JPS62258352A - Diarylnitrones - Google Patents

Diarylnitrones

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JPS62258352A
JPS62258352A JP4900387A JP4900387A JPS62258352A JP S62258352 A JPS62258352 A JP S62258352A JP 4900387 A JP4900387 A JP 4900387A JP 4900387 A JP4900387 A JP 4900387A JP S62258352 A JPS62258352 A JP S62258352A
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layer
contrast
photoresist
photobleachable
light
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ブルース・フレデリック・グリフィング
ポール・リチャード・ウェスト
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General Electric Co
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はたとえば集積回路(IC)の製造におけるホト
リソグラフィ用のマスクのような物体の画像のコントラ
ストを高める方法及びその目的に使用する物質に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method of increasing the contrast of an image of an object, such as a mask for photolithography, for example in the manufacture of integrated circuits (ICs), and to materials used for that purpose.

従来の技術 集積回路の製造におけるリングラフィは主として光学的
手段によって行なわれている。回路寸法を減少させ、性
能を向上させかつ歩留りを増加させる目的において、光
学方式は相継ぐ各世代の回路技術において要求される解
像度を与えてきた。
BACKGROUND OF THE INVENTION Phosphorography in the manufacture of integrated circuits is primarily performed by optical means. In an effort to reduce circuit size, improve performance, and increase yield, optical methods have provided the resolution required in each successive generation of circuit technology.

しかしながら、プロジェクション・リソグラフィ方式の
解像度は最近に至って開口数及び波長に関する実際上の
制約によって賦課される物理的限界に近付きはじめてい
る。リソグラフィ技術については今後一層の改良が期待
されているが、レンズは固をの解像度については今まで
以上の顕著な改良は期待されない。光学技術によって達
成可能な最小特徴寸法をさらに減少させるためにはか\
るリソグラフィ方式を成る別の観点から変えることによ
って一層の改良をはかることが必要である。
However, the resolution of projection lithography systems has recently begun to approach physical limits imposed by practical constraints on numerical aperture and wavelength. Although further improvements in lithography technology are expected in the future, no significant improvement is expected in terms of lens resolution. How can we further reduce the minimum feature size achievable by optical techniques?
It is necessary to make further improvements by changing the lithography method used from other aspects.

か\る一層の改良をはかる余地のある一つの領域はホト
レジスト工程に見出される。各ホトレジストは後続の工
程において使用し得るパターンを形成するために必要な
ある度合の入射コントラストをもつことを特徴とする。
One area where there is room for further improvement is found in the photoresist process. Each photoresist is characterized by a certain degree of incidence contrast necessary to form a pattern that can be used in subsequent processing.

照射のこの最低所要コントラストはホトレジストのコン
トラストしきい値と呼ばれている。基板の性質、所要の
パターン厚及びレジストのエツジプロファイルに応じて
、慣用のポジ型ホトレジストは85%及び90%の入射
コントラストの間にコントラストしきい値を有する。現
在、殆んどの生産は90%又はそれ以上の入射コントラ
ストで行なわれている。ホトレジストのコントラストし
きい値が低下されると、所与の光学式装置を用いて得る
ことのできる解像度は、画像コントラストが画像中に存
在する空間周波数の減少関数であるという事実のために
、改良される。
This minimum required contrast of illumination is called the contrast threshold of the photoresist. Depending on the nature of the substrate, the desired pattern thickness, and the edge profile of the resist, conventional positive photoresists have contrast thresholds between 85% and 90% incident contrast. Currently, most production runs at 90% or higher incidence contrast. When the contrast threshold of a photoresist is lowered, the resolution that can be obtained with a given optical device improves due to the fact that image contrast is a decreasing function of the spatial frequencies present in the image. be done.

発明の要旨 本発明はホトレジスト工程に使用される空中画像のコン
トラストをホトレジストへの入射前に増強させるホトレ
ジスト法の提供を意図するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a photoresist process that enhances the contrast of an aerial image used in the photoresist process prior to application to the photoresist.

本発明の一目的はホトレジスト中に使用し得る画像を形
成するのに必要な最低コントラスト値を低下させること
にある。
One object of the present invention is to reduce the minimum contrast value required to form a usable image in a photoresist.

本発明の別の目的は新規な光漂白性化合物及び物質を提
供するにある。
Another object of the present invention is to provide novel photobleaching compounds and materials.

本発明実施の一態様に従えば、まず第一の厚みをもちか
つ所定のコントラストしきい値をもつホトレジストの層
を用意し、一方不透明領域及び透明領域をもつ物体又は
マスクを用意する。ホトレジストの所定のコントラスト
しきい値より低いコントラストをもつ物体の像を所定の
波長の光を物体を通して投影することによってホトレジ
スト層上に形成させる。光漂白性化合物を含有する光漂
白性物質の層を物体とホトレジスト層との間に、かつホ
トレジスト層の表面に隣接して設ける。光漂白性化合物
は前述した波長の光に感光性でありかつ非漂白状態で1
/g−amで表わして約10より大きい吸光率対分子量
比を有する。光漂白性物質の非漂白状態についての吸光
率対漂白状態についての吸光率の比もまた約10より大
である。前述した波長及び所定の強度の光を物体を通し
て光漂白性物質の層上に、前述した波長の光の入射光量
に正比例した光漂白性物質の層の光学的密度の低下を得
るまで、投影すると、それによって光漂白性物質の層に
よって透過される画像の積分コントラストがそれによっ
て与えられる透過光量とともに増加して最大値に達し、
その後に減少する。
According to one embodiment of the invention, a layer of photoresist is provided having a first thickness and a predetermined contrast threshold, while an object or mask having opaque areas and transparent areas is provided. An image of an object having a contrast less than a predetermined contrast threshold of the photoresist is formed on the photoresist layer by projecting light of a predetermined wavelength through the object. A layer of photobleachable material containing a photobleachable compound is provided between the object and the photoresist layer and adjacent the surface of the photoresist layer. The photobleaching compound is photosensitive to light of the wavelengths mentioned above and has a photobleaching property of 1
have an absorbance to molecular weight ratio of greater than about 10, expressed in /g-am. The ratio of the absorbance for the unbleached state to the absorbance for the bleached state of the photobleachable material is also greater than about 10. When light of the aforementioned wavelength and predetermined intensity is projected through the object onto the layer of photobleachable material until a reduction in the optical density of the layer of photobleachable material is obtained that is directly proportional to the incident amount of light of the aforementioned wavelength. , whereby the integral contrast of the image transmitted by the layer of photobleachable substance increases with the amount of light transmitted thereby, reaching a maximum value;
Then it decreases.

光漂白性物質の層のパラメーターは積分コントラストの
最大値がホトレジスト層の所定のコントラストしきい値
よりも大であるように選定される。
The parameters of the layer of photobleachable material are selected such that the maximum value of the integrated contrast is greater than a predetermined contrast threshold of the photoresist layer.

ホトレジスト層の感度及び厚みはホトレジスト層が光漂
白性物質の層によって透過される所定の範囲内の光量に
よって十分に露光されそしてこの透過された画像中にホ
トレジストの所定のコントラストしきい値以上の積分コ
ントラストを与えるように選定される。前述した所定の
波長の光を物体を通して、光漂白性層を通して透過され
る前記所定の範囲の光量を与えるに十分な時間、投影す
る。
The sensitivity and thickness of the photoresist layer is such that the photoresist layer is sufficiently exposed to an amount of light within a predetermined range that is transmitted by the layer of photobleachable material and the integral of the photoresist in this transmitted image is above a predetermined contrast threshold. chosen to provide contrast. Light of the predetermined wavelength is projected through the object for a time sufficient to provide the predetermined amount of light transmitted through the photobleachable layer.

光漂白性物質の層を取り除きそしてホトレジスト層を現
像し、それによって物体の低減されたコントラストの画
像のコントラストに増強を示すパターンをホトレジスト
層中に形成させる。
The layer of photobleachable material is removed and the photoresist layer is developed, thereby forming a pattern in the photoresist layer that exhibits an enhancement in the contrast of the reduced contrast image of the object.

本発明はさらに、 (A)有機溶剤100重量部; (B)不活性有機重合体バインダー1〜30重量部、好
ましくは5〜15重量部; (C)アリールニトロン1〜30重量部、好ましくは5
〜15重量部; を含有してなり、300〜450nm(ナノメータ−)
の範囲に吸収最大値をもつ光漂白性層を形成し得るスピ
ンキャスト可能な混合物を提供するものである。
The present invention further provides: (A) 100 parts by weight of an organic solvent; (B) 1 to 30 parts by weight, preferably 5 to 15 parts by weight of an inert organic polymer binder; (C) 1 to 30 parts by weight of an arylnitrone, preferably 5
-15 parts by weight; 300-450 nm (nanometer)
It provides a spin-castable mixture capable of forming a photobleachable layer with an absorption maximum in the range of .

本発明の新規必須の特徴は特に特許請求の範囲に示され
る。本発明の構成及び実施方法ならびにさらに付随する
別の目的及び利点は以下の具体的記載1.特に図面を参
照しての説明によってより明瞭になるであろう。
The novel and essential features of the invention are pointed out with particularity in the claims. The structure and implementation method of the present invention, as well as other accompanying objects and advantages, are described in the following detailed description 1. It will become clearer especially when explained with reference to the drawings.

ホトリソグラフィーの大部分は現在マスクの空中画像を
用いてホトレジストを露光するプロジェクション技術に
よって行なわれている。低コントラストの空中画像につ
いては、マスクの暗色域に相当する画像部分でさえも、
かなりの強度を有する。コントラストが低下するにつれ
て、より暗色の領域をより明色の領域から識別すること
は次第に困難になる。本発明はホトレジストへの入射画
像のコントラストを増強させそれによってか〜る識別性
を改善する方法を提供するものである。このコントラス
トの増強は当初は相対的に不透明であるがある光量の光
を照射した後には相対的に透明になる光漂白性物質の使
用に基づくものである。
Most photolithography is currently performed by projection techniques that use an aerial image of a mask to expose photoresist. For low-contrast aerial images, even the parts of the image corresponding to the dark gamut of the mask
It has considerable strength. As the contrast decreases, it becomes increasingly difficult to distinguish darker areas from lighter areas. The present invention provides a method for enhancing the contrast of an image incident on a photoresist, thereby improving its identifiability. This contrast enhancement is based on the use of photobleachable materials that are initially relatively opaque but become relatively transparent after exposure to a certain amount of light.

理想化された光漂白性層の光透過率を第1図に示しであ
る。マスクの空中画像がか\る光漂白性層に入射される
と最大光強度に露光された光と白性層の領域が最初に漂
白され、一方最小光強度で露光された該層の領域はその
後の時点で漂白される。
The light transmittance of an idealized photobleachable layer is shown in FIG. When the aerial image of the mask is incident on the photobleachable layer, the areas of the layer exposed to the highest light intensity will be bleached first, while the areas of the layer exposed to the lowest light intensity will be bleached. Bleached at a later point.

この漂白過程の動力学を説明する第2A図〜第2F図に
おいて、まず第2A図は透過率100%を与える開放又
は透明領域12によって分離された透過率O%を与える
不透明領域11からなるマスクのような物体の相対的透
過率を示す。IOは入射光強度、lは透過光強度、E、
は光漂白性層の漂白を起すに要する光照射量である。第
2B図はたとえばホトレジストの層の露光用に使用され
る空中画像を発生するために光学的プロジェクション装
置中に配置される場合のマスクの空中画像の相対的光強
度を位置の関数として示すグラフ13である。使用した
光の波長及びマスクの各領域の寸法は示されたコントラ
ストを生ずるようなものと仮定する。■  は画像の最
大強度でありそflaX してlff11nは画像の最小強度である。第2C図は
理想化された光漂白性物質の層15の断面を示す。
In Figures 2A to 2F illustrating the dynamics of this bleaching process, Figure 2A first shows a mask consisting of opaque areas 11 giving 0% transmittance separated by open or transparent areas 12 giving 100% transmittance. It shows the relative transmittance of an object like . IO is the incident light intensity, l is the transmitted light intensity, E,
is the amount of light irradiation required to cause bleaching of the photobleachable layer. FIG. 2B is a graph 13 showing the relative light intensity of an aerial image of a mask as a function of position when placed in an optical projection device to generate an aerial image used, for example, for exposing a layer of photoresist. It is. It is assumed that the wavelength of light used and the dimensions of each area of the mask are such as to produce the contrast shown. (2) is the maximum intensity of the image, and flaX is the minimum intensity of the image, and lff11n is the minimum intensity of the image. FIG. 2C shows a cross-section of an idealized layer 15 of photobleachable material.

第2D図は最初の時間の終りにおける点線16によって
描画された層15の漂白を示す。第2E図はその後の時
点における点線17によって描画された層15の漂白を
示す。第2F図は露光が終了し、漂白を止めた時点にお
ける点線18及び19によって描画された層15の漂白
を示す。露光を第2F図に相当する時点で停止すれば、
光漂白性層の透過率はもとのマスクの透過率に相当する
FIG. 2D shows the bleaching of layer 15, depicted by dotted line 16, at the end of the first period. FIG. 2E shows the bleaching of layer 15, delineated by dotted line 17, at a later point in time. Figure 2F shows the bleaching of layer 15, delineated by dotted lines 18 and 19, at the end of the exposure and the bleaching is stopped. If the exposure is stopped at a point corresponding to Fig. 2F,
The transmittance of the photobleachable layer corresponds to that of the original mask.

か\る光漂白性物質を慣用のホトレジスト層の上に塗布
すれば、得られる複合層はホトレジスト層のみの場合の
コントラストしきい値よりも低いコントラストしきい値
を有し得る。このことはホトレジストが漂白時間に比し
て短時間の露光で十分であるような感度の場合にいえよ
う。この光漂白性層は本質的にはホトレジスト層に対し
てその場でコンタクトマスクを形成する。この現場コン
タクトマスクの正味の効果はホトレジストに入射される
コントラストを空中画像のコントラストよりも増加せし
めることである。
If such a photobleachable material is applied over a conventional photoresist layer, the resulting composite layer can have a contrast threshold that is lower than that of the photoresist layer alone. This may be true if the photoresist is sensitive enough to require a short exposure time compared to the bleaching time. This photobleachable layer essentially forms an in-situ contact mask for the photoresist layer. The net effect of this in-situ contact mask is to increase the contrast incident on the photoresist over the contrast of the aerial image.

コントラスト増強技術をサブミクロンのホトリソグラフ
ィーに適用する場合にはコントラス!・増強層自体にい
くつかの物理的及び化学的制約が生ずる。コントラスト
増強層は薄くしかも同時に光学的に高密でなければなら
ない。層厚についての要求は高解像度光学系の焦点の深
さが狭い為である。これは層厚を約1ミクロンより小さ
い範囲に制限する。コントラスト増強層はまた光学的に
密度が大でなければならないので、該層の光化学成分は
強い吸光性をもつことが必要である。漂白後の光透過性
は光生成物の吸光度によって決定されるので、光生成物
は親分子よりも著しく小さい吸光率をもたなければなら
ない。吸光率は方程式:%式%(1) [式中、Aは吸光度、bは光路長(cm)、モしてCは
濃度(モル/1)を表わす]によって定義される。吸光
度は方程式: IO A −log+。□     (2) ! [式中、1.は入射光強度そして!は透過光強度である
]によって定義される。
Contrast when applying contrast enhancement technology to submicron photolithography! - Some physical and chemical constraints arise in the enhancement layer itself. The contrast-enhancing layer must be thin and at the same time optically dense. The requirement for layer thickness is due to the narrow depth of focus of high-resolution optical systems. This limits the layer thickness to a range of less than about 1 micron. Since the contrast-enhancing layer must also be optically dense, the photochemical component of the layer must have strong light absorption properties. Since the light transmittance after bleaching is determined by the absorbance of the photoproduct, the photoproduct must have a significantly lower absorbance than the parent molecule. The absorbance is defined by the equation: % (1) where A is the absorbance, b is the optical path length (cm), and C is the concentration (mol/1). Absorbance is calculated by the equation: IO A -log+. □ (2)! [In the formula, 1. is the incident light intensity and! is the transmitted light intensity].

物質の吸光率εは方程式(1)のパラメーターA、b及
びCを測定することによって求められる。
The absorbance ε of a substance is determined by measuring the parameters A, b and C of equation (1).

パラメーターAは方程式(2)から求められる。Parameter A is determined from equation (2).

最初に既知容量の物質を既知容量の溶剤中に溶解して該
物質の該溶液中の濃度Cを求める。この溶液を既知寸法
をもつセル中に装入し分光光度計の光路に配置して既知
の光強度1oの光をセルに向けて照射する。このセルか
らの透過光の強度を測定する。同様に溶剤のみを同じ既
知寸法をもつ別のセル中に装入し分光光度計の光路に配
置して既知の光強度!。の光をこのセルに向けて照射す
る。
First, a known volume of a substance is dissolved in a known volume of a solvent to determine the concentration C of the substance in the solution. This solution is placed in a cell with known dimensions, placed in the optical path of a spectrophotometer, and the cell is irradiated with light having a known light intensity of 1o. The intensity of transmitted light from this cell is measured. Similarly, only the solvent is placed in another cell with the same known dimensions and placed in the optical path of the spectrophotometer to obtain a known light intensity! . The light is directed towards this cell.

このセルからの透過光強度を測定する。溶剤単独の場合
の光強度測定値を用いて透過光強度Iをセル及び溶剤の
吸光について補正する。かくして、方程式(2)に入射
光強度■o及び透過光強度■についてのこれらの数値を
用いて吸光度Aを求める。寸法すは既知寸法のセルから
求められる。したがって、該物質についての吸光率は式
(1)にす、  c及びAの値を代入することによって
与えられる。種々の物質についての吸光率の測定はDo
uglas A、Skoog及びDonald M、W
est著、New York在、11o1d、Rlne
hart and Wlnston、Inc発行の” 
Pundamcntals o[’ Analytic
 Chea+1strど、第2版(1969)、第64
4〜652頁にも記載されている。
The intensity of transmitted light from this cell is measured. The light intensity measurements for the solvent alone are used to correct the transmitted light intensity I for cell and solvent absorption. Thus, using these values for the incident light intensity ■o and the transmitted light intensity ■ in equation (2), the absorbance A is determined. Dimensions are determined from cells of known dimensions. Therefore, the absorbance for the substance is given by substituting the values of c and A into equation (1). Measurement of absorbance of various substances is done by Do
uglas A, Skoog and Donald M,W
est, New York, 11o1d, Rlne.
Published by Hart and Wlnston, Inc.”
Pundamcntals o['Analytic
Chea+1str, 2nd edition (1969), No. 64
Also described on pages 4-652.

さらに、露光時間の所要の増加を最小限に抑えるために
は、漂白反応の量子収量をできるだけ高くしなければな
らない。またホトレジストは普通にはスピンコード技術
によって塗布されるので、コントラスト増強層もまた同
様の方法で塗布することができれば好都合である。光漂
白性物質を溶解する溶剤はホトレジスト層と相溶性でな
ければならない。さらに良好な光学特性をもつコントラ
スト増強層をスピンコード法で塗布し得ることが必要で
ある。最後に、これらの光漂白性物質が有効に作用する
波長範囲は光学的プロジェクション装置が作動する波長
範囲と同一でなければならない。
Furthermore, the quantum yield of the bleaching reaction must be as high as possible in order to minimize the required increase in exposure time. Also, since photoresists are commonly applied by spin code techniques, it would be advantageous if the contrast enhancement layer could also be applied in a similar manner. The solvent that dissolves the photobleachable material must be compatible with the photoresist layer. Furthermore, it is necessary to be able to apply a contrast-enhancing layer with good optical properties by spin-coating. Finally, the wavelength range in which these photobleaching substances are effective must be the same as the wavelength range in which the optical projection device operates.

ウェーハ上での直接描画装置(Dlrcct−step
−on−the−vaf’cr systams>の大
部分は405naは436nmで作動する。この場合に
は、米国、カリフォルニア州、マウンテンビュー在のオ
ブチメトリックス社(Optia+etrIx Co、
)から入手し得るオブチメトリックX10:I  DS
W装置上で使用するために405n11の波長を選んだ
。適当な光漂白性物質についての調査はこれらの制約に
基づいて行なった。特に、適当な光漂白性物質について
の調査は300〜450nmの波長範囲内の吸収極大値
に基づいて行なった。
Direct writing equipment on wafer (Dlrcct-step
Most of the -on-the-vaf'cr systems>405na operate at 436nm. In this case, OptiMetrix Co., Ltd. (Optia+etrIx Co., Ltd., Mountain View, California, U.S.A.)
) Obtimetric X10:I DS available from
A wavelength of 405n11 was chosen for use on the W instrument. The search for suitable photobleaching materials was based on these constraints. In particular, the search for suitable photobleaching substances was based on absorption maxima within the wavelength range of 300-450 nm.

光漂白工程の一モデルをコントラスト増強層中に使用す
るに適当な光漂白性物質の評価において開発しかつ使用
した。このモデルのパラメータを次表に示す。
A model of the photobleaching process was developed and used in the evaluation of photobleachable materials suitable for use in contrast enhancement layers. The parameters of this model are shown in the table below.

第  1  表 状態量     説   明 ′!:A 非漂白状態の分子の吸光率 EB 漂白状態の分子の吸光率 Φ  漂白反応の量子収量 No 非漂白状態の分子の初期光学密度Fo コントラ
スト増強層へ入射された光子東密度 to  コントラスト増強層の膜厚 nf  漂白された層の屈折率 nB  コントラスト増強層を置くガラス基板の屈折率 上記の分析及び光漂白工程のモデルに基づいて、物質の
パラメータについて三つの判定基準を定めた。これらを
第2表に示す。
Table 1 State quantities Explanation'! :A Absorbance of the molecule in the unbleached state EB Absorbance of the molecule in the bleached state Φ Quantum yield of the bleaching reaction No Initial optical density of the molecule in the unbleached state Fo Density of photons incident on the contrast enhancement layer to Density of photons incident on the contrast enhancement layer Film thickness nf Refractive index of the bleached layer nB Refractive index of the glass substrate on which the contrast enhancement layer is placed Based on the above analysis and the model of the photobleaching process, three criteria were established for the material parameters. These are shown in Table 2.

第  2  表 状態量       数 値 (1)  ε/分子量  ≧100i’/g −cm(
2)    Φ    ≧0.2 (3)  ε非漂白状態 □  ≧30 ε漂白状態 第一の判定基準は光学密度の高い膜の必要性に基づくも
のでありコントラスト増強層中の吸収中心の充填密度に
本質的に関連している。第二の判定基準は非漂白状態か
ら漂白状態への転移をできるだけ速やかに達成する必要
性に基づくものである。所与の量子収量の許容度はある
程度は第一の判定基準に関係する、というのは第一の基
準の改善は第二の基準の不足を埋め合わせ得るからであ
る。第三の判定基準はコントラスト増強層が漂白工程後
に透明であるという必要性に基づくものである。これら
の判定基準は適当な光漂白性物質についての当初の探索
に使用した。
Table 2 State quantity Numeric value (1) ε/Molecular weight ≧100i'/g -cm(
2) Φ ≧0.2 (3) ε Unbleached state□ □ ≧30 ε Bleached state The first criterion is based on the need for a film with high optical density, and the packing density of absorption centers in the contrast enhancement layer Essentially related. The second criterion is based on the need to achieve the transition from the unbleached state to the bleached state as quickly as possible. The tolerance of a given quantum yield is to some extent related to the first criterion, since improvements in the first criterion can compensate for deficiencies in the second criterion. The third criterion is based on the need for the contrast-enhancing layer to be transparent after the bleaching step. These criteria were used in the initial search for suitable photobleaching materials.

適当な光漂白性化合物の選択は光漂白工程の前記モデル
における評価によって及び化合物を層中に入れ光強度を
一定に保持しながら照射時間又は照射光量の関数として
相対的透過率を測定する試験によって決定された。種々
の光漂白機構に基づく光漂白特性をもつ多数の種々の光
漂白性化合物を評価した。光異性化機構に基づく光漂白
性化合物が特に適当であることが認められた。これらの
化合物の中でも、とりわけ式(1): %式%(1) (式中、Zは(R3)a−Q−R4−及びR5−から選
んだ一価の基であり;Z′は −16(X)bから選んだ一価の基であり;R1R1,
R2及びR3は水素、Cアルキル、(L−8) 置換Cアルキル、Cアリール炭化水 素基及び置換Cアリール炭化水素基から選んだ−価の原
子又は基であり;QはF、CL  Br 。
Selection of suitable photobleaching compounds is made by evaluation in the above-described model of the photobleaching process and by tests in which the compound is placed in a layer and the relative transmittance is measured as a function of exposure time or amount of light while keeping the light intensity constant. It has been determined. A large number of different photobleaching compounds with photobleaching properties based on different photobleaching mechanisms were evaluated. Photobleachable compounds based on a photoisomerization mechanism have been found to be particularly suitable. Among these compounds, in particular formula (1): %Formula %(1) (wherein Z is a monovalent group selected from (R3)a-Q-R4- and R5-; Z' is - is a monovalent group selected from 16(X)b; R1R1,
R2 and R3 are -valent atoms or groups selected from hydrogen, C alkyl, (L-8) substituted C alkyl, C aryl hydrocarbon group, and substituted C aryl hydrocarbon group; Q is F, CL Br .

1、 O,S及びNから選んだ一価、二価又は三価の原
子であり;aは0.1又は2であり;R4はC(8−1
3)アリール炭化水素基又は置換Cアリール炭化水素基
であり、R5はO,N及びSから選んだ1個又はそれ以
上の原子を含む非置換又は置換C芳香族複素環化合物残
基であり;R6はC芳香族炭化水素基であり;Xはハ口
、シアノ、アルキルカルボニル、Cアルキル、置換Cア
ルキル、C芳香族炭 化水素基、置換C芳香族炭化水素基及びアルコキシカル
ボニル基から選んだ基のbの数値0゜1.2又は3に応
じての任意の組合せであり;nは0. 1. 2. 3
又は4の数値を表わし得る)によって表わされるアリー
ルニトロンが特に適当であることが認められた。上記の
化合物はたとえば”methoden der Org
anlschen CheIllle ’  (Ilo
uben−Weyl ) 、第10巻、バート4.第3
15−416頁(1968)又はJan Hamcr及
びAnthony HacalusoによってChem
ical Revicvs (1964)中筒476−
4133頁“N1troncs”に記載されているごと
き方法を用いて製造することができる。
1, a monovalent, divalent or trivalent atom selected from O, S and N; a is 0.1 or 2; R4 is C(8-1
3) an aryl hydrocarbon group or a substituted C aryl hydrocarbon group, where R5 is an unsubstituted or substituted C aromatic heterocyclic compound residue containing one or more atoms selected from O, N and S; R6 is a C aromatic hydrocarbon group; Any combination according to the value of b of 0°1.2 or 3; n is 0. 1. 2. 3
It has been found that the arylnitrones represented by the formula (or 4) are particularly suitable. The above compounds are for example "methoden der Org"
anlschen CheIlle' (Ilo
Uben-Weyl), Volume 10, Bart 4. Third
15-416 (1968) or Chem by Jan Hamcr and Anthony Hacaluso.
ical Revicvs (1964) Middle tube 476-
It can be manufactured using a method such as that described in "N1troncs" on page 4133.

光画像形成法に使用される光学装置系に要求される個々
特定の条件に適するような種々の置換基を存する種々の
アリール環系を形成し得る。このアリールニトロン類は
2〜5X104f1モルーcmの吸光率及び0. 1〜
0. 5の範囲の量子収量で光漂白する。
A variety of aryl ring systems may be formed with a variety of substituents to suit the particular requirements of the optical system used in photoimaging. The arylnitrones have an extinction coefficient of 2 to 5 x 104 f1 molar cm and an extinction coefficient of 0. 1~
0. Photobleach with a quantum yield in the range of 5.

405nmにおいて描画し得るウェーハ上での直接描画
方式に対しては、構造式(2):(式中、A、はC芳香
族有機基である)のニトロン類が特に有用であることが
認められた。
For direct-on-wafer writing systems capable of writing at 405 nm, nitrones of structural formula (2): where A is a C aromatic organic group have been found to be particularly useful. Ta.

この型のp−ジアルキルアミノアリールニトロン類には
たとえば式(3): で表わされる化合物のごとき複索環化合物が包含される
This type of p-dialkylaminoaryl nitrones includes, for example, polycyclic compounds such as the compound represented by formula (3).

式(2)によって表わされるニトロン類の好ましい一群
は式: [式中、Xはつぎの群: −C−0R7、 −C−R7、 −CN (R’ )2、 −CN。
One preferred group of nitrones represented by formula (2) is the formula: [wherein X is the following group: -C-0R7, -C-R7, -CN (R')2, -CN.

−CF3、 ハロゲン、 (式中、R7はCアルキル基、特に好ましく1−8) (はメチル、エチル、プロピル及びブチル基である)か
ら選ばれるオルト又はパラ位に結合された電子水引基で
ある]のジアリールニトロン類である。上記Xの定義に
含まれるハロゲン基の例はフルオル、クロル及びブロム
基である。
-CF3 is an electron withdrawing group bonded at the ortho or para position selected from halogen, (wherein R7 is a C alkyl group, particularly preferably 1-8) (is a methyl, ethyl, propyl and butyl group) ] are diarylnitrones. Examples of halogen groups included in the above definition of X are fluoro, chloro and bromo groups.

式(1)のアリールニトロン類を配合した光漂白性層を
形成するためのスピンキャスト可能な混合物を与えるた
めに使用するに適した結合剤(バインダー)は、たとえ
ば酢酸ビニル重合体(単独重合体及び共重合体)及びそ
れらの部分ケン化生成物(たとえばポリビニルアセテー
ト);スチレン又はその誘導体の共重合体;アクリレー
トエステル又はメタクリレートエステルの重合体及び共
重合体;アセタール樹脂;アクリロニトリル/ブタジェ
ン共重合体;エチルセルロース及びその他の炭化水素中
に可溶性のセルロースエーテル;セルロースプロピオネ
ート及びその他の炭化水素中に可溶性のセルロースエス
テル;ポリ・(クロロプレン);ポリ(エチレンオキシ
ド);ポリ(ビニルピロリドン);等を包含する。
Suitable binders for use in providing spin-castable mixtures for forming photobleachable layers incorporating arylnitrones of formula (1) include, for example, vinyl acetate polymers (homopolymers, and copolymers) and their partially saponified products (e.g. polyvinyl acetate); copolymers of styrene or its derivatives; polymers and copolymers of acrylate or methacrylate esters; acetal resins; acrylonitrile/butadiene copolymers cellulose ethers soluble in ethyl cellulose and other hydrocarbons; cellulose esters soluble in cellulose propionate and other hydrocarbons; poly(chloroprene); poly(ethylene oxide); poly(vinylpyrrolidone); etc. do.

式(1)のアリールニトロン類を配合した光漂白性層を
形成するためのスピンキャスト可能な混合物を与えるの
に使用するに適した溶剤は、たとえば芳香族炭化水素(
たとえばトルエン、キシレン類、エチルベンゼン、クロ
ルベンゼン)の単独又は脂肪族炭化水素(たとえばシク
ロヘキサン)との混合物;ハロゲン化脂肪族化合物(た
とえばトリクロルエチレン、メチルクロロホルム);ア
ルコール類(たとえばプロパツール、ブタノール)を包
含する。
Suitable solvents for use in providing spin-castable mixtures for forming photobleachable layers incorporating arylnitrones of formula (1) include, for example, aromatic hydrocarbons (
(e.g. toluene, xylenes, ethylbenzene, chlorobenzene) alone or in mixtures with aliphatic hydrocarbons (e.g. cyclohexane); halogenated aliphatic compounds (e.g. trichloroethylene, methylchloroform); alcohols (e.g. propatool, butanol). include.

式(2)においてR3が−CH3CH2−でありかつ1
1 m Qであるジアリールニトロンが特に適当である
ことが認められた。α−(4−ジエチルアミノフェニル
)−N−フェニルニトロンと呼ばれるこのニトロン化合
物は405r+mで強い吸収を・示しかつこの波長にお
いて単分子環化を受けてオキサシリジンに転化すること
によって高効率でほとんど透明にまで光漂白されること
が認められた。
In formula (2), R3 is -CH3CH2- and 1
Diarylnitrone, which is 1 m Q, has been found to be particularly suitable. This nitrone compound, called α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone, exhibits strong absorption at 405r+m and undergoes monomolecular cyclization at this wavelength to convert into oxacillidine, making it highly efficient and almost transparent. It was found that it can be photobleached.

このニトロン化合物は適度に低い極性をもつ溶剤(たと
えばトルエン、エチルベンゼン)に易溶でありかつポリ
スチレン、ポリ(ヒドロキシエチルメタクリレート)、
ポリ−α−メチルスチレン、ポリ(メチルメタクリレー
ト)、ポリビニルピロリドン、ビニルピリジン/スチレ
ン共重合体及びアリルアルコール/スチレン共重合体の
ような広範囲の重合体とともに高い装填密度で良好なフ
ィルムを形成する。このニトロン化合物、α−(4−ジ
エチルアミノフェニル)−N−フェニルニトロンは40
5na+で1301/r−cmの吸光率対重量比を有す
る。この化合物をつぎの方法によってコントラスト増強
層中に配合した。すなわちα−(4−ジエチルアミノフ
ェニル)−N−フェニルニトロン(溶液の5重量%)及
び結合剤としてスチレン/アリルアルコール共重合体(
溶液の5重量%)をトルエン中に溶解する。ガラス基板
をスピンコード法によって250nfflの膜厚に被覆
する。
This nitrone compound is easily soluble in solvents with moderately low polarity (e.g. toluene, ethylbenzene), and is highly soluble in polystyrene, poly(hydroxyethyl methacrylate),
Forms good films at high loading densities with a wide range of polymers such as poly-alpha-methylstyrene, poly(methyl methacrylate), polyvinylpyrrolidone, vinylpyridine/styrene copolymers, and allyl alcohol/styrene copolymers. This nitrone compound, α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone, is 40
It has an absorbance to weight ratio of 1301/r-cm at 5na+. This compound was incorporated into the contrast enhancement layer by the following method. α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone (5% by weight of the solution) and styrene/allylic alcohol copolymer (as a binder)
5% by weight of the solution) is dissolved in toluene. A glass substrate is coated with a film thickness of 250 nffl by a spin-coating method.

この試料の相対的透過率を405nmで試験したところ
、405nmで第3図に示す相対的透過率対時間特性を
もつことが認められた。
The relative transmittance of this sample was tested at 405 nm and was found to have the relative transmittance versus time characteristics shown in FIG. 3 at 405 nm.

前記光漂白法のモデルを使用して第3図のコントラスト
増強層について露光時間の関数としてのコントラストの
改良度を計算した。これは所与のパターンにおける二つ
の代表的な点についての漂白度を計算することによって
達成される。この例においては、線及び空間格子パター
ンの最大及び最小値群に相当する二つの入射光強度を選
ぶ。これら二つの光強度レベルが符号するコントラスト
Cは次に示すコントラストの定義: ■ff1ax−Iff11n C−(3) !wax ” Ia+in から計算することができる。前記光漂白法のモデルを使
用して該最大及び最小値の両者について入射光量の関数
としての透過光強度を測定する。これらの量から瞬間コ
ントラスト及び積分コントラストを入射光量の関数とし
て計算することができる。第4図は上述した試料の層に
入射された30%コントラストのパターンについてのか
−る[及び計算のグラフを示す。グラフ21はジュール
で表わした入射光量の関数としての相対的最大における
相対的透過率を示す。グラフ22は入射光量の関数とし
ての最小における相対的透過率を示す。グラフ23は方
程式(3)を用いてグラフ21及び22から求められた
入射光量の関数としての瞬間コントラストを示す。グラ
フ24は瞬間コントラスト値の代りにI  及びlff
11nの積分値aX を用いて方程式(3)から得られた積分コントラストを
示す。光漂白は動力学的過程であるので透過光から得ら
れるコントラストもまた光量の関数である。第°4図よ
りも一層有用なグラフを第5図に示す。第5図において
は第4図に対応するグラフを透過光量の関数としてプロ
ットしである。このグラフはコントラストの増強度をコ
ントラスト増強層に関連して使用されるホトレジストの
感度の関数として推定せしめ得るものである。グラフ2
6は相対的最大における相対的透過率を透過光量の関数
として示す。グラフ27は相対的最小における相対的透
過率を透過光量の関数として示す。
The photobleaching model was used to calculate the contrast improvement as a function of exposure time for the contrast enhancement layer of FIG. This is accomplished by calculating the degree of bleaching for two representative points in a given pattern. In this example, we choose two incident light intensities that correspond to the maximum and minimum values of the line and spatial grid patterns. The contrast C that these two light intensity levels sign is defined as follows: ■ff1ax-Iff11n C-(3)! wax ''Ia+in. The model of the photobleaching method is used to measure the transmitted light intensity as a function of the amount of incident light for both the maximum and minimum values. From these quantities, the instantaneous contrast and the integral contrast can be calculated. can be calculated as a function of the amount of incident light. Figure 4 shows a graph of the light intensity and calculations for a 30% contrast pattern incident on the layer of the sample described above. Graph 21 shows the incident light intensity in Joules. Graph 22 shows the relative transmittance at the relative maximum as a function of the amount of light. Graph 23 shows the relative transmittance at the minimum as a function of the amount of incident light. Graph 23 is determined from graphs 21 and 22 using equation (3). Graph 24 shows the instantaneous contrast as a function of the amount of incident light applied.Graph 24 shows I and lff instead of instantaneous contrast values.
The integral contrast obtained from equation (3) using the integral value aX of 11n is shown. Since photobleaching is a dynamic process, the contrast obtained from transmitted light is also a function of the amount of light. A more useful graph than Figure 4 is shown in Figure 5. In FIG. 5, a graph corresponding to FIG. 4 is plotted as a function of the amount of transmitted light. This graph allows estimation of contrast enhancement as a function of the sensitivity of the photoresist used in conjunction with the contrast enhancement layer. Graph 2
6 shows the relative transmittance at the relative maximum as a function of the amount of transmitted light. Graph 27 shows the relative transmittance at the relative minimum as a function of the amount of transmitted light.

グラフ28は方程式3を使って透過光量の関数としてグ
ラフ26及び27から得られる瞬間コントラストを示す
。グラフ29は透過光量の関数としてI  及び■1I
11nの積分値を用いて方程式(3)から得られた積分
コントラストを示す。
Graph 28 shows the instantaneous contrast obtained from graphs 26 and 27 as a function of the amount of transmitted light using Equation 3. Graph 29 shows I and ■1I as a function of the amount of transmitted light.
The integral contrast obtained from equation (3) using the integral value of 11n is shown.

コントラスト増強層を利用するために用いた方法を以下
に説明しかつそれによって得られた結果を、同一条件下
で、たvしコントラスト増強層を使用することなしに得
られた結果と比較する。適当な基板上にホトレジストの
パターンを形成する方法の種々の工程を説明する第6A
図〜第6E図を参照すると、第6A図は基板31とその
上に形成された適当なホトレジスト サチューセッツ州、ニュートン在のシップレイ(Shi
pley )カンパニーから入手し得るポジ型ホトレジ
ストであるシップレイ1400シリーズ、の層32を示
す。か\るポジ型ホトレジストはノボラック樹脂又はポ
リ(ビニルフェノール)、ジアゾナフトキノンエステル
及び溶剤(たとえばセロソルブアセテート、キシレン)
からなる。この液体ホトレジストを基板の表面に置き、
ついでスピン処理して所望厚みの層を形成させる。この
ホトレジスト層をベーキング処理して溶剤を除去した後
、このホトレジストの表面にコントラスト増強層33を
形成せしめる。このコントラスト増強層33はトルエン
溶剤中のスチレン/アリルアルコール共重合体結合剤(
溶液の5mm%)及びα−(4−ジエチルアミノフェニ
ル)−N−フェニルニトロン(溶液の5重量%)の溶液
から構成されるものである。この溶液をホトレジスト3
2の表面に置き、スピン処理し、ついでベーキング処理
して溶剤を除去すると第6B図に示すごとく所望厚みの
層33が形成される。1r′?られる構造体を、ついで
第6C図に示すごとく光照射を示す矢印37の下に位置
する照射領域35及び非照射領域36からなる照射パタ
ーンに、ホトレジスト層が感光しかつホトレジスト層を
十分に露光する範囲の光量で、コントラスト増強像を形
成するに十分な時間露光させる。その後に、第6D図に
示すごとくコントラスト増強層33を、ホトレジストに
影響を及ぼすことなくコントラスト増強層のみを除去す
る適当な剥離用溶剤、たとえばトリクロルエチレンを用
いて、除去する。さらにその後に、第6E図に示すごと
く、非露光部分又は露光不足の部分38.39及び40
を残してホトレジストの露光された部分を除去する。
The method used to utilize the contrast-enhancing layer is described below and the results obtained therefrom are compared with those obtained under the same conditions but without the use of a contrast-enhancing layer. Section 6A describes various steps of a method of forming a pattern of photoresist on a suitable substrate.
Referring to FIGS. 6E-6E, FIG. 6A shows a substrate 31 and a suitable photoresist formed thereon.
Figure 3 shows a layer 32 of the Shipley 1400 series, a positive photoresist available from the Company. Such positive-acting photoresists are made of a novolac resin or poly(vinylphenol), a diazonaphthoquinone ester and a solvent (e.g. cellosolve acetate, xylene).
Consisting of This liquid photoresist is placed on the surface of the substrate,
It is then spun to form a layer of desired thickness. After baking the photoresist layer to remove the solvent, a contrast enhancement layer 33 is formed on the surface of the photoresist. This contrast-enhancing layer 33 consists of a styrene/allylic alcohol copolymer binder (
5 mm% of the solution) and α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone (5% by weight of the solution). Apply this solution to photoresist 3.
2, spun and then baked to remove the solvent, forming a layer 33 of the desired thickness as shown in FIG. 6B. 1r'? The photoresist layer is then sensitized and sufficiently exposed to an irradiation pattern consisting of an irradiation area 35 and a non-irradiation area 36 located below an arrow 37 indicating light irradiation, as shown in FIG. 6C. Exposure is performed at a range of light levels and for a time sufficient to form a contrast-enhanced image. Thereafter, the contrast enhancement layer 33 is removed, as shown in FIG. 6D, using a suitable stripping solvent, such as trichlorethylene, which removes only the contrast enhancement layer without affecting the photoresist. Further thereafter, as shown in FIG. 6E, unexposed or underexposed areas 38, 39 and 40
Remove the exposed portion of the photoresist leaving behind.

本発明に従ってコントラスト増強層及びホトレジストの
複合層を用いることによって達成されるコントラストし
きい値の改良塵を測定するために、α−(4−ジエチル
アミノフェニル)−N−フェニルニトロン及びスチレン
/アリルアルコール結合剤からなる前述した光漂白性物
質をシップレイ1400シリーズのポジ型ホトレジスト
と組合せて使用して種々のパターンを形成した。1枚の
シリコンウェーハ又は基板は膜厚1.6ミクロンのホト
レジストのみで被覆し、他方のシリコンウェーハは膜厚
1.6ミクロンのホトレジスト層を被覆した上に前記し
た光漂白性物質の層を膜厚0゜25ミクロンで被覆した
。幅2ミクロンの不透明を線部、幅2ミクロンの透明な
空間部、幅0.8ミクロンの不透明な線部及び幅0.8
ミクロンの透明な空間部からなる物体をオブチメトリッ
クス10:1プロジェクション装置を用い、405nm
の波長で、ホトレジスト層のみをもつウェー71中にホ
トレジスト中に多数のパターンを形成する範囲の光量を
用いて描画し、またホトレジスト層及びコントラスト増
強層を有するウエーノ蔦上にもホトレジスト中に多数の
パターンを形成する範囲の光量を用いて描画した。各ウ
ェーハ上のホトレジストを現像してホトレジスト中に形
成された線部と空間部とのパターンを得た。ホトレジス
トと基板の界面にo、gミグ02幅の空間部をあけるに
要する最低露光量を用いてホトレジスト層のみを有する
ウェーハ中に形成されたパターンを、ホトレジストと基
板の界面に0.8ミクロン幅の空間部をあけるに要する
最低露光量を用いてホトレジスト層及びコントラスト増
強層を有するウェー71中に形成されたパターンと比較
した。幅2.θミクロンの線部及び幅2.0ミクロンの
空間部はホトレジスト層のみをもつウェーハ及びホトレ
ジスト層及びその上にコントラスト増強層を有するつ工
−ハの両者ともにはり正確であった。幅0. 8ミクロ
ンの線部はホトレジスト中に幅0.8ミクロンの空間部
を形成する露光量を用いたホトレジスト層のみを有する
ウェーハ上では著しく露光過度であった。一方、ホトレ
ジスト中に幅0.8ミクロンの空間部を形成する露光量
を用いたホトレジスト層及びコントラスト増強層をとも
に有するウェーハ上のホトレジスト中には幅0.8ミク
ロンの線部が適正に露光されて幅0.8ミクロンの線部
が形成されていた。さらに、コントラスト増強層を使用
して得られたパターンの壁のプロフィルははゾ垂直であ
った。コントラスト増強層を使用しないとホトレジスト
中に形成されるパターンがより不良となるのは、オブチ
メトリックスブロジェクション装置の所与の出力におい
て得られる空中画像コントラストが該装置から得られる
光画像又は照射パターン中に存在する空間周波数が高く
なるにつれより一層低くなるためである。
To measure the improvement in contrast threshold achieved by using a composite layer of contrast-enhancing layer and photoresist according to the present invention, α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone and styrene/allyl alcohol bonds Various patterns were formed using the photobleachable materials described above in combination with a Shipley 1400 series positive photoresist. One silicon wafer or substrate is coated with only a 1.6 micron thick photoresist layer, and the other silicon wafer is coated with a 1.6 micron thick photoresist layer and then a layer of the photobleaching material described above. It was coated with a thickness of 0.25 microns. An opaque line with a width of 2 microns, a transparent space with a width of 2 microns, an opaque line with a width of 0.8 micron, and a width of 0.8 micron.
An object consisting of a micron-sized transparent space was projected using an Obtimetrics 10:1 projection device at 405 nm.
, using a light intensity in a range that forms a large number of patterns in the photoresist in the wafer 71 that has only a photoresist layer, and also writes a large number of patterns in the photoresist on the wafer 71 that has a photoresist layer and a contrast enhancement layer. Drawing was performed using a light amount within the range that forms the pattern. The photoresist on each wafer was developed to obtain a pattern of lines and spaces formed in the photoresist. A pattern is formed in a wafer having only a photoresist layer using the minimum exposure amount required to create a space of 0.8 micron width at the interface of the photoresist and the substrate using the minimum exposure amount required to create a space of 0.8 micron width at the interface of the photoresist and the substrate. A comparison was made with a pattern formed in wafer 71 having a photoresist layer and a contrast enhancement layer using the lowest exposure required to open the voids. Width 2. The θ micron lines and 2.0 micron wide spaces were accurate for both wafers with only a photoresist layer and wafers with a photoresist layer and a contrast enhancement layer thereon. Width 0. The 8 micron line was significantly overexposed on a wafer with only a photoresist layer using an exposure dose that created a 0.8 micron wide void in the photoresist. On the other hand, in a photoresist on a wafer having both a photoresist layer and a contrast enhancement layer using an exposure dose that forms a 0.8 micron wide space in the photoresist, a 0.8 micron wide line part is properly exposed. A line portion with a width of 0.8 microns was formed. Moreover, the wall profile of the pattern obtained using the contrast-enhancing layer was vertical. The pattern formed in the photoresist is poorer without the use of a contrast-enhancing layer because the aerial image contrast obtained at a given output of an Obtimetrics projection device is less than the light image or illumination pattern obtained from the device. This is because the higher the spatial frequency that exists within, the lower it becomes.

上記においては本発明を特定のポジ型ホトレジストに関
連して説明してきたが、その他のポジ型及びネガ型ホト
レジストも利用し得ることは勿論である。さらに、本発
明を説明する一例として特定膜厚のホトレジスト及び特
定膜厚のコントラスト増強層を利用した場合を示したが
、その他の膜厚をもつホトレジスト及びコントラスト増
強層を使用し得ることも当然のことである。ホトレジス
ト層は約3ミクロンより薄い膜厚をもつべきこと及びコ
ントラスト増強層は約1ミクロンより薄い膜厚をもつべ
きことが好ましい。
Although the invention has been described above in connection with a particular positive-working photoresist, it will be appreciated that other positive-working and negative-working photoresists may also be utilized. Further, as an example for explaining the present invention, a case where a photoresist with a specific thickness and a contrast enhancement layer with a specific thickness is used is shown, but it is of course possible to use photoresists and contrast enhancement layers with other thicknesses. That's true. Preferably, the photoresist layer should have a thickness of less than about 3 microns and the contrast enhancement layer should have a thickness of less than about 1 micron.

またコントラスト増強層の一組成例として等重量割合の
光漂白性化合物及びそのための結合剤を使用したが、所
望ならばその他の割合を使用し得ることも勿論である。
Furthermore, although equal weight proportions of a photobleaching compound and a binder therefor are used as an exemplary composition of the contrast-enhancing layer, other proportions may of course be used if desired.

ホトレジストに関しては、それらが特徴的ないわゆるコ
ントラストしきい値をもつことを述べたが、この特徴は
ホトレジストそれ自体の条件ならびにホトレジストの使
用条件、たとえばホトレジストを被覆する基板の種類及
びそれからの反射率等の関数であることに留意すべきで
ある。
Regarding photoresists, we have mentioned that they have a characteristic so-called contrast threshold; this characteristic depends on the conditions of the photoresist itself as well as the conditions of use of the photoresist, such as the type of substrate on which it is coated and its reflectance. It should be noted that it is a function of .

光漂白性化合物の非漂白状態における吸光率対分子量比
の数値は約100より大であることが好ましくかつ光漂
白性化合物の非漂白状態の吸光率対漂白状態の吸光率の
比は約30より大であることが好ましいが、これらの比
の数値は約10程度でも満足であるだろう。
Preferably, the ratio of the absorbance in the unbleached state to the molecular weight of the photobleachable compound is greater than about 100, and the ratio of the absorbance in the unbleached state to the absorbance in the bleached state of the photobleachable compound is preferably greater than about 30. Although it is preferable that the ratio be large, a numerical value of about 10 may be satisfactory.

単分子環化に基づく上記した特定の型の光漂白性化合物
、即ち、アリールニトロン類、を使用したが、単分子環
化に基づく又は他の光漂白機構、たとえば光分裂に基づ
く他の光漂白性化合物も本発明に従って使用し得る。
Although we have used the particular type of photobleaching compounds described above that are based on monomolecular cyclization, namely arylnitrones, other photobleaching compounds that are based on monomolecular cyclization or based on other photobleaching mechanisms, e.g. Compounds may also be used in accordance with the present invention.

前述した、さらに第3表中にも示すα−(4−ジエチル
アミノフェニル)−N−フェニルニトロンはp−ジエチ
ルアミノベンズアルデヒド(18゜5g、  0. 1
モル)及び新しく調製したフェニルヒドロキシアミン(
11゜l、0.1モル)を無水エタノール40m1中で
室温で18時間縮合反応させることによって製造した。
The α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone mentioned above and also shown in Table 3 is p-diethylaminobenzaldehyde (18°5g, 0.1
mol) and freshly prepared phenylhydroxyamine (
11°l, 0.1 mol) was prepared by condensation reaction in 40 ml of absolute ethanol at room temperature for 18 hours.

溶剤を蒸発させて赤色油状物を得、これをトルエン/石
油エーテルから2回結晶化させて該ニトロン13.Og
(0,05モル)を得た。融点103−105℃。
Evaporation of the solvent gave a red oil which was crystallized twice from toluene/petroleum ether to give the nitrone 13. Og
(0.05 mol) was obtained. Melting point 103-105°C.

この化合物の分析用試料をさらに再結晶化処理すると融
点は110−112℃に上昇した。
Further recrystallization of an analytical sample of this compound increased the melting point to 110-112°C.

300−450nmの波長範囲に吸収最大をもつ他のニ
トロン類も第3表に示す。第3表において、λ  (n
m)はナノメーターで表わした吸収最大ax を示し、ε  は最大吸収を示す波長における吸ax 光重を示し、lapは摂氏(’C)で表わした融点を示
す。
Other nitrones with absorption maxima in the wavelength range of 300-450 nm are also shown in Table 3. In Table 3, λ (n
m) indicates the absorption maximum ax in nanometers, ε indicates the absorption ax light gravity at the wavelength of maximum absorption, and lap indicates the melting point in degrees Celsius ('C).

これらの他のニトロン類も前記ニトロンの製造方法と同
様の方法を用いてそれぞれ対応するアルデヒド及びフェ
ニルヒドロキシアミンを極性溶剤中で縮合することによ
って製造した。
These other nitrones were also produced by condensing the corresponding aldehydes and phenylhydroxyamines in polar solvents using a method similar to the method for producing the nitrones.

ロ               −        
     2w !マ 八 1 A        I A       16句 
 の           el   寸      
   eI  yqの   り一 ■ 一 ツ一 本発明の方法において、光漂白性層はホトレジスト層上
の現場コンタクトマスクの形で存在する。
B -
2w! Mahachi 1 A I A 16 verses
The el size
In the method of the invention, the photobleachable layer is present in the form of an in-situ contact mask on the photoresist layer.

か\る複合構造体の形成は多数の利点を与える。Formation of such composite structures offers numerous advantages.

光漂白性層はホトレジスト層の表面の形に完全に整合し
、したがってホトレジスト層及び光漂白性層の表面のハ
イポインド間に空隙が形成されるのを阻止する。か\る
空隙はこれら二つの層が別々の支持体上で形成され、つ
いで合体されるような場合に形成されよう。か\る空隙
は、特に描画されるべき特徴が2.3ミクロン程度のも
のである場合及びプロジェクション装置の界の深度が2
゜3ミクロンである場合に、ホトレジスト中に形成され
る画像の解像度に著しく有害となろう。さらに、光漂白
性物質の層をホトレジスト層と密着させそしてその後に
両者を分離すると一方の層の断けが他方の層に粘着し、
それによってホトレジスト層を損傷せしめる危険が生ず
る。
The photobleachable layer perfectly conforms to the topography of the surface of the photoresist layer, thus preventing the formation of voids between hypoindoids on the surface of the photoresist layer and the photobleachable layer. Such voids may be formed if the two layers are formed on separate supports and then combined. Such voids are especially important when the features to be imaged are on the order of 2.3 microns and when the field depth of the projection device is 2.3 microns.
3 microns would be significantly detrimental to the resolution of the image formed in the photoresist. Additionally, when a layer of photobleachable material is brought into close contact with a layer of photoresist and then separated, the breaks in one layer will stick to the other layer;
This creates the risk of damaging the photoresist layer.

以上、本発明を特定の具体例、すなわちコントラスト増
強層をホトレジスト層に密着して設けた場合、について
説明したが、コントラスト増強層は所望ならばホトレジ
スト層から離して、たとえばその場で形成される中性物
質の薄いコンフォーマル層によって分離させた形とする
こともできる。
Although the present invention has been described in a specific embodiment, where the contrast-enhancing layer is provided in close contact with the photoresist layer, the contrast-enhancing layer may be formed separately from the photoresist layer if desired, e.g., in situ. They can also be separated by thin conformal layers of neutral material.

以上、本発明を特定の実施態様について具体的に説明し
てきたが、柾々の変形、たと”えば前記したごとき変形
又は修正、をなし得ることは当業者には明らかであろう
。本発明は特許請求の範囲に記載した発明の技術思想を
逸脱しない範囲内でか−る変形及び修正を包含するもの
である。
Although the present invention has been described with particular reference to particular embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications, such as those described above, may be made. It is intended to include such variations and modifications without departing from the technical idea of the invention as set forth in the claims.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は理想化された光漂白性層の入射表面に照射され
た光量の関数としての該光漂白性層の相対的透過率を示
すグラフである。第2A〜2F図は本発明において使用
される光漂白過程の動力学を説明するに役立つ図式図で
ある。第3図はある特定のコントラスト増強層に特定の
入射光量の光を照射した場合の応答時間の関数としての
該層の相対的透過率を示すグラフである。第4図は入射
光量の関数として表わされる最大及び最小透過率の場合
についての30%コントラストの画像の相対的透過率及
びそれによって生ずる瞬間コントラスト及び積分コント
ラスト値を示す一組のグラフである。第5図は第4図の
グラフについて透過光量の関数として表わした相対的透
過率及びコントラストを示す一組のグラフである。第6
A図−第6E図は本発明方法の実施の一態様における相
継ぐ一連の工程を示す構造体の断面図である。
FIG. 1 is a graph showing the relative transmittance of an idealized photobleachable layer as a function of the amount of light impinging on the incident surface of the layer. Figures 2A-2F are diagrams useful in explaining the kinetics of the photobleaching process used in the present invention. FIG. 3 is a graph showing the relative transmittance of a particular contrast-enhancing layer as a function of response time when the layer is exposed to a particular amount of incident light. FIG. 4 is a set of graphs showing the relative transmittance of a 30% contrast image and the resulting instantaneous and integrated contrast values for the maximum and minimum transmittance cases as a function of the amount of incident light. FIG. 5 is a set of graphs showing the relative transmittance and contrast as a function of transmitted light for the graph of FIG. 6th
Figures A-6E are cross-sectional views of a structure showing a series of successive steps in one embodiment of the method of the present invention.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、式: ▲数式、化学式、表等があります▼ [式中、Xはつぎの群: ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼ −CN、−CF_3及びハロゲン、(ただしR^7はC
_1_−_8アルキル基を表わす)から選ばれたオルト
又はパラ位に存在する電子求引基である]のジアリール
ニトロン類。 2、α−(4−ジエチルアミノフェニル)−N−フェニ
ルニトロンである特許請求の範囲第1項記載の化合物。 3、α−(4−ジエチルアミノフェニル)−N−(4−
エトキシカルボニルフェニル)ニトロンである特許請求
の範囲第1項記載の化合物。 4、α−(4−ジエチルアミノフェニル)−N−(4−
ブトキシカルボニルフエニル)ニトロンである特許請求
の範囲第1項記載の化合物。
[Claims] 1. Formula: ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ [In the formula,
There are tables, etc. ▼, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ -CN, -CF_3 and halogen, (However, R^7 is C
is an electron-withdrawing group present in the ortho or para position selected from _1_-_8 representing an alkyl group]. 2. The compound according to claim 1, which is α-(4-diethylaminophenyl)-N-phenylnitrone. 3, α-(4-diethylaminophenyl)-N-(4-
The compound according to claim 1, which is ethoxycarbonylphenyl)nitrone. 4, α-(4-diethylaminophenyl)-N-(4-
The compound according to claim 1, which is butoxycarbonylphenyl)nitrone.
JP4900387A 1986-03-05 1987-03-05 Diary nitrones Expired - Lifetime JPH0688962B2 (en)

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US06/836,287 US4859789A (en) 1982-11-01 1986-03-05 Diarylnitrones

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JPS62258352A true JPS62258352A (en) 1987-11-10
JPH0688962B2 JPH0688962B2 (en) 1994-11-09

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6352129A (en) * 1986-07-25 1988-03-05 マイクロサイ,インコーポレイテッド Composition for contrast intensifying layer, alkylnitrons and use thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS6352129A (en) * 1986-07-25 1988-03-05 マイクロサイ,インコーポレイテッド Composition for contrast intensifying layer, alkylnitrons and use thereof

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