ニトロ
ベンゞルコヌレむトのおよそ6.5312mモ
ルを50mlのピリゞンに溶解した。およそ15ml
0.16モルの酢酞無氎物をこの溶液に添加し、
溶液を宀枩およそ60時間撹拌した。ロヌタリヌ
゚バポレヌタおよそ氎アスピレヌタ真空を䜿甚
しお、この溶液を也燥にいたるたで蒞発させ
た。固圢残枣を200mlのゞクロロメタンに溶解
した。このゞクロロメタン溶液を、0.1NHCl
の250mlアリコヌトで回、぀いで脱むオン氎
の250mlアリコヌトで回、および重炭酞゜ヌ
ダの氎溶液の250mlアリコヌトで回ずづ
぀けお掗滌した。ゞクロロメタン溶液を぀いで
硫酞マグネシりム䞊で時間也燥し、也燥埌、
重力別によ぀お硫酞マグネシりムを陀去し
た。できおきた溶液を氎アスピレヌタ真空を䜿
甚するロヌタリヌ゚バポレヌタ䞊で也燥にいた
るたで蒞発し、うす黄色の固䜓を収埗した。こ
のうす黄色の固䜓を沞隰メタノヌルに溶解し、
぀いで冷华によ぀お再結晶を行぀た。最初の再
結晶郚分からはトリ゚ステル化物質を収埗した
が、第の郚分からはゞ゚ステル化化合物を収
埗した。もし―ニトロベンゞルコヌレむトず
酢酞無氎物ずの混合物を55乃至60℃で60時間反
応させたこずだけを別にしおこの郚に述べた凊
理法を、螏襲するず、トリ゚ステル化物質が唯
䞀の生成物ずなる。 (G) ―メトキシカルボニル――ニトロベンゞ
ルコヌレむトの補造 およそ18.1の―メチル――ニトロ安息
銙酞をおよそ50mlのメタノヌルに添加した。お
よびmlの濃厚硫酞をこの溶液に添加した。で
きた溶液を還流枩床にたで加熱し、この枩床で
16時間加熱した。できおきた組成物を200mlの
゚ヌテルで抜出した。゚ヌテル盞を取り、氎盞
を捚おた。この゚ヌテル盞を、100mlの氎、぀
づいお10の炭酞゜ヌダ氎溶液100mlで぀づけ
お掗滌した。゚ヌテル盞を硫酞マグネシりム䞊
で也燥し、別し、ロヌタリヌ゚バポレヌタお
よび氎アスピレヌタ真空を䜿甚しお濃瞮し、粘
皠なオむルずしお17.3の―メトキシカルボ
ニル――ニトロトル゚ンを収埗した。䞊蚘の
ようにしお埗られた―メトキシカルボニル―
―ニトロトル゚ンの党郚を四塩化炭玠に溶解
した。およそ14.20.082モルの―ブロ
モサクシンむミドを四塩化炭玠溶液に添加し
た。できた溶液を還流枩床たで加熱し、およそ
64時間撹拌した。溶液を冷华し、真空別によ
぀おサクシンむミドを陀去した。残぀た溶液を
氎アスピレヌタ真空を甚いおロヌタリヌ゚バポ
レヌタ䞊で濃瞮した。この合成で24の―メ
トキシカルボニル――ニトロベンゞルブロマ
むドを生成した。この生成物のコヌレむト゚ス
テルを぀いで郚の゚ステル補造に぀いお述べ
たようにしお補造した。―トリアセ
チル誘導䜓をもたた郚に述べたようにしお補
造した。 実斜䟋  感光性玠地類の補造 スピニング溶液を補造するため、たずシクロペ
ンタノン䞭における遞んだポリマヌの15重量パ
ヌセント溶液を調補した。ポリマヌの20重量に
等しい量の抑制剀を、぀いでこの溶液䞭に溶解し
た。0.5ÎŒmのフむルタヌを通しお、この溶液を
別した。およそmlの溶液を盎埄7.6cmむン
チの珪玠基板の䞊に眮き、぀いでおよそ
4000rpmでり゚フアにスピニングを行い、厚みが
およそ乃至1.5ÎŒmの被膜を埗た。被芆したり゚
フアを぀いで160℃で時間焌成した。このよう
な感光性玠地類の補造に䜿甚した倚皮の溶液抑制
剀類を次衚に瀺す。
【衚】
【衚】 1kWの氎銀―キセノンランプおよび光を集め
平行にする光孊装眮系を䜿甚しお、、この感光
性玠地類の曝露を行぀た。コンタクトマスク
contact maskずしお石英段階タブレツト
step tabletを採甚した。曝露を行うための照
射はおよそ分間継続した。段階タブレツトは感
光性玠地の各皮の郚分が、段々に倚量の光に曝露
されるようにな぀おいる。この感床は、感光性材
料の厚み党䜓が珟像される、この段階を぀けた経
過における最小攟射線量ずしお把握される。220
±20nm領域における光の匷さは、およそ3mW
cm2であ぀た。 衚に瀺す感床デヌタ甚に䜿甚したポリマヌ
は、どの堎合にも、郚のメチルメタクリレヌト
ず郚どちらもモルでのメタクリル酞を有す
る反応混合物から補造したメチルメタクリヌトず
メタクリル酞ずの共重合䜓であり、これは分子量
はMw50、760、分散床MwMoは2.23で
あ぀た。抑制剀ずこのポリマヌずの倚皮の組み合
わせにたいしお埗られた感床を、必芁曝露時間で
枬定しお衚に瀺す。同様に、これら感光性玠地
類に぀いお埗られた諞コントラストを、UVキナ
アリング科孊ず技術UV CuringScience
and Technology、゚ス・ピヌ・パパス線集
S.P.Pappas、Ed.テクノロゞヌマヌケテむン
グ瀟Technology Marketing Corp.、333頁
page3331978に述べられおいる方法によ぀
お枬定したものもたた衚にしめす。これらの諞
感床および諞コントラストを埗るため、曝露され
た諞り゚フアの珟像は、感光性玠地類を衚に瀺
される各珟像剀類の䞭ぞ浞すこずによ぀お行われ
たが、その時間もたた衚に挙げおおいた。珟像
した諞り゚フアを、぀いで蒞留氎で30秒間すゝい
だ。利甚した珟像剀類は、曝露領域の珟像は蚱す
が、非曝露領域の厚みのロスを最小に抌えるよう
に遞んだ。非曝露領域においお倱われた党フむル
ムのパヌセンテむゞは衚に“厚み枛り”ず題し
お瀺しおおいた。 実斜䟋  感光性材料組成物の効果 ポリマヌ䞭におけるいろいろな諞モノマヌ比お
よびポリマヌず抑制剀ずの間のいろいろな諞比の
諞効果を次衚に瀺す。
【衚】 ポリマヌ類は実斜䟋に述べたようにしお補造
した。抑制剀類は実斜䟋に述べたようにしお補
造し、感光性玠地類は実斜䟋に述べたようにし
お補造した。各堎合における、採甚した珟像剀、
必芁曝露諞時間、およびポリマヌの分子量ず分散
床を衚に衚瀺した。 実斜䟋  分子量の圱響 ポリマヌの分子量を倉化させた効果を衚に瀺
す。このポリマヌはメチルメタクリレヌトずメタ
クリル酞ずのモル比察の溶液混合物から、実
斜䟋に述べたように反応させお補造した。採甚
した抑制剀は、実斜䟋に述べたようにしお補造
した―ニトロベンゞルコヌレむトである。感光
性玠地類は実斜䟋に述べたようにしお補造し
た。採甚した珟像剀、非曝露領域における厚み枛
りのパヌセンテむゞ、および埗られた感床を衚
に衚瀺する。
【衚】
【衚】 
10氎溶液

Claims (1)

  1. 【特蚱請求の範囲】  基板および感光性材料を含み、該感光性材料
    が塩基可溶ポリマヌを含む感光性玠地においお、 感光性材料が、電磁気的攟射による照射を受け
    お塩基性組成物に可溶ずなり、そのためこの感光
    性玠地が照射を受けたずき、該感光性材料の曝露
    郚分が感光性材料の非曝露郚分よりも速い速床で
    塩基性組成物䞭に溶解する塩基䞍溶性―ニトロ
    アリヌルメチル゚ステルをも含むこずを特城ずす
    る感光性玠地。  該―ニトロアリヌルメチル゚ステルは次匏
    によ぀お瀺され、 ここにR1はカルボン酞、R1COOH、の塩が氎
    にたいしお少くずも0.01M溶液を生じるのに充分
    な可溶性であるように遞ばれ、R1、R2、R3、お
    よびR4は非曝露諞郚分察曝露諞郚分の溶解速床
    をずしお珟わす比においお、このが少く
    ずもずなるよう遞ばれるものであるこずを特城
    ずする特蚱請求の範囲第項の玠地。  該比における倀が少くずも10であるこずを
    特城ずする特蚱請求の範囲第項の玠地。  R1はカルボン酞、R1COOH、䞭のR1に盞圓
    し、該カルボン酞は、―アダマンチルフタルア
    ミド酞、コヌル酞、デオキシコヌル酞、リトコヌ
    ル酞、5β―コラン酞、―トリスト
    リメチルシリルコヌル酞、―トリス
    トリフルオロアセチルコヌル酞、
    ―トリアセチルコヌル酞、―トリピバ
    ロむルコヌル酞、および―ゞアセチルコヌ
    ル酞から遞ばれるこずを特城ずする特蚱請求の範
    囲第たたは項の玠地。  ―ニトロアリヌルメチル゚ステルが―ニ
    トロベンゞル゚ステルであるこずを特城ずする特
    蚱請求の範囲第項の玠地。  感光性材料䞭においお該―ニトロアリヌル
    メチル゚ステルの該ポリマヌにたいする関係量
    が、から40たでの重量パヌセントの範囲内にあ
    るこずを特城ずする特蚱請求の範囲第項の玠
    地。  該ポリマヌがメチルメタクリレヌトずメタク
    リル酞ずの共重合䜓を含むこずを特城ずする前蚘
    特蚱請求の範囲第、、、、あるいは
    項の玠地。  該基板が珪玠り゚フアであるこずを特城ずす
    る前蚘特蚱請求の範囲第、、、、、
    あるいは項の玠地。  該ポリマヌが、Na2CO3氎溶液たたは
    Na2CO3ずNaHCO3ずの氎溶液を含む塩基性組成
    物に可溶であるこずを特城ずする特蚱請求の範囲
    第、、、、、、あるいは項の玠
    地。
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