JPH02181151A - ウェーハの構造化方法 - Google Patents
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
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- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Food Preservation Except Freezing, Refrigeration, And Drying (AREA)
- Soy Sauces And Products Related Thereto (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
(産業上の利用分野)
本発明は、水に不溶でアルカリ性水溶液には可溶の結合
剤、放射線の作用下で酸乞生成する化合物及び酸触媒作
用によって鹸化かつ脱カルボキシル化され、よって混合
物のアルカリ溶解性が向上する有機化合物を含んでいる
、陽性に作動する感放射線混合物に関する。これらの混
合物は紫外線、電子線及びx@vこ感じ、とくにレジス
ト材料として適している。 (従来技術) 陽性に作動する感放射線混合物は公知であり、とくに陽
性に作動するレジスト材料であって、アルカリ水溶液中
に可溶の結合剤たとえばノボラック又はポリ(p−ビニ
ルフェノール)中に0−キノンジアジドを含んでいるも
のは商業的に実用されている。しかしこれらの糸の対放
射線感度は、とくに短波長放射線に対しては、部分的に
不満足である。 放射線に弱い系であって一次元反1心において独を生じ
これが次に放射線とは無関係に二次接触反応ヶ引き起こ
すものに2ける感度同上は記述されている。それでたと
えば米国特許第3915706号明細書に、強敵を生じ
次に二次反応lこおいてポリアルデヒド・グルーピング
などの酸性で不安定な基を分離する光開始剤が記載して
ある。 芒らにまた、結合剤としてアルカリ水溶性ポリマー、光
化学的に強酸を生成する化合物及び酸によって分離可能
の結合のある別の化合物であって酸の作用によりアルカ
リ性現像液甲のその溶解度が高まるものを含んでいる酸
分解可能の化合物(複数)乞基質とする放射線に弱い混
合物は公知である(西独特許公開第3406927号明
細書参照)。 光化学的に強酸を生成する化合物としては、ジアゾニウ
ム−ホスホニウム−スルホニウム−及びヨードニウム−
ならびにハロゲン化合物があげられる。レジスト材料中
の光化学的酸供与体としてのこれらオニウム塩の使用は
たとえば米国特許第4491628号明細書からも公知
である。レジスト材料におけるオニウム塩使用について
の概観な0rivelloがOrg、 Ooating
e and Appl、 Polym。 Sci、 48 (1985) 65−69に示してい
る。 酸性で不安定の側鎖基のあるポリマー及び光化学的酸供
与体の放射線に弱い混合物はたとえは米国特許第449
1628号明細書及び仏国特許第2570844号明細
書から公知である。しかしこれらポリマー結合材は疎水
性であり、照射後に初めてアルカリ溶解性となる。 たと工ばポリ−(p−ヒドロキシスチロール−〇〇 −
1−ブトキシカルボニルオキシスチロールなど酸性不安
定なフェノール基のあるコポリマーはJ、 Polym
、 Sci、 Part A 、 Polym、 Oh
em、 Ed、、24 (1986) 2971−29
80から公知である。しかしこのグループのなおアルカ
リ可溶であるコポリマー火、米国符許第4491628
号明細書にも記載してあるとおりトリフェニルホスホニ
ウムへキサフルオル・アルセナートナど市販のスルホニ
ウム塩と組合せて使用すると、この混合物には、該スル
ホニウム塩か溶解度抑制に十分には寄与しないので未露
光域の極めて両度の剥術が生じるという欠点がある。 西独特許公開第3721741号明細書には、アルカリ
水溶液に可溶のポリマー結合剤ならびに、水性アルカリ
現像液中のその溶解度が酸の作用によって高められ、少
なくとも1個の酸Vこより分離可能の基があり、放射線
の作用下に強酸7生じる有機′化合物乞含んでいろ放射
線に弱い混合物か記述してある。 (発明の解決しようとする課題) 本発明の課題は、浮彫構造製作用の新規の陽性に作動す
る、開度活性の、放射線に弱い糸であってアルカリ水溶
液で現像でさ、短波長紫外線に弱いノーの製作ケ可能に
するものを示すことである。 そのためには、水に不溶でアルカリ水浴液に可溶の結合
剤、酸性不安定な、敵の作用により鹸化、脱カルボキシ
ル化される有機化合物及び照射の際に強酸を生成する化
合物乞含んでいる放射@に弱い混合物乞画像どおりに照
射し、加熱し、画像どおり照射された層域乞現像液で洗
い去るべきである。 (発明の要約) 意外なことに、マロン酸エステルケ、結合剤のアルカリ
水溶液中の溶解を抑制する化合物として用いることによ
り、とくに極めて良好な再現性と高解像度とによってす
ぐれている浮彫構造製作用高活性、放射線に弱い系が短
波長紫外線中で作られることが見出だされた。 (発明の構成) 本発明の対象は、本質的には (a)水に不溶でアルカリ水溶液には可溶の結合剤又は
結合剤混合物 (1))照射の際に強酸を生成する化合物及び(c)
(a)のアルカリ水溶液中の溶解を抑制する有機化合物
1種又は数種 を含んでいる感放射線混合物であって、有機化合物(c
)は一般式(I) O0 /゛・ B B B 4 (式中R1及びR2は互いに同じもの又は相異なるもの
であり、アルキル−、シクロアルキル−、アルアルキル
−、トリアルキルシリル−又は複素環残基を表わし又は
ともに酸素含有の六員複素環を形成し、R3及びR4に
互いに同じもの又は相異なるものであり水素、ハロゲン
、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アルアルキ
ル、アリール、アリール残基にハロゲン置換のあるアル
アルキル又はアリール残基わT)のマロン酸エステルで
あることを特徴とするものである。 感放射線混合物は結合剤(a)としてフェノール樹脂た
とえば平均分子量M=200乃至20000のノボラッ
クなど、p−ヒドロキシスチロールトp−tert−フ
゛トキシカルボニルオキシスチロールトノコポリマー
p−ヒドロキシスチロールとアルコキシスチロールとの
コポリマーならびにpヒドロキシスチロールと2−テト
ラヒドロピラニルオキシスチロールとのコポリマー又は
それらの混合物乞含むことができる。 照射の際に強酸ヶ生成する化合物(b)としては一般式
(Tl) R1′ のスルホニウム塩及び一般式(I) のヨードニウム塩が優先される(式中R6及びR6は互
いに同じもの又は相異なるものであり、H1H3 Sl−○ 0H3−0−0−0−002H,−0−0
−0又は0H,OO Br、0]−04、ヘキサフルオルアルセナート、ヘキ
サフルオルアンテモナート、ヘキサフルオルホスファー
ト及び/又はテトラフルオルボラートである)。 優先されるマロン酸エステルはアルキル基中の炭素原子
数1乃至4のブロム−又はクロルマロン酸ジアルキルエ
ステル、アルキル基中の炭素原子数1乃至4のベンジル
−及び4−ブロムベンジルマロン敵ジアルキルエステル
、マロン酸ジベンジルエステル、マロン敵ジ(トリメナ
ルシリル)エステル、マロン酸ジ(テトラヒドロピラニ
ル)エステル、ならびにブロム−メチル−、ブロム−エ
テル−メチル−フェニル−又はフ゛ロムベアラルマロン
散のシクロイソブロピリデンエステルテする。 本発明の対象はまた通前のしかたで予備処理してある基
層上に層厚0.1乃至5μmにホトレジスト溶液の塗布
、乾燥、画像どおりの露光、場合によっては温度150
℃までの加熱及びアルカリ水溶液での現像による、本発
明による感放射線混合物を含んでいるホトレジスト溶液
を使用する浮彫構造製作の又はウェファの構造化の方法
である。 本発明による方法は、極めて良好な再現性を保証するの
で、とくに有利である。これで作られた浮彫構造は高解
像度によってすぐれている。 本発明による感放射線混合物の構成成分については個々
に下記のとおり述べることができる。 a)水に不溶でアルカリ水浴液には可溶の結合剤、又は
結合剤混合物としては、たいていは必要となるプラズマ
食刻安定性のため一般にフェノール樹脂、たとえば平均
分子量Mが200乃至20000、望ましくは300乃
至2000t1モルのノボラックか、短波長紫外線範囲
(<300 nm )での露光用にはとくに、p−クレ
ゾール/ホルムアルデヒドを基質とするノボラック、ポ
リ(p−ヒドロキシスチロール)、ポリ(p−ヒドロキ
シ−α−メチルステロール)が問題となり、これらポリ
(p−ヒドロキシスチロール)は一般に平均分子量Mn
が200乃至100000、望ましくハ1ooo乃至4
0000f1モルであり、これらポリ(p−ヒドロキシ
ステロール)はまた公知のしかたでそのヒドロキシ基と
たとえばクロル酢酸、りOル酢酸エステル、アルキルハ
ロゲニト、ペンジルハロゲニ)”、3.4−ジヒドロピ
ラン ジヒドロフラン クロル炭酸エステル及び/又は
ピロ炭酸エステルとの化学変化(ポリマー類似の化学変
化)により改質してあってもよい。こうして得られた、
今の場合コポリマーとも解される改質されたポリマー結
合剤(a)はたとえばp−ヒドロキシステロールとp
−tart−フ゛トキシカルボニルオキシステロール、
p−ヒドロキシスチロールとアルコキシスチロール p
〜ヒドロキシスチロールと2−テトラヒドロピラニルオ
キシスチロールとからなるものである。側鎖として保護
基のあるp−ヒドロキシスチロールのコポリマーで優先
されるものは本質的には式(式中。く。であり である)のグルービング’&fんでいるすなわちp−ヘ
ンシル−オキシステロール−p−(2−テトラヒドロピ
ラニル)−オキシステロール−p−(イソプロピル−オ
キシカルボニル)−オキシスチロール− p−(シクロヘキシル オキシカ ルボニル) オキシスチロール−P−(ベンジ ルオキシカルボニル)−オキシステロール−p(1,ブ
チルオキシカルボニル)−オキシスチロール−及び/又
はp −(t−ペンチルオキシカルボニル)−オキシス
チロール−単位のあるコポリマーである。上記結合剤(
a)の混合物もまた適している。結合剤(a)は本発明
による混合物中に一般に、放射線に弱い混合物(a)
+ (b) + (c)の全量に対して45乃至95望
ましくは80乃至90重量%の量で含まれている。 b)照射の際に強酸ケ生成する化合物(b)としては原
則的には、この特性があり、それで酸供与体として有効
である化合物すべてか問題となる。 しかし短波長紫外線で照射するためにはヨードニウム−
及びどくにスルホニウム塩か優先されろ。 これらは一般式(Il[)乃至(II)に相当する:〔
式中R6及びR6は互いに同じもの又は相異なるもので
あり、H()リフェニルスルホニウム塩乃至ジフェニル
ヨードニウム塩)、OH。 ルオキシフェニル)スルホニ ラム塩) (c+−乃至Oじアルキル)JSi−0−(たとえばト
リス(トリメチル シリルオキシフェニル)スル ホニウム塩) OH。 OH,−0−0−0−0− OH30 (たとえばトリス(4−tθrt フ゛トキシカルボニルオキシ フェニル)スルホニウム塩ン 乃至 OH3 ジフェニル)スルホニウム塩) 0 ジルオキシカルボニルフェ ニル)スルホニウム塩〕 ρは。、■、Br○、。、。40 A sF 60PF
(O8bF6 及び/又はBF40である〕。 ○ (b)にあげた化合物の混合物も使用できる。成分(b
)は本発明による感放射線混合物中にその混合物(す+
(b) + (c)全量に対してo、i乃至20、望ま
しくは2乃至10″!IL重%の量で含まれている。 C)結合剤(a)の溶解を抑制する有機化合物
剤、放射線の作用下で酸乞生成する化合物及び酸触媒作
用によって鹸化かつ脱カルボキシル化され、よって混合
物のアルカリ溶解性が向上する有機化合物を含んでいる
、陽性に作動する感放射線混合物に関する。これらの混
合物は紫外線、電子線及びx@vこ感じ、とくにレジス
ト材料として適している。 (従来技術) 陽性に作動する感放射線混合物は公知であり、とくに陽
性に作動するレジスト材料であって、アルカリ水溶液中
に可溶の結合剤たとえばノボラック又はポリ(p−ビニ
ルフェノール)中に0−キノンジアジドを含んでいるも
のは商業的に実用されている。しかしこれらの糸の対放
射線感度は、とくに短波長放射線に対しては、部分的に
不満足である。 放射線に弱い系であって一次元反1心において独を生じ
これが次に放射線とは無関係に二次接触反応ヶ引き起こ
すものに2ける感度同上は記述されている。それでたと
えば米国特許第3915706号明細書に、強敵を生じ
次に二次反応lこおいてポリアルデヒド・グルーピング
などの酸性で不安定な基を分離する光開始剤が記載して
ある。 芒らにまた、結合剤としてアルカリ水溶性ポリマー、光
化学的に強酸を生成する化合物及び酸によって分離可能
の結合のある別の化合物であって酸の作用によりアルカ
リ性現像液甲のその溶解度が高まるものを含んでいる酸
分解可能の化合物(複数)乞基質とする放射線に弱い混
合物は公知である(西独特許公開第3406927号明
細書参照)。 光化学的に強酸を生成する化合物としては、ジアゾニウ
ム−ホスホニウム−スルホニウム−及びヨードニウム−
ならびにハロゲン化合物があげられる。レジスト材料中
の光化学的酸供与体としてのこれらオニウム塩の使用は
たとえば米国特許第4491628号明細書からも公知
である。レジスト材料におけるオニウム塩使用について
の概観な0rivelloがOrg、 Ooating
e and Appl、 Polym。 Sci、 48 (1985) 65−69に示してい
る。 酸性で不安定の側鎖基のあるポリマー及び光化学的酸供
与体の放射線に弱い混合物はたとえは米国特許第449
1628号明細書及び仏国特許第2570844号明細
書から公知である。しかしこれらポリマー結合材は疎水
性であり、照射後に初めてアルカリ溶解性となる。 たと工ばポリ−(p−ヒドロキシスチロール−〇〇 −
1−ブトキシカルボニルオキシスチロールなど酸性不安
定なフェノール基のあるコポリマーはJ、 Polym
、 Sci、 Part A 、 Polym、 Oh
em、 Ed、、24 (1986) 2971−29
80から公知である。しかしこのグループのなおアルカ
リ可溶であるコポリマー火、米国符許第4491628
号明細書にも記載してあるとおりトリフェニルホスホニ
ウムへキサフルオル・アルセナートナど市販のスルホニ
ウム塩と組合せて使用すると、この混合物には、該スル
ホニウム塩か溶解度抑制に十分には寄与しないので未露
光域の極めて両度の剥術が生じるという欠点がある。 西独特許公開第3721741号明細書には、アルカリ
水溶液に可溶のポリマー結合剤ならびに、水性アルカリ
現像液中のその溶解度が酸の作用によって高められ、少
なくとも1個の酸Vこより分離可能の基があり、放射線
の作用下に強酸7生じる有機′化合物乞含んでいろ放射
線に弱い混合物か記述してある。 (発明の解決しようとする課題) 本発明の課題は、浮彫構造製作用の新規の陽性に作動す
る、開度活性の、放射線に弱い糸であってアルカリ水溶
液で現像でさ、短波長紫外線に弱いノーの製作ケ可能に
するものを示すことである。 そのためには、水に不溶でアルカリ水浴液に可溶の結合
剤、酸性不安定な、敵の作用により鹸化、脱カルボキシ
ル化される有機化合物及び照射の際に強酸を生成する化
合物乞含んでいる放射@に弱い混合物乞画像どおりに照
射し、加熱し、画像どおり照射された層域乞現像液で洗
い去るべきである。 (発明の要約) 意外なことに、マロン酸エステルケ、結合剤のアルカリ
水溶液中の溶解を抑制する化合物として用いることによ
り、とくに極めて良好な再現性と高解像度とによってす
ぐれている浮彫構造製作用高活性、放射線に弱い系が短
波長紫外線中で作られることが見出だされた。 (発明の構成) 本発明の対象は、本質的には (a)水に不溶でアルカリ水溶液には可溶の結合剤又は
結合剤混合物 (1))照射の際に強酸を生成する化合物及び(c)
(a)のアルカリ水溶液中の溶解を抑制する有機化合物
1種又は数種 を含んでいる感放射線混合物であって、有機化合物(c
)は一般式(I) O0 /゛・ B B B 4 (式中R1及びR2は互いに同じもの又は相異なるもの
であり、アルキル−、シクロアルキル−、アルアルキル
−、トリアルキルシリル−又は複素環残基を表わし又は
ともに酸素含有の六員複素環を形成し、R3及びR4に
互いに同じもの又は相異なるものであり水素、ハロゲン
、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、アルアルキ
ル、アリール、アリール残基にハロゲン置換のあるアル
アルキル又はアリール残基わT)のマロン酸エステルで
あることを特徴とするものである。 感放射線混合物は結合剤(a)としてフェノール樹脂た
とえば平均分子量M=200乃至20000のノボラッ
クなど、p−ヒドロキシスチロールトp−tert−フ
゛トキシカルボニルオキシスチロールトノコポリマー
p−ヒドロキシスチロールとアルコキシスチロールとの
コポリマーならびにpヒドロキシスチロールと2−テト
ラヒドロピラニルオキシスチロールとのコポリマー又は
それらの混合物乞含むことができる。 照射の際に強酸ヶ生成する化合物(b)としては一般式
(Tl) R1′ のスルホニウム塩及び一般式(I) のヨードニウム塩が優先される(式中R6及びR6は互
いに同じもの又は相異なるものであり、H1H3 Sl−○ 0H3−0−0−0−002H,−0−0
−0又は0H,OO Br、0]−04、ヘキサフルオルアルセナート、ヘキ
サフルオルアンテモナート、ヘキサフルオルホスファー
ト及び/又はテトラフルオルボラートである)。 優先されるマロン酸エステルはアルキル基中の炭素原子
数1乃至4のブロム−又はクロルマロン酸ジアルキルエ
ステル、アルキル基中の炭素原子数1乃至4のベンジル
−及び4−ブロムベンジルマロン敵ジアルキルエステル
、マロン酸ジベンジルエステル、マロン敵ジ(トリメナ
ルシリル)エステル、マロン酸ジ(テトラヒドロピラニ
ル)エステル、ならびにブロム−メチル−、ブロム−エ
テル−メチル−フェニル−又はフ゛ロムベアラルマロン
散のシクロイソブロピリデンエステルテする。 本発明の対象はまた通前のしかたで予備処理してある基
層上に層厚0.1乃至5μmにホトレジスト溶液の塗布
、乾燥、画像どおりの露光、場合によっては温度150
℃までの加熱及びアルカリ水溶液での現像による、本発
明による感放射線混合物を含んでいるホトレジスト溶液
を使用する浮彫構造製作の又はウェファの構造化の方法
である。 本発明による方法は、極めて良好な再現性を保証するの
で、とくに有利である。これで作られた浮彫構造は高解
像度によってすぐれている。 本発明による感放射線混合物の構成成分については個々
に下記のとおり述べることができる。 a)水に不溶でアルカリ水浴液には可溶の結合剤、又は
結合剤混合物としては、たいていは必要となるプラズマ
食刻安定性のため一般にフェノール樹脂、たとえば平均
分子量Mが200乃至20000、望ましくは300乃
至2000t1モルのノボラックか、短波長紫外線範囲
(<300 nm )での露光用にはとくに、p−クレ
ゾール/ホルムアルデヒドを基質とするノボラック、ポ
リ(p−ヒドロキシスチロール)、ポリ(p−ヒドロキ
シ−α−メチルステロール)が問題となり、これらポリ
(p−ヒドロキシスチロール)は一般に平均分子量Mn
が200乃至100000、望ましくハ1ooo乃至4
0000f1モルであり、これらポリ(p−ヒドロキシ
ステロール)はまた公知のしかたでそのヒドロキシ基と
たとえばクロル酢酸、りOル酢酸エステル、アルキルハ
ロゲニト、ペンジルハロゲニ)”、3.4−ジヒドロピ
ラン ジヒドロフラン クロル炭酸エステル及び/又は
ピロ炭酸エステルとの化学変化(ポリマー類似の化学変
化)により改質してあってもよい。こうして得られた、
今の場合コポリマーとも解される改質されたポリマー結
合剤(a)はたとえばp−ヒドロキシステロールとp
−tart−フ゛トキシカルボニルオキシステロール、
p−ヒドロキシスチロールとアルコキシスチロール p
〜ヒドロキシスチロールと2−テトラヒドロピラニルオ
キシスチロールとからなるものである。側鎖として保護
基のあるp−ヒドロキシスチロールのコポリマーで優先
されるものは本質的には式(式中。く。であり である)のグルービング’&fんでいるすなわちp−ヘ
ンシル−オキシステロール−p−(2−テトラヒドロピ
ラニル)−オキシステロール−p−(イソプロピル−オ
キシカルボニル)−オキシスチロール− p−(シクロヘキシル オキシカ ルボニル) オキシスチロール−P−(ベンジ ルオキシカルボニル)−オキシステロール−p(1,ブ
チルオキシカルボニル)−オキシスチロール−及び/又
はp −(t−ペンチルオキシカルボニル)−オキシス
チロール−単位のあるコポリマーである。上記結合剤(
a)の混合物もまた適している。結合剤(a)は本発明
による混合物中に一般に、放射線に弱い混合物(a)
+ (b) + (c)の全量に対して45乃至95望
ましくは80乃至90重量%の量で含まれている。 b)照射の際に強酸ケ生成する化合物(b)としては原
則的には、この特性があり、それで酸供与体として有効
である化合物すべてか問題となる。 しかし短波長紫外線で照射するためにはヨードニウム−
及びどくにスルホニウム塩か優先されろ。 これらは一般式(Il[)乃至(II)に相当する:〔
式中R6及びR6は互いに同じもの又は相異なるもので
あり、H()リフェニルスルホニウム塩乃至ジフェニル
ヨードニウム塩)、OH。 ルオキシフェニル)スルホニ ラム塩) (c+−乃至Oじアルキル)JSi−0−(たとえばト
リス(トリメチル シリルオキシフェニル)スル ホニウム塩) OH。 OH,−0−0−0−0− OH30 (たとえばトリス(4−tθrt フ゛トキシカルボニルオキシ フェニル)スルホニウム塩ン 乃至 OH3 ジフェニル)スルホニウム塩) 0 ジルオキシカルボニルフェ ニル)スルホニウム塩〕 ρは。、■、Br○、。、。40 A sF 60PF
(O8bF6 及び/又はBF40である〕。 ○ (b)にあげた化合物の混合物も使用できる。成分(b
)は本発明による感放射線混合物中にその混合物(す+
(b) + (c)全量に対してo、i乃至20、望ま
しくは2乃至10″!IL重%の量で含まれている。 C)結合剤(a)の溶解を抑制する有機化合物
【C】と
しては本発明により一般式(I)・ \ R3R4 〔式中R1及びR2は互いに同じもの又は相異なるもの
でありアルキルたとえば炭素原子数1乃至8のn−アル
キルたとえばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチ
ルなど、炭素原子数3乃至7の第三アルキルたとえばイ
ングロビル、5ea−ブチルなど、炭素原子数4又は5
の第三アルキル、tert−ブチル及びtert−アミ
ル、炭素原子数5乃至7のシクロアルキルたとえばシク
ロヘキシル、アルキル基中の炭素原子数1乃至2のアラ
ルキル、たとえばベンジルなど、トリアルキルシリル−
たとえばアルキル基中の炭素原子数1乃至4のものたと
えばトリメチルシリル及びトリエチルシリルなど又は複
索環残基たとえば などを表わし、又はR1及びR2がともに酸素含有の六
員複素環たとえば を形成し、R3及びR′は互いに同じもの又は相異なる
ものであり、水素、ハロゲンたとえば01、Br、Jな
ど(ただしC1及びBrが優先される)、アルキルたと
えば炭素原子数1乃至4のn−アルキルたとえばメチル
、エチル、n−プロピル又はn−ブチルなど、アルコキ
シたとえばメトキシ、エトキシ、プロポキシ又はブトキ
シなど(ただしその都度R3及びR4の一万のみかアル
コキシ基を表わす)、アリールたとえばフェニル、とく
に710ゲン置換のあるアリール、クロル−又はブロム
フェニルなど、アルキル基の炭素原子数1又は2のアラ
ルキル、ベンジルなど、ハロゲン置換のあるアラルキル
とくにBr−又は01−置換のあるアラルキルたとえば
4−ブロムベンジル7表わ丁〕のマロン酸エステルか用
いられる。 この種のマロン酸エステルの例はブロムマロン酸ジエチ
ルエステル、クロルマロン酸ジイソブチルエステル、ブ
ロムマロン酸ジtertブチルエステル、マロン酸ジ−
トリメチルシリルエステル、マロン酸ジベンジルエステ
ル、マロン酸ジ−テトラヒドロピラニルエステル、ベン
ジル−マロン酸ジエチルエステル、ベンジル−マロン酸
ジーtert−ブチルエステル、4−ブロムベンジル−
マロン酸ジエチルエステル、メチル−マロン酸ジエチル
エステル、エチル−マロン酸ジエチルエステル、プロピ
ル−マロン酸ジエチルエステル、メチルー−r o y
(fl シー イソブチルエステル、エテル−マロン
酸ジイソブチルエステル、フロピルーマロン敵ジーイソ
ブチルエステル、メチル−マロン酸シtert −7”
チルエステル、エテル−マロン酸ジtartブチルエス
テル、プロピル−マロン哨ジtert −ブチルエステ
ル、メチル−マロン酸シー()IJメチルシリル)エス
テル、エテル−マロン酸−ジ(トリメチルシリル)エス
テル、フロピルーマロン酸−シ()IJメチルシリル)
ニスアル、ブロムメチルマロン酸−シクロイソプロピリ
デンエステル、メチルフェニル−マロン酸シクロイソグ
ロヒリテンエステル、ベンジル−ブロムマロン酸−シク
ロイソプロピリデンエステルである。 また上記のマロン酸エステルの1lf=合物も使用でき
る。マロン酸エステル(Q)は本発明による感放射線混
合物中に一般に、(a)、(b)及び(Q)の混合物全
量に対して3乃至35、望ましくは10乃至25重量%
の童で存在している。 本発明による感放射線混合物は付加的にな?他の通常の
助剤及び添加M11 ’& 含むことができる。 本発明による混合物は望ましくは有機溶媒に洛解させで
ある。その場合固形分含有量は一般に5乃至40重量%
の範囲内にある。溶媒としては優先的に脂肪族ケトン
ニーデル及びエステルならびにこれらの混合物か用いら
れる。とくに優先されルノハアルキレングリコールーモ
ノアルキルエステル、たとえはエテル−セロソルブ、ブ
チルグリコール、メチルセロソルブ及び1−メトキシ−
2−フロパノールなど、アルキレングリコール−アルキ
ルエーテル−エステルたとエバメチル−セロソルブアセ
タート、エチル−セロソルブ−アセタート、メテルーグ
ロビレングリコールーアセタ−ト及びエチル−プロピレ
ングリコール−アセタートなど、ケトンたとえばシクロ
ヘキサノン、シクロペンタノン及びメチル−エテル−ケ
トンナトならびにアセタート、ブチルアセタートなど及
び芳香族物質、ドルオール及びキジロールなどである。 対応の溶媒の選択ならびにそれらの混合はその都度のフ
ェノール系ポリマー ノボラック及び感光性成分の選択
によって定まる。 さらにその他の添加剤、付着媒介剤、湿潤剤、色素及び
可塑剤なども添加できる。 場合によっては増感剤も少量、化合物を長波長紫外部乃
至可視部において増感させるために、添加できる。ピレ
ン及びビリレンなど多環式芳香族物質が、このために優
先されるが増感剤として用いられる他の色素も使用でき
る。 浮彫パターンを作るため本発明による方法に2いては、
本質的には本発明による感放射線混合物からなる感放射
線記録IIiを画像どおりに、露光した範囲のアルカリ
水溶液中の溶解度か増大し、これら照射すみ範囲か選択
的にアルカリ現像液で除去され得るほどの用量で照射す
る。 本発明による感放射線混合物は半導体構成要素用浮彫構
造製作のためのホトレジストとして適している。 本発明による感放射線混合物を含んでいるホトレジスト
溶液は一般に層厚0.1乃至5μm、望ましくは0.5
乃至1.5μmで適宜な基層たとえば表面を酸化させた
珪素ウェファにスピンコーティングによって塗布し、(
たとえば濡g7o乃至130℃において)乾燥させ、適
切な光源ン用い光マスクン通して画像どおりに露光させ
る。光源としては波長200乃至300 nmの短波長
紫外線(深紫外線)がとくに適している。とくに適して
いる光源はKrF (248nm )のエフサイマーレ
ーザである。 画像どおりの露光の後−場合によっては150°Cまで
の温度に短時間加熱(ボストベーク)した後−通常の水
性アルカリ現像液−一般にpH値12乃至14において
−7用いて現像し、その際露光個所が洗い去られる。解
像度はミクロン未満の範囲にある。本発明による感放射
線混合物に必要な露光エネルギーは層厚1μmの場合一
般に30乃至120 mj/crlである。 (実施例) 実施例において示してある部及び%は別設の記載のない
限り重量部乃至重量%である。 実施例 1 ホトレジスト溶液をポリ−(p−ヒドロキシスチロール
) (Po1ysciθnces工No、社製の市販品
、分子量は1500−1700 ) 70部、トリフェ
ニルスルホニウムへキサフルオルアルセナー) (AI
JA社製の市販品)4部、ブロムマロン酸ジエf、+1
/エステル16 m 及びエチレングリコール−モノメ
チルエーテル−アセタート270部から作る。 この浴液な引続いて孔径0.2μmのフィルタで濾過し
た。 レジスト溶液を次に、付着媒介剤としてヘキサメチルジ
シラザンを塗布した8102表面を備えた珪素ウェファ
に4000回/分、30秒間でスピンフティングし、乾
燥層厚約1μmが得られた。ウェファ暑熱板上80℃に
2いて3分間乾燥させ、弓続いて画像どおりに作られた
テスト・マスクと接触さ、せ、2.5秒間エフサイマー
レーザ(λ−248mm、 K = 35 mW /a
ll )乞もって露光させる。次にウェファを80℃に
1分間加熱し、pH値12.1−13.4の現像液で現
像させる。 実施例 2 ホトレジスト溶液乞ポリ−(p−ヒドロキシスチロール
)80部、トリフェニルスルホニウムへキサフルオルア
ルナナ−16部、ベンジルマロン酸ジエチルエステル1
4部及ヒエチレンf I7 コール、モノメチルエーテ
ルアセタート270部から作る。 実施例1と同様に作業する。感度は110 mj /
crAである。 実施例 3 ホトレジスト溶液をポリ=(p−ヒドロキシステロール
)80g、)IJフェニルスルホニウムへキサフルオル
アルナナ−16部、マロン峨ジベンジルエステル14部
及びエチレングリコールモノメチルエーテルアセタート
270部から作る。実施例1と同様に作業する。感度は
130 mj / tyd ′7″ある。 実施例 4 ホトレジスト溶液をポリ−(p−ヒドロキシス−y−o
−/l/ ) 80 部、 ’)フェニル・ヨードニウ
ムヘキサフルオルホスファ−) (ALFA社の市販品
)6部、メチルメルトルム酸14部及び エチレングリコール−モノメチルエーテルアセターl−
250部から作る。実施例1と同様にただしポストベー
ク過程(露光後80°C11分間のもの)なしに作業す
る。感度は40 mj / tailである。
しては本発明により一般式(I)・ \ R3R4 〔式中R1及びR2は互いに同じもの又は相異なるもの
でありアルキルたとえば炭素原子数1乃至8のn−アル
キルたとえばメチル、エチル、n−プロピル、n−ブチ
ルなど、炭素原子数3乃至7の第三アルキルたとえばイ
ングロビル、5ea−ブチルなど、炭素原子数4又は5
の第三アルキル、tert−ブチル及びtert−アミ
ル、炭素原子数5乃至7のシクロアルキルたとえばシク
ロヘキシル、アルキル基中の炭素原子数1乃至2のアラ
ルキル、たとえばベンジルなど、トリアルキルシリル−
たとえばアルキル基中の炭素原子数1乃至4のものたと
えばトリメチルシリル及びトリエチルシリルなど又は複
索環残基たとえば などを表わし、又はR1及びR2がともに酸素含有の六
員複素環たとえば を形成し、R3及びR′は互いに同じもの又は相異なる
ものであり、水素、ハロゲンたとえば01、Br、Jな
ど(ただしC1及びBrが優先される)、アルキルたと
えば炭素原子数1乃至4のn−アルキルたとえばメチル
、エチル、n−プロピル又はn−ブチルなど、アルコキ
シたとえばメトキシ、エトキシ、プロポキシ又はブトキ
シなど(ただしその都度R3及びR4の一万のみかアル
コキシ基を表わす)、アリールたとえばフェニル、とく
に710ゲン置換のあるアリール、クロル−又はブロム
フェニルなど、アルキル基の炭素原子数1又は2のアラ
ルキル、ベンジルなど、ハロゲン置換のあるアラルキル
とくにBr−又は01−置換のあるアラルキルたとえば
4−ブロムベンジル7表わ丁〕のマロン酸エステルか用
いられる。 この種のマロン酸エステルの例はブロムマロン酸ジエチ
ルエステル、クロルマロン酸ジイソブチルエステル、ブ
ロムマロン酸ジtertブチルエステル、マロン酸ジ−
トリメチルシリルエステル、マロン酸ジベンジルエステ
ル、マロン酸ジ−テトラヒドロピラニルエステル、ベン
ジル−マロン酸ジエチルエステル、ベンジル−マロン酸
ジーtert−ブチルエステル、4−ブロムベンジル−
マロン酸ジエチルエステル、メチル−マロン酸ジエチル
エステル、エチル−マロン酸ジエチルエステル、プロピ
ル−マロン酸ジエチルエステル、メチルー−r o y
(fl シー イソブチルエステル、エテル−マロン
酸ジイソブチルエステル、フロピルーマロン敵ジーイソ
ブチルエステル、メチル−マロン酸シtert −7”
チルエステル、エテル−マロン酸ジtartブチルエス
テル、プロピル−マロン哨ジtert −ブチルエステ
ル、メチル−マロン酸シー()IJメチルシリル)エス
テル、エテル−マロン酸−ジ(トリメチルシリル)エス
テル、フロピルーマロン酸−シ()IJメチルシリル)
ニスアル、ブロムメチルマロン酸−シクロイソプロピリ
デンエステル、メチルフェニル−マロン酸シクロイソグ
ロヒリテンエステル、ベンジル−ブロムマロン酸−シク
ロイソプロピリデンエステルである。 また上記のマロン酸エステルの1lf=合物も使用でき
る。マロン酸エステル(Q)は本発明による感放射線混
合物中に一般に、(a)、(b)及び(Q)の混合物全
量に対して3乃至35、望ましくは10乃至25重量%
の童で存在している。 本発明による感放射線混合物は付加的にな?他の通常の
助剤及び添加M11 ’& 含むことができる。 本発明による混合物は望ましくは有機溶媒に洛解させで
ある。その場合固形分含有量は一般に5乃至40重量%
の範囲内にある。溶媒としては優先的に脂肪族ケトン
ニーデル及びエステルならびにこれらの混合物か用いら
れる。とくに優先されルノハアルキレングリコールーモ
ノアルキルエステル、たとえはエテル−セロソルブ、ブ
チルグリコール、メチルセロソルブ及び1−メトキシ−
2−フロパノールなど、アルキレングリコール−アルキ
ルエーテル−エステルたとエバメチル−セロソルブアセ
タート、エチル−セロソルブ−アセタート、メテルーグ
ロビレングリコールーアセタ−ト及びエチル−プロピレ
ングリコール−アセタートなど、ケトンたとえばシクロ
ヘキサノン、シクロペンタノン及びメチル−エテル−ケ
トンナトならびにアセタート、ブチルアセタートなど及
び芳香族物質、ドルオール及びキジロールなどである。 対応の溶媒の選択ならびにそれらの混合はその都度のフ
ェノール系ポリマー ノボラック及び感光性成分の選択
によって定まる。 さらにその他の添加剤、付着媒介剤、湿潤剤、色素及び
可塑剤なども添加できる。 場合によっては増感剤も少量、化合物を長波長紫外部乃
至可視部において増感させるために、添加できる。ピレ
ン及びビリレンなど多環式芳香族物質が、このために優
先されるが増感剤として用いられる他の色素も使用でき
る。 浮彫パターンを作るため本発明による方法に2いては、
本質的には本発明による感放射線混合物からなる感放射
線記録IIiを画像どおりに、露光した範囲のアルカリ
水溶液中の溶解度か増大し、これら照射すみ範囲か選択
的にアルカリ現像液で除去され得るほどの用量で照射す
る。 本発明による感放射線混合物は半導体構成要素用浮彫構
造製作のためのホトレジストとして適している。 本発明による感放射線混合物を含んでいるホトレジスト
溶液は一般に層厚0.1乃至5μm、望ましくは0.5
乃至1.5μmで適宜な基層たとえば表面を酸化させた
珪素ウェファにスピンコーティングによって塗布し、(
たとえば濡g7o乃至130℃において)乾燥させ、適
切な光源ン用い光マスクン通して画像どおりに露光させ
る。光源としては波長200乃至300 nmの短波長
紫外線(深紫外線)がとくに適している。とくに適して
いる光源はKrF (248nm )のエフサイマーレ
ーザである。 画像どおりの露光の後−場合によっては150°Cまで
の温度に短時間加熱(ボストベーク)した後−通常の水
性アルカリ現像液−一般にpH値12乃至14において
−7用いて現像し、その際露光個所が洗い去られる。解
像度はミクロン未満の範囲にある。本発明による感放射
線混合物に必要な露光エネルギーは層厚1μmの場合一
般に30乃至120 mj/crlである。 (実施例) 実施例において示してある部及び%は別設の記載のない
限り重量部乃至重量%である。 実施例 1 ホトレジスト溶液をポリ−(p−ヒドロキシスチロール
) (Po1ysciθnces工No、社製の市販品
、分子量は1500−1700 ) 70部、トリフェ
ニルスルホニウムへキサフルオルアルセナー) (AI
JA社製の市販品)4部、ブロムマロン酸ジエf、+1
/エステル16 m 及びエチレングリコール−モノメ
チルエーテル−アセタート270部から作る。 この浴液な引続いて孔径0.2μmのフィルタで濾過し
た。 レジスト溶液を次に、付着媒介剤としてヘキサメチルジ
シラザンを塗布した8102表面を備えた珪素ウェファ
に4000回/分、30秒間でスピンフティングし、乾
燥層厚約1μmが得られた。ウェファ暑熱板上80℃に
2いて3分間乾燥させ、弓続いて画像どおりに作られた
テスト・マスクと接触さ、せ、2.5秒間エフサイマー
レーザ(λ−248mm、 K = 35 mW /a
ll )乞もって露光させる。次にウェファを80℃に
1分間加熱し、pH値12.1−13.4の現像液で現
像させる。 実施例 2 ホトレジスト溶液乞ポリ−(p−ヒドロキシスチロール
)80部、トリフェニルスルホニウムへキサフルオルア
ルナナ−16部、ベンジルマロン酸ジエチルエステル1
4部及ヒエチレンf I7 コール、モノメチルエーテ
ルアセタート270部から作る。 実施例1と同様に作業する。感度は110 mj /
crAである。 実施例 3 ホトレジスト溶液をポリ=(p−ヒドロキシステロール
)80g、)IJフェニルスルホニウムへキサフルオル
アルナナ−16部、マロン峨ジベンジルエステル14部
及びエチレングリコールモノメチルエーテルアセタート
270部から作る。実施例1と同様に作業する。感度は
130 mj / tyd ′7″ある。 実施例 4 ホトレジスト溶液をポリ−(p−ヒドロキシス−y−o
−/l/ ) 80 部、 ’)フェニル・ヨードニウ
ムヘキサフルオルホスファ−) (ALFA社の市販品
)6部、メチルメルトルム酸14部及び エチレングリコール−モノメチルエーテルアセターl−
250部から作る。実施例1と同様にただしポストベー
ク過程(露光後80°C11分間のもの)なしに作業す
る。感度は40 mj / tailである。
Claims (11)
- (1)本質的には (a)水に不溶でアルカリ性水溶液には可溶の結合剤又
は結合剤混合物 (b)照射の際に強酸を生成する化合物及び(c)(a
)のアルカリ性水溶液中の溶解度を抑制する有機化合物
1種又は数種 からなる感放射線混合物において、有機化合物(c)は
一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) (式中R^1及びR^2は互いに同じもの又は相異なる
ものであつてアルキル−、シクロアルキル−、アルアル
キル−、トリアルキルシリル−又は複素環残基を表わし
又はともに酸素含有の六員複素環を形成し、R^3及び
R^4は互いに同じもの又は相異なるものであつて水素
、ハロゲン、アルキル、シクロアルキル、アルコキシ、
アルアルキル、アリール、アリール残基にハロゲン置換
のあるアルアルキル又はアリールを表わす)のマロン酸
エステルであることを特徴とする混合物。 - (2)結合剤(a)としてフェノール樹脂が用いられる
ことを特徴とする請求項1記載の感放射線混合物。 - (3)フェノール樹脂として平均分子量@M@_n=2
00乃至20000のノボラックが用いられることを特
徴とする請求項2記載の感放射線混合物。 - (4)結合剤(a)として、ポリ(p−ヒドロキシスチ
ロール)、ポリ(p−ヒドロキシ−α−メチルスチロー
ル)又はp−ヒドロキシスチロールとp−tert−ブ
トキシカルボニルオキシスチロール、p−ヒドロキシス
チロールとアルコキシスチロール又はp−ヒドロキシス
チロールと2−テトラヒドロピラニルオキシスチロール
とのコポリマーが用いられることを特徴とする請求項1
記載の感放射線混合物。 - (5)照射の際に強酸を生成する化合物(b)として一
般式(II) ▲数式、化学式、表等があります▼(II) (式中R^5及びR^6は互いに同じもの又は相異なる
ものであつてH、OH、 ▲数式、化学式、表等があります▼、(C_1乃至C_
4アルキル)_3Si−O、▲数式、化学式、表等があ
ります▼、▲数式、化学式、表等があります▼又は ▲数式、化学式、表等があります▼を表わし、X^■は
Cl^■、 Br^■、ClO_4^■、ヘキサフルオロアルセナー
ト、ヘキサフルオロアンチモナート、ヘキサフルオロホ
スフアート及び/又はテトラフルオロボラートである)
のスルホニウム塩が用いられることを特徴とする請求項
1乃至4のうちの一つに記載の感放射線混合物。 - (6)照射の際に強酸を生成する化合物(b)として一
般式(II)のスルホニウム塩の代りに一般式(III) ▲数式、化学式、表等があります▼(III) (式中R^5、R^6及びX^■は請求項5記載の意味
のものである)のヨードニウム塩が用いられることを特
徴とする請求項5記載の感放射線混合物。 - (7)一般式( I )のマロン酸エステルとしてアルキ
ル基中の炭素原子数1乃至4のブロム−又はクロルマロ
ン酸ジアルキルエステルが用いられることを特徴とする
請求項1乃至6のうちの一つに記載の感放射線混合物。 - (8)一般式( I )のマロン酸エステルとしてアルキ
ル基中の炭素原子数1乃至4のベンジル−又は4−ブロ
ムベンジルマロン酸ジアルキルエステルが用いられるこ
とを特徴とする請求項1乃至6のうちの一つに記載の感
放射線混合物。 - (9)一般式( I )のマロン酸エステルとしてマロン
酸ジアルキルエステル、マロン酸ジ(トリメチルシリル
)エステル又はマロン酸ジ(テトラヒドロピラニル)エ
ステルが用いられることを特徴とする請求項1乃至6の
うちの一つに記載の感放射線混合物。 - (10)一般式( I )のマロン酸エステルとしてブロ
ムメチル−、ブロムエチル−、メチルフェニル−又はブ
ロムベンジルマロン酸のシクロイソプロピリデンエステ
ルが用いられることを特徴とする請求項1乃至6のうち
の一つに記載の感放射線混合物。 - (11)通常のしかたで予備処理してある基層上に層厚
0.1乃至5μmにホトレジスト溶液の塗布、乾燥、画
像どおりの照射、場合によつては150℃までの加熱及
びアルカリ性水溶液を用いる現像による浮彫構造の製作
の又はウエフアの構造化の方法において、請求項1乃至
10のうちの一つに記載の感放射線混合物を含んでいる
ホトレジスト溶液が用いられることを特徴とする方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3837438A DE3837438A1 (de) | 1988-11-04 | 1988-11-04 | Strahlungsempfindliches gemisch |
DE3837438.2 | 1988-11-04 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02181151A true JPH02181151A (ja) | 1990-07-13 |
JP2845520B2 JP2845520B2 (ja) | 1999-01-13 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Country Status (4)
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EP (1) | EP0367131B1 (ja) |
JP (1) | JP2845520B2 (ja) |
DE (2) | DE3837438A1 (ja) |
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