JPH04232953A - 新規縮合生成物、その製造方法およびこれを使用する感放射線混合物 - Google Patents
新規縮合生成物、その製造方法およびこれを使用する感放射線混合物Info
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- QIICOVQMFNWHTP-UHFFFAOYSA-N tris(4-ethoxycarbonyloxyphenyl)sulfanium Chemical class C1=CC(OC(=O)OCC)=CC=C1[S+](C=1C=CC(OC(=O)OCC)=CC=1)C1=CC=C(OC(=O)OCC)C=C1 QIICOVQMFNWHTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUWXFPUSCUUNPR-UHFFFAOYSA-O tris(4-hydroxyphenyl)sulfanium Chemical class C1=CC(O)=CC=C1[S+](C=1C=CC(O)=CC=1)C1=CC=C(O)C=C1 XUWXFPUSCUUNPR-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- RDCODPXHHPLMQI-UHFFFAOYSA-N tris[4-[(2-methylpropan-2-yl)oxycarbonyloxy]phenyl]sulfanium Chemical class C1=CC(OC(=O)OC(C)(C)C)=CC=C1[S+](C=1C=CC(OC(=O)OC(C)(C)C)=CC=1)C1=CC=C(OC(=O)OC(C)(C)C)C=C1 RDCODPXHHPLMQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G8/00—Condensation polymers of aldehydes or ketones with phenols only
- C08G8/38—Block or graft polymers prepared by polycondensation of aldehydes or ketones onto macromolecular compounds
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
- Materials For Photolithography (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
【0001】
【技術分野】本発明は新規な縮合生成物およびこれを使
用して得られるネガチブ処理感放射線性混合物に関する
ものである。この縮合生成物は非水溶性であるが、アル
カリ水溶液に可溶性であって、放射線被曝により強酸を
生成する化合物と組合わせて、紫外線、電子線およびX
線に感応し、ことにレジスト材料として適当な混合物を
もたらす。
用して得られるネガチブ処理感放射線性混合物に関する
ものである。この縮合生成物は非水溶性であるが、アル
カリ水溶液に可溶性であって、放射線被曝により強酸を
生成する化合物と組合わせて、紫外線、電子線およびX
線に感応し、ことにレジスト材料として適当な混合物を
もたらす。
【0002】
【従来技術】ネガチブ処理感放射線性混合物およびこれ
を使用して画像形成する方法すは公知である。感光性層
を画像形成露出し、必要に応じて追加的加熱処理するこ
とにより、この層の露出部分が、露出前には可溶性であ
った現像液に非溶性となるのが、ネガチブ処理フォトレ
ジストである。
を使用して画像形成する方法すは公知である。感光性層
を画像形成露出し、必要に応じて追加的加熱処理するこ
とにより、この層の露出部分が、露出前には可溶性であ
った現像液に非溶性となるのが、ネガチブ処理フォトレ
ジストである。
【0003】ネガチブ処理フォトレジストは、一般的に
結合剤のほかに光重合性化合物と光重合開始剤を含有す
る光重合可能の混合物を基礎とする。集積回路を製造す
るために最も頻繁に使用されるネガチブ処理フォトレジ
ストは、ほとんど例外なく、架橋可能組成分として部分
環化ポリイソプレンと、感光性、2官能性架橋剤として
ジアジド化合物を含有する。特に慣用されているジアジ
ド化合物は以下の構造Aを有するものである。
結合剤のほかに光重合性化合物と光重合開始剤を含有す
る光重合可能の混合物を基礎とする。集積回路を製造す
るために最も頻繁に使用されるネガチブ処理フォトレジ
ストは、ほとんど例外なく、架橋可能組成分として部分
環化ポリイソプレンと、感光性、2官能性架橋剤として
ジアジド化合物を含有する。特に慣用されているジアジ
ド化合物は以下の構造Aを有するものである。
【0004】
【化4】
最近、部分環化ポリブタジエンとジアジドから成るネガ
チブ処理フォトレジストも市販されている(Polym
、Eng、Sci、17(1977)、372における
Y.ヒラタ、M.イチガワ、K.ハラダの論稿参照)。
チブ処理フォトレジストも市販されている(Polym
、Eng、Sci、17(1977)、372における
Y.ヒラタ、M.イチガワ、K.ハラダの論稿参照)。
【0005】多くのネガチブ処理フォトレジストは、ま
た架橋反応として光二量体化にもとずいている。このよ
うなフォトレジストは、桂皮酸誘導体と、構造的にこれ
に関連しているカルコンを含有する。架橋反応は、本質
的に光誘起〔2+2〕環付加反応として行われ、シクロ
ブタンを形成する(Fortschr.Chem.Fo
rsch.13(1969)、227におけるJ.L.
R.ウィリアムズ、Photogr.Sci.Eng.
23(1979)、144におけるA.ライザー、P.
L.エガートン、J.Polym.Sci、B部、Po
lym.Lett、8(1970)、263におけるM
.カトーら、Photogr.Sci.Eng、23(
1979)207におけるM.カトーらの論稿参照)。
た架橋反応として光二量体化にもとずいている。このよ
うなフォトレジストは、桂皮酸誘導体と、構造的にこれ
に関連しているカルコンを含有する。架橋反応は、本質
的に光誘起〔2+2〕環付加反応として行われ、シクロ
ブタンを形成する(Fortschr.Chem.Fo
rsch.13(1969)、227におけるJ.L.
R.ウィリアムズ、Photogr.Sci.Eng.
23(1979)、144におけるA.ライザー、P.
L.エガートン、J.Polym.Sci、B部、Po
lym.Lett、8(1970)、263におけるM
.カトーら、Photogr.Sci.Eng、23(
1979)207におけるM.カトーらの論稿参照)。
【0006】比較的古くから知られていた光二量体化性
タイプのエポキシ樹脂が、ここ数年にわたりフォトレジ
ストとして使用されている(例えば西独特許出願公開1
447016 号、2342407 号、2553
346号、2449926 号各公報参照)。この樹
脂は光環付加反応をもたらす基、例えばカルコン基と、
次いで熱触媒下に架橋され得るエポキシ基を持っている
(1975年ニューヨークのマクグローヒル社刊「フォ
トレジスト」、英国特許892811号および米国特許
2852379号各明細書参照)。
タイプのエポキシ樹脂が、ここ数年にわたりフォトレジ
ストとして使用されている(例えば西独特許出願公開1
447016 号、2342407 号、2553
346号、2449926 号各公報参照)。この樹
脂は光環付加反応をもたらす基、例えばカルコン基と、
次いで熱触媒下に架橋され得るエポキシ基を持っている
(1975年ニューヨークのマクグローヒル社刊「フォ
トレジスト」、英国特許892811号および米国特許
2852379号各明細書参照)。
【0007】上述した構造(A)のジアミド化合物を含
有するネガチブ処理フォトレジストを除いては、光誘起
反応は近紫外線帯域(すなわち350から450nm)
においてのみ可能である。最近、短波長紫外線帯域用の
新しいジアミド化合物が見出されている。ケトン化合物
については、J.Elektrochem.Soc.1
28(1981)361を、硫黄含有ジアジド化合物に
ついては同文献127(1980)2759を参照され
度い。
有するネガチブ処理フォトレジストを除いては、光誘起
反応は近紫外線帯域(すなわち350から450nm)
においてのみ可能である。最近、短波長紫外線帯域用の
新しいジアミド化合物が見出されている。ケトン化合物
については、J.Elektrochem.Soc.1
28(1981)361を、硫黄含有ジアジド化合物に
ついては同文献127(1980)2759を参照され
度い。
【0008】また水性アルカリ液で現像可能、短波長紫
外線帯域でパターン形成可能のネガチブ処理フォトレジ
ストも公知である。これは結合剤としてポリ(p−ビニ
ルフェノールと、上述目的達成のための3,3′−ジア
ジドフェニルスルホンを使用している(IEEE T
rans.Electron Devices 2
8(1981)、1306、同上28(1981)、1
284参照)。さらに他の水性アルカリ液で現像可能の
ネガチブ処理フォトレジストはオニウム塩とメチルアク
リルアミドグリコラートメチルエーテルを含有する(P
olymers for high Tech.
ACS Symposium Series 3
46(1987)162−169におけるハルトらの論
稿参照)。この結合剤架橋は酸自触性縮合反応による。
外線帯域でパターン形成可能のネガチブ処理フォトレジ
ストも公知である。これは結合剤としてポリ(p−ビニ
ルフェノールと、上述目的達成のための3,3′−ジア
ジドフェニルスルホンを使用している(IEEE T
rans.Electron Devices 2
8(1981)、1306、同上28(1981)、1
284参照)。さらに他の水性アルカリ液で現像可能の
ネガチブ処理フォトレジストはオニウム塩とメチルアク
リルアミドグリコラートメチルエーテルを含有する(P
olymers for high Tech.
ACS Symposium Series 3
46(1987)162−169におけるハルトらの論
稿参照)。この結合剤架橋は酸自触性縮合反応による。
【0009】酸で硬化し得る材料と酸供与体としてヨー
ドニウムを含有する、さらに他の光重合性組成物が、西
独特許出願公開2602574号公報に記載されている
。
ドニウムを含有する、さらに他の光重合性組成物が、西
独特許出願公開2602574号公報に記載されている
。
【0010】このような酸自触架橋剤として、例えばフ
ェノール/ホルムアルデヒド樹脂の縮合における中間生
成物として得られるアリールメチロールは公知である(
Progr.Org.Coat.9(1981)、10
7、西独特許出願公開3247754号、ヨーロッパ特
許出願公開139309号、日本国特許出願公開昭63
−51424号各公報参照)。この酸自触架橋剤は、光
化学法によりパターン形成され得る記録材料にも使用さ
れ得る。ヨーロッパ特許出願公開282724号はポリ
(p−ヒドロキシスチレン)、酸供与体および2個もし
くはそれ以上のメチロール基を有する架橋剤を含有する
新規のネガチブ処理混合物、および上記ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)の代りにm−クレゾール/ホルムアル
デヒド樹脂も使用され得ることについて開示しているW
O−A−88/02878号公報は、同様の、結合剤と
してポリ(p−ヒドロキシスチレン)もしくはm−クレ
ゾール/ホルムアルデヒド樹脂を使用し、酸供与体とし
て1,2−キノンジアジドを、架橋剤として2,6−ジ
メチロール−p−クレゾールを使用する他のネガチブ処
理混合物を開示している。しかしながら、上述した各混
合物は以下のような欠点を持っている。すなわち、出発
物質が高コストであり、残渣層が形成され、あるいはm
−クレゾール/ホルムアルデヒド樹脂が短波長紫外線帯
域(λ≦300nm)において高光学密度(低伝導性)
を示すことである。従ってMID−UV帯域(λ≦30
0−380nm)において透過性である樹脂用としてm
−クレゾールおよびホルムアルデヒドを基礎とするノボ
ラックを使用するのが好ましい。熱架橋性化合物、尿素
もしくはウレタン/ホルムアルデヒド縮合物が、感光性
混合物用の架橋剤として開示されている(西独特許出願
公開3711264号公報)。
ェノール/ホルムアルデヒド樹脂の縮合における中間生
成物として得られるアリールメチロールは公知である(
Progr.Org.Coat.9(1981)、10
7、西独特許出願公開3247754号、ヨーロッパ特
許出願公開139309号、日本国特許出願公開昭63
−51424号各公報参照)。この酸自触架橋剤は、光
化学法によりパターン形成され得る記録材料にも使用さ
れ得る。ヨーロッパ特許出願公開282724号はポリ
(p−ヒドロキシスチレン)、酸供与体および2個もし
くはそれ以上のメチロール基を有する架橋剤を含有する
新規のネガチブ処理混合物、および上記ポリ(p−ヒド
ロキシスチレン)の代りにm−クレゾール/ホルムアル
デヒド樹脂も使用され得ることについて開示しているW
O−A−88/02878号公報は、同様の、結合剤と
してポリ(p−ヒドロキシスチレン)もしくはm−クレ
ゾール/ホルムアルデヒド樹脂を使用し、酸供与体とし
て1,2−キノンジアジドを、架橋剤として2,6−ジ
メチロール−p−クレゾールを使用する他のネガチブ処
理混合物を開示している。しかしながら、上述した各混
合物は以下のような欠点を持っている。すなわち、出発
物質が高コストであり、残渣層が形成され、あるいはm
−クレゾール/ホルムアルデヒド樹脂が短波長紫外線帯
域(λ≦300nm)において高光学密度(低伝導性)
を示すことである。従ってMID−UV帯域(λ≦30
0−380nm)において透過性である樹脂用としてm
−クレゾールおよびホルムアルデヒドを基礎とするノボ
ラックを使用するのが好ましい。熱架橋性化合物、尿素
もしくはウレタン/ホルムアルデヒド縮合物が、感光性
混合物用の架橋剤として開示されている(西独特許出願
公開3711264号公報)。
【0011】そこで、本発明の目的は、短波長紫外線帯
域において感光性を有し、アルカリ水溶液で現像され得
る層を形成するための、高活性の感放射線性組成物用の
結合剤として適当な新規縮合物を提供することである。
域において感光性を有し、アルカリ水溶液で現像され得
る層を形成するための、高活性の感放射線性組成物用の
結合剤として適当な新規縮合物を提供することである。
【0012】
【発明の要約】しかるに、上述の目的は以下の式(I)
【0013】
【化5】
で表され、Rが水素あるいは酸不安定基を意味し、R1
、R2、R3が互いに同じでも異なってもよく、それぞ
れ水素、OH、炭素原子1から4個のアルキルあるいは
ポリマー連鎖に結合するラジカル基を意味し、R1から
R3の1個がポリマー連鎖に結合されている1個あるい
は複数の基を有し、フェノール基を有するポリマーと、
ジメチロールもしくはポリメチロール化合物とから、酸
の存在下に得られることを特徴とする縮合生成物により
達成されることが本発明者らにより見出された。
、R2、R3が互いに同じでも異なってもよく、それぞ
れ水素、OH、炭素原子1から4個のアルキルあるいは
ポリマー連鎖に結合するラジカル基を意味し、R1から
R3の1個がポリマー連鎖に結合されている1個あるい
は複数の基を有し、フェノール基を有するポリマーと、
ジメチロールもしくはポリメチロール化合物とから、酸
の存在下に得られることを特徴とする縮合生成物により
達成されることが本発明者らにより見出された。
【0014】この新規縮合生成物を形成するため、フェ
ノール基含有ポリマーとしては、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)を、ジメチロールもしくはポリメチロールと
しては2,6−ジメチロール−p−クレゾールを、また
縮合反応のための酸としては燐酸を使用するのが好まし
い。
ノール基含有ポリマーとしては、ポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)を、ジメチロールもしくはポリメチロールと
しては2,6−ジメチロール−p−クレゾールを、また
縮合反応のための酸としては燐酸を使用するのが好まし
い。
【0015】この本発明による縮合生成物は、一般に2
00から100,000、ことに1,000から50,
000の平均分子量MWを有する。
00から100,000、ことに1,000から50,
000の平均分子量MWを有する。
【0016】本発明はさらにポリ(p−ヒドロキシスチ
レン)を、酸、ことに燐酸の存在下、50から130℃
の温度で、極性溶媒中において、2,6−ジメチロール
−p−クレゾールと縮合させることにより、上述の新規
縮合物を製造する方法に関する。
レン)を、酸、ことに燐酸の存在下、50から130℃
の温度で、極性溶媒中において、2,6−ジメチロール
−p−クレゾールと縮合させることにより、上述の新規
縮合物を製造する方法に関する。
【0017】本発明は、ことに(a)水に不溶性である
がアルカリ水溶液に可溶性である結合剤もしくは結合剤
混合物と、(b)放射線被曝により強酸を形成する化合
物とを本質的に含有し、請求項(1)による縮合生成物
を上記組成分(a)として使用することを特徴とする感
放射線性混合物に関する。
がアルカリ水溶液に可溶性である結合剤もしくは結合剤
混合物と、(b)放射線被曝により強酸を形成する化合
物とを本質的に含有し、請求項(1)による縮合生成物
を上記組成分(a)として使用することを特徴とする感
放射線性混合物に関する。
【0018】この新規の感放射線混合物において、結合
剤(a)は感放射線性混合物の総量に対して80から9
9.5重量%の割合で含有されるのが好ましい。
剤(a)は感放射線性混合物の総量に対して80から9
9.5重量%の割合で含有されるのが好ましい。
【0019】この新規感放射線性混合物は、以下の式(
II)もしくは(III)
II)もしくは(III)
【0020】
【化6】
で表され、式中Rα、RβおよびRγが互いに同じでも
異なってもよく、それぞれアルキル、アリール、アルア
ルキルあるいは
異なってもよく、それぞれアルキル、アリール、アルア
ルキルあるいは
【0021】
【化7】
(Rδ、Rε、Rζは互いに同じでも異なってもよく、
それぞれH、OH、ハロゲンあるいはアルコキシを意味
する)を意味し、
それぞれH、OH、ハロゲンあるいはアルコキシを意味
する)を意味し、
【0022】
【外2】
を意味するオニウム塩を、放射線被曝により強酸を形成
する化合物(b)として感放射線性混合物(a)+(b
)に対して0.5から20重量%の量において含有する
のが好ましい。
する化合物(b)として感放射線性混合物(a)+(b
)に対して0.5から20重量%の量において含有する
のが好ましい。
【0023】新規感放射線性混合物は、さらに追加的に
放射線を吸収して組成物(b)に転化される増感剤(b
)と、さらに必要に応じ組成分(a)+(b)総量に対
して1重量%を超えない表面活性剤あるいは染料を含有
してもよい。
放射線を吸収して組成物(b)に転化される増感剤(b
)と、さらに必要に応じ組成分(a)+(b)総量に対
して1重量%を超えない表面活性剤あるいは染料を含有
してもよい。
【0024】本発明は、さらに上述の感放射線性混合物
を常法により予備処理された基板上に0.1から5μm
の厚さに成層し、70から120℃で乾燥し、画像形成
露出し、60から160℃に加熱し、アルカリ水溶液で
現像してレリーフパターンを形成する方法に関する。
を常法により予備処理された基板上に0.1から5μm
の厚さに成層し、70から120℃で乾燥し、画像形成
露出し、60から160℃に加熱し、アルカリ水溶液で
現像してレリーフパターンを形成する方法に関する。
【0025】新規縮合生成物は、容易に再現可能の態様
で製造されることができ、新規感放射線性混合物におけ
る結合剤として極めて有利な構造的特性を有し、ことに
これをさらに処理してフォトレジストとして、特にサブ
ハーフミクロン帯域において極めて高い解像力と、遅延
時間効果の本質的な減縮効力を示す。ここで云う遅延時
間効果とは、画像形成露とその後の焼付けとの間に露出
部分から非露出部分への露出により形成される酸電子の
拡散に基づいて認められる効果である。
で製造されることができ、新規感放射線性混合物におけ
る結合剤として極めて有利な構造的特性を有し、ことに
これをさらに処理してフォトレジストとして、特にサブ
ハーフミクロン帯域において極めて高い解像力と、遅延
時間効果の本質的な減縮効力を示す。ここで云う遅延時
間効果とは、画像形成露とその後の焼付けとの間に露出
部分から非露出部分への露出により形成される酸電子の
拡散に基づいて認められる効果である。
【0026】
【発明の構成】以下に新規縮合生成物、これを含有する
感放射線性混合物を形成する構成分ならびにこれらを製
造するための各条件につき具体的に説明する。
感放射線性混合物を形成する構成分ならびにこれらを製
造するための各条件につき具体的に説明する。
【0027】すでに述べたように、本発明縮合生成物は
、酸の存在下において、フェノール基含有ポリマーと、
ジメチロールもしくはポリメチロール化合物とから製造
されることができ、以下の式(I)で表される基を1個
あるいは複数個有する。
、酸の存在下において、フェノール基含有ポリマーと、
ジメチロールもしくはポリメチロール化合物とから製造
されることができ、以下の式(I)で表される基を1個
あるいは複数個有する。
【0028】
【化8】
式中のRは水素あるいは酸不安定基、例えばアセチル、
エトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、
ことに水素を、R1、R2、R3は互いに同じでも異な
ってもよく、それぞれ水素、OH、炭素原子1から4個
のアルキル、ことにメチル、ポリマー連鎖に結合される
基を意味する。ただしR1からR3の1個だけはポリマ
ー連鎖に結合されている。
エトキシカルボニル、tert−ブトキシカルボニル、
ことに水素を、R1、R2、R3は互いに同じでも異な
ってもよく、それぞれ水素、OH、炭素原子1から4個
のアルキル、ことにメチル、ポリマー連鎖に結合される
基を意味する。ただしR1からR3の1個だけはポリマ
ー連鎖に結合されている。
【0029】フェノール基を有することに適当なポリマ
ーは、平均分子量MW200から100,000、こと
に1,000から50,000のポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)である。
ーは、平均分子量MW200から100,000、こと
に1,000から50,000のポリ(p−ヒドロキシ
スチレン)である。
【0030】またジメチロールもしくはポリメチロール
化合物としては、芳香族環に結合された2から4個の、
ことに2個のメチロール基を有するものが好ましく、こ
とに2,6−ジメチロール−p−クレゾールおよび2,
6−ジメチロール−p−エチルフェノールが好ましい。
化合物としては、芳香族環に結合された2から4個の、
ことに2個のメチロール基を有するものが好ましく、こ
とに2,6−ジメチロール−p−クレゾールおよび2,
6−ジメチロール−p−エチルフェノールが好ましい。
【0031】フェノール基含有ポリマーとジメチロール
もしくはポリメチロール化合物とは、ジもしくはメチロ
ール化合物およびポリ(p−ヒドロキシスチレン)の合
計量に対して、5から50重量%のジメチロールもしく
はポリメチロール化合物を使用して、反応せしめられる
。
もしくはポリメチロール化合物とは、ジもしくはメチロ
ール化合物およびポリ(p−ヒドロキシスチレン)の合
計量に対して、5から50重量%のジメチロールもしく
はポリメチロール化合物を使用して、反応せしめられる
。
【0032】本発明によるこの縮合は、酸の存在下に行
われる。通常使用される酸、例えば塩酸、p−トルエン
スルホン酸がこの目的に対して適当である。ことに燐酸
が好ましく、ジもしくはポリメチロール化合物およびポ
リ(p−ヒドロキシスチレン)合計量に対して5から5
0重量%の量で使用するのが好ましい。
われる。通常使用される酸、例えば塩酸、p−トルエン
スルホン酸がこの目的に対して適当である。ことに燐酸
が好ましく、ジもしくはポリメチロール化合物およびポ
リ(p−ヒドロキシスチレン)合計量に対して5から5
0重量%の量で使用するのが好ましい。
【0033】縮合反応は、加熱下、例えば50から13
0℃、ことに70から100℃の温度で、極性有機溶媒
、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル中にお
いて、慣用の混合ないし撹拌容器を使用して行われる。
0℃、ことに70から100℃の温度で、極性有機溶媒
、例えばエチレングリコールモノメチルエーテル中にお
いて、慣用の混合ないし撹拌容器を使用して行われる。
【0034】縮合生成物は上述したように200から1
00,000g/モル、ことに1,000から50,0
00g/モルの平均分子量MWを有する。
00,000g/モル、ことに1,000から50,0
00g/モルの平均分子量MWを有する。
【0035】この新規縮合物は本質的に水に不溶性であ
るが、アルカリ水溶液に可溶性であり、ことに感放射線
性混合物用の結合剤として有利に使用され得る。
るが、アルカリ水溶液に可溶性であり、ことに感放射線
性混合物用の結合剤として有利に使用され得る。
【0036】この目的に使用される縮合生成物(a)は
、放射線被曝により強酸を形成する化合物(b)と組合
わされる。
、放射線被曝により強酸を形成する化合物(b)と組合
わされる。
【0037】この放射線被曝により強酸を形成する化合
物としては、このような特性を示し、従って酸供与体と
して有効であればどのような化合物でもよい。しかしな
がら、短波長紫外線露出用としてはヨードニウム、こと
にスルホニウムが好ましい。これは以下の式(II)、
(III)で示される。
物としては、このような特性を示し、従って酸供与体と
して有効であればどのような化合物でもよい。しかしな
がら、短波長紫外線露出用としてはヨードニウム、こと
にスルホニウムが好ましい。これは以下の式(II)、
(III)で示される。
【0038】
【化9】
式中のRα、Rβ、Rγは互いに同じでも異なってもよ
く、それぞれアルキル、炭素原子1から5個、ことに1
もしくは2個を有するもの、アリール、例えばフェニル
、アルアルキル、例えばベンジルあるいは
く、それぞれアルキル、炭素原子1から5個、ことに1
もしくは2個を有するもの、アリール、例えばフェニル
、アルアルキル、例えばベンジルあるいは
【0039】
【化10】
を意味する。
【0040】上記式中のRδ、Rε、Rζは互いに同じ
でも異なってもよく、それぞれ水素、OH、塩素、臭素
のようなハロゲン、炭素原子1から5個のアルキル、こ
とにメチル、tert−ブチル、炭素原子1から5個の
アルコキシ、ことにメトキシを意味し、
でも異なってもよく、それぞれ水素、OH、塩素、臭素
のようなハロゲン、炭素原子1から5個のアルキル、こ
とにメチル、tert−ブチル、炭素原子1から5個の
アルコキシ、ことにメトキシを意味し、
【0041】
【外3】
を意味する。
【0042】ことに適当な化合物(b)としては、トリ
フェニルスルホニウム塩、ジフェニルヨードニウム塩、
トリス−(4−ヒドロキシフェニル)−スルホニウム塩
、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、トリス−(4−tert−ブトキシカルボ
ニルオキシフェニル)−スルホニウム塩、トリス−(4
−エチルオキシカルボニルオキシフェニル)−スルホニ
ウム塩が挙げられ、それぞれの対イオン
フェニルスルホニウム塩、ジフェニルヨードニウム塩、
トリス−(4−ヒドロキシフェニル)−スルホニウム塩
、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、トリス−(4−tert−ブトキシカルボ
ニルオキシフェニル)−スルホニウム塩、トリス−(4
−エチルオキシカルボニルオキシフェニル)−スルホニ
ウム塩が挙げられ、それぞれの対イオン
【0043】
【外4】
また化合物(b)の混合物も使用され得る。
【0044】感放射線性混合物(a)+(b)総量に対
して、組成分(b)は一般に0.5から20重量%、こ
とに2から10重量%含有され、従って組成分(a)は
一般に80から99.5重量%、ことに90から98重
量%含有される。
して、組成分(b)は一般に0.5から20重量%、こ
とに2から10重量%含有され、従って組成分(a)は
一般に80から99.5重量%、ことに90から98重
量%含有される。
【0045】長波長紫外線から可視光線までの帯域にお
ける感光性をもたらすために、必要に応じ少量の増感剤
を添加してもよい。このためにピレン、ペリレンのよう
な多環芳香族化合物が使用されるが、増感剤作用を有す
る染料も使用され得る。
ける感光性をもたらすために、必要に応じ少量の増感剤
を添加してもよい。このためにピレン、ペリレンのよう
な多環芳香族化合物が使用されるが、増感剤作用を有す
る染料も使用され得る。
【0046】また組成分(a)+(B)全量に対して1
重量%を超えない量の接着性増強剤、湿潤剤、染料、可
塑剤を添加してもよい。
重量%を超えない量の接着性増強剤、湿潤剤、染料、可
塑剤を添加してもよい。
【0047】本発明混合物は、固体分が5から40重量
%となるように有機溶媒中に溶解せしめられる。この溶
媒としては脂肪族のケトン、エーテル、エステル、芳香
族炭化水素、これらの混合溶媒が適当である。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−プロパノールのようなアルキレングリコ
ールモノアルキルエーテル、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
タートのようなアルキレングリコールアルキルエーテル
エステル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチ
ルエチルケトンのようなケトン、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溶
媒がことに好ましい。溶媒の選択、混合は、フェノール
基を有するポリマーないしノボラック、感光性組成分と
してどのようなものを選ぶかにより行われる。
%となるように有機溶媒中に溶解せしめられる。この溶
媒としては脂肪族のケトン、エーテル、エステル、芳香
族炭化水素、これらの混合溶媒が適当である。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−プロパノールのようなアルキレングリコ
ールモノアルキルエーテル、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
タートのようなアルキレングリコールアルキルエーテル
エステル、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、メチ
ルエチルケトンのようなケトン、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溶
媒がことに好ましい。溶媒の選択、混合は、フェノール
基を有するポリマーないしノボラック、感光性組成分と
してどのようなものを選ぶかにより行われる。
【0048】レリーフ画像ないしパターンを形成するた
めの、本発明による新規方法において、感放射線性混合
物から成る感放射線性記録層は、露出部分の水性アルカ
リ溶媒に対する溶解性が60から160℃に加熱するこ
とにより低減し、被露出部分がこのアルカリ性現像液に
より選択的に洗除され得る。
めの、本発明による新規方法において、感放射線性混合
物から成る感放射線性記録層は、露出部分の水性アルカ
リ溶媒に対する溶解性が60から160℃に加熱するこ
とにより低減し、被露出部分がこのアルカリ性現像液に
より選択的に洗除され得る。
【0049】上述したように本発明による感放射線性混
合物は半導体素子のレリーフパターンを形成するための
フォトレジストとしてことに適当である。
合物は半導体素子のレリーフパターンを形成するための
フォトレジストとしてことに適当である。
【0050】この感放射線性混合物を含有するフォトレ
ジスト溶液は、約0.2μm径の網目を有するフィルタ
ーで濾過され、例えば表面酸化処理したシリコンウエー
ハのような基板上に、1,000から10,000rp
mのスピンコーティングにより厚さ0.1から5μm、
ことに0.5から1.5μmの層を形成し、乾燥(70
から120℃、ことに80から90℃で1から5分)し
、例えばクローム鍍金したパターン石英マスクを介して
画像形成露出される。適当な光源は波長200から30
0ナノメートルの短波長紫外線(ディープUV)、電子
ビームあるいはX線である。水銀灯およびKrF(λ=
248nm)のエキシマレーザがことに好ましい。画像
形成露出後、必要に応じさらに60から160℃で2秒
から5分間事後焼付け後、慣用の、一般にpH値12か
ら14のアルカリ性現像液で現像し、露出部分材料の洗
除をほとんど伴わずに非露出部分を選択的に洗除する。 解像力はサブミクロン範囲である。この新規の感放射線
性混合物から成る1μmの層に必要な露出エネルギーは
、一般的に50から200mJ/cm2である。
ジスト溶液は、約0.2μm径の網目を有するフィルタ
ーで濾過され、例えば表面酸化処理したシリコンウエー
ハのような基板上に、1,000から10,000rp
mのスピンコーティングにより厚さ0.1から5μm、
ことに0.5から1.5μmの層を形成し、乾燥(70
から120℃、ことに80から90℃で1から5分)し
、例えばクローム鍍金したパターン石英マスクを介して
画像形成露出される。適当な光源は波長200から30
0ナノメートルの短波長紫外線(ディープUV)、電子
ビームあるいはX線である。水銀灯およびKrF(λ=
248nm)のエキシマレーザがことに好ましい。画像
形成露出後、必要に応じさらに60から160℃で2秒
から5分間事後焼付け後、慣用の、一般にpH値12か
ら14のアルカリ性現像液で現像し、露出部分材料の洗
除をほとんど伴わずに非露出部分を選択的に洗除する。 解像力はサブミクロン範囲である。この新規の感放射線
性混合物から成る1μmの層に必要な露出エネルギーは
、一般的に50から200mJ/cm2である。
【0051】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パーセント
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パーセント
は特に明示されない限り重量に関するものである。
【0052】実施例1
(a)新規縮合物の製造
20部のポリ−(p−ヒドロキシスチレン)(MW約8
,000)、 4部の2,6−ジメチロール−p−クレゾール、6部の
H3PO4(85%濃度水溶液)、100部のエチレン
グリコールモノエチルエーテルをFeCl3 テスト
で結果がネガチブとなるまで約1時間窒素ガス導入下に
還流させた。この溶液を0.5%濃度のアンモニア水溶
液2,000部中に投入し、生成沈澱物を濾別し、蒸留
水で洗浄し、乾燥凍結により乾燥した。
,000)、 4部の2,6−ジメチロール−p−クレゾール、6部の
H3PO4(85%濃度水溶液)、100部のエチレン
グリコールモノエチルエーテルをFeCl3 テスト
で結果がネガチブとなるまで約1時間窒素ガス導入下に
還流させた。この溶液を0.5%濃度のアンモニア水溶
液2,000部中に投入し、生成沈澱物を濾別し、蒸留
水で洗浄し、乾燥凍結により乾燥した。
【0053】(b)新規感放射線性混合物の製造および
これから形成された層におけるパターン形成上記(a)
項の縮合物95部、トリ−(p−ヒドロキシフェニル)
−スルホニウム−ヘキサフルオルアルセナート5部およ
びメチルグリコールアセタート300部からフォトレジ
スト溶液を調製した。
これから形成された層におけるパターン形成上記(a)
項の縮合物95部、トリ−(p−ヒドロキシフェニル)
−スルホニウム−ヘキサフルオルアルセナート5部およ
びメチルグリコールアセタート300部からフォトレジ
スト溶液を調製した。
【0054】この溶液を0.2μm径網目のフィルター
で濾過し、酸化シリコンウエーハ上にスピンコーティン
グにより1μm厚さの層を形成し、ホットプレート上で
90℃において1分間乾燥し、接触法でテストマスクを
介し波長248nmのエキシマレーザに2秒間露出した
。次いでこのウエーハを120℃で1分間加熱し、pH
12.5−14.5の現像液で現像した。1μm層の感
度は10mJ/cm2であった。
で濾過し、酸化シリコンウエーハ上にスピンコーティン
グにより1μm厚さの層を形成し、ホットプレート上で
90℃において1分間乾燥し、接触法でテストマスクを
介し波長248nmのエキシマレーザに2秒間露出した
。次いでこのウエーハを120℃で1分間加熱し、pH
12.5−14.5の現像液で現像した。1μm層の感
度は10mJ/cm2であった。
【0055】実施例2
実施例1aの縮合物95部、トリ−(p−ヒドロキシフ
ェニル)−スルホニウムトリフラート5部およびメチル
グリコールアセタート300部からフォトレジスト溶液
を調製し、さらに処理して、実施例1と同様にテストし
た。感度(1μm層厚さ)は15mJ/cm2であった
。
ェニル)−スルホニウムトリフラート5部およびメチル
グリコールアセタート300部からフォトレジスト溶液
を調製し、さらに処理して、実施例1と同様にテストし
た。感度(1μm層厚さ)は15mJ/cm2であった
。
【0056】実施例3
実施例1aの縮合物92部、p−(ヒドロキシフェニル
)−ジメチルスルホニウム−ヘキサフルオルホスホファ
ート8部およびメチルグリコールアセタート300部か
らフォトレジスト溶液を調製し、さらに処理して同様に
テストした。感度(1μm層厚さ)は、65mJ/cm
2であった。
)−ジメチルスルホニウム−ヘキサフルオルホスホファ
ート8部およびメチルグリコールアセタート300部か
らフォトレジスト溶液を調製し、さらに処理して同様に
テストした。感度(1μm層厚さ)は、65mJ/cm
2であった。
【0057】実施例4
遅延時間効果のテスト
実施例2で得られた被覆ウエーハを、画像形成露出直後
に120℃で1分間加熱し、10分、20分、30分、
60分および2時間それぞれ室温貯蔵してから現像した
。感度およびパターンには、本質的変化は認められなか
った。
に120℃で1分間加熱し、10分、20分、30分、
60分および2時間それぞれ室温貯蔵してから現像した
。感度およびパターンには、本質的変化は認められなか
った。
Claims (8)
- 【請求項1】 以下の式(I) 【化1】 で表され、Rが水素あるいは酸不安定基を意味し、R1
、R2、R3が互いに同じでも異なってもよく、それぞ
れ水素、OH、炭素原子1から4個のアルキルあるいは
ポリマー連鎖に結合するラジカル基を意味し、R1から
R3の1個がポリマー連鎖に結合されている1個あるい
は複数の基を有し、フェノール基を有するポリマーと、
ジメチロールもしくはポリメチロール化合物とから、酸
の存在下に得られることを特徴とする縮合生成物。 - 【請求項2】 請求項(1)による縮合生成物であっ
て、上記フェノール基含有ポリマーとして、ポリ(p−
ヒドロキシスチレン)が使用されることを特徴とする縮
合生成物。 - 【請求項3】 請求項(1)あるいは(2)による縮
合生成物であって、上記ジもしくはポリメチロール化合
物として、2,6−ジメチロール−p−クレゾールが使
用されることを特徴とする縮合生成物。 - 【請求項4】 請求項(1)から(3)のいずれかに
よる縮合生成物であって、縮合のために使用される上記
酸が燐酸であることを特徴とする縮合生成物。 - 【請求項5】 酸、ことに燐酸の存在下、50から1
30℃の温度で、極性溶媒中においてポリ(p−ヒドロ
キシスチレン)を2,6−ジメチロール−p−クレゾー
ルと縮合させることを特徴とする、請求項(1)から(
4)のいずれかによる縮合生成物の製造方法。 - 【請求項6】 (a)水に不溶性であるがアルカリ水
溶液に可溶性である結合剤もしくは結合剤混合物と、(
b)放射線被曝により強酸を形成する化合物とを本質的
に含有し、請求項(1)による縮合生成物を上記組成分
(a)として使用することを特徴とする感放射線性混合
物。 - 【請求項7】 請求項(6)による感放射線性混合物
であって、以下の式(II)もしくは(III)【化2
】 で表され、式中Rα、RβおよびRγが互いに同じでも
異なってもよく、それぞれアルキル、アリール、アルア
ルキルあるいは 【化3】 (Rδ、Rε、Rζは互いに同じでも異なってもよく、
それぞれH、OH、ハロゲンあるいはアルコキシを意味
する)を意味し、 【外1】 を意味するオニウム塩を、放射線被曝により強酸を形成
する化合物(b)として使用することを特徴とする感放
射線性混合物。 - 【請求項8】 請求項(6)による感放射線性混合物
を使用して、これを常法により予備処理された基板上に
0.1から5μmの厚さに成層し、70から120℃で
乾燥し、画像形成露出し、60から160℃に加熱し、
アルカリ水溶液で現像してレリーフパターンを形成する
方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4017523.5 | 1990-05-31 | ||
DE19904017523 DE4017523A1 (de) | 1990-05-31 | 1990-05-31 | Kondensationsprodukt und damit hergestelltes strahlungsempfindliches gemisch |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04232953A true JPH04232953A (ja) | 1992-08-21 |
Family
ID=6407543
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3121219A Withdrawn JPH04232953A (ja) | 1990-05-31 | 1991-05-27 | 新規縮合生成物、その製造方法およびこれを使用する感放射線混合物 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0459260A3 (ja) |
JP (1) | JPH04232953A (ja) |
DE (1) | DE4017523A1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04165359A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Hitachi Ltd | パターン形成法 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5550004A (en) * | 1992-05-06 | 1996-08-27 | Ocg Microelectronic Materials, Inc. | Chemically amplified radiation-sensitive composition |
US5340687A (en) * | 1992-05-06 | 1994-08-23 | Ocg Microelectronic Materials, Inc. | Chemically modified hydroxy styrene polymer resins and their use in photoactive resist compositions wherein the modifying agent is monomethylol phenol |
WO1995010073A1 (en) * | 1993-10-04 | 1995-04-13 | Hoechst Celanese Corporation | Novolak/polyhydroxystyrene copolymer and photoresist compositions |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01501176A (ja) * | 1986-10-20 | 1989-04-20 | マクダーミッド,インコーポレーテッド | 像反転可能なシステム及びプロセス |
DE3721741A1 (de) * | 1987-07-01 | 1989-01-12 | Basf Ag | Strahlungsempfindliches gemisch fuer lichtempfindliche beschichtungsmaterialien |
DE3935876A1 (de) * | 1989-10-27 | 1991-05-02 | Basf Ag | Strahlungsempfindliches gemisch |
-
1990
- 1990-05-31 DE DE19904017523 patent/DE4017523A1/de not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-05-18 EP EP19910108090 patent/EP0459260A3/de not_active Withdrawn
- 1991-05-27 JP JP3121219A patent/JPH04232953A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH04165359A (ja) * | 1990-10-30 | 1992-06-11 | Hitachi Ltd | パターン形成法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE4017523A1 (de) | 1991-12-05 |
EP0459260A2 (de) | 1991-12-04 |
EP0459260A3 (en) | 1993-01-07 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
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