JPH04219757A - 感放射線性混合物 - Google Patents
感放射線性混合物Info
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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
【0001】
【技術分野】本発明は、水に不溶性であるが、アルカリ
には可溶性の結合剤および放射線照射により強酸を形成
する化合物を本質的に含有する感放射線性混合物に関す
るものである。
には可溶性の結合剤および放射線照射により強酸を形成
する化合物を本質的に含有する感放射線性混合物に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】ポジチブ処理感放射線性混合物は公知で
あり、ことにアルカリ可溶性結合剤、例えばノボラック
もしくはポリ(p−ビニルフェノール)中にo−キノン
ジアジドを含有するポジチブ処理レジスト材料は商業的
に使用されている。しかしながら、これら組成物の感放
射線性、ことに短波長のものに対する感度は若干の場合
において不満足である。
あり、ことにアルカリ可溶性結合剤、例えばノボラック
もしくはポリ(p−ビニルフェノール)中にo−キノン
ジアジドを含有するポジチブ処理レジスト材料は商業的
に使用されている。しかしながら、これら組成物の感放
射線性、ことに短波長のものに対する感度は若干の場合
において不満足である。
【0003】1次光化学反応が特定の物質を形成し、こ
れが次いで放射線と無関係に触媒的2次反応を開始させ
るようになされている感放射線性組成物の感度を増大さ
せることは公知である。例えば米国特許3,915,7
06号明細書には、強酸をもたらす光重合開始剤を含有
し、この強酸が2次反応において、酸不安定基、例えば
ポリアルデヒド基を分解することが記載されている。
れが次いで放射線と無関係に触媒的2次反応を開始させ
るようになされている感放射線性組成物の感度を増大さ
せることは公知である。例えば米国特許3,915,7
06号明細書には、強酸をもたらす光重合開始剤を含有
し、この強酸が2次反応において、酸不安定基、例えば
ポリアルデヒド基を分解することが記載されている。
【0004】さらに、アルカリに可溶性のポリマーを結
合剤として含有する酸により分解する化合物を基礎とし
、さらに光化学反応により強酸を形成する化合物および
酸の作用により分解する化合物を含有する感放射線性混
合物であって、酸の作用によりそのアルカリ性現像液に
対する溶解性が高められる混合物も公知である(西独特
許出願公開3,406,927号公報)。ここでは光化
学的に強酸を形成する化合物として、ジアゾニウム、ホ
スホニウム、スルホニウムおよびイオドニウム各化合物
ならびにハロゲン化合物が挙げられている。またこれら
オニウム塩を光化学的酸供与体としてレジスト材料に使
用することも、例えば米国特許4,491,628号か
ら公知である。オニウム塩のレジスト材料における使用
は、Org.Coatings and Appl
. Polym.Sci.48(1985)65−6
9頁におけるクリヴェロの論稿で言及されている。
合剤として含有する酸により分解する化合物を基礎とし
、さらに光化学反応により強酸を形成する化合物および
酸の作用により分解する化合物を含有する感放射線性混
合物であって、酸の作用によりそのアルカリ性現像液に
対する溶解性が高められる混合物も公知である(西独特
許出願公開3,406,927号公報)。ここでは光化
学的に強酸を形成する化合物として、ジアゾニウム、ホ
スホニウム、スルホニウムおよびイオドニウム各化合物
ならびにハロゲン化合物が挙げられている。またこれら
オニウム塩を光化学的酸供与体としてレジスト材料に使
用することも、例えば米国特許4,491,628号か
ら公知である。オニウム塩のレジスト材料における使用
は、Org.Coatings and Appl
. Polym.Sci.48(1985)65−6
9頁におけるクリヴェロの論稿で言及されている。
【0005】酸不安定側鎖基を有するポリマーと光化学
反応酸供与体を含有する感放射線性混合物は、例えば上
記米国特許4,491,628号および佛国特許2,5
70,844号から公知である。しかしながら、これら
ポリマー結合剤は疏水性であって、放射線照射により始
めてアルカリ可溶性となる。
反応酸供与体を含有する感放射線性混合物は、例えば上
記米国特許4,491,628号および佛国特許2,5
70,844号から公知である。しかしながら、これら
ポリマー結合剤は疏水性であって、放射線照射により始
めてアルカリ可溶性となる。
【0006】フェノール性の酸不安定基を有する共重合
体、例えばポリ(p−ヒドロキシスチレン−co−t−
ブトキシカルボニルオキシスチレン)はJ.Polym
.Sci.A部、Polym.Chem.Ed.24(
1986)の2971−2980頁により公知である。 しかしながら、アルカリ可溶性のこの基を有する共重合
体を、同じく米国特許4,491,628号明細書に記
載されている、市販スルホニウム塩と共に使用した場合
、この混合物は、上述スルホニウム塩は十分に溶解禁止
作用を果さないので、非照射部分における著しい溶解洗
除の欠点がある。
体、例えばポリ(p−ヒドロキシスチレン−co−t−
ブトキシカルボニルオキシスチレン)はJ.Polym
.Sci.A部、Polym.Chem.Ed.24(
1986)の2971−2980頁により公知である。 しかしながら、アルカリ可溶性のこの基を有する共重合
体を、同じく米国特許4,491,628号明細書に記
載されている、市販スルホニウム塩と共に使用した場合
、この混合物は、上述スルホニウム塩は十分に溶解禁止
作用を果さないので、非照射部分における著しい溶解洗
除の欠点がある。
【0007】西独出願公開3,721,741号公報に
は、アルカリ可溶性のポリマー結合剤と、水性アルカリ
液に対する可溶性が酸により増大せしめられる有機化合
物とを含有し、後者が少くとも1個の酸不安定基を有し
、放射線照射により強酸を形成する感放射線混合物が記
載されている。
は、アルカリ可溶性のポリマー結合剤と、水性アルカリ
液に対する可溶性が酸により増大せしめられる有機化合
物とを含有し、後者が少くとも1個の酸不安定基を有し
、放射線照射により強酸を形成する感放射線混合物が記
載されている。
【0008】また西独特許2,306,248号は、フ
ェノール性結合剤、光化学反応性強酸供与体(ハロゲン
含有s−トリアジン誘導体もしくはジアゾニウム塩)お
よび少くとも1個のアルキルビニルエーテル基と一価も
しくは多価フェノールを含有する3成分系感光性記録材
料を開示している。しかしながら、この組成物は熱安定
性を欠き、サブミクロン領域における使用を不適当なら
しめる構造的特性を有する。
ェノール性結合剤、光化学反応性強酸供与体(ハロゲン
含有s−トリアジン誘導体もしくはジアゾニウム塩)お
よび少くとも1個のアルキルビニルエーテル基と一価も
しくは多価フェノールを含有する3成分系感光性記録材
料を開示している。しかしながら、この組成物は熱安定
性を欠き、サブミクロン領域における使用を不適当なら
しめる構造的特性を有する。
【0009】CA Selects: Photo
resist,1990の244016mには、テトラ
ヒドロピラニルおよびテトラヒドロフラニル基で保護さ
れたヒドロキシル基を有し、ビス(tert−ブチルフ
ェニル)−イオドニウムトリフラートと結合されたポリ
ヒドロキシスチレンが開示されている。PME1989
(=Polymers for Microele
ctronics−Science and Te
chnology)66−67頁には、同様に部分的に
テトラヒドロピラニル基で置換されたOH基を有し、ト
リフェニルスルホニウムトリフラートと結合されたポリ
ヒドロキシスチレンが開示されている。これら組成物は
過剰露出によりポジチブ処理ではなく、著しい制約のあ
るネガチブ処理用となる欠点がある。
resist,1990の244016mには、テトラ
ヒドロピラニルおよびテトラヒドロフラニル基で保護さ
れたヒドロキシル基を有し、ビス(tert−ブチルフ
ェニル)−イオドニウムトリフラートと結合されたポリ
ヒドロキシスチレンが開示されている。PME1989
(=Polymers for Microele
ctronics−Science and Te
chnology)66−67頁には、同様に部分的に
テトラヒドロピラニル基で置換されたOH基を有し、ト
リフェニルスルホニウムトリフラートと結合されたポリ
ヒドロキシスチレンが開示されている。これら組成物は
過剰露出によりポジチブ処理ではなく、著しい制約のあ
るネガチブ処理用となる欠点がある。
【0010】また米国特許4,101,323号明細書
には、主鎖に酸分解される−C−O−C−基を有する結
合剤と、酸供与体としてポリクロリンとを含有する感放
射線性複写材料が記載され、ヨーロッパ特許出願公開3
02,359号公報には、アルカリ溶解性フェノール結
合剤、酸供与体としてポリクロリン化合物および重合禁
止剤として2個のアセタール基を有する化合物から成る
3組成分系の感放射線性複写材料が記載されている。前
者は再現可能に製造することが極めて困難であり、後者
は前述の3成分系組成物と同じ欠点を有する。
には、主鎖に酸分解される−C−O−C−基を有する結
合剤と、酸供与体としてポリクロリンとを含有する感放
射線性複写材料が記載され、ヨーロッパ特許出願公開3
02,359号公報には、アルカリ溶解性フェノール結
合剤、酸供与体としてポリクロリン化合物および重合禁
止剤として2個のアセタール基を有する化合物から成る
3組成分系の感放射線性複写材料が記載されている。前
者は再現可能に製造することが極めて困難であり、後者
は前述の3成分系組成物と同じ欠点を有する。
【0011】そこで本発明の目的は、水性アルカリ液で
現像可能であり、ことに感短波長紫外線性の層を形成し
得る、高感度の感放射線性、ポジチブ処理用組成物を提
供することである。
現像可能であり、ことに感短波長紫外線性の層を形成し
得る、高感度の感放射線性、ポジチブ処理用組成物を提
供することである。
【0012】
【発明の要約】この目的は水不溶性の、しかしながらア
ルカリ可溶性の、酸により加水分解する基を有する結合
剤と、放射線画像形成照射により強酸を形成する化合物
とを含有する組成物で達成されるべきである。しかるに
この目的は、結合剤のフェノール性ヒドロキシル基の2
0から70%を特定のアセタール基で置換することによ
り達成され得ることが本発明者らにより見出された。得
られる混合物は短波長紫外線のほかにさらに電子ビーム
およびX線にも感応し、レジスト材料としてことに好適
である。
ルカリ可溶性の、酸により加水分解する基を有する結合
剤と、放射線画像形成照射により強酸を形成する化合物
とを含有する組成物で達成されるべきである。しかるに
この目的は、結合剤のフェノール性ヒドロキシル基の2
0から70%を特定のアセタール基で置換することによ
り達成され得ることが本発明者らにより見出された。得
られる混合物は短波長紫外線のほかにさらに電子ビーム
およびX線にも感応し、レジスト材料としてことに好適
である。
【0013】本発明の対象は、
(a)水に不溶性であるがアルカリには可溶性の結合剤
または結合剤混合物および (b)放射線照射により強酸を形成する化合物を本質的
に含有する感放射線性混合物であって、組成分(a)が
フェノール樹脂であり、そのフェノール性ヒドロキシル
基の20から70%が基(I)
または結合剤混合物および (b)放射線照射により強酸を形成する化合物を本質的
に含有する感放射線性混合物であって、組成分(a)が
フェノール樹脂であり、そのフェノール性ヒドロキシル
基の20から70%が基(I)
【0014】
【化6】
(R1はアルキル、R2はアルキル、R3は水素もしく
はアルキルを意味し、あるいはR1とR2は合体して−
(CH2)m−を介して環を形成し、このmは3から6
の数値を表わす)により置換されていることを特徴とす
る感放射線性混合物である。
はアルキルを意味し、あるいはR1とR2は合体して−
(CH2)m−を介して環を形成し、このmは3から6
の数値を表わす)により置換されていることを特徴とす
る感放射線性混合物である。
【0015】上記組成分(a)としては、200から2
00,000の平均分子量Mwを有するポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)もしくはポリ(p−ヒドロキシ−α−
メチルスチレンであって、そのフェノール性ヒドロキシ
ル基の20から70%、ことに25から60%が基(I
)により置換されたものが好ましい。
00,000の平均分子量Mwを有するポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)もしくはポリ(p−ヒドロキシ−α−
メチルスチレンであって、そのフェノール性ヒドロキシ
ル基の20から70%、ことに25から60%が基(I
)により置換されたものが好ましい。
【0016】ことに好ましい結合剤組成分(a)は、以
下の基(II)および(III)、あるいは(II)お
よび(IV)を有するものである。
下の基(II)および(III)、あるいは(II)お
よび(IV)を有するものである。
【0017】
【化7】
組成分(b)としては、以下の式(V)もしくは(VI
)のスルホニウム塩もしくはイオドニウム塩が好ましい
。
)のスルホニウム塩もしくはイオドニウム塩が好ましい
。
【0018】
【化8】
Rα、RβおよびRγは相互に同じでも異なってもよく
それぞれ1から3個の炭素原子を有するアルキル、アリ
ール、置換アリールあるいはアルアルキルを、
それぞれ1から3個の炭素原子を有するアルキル、アリ
ール、置換アリールあるいはアルアルキルを、
【001
9】
9】
【化9】
ことにRα、Rβ、およびRγの少なくとも1個が式(
VII)で表わされる基であるのが好ましい。
VII)で表わされる基であるのが好ましい。
【0020】
【化10】
Rδ、RεおよびRζは相互に同じでも異なってもよく
それぞれ水素、ヒドロキシル、ハロゲン、あるいはそれ
ぞれ1から4個の炭素原子を有するアルキル、アシルオ
キシあるいはアルコキシを意味する。
それぞれ水素、ヒドロキシル、ハロゲン、あるいはそれ
ぞれ1から4個の炭素原子を有するアルキル、アシルオ
キシあるいはアルコキシを意味する。
【0021】本発明による感放射線性混合物は、一般的
に80から99重量%の組成分(a)および1から20
重量%の組成分(b)を含有する。
に80から99重量%の組成分(a)および1から20
重量%の組成分(b)を含有する。
【0022】本発明の混合物は、放射線を吸収し、これ
を組成分(b)にもたらす増感剤および/あるいは1重
量%までの接着性増強剤、表面活性剤あるいは染料を追
加的に含有することができる。
を組成分(b)にもたらす増感剤および/あるいは1重
量%までの接着性増強剤、表面活性剤あるいは染料を追
加的に含有することができる。
【0023】本発明はまた上述した感放射線性混合物を
使用して感光性被覆材料を製造する方法、およびこの感
放射線性混合物を使用し、これを常法により事前処理し
た基板上に0.1から5μmの厚さに施こし、70から
130℃で乾燥し、必要に応じて70から160℃に加
熱し、水性アルカリ液で現像することを特徴とする、レ
リーフ構造を形成することを特徴とする方法に関する。
使用して感光性被覆材料を製造する方法、およびこの感
放射線性混合物を使用し、これを常法により事前処理し
た基板上に0.1から5μmの厚さに施こし、70から
130℃で乾燥し、必要に応じて70から160℃に加
熱し、水性アルカリ液で現像することを特徴とする、レ
リーフ構造を形成することを特徴とする方法に関する。
【0024】本発明組成物は、特に廉価なノボラック樹
脂を主体とする結合剤と合併して使用され得る点におい
てことに有利である。これによりもたらされるレリーフ
構造は極めて良好な再現性および高解像度を示す。
脂を主体とする結合剤と合併して使用され得る点におい
てことに有利である。これによりもたらされるレリーフ
構造は極めて良好な再現性および高解像度を示す。
【0025】
【発明の構成】以下において本発明による感放射線性混
合物の組成分につきさらに詳細に説明する。
合物の組成分につきさらに詳細に説明する。
【0026】(a)一般的に必要とされるプラズマエッ
チング安定性にかんがみて、水不溶性、アルカリ可溶性
の結合剤ないし結合剤混合物は、フェノール性ヒドロキ
シル基の20から70%、ことに25から60%が基(
I)で置換されているフェノール性樹脂、例えば300
から20,000g/モル、ことに300から2,00
0g/モルの平均分子量Mwを有するフェノール性樹脂
であるのが好ましく、ことに短波長紫外線(≦300n
m)に対する露出のため、p−クレゾール/ホルムアル
デヒド、ポリ−p−ヒドロキシスチレン(一般的に20
0から200,000g/モル、ことに1,000から
40,000g/モルの平均分子量Mwを有する)ある
いはポリ−p−ヒドロキシ−α−メチルスチレンを基礎
とするノボラック樹脂が好ましい。本発明によれば、こ
のポリ−p−ヒドロキシスチレンは、そのヒドロキシル
基と、例えば3,4−ジヒドロピランもしくはジヒドロ
フランとの反応(重合類似反応)により変性され得る。 このようにして得られる、共重合体として理解すべき変
性ポリマー結合剤(a)は、本質的に以下の基(II)
および(III)、あるいは(II)および(VI)か
ら成る。
チング安定性にかんがみて、水不溶性、アルカリ可溶性
の結合剤ないし結合剤混合物は、フェノール性ヒドロキ
シル基の20から70%、ことに25から60%が基(
I)で置換されているフェノール性樹脂、例えば300
から20,000g/モル、ことに300から2,00
0g/モルの平均分子量Mwを有するフェノール性樹脂
であるのが好ましく、ことに短波長紫外線(≦300n
m)に対する露出のため、p−クレゾール/ホルムアル
デヒド、ポリ−p−ヒドロキシスチレン(一般的に20
0から200,000g/モル、ことに1,000から
40,000g/モルの平均分子量Mwを有する)ある
いはポリ−p−ヒドロキシ−α−メチルスチレンを基礎
とするノボラック樹脂が好ましい。本発明によれば、こ
のポリ−p−ヒドロキシスチレンは、そのヒドロキシル
基と、例えば3,4−ジヒドロピランもしくはジヒドロ
フランとの反応(重合類似反応)により変性され得る。 このようにして得られる、共重合体として理解すべき変
性ポリマー結合剤(a)は、本質的に以下の基(II)
および(III)、あるいは(II)および(VI)か
ら成る。
【0027】
【化11】
すなわち、p−ヒドロキシスチレンと2−テトラヒドロ
ピラニルオキシスチレンもしくは2−テトラヒドロフラ
ニルオキシスチレンとの共重合体であって、この共重合
体も重合類似反応により製造され得る。
ピラニルオキシスチレンもしくは2−テトラヒドロフラ
ニルオキシスチレンとの共重合体であって、この共重合
体も重合類似反応により製造され得る。
【0028】また上述した種々の結合剤(a)の混合物
を使用することもできる。この結合剤(a)は、本発明
混合物中において、すなわち(a)+(b)混合物の全
量に対してことに90から97重量%の量で存在する。
を使用することもできる。この結合剤(a)は、本発明
混合物中において、すなわち(a)+(b)混合物の全
量に対してことに90から97重量%の量で存在する。
【0029】(b)放射線照射により強酸を形成する化
合物(b)は、原則的にこの特性を有し、従って酸供与
体として作用する化合物であればよい。しかしながら、
短波長紫外線を使用する場合にはイオドニウム塩、こと
にスルホニウム塩を使用することが望ましい。これらは
以下の式(V)および(VI)で表わされる。
合物(b)は、原則的にこの特性を有し、従って酸供与
体として作用する化合物であればよい。しかしながら、
短波長紫外線を使用する場合にはイオドニウム塩、こと
にスルホニウム塩を使用することが望ましい。これらは
以下の式(V)および(VI)で表わされる。
【0030】
【化12】
Rα、RβおよびRγは相互に同じでも異なってもよく
、それぞれ1から5個の炭素原子を有するアルキル、こ
とにメチルもしくはエチル、フェニルのようなアリール
、ベンジルのようなアルアルキル、あるいは以下の式(
VII)で表わされる基を意味する。
、それぞれ1から5個の炭素原子を有するアルキル、こ
とにメチルもしくはエチル、フェニルのようなアリール
、ベンジルのようなアルアルキル、あるいは以下の式(
VII)で表わされる基を意味する。
【0031】
【化13】
Rδ、RεおよびRζは相互に同じでも異なってもよく
それぞれ水素、ヒドロキシル、塩素もしくは臭素のよう
なハロゲン、1から4個の炭素原子を有するアルキル、
ことにメチルもしくはtert−ブチル、アセチルもし
くはプロピオニルオキシのようなアシルオキシ、1から
4個の炭素原子を有するアルコキシ、ことにメトキシも
しくはtert−ブトキシを意味し、
それぞれ水素、ヒドロキシル、塩素もしくは臭素のよう
なハロゲン、1から4個の炭素原子を有するアルキル、
ことにメチルもしくはtert−ブチル、アセチルもし
くはプロピオニルオキシのようなアシルオキシ、1から
4個の炭素原子を有するアルコキシ、ことにメトキシも
しくはtert−ブトキシを意味し、
【0032】
【化14】
なお上記した種々の化合物(b)の混合物を使用するこ
とも可能である。組成分(b)は本発明混合物中におい
て、混合物(a)+(b)全量に対して1から20重量
%、ことに3から10重量%の量で含有される。
とも可能である。組成分(b)は本発明混合物中におい
て、混合物(a)+(b)全量に対して1から20重量
%、ことに3から10重量%の量で含有される。
【0033】この本発明組成物はさらに慣用の助剤およ
び添加剤を含有することができる。本発明混合物は有機
溶媒に溶解せしめられ、固体分5から40重量%とする
のが好ましい。溶媒としては脂肪族、ケトン、エーテル
およびエステルならびにこれらの混合物を使用するのが
有利である。ことに好ましいのは、アルキレングリコー
ルモノアルキルエーテル、例えばエチルセロソルブ、ブ
チルグリコール、メチルセロソルブ、1−メトキシ−2
−プロパノール、アルキレングリコールアルキルエーテ
ルエステル、例えばメチルセロソルブアセタート、エチ
ルソロソルブアセタート、メチルプロピレングリコール
アセタート、エチルプロピレングリコールアセタート、
ケトン、例えばシクロヘキサノン、シクロペンタノン、
メチルエチルケトン、ブチルアセタートのようなアセタ
ート、トルエン、キシレンのような芳香族化合物である
。溶媒あるいは混合溶媒の選択は、ことにフェノール性
モノマー、ノボラックおよび感光性組成分の選択に依存
する。
び添加剤を含有することができる。本発明混合物は有機
溶媒に溶解せしめられ、固体分5から40重量%とする
のが好ましい。溶媒としては脂肪族、ケトン、エーテル
およびエステルならびにこれらの混合物を使用するのが
有利である。ことに好ましいのは、アルキレングリコー
ルモノアルキルエーテル、例えばエチルセロソルブ、ブ
チルグリコール、メチルセロソルブ、1−メトキシ−2
−プロパノール、アルキレングリコールアルキルエーテ
ルエステル、例えばメチルセロソルブアセタート、エチ
ルソロソルブアセタート、メチルプロピレングリコール
アセタート、エチルプロピレングリコールアセタート、
ケトン、例えばシクロヘキサノン、シクロペンタノン、
メチルエチルケトン、ブチルアセタートのようなアセタ
ート、トルエン、キシレンのような芳香族化合物である
。溶媒あるいは混合溶媒の選択は、ことにフェノール性
モノマー、ノボラックおよび感光性組成分の選択に依存
する。
【0034】なお接着性強化剤、湿潤剤、染料、可塑剤
のような他の添加剤を1重量%までの量で添加すること
ができる。
のような他の添加剤を1重量%までの量で添加すること
ができる。
【0035】必要に応じて化合物の長波長紫外線から可
視光線に至る帯域における感受性を高めるために少量の
増感剤を添加することも可能である。多環式芳香族化合
物、例えばピレンおよびペリレンがこの目的のために好
ましいが、増感剤として作用する他の染料を使用するこ
とも可能である。
視光線に至る帯域における感受性を高めるために少量の
増感剤を添加することも可能である。多環式芳香族化合
物、例えばピレンおよびペリレンがこの目的のために好
ましいが、増感剤として作用する他の染料を使用するこ
とも可能である。
【0036】本発明によるレリーフパターンの形成方法
において、本質的に本発明による感放射線性混合物を含
有する感放射線性層は、水性アルカリ液に対する画像形
成露出部分の溶解性が高められ、放射線照射部分がアル
カリ現像液により選択的に洗除されるようなエネルギー
レベルにおいて画像形成露出に附される。
において、本質的に本発明による感放射線性混合物を含
有する感放射線性層は、水性アルカリ液に対する画像形
成露出部分の溶解性が高められ、放射線照射部分がアル
カリ現像液により選択的に洗除されるようなエネルギー
レベルにおいて画像形成露出に附される。
【0037】本発明による感放射線性混合物の特別の利
点は、極めて良好な構造的特性(極めて鮮鋭な縁辺、鮮
明なパターン)をもたらすことである。
点は、極めて良好な構造的特性(極めて鮮鋭な縁辺、鮮
明なパターン)をもたらすことである。
【0038】本発明による感放射線性混合物を含有する
フォトレジスト溶液は、適当な基板、例えば表面酸化シ
リコンウエーハ上にスピンコーティング法により厚さ0
.1から5μm、ことに0.5から1.5μmとなるよ
うに施こされ、乾燥(例えば70から130℃で)され
、フォトマスクを経て適当な光源による画像形成放射線
照射に服せしめられる。適当な光源は、ことに200か
ら300nmの短波長紫外線であり、さらに好ましいの
はKrF(248nm)のエキシマーレーザである。 画像形成照射に続いて、150℃までの短時間加熱を行
ない、あるいは行なうことなく、慣用のpH12−14
の水性アルカリ液で現像して照射部分を洗除する。解像
度はサブミクロン領域である。本発明による感放射線性
混合物に必要とされる線エネルギーは、層厚さを1μm
として50から300mJ/cm2の範囲である。
フォトレジスト溶液は、適当な基板、例えば表面酸化シ
リコンウエーハ上にスピンコーティング法により厚さ0
.1から5μm、ことに0.5から1.5μmとなるよ
うに施こされ、乾燥(例えば70から130℃で)され
、フォトマスクを経て適当な光源による画像形成放射線
照射に服せしめられる。適当な光源は、ことに200か
ら300nmの短波長紫外線であり、さらに好ましいの
はKrF(248nm)のエキシマーレーザである。 画像形成照射に続いて、150℃までの短時間加熱を行
ない、あるいは行なうことなく、慣用のpH12−14
の水性アルカリ液で現像して照射部分を洗除する。解像
度はサブミクロン領域である。本発明による感放射線性
混合物に必要とされる線エネルギーは、層厚さを1μm
として50から300mJ/cm2の範囲である。
【0039】以下の実施例において本発明をさらに具体
的に説明するが、ここで使用される部および%は特に明
示されない限り重量に関するものである。
的に説明するが、ここで使用される部および%は特に明
示されない限り重量に関するものである。
【0040】基(I)により部分的に置換されたフェノ
ール性ヒドロキシル基を有するフェノール性樹脂(a)
は、Helv.Chim.Acta 46(1963
)415頁に記載された方法に類似した方法で形成され
得る。
ール性ヒドロキシル基を有するフェノール性樹脂(a)
は、Helv.Chim.Acta 46(1963
)415頁に記載された方法に類似した方法で形成され
得る。
【0041】フェノール性ヒドロキシル基が部分的に2
−テトラヒドロピラニル基で保護されているポリ(p−
ヒドロキシスチレン)は例えば以下のようにして製造さ
れ得る。
−テトラヒドロピラニル基で保護されているポリ(p−
ヒドロキシスチレン)は例えば以下のようにして製造さ
れ得る。
【0042】すなわち、10部のポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)(分子量=10,000)と4部の3,4−
ジヒドロピランを90部のエチルアセタートに溶解させ
、窒素ガス下に0.15部の濃塩酸(36%溶液)を添
加し、溶液のIRスペクトルが、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)と2−テトラヒドロピラニル−4−エチルフ
ェニルエーテルの混合物(割合1:1)の溶液のそれと
合致するまで、室温において撹拌する。これによりフェ
ノール性基の50%がテトラヒドロピラニル基により保
護される。この生成物を1,500部のナフサに沈殿さ
れ、吸引濾別し、減圧下50℃で乾燥する。乾燥後のこ
の生成物のIRスペクトルは、OH基の約50%がテト
ラヒドロピラニル基により保護されていることを示す。
スチレン)(分子量=10,000)と4部の3,4−
ジヒドロピランを90部のエチルアセタートに溶解させ
、窒素ガス下に0.15部の濃塩酸(36%溶液)を添
加し、溶液のIRスペクトルが、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)と2−テトラヒドロピラニル−4−エチルフ
ェニルエーテルの混合物(割合1:1)の溶液のそれと
合致するまで、室温において撹拌する。これによりフェ
ノール性基の50%がテトラヒドロピラニル基により保
護される。この生成物を1,500部のナフサに沈殿さ
れ、吸引濾別し、減圧下50℃で乾燥する。乾燥後のこ
の生成物のIRスペクトルは、OH基の約50%がテト
ラヒドロピラニル基により保護されていることを示す。
【0043】実施例1
平均分子量Mw10,000のポリ(p−ヒドロキシス
チレン)から上述のようにして製造され、フェノール性
ヒドロキシル基の50%が2−テトラヒドロピラニル基
で保護された95部の生成物と、トリフェニルスルホニ
ウムヘキサフルオルアルセナート5部と、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセタート250部から成る
フォトレジスト溶液を調製した。
チレン)から上述のようにして製造され、フェノール性
ヒドロキシル基の50%が2−テトラヒドロピラニル基
で保護された95部の生成物と、トリフェニルスルホニ
ウムヘキサフルオルアルセナート5部と、エチレングリ
コールモノメチルエーテルアセタート250部から成る
フォトレジスト溶液を調製した。
【0044】この溶液を0.2μmの孔隙径を有するフ
ィルターで濾過した。
ィルターで濾過した。
【0045】このレジスト溶液を、接着性増強剤として
ヘキサメチルジシラザンを塗布したシリコンウエーハ上
に、4000rpmで30秒間スピンコーティング法で
施こし約1μm厚さの層を形成した。このウエーハを8
0℃の加熱板上で3分間乾燥し、次いで画像を有するテ
ストマスクと密着させ、エキシマレーザ(λ=248n
m、E=35mW/cm2)を照射した。次いでウエー
ハを80℃で1分間加熱し、pH12.0−13.6の
現像液で処理した。感光度は80mJ/cm2であった
。
ヘキサメチルジシラザンを塗布したシリコンウエーハ上
に、4000rpmで30秒間スピンコーティング法で
施こし約1μm厚さの層を形成した。このウエーハを8
0℃の加熱板上で3分間乾燥し、次いで画像を有するテ
ストマスクと密着させ、エキシマレーザ(λ=248n
m、E=35mW/cm2)を照射した。次いでウエー
ハを80℃で1分間加熱し、pH12.0−13.6の
現像液で処理した。感光度は80mJ/cm2であった
。
【0046】顕著なダーク洗除部分(現像過程における
非露出部分の層の洗除部分)は認められなかった。
非露出部分の層の洗除部分)は認められなかった。
【0047】対比例1
実施例1における、50%が2−テトラヒドロピラニル
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部の代りに
、わずかに15%が2−テトラヒドロピラニル基により
保護されているフェノール性ヒドロキシ基を有するポリ
(p−ヒドロキシスチレン)95部を使用する以外は全
く同様の処理を反覆した。この場合の感光度は65mJ
/cm2であるが、ダーク洗除部分は約20%に達し、
到底使用に耐えるものではなかった。
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部の代りに
、わずかに15%が2−テトラヒドロピラニル基により
保護されているフェノール性ヒドロキシ基を有するポリ
(p−ヒドロキシスチレン)95部を使用する以外は全
く同様の処理を反覆した。この場合の感光度は65mJ
/cm2であるが、ダーク洗除部分は約20%に達し、
到底使用に耐えるものではなかった。
【0048】対比例2
実施例1における、50%が2−テトラヒドロピラニル
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部の代りに
、80%が2−テトラヒドロキシピラニルにより保護さ
れているフェノール性ヒドロキシル基を有するポリ(p
−ヒドロキシスチレン)95部を使用する以外は全く同
様の処理を反覆した。得られたレジストは100mJ/
cm2の感光度でポジチブ処理されたが、150mJ/
cm2の感光度でネガチブ作用、すなわち厚い残渣層を
示した。
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部の代りに
、80%が2−テトラヒドロキシピラニルにより保護さ
れているフェノール性ヒドロキシル基を有するポリ(p
−ヒドロキシスチレン)95部を使用する以外は全く同
様の処理を反覆した。得られたレジストは100mJ/
cm2の感光度でポジチブ処理されたが、150mJ/
cm2の感光度でネガチブ作用、すなわち厚い残渣層を
示した。
【0049】実施例2
実施例1におけるトリフェニルスルホニウムヘキサフル
オルアルセナート5部の代りにジフェニルイオドニウム
アルセナート5部を使用したほかは全く同様の処理を反
覆した。感光度は270mJ/cm2であった。
オルアルセナート5部の代りにジフェニルイオドニウム
アルセナート5部を使用したほかは全く同様の処理を反
覆した。感光度は270mJ/cm2であった。
【0050】実施例3
実施例1におけるトリフェニルスルホニウムヘキサフル
オルアルセナート5部の代りにトリス(4−ヒドロキシ
フェニル)スルホニウムトリファート5部を使用したほ
かは全く同様の処理を反覆した。感光度は90mJ/c
m2であった。
オルアルセナート5部の代りにトリス(4−ヒドロキシ
フェニル)スルホニウムトリファート5部を使用したほ
かは全く同様の処理を反覆した。感光度は90mJ/c
m2であった。
【0051】実施例4
実施例3における80℃の事後加熱を行わなかったほか
はこれと全く同様の処理を行なった。感光度は130m
J/cm2であった。
はこれと全く同様の処理を行なった。感光度は130m
J/cm2であった。
【0052】実施例5
実施例3における80℃の事後加熱の代りにこれを12
0℃で行なったほかは全く同様の処理を反覆した。感光
度は60mJ/cm2であった。
0℃で行なったほかは全く同様の処理を反覆した。感光
度は60mJ/cm2であった。
【0053】実施例6
実施例3において、50%が2−テトラヒドロピラニル
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部を使用し
たのに対し本例では97部を、またトリス(4−ヒドロ
キシフェニル)スルホニウムトリフラート5部を使用し
たのに対し本例では3部を使用したほかは全く同様の処
理を反覆した。感光度は100mJ/cm2であった。
基により保護されているフェノール性ヒドロキシル基を
有するポリ(p−ヒドロキシスチレン)95部を使用し
たのに対し本例では97部を、またトリス(4−ヒドロ
キシフェニル)スルホニウムトリフラート5部を使用し
たのに対し本例では3部を使用したほかは全く同様の処
理を反覆した。感光度は100mJ/cm2であった。
Claims (12)
- 【請求項1】 (a)水に不溶性であるがアルカリに
は可溶性の結合剤または結合剤混合物および(b)放射
線照射により強酸を形成する化合物を本質的に含有する
感放射線性混合物であって、組成分(a)がフェノール
樹脂であり、そのフェノール性ヒドロキシル基の20か
ら70%が基(I) 【化1】 (R1はアルキル、R2はアルキル、R3は水素もしく
はアルキルを意味し、あるいはR1とR2は合体して−
(CH2)m−を介して環を形成し、このmは3から6
の数値を表わす)により置換されていることを特徴とす
る感放射線性混合物。 - 【請求項2】 請求項(1)による感放射線性混合物
であって、組成分(a)がフェノール樹脂と他のノボラ
ックとの混合物であることを特徴とする混合物。 - 【請求項3】 請求項(1)による感放射線性混合物
であって、組成分(a)が平均分子量Mw200から2
00,000のポリ(p−ヒドロキシスチレン)あるい
はポリ(p−ヒドロキシ−α−メチルスチレン)であっ
て、そのヒドロキシル基の20から70%が上記基(I
)により置換されていることを特徴とする混合物。 - 【請求項4】 請求項(1)から(3)のいずれかに
よる感放射線性混合物であって、組成分(a)が基(I
I)および(III)、あるいは基(II)および(I
V) 【化2】 を有することを特徴とする混合物。 - 【請求項5】 請求項(1)から(4)のいずれかに
よる感放射線性混合物であって、組成分(a)が重合類
似反応で得られる、p−ヒドロキシスチレンと2−テト
ラヒドロピラニルオキシスチレンもしくは2−テトラヒ
ドロフラニルオキシスチレンとの共重合体であることを
特徴とする混合物。 - 【請求項6】 請求項(1)から(5)のいずれかに
よる感放射線性混合物であって、組成分(b)が式(V
)もしくは(VI) 【化3】 (Rα、RβおよびRγは相互に同じでも異なってもよ
くそれぞれ1から3個の炭素原子を有するアルキル、ア
リール、置換アリールあるいはアルアルキルを、【化4
】 のスルホニウム塩もしくはヨードニウム塩であることを
特徴とする混合物。 - 【請求項7】 請求項(6)による感放射線性混合物
であって、Rα、RβおよびRγの少なくとも1個が式
(VII) 【化5】 (Rδ、RεおよびRζは相互に同じでも異なってもよ
くそれぞれ水素、ヒドロキシル、ハロゲン、あるいはそ
れぞれ1から4個の炭素原子を有するアルキル、アシル
オキシもしくはアルコキシを意味する)で表わされる基
であることを特徴とする混合物。 - 【請求項8】 請求項(1)から(7)のいずれかに
よる感放射線性混合物であって、組成分(a)が80か
ら99重量%、組成分(b)が1から20重量%の量で
含有されていることを特徴とする混合物。 - 【請求項9】 請求項(1)から(8)のいずれかに
よる感放射線性混合物であって、放射線を吸収し、これ
を組成分(b)にもたらす増感剤を追加的に含有するこ
とを特徴とする混合物。 - 【請求項10】 請求項(1)から(9)のいずれか
による感放射線性混合物であって、1重量%までの接着
性増強剤、表面活性剤あるいは染料を追加的に含有する
ことを特徴とする混合物。 - 【請求項11】 請求項(1)から(10)のいずれ
かによる感放射線性混合物を使用することを特徴とする
感光性被覆材料を製造する方法。 - 【請求項12】 請求項(1)から(10)のいずれ
かによる感放射線性混合物を使用し、これを常法により
事前処理した基板上に0.1から5μmの厚さに施こし
、70から130℃で乾燥し、画像形成露光し、必要に
応じて70から160℃に加熱し、水性アルカリ液で現
像することを特徴とする、レリーフ構造を形成する方法
。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4007924A DE4007924A1 (de) | 1990-03-13 | 1990-03-13 | Strahlungsempfindliches gemisch |
DE4007924.4 | 1990-03-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04219757A true JPH04219757A (ja) | 1992-08-10 |
Family
ID=6402058
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3044834A Pending JPH04219757A (ja) | 1990-03-13 | 1991-03-11 | 感放射線性混合物 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6051370A (ja) |
EP (1) | EP0447868B1 (ja) |
JP (1) | JPH04219757A (ja) |
AT (1) | ATE139044T1 (ja) |
DE (2) | DE4007924A1 (ja) |
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