JPH1048833A - 反射防止膜材料用組成物 - Google Patents
反射防止膜材料用組成物Info
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- JPH1048833A JPH1048833A JP8208630A JP20863096A JPH1048833A JP H1048833 A JPH1048833 A JP H1048833A JP 8208630 A JP8208630 A JP 8208630A JP 20863096 A JP20863096 A JP 20863096A JP H1048833 A JPH1048833 A JP H1048833A
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Abstract
において、下地基板からの反射による悪影響の低減に有
効な反射防止膜材料用組成物、ならびに該反射防止膜材
料用組成物を用いるレジストパターン形成法を提供す
る。 【解決手段】 特定の構造の繰り返し単位を有する高分
子化合物を含むことを特徴とする反射防止膜材料用組成
物。
Description
るリソグラフィープロセスにおいて、下地基板からの反
射による悪影響の低減に有効な反射防止膜材料用組成
物、ならびに該反射防止膜材料用組成物を用いるレジス
トパターン形成法に関するものである。
ガラス、セラミックもしくは金属等の基板上にスピン塗
布法もしくはローラー塗布法で0.5〜2μmの厚みに
塗布される。その後、加熱、乾燥し、露光マスクを介し
て回路パターン等を紫外線等の放射線により焼き付け、
必要により露光後ベークを施してから現像して画像が形
成される。さらにこの画像をマスクとしてエッチングす
ることにより、基板上にパターン状の加工を施す事がで
きる。代表的な応用分野にはIC等の半導体製造工程、
液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、その他のフ
ォトファブリケーション工程等がある。
において、寸法の微細化に伴い基板面からの光反射の防
止が重要課題になってきている。従来この目的には吸光
剤入りフォトレジストが用いられてきたが、解像力を損
なうという問題点があった。そこでフォトレジストと基
板の間に反射防止膜(Bottom Anti-Reflective Coatin
g、BARC)を設ける方法が広く検討されるようになって
きた。反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒
化チタン、酸化クロム、カーボン、α−シリコン等の無
機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型が知
られている。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装
置、スパッタリング装置等の設備を必要とするのに対
し、後者は特別の設備を必要としない点で有利とされ、
数多くの検討が行われている。
公平7−69611号公報記載のジフェニルアミン誘導
体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、ア
ルカリ可溶樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許第5
294680号明細書記載の無水マレイン酸共重合体と
ジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号
公報記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架
橋剤を含有するもの、特開平6−118656号公報記
載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に
有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−8711
5号公報記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系
吸光剤からなるものが挙げられる。
性として、放射線に対して大きな吸光度を有すること、
レジスト溶剤に不溶であること(レジスト層とのインタ
ーミキシングが起こらないこと)、レジストに比べて大
きなドライエッチング速度を有すること等があり、この
事は例えばProc.SPIE,Vol.2195,225-229(1994)にも記載
されている。
れらの要求全てを満たすものではなく、その改良が望ま
れていた。例えばレジスト層とのインターミキシングを
防ぐ為、反射防止膜に熱架橋性機能の導入が必要だが、
これまでの反射防止膜では吸光剤もしくは吸光性基とは
独立に架橋機能が導入されていたため、架橋性を高めよ
うとすると、吸光度の低下を招くという問題点があっ
た。また架橋系にカルボン酸基のようなアルカリ浸透性
を高める官能基を含むものは、アルカリ性水溶液による
現像を行った場合、反射防止膜の膨潤を招き、レジスト
パターン形状の悪化を招くという問題を有する。
は、反射光防止効果が高く、レジスト層とのインターミ
キシングが起こらず、優れたレジストパターンが得ら
れ、レジストに比べて大きなドライエッチング速度を有
する反射防止膜材料用組成物、並びにレジストパターン
形成法を提供することにある。
し単位を有する高分子化合物を含むことを特徴とする反
射防止膜材料用組成物。
単結合、あるいは−CO2 −、−CONH−、−O−、
−CO−、−SO2 −のうち少なくとも1つの連結基を
介していてもよい、アルキレン基、アリーレン基、アラ
ルキレン基、−CO2 −A−、−CONH−A−、−O
−A−、−CO−A−、−SO2 −A−(ここで、Aは
置換基を有していてもよい炭素数6〜14個の芳香環基
を表す。)であり、Pが(n+1)価のフェニレン基、
ナフチレン基又はアンスリレン基であり、Yが水素原
子、−OH、−OR4 、−N(R5 )(R6 )又は−S
R4 (ここで、R4 は炭素数1〜20個の炭化水素基を
表し、R5 、R6 は各々おなじであっても異っていても
よく、水素原子又は炭素数1〜20個の炭化水素基を表
す)であることを特徴とする上記(1)に記載の反射防
止膜材料用組成物。 (3) 上記(1)又は(2)に記載の反射防止膜材料
用組成物を基板上に塗布後ベークして反射防止膜を硬化
させた後、その上にパターン状にフォトレジスト層を形
成することを特徴とするレジストパターン形成方法。
(2)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物R
1 、R2 として好ましくは各々水素原子又はメチル基で
ある。Xは単結合又は2価の有機連結基を表す。Xは好
ましくは単結合、もしくは途中に−CO2 −、−CON
H−、−O−、−CO−、−SO2 −を一つ以上有して
いてもよいアルキレン基、アリーレン基、アラルキレン
基、−CO2 −A−、−CONH−A−、−O−A−、
−CO−A−、−SO2 −A−から選ばれた連結基であ
る(Aは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環
等の置換基を有していてもよい炭素数が6〜14個であ
る芳香環基を表す。)。ここで、アリーレン基としては
フェニレン基、ナフチレン基、アンスリレン基等が挙げ
られ、アラルキレン基としては−C6 H4 −CH2 −、
−C10H6 −CH2 −、−C14H 8 −CH2 −等が挙げ
られる。Pは、炭素数6〜14個の(n+1)価の芳香
環基を表し、好ましくは(n+1)価のフェニレン基、
ナフチレン基、アンスリレン基から選ばれた芳香環基で
ある。
好ましくは水素原子、−OH、−OR4 、−N(R5 )
(R6 )、−SR4 から選ばれる基である。R4 は炭素
数が1〜20個の炭化水素基を表し、好ましく炭素数1
〜6個の直鎖、分岐または環状のアルキル基、更に好ま
しくはメチル基、エチル基である。R5 、R6 は各々お
なじであっても異っていてもよく、水素原子、炭素数が
1から20個までの炭化水素基を表し、好ましく炭素数
が1〜6個の直鎖、分岐または環状のアルキル基、さら
に好ましくはメチル基、エチル基である。Yとして更に
好ましくは水素原子、−OH、−OCH3 、−OCH2
CH3 である。
官能基を表す。R3 は好ましくは水素原子、炭素数1〜
20個のアルキル基又はアシル基を表す。R3 のアルキ
ル基としては好ましくは炭素数1〜6個のものであり、
さらに好ましくはメチル基、エチル基である。R3 のア
シル基としてはアセチル基が好ましい。末端に−CH2
OR3 基を有する有機官能基としてのZは、好ましくは
N−メチロールアミド基、N−アルコキシメチルアミド
基、ジアセトンアミド基とホルムアルデヒドを反応させ
て得られる基あるいはそのメチロール基をアルコキシ化
した基、−CO2 −、−CONH−等の2価の連結基で
つながっていてもよい4−ヒドロキシ−3,5−ビス
(ヒドロキシメチル)フェニル基または4−ヒドロキシ
−3,5−ビス(アルコキシメチル)フェニル基であ
る。これらのアルコキシ基としては好ましくはメトキシ
基又はエトキシ基である。
(2)以外に非架橋性のモノマーを共重合することも可
能であり、これによりドライエッチング速度、反射率等
の微調整が行える。このような共重合モノマーとしては
以下のものが挙げられる。例えば、アクリル酸エステル
類、アクリルアミド類、メタクリル酸エステル類、メタ
クリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビ
ニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類な
どから選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合
物である。具体的には、例えばアクリル酸エステル類、
例えばアルキル(アルキル基の炭素原子数は1〜10の
ものが好ましい)アクリレート(例えば、アクリル酸メ
チル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリ
ル酸t−ブチル、アクリル酸アミル、アクリル酸シクロ
ヘキシル、アクリル酸エチルヘキシル、アクリル酸オク
チル、アクリル酸−t−オクチル、クロルエチルアクリ
レート、2−ヒドロキシエチルアクリレート2,2−ジ
メチルヒドロキシプロピルアクリレート、5−ヒドロキ
シペンチルアクリレート、トリメチロールプロパンモノ
アクリレート、ペンタエリスリトールモノアクリレー
ト、ベンジルアクリレート、メトキシベンジルアクリレ
ート、フルフリルアクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルアクリレート、など)アリールアクリレート(例えば
フェニルアクリレート、ヒドロキシフェニルアクリレー
トなど);
ル(アルキル基の炭素原子数は1〜10のものが好まし
い)メタクリレート(例えば、メチルメタクリレート、
エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソ
プロピルメタクリレート、t−ブチルメタクリレート、
アミルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、シク
ロヘキシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、
クロルベンジルメタクリレート、オクチルメタクリレー
ト、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、4−ヒドロ
キシブチルメタクリレート、5−ヒドロキシペンチルメ
タクリレート、2,2−ジメチル−3−ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、トリメチロールプロパンモノメタ
クリレート、ペンタエリスリトールモノメタクリレー
ト、フルフリルメタクリレート、テトラヒドロフルフリ
ルメタクリレートなど)、アリールメタクリレート(例
えば、フェニルメタクリレート、ヒドロキシフェニルメ
タクリレート、クレジルメタクリレート、ナフチルメタ
クリレートなど);アクリルアミド類、例えば、アクリ
ルアミド、N−アルキルアクリルアミド、(アルキル基
としては、炭素原子数1〜10のもの、例えば、メチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、t−ブチル基、
ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、ベンジル
基、ヒドロキシエチル基、ベンジル基などがある。)、
N−アリールアクリルアミド(アリール基としては、例
えばフェニル基、トリル基、ニトロフェニル基、ナフチ
ル基、シアノフェニル基、ヒドロキシフェニル基、カル
ボキシフェニル基などがある。)、N,N−ジアルキル
アクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子数1〜
10のもの、例えば、メチル基、エチル基、ブチル基、
イソブチル基、エチルヘキシル基、シクロヘキシル基な
どがある。)、N,N−アリールアクリルアミド(アリ
ール基としては、例えばフェニル基などがある。)、N
−メチル−N−フェニルアクリルアミド、N−ヒドロキ
シエチル−N−メチルアクリルアミド、N−2−アセト
アミドエチル−N−アセチルアクリルアミドなど;メタ
クリルアミド類、例えば、メタクリルアミド、N−アル
キルメタクリルアミド(アルキル基としては、炭素原子
数1〜10のもの、例えば、メチル基、エチル基、t−
ブチル基、エチルヘキシル基、ヒドロキシエチル基、シ
クロヘキシル基などがある。)、N−アリールメタクリ
ルアミド(アリール基としては、フェニル基、ヒドロキ
シフェニル基、カルボキシフェニル基などがある。)、
N,N−ジアルキルメタクリルアミド(アルキル基とし
ては、エチル基、プロピル基、ブチル基などがあ
る。)、N,N−ジアリールメタクリルアミド(アリー
ル基としては、フェニル基などがある。)、N−ヒドロ
キシエチル−N−メチルメタクリルアミド、N−メチル
−N−フェニルメタクリルアミド、N−エチル−N−フ
ェニルメタクリルアミドなど;アリル化合物、例えば、
アリルエステル類(例えば、酢酸アリル、カプロン酸ア
リル、カプリル酸アリル、ラウリン酸アリル、パルミチ
ン酸アリル、ステアリン酸アリル、安息香酸アリル、ア
セト酢酸アリル、乳酸アリルなど)、アリルオキシエタ
ノールなど;
ルエーテル(例えば、ヘキシルビニルエーテル、オクチ
ルビニルエーテル、デシルビニルエーテル、エチルヘキ
シルビニルエーテル、メトキシエチルビニルエーテル、
エトキシエチルビニルエーテル、クロルエチルビニルエ
ーテル、1−メチル−2,2−ジメチルプロピルビニル
エーテル、2−エチルブチルビニルエーテル、ヒドロキ
シエチルビニルエーテル、ジエチレングリコールビニル
エーテル、ジメチルアミノエチルビニルエーテル、ジエ
チルアミノエチルビニルエーテル、ブチルアミノエチル
ビニルエーテル、ベンジルビニルエーテル、テトラヒド
ロフルフリルビニルエーテルなど)、ビニルアリールエ
ーテル(例えばビニルフェニルエーテル、ビニルトリル
エーテル、ビニルクロルフェニルエーテル、ビニル−
2,4−ジクロルフェニルエーテル、ビニルナフチルエ
ーテル、ビニルアントラニルエーテルなど);ビニルエ
ステル類、例えば、ビニルブチレート、ビニルイソブチ
レート、ビニルトリメチルアセテート、ビニルジエチル
アセテート、ビニルバレート、ビニルカプロエート、ビ
ニルクロルアセテート、ビニルジクロルアセテート、ビ
ニルメトキシアセテート、ビニルブトキシアセテート、
ビニルフェニルアセテート、ビニルアセトアセテート、
ビニルラクテート、ビニル−β−フェニルブチレート、
ビニルシクロヘキシルカルボキシレート、安息香酸ビニ
ル、サルチル酸ビニル、クロル安息香酸ビニル、テトラ
クロル安息香酸ビニル、ナフトエ酸ビニルなど;
スチレン(例えば、メチルスチレン、ジメチルスチレ
ン、トリメチルスチレン、エチルスチレン、ジエチルス
チレン、イソプロピルスチレン、ブチルスチレン、ヘキ
シルスチレン、シクロヘキシルスチレン、デシルスチレ
ン、ベンジルスチレン、クロルメチルスチレン、トリフ
ルオルメチルスチレン、エトキシメチルスチレン、アセ
トキシメチルスチレンなど)、アルコキシスチレン(例
えば、メトキシスチレン、4−メトキシ−3−メチルス
チレン、ジメトキシスチレンなど)、ハロゲンスチレン
(例えば、クロルスチレン、ジクロルスチレン、トリク
ロルスチレン、テトラクロルスチレン、ペンタクロルス
チレン、ブロムスチレン、ジブロムスチレン、ヨードス
チレン、フルオルスチレン、トリフルオルスチレン、2
−ブロム−4−トリフルオルメチルスチレン、4−フル
オル−3−トリフルオルメチルスチレンなど)、ヒドロ
キシスチレン(例えば、4−ヒドロキシスチレン、3−
ヒドロキシスチレン、2−ヒドロキシスチレン、4−ヒ
ドロキシ−3−メチルスチレン、4−ヒドロキシ−3,
5−ジメチルスチレン、4−ヒドロキシ−3−メトキシ
スチレン、4−ヒドロキシ−3−(2−ヒドロキシベン
ジル)スチレンなど)、カルボキシスチレン;クロトン
酸エステル類、例えば、クロトン酸アルキル(例えば、
クロトン酸ブチル、クロトン酸ヘキシル、グリセリンモ
ノクロトネートなど);イタコン酸ジアルキル類(例え
ば、イタコン酸ジメチル、イタコン酸ジエチル、イタコ
ン酸ジブチルなど);マレイン酸あるいはフマール酸の
ジアルキルエステル類(例えば、ジメチルマレレート、
ジブチルフマレートなど)又はモノアルキルエステル
類;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン
酸、無水マレイン酸、マレイミド、アクリロニトリル、
メタクリロニトリル、マレイロニトリル等がある。その
他、一般的には前記一般式(I)、(II)で示される化
合物と共重合可能である付加重合性不飽和化合物であれ
ばよい。
(2)繰り返し構造単位の含有量としては、(1)に関
しては10〜99重量%、好ましくは30〜97重量
%、更にこのましくは50〜95重量%であり、(2)
に関しては1〜80重量%、好ましくは3〜50重量
%、さらに好ましくは5〜30重量%である。本発明の
高分子に含まれる他の共重合成分の高分子化合物中の含
有量としては、10〜90重量%、好ましくは20〜8
0重量%、更に好ましくは25〜75重量%である。以
下に、一般式(1)及び(2)で示される繰り返し単位
を有する高分子化合物の具体例を示すが、本発明の内容
がこれらに限定されるものではない。
橋反応部位であり、特にYに電子供与性置換基を導入し
ているものは熱架橋剤との反応性が高いため、熱架橋機
能の付与に必要な添加剤、もしくは熱架橋性共重合体の
添加量を抑制でき、反射防止膜としてより高い吸光度が
実現できる。
ック共重合体あるいはグラフト共重合体のいずれであっ
てもよい。
ン重合、カチオン重合等の方法により合成することがで
きる。その形態は溶液重合、懸濁重合、乳化重合、塊状
重合等種々の方法が可能である。
る塗布溶剤、要求される溶液粘度、要求される膜形状等
により変るが、重量平均として1000〜100000
0、好ましくは2000〜300000、さらに好まし
くは3000〜200000である。本発明の反射防止
膜材料用組成物中の高分子化合物の添加量としては、固
形分に対して50〜100重量%、好ましくは80〜9
8重量%である。
要に応じてさらなる吸光剤、接着助剤、界面活性剤を添
加することが可能である。
色素の技術と市場」(CMC出版)や、染料便覧(有機
合成化学協会編)に記載の市販の吸光剤、例えば、C.
I.Desperse Yellow 1,3,4,
5,7,8,13,23,31,49,50,51,5
4,60,64,66,68,79,82,88,9
0,93,102,114及び124、C.I.Dls
perse Orange1,5,13,25,29,
30,31,44,57,72及び73、C.I.Di
sperse Red 1,5,7,13,17,1
9,43,50,54,58,65,72,73,8
8,117,137,143,199及び210、C.
I.Disperse Violet 43、C.I.
Disperse Blue 96、C.I.Fluo
rescent Brightening Agent
112,135及び163、C.I.Solvent
Orenge 2及び45、C.I.Solvent
Red 1,3,8,23,24,25,27及び4
9、C.I.Pigment Green 10、C.
I.Pigment Brown 2等を好適に用いる
ことができる。吸光剤は通常、反射防止膜材料用組成物
100重量部に対し、50重量部以下、好ましくは30
重量部以下の割合で配合される。
と反射防止膜組成物の密着性を向上させ、特にエッチン
グ工程においてレジストが剥離しないようにするための
目的で添加される。具体例としては、トリメチルクロロ
シラン、ジメチルビニルクロロシラン、メチルジフエニ
ルクロロシラン、クロロメチルジメチルクロロシラン等
のクロロシラン類、トリメチルメトキシシラン、ジメチ
ルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、ジメチ
ルビニルエトキシシラン、ジフエニルジメトキシシラ
ン、フエニルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン
類、ヘキサメチルジシラザン、N,N’ービス(トリメ
チルシリン)ウレア、ジメチルトリメチルシリルアミ
ン、トリメチルシリルイミダゾール等のシラザン類、ビ
ニルトリクロロシラン、γークロロプロピルトリメトキ
シシラン、γーアミノプロピルトリエトキシシラン、γ
ーグリシドキシプロピルトリメトキシシラン等のシラン
類、ベンゾトリアゾール、ベンゾイミダゾール、インダ
ゾール、イミダゾール、2ーメルカプトベンズイミダゾ
ール、2ーメルカプトベンズチアゾール、2ーメルカプ
トベンズオキサゾール、ウラゾールチオウラシル、メル
カプトイミダゾール、メルカプトピリミジン等の複素環
状化合物や、1,1ージメチルウレア、1,3ージメチ
ルウレア等の尿素、又はチオ尿素化合物を挙げることが
できる。
成物100重量部に対し、通常10重量部未満、好まし
くは5重量部未満の割合で配合される。
トリエーシヨン等の塗布性を更に向上させるために、界
面活性剤を配合する事ができる。界面活性剤としては、
例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキ
シエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセ
チルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等
のポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシ
エチレンオクチルフエノールエーテル、ポリオキシエチ
レンノニルフエノールエーテル等のポリオキシエチレン
アルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリ
オキシプロピレンブロツクコポリマー類、ソルビタンモ
ノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタ
ンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソル
ビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等
のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソ
ルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタ
ンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモ
ノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオ
レエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレ
ート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル
類等のノニオン系界面活性剤、エフトツプEF301,
EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、メガ
フアツクF171,F173(大日本インキ(株)
製)、フロラードFC430,FC431(住友スリー
エム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロン
Sー382,SC101,SC102,SC103,S
C104,SC105,SC106(旭硝子(株)製)
等のフツ素系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマー
KP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系も
しくはメタクリル酸系(共)重合ポリフローNo.7
5,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙
げることができる。これらの界面活性剤の内、特にフッ
素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤が好ましい。こ
れらの界面活性剤の配合量は、本発明の組成物中の固形
分100重量部当たり、通常、2重量部以下、好ましく
は1重量部以下である。
いし、また、いくつかの組み合わせで添加することもで
きる。
剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、
エチレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソ
ルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチ
レングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコ
ールモノエチルエーテル、プロピレングリコールメチル
エーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエ
ーテルアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチル
ケトン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、2ーヒ
ドロキシプロピオン酸エチル、2ーヒドロキシー2ーメ
チルプロピオン酸エチル、エトシキ酢酸エチル、ヒドロ
キシ酢酸エチル、2ーヒドロキシー3ーメチルブタン酸
メチル、3ーメトキシプロピオン酸メチル、3ーメトキ
シプロピオン酸エチル、3ーエトキシプロピオン酸エチ
ル、3ーエトキシプロピオン酸メチル、ピルビン酸メチ
ル、ピルビン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル等を用
いることができる。これらの有機溶剤は単独で、又は2
種以上の組み合わせで使用される。更に、Nーメチルホ
ルムアミド、N,Nージメチルホルムアミド、Nーメチ
ルアセトアミド、N,Nージメチルアセトアミド、Nー
メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエ
チルエーテル等の高沸点溶剤を混合して使用することが
できる。本発明の反射防止膜材料用組成物中の固形分の
含有量は50〜98重量%が好ましく、より好ましくは
70〜95重量%である。
シクロヘキサノン、3−メトキシプロピオン酸メチル、
3−エトキシプロピオン酸エチルがレジストのインター
ミキシングを一層防止できる点で好ましい。
れるレジストとしては、ネガ型、ポジ型いずれでも使用
できる。具体的には、ノボラック樹脂と1,2−ナフト
キノンジアジドスルホン酸エステルからなるポジ型レジ
スト、光酸発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度
を上昇させる基を有するバインダーからなる化学増幅型
レジスト、アルカリ可溶性バインダーと光酸発生剤と酸
により分解してレジストのアルカリ溶解速度を上昇させ
る低分子化合物からなる化学増幅型レジスト、又は光酸
発生剤と酸により分解してアルカリ溶解速度を上昇させ
る基を有するバインダー、酸により分解してレジストの
アルカリ溶解速度を上昇させる低分子化合物からなる化
学増幅型レジストが挙げられる。更に、富士ハントエレ
クトロニクステクノロジー(株)製FHi−620B
C、ARCH−2が好ましい。
の製造に使用されるような基板(例:シリコン/二酸化
シリコン皮覆、ガラス基板、ITO基板等の透明基板
等)上にスピナー、コーター等の適当な塗布方法による
塗布後ベークして反射防止膜組成物を硬化させ、反射防
止膜を作成する。ここで、反射防止膜の膜厚としては
0.01〜3.0μmが好ましい。また、塗布後ベーク
する条件としては、80〜250℃で1〜120分間が
よい。その後、その上にフォトレジストを塗布、その後
所定のマスクを通して、露光し、現像、リンス、乾燥す
ることにより良好なレジストを得ることができる。必要
に応じて露光後加熱(PEB:Post Exposu
re Bake)を行うこともできる。
型フオトレジスト組成物の現像液としては、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、アンモニア水等の無機
アルカリ類、エチルアミン、nープロピルアミン等の第
一アミン類、ジエチルアミン、ジーnープチルアミン等
の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルア
ミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、ト
リエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメ
チルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニ
ウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、
ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ
類の水溶液を使用することができる。更に、上記アルカ
リ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール
類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用す
ることもできる。これらの現像液の中で好ましくは第四
アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロオキシド、コリンである。
するが、本発明の内容がこれらに限定されるものではな
い。 合成例1(4−アセチルフェニル)メタクリルアミドの
合成 撹拌器、還流冷却管、温度計、滴下装置を取り付けた4
つ口フラスコに、(4−アミノ)アセトフェノン135
g、トリエチルアミン101g、アセトン500ml、
メトキシフェノール0.5gを仕込んだ。そこに塩化メ
タクリロイル105gを10℃で2時間かけて滴下し
た。反応液に蒸留水1リットルを添加し、析出した結晶
を濾過により集めた。収率78%
をメタノール500mlに溶解させた後、4−ヒドロキ
シベンズアルデヒド122gとメタンスルホン酸10g
を添加した。60℃で4時間反応させた後、蒸留水1リ
ットルを添加し、析出した粗結晶を漉過により集めた。
粗結晶はエタノール−水にて再結晶した。収率74%。
λmax355nm(メタノール)
をメタノール500mlに溶解させた後、3−メトキシ
−4−ヒドロキシベンズアルデヒド152gとメタンス
ルホン酸10gを添加した。60℃で4時間反応させた
後、蒸留水1リットルを添加し、析出した粗結晶を漉過
により集めた。粗結晶はエタノール−水にて再結晶し
た。収率83%。λmax368nm(メタノール)
をメタノール500mlに溶解させた後、3、4−ジメ
トキシベンズアルデヒド166gとメタンスルホン酸1
0gを添加した。60℃で4時間反応させた後、蒸留水
1リットルを添加し、析出した粗結晶を漉過により集め
た。粗結晶はエタノール−水にて再結晶した。収率89
%。λmax350nm(メタノール)
をメタノール500mlに溶解させた後、N−N−ジメ
チルアミノベンズアルデヒド149gとメタンスルホン
酸10gを添加した.60℃で4時間反応させた後、蒸
留水1リットルを添加し、析出した粗結晶を漉過により
集めた。粗結晶はエタノール−水にて再結晶した。収率
89%。λmax370nm(メタノール)
−メチロールアクリルアミド2gをDMF60gに溶解
させた後、反応液を65℃に加温し、同時に反応液中に
窒素を30分ながした。重合開始剤としてV−65(和
光純薬(株)製品) 50mgを2時間ごとに3回添加
した。反応物は蒸留水1リットル中に再沈することによ
り粉体として回収した。得られたポリマーのGPC分析
を行ったところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分
子量は8000であった。
チルメタクリレート5gとN−メチロールアクリルアミ
ド3gをDMF60gに溶解させた後、反応液を65℃
に加温し、同時に反応液中に窒素を30分ながした。重
合開始剤としてV−65(和光純薬(株)製品) 50
mgを2時間ごとに3回添加した。反応物は蒸留水1リ
ットル中に再沈することにより粉体として回収した。得
られたポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポリ
スチレン換算にて重量平均分子量は12000であっ
た。
−ブチルメタクリレート5gとN−メチロールアクリル
アミド3gをメタノール120gに溶解させた後、反応
液を65℃に加温し、同時に反応液中に窒素を30分な
がした。重合開始剤としてV−65(和光純薬(株)製
品) 50mgを2時間ごとに3回添加した。硫酸0.
1gを添加した後、室温で2時間撹拌した。反応物は蒸
留水1リットル中に再沈することにより粉体として回収
した。得られたポリマーのGPC分析を行ったところ、
標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は4000で
あった。
ロニトリル5gとジアセトンアクリルアミド3gをメタ
ノール120gに溶解させた後、反応液を65℃に加温
し、同時に反応液中に窒素を30分ながした。重合開始
剤としてV−65(和光純薬(株)製品) 50mgを
2時間ごとに3回添加した。そこにホルマリン水溶液4
gとテトラメチルアンモニウムヒドロキシド4gを添加
した後、4時間撹拌した。
リル酸4.5gとメタクリル酸グリシジル9gをDMF
60gに溶解させた後、反応液を65℃に加温し、同時
に反応液中に窒素を30分ながした。重合開始剤として
V−65(和光純薬(株)製品) 50mgを2時間ご
とに3回添加した。反応物は蒸留水1リットル中に再沈
することにより粉体として回収した。得られたポリマー
のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算に
て重量平均分子量は9000であった。
ピオン酸エチルに溶解させ10%溶液とした後、孔径
0.10μmのテフロン製ミクロフィルターを用いて漉
過し、反射防止膜溶液を調製した。これをスピナーを用
い、シリコンウエファー上に塗布した。真空密着式ホッ
トプレート上で170℃3分間加熱し、反射防止膜を形
成した。同様にして比較例1のポリマーからも反射防止
膜を形成した。
μmであった。次いでこれらの反射防止膜をレジストに
使用する溶剤例えばγ−ブチロラクトン、プロピオン酸
エトキシエチルに浸漬し、その溶剤に不溶である事を確
認した。
ストとしてFHi−620BC(フジハントエレクトロ
ニクステクノロジー(株)製品)を塗布した後(レジス
ト膜厚0.85μm)、縮小投影露光装置(ニコン
(株)製NSR−2005i9C)を用い露光した後、
2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水
溶液で1分間現像し、30秒間乾燥した。このようにし
て得られたシリコンウエファー上のレジストパターンを
走査型電子顕微鏡で観察して、限界解像力および膜厚依
存性を調べた。また、365nmの膜吸光度も測定した。
ここで、365nmの膜吸光度は、石英板上に反射防止膜
組成物溶液を塗布、乾燥して膜を形成し、それを(株)
島津製作所製分光光度計UV−240で測定した。限界
解像力は膜厚0.85μmにおいて0.50μmのマス
クパターンを再現する露光量における限界解像力を意味
する。膜厚依存性はレジスト膜厚0.85μmにおける
感度と膜厚0.87μmにおける感度の比により評価し
た。この値が1.0に近い程好ましい。ドライエッチ速
度は日本真空技術(株)製CSE−1110を用い、C
F4 /O2 下の膜厚減少速度から求めた。それらの評価
の結果を表1に示した。
物は膜吸光度が高く、フォトレジストの限界解像力向
上、および基板からの反射光低減による定在波起因の感
度の膜厚依存性が低減しているのがわかる。
をメタノール500mlに溶解させた後、9−アントラ
アルデヒド206gとメタンスルホン酸10gを添加し
た.60℃で4時間反応させた後、蒸留水1リットルを
添加し、析出した粗結晶を漉過により集めた。粗結晶は
エタノール−水にて再結晶した。収率65%。
チルメタクリレート12gとN−メチロールアクリルア
ミド3gをDMF60gに溶解させた後、反応液を65
℃に加温し、同時に反応液中に窒素を30分ながした。
重合開始剤としてV−65(和光純薬(株)製品) 5
0mgを2時間ごとに3回添加した。反応物は蒸留水1
リットル中に再沈することにより粉体として回収した。
得られたポリマーのGPC分析を行ったところ、標準ポ
リスチレン換算にて重量平均分子量は4000であっ
た。
リル酸4.5gとメタクリル酸グリシジル9gをDMF
60gに溶解させた後、反応液を65℃に加温し、同時
に反応液中に窒素を30分ながした。重合開始剤として
V−65(和光純薬(株)製品) 50mgを2時間ご
とに3回添加した。反応物は蒸留水1リットル中に再沈
することにより粉体として回収した。得られたポリマー
のGPC分析を行ったところ、標準ポリスチレン換算に
て重量平均分子量は9000であった。
ルアミン101gとハイドロキノン1gをDMF1リッ
トルに溶解させた。そこに塩化アクリロイル90gを反
応液液温が30℃を超えないようにして2時間かけて滴
下した。蒸留水2リットルを添加し、析出した粗結晶を
漉過により集めた。粗結晶はエタノール−水にて再結晶
した。収率75%。得られたアクリルモノマー7gとメ
チルアクリレート12gをDMF60gに溶解させた
後、反応液を65℃に加温し、同時に反応液中に窒素を
30分ながした。重合開始剤としてV−65(和光純薬
(株)製品) 50mgを2時間ごとに3回添加した。
反応物は蒸留水1リットル中に再沈することにより粉体
として回収した。得られたポリマーのGPC分析を行っ
たところ、標準ポリスチレン換算にて重量平均分子量は
4000であった。
シエチルに溶解させ10%溶液とした後、孔径0.10
μmのテフロン製ミクロフィルターを用いて漉過し、反
射防止膜溶液を調製した。これをスピナーを用い、シリ
コンウエファー上に塗布した。真空密着式ホットプレー
ト上で170℃3分間加熱し、反射防止膜を形成した。
同様にして比較例2、3の化合物からも反射防止膜を形
成した。これら反射防止膜の膜厚は0.17μmであ
る。なお比較例3の反射防止膜用組成物には、架橋剤と
して、ヘキサメトキシメチルメラミン3gを添加した。
する溶剤例えばγ−ブチロラクトン、プロピオン酸エト
キシエチルに浸漬し、その溶剤に不溶である事を確認し
た。
レーザー用ポジ型フォトレジストとしてARCH−2
(フジハントエレクトロニクステクノロジー(株)製
品)を塗布した後(膜厚0.85μm)、縮小投影露光
装置(ニコン(株)製NSR−1505EX)を用い露
光した後、露光後加熱として、110℃、60秒処理し
た後、2.38%のテトラメチルアンモニウムヒドロキ
シド水溶液で1分間現像し、30秒間乾燥した。このよ
うにして得られたシリコンウエファー上のレジストパタ
ーンを走査型電子顕微鏡で観察して、限界解像力および
膜厚依存性を調べた。また、248nmの膜吸光度とドラ
イエッチ速度も評価した。ここで248nmの膜吸光度
は、石英板上に反射防止膜組成物溶液を塗布、乾燥して
膜を形成し、それを(株)島津製作所製分光光度計UV
−240で測定した。限界解像力は0.85μmのマス
クパターンを再現する露光量における限界解像力を意味
する。膜厚依存性はレジスト膜厚0.85μmにおける
感度と膜厚0.87μmにおける感度の比により評価し
た。この値が1.0に近い程好ましい。ドライエッチ速
度は日本真空技術(株)製CSE−1110を用い、C
F4 /O2 下の膜厚減少速度から求めた。評価の結果を
表2に示した。
物は膜吸光度が高く、フォトレジストの限界解像力向
上、および基板からの反射光低減による定在波起因の感
度の膜厚依存性が低減しているのがわかる。また架橋剤
を後添加した比較例3に比べると、本発明の実施例10
の方がドライエッチ速度に優れることが判る。
レジスト層とのインターミキシングが起こらず、優れた
レジストパターンが得られ、レジストに比べて大きなド
ライエッチング速度を有する反射防止膜材料用組成物、
及びレジストパターン形成法を提供することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記一般式(1)及び(2)で示される
繰り返し単位を有する高分子化合物を含むことを特徴と
する反射防止膜材料用組成物。 【化1】 式中、R1 とR2 はそれぞれ同じであっても異っていて
もよく、水素原子、メチル基、塩素原子、臭素原子又は
シアノ基を表す。Xは単結合又は2価の有機連結基を表
す。Pは炭素数6〜14個の(n+1)価の芳香環基を
表す。Yは電子供与性基を表す。Zは末端に−CH2 O
R3 基を有する有機官能基を表す。R3は水素原子又は
炭素数1〜20個の炭化水素基を表す。nは0から3ま
での整数である。nが2〜3の場合、Yはそれぞれ同じ
であっても異っていてもよい。 - 【請求項2】 前記一般式(1)において、Xが単結
合、あるいは−CO2−、−CONH−、−O−、−C
O−、−SO2 −のうち少なくとも1つの連結基を介し
ていてもよい、アルキレン基、アリーレン基、アラルキ
レン基、−CO 2 −A−、−CONH−A−、−O−A
−、−CO−A−、−SO2 −A−(ここで、Aは置換
基を有していてもよい炭素数6〜14個の芳香環基を表
す。)であり、Pが(n+1)価のフェニレン基、ナフ
チレン基又はアンスリレン基であり、Yが水素原子、−
OH、−OR4 、−N(R5 )(R6 )又は−SR
4 (ここで、R4 は炭素数1〜20個の炭化水素基を表
し、R5 、R6 は各々おなじであっても異っていてもよ
く、水素原子又は炭素数1〜20個の炭化水素基を表
す)であることを特徴とする請求項1に記載の反射防止
膜材料用組成物。 - 【請求項3】 請求項1又は2に記載の反射防止膜材料
用組成物を基板上に塗布後ベークして反射防止膜を硬化
させた後、その上にパターン状にフォトレジスト層を形
成することを特徴とするレジストパターン形成方法。
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1996
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