JPS58189627A - 感光材料 - Google Patents

感光材料

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JPS58189627A
JPS58189627A JP7260682A JP7260682A JPS58189627A JP S58189627 A JPS58189627 A JP S58189627A JP 7260682 A JP7260682 A JP 7260682A JP 7260682 A JP7260682 A JP 7260682A JP S58189627 A JPS58189627 A JP S58189627A
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JP
Japan
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group
polymer
monomer
pyrimidine
photosensitive material
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JP7260682A
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English (en)
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JPH0139569B2 (ja
Inventor
Kiichi Takemoto
竹本 喜一
Yoshiaki Inagi
稲木 良昭
Yoshiyuki Harita
榛田 善行
Kentaro Tsutsumi
堤 憲太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JSR Corp
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Synthetic Chemical Industry Co Ltd
Japan Synthetic Rubber Co Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers

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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は感光材料に関するものである。更に詳しくは遠
紫外線を吸収して架橋する感光材料に関するものである
〇 現在集積回路(IC)作製用に用いられるレジストは殆
んどがポリイソプレンを環化したいわゆる環化ゴムにビ
スアジド化合物を配合してなるネガ屋ホトレジストであ
る。このレジストは近紫外線(800nm以上)を吸収
してビスアジド化合物がビニトレンとなって環化ゴムを
架橋させる反応機構を利用している。しかし、積比ゴム
からなるレジストは波長の長い近紫外線を架橋の手段に
使用するため、シリコン基板上に塗布されたレジスト層
中での回折現象やシリコン基板表面で反射した光の影響
を受ける後方散乱現象等の問題からサブミクロンの解像
力を持つことは不可能であるとされている@この間鴫を
解決するこめに、波長の短かい遠紫外線で感光するレジ
スト用材料の開発がす\められ、ポリメチルメタクリラ
ート、ポリメチルイソプロペニルケトン、ポリ(グリシ
ジルメタクリラート−メチルメタクリラート)などの1
合体が連絡外線用レジストとして研究され、その一部に
ついては既に上布されている。これらのレジストは前述
の積比ゴム系ホトレジストとは光に対する作用機構が異
なる0つまり、積比ゴム系ホトレジストは紫外線を吸収
して架橋するのに対して、これらのレジストは分解して
、重合体の分子量が低下することによる溶剤への溶解度
の向上をパターニングに利用しているいわゆるポジ裂ホ
トレジストである。しかし、分解して低分子量化した重
合体の溶解度を元の重合体のそれと極端に差をつけるた
めにはかなり低分子量化せねばならず、そのためには多
量のエネルギーが必要とされる。例えば、ポリメチルメ
タクリラートは最もはやく研究された材料であるが、解
像力は良くとも感度が悪いことについては既に知らされ
ている事実である。更にレジストの感光部と非感光部の
現俸液への溶解度差を極端に変えるためには分解型より
架橋屋の方が有利である。なぜならば、分Mfliでは
レジストを構成している素材を分解して非感光部との分
子量の差をつけようとしてもそれは有限であるのに対し
て、果機屋では感光部が三次元化するため、分子量とい
う概念からみると、非感光部との分子量の差は無限と見
做されるからである。上述の遠紫外線用レジストはいず
れも分解鳳に属するポジ臘レジストであり、架橋減いわ
いないのが現状である。
本発明の目的は良好な解像力を有しかつ%4C優れた感
度を有するネガ臘遠紫外線用レジストとして好適な感光
材料を提供することにある◇本発明に従って、 一般式■ (式中Rはシアノ基、カルボキシル基、エステル基、ア
ルキル基、ハロゲンまたはハロアルキル基である。) で表わされるビリイジ:4を有すφ単量体を(共)重合
した構造を有する化合物からなる感光材料が提供される
本発明の感光材料は解偉力が良好でしかも感度がすぐれ
ており、またシリコン、アルミニウムの如き基板上に塗
布され形成された薄層は容易に剥離しないという利点も
ある〇 次屹本発明の詳細な説明する。
本発明の感光材料である一般式Iで表わされるピリずジ
ン基を有する単量体を(共)重合した構造を有する化合
物は例えば下記の方法により得ることがて會る;。
(1)  一般式1で表わされるピリミジン基を有する
単量体またはこの単量体と他の共重合可能な単量体とを
(共)重合させる方法。
(2)  ” eβ−エチレン性不飽和カルボン酸の重
合体、またはa、β−エチレン性不飽和カルボン酸と共
重合可能な他の単量体との共重合体に一般式Iのピリミ
ジン基を有する化合物を反応させる方法O 上記(1)の(共)重合方法は4Hc限定するものでは
ないが、ピリミジン基を有する単量体がエチレン悸不飽
結合を含有するものである場合は例えば浴液ラジカル重
合方法を挙げることができ、この場合の溶媒としてはジ
メチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメ
チルホスホルアミド、テトラヒドロフランなどを、触媒
としては2゜2′−アゾビスイソブチロニトリル、ベン
ゾイルペルオキシドなどのラジカル重合開始剤を、また
重合温度としては40〜100℃を例示することができ
る。
またピリミジン基を有する単量体が開環重合性エポキシ
基を含有するものである場合は、例えば触媒としては三
フッ化ホウ素、四塩化スズ、四塩化チタンなどの開環重
合触媒を、溶媒としてはジクロルエタン、ジメチルスル
ホキシド、ジメチルホルムアミドなどを用いて、また重
合温度としては例えば−50C〜・150℃で(共)重
合することができる。
上記(2)の反応方法も特に限定するものではないが、
例えば溶液重合法、乳化重合法等で重合した一2β−エ
チレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体をジメチルホ
ルムアミド、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホス
ホルアミド、テトラヒドロフラン等の溶媒に溶解し、更
に一般式1のピリミジン基を有する化食物を添加俗解し
、共重合体のカルボキシル基と一般式■のビIJ iジ
ン基を有する化合物を加熱反応させる方法を示すことか
できる。この場合の加熱反応温度は40〜100℃が好
ましい0 上記(1)の方法における一般式Iで表わされるピリミ
ジン基を有する単量体としては、例えば一般式用 CHa CHs OR’ (式中Rはシアノ基、カルボキシル基、メチルエステル
基、エチルエステル基、プロピルエステル基などのエス
テル基、メチル基、エチル基、プロピル基などのアルキ
ル基、塩素原子、臭素原子などのハロゲン原子またはク
ロロメチル基、プロh′はCHI =c−c−又はnc
−c−CHI−であり、\1 基などの低級アルキル基又は塩素、臭素などのハロゲン
原子であり、Rsは水lA原子又はメチル基、エチル基
、プロピル基などの低級アルキル基である。) で表わされる化合物を挙げることができる。特に一般式
■で表わされる化合物にあい7Rがシアノ基、Vが水1
g原子才たはメチル基、Rsが水素原子またはメチル基
である化合物が好適に使用することができる。これらの
化合物としては、例えば、N−2−アクリロイルオキシ
エチル−6′−シ・アノウラシル、N−2−メタクリロ
イルオキシエチル−6−シアノウラシルなどを挙げるこ
とができる。
また、一般式Iで表わされるピIJ iジン基を有する
暎量体と共重合可能な単量体としては例えばラジカル重
合性のものとしてはエチルメタクリレート、プロピルメ
タクリレート、ブチルメタクリレート、インブチルメタ
クリレート、アミルメタ    □クリレート、オクチ
ルメタクリレート、2−エチルヘキシルメタクリレート
、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレートなど
のメタクリル酸アルキルエステル、メチルアクリレート
、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、ブチル
アクリレート、イソブチルアクリレート、アミルアクリ
レート、オクチルアクリレート、2−エチルへキシルア
クリレート、デシルアクリレート、ドデシルアクリレー
トなどのアクリル酸アルキルエステル、シクロへキシル
アクリレート、シクロヘキシルアクリレートなどのメタ
クリル酸またはアクリル酸の環状アルキルエステル、ベ
ンジルメタクリレート、フェニルエチルメタクリレート
、ベンジルアクリレート、フェニルエチルアクリレート
などのメタクリル酸またはアクリル酸のアリールエステ
ル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン
酸ジエチルなどのα、β−エチレン性不飽和ジカルボン
酸のジアルキルエステル、2−ヒドロキシエチルメタク
リレート、2−ヒドロキシプロピルメタクリレート、2
−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキンプロ
ピルアクリレートなどのメタクリル酸またはアクリル酸
のヒドロキシアルキルエステル、スチレン、ビニルトル
エン、アクリロニトリル、塩化ビニル、塩化ビニリデン
、酢酸ビニルなどのモノオレフィン系不飽和化合物、ブ
タジェン、イソプレン、クロロプレン、ジメチルブタジ
ェンなどの共役ジオレフィン化合物などを挙げることが
でき、開環重合性のものとしてはエピクロルヒドリン、
グリシドール、エチレ/オキシド、ブ;ピレンオキシド
、インブチレンオキシド、スチレンオキシド2.3−エ
ポキシブタンなどを挙げ石二七ができる。
上記(2)の方法におけるα、β−エチレン性不飽和カ
ルボン酸としては、例えはアクリル酸、メタクリル酸、
マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、マレイン酸モノエ
チル、フマル酸モノエチル、イタコン酸モノエチルなど
を挙げることができ、α。
β−エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能な他の単
量体としては、上記一般式■で表わされるピリミジン基
を有する単量体と共重合可能なラジカル重合性の単量体
と同様のものを挙げることができる。
また上記(2)の方法に3ける一般式Iのピリミジン基
を有する化合物は例えば一般式1 0 (式中Bは前記Rと同様の置換置を示す)で表わすこと
ができ、具体的には1.!−0−エタノ−6−シアノウ
ラシル、1.2−0−エタノ−6−クロロメチルウラシ
ル、1.2−0−エタノ−6−ドリクロロメチルウラシ
ル。などを挙げることができる。
本発明における一般式Iで表わされるピリミジン基を有
する単量体を(典)重合した構造を有する化合物中にお
けるピリ1ジン基を有する単量体の(共)重音構造単位
の割合は、感度及び溶媒溶解性の面から全(共)重合構
造単位数の5〜95俤が好ましく、特に16〜90チが
好ましい。
また、特に共役ジオレフィン化合物と一般式1で表わさ
れるピリミジン基を有する単量体とを共重合した構造を
有する化合物からなる感光材料は基板との接着性が籍に
優れたものになる0この一場合の共役ジオレフィン化合
物単位の含有割合は全(共)重合体構造単位の6〜96
−1好ましくはlO〜86慢、特に好才しくは10〜5
0囁であるO なお一般式Iで表わされるピリミジン基を有する率址体
を(共)重合した構造を有する化合物の分子量は特に限
定するものではないが、レジストとして使用する場合に
はポリスチレン換算の数平均分子tでaooo 〜to
ouooo特にIQQ00〜60QOOOのものが好ま
しい。
上記(1)または(2)などの方法によりて得られる一
般式1で表わされるピリミジン基を有する単量体を(共
)重合した構造を有する化合物はアセトン等の沈殿剤で
再沈殿させるなどの方法−こより精製し感光材料とする
本発明の感光材料をレジストとして使用する場合は例え
ばジメチルホルムアミド、ジメチルスル  ゛ホキシト
、ヘキサメチルホスホルアミド、テトラヒドロフランな
どの溶媒に鋳解し溶液として基板に塗布する方法が一般
的である。鵞た、本発明の感光材料化光架橋剤、増感剤
を添加することも可能である。
次に実施例をあげて本発明を更に具体的に説明するが、
本発明はこれらの実施例によりて何ら制約されるもので
はない。
実施例L 22f(α012モル)のN−エタノオキシ−6−シア
ノウラシルを15−のピリジンに溶解し、a7−の無水
メタクリル酸を加えて室温で16時間反応させた。反応
終了後ピリジンと過剰のメタクリル酸を減圧蒸留により
留去し、残留吻をエタノールから再結晶すると26fの
N−1−メタクロイルオキシエチル−6−シアノウラシ
ルが収率889!で無色針状結晶として得られた。この
ものとブタジェンを6=4の割合(モル比)で水とエタ
ノールの混合溶媒(重量比−1:1)に溶解し、過硫酸
カリウムをラジカル開始剤として用い、60℃で18時
間反ルさせること化よりポリスチレン換算の数平均分子
量約IQOOOのポリマーを60311に優の収率で得
た。このポリマーはピリミジン基を有する単量体の(共
)重合構造単位の割合は、全(共)重合構造単位数の5
2%であったO 上記−こより得られたf反応生成物1fをジメチルホル
ムアミド5sjに溶解した後孔径α46μmのJ IJ
ポアフィルターでろ過して感光液を作製した。シリコン
ウェハー上にスピンナーでこの感光液を塗布し、1ll
I嵩気流中室温で1時間乾燥した後、日本分光株製照射
分光器で分光感度を測定したところ、260〜810 
nmの遠紫外領域にあることが確認された。またシリコ
ンウェハーに塗布したレジストaに石英製マスクを密着
し、キャノン株製酪光装置PLA611Fにて遠紫外線
を1分間照射した後、ジメチルホルムアミドで現像した
ところ、展剥れもなく、マスクに忠実なファインパター
ンを再現することができた。このウェハーをM素気流中
120℃%80分間ボストベークした後、フッ化水素/
フッ化アンモニウム水浴液でエツチングしたところ、し
み込みのほとんどないパターンを作製することがで舎た

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  一般式1 (式中Bはシアノ基、カルボキシル基、エステル基、ア
    ルキル基、ハロゲンまたはハロアルキル基である。) で表わされるピリミジン基を有する単量体を(共)重合
    した構造を有する化合物からなる感光材料
JP7260682A 1982-04-30 1982-04-30 感光材料 Granted JPS58189627A (ja)

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JP7260682A JPS58189627A (ja) 1982-04-30 1982-04-30 感光材料

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JPH0139569B2 JPH0139569B2 (ja) 1989-08-22

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