JPH11310611A - フォトレジスト用重合体、これを含むフォトレジスト組成物及びその製造方法 - Google Patents
フォトレジスト用重合体、これを含むフォトレジスト組成物及びその製造方法Info
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- JPH11310611A JPH11310611A JP10369258A JP36925898A JPH11310611A JP H11310611 A JPH11310611 A JP H11310611A JP 10369258 A JP10369258 A JP 10369258A JP 36925898 A JP36925898 A JP 36925898A JP H11310611 A JPH11310611 A JP H11310611A
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Abstract
レジスト組成物及びその製造方法が提供される。 【解決手段】 重合体の骨格に酸により化学反応を起こ
す−CH(COOR 1)2(R1は炭化水素基または炭化
水素基の誘導体)が結合され、3つ以上の相異なるモノ
マーが重合された重合体を含む。これにより、コントラ
ストが大きく、熱分解温度が高くて優秀なプロファイル
のパターンを形成しうる。
Description
質に係り、特に写真蝕刻工程に用いられるフォトレジス
ト用重合体、これを含むフォトレジスト組成物及びその
製造方法に関する。
ップの集積度が増加することにより0.25μmのデザ
インルールに応じる微細パターンの形成が切実に要求さ
れている。このようなパターンの微細化の要求に応じ
て、従来のg−線(436nm)及びi−線(365n
m)よりさらに短波長の深紫外線(deep−UV:2
48nm)を用いてパターンを形成する必要性が提起さ
れた。しかし、深紫外線を用いる場合、従来の光源と同
じエネルギードーズを照射すると少数の光子のみが伝え
られるので、従来と同じ写真工程の結果を得るためには
さらに大きな露光エネルギーのドーズが要求される。こ
れにより従来と類似したドーズで深紫外線を照射しても
向上された感光度により容易に感光しうる化学増幅型フ
ォトレジストという新たな概念の材料が導入された。
抑制基として酸触媒により容易に加水分解される基(aci
d-labile group)が結合された重合体と露光により酸
(H+、proton)を発生する物質の光酸発生剤(photosensiti
ve acid generator)で構成される。このような化学増幅
型フォトレジストを露光させると、光酸発生剤より酸が
生成され、このように生成された酸が触媒作用をして重
合体の骨格に結合された溶解抑制基を加水分解させて重
合体の極性(例:溶解度)を変化させる。また、酸の拡
散により重合体の酸加水分解反応が連鎖的に発生し、高
透明度を保ちながらパターンが形成できるようになる。
の前後にどのくらいの溶解度差を有するかを示す指標の
コントラストは重合体の骨格に結合された酸により化学
反応を起こす基により決定される。
より化学反応を起こす基としてt−ブトキシカルボニル
(t-butoxycarbonyl:t-BOC)基を使用した重合体を含む化
学増幅型フォトレジストが開示されている。
ストは熱分解温度(thermal decomposition temperatur
e:Td)がガラス遷移温度(glass transition temperatur
e:Tg)より低い。従って、露光前に有機溶剤を揮発さ
せ、フォトレジスト膜質を固くするためにガラス遷移温
度以上にべークすれば、フォトレジストが熱分解されて
しまう問題点がある。反面、熱分解を防止するためにプ
リ−べークを低温で行うと、空気内の汚染物質(airborn
e contaminant)が露光されたフォトレジスト膜の表面に
吸着されて酸触媒反応を妨害する。従って、T−top
プロファイルのような不良プロファイルのパターンが生
成される。
する技術的課題はコントラストが大きく、熱的特性に優
れた化学増幅型フォトレジスト用重合体を提供するにあ
る。
はコントラストが大きくて高解像度のパターンを形成す
るだけでなく、熱的特性に優れたフォトレジスト組成物
を提供するにある。
るための本発明による化学増幅型フォトレジスト用重合
体は、重合体の骨格に酸により化学反応を起こす−CH
(COOR1)2(R1は炭化水素基または炭化水素基の
誘導体)が結合され、3つ以上の相異なるモノマーが重
合された重合体である。この際、−CH(COOR1)2
(R1は炭化水素基または炭化水素基の誘導体)はジ−
t−ブチルマロン酸エステルまたはジ−テトラヒドロピ
ラニルマロン酸エステル基であることが望ましい。ジ−
t−ブチルマロン酸エステルまたはジ−テトラヒドロピ
ラニルマロン酸エステル基は、H +により容易に加水分
解され−CH(COOH)2を生成するからである。
重合体と前記重合体との重量を基準として1〜15重量
%の光酸発生剤を含む。さらに望ましくは有機塩基、例
えばアミン誘導体をさらに含む。
チレン、アルコキシスチレンまたはアルコキシスチレン
誘導体及びアセトキシスチレンまたはアセトキシスチレ
ン誘導体を重合反応させた後、脱アセチル反応させた
り、ジアルキルマロニルメチルスチレン、(メタ)アク
リル酸誘導体及びアセトキシスチレンまたはアセトキシ
スチレン誘導体を重合反応させた後、脱アセチル反応さ
せて製造する。
レジスト用重合体及びこれを含むフォトレジスト組成物
に対する望ましい実施例について説明する。また、フォ
トレジスト組成物の望ましい製造方法及び本発明のフォ
トレジスト組成物を使用した望ましい写真蝕刻工程につ
いて説明する。しかし、本発明は下記実施例に限定され
ず多様な形に具現され、ただ本実施例は本発明が完全に
開示されるように、当業者に発明の範囲を完全に知らせ
るために提供されるものである。化学増幅型フォトレジスト用重合体 本発明による化学増幅型フォトレジスト用重合体は重合
体の骨格に酸により化学反応を起こす−CH(COOR
1)2(R1は炭化水素基または炭化水素基の誘導体)が
結合され、3つ以上の相異なるモノマーが重合された重
合体である。この際、−CH(COOR1)2(R1は炭
化水素基または炭化水素基の誘導体)はジ−t−ブチル
マロン酸エステルまたはジ−テトラヒドロピラニルマロ
ン酸エステルであることが望ましい。
学増幅型フォトレジスト用重合体は下記化学式1で示さ
れ、ジアルキルマロニルメチルスチレン、アルコキシス
チレンまたはアルコキシスチレン誘導体及びアセトキシ
スチレンまたはアセトキシスチレン誘導体をモノマーと
して使用して製造された三元共重合体である。
ヒドロピラニルであり、R4はメチルまたはt−ブチル
であり、R2、R3、R5及びR6は各々水素原子またはメ
チル基であり、l、m及びnは整数であり、l/(l+
m+n)は0.01〜0.5であり、m/(l+m+
n)は0.01〜0.5であり、l+m/(l+m+
n)は0.1〜0.5である。
り、R2、R3、R5及びR6は各々水素原子であることが
本発明の三元共重合体として望ましい。
スト用重合体は下記化学式2で示され、ジアルキルマロ
ニルメチルスチレン、(メタ)アクリル酸誘導体及びア
セトキシスチレンまたはアセトキシスチレン誘導体をモ
ノマーとして使用して構成された三元共重合体である。
テトラヒドロピラニル基であり、R 5、R6及びR8は各
々水素原子またはメチル基であり、l、m及びnは整数
であり、l/(l+m+n)は0.01〜0.5であ
り、m/(l+m+n)は0.01〜0.5であり、l
+m/(l+m+n)は0.1〜0.5である。
り、R5、R6及びR8は各々水素原子であることが本発
明の三元共重合体として望ましい。そして、前記化学式
1及び/または化学式2の重量平均分子量(Mw)は
5,000〜200,000であることが望ましい。
重合体との重量を基準として1〜15重量%の光酸発生
剤で構成される。
る物質が使われることが望ましい。従って、トリアリー
ルスルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩またはス
ルホン酸が使用されうる。
組成物は共重合体の重量を基準として0.01〜2.0
重量%の有機塩基をさらに含む。有機塩基としてはトリ
エチルアミン、トリイソブチルアミン、ジエタノールア
ミンまたはトリエタノールアミンが使われる。有機塩基
は露光後、露光部に存在する酸が非露光部へ拡散されて
パターンの臨界寸法を減少させる問題点を防止する。
より化学反応を起こす基であって−CH(COOR1)2
(R1は炭化水素基または炭化水素基の誘導体)を含
む。−CH(COOR1)2(R1は炭化水素基または炭
化水素基の誘導体)は露光により光酸発生剤から発生し
た酸により−CH(COOH)2に加水分解される。従
って、露光前後の溶解度差、即ちコントラストが著しく
増加する。また、熱的に安定した−CH(COOR1)2
(R1は炭化水素基または炭化水素基の誘導体)と光酸
発生剤とを含む本発明によるフォトレジスト組成物はガ
ラス遷移温度(約130℃)以上の温度でも熱的安定性
を有する。
チレン(化合物II)の製造 下記反応式1のように有機溶剤、例えば水素化ナトリウ
ムの溶解されたテトラヒドロフラン(THF)溶液にジ
アルキルマロン酸エステル(I)を溶解させた後、この
溶液にクロロメチルスチレンを添加し、置換反応により
ジアルキルマロニルメチルスチレン(II)を製造す
る。
ヒドロピラニル基である。
ルキルマロニルメチルスチレン(II)、アルコキシス
チレンまたはその誘導体(化合物III)及びアセトキ
シスチレンまたはその誘導体(化合物IV)モノマーで
構成された三元共重合体(V)の製造 前記三元共重合体(V)の製造工程は下記反応式2の通
り進行される。
ヒドロピラニルであり、R4はメチルまたはt−ブチル
であり、R2、R3、R5及びR6は水素原子またはメチル
基であり、l、m及びnは整数であり、l/(l+m+
n)は0.01〜0.5であり、m/(l+m+n)は
0.01〜0.5であり、l+m/(l+m+n)は
0.1〜0.5である。
(II)、アルコキシスチレンまたはアルコキシスチレ
ン誘導体(化合物III)及びアセトキシスチレンまた
はアセトキシスチレン誘導体(IV)を有機溶媒、例え
ばトルエンに溶解させた後、重合開始剤、例えばアゾビ
スイソブチロニトリル(AIBN)を添加し重合反応を
進行して三元共重合体(V)を製造する。
化 下記反応式3のように前記三元共重合体(V)に有機塩
基を処理して脱アセチル化させて化学式1で示され、重
量平均分子量が5,000〜100,000の三元共重
合体(VI)を完成する。塩基としては水酸化アンモニ
ウムまたはヒドラジンを使用する。
造方法 2−1.三元共重合体(VIII)の製造:ジアルキル
マロニルメチルスチレン(II)、アセトキシスチレン
またはアセトキシスチレン誘導体(IV)及び(メタ)
アクリル酸誘導体(化合物VII)モノマーで構成され
た三元共重合体(VIII)の製造 前記三元共重合体(VIII)の製造工程は下記反応式
4のように進行される。
テトラヒドロピラニル基であり、R 5、R6及びR8は水
素原子またはメチル基であり、l、m及びnは整数であ
り、l/(l+m+n)は0.01〜0.5であり、m
/(l+m+n)は0.01〜0.5であり、l+m/
(l+m+n)は0.1〜0.5である。
(II)、アセトキシスチレンまたはアセトキシスチレ
ン誘導体(IV)及び(メタ)アクリル酸誘導体(VI
I)を有機溶媒に溶解させた後、重合開始剤を添加し重
合反応を進行して三元共重合体(VIII)を製造す
る。
セチル化 下記反応式5のように前記三元共重合体(VIII)に
塩基を処理して脱アセチル化反応させて化学式2で示さ
れ、重量平均分子量が5,000〜200,000の三
元共重合体(IX)を完成する。
を用いた写真蝕刻方法 前述した製造方法により製造された前記化学式1または
化学式2で示される三元共重合体と各共重合体との重量
を基準として1〜15重量%の光酸発生剤を適切な溶媒
に溶解させて化学増幅型フォトレジスト組成物を製造す
る。光酸発生剤としては熱的に安定したトリアリールス
ルホニウム塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホ
ニウム塩を使用することが望ましい。
0.01〜2.0重量%の有機塩基をさらに溶解させて
フォトレジスト組成物を完成することが望ましい。有機
塩基としてはトリエチルアミン、トリイソブチルアミ
ン、ジエタノールアミンまたはトリエタノールアミンを
使用することが望ましい。
フォトレジスト組成物は一般の写真蝕刻工程に使用され
うる。特に露光源として深紫外線を使用してデザインル
ールが0.25μm以下の微細パターンを形成するに好
適である。
成されている基板上に前述したフォトレジスト組成物を
塗布して所定厚さのフォトレジスト膜を形成する。次い
で、フォトレジスト膜に対するプリべーク(Pre−B
ake)を実施する。酸により化学反応を起こす−CH
(COOR1)2(R1は炭化水素基または炭化水素基の
誘導体)の結合された本発明によるフォトレジスト組成
物はガラス遷移温度(Tg:約130℃)より熱分解温
度(Td:約170℃以上)が高いので、プリべーク段
階時高温熱処理が可能である。従って、空気中の汚染物
質によるフォトレジスト膜の損傷を効率よく防止しう
る。
線を使用して所定のパターンが形成されたマスクを使用
してフォトレジスト膜を露光させる。露光によりフォト
レジスト膜内の光酸発生剤より酸が発生され、このよう
に発生された酸が触媒作用をしてジアルキルマロン酸エ
ステルをマロン酸に加水分解する。従って、露光された
部分のフォトレジスト膜の極性と非露光された部分のフ
ォトレジスト膜の極性とに顕著な差が示される。つま
り、コントラストが著しく増加する。
レジスト膜を再熱処理する(露光後処理:Post-Exposur
e-Thermal treatment)。露光後熱処理は露光部内で酸触
媒による加水分解反応をさらに活性化させるために実施
することである。つまり、露光部内のジアルキルマロン
酸エステルを全てマロン酸に転換させてコントラストを
顕著に増加させるために実施することである。
途で使用したか、またはネガティブ用途で使用したかに
応じて適切な現像液を使用して現像工程を行う。後続の
工程は通常の工程を使用してフォトレジストパターンを
完成する。
してフォトレジストパターンを形成すると、良好なプロ
ファイルのパターンを高解像度で形成できる。
説明されるが、この実験例に本発明が限定されることで
はない。
ルスチレン(DBMST)モノマーの製造> 水素化ナトリウム(0.12mol)4.8gをTHF
(250mL)に溶解させた。ここにジ−t−ブチルマ
ロン酸エステル(0.11mol) 25gを徐々に滴
下した後、約1時間反応させた。その後、クロロメチル
スチレン(0.1mol)を0℃で徐々に滴下した後、
常温で約12時間反応させた。置換反応の終了後、反応
物を過量の水に溶解させた後、塩酸を用いて中華させた
後、ジエチルエーテルを用いて抽出した。
て乾燥させた後、カラムクロマトグラフィを用いて反応
生成物を分離した(収率65%)。
で核磁気共鳴(以下NMR)及びフーリエ変換−赤外線
(FT−IR)分光分析し、その結果は次の通りであ
る。
1.4(s,18H),3.1(d,2H),3.5
(t,1H),5.2(dd,1H),5.7(dd,
1H),6.6(dd,1H),7.2(m,4H) FT−IR(NaCl)(cm-1):2978(C−
H、t−ブチル),1727(C=O),1369,1
140,847。
チレン(以下、BST)及びアセトキシスチレン(以下
AST)モノマーで構成された三元共重合体(DBMS
T−BST−AST)の製造>DBMST(9mmo
l)3gとBST(18mmol)3.2g及びAST
(63mmol)10.5gをトルエン(80mL)に
溶解させた。ここにAIBN 0.74gを添加し、窒
素ガスで約1時間パージした後、70℃の温度で約24
時間重合させた。
ール(約10倍)に沈殿させた後、沈殿物を約50℃に
保たれる真空オーブン内で約24時間乾燥させて反応生
成物を分離した(収率70%)。
及びASTモノマーで構成された三元共重合体であっ
て、重量平均分子量は13,125で、多分散度は1.
7であった。そして、FT−IR分析結果は次の通りで
あった。
8(C−H,t−ブチル),1767(C=O,アセチ
ル),1727(C=O,マロニル),1368,12
14。
合体(DBMST−BST−ヒドロキシスチレン(以下
HST))の製造>実験例2より製造された三元共重合
体(10g)を水酸化アンモニウム(28%溶液、10
mL)とメタノール(50mL)との混合溶液に約4時
間還流させて脱アセチル化反応を進行した。次いで、反
応物を過量の水で徐々に沈殿させた。
のn−ヘキサンに再沈殿させた。沈殿物を50℃の真空
オーブンで24時間乾燥させて反応生成物を分離した
(収率91%)。
の比、即ちDBMST:BST:HSTが10:20:
70の三元共重合体であって、重量平均分子量は12,
639、多分散度は1.85、紫外線に対する透過率
(%/μm)は73%であった。そして、FT−IR分
析結果は次の通りである。
0(O−H),2978(C−H,t−ブチル),17
28(C=O),1513,1368,1141。
ST:BST:HST値を異にして製造した各三元共重
合体の重量平均分子量(Mw)、多分散度及び紫外線に
対する透過率(%/μm)を測定した。また、光酸発生
剤としてトリフェニルスルホニウムトリフレート(以下
TPSOTf)を2.0重量%で混合させたフォトレジ
スト組成物を以って0.30μmの線幅を有するパター
ンを形成するに必要な最適露光エネルギー(mJ/cm
2)も測定した。測定結果を下記表1に示した。
ブチルアクリル酸(以下BA)よりなる三元共重合体
(DBMST−BA)の製造>DBMST(20mmo
l) 6.8gとBA(60mmol) 7.8gとA
ST(120mmol) 20gをトルエン(140m
L)に溶解させた。AIBNを1.31g添加したこと
を除いては、実験例2と同様に行って反応生成物を分離
した(収率70%)。
びASTモノマーよりなる三元共重合体であって、重量
平均分子量は13,117、多分散度は1.98であっ
た。そして、FT−IR分析結果は次の通りであった。
8(C−H,t−ブチル),1767(C=O,ace
tyl),1727(C=O),1506,1369
(C−H,t−ブチル),1217(C−O)。
合体(HST−BA)の製造>実験例4より製造された
二元共重合体(10g)を実験例3と同じ方法で脱アセ
チル化させた。得られた反応生成物はBAとHSTモノ
マーよりなる二元共重合体であって、重量平均分子量は
11438、多分散度は1.82、紫外線に対する透過
率(%/μm)は74%であった。そして、FT−IR
分析結果は次の通りであった。
8(C−H,t−ブチル),1766(C=O,アセチ
ル),1724(C=O),1506,1369(C−
H,t−ブチル),1217(C−O),1167,1
147,912。
合体(DBMST−BA−HST)の製造>実験例4よ
り製造された三元共重合体(10g)を実験例3と同じ
方法で脱アセチル化させた。得られた反応生成物はDB
MST:BA:HSTが10:30:60の三元共重合
体であって、重量平均分子量は12,438、多分散度
は1.97、紫外線に対する透過率(%/μm)は74
%であった。そして、FT−IR分析結果は次の通りで
あった。
7(O−H),2978(C−H,t−ブチル),16
99(C=O),1513,1369(C−H,t−ブ
チル) 1231(C−O),1172,1150,830. その他の製造工程条件は全て同一にし、DBMST:B
A:HSTの比率を異にして製造した各三元共重合体の
重量平均分子量(Mw)、多分散度及び紫外線に対する
透過率(%/μm)を測定した。また、光酸発生剤とし
てTPSOTfを三元共重合体の重量に対して2.0重
量%で混合させたフォトレジスト組成物を以って0.3
0μmの線幅を有するパターンを形成するに必要な最適
露光エネルギー(mJ/cm2)も測定した。測定結果
を下記表2に示した。
ブチルメタクリル酸(以下BMA)で構成された三元共
重合体(DBMST−BMA−AST)の製造>DBM
ST(20mmol) 6.8gとBMA(40mmo
l) 5.7g及びAST(140mmol) 18g
をトルエン(140mL)に溶解させた。AIBN
1.31gを添加した後、以降の製造工程は実験例2と
同一に実施して反応生成物を分離した(収率75%)。
及びASTモノマーで構成された三元共重合体であっ
て、重量平均分子量は11,748であり、多分散度は
1.9であった。そして、FT−IR分析結果は次の通
りである。
8(C−H,t−ブチル),1766(C=O,アセチ
ル),1726(C=O),1506,1369(C−
H,t−ブチル)、1214(C−O),1147。
合体(DBMST−BMA−HST)の製造>実験例6
より製造された三元共重合体(10g)を実験例3と同
じ方法で脱アセチル化させて反応生成物を得た(収率7
5%)。
0,658、多分散度は2.0、紫外線に対する透過率
(%/μm)は74%であった。そして、FT−IR分
析結果は次の通りであった。
2(O−H),2978(C−H,t−ブチル),17
02(C=O),1513,1369(C−H,t−ブ
チル),1231(C−O),1150。
Tモノマーで構成された三元共重合体を用いたフォトレ
ジスト組成物の製造及びこれを用いた写真蝕刻工程>実
験例3で完成したDBMST、BST及びHSTモノマ
ーで構成された三元共重合体1.0gをプロピレングリ
コールモノメチルエーテルアセテート6gに溶解させた
後、ここに光酸発生剤としてTPSOTf 0.02g
を加えて十分に攪拌した。次いで、前記混合物を0.2
μmのフィルターを用いて濾過してフォトレジスト組成
物を得た。
ングしようとする物質層の形成されているウェーハ上に
約0.5μmの厚さでスピンコーティングした。フォト
レジスト組成物がコーティングされた前記ウェーハを約
140℃の温度に約90秒間ソフトベイキングし、0.
30μm線幅のパターンを定義するマスクと開口数(N
A)が0.45のKrFエキシマーレーザーを用いるス
テッパを使用して露光した後、約140℃の温度に約9
0秒間ポストベーキングした。その後、2.38重量%
のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドで60秒間現
像してフォトレジストパターンを形成した。このように
形成されたフォトレジストパターンを使用して前記物質
層を蝕刻した。
が優秀なフォトレジストパターンを21mJ/cm2ド
ーズの露光エネルギーで形成できた。また、これを用い
てパターンプロファイルに優れた物質層パターンが形成
できた。<実験例9:DBMST、BST及びHSTモ
ノマーで構成された三元共重合体を用いたフォトレジス
ト組成物の製造及びこれを用いた写真蝕刻工程>有機塩
基としてジエタノールアミン 2mgをさらに添加し、
ソフトベイキングを130℃で行ったことを除いては、
実験例8と同じ方法でフォトレジスト組成物を製造して
写真蝕刻工程を実施した。
ファイルに優れたフォトレジストパターンを30mJ/
cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、こ
れを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パター
ンが形成できた。
Tモノマーで構成された三元共重合体を用いたフォトレ
ジスト組成物の製造及びこれを用いた写真蝕刻工程>実
験例5で合成したDBMST、BA及びHSTモノマー
で構成された三元共重合体 1.0gを実験例8と同じ
方法でフォトレジスト組成物で製造し、写真蝕刻工程を
実施した。
ファイルに優れたフォトレジストパターンを20mJ/
cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、こ
れを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パター
ンが形成できた。
Tモノマーで構成された三元共重合体を用いたフォトレ
ジスト組成物の製造及びこれを用いた写真蝕刻工程>有
機塩基としてジエタノールアミン 2mgをさらに添加
し、ソフトベイキングを130℃に実施したことを除い
ては実験例10と同じ方法でフォトレジスト組成物を製
造し、写真蝕刻工程を実施した。
ファイルに優れたフォトレジストパターンを34mJ/
cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、こ
れを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パター
ンが形成できた。
STモノマーで構成された三元共重合体を用いたフォト
レジスト組成物の製造及びこれを用いた写真蝕刻工程>
実験例7より合成したDBMST、BMA及びHSTモ
ノマーで構成された三元共重合体 1.0gを実験例8
と同じ方法でフォトレジスト組成物として製造して写真
蝕刻工程を実施した。
ファイルに優れたフォトレジストパターンを24mJ/
cm2ドーズの露光エネルギーで形成できた。また、こ
れを用いてパターンプロファイルに優れた物質層パター
ンが形成できた。
いる−CH(COOR1)2(R1は炭化水素基または炭
化水素基の誘導体)は酸により化学反応を起こす基でっ
て、フォトレジスト組成物の溶解を抑制する。−CH
(COOR1)2(R1は炭化水素基または炭化水素基の
誘導体)は非常に粗大な基であって、露光により光酸発
生剤から発生した酸によりマロン酸に加水分解されてフ
ォトレジスト組成物の溶解度を変化させる。従って、露
光前後の溶解度差、即ちコントラストが従来のt−BO
C基を有するフォトレジスト組成物のコントラストに比
べて著しく増加する。
R1)2(R1は炭化水素基または炭化水素基の誘導体)
と光酸発生剤とを含む本発明によるフォトレジスト組成
物はガラス遷移温度(約130℃)より高い熱分解温度
を有する。従って、フォトレジスト膜の露光前にガラス
遷移温度より高温でプリべークしてフォトレジスト膜質
を硬化しうる。従って、空気内の汚染物質がフォトレジ
スト膜に吸着され、露光部内の光酸の作用を妨害するこ
とを効率よく予防しうる。よって、T−topプロファ
イルのような不良パターンの形成が防止され、所望のプ
ロファイルの微細パターンを形成しうる。
Claims (18)
- 【請求項1】 重合体の骨格に酸により化学反応を起こ
す−CH(COOR 1)2(R1は炭化水素基または炭化
水素基の誘導体)が結合され、3つ以上の相異なるモノ
マーが重合された重合体を含む化学増幅型フォトレジス
ト用重合体。 - 【請求項2】 前記−CH(COOR1)2(R1は炭化
水素基または炭化水素基の誘導体)はジ−t−ブチルマ
ロン酸エステルまたはジ−テトラヒドロピラニルマロン
酸エステル基であることを特徴とする請求項1に記載の
重合体。 - 【請求項3】 前記重合体は重量平均分子量が5,00
0〜200,000であることを特徴とする請求項1に
記載の重合体。 - 【請求項4】 前記重合体は下記化学式1で示されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の重合体。 【化1】 前記式中、R1はt−ブチルまたはテトラヒドロピラニ
ルであり、R4はメチルまたはt−ブチルであり、R2、
R3、R5及びR6は水素原子またはメチル基であり、
l、m及びnは整数であり、l/(l+m+n)は0.
01〜0.5であり、m/(l+m+n)は0.01〜
0.5であり、l+m/(l+m+n)は0.1〜0.
5であり、前記重合体の重量平均分子量は5,000〜
200,000である。 - 【請求項5】 前記重合体は下記化学式2で示されるこ
とを特徴とする請求項1に記載の重合体。 【化2】 前記式中、R1及びR7はt−ブチルまたはテトラヒドロ
ピラニル基であり、R 5、R6及びR8は各々水素原子ま
たはメチル基であり、l、m及びnは整数であり、l/
(l+m+n)は0.01〜0.5であり、m/(l+
m+n)は0.01〜0.5であり、l+m/(l+m
+n)は0.1〜0.5であり、前記重合体の重量平均
分子量は5,000〜200,000である。 - 【請求項6】 重合体の骨格に酸により化学反応を起こ
す−CH(COOR 1)2(R1は炭化水素基または炭化
水素基の誘導体)が結合され、3つ以上の相異なるモノ
マーが重合された重合体と、光酸発生剤とを含むことを
特徴とするフォトレジスト組成物。 - 【請求項7】 前記フォトレジスト組成物は前記重合体
の重量を基準として0.01〜2.0重量%の有機塩基
をさらに含むことを特徴とする請求項6に記載のフォト
レジスト組成物。 - 【請求項8】 前記有機塩基はトリエチルアミン、トリ
イソブチルアミン、ジエタノールアミンまたはトリエタ
ノールアミンであることを特徴とする請求項7に記載の
フォトレジスト組成物。 - 【請求項9】 前記光酸発生剤はトリアリールスルホニ
ウム塩、ジアリールヨードニウム塩またはスルホン酸で
あることを特徴とする請求項6に記載のフォトレジスト
組成物。 - 【請求項10】 前記−CH(COOR1)2(R1は炭
化水素基または炭化水素基の誘導体)はジ−t−ブチル
マロン酸エステルまたはジ−テトラヒドロピラニルマロ
ン酸エステル基であることを特徴とする請求項6に記載
のフォトレジスト組成物。 - 【請求項11】 前記重合体は下記化学式1で示され、 【化3】 前記式中、R1はt−ブチルまたはテトラヒドロピラニ
ルであり、R4はメチルまたはt−ブチルであり、R2、
R3、R5及びR6は水素原子またはメチル基であり、
l、m及びnは整数であり、l/(l+m+n)は0.
01〜0.5であり、m/(l+m+n)は0.01〜
0.5であり、l+m/(l+m+n)は0.1〜0.
5であり、前記重合体の重量平均分子量は5,000〜
200,000であり、 前記光酸発生剤は前記重合体の重量を基準として1〜1
5重量%で混合されることを特徴とする請求項6に記載
のフォトレジスト組成物。 - 【請求項12】 前記R1及びR4はt−ブチル基であ
り、R2、R3、R5及びR6は各々水素原子であることを
特徴とする請求項11に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項13】 前記重合体は下記化学式2で示され、 【化4】 前記式中、R1及びR7はt−ブチルまたはテトラヒドロ
ピラニル基であり、R 5、R6及びR8は各々水素原子ま
たはメチル基であり、l、m及びnは整数であり、l/
(l+m+n)は0.01〜0.5であり、m/(l+
m+n)は0.01〜0.5であり、l+m/(l+m
+n)は0.1〜0.5であり、前記重合体の重量平均
分子量は5,000〜200,000であり、 前記光酸発生剤は前記重合体の重量を基準として1〜1
5重量%で混合されることを特徴とする請求項6に記載
のフォトレジスト組成物。 - 【請求項14】 前記R1及びR7はt−ブチル基であ
り、R5、R6及びR8は各々水素原子であることを特徴
とする請求項13に記載のフォトレジスト組成物。 - 【請求項15】 ジアルキルマロニルメチルスチレン、
アルコキシスチレンまたはアルコキシスチレン誘導体及
びアセトキシスチレンまたはアセトキシスチレン誘導体
を重合反応させて三元共重合体を形成する段階と、 前記重合反応により形成された三元共重合体を有機塩基
を使用して脱アセチル化する段階とを含むことを特徴と
する化学増幅型フォトレジスト用重合体の製造方法。 - 【請求項16】 前記有機塩基は水酸化アンモニウムま
たはヒドラジンであることを特徴とする請求項15に記
載の化学増幅型フォトレジスト用重合体の製造方法。 - 【請求項17】 ジアルキルマロニルメチルスチレン、
アクリル酸誘導体及びアセトキシスチレンまたはアセト
キシスチレン誘導体を重合反応させて三元共重合体を形
成する段階と、 前記重合反応により形成された三元共重合体を有機塩基
を使用して脱アセチル化する段階とを含むことを特徴と
する化学増幅型フォトレジスト用重合体の製造方法。 - 【請求項18】 前記有機塩基は水酸化アンモニウムま
たはヒドラジンであることを特徴とする請求項17に記
載の化学増幅型フォトレジスト用重合体の製造方法。
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