DE10027091A1 - Negativ arbeitende Resistzusammensetzungen des chemischen Verstärkungstyps - Google Patents
Negativ arbeitende Resistzusammensetzungen des chemischen VerstärkungstypsInfo
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Abstract
Eine negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps, die verbesserte Auflösung ergibt und ein alkalilösliches Harz, ein Vernetzungsmittel, eine N-substituierte Succinimidverbindung der folgenden Formel (I): DOLLAR F1 in der R einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Kohlenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt, und einen Säuregenerator, der zur vorstehenden N-substituierten Succinimidverbindung verschieden ist, umfasst.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine negativ arbeitende Resistzusammensetzung
des chemischen Verstärkungstyps, die durch Bestrahlung mit Strahlen, wie UV-Strahlen,
Elektronenstrahl oder Röntgenstrahlen, und durch Alkalientwicklung ein Resistmuster
ergibt und zur Herstellung von integrierten Schaltungen für Halbleiter verwendet wird.
Negativ arbeitende Resists des chemischen Verstärkungstyps, die ein alkalilösli
ches Harz, ein Vernetzungsmittel und einen Säuregenerator umfassen, sind als solche
alkalilöslich, werden aber alkaliunlöslich durch Vernetzung des alkalilöslichen Harzes mit
dem Vernetzungsmittel durch Härtung nach Belichtung (manchmal als PEB abgekürzt)
mit Hilfe einer Säure, die aus dem Säuregenerator durch Bestrahlung mit Strahlen erzeugt
wird und als Katalysator wirkt. Daher können diese Resists durch Bestrahlung mit
Strahlen durch eine Maske (sogenannte Musterbildungsbelichtung) und alkalische
Entwicklung ein negatives Bild ergeben. Die negativ arbeitenden Resists des chemischen
Verstärkungstyps wurden wegen ihrer ausgezeichneten Auflösung und Empfindlichkeit
häufig zur Herstellung von integrierten Schaltungen verwendet. Wegen der neuerdings
verlangten Erhöhung des Integrationsgrads von integrierten Schaltungen war eine weitere
Verbesserung in der Auflösung erforderlich.
Alkalilösliche Harze, die in bekannten negativ arbeitenden Resists des chemischen
Verstärkungstyps verwendet wurden, waren Novolakharze, Polyvinylphenol und
Polyvinylphenolverbindungen, in denen Hydroxylgruppen teilweise alkylverethert sind,
wie in JP-A-7-295220 offenbart. Eine ausreichende und zufriedenstellende Auflösung zur
Erfüllung des neuesten Bedarfs konnte jedoch durch einfache Verbesserung des
alkalilöslichen Harzes nicht erhalten werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, negativ arbeitende Resistzusammenset
zungen des chemischen Verstärkungstyps mit verbesserter Auflösung bereitzustellen. Als
Ergebnis umfassender Untersuchungen zum Lösen dieser Aufgabe wurde festgestellt, dass
die Auflösung weiter verbessert werden kann, wenn eine spezielle Verbindung zusammen
mit einem alkalilöslichen Harz, einem Vernetzungsmittel und einem Säuregenerator
vorhanden ist.
Die vorliegende Erfindung stellt eine negativ arbeitende Resistzusammensetzung
des chemischen Verstärkungstyps bereit, umfassend ein alkalilösliches Harz, ein Vernet
zungsmittel, eine N-substituierte Succinimidverbindung der folgenden Formel (I):
in der R einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Koh
lenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt, und
einen Säuregenerator, der zur vorstehenden N-substituierten Succinimidverbindung ver
schieden ist.
Das alkalilösliche Harz und das Vernetzungsmittel in der vorliegenden Erfindung
können die allgemein auf dem Fachgebiet verwendeten sein. Als alkalilösliches Harz wird
allgemein ein Novolakharz, Polyvinylphenol oder eine Polyvinylphenolverbindung, in der
die Hydroxylgruppen teilweise alkylverethert sind, verwendet.
Ein Novolakharz kann üblicherweise durch Kondensieren einer Phenolverbindung
und eines Aldehyds in Gegenwart eines sauren Katalysators erhalten werden.
Beispiele der in der Herstellung des Novolakharzes verwendeten Phenolverbin
dung schließen Phenol, o-Cresol, m-Cresol, p-Cresol, 2,3-Xylenol, 2,5-Xylenol, 3,4-
Xylenol, 3,5-Xylenol, 2,3,5-Trimethylphenol, 2-tert-Butylphenol, 3-tert-Butylphenol, 4-
tert-Butylphenol, 2-tert-Butyl-4-methylphenol, 2-tert-Butyl-5-methylphenol, 2-Methylre
sorcin, 4-Methylresorcin, 5-Methylresorcin, 2-Methoxyphenol, 3-Methoxyphenol, 4-
Methoxyphenol, 2,3-Dimethoxyphenol, 2,5-Dimethoxyphenol, 3,5-Dimethoxyphenol, 2-
Methoxyresorcin, 4-tert-Butylkatechin, 2-Ethylphenol, 3-Ethylphenol, 4-Ethylphenol, 2,5-
Diethylphenol, 3,5-Diethylphenol, 2,3,5-Triethylphenol, 2-Naphthol, 1,3-
Dihydroxynaphthalin, 1,5-Dihydroxynaphthalin, 1,7-Dihydroxynaphthalin und eine durch
Kondensation von Xylenol und Hydroxybenzaldehyd erhältliche Po
lyhydroxytriphenylmethanverbindung ein. Diese Phenolverbindungen können einzeln oder
in Kombination von zwei oder mehreren verwendet werden.
Beispiele des in der Herstellung des Novolakharzes verwendeten Aldehyds
schließen aliphatische Aldehyde, wie Formaldehyd, Acetaldehyd, Propionaldehyd, n-
Butyraldehyd, iso-Butyraldehyd, Pivalaldehyd, n-Hexylaldehyd, Acrolein und Crotonal
dehyd; alicyclische Aldehyde, wie Cyclohexanaldehyd, Cyclopentanaldehyd, Furfural und
Furylacrolein; aromatische Aldehyde, wie Benzaldehyd, o-Methylbenzaldehyd, m-
Methylbenzaldehyd, p-Methylbenzaldehyd, p-Ethylbenzaldehyd, 2,4-Dimethylbenzalde
hyd, 2,5-Dimethylbenzaldehyd, 3,4-Dimethylbenzaldehyd, 3,5-Dimethylbenzaldehyd, o-
Hydroxybenzaldehyd, m-Hydroxybenzaldehyd, p-Hydroxybenzaldehyd, o-Anisaldehyd,
m-Anisaldehyd, p-Anisaldehyd und Vanillin; und aromatisch-aliphatische Aldehyde, wie
Phenylacetaldehyd und Zimtaldehyd; ein. Diese Aldehyde können einzeln oder in Kom
bination von zwei oder mehreren verwendet werden. Unter diesen Aldehyden wird
Formaldehyd wegen seiner leichten Verfügbarkeit in der Industrie vorzugsweise verwen
det.
Beispiele des zur Kondensation der Phenolverbindung mit der Aldehydverbindung
verwendeten sauren Katalysators schließen anorganische Säuren, wie Salzsäure,
Schwefelsäure, Perchlorsäure und Phosphorsäure; organische Säuren, wie Ameisensäure,
Essigsäure, Oxalsäure, Trichloressigsäure und p-Toluolsulfonsäure; und zweiwertige
Metallsalze, wie Zinkacetat, Zinkchlorid und Magnesiumacetat, ein. Diese sauren
Katalysatoren können einzeln oder in Kombination von zwei oder mehreren verwendet
werden. Die Kondensationsreaktion kann auf übliche Weise, zum Beispiel bei einer
Temperatur im Bereich von 60 bis 120°C für 2 bis 30 Stunden, durchgeführt werden.
Zur Verbesserung der Auflösung des Resists ist bevorzugt, dass ein Novolakharz
mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 900 oder weniger als Teil des al
kalilöslichen Harzes enthalten ist. Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts bezieht sich
hier auf einen Wert, gemessen mit Gelpermeationschromatographie (GPC) unter
Verwendung von Polystyrol als Standard. Das gilt auch für andere Gewichtsmittel des
Molekulargewichts, auf die nachstehend in dieser Beschreibung Bezug genommen wird.
Dieses Novolakharz-Oligomer mit niedrigem Molekulargewicht kann auch durch Kon
densieren einer Phenolverbindung wie vorstehend beschrieben und eines Aldehyds in
Gegenwart eines sauren Katalysators gemäß dem üblichen Verfahren hergestellt werden.
In dieser Reaktion sollten Reaktionsbedingungen zum Erhalt eines Produkts mit niedrigem
Molekulargewicht angewandt werden. Zum Beispiel sollte die Menge an Säure kleiner
sein, wie etwa das 0,001- bis 0,01fache der Mole der Phenolverbindung als Ausgangs
substanz und der Reaktionszeitraum sollte kürzer sein, wie etwa 1 bis 5 Stunden.
Wenn das Novolakharz-Oligomer mit niedrigem Molekulargewicht als Teil des
alkalilöslichen Harzes verwendet wird, ist der Rest des alkalilöslichen Harzes vor
zugsweise ein Harz mit einem größeren Gewichtsmittel des Molekulargewichts als dieses
Harz. Zum Beispiel ist ein Harz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von
2000 oder mehr bevorzugt. Insbesondere ist die gleichzeitige Verwendung eines Novo
lakharzes, das hauptsächlich einen Anteil mit höherem Molekulargewicht umfasst, zur
Verbesserung der Auflösung bevorzugt. Insbesondere ist bevorzugt, dass eine Muster
fläche des Harzes, die Polymeren mit einem Molekulargewicht von 1000 oder weniger
entspricht, 25% oder weniger, stärker bevorzugt 20% oder weniger, der gesamten
Musterfläche ausmacht, ausgenommen die Fläche für die nicht umgesetzte
Phenolverbindung als Ausgangssubstanz. Die Musterfläche bezieht sich hier auf eine mit
GPC mit einem UV-Detektor bei 254 nm gemessene Fläche. Das Molekulargewicht
bezieht sich hier auf einen unter Verwendung von Polystyrol als Standard, wie vorstehend
beim Gewichtsmittel des Molekulargewichts beschrieben, gemessenen Wert. Das
vorstehend beschriebene Novolakharz, das hauptsächlich einen Anteil mit höherem
Molekulargewicht umfasst, kann zum Beispiel durch Fraktionierung eines durch die
Kondensationsreaktion erhaltenen Novolakharzes hergestellt werden. Zum Durchführen
der Fraktionierung verwendbare Verfahren schließen ein: ein Verfahren, in dem ein
Novolakharz in einem guten Lösungsmittel gelöst und dann die Lösung in Wasser
gegossen wird, um den Anteil mit höherem Molekulargewicht auszufällen; und ein
Verfahren, in dem die Lösung mit einem schlechten Lösungsmittel, wie Pentan, Hexan
oder Heptan, gemischt und die untere Schicht, die hauptsächlich die Fraktion mit höherem
Molekulargewicht enthält, abgetrennt wird. Beispiele des guten Lösungsmittels schließen
Alkohole, wie Methanol und Ethanol, Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und
Methylisobutylketon, Glycolether, wie Ethylcellosolve, Glycoletherester, wie
Ethylcellosolveacetat, oder Ether, wie Tetrahydrofuran, ein. Vorzugsweise weist das
Novolakharz, das hauptsächlich einen Anteil mit höherem Molekulargewicht umfasst, ein
Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5000 oder mehr, insbesondere 6000 oder
mehr, auf.
Polyvinylphenol und sein teilweise alkylverethertes Produkt können ebenfalls als
alkalilösliches Harz verwendet werden. Diese können auch zusammen mit einem Novo
lakharz verwendet werden. Während die Stellungsbeziehung zwischen der Vinylgruppe
und der Hydroxylgruppe im Vinylphenol als aufbauender Bestandteil des Polyvinylphe
nols nicht besonders beschränkt ist, ist üblicherweise die Vinylgruppe in para-Stellung der
Hydroxylgruppe. Polyvinylphenol kann zum Beispiel durch Hydrolyse von Poly(tert-
butoxystyrol) hergestellt werden, das durch Polymerisation von tert-Butoxystyrol erhalten
wurde. Produkte mit verschiedenen mittleren Molekulargewichten und Molekularge
wichtsverteilungen sind im Handel erhältlich, und diese im Handel erhältlichen Produkte
können verwendet werden.
Zur Verbesserung der Auflösung ist stärker bevorzugt, ein Polyvinylphenol zu
verwenden, in dem die Hydroxylgruppen teilweise alkylverethert sind. Beispiele der
Verfahren zum Erhalt von teilweise alkylverethertem Polyvinylphenol schließen ein
Verfahren ein, in dem Polyvinylphenol und ein Alkylhalogenid in Gegenwart von Alkali,
wie Kaliumcarbonat oder Natriumcarbonat, umgesetzt weiden, wie in JP-A-7-295220
beschrieben. Alkylreste als aufbauende Bestandteile der Alkylether können jene mit etwa
1 bis 4 Kohlenstoffatome sein, wie Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl- und Butylgruppen.
Das Verhältnis an Alkylether (alkylverethertes Verhältnis) unter den Hydroxylgruppen im
Polyvinylphenol beträgt allgemein bis zu etwa 35 mol-% und vorzugsweise 10 mol-%
oder mehr.
Das Vernetzungsmittel kann jedes sein, das eine Vernetzung des alkalilöslichen
Harzes, wie Novolakharz oder Polyinylphenol, ergibt. Beispiele davon schließen Epoxy
verbindungen, Verbindungen mit einer Methylolgruppe und Verbindungen mit einer
Methylolalkylethergruppe ein. Epoxyvernetzungsmittel sind allgemein Phenolverbindun
gen mit geringerem Molekulargewicht, wie Bisphenol A, oder ein Oligomer von Novo
lakharz, in dem die phenolische Hydroxylgruppe in Glycidylether umgewandelt ist.
Beispiele der Vernetzungsmittel mit einer Methylolgruppe oder einer Methylolal
kylethergruppe schließen Melaminverbindungen und Guanaminverbindungen der folgen
den Formel (II) ein:
in der R1 einen Rest -NR6R7 oder einen Arylrest darstellt, mindestens einer der Reste R2,
R3, R4, R5, R6 und R7 unabhängig einen Rest -CH2OR8 darstellt, wobei R8 ein Wasser
stoffatom oder einen Alkylrest darstellt, und die restlichen Reste R2, R3, R4, R5, R6 und R7
Wasserstoffatome darstellen. Der Arylrest ist typischerweise eine Phenyl-, 1-Naphthyl-
oder 2-Naphthylgruppe. Diese Phenyl- und Naphthylgruppen können einen Substituenten,
wie einen Alkyl-, Alkoxyrest oder ein Halogenatom, aufweisen. Der Alkyl- und
Alkoxyrest kann etwa 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen. Der durch R8 dargestellte
Alkylrest ist allgemein eine Methyl- oder Ethylgruppe, insbesondere eine Methylgruppe.
Beispiele der Melaminverbindungen der Formel (II), d. h. Verbindungen der fol
genden Formel (III):
in der R2 R3, R4, R5, R6 und R7 die vorstehend angegebene Bedeutung haben, schließen
Hexamethylolmelamin, Pentamethylolmelamin, Tetramethylolmelamin, Hexamethoxy
methylmelamin, Pentamethoxymethylmelamin, Tetramethoxymethylmelamin und Hexa
ethoxymethylmelamin ein. Beispiele der Guanaminverbindungen der Formel (II), d. h.
Verbindungen der Formel (II), in der R1 ein Arylrest ist, schließen Tetramethylolbenzo
guanamin, Tetramethoxymethylbenzoguanamin, Trimethoxymethylbenzoguanamin und
Tetraethoxymethylbenzoguanamin ein.
Zusätzlich zu vorstehenden können auch Verbindungen mit einer Methylolgruppe
oder einem Methylolalkyletherrest, wie die nachstehend aufgeführten, als Vernetzungs
mittel verwendet werden:
- a) 2,6-Bis(hydroxymethyl)-4-methylphenol,
- b) 4-tert-Butyl-2,6-bis(hydroxymethyl)phenol,
- c) 5-Ethyl-1,3-bis(hydroxymethyl)perhydro-1,3,5-triazin-2-on (Freiname: N-Ethyldimethyloltriazon) oder sein Dimethylether,
- d) Dimethyloltrimethylenharnstoff oder sein Dimethylether,
- e) 3,5-Bis(hydroxymethyl)perhydro-1,3,5-oxadiazin-4-on (Freiname: N-Dimethyloluron) oder sein Dimethylether,
- f) Tetramethylolglyoxaldiurein oder sein Tetramethylether.
und
Verbindungen (c) bis (f), in denen die Methylgruppe durch einen anderen Alkylrest ersetzt ist.
Verbindungen (c) bis (f), in denen die Methylgruppe durch einen anderen Alkylrest ersetzt ist.
In den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind eine N-substituierte Succin
imidverbindung der vorstehenden Formel (I) und ein anderer Säuregenerator als sie
zusätzlich zusammen mit dem alkalilöslichen Harz und dem vorstehend beschriebenen
Vernetzungsmittel vorhanden.
In der Formel (I) ist R ein Sulfonsäurerest und kann insbesondere ein Alkylrest, ein
alicyclischer Kohlenwasserstoffrest, ein Arylrest oder eine Camphergruppe sein. Der Al
kylrest kann hier unsubstituiert oder substituiert sein. Er kann etwa 1 bis 10 Kohlen
stoffatome aufweisen. Wenn er 3 oder mehr Kohlenstoffatome aufweist, kann er linear
oder verzweigt sein. Beispiele der Reste, die ein Substituent am Alkylrest sein können,
schließen einen Alkoxyrest, ein Halogenatom, eine Nitrogruppe, einen alicyclischen
Kohlenwasserstoffrest und einen Arylrest ein. Der Alkoxyrest als Substituent am Alkyl
rest kann etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatome aufweisen. Beispiele des Halogenatoms schließen
Fluor-, Chlor- und Bromatome ein. Der durch R dargestellte alicyclische Kohlen
wasserstoffrest oder alicyclische Kohlenwasserstoffrest als Substituent am durch R wie
dergegebenen Alkylrest bezieht sich auf einen einwertigen Rest, der einen alicyclischen
Ring mit einer Einfachbindung zum Binden an einen anderen Rest aufweist, und kann
etwa 5 bis 12 Kohlenstoffatome aufweisen. Typischerweise schließt dieser alicyclische
Kohlenwasserstoffrest Cycloalkylreste und insbesondere Cyclopentyl-, Cyclohexyl- und
Methylcyclohexylgruppen ein. Der durch R wiedergegebene Arylrest oder Arylrest als
Substituent am durch R wiedergegebenen Alkylrest bezieht sich auf einen einwertigen
Rest, der einen aromatischen Ring mit einer Einfachbindung zum Binden an einen anderen
Rest aufweist. Typische Arylreste schließen Phenyl- und Naphthylgruppen ein. Diese
aromatischen Ringe, wie Phenyl- und Naphthylgruppen, können unsubstituiert oder
substituiert sein. Beispiele der Reste, die ein Substituent am Arylrest sein können,
schließen einen Alkylrest mit etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit etwa
1 bis 4 Kohlenstoffatomen und ein Halogenatom, wie Fluor-, Chlor- und Bromatom, und
eine Nitrogruppe ein. Beispiele des mit einem Arylrest substituierten Alkylrests, wobei ein
solcher Rest Aralkylrest genannt wird, schließen Benzyl- und Phenethylgruppen ein. Die
durch R dargestellte Camphergruppe bezieht sich auf einen von Campher abgeleiteten
einwertigen Rest. Insbesondere ist eine 10-Camphergruppe, d. h. eine Gruppe, gebildet
durch Abspalten der Sulfonsäuregruppe von 10-Camphersulfonsäure, bevorzugt.
Spezielle Beispiele der N-substituierten Succinimidverbindung der Formel (I)
schließen folgende Verbindungen ein:
N-(Ethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Isopropylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Butylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Hexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Chlormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylmethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Benzylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Phenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(p- oder o-Tolylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,5-Xylylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Ethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Trimethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Triisopropylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxyphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Chlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,5-Trichlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2- oder 4-Nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxy-2-nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(1-Naphthylsulfonyloxy)succinimid und
N-(10-Camphersulfonyloxy)succinimid.
N-(Ethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Isopropylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Butylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Hexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Chlormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylmethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Benzylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Phenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(p- oder o-Tolylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,5-Xylylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Ethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Trimethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Triisopropylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxyphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Chlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,5-Trichlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2- oder 4-Nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxy-2-nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(1-Naphthylsulfonyloxy)succinimid und
N-(10-Camphersulfonyloxy)succinimid.
Die N-substituierte Succinimidverbindung der Formel (I) dient als Säuregenerator
bei Belichtung mit fernen Ultraviolettstrahlen, Belichtung mit Elektronenstrahlen und
Belichtung mit Röntgenstrahlen, ist aber nicht empfindlich gegenüber Licht mit einer
Wellenlänge von mehr als 300 nm, wie i-Strahlen mit einer Wellenlänge von 365 nm. Um
eine Empfindlichkeit gegenüber Licht mit einer längeren Wellenlänge zu erhalten, wird
ein gegenüber Strahlung mit einer solchen Wellenlänge empfindlicher Säuregenerator, wie
ein in JP-A-9-222725 beschriebener Oximsäuregenerator, zugegeben. Bevorzugte
Säuregeneratoren zur Verwendung in Kombination mit einer N-substituierten Succin
imidverbindung der Formel (I) schließen Oximsulfonatverbindungen der folgenden For
mel (IV) ein:
in der R11 einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Koh
lenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt und R12, R13 und R14
unabhängig ein Wasserstoff-, Halogenatom, einen Alkyl-, Alkoxy- oder alkylsubsti
tuierten Aminorest darstellen.
R11 in der Formel (IV) ist auch ein Sulfonsäurerest. Ähnliche Reste zu den vor
stehend in Verbindung mit R in der Formel (I) beschriebenen können R11 in der Formel
(IV) sein. Zusätzlich sind R12, R13 und R14 in der Formel (IV) Substituenten an der Phe
nylgruppe und können ein Wasserstoff-, Halogenatom, ein Alkyl-, Alkoxy- oder alkyl
substituierter Aminorest sein. Das Halogenatom schließt hier ein Fluor-, Chlor- und
Bromatom ein. Die Alkyl- und Alkoxyreste können etwa 1 bis 4 Kohlenstoffatome auf
weisen. Der alkylsubstituierte Aminorest kann ein Monoalkylamino- oder Dialkylamino
rest sein, wobei der Alkylrest etwa 1 bis 6 Kohlenstoffatome aufweisen kann.
Beispiele der Oximsulfonatverbindung der Formel (IV) schließen die nachstehend
durch ihre chemischen Namen oder die entsprechende chemische Strukturformel aufge
führten Verbindungen ein:
(IVa) α-(Hexylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVb) α-(Trifluormethylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVc) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVd) α-(1-Naphthylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVe) α-(2-Naphthylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVf) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-4-diethylaminobenzylcyanid,
(IVg) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-3,4-dimethoxybenzylcyanid,
(IVa) α-(Hexylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVb) α-(Trifluormethylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVc) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVd) α-(1-Naphthylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVe) α-(2-Naphthylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid,
(IVf) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-4-diethylaminobenzylcyanid,
(IVg) α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-3,4-dimethoxybenzylcyanid,
Auch wenn Belichtung mit fernen Ultraviolettstrahlen, Elektronenstrahlen oder
Röntgenstrahlen, gegen die die N-substituierte Succinimidverbindung der Formel (I)
empfindlich ist, verwendet wird, ist bevorzugt, einen anderen Säuregenerator zum Erhö
hen der Empfindlichkeit des Resists zuzugeben. Beispiele eines solchen für ferne Ultra
violettstrahlen, Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen empfindlichen Säuregenerators
schließen Oniumsalzverbindungen, organische Halogenverbindungen, insbesondere Ha
logenalkyl-s-triazinverbindungen, Sulfonverbindungen und Sulfonatverbindungen ein.
Spezielle Beispiele schließen folgende Verbindungen ein:
- 1. Oniumsalzverbindungen:
Diphenyljodoniumtrifluormethansulfonat,
4-Methoxyphenylphenyljodoniumhexafluorantimonat,
4-Methoxyphenylphenyljodoniumtrifluormethansulfonat,
Bis(4-tert-butylphenyl)jodoniumtetrafluorborat,
Bis(4-tert-butylphenyl)jodoniumhexafluorphosphat,
Bis(4-tert-butylphenyl)jodoniumhexafluorantimonat,
Bis(4-tert-butylphenyl)jodoniumtrifluormethansulfonat,
Triphenylsulfoniumhexafluorphosphat,
Triphenylsulfoniumhexafluorantimonat,
Triphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat,
4-Methoxyphenyldiphenylsulfoniumhexafluorantimonat,
4-Methoxyphenyldiphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat,
p-Tolyldiphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat,
2,4,6-Trimethylphenyldiphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat,
4-tert-Butylphenyldiphenylsulfoniumtrifluormethansulfonat,
4-Phenylthiophenyldiphenylsulfoniumhexafluorphosphat,
4-Phenylthiophenyldiphenylsulfoniumhexafluorantimonat,
1-(2-Naphthoylmethyl)thioraniumhexafluorantimonat,
1-(2-Naphthoylmethyl)thioraniumtrifluormethansulfonat,
4-Hydroxy-1-naphthyldimethylsulfoniumhexafluorantimonat und
4-Hydroxy-1-naphthyldimethylsulfoniumtrifluormethansulfonat. - 2. Organische Halogenverbindungen:
2-Methyl-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2,4,6-Tris(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-Phenyl-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(4-Chlorphenyl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(4-Methoxyphenyl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(4-Methoxy-1-naphthyl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(Benzo[d][1,3]-dioxolan-5-yl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(4-Methoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(3,4,5-Trimethoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(3,4-Dimethoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(2,4-Dimethoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(2-Methoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin,
2-(4-Butoxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin und
2-(4-Pentyloxystyryl)-4,6-bis(trichlormethyl)-1,3,5-triazin. - 3. Sulfonverbindungen:
Diphenyldisulfon,
Di-p-tolyldisulfon,
Bis(phenylsulfonyl)diazomethan,
Bis(4-chlorphenylsulfonyl)diazomethan,
Bis(p-tolylsulfonyl)diazomethan,
Bis(4-tert-butylphenylsulfonyl)diazomethan,
Bis(2,4-xylylsulfonyl)diazomethan,
Bis(cyclohexylsulfonyl)diazomethan und
(Benzoyl)(phenylsulfonyl)diazomethan. - 4. Sulfonatverbindungen:
1-Benzoyl-1-phenylmethyl-p-toluolsulfonat (allgemeiner Name: Benzointosylat),
2-Benzoyl-2-hydroxy-2-phenylethyl-p-toluolsulfonat (allgemeiner Name: α-Methy lolbenzointosylat),
1,2,3-Benzoltriyltrismethansulfonat,
2,6-Dinitrobenzyl-p-toluolsulfonat,
2-Nitrobenzyl-p-toluolsulfonat,
4-Nitrobenzyl-p-toluolsulfonat,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)phthalimid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)-5-norbornen-2,3-dicarboximid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)naphthalimid und
N-(10-Camphersulfonyloxy)naphthalimid.
Zusätzlich wird in einem Resist des chemischen Verstärkungstyps, in dem von der
katalytischen Wirkung einer aus einem Säuregenerator erzeugten Säure Gebrauch
gemacht wird, durch Inaktivierung der Säure eine Verschlechterung der Eigenschaften
bewirkt, wenn zwischen der Musterbildungsbelichtung und der Härtung nach Belichtung
längere Zeit verstreicht. Um eine solche Inaktivierung der Säure, die durch Stehenlassen
nach Bestrahlung bewirkt wird, zu vermeiden, ist bekannt, eine stickstoffhaltige basische
organische Verbindung als Quencher zu verwenden. In der vorliegenden Erfindung ist die
Verwendung einer stickstoffhaltigen basischen organischen Verbindung als Quencher
auch zur Verringerung der Temperaturabhängigkeit der Härtung nach Belichtung und zum
Hemmen der Reaktion im nicht belichteten Teil durch Verringerung der Diffusion der
Säure zur Verbesserung der Stabilität wirksam. Spezielle Beispiele der stickstoffhaltigen
basischen organischen Verbindung schließen Verbindungen der folgenden Formeln ein:
wobei R21, R22, R23, R24 und R25 unabhängig ein Wasserstoffatom, einen Alkylrest, der
gegebenenfalls mit einer Hydroxylgruppe substituiert sein kann, einen Cycloalkyl-, Aryl-
oder Alkoxyrest darstellen und A einen Alkylenrest, eine Carbonyl- oder Iminogruppe
darstellt. Die durch R21 bis R25 dargestellten Alkyl- und Alkoxyreste können Reste mit
etwa 1 bis 6 Kohlenstoffatomen sein: Der Cycloalkylrest kann ein Rest mit etwa 5 bis 10
Kohlenstoffatomen sein. Der Arylrest kann ein Rest mit etwa 6 bis 10 Kohlenstoffatomen
sein. Der durch A dargestellte Alkylenrest kann ein Rest mit etwa 1 bis 6 Kohlen
stoffatomen und linear oder verzweigt sein.
In der erfindungsgemäßen Resistzusammensetzung liegt die Menge des alkalilösli
chen Harzes vorzugsweise in einem Bereich von etwa 50 bis 95 Gew.-%, stärker bevor
zugt etwa 70 bis 95 Gew.-%, die Menge des Vernetzungsmittels vorzugsweise in einem
Bereich von etwa 0,1 bis 30 Gew.-%, die Menge der N-substituierten Succinimidverbin
dung der Formel (I) vorzugsweise im Bereich von etwa 1 bis 30 Gew.-%, stärker bevor
zugt etwa 2 bis 20 Gew.-%, und die Menge eines anderen Säuregenerators, der nicht die
N-substituierte Succinimidverbindung ist, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,5 bis
20 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoffgehalt in der Zusammensetzung. Wenn die
Menge des Vernetzungsmittels zu klein ist, ist die Wirkung durch Vernetzung nach Be
strahlen und Härtung nach Belichtung nicht ausreichend. Andererseits kann, wenn die
Menge zu groß ist, die Grundeigenschaft, wie Auflösung, verringert werden. Die Menge
des Novolakharzes mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 900 oder we
niger, die gegebenenfalls als Teil des alkalilöslichen Harzes verwendet wird, liegt vor
zugsweise im Bereich von etwa 5 bis 50 Gew.-%, bezogen auf den gesamten Feststoff
gehalt in der Zusammensetzung. Die Menge eines solchen Novolakharzes mit geringerem
Molekulargewicht ist ein Teil der Menge des alkalilöslichen Harzes. Die Menge der
stickstoffhaltigen basischen organischen Verbindung, die gegebenenfalls als Quencher
verwendet wird, liegt vorzugsweise im Bereich von etwa 0,01 bis 1 Gew.-%, bezogen auf
den gesamten Feststoffgehalt in der Zusammensetzung. Die Resistzusammensetzung kann
auch, falls erforderlich, eine kleine Menge verschiedener allgemein auf dem Fachgebiet
verwendeter Zusätze, wie ein anderes Harz als das vorstehend beschriebene alkalilösliche
Harz, oder einen Farbstoff, enthalten.
Eine Resistlösung wird durch Lösen der vorstehend beschriebenen Bestandteile in
einem Lösungsmittel hergestellt. Hierbei kann jegliches Lösungsmittel verwendet werden,
das alle Bestandteile löst, geeignete Trocknungsgeschwindigkeit aufweist und nach
Verdampfen des Lösungsmittels einen gleichmäßigen und glatten Film ergibt, und es kann
ein allgemein auf dem Fachgebiet verwendetes Lösungsmittel sein. Beispiele des
Lösungsmittels schließen Glycoletherester, wie Ethylcellosolveacetat,
Methylcellosolveacetat, Propylenglycolmonomethyletheracetat und Propylenglycol
monoethyletheracetat, Glycolether, wie Ethylcellosolve, Methylcellosolve, Propylen
glycolmonomethylether und Propylenglycolmonoethylether, Ester, wie Milchsäure
ethylester, Essigsäurebutylester, Essigsäureamylester und Brenztraubensäureethylester,
Ketone, wie Methylamylketon und Cyclohexanon, und cyclische Ester, wie γ-
Butyrolacton, ein. Diese Lösungsmittel können unabhängig oder als Gemisch von zwei
oder mehreren davon verwendet werden. Die Menge des Lösungsmittels kann so
eingestellt werden, dass zum Beispiel die gesamte Feststoffkonzentration in der
Resistlösung etwa 5 bis 50 Gew.-% beträgt, wenn die Auftragbarkeit usw. in Betracht
gezogen wird.
Die auf diese Weise hergestellte negativ arbeitende Resistzusammensetzung wird
in üblicher Weise, wie z. B. Schleuderbeschichten auf ein Substrat, z. B. einen
Siliciumwafer, aufgetragen, um einen Resistfilm zu bilden. Der Film wird dann zur
Musterbildung belichtet. Die Belichtung zur Musterbildung wird unter Verwendung von
sichtbarem Licht mit geringerer Wellenlänge oder nahen Ultraviolettstrahlen
durchgeführt, wie g-Strahlen mit einer Wellenlänge von 468 nm, i-Strahlen mit einer
Wellenlänge von 365 nm; fernen Ultraviolettstrahlen, wie KrF-Exzimerlaser mit einer
Wellenlänge von 248 nm und ArF-Exzimerlaser mit einer Wellenlänge von 193 nm;
Vakuumultraviolettstrahlen, wie F2-Exzimerlaser; weiche Röntgenstrahlen mit einer
Wellenlänge von 13 nm; Elektronenstrahlen und Röntgenstrahlen. Nach Belichtung zur
Musterbildung wird der Film einem Härten nach Belichten ausgesetzt, um eine
Vernetzungsreaktion zu bewirken, und mit einem alkalischen Entwickler entwickelt. Es
können verschiedene auf diesem Fachgebiet verwendete alkalische Entwickler eingesetzt
werden. Beispiele des allgemein verwendeten Entwicklers schließen eine wässrige Lösung
von Tetramethylammoniumhydroxid oder (2-Hydroxyethyl)trimethylammonium-hydroxid
(Freiname: Cholin) ein.
Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen durch die Beispiele beschrieben, die
in keiner Weise als Einschränkung des Bereichs der vorliegenden Erfindung aufgefaßt
werden sollten. In den Beispielen sind Angaben in Prozent und Anteile, die zu
verwendende Gehalte oder Mengen wiedergeben, wenn nicht anders angegeben, auf das
Gewicht bezogen.
In einen absperrbaren 1-l-Kolben mit einem Bodenabsperrhahn, der mit einem
Kühler und einem Rührer augestattet war, wurden 25,0 g Poly(p-vinylphenol) (Handels
name: "S2P"), hergestellt von Maruzen Petrochemical Co., Ltd., und 100 g Aceton ein
gebracht. Diese wurden gerührt, um eine Lösung zu erhalten. Zur Lösung wurden 11,5 g
wasserfreies Kaliumcarbonat und 6,49 g Ethyljodid gegeben. Das Gemisch wurde bis zur
Rückflußtemperatur erwärmt und der Rückflußzustand 13 Stunden gehalten. Nach
Abkühlen auf Raumtemperatur wurde die Reaktionslösung filtriert. Das Filtrat wurde mit
200 g Methylisobutylketon kombiniert, jeweils sechsmal mit 0,5%iger wässriger
Oxalsäurelösung und sechsmal mit ionenausgetauschtem Wasser gewaschen und es wurde
eine Phasentrennung durchgeführt. Die erhaltene ölige Phase wurde unter Verwendung
eines Verdampfers auf 71,4 g konzentriert, mit 1500 g Propylenglycolmonomethylether
acetat vereinigt und weiter konzentriert, wobei 70,4 g einer Harzlösung erhalten wurden.
Die Feststoffkonzentration der Harzlösung betrug 24,8%, bestimmt durch den Ge
wichtsverlust beim Erwärmungsverfahren. Das Ethylveretherungsverhältnis der Hydro
xylgruppen in Polyvinylphenol betrug 20,08%, bestimmt durch kernmagnetische Reso
nanz (NMR)-Messung. Das Harz wies ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von
4780 auf und wurde als Harz Es bezeichnet.
In einen mit einem Rückflußkühler, Rührer und Thermometer ausgestatteten 1-l-
Vierhalskolben wurden 218,3 g m-Cresol, 10,1 g Oxalsäuredihydrat, 68 g 90%ige
wässrige Essigsäurelösung und 202 g Methylisobutylketon eingebracht. Das Gemisch
wurde auf 80°C erwärmt. Zum Gemisch wurden 113,0 g 37%ige wässrige Formalde
hydlösung innerhalb 1 Stunde getropft. Dann wurde das Gemisch auf Rückflußtemperatur
erwärmt und der Rückflußzustand 12 Stunden gehalten. Die erhaltene Reaktionslösung
wurde mit Methylisobutylketon verdünnt, mit Wasser gewaschen und danach getrocknet,
wobei eine Methylisobutylketonlösung erhalten wurde, die 50,3% eines Novolakharzes
enthielt. In einen 5-l-Kolben mit Bodenverschluß wurden 100 g der Harzlösung einge
bracht, die mit 259 g Methylisobutylketon verdünnt, mit 258 g Heptan vereinigt und bei
60°C gerührt wurde. Nach Stehenlassen der Lösung wurde eine Phasentrennung
durchgeführt, wobei eine Novolakharzlösung als untere Schicht erhalten wurde. Die
erhaltene Novolakharzlösung der unteren Schicht wurde mit 2-Heptanon verdünnt und
konzentriert, wobei eine 2-Heptanonlösung erhalten wurde, die 35,3% des Novolakharzes
enthielt. Das Novolakharz wies ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 9340,
ein Musterflächenverhältnis, das dem Teil mit einem Molekulargewicht von 900 oder
weniger entsprach, von etwa 3, 3%, gemessen mit GPC-Muster, auf und wurde als Harz
MC bezeichnet.
In einen mit einem Rückflußkühler, Rührer und Thermometer ausgestatteten 5-l-
Vierhalskolben wurden 580,2 g m-/p-Cresol, das 61,5% m-Cresol enthielt, 14,5 g p-
Cresol, 28,1 g Oxalsäuredihydrat, 187,2 g 90%ige wässrige Essigsäurelösung und 553,1 g
2-Heptanon eingebracht. Das Gemisch wurde auf 80°C erwärmt. Zu dem Gemisch wurden
344,7 g 37%ige wässrige Formaldehydlösung innerhalb 1 Stunde getropft. Dann wurde
das Gemisch auf Rückflußtemperatur erwärmt und der Rückflußzustand 12 Stunden ge
halten. 259,3 g der so erhaltenen Reaktionslösung wurden mit 51,9 g 2-Heptanon ver
dünnt, mit Wasser gewaschen und danach getrocknet, wobei 190,1 g 2-Heptanonlösung
erhalten wurden, die 39,96% eines Novolakharzes enthielt. Das Novolakharz wies ein Ge
wichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 22000, ein Musterflächenverhältnis, das
dem Teil mit einem Molekulargewicht von 900 oder weniger entsprach, von etwa 13,3%,
gemessen mit GPC-Muster, auf und wurde als Harz MP bezeichnet.
In einen mit einem Rückflußkühler, Rührer und Thermometer ausgestatteten 1 l-
Vierhalskolben wurden 1081 g m-Cresol, 14,5 g p-Cresol und 2,52 g Oxalsäuredihydrat
eingebracht. Das Gemisch wurde auf 80°C erwärmt. Zum Gemisch wurden 242,2 g 37%ige
wässrige Formaldehydlösung innerhalb 1 Stunde getropft. Dann wurde das Gemisch
auf Rückflußtemperatur erwärmt und der Rückflußzustand 3 Stunden gehalten. Die
erhaltene Reaktionslösung wurde durch Erwärmen auf 110°C unter verringertem Druck
von 200 Torr konzentriert und dann weiter durch Erwärmen bis auf 145°C unter einem
reduzierten Druck von 15 Torr konzentriert. Die so erhaltene Lösung wurde mit 2-
Heptanon verdünnt und mit Wasser gewaschen und danach getrocknet, wobei eine 2-
Heptanonlösung erhalten wurde, die 36,1% eines Novolakharzes enthielt. Das
Novolakharz wies ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 510 auf und wurde
als Harz L bezeichnet.
Die nachstehend gezeigten Bestandteile wurden gemischt, vollständig gelöst und
mit einem Fluorharzfilter mit einem Porendurchmesser von 0,2 µm filtriert, um eine
Resistlösung herzustellen.
AL=L<Harz | |
(Feststoffgehalt und Name: siehe Tabelle 1) | 10 Teile |
AL=L<Vernetzungsmittel: | |
Hexamethoxymethylmelamin | 0,75 Teile |
AL=L<Säuregenerator: | |
α-(p-Tolylsulfonyloxyimino)-4-methoxybenzylcyanid | 0,2 Teile |
AL=L<Zusatz: | |
N-(10-Camphersulfonyloxy)succinimid | siehe Tabelle 1 |
Quencher: 1,3-Di(4-pyridyl)propan | 0,01 Teil |
Lösungsmittel (Name: siehe Tabelle 1) | 50 Teile* |
* Die Menge des Lösungsmittels schloß einen Teil aus der Harzlösung ein. |
In Tabelle 1 waren die Bedeutungen der Abkürzungen, die in den Spalten "Harz"
und "Lösungsmittel" beschrieben sind, folgende:
Harz ES: Teilweise ethylverethertes Polyvinylphenol mit einem Ethylveretherungs verhältnis von 20,08%, erhalten in Synthesebeispiel 1.
Harz MC: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 9430, erhalten in Synthesebeispiel 2.
Harz MP: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 22200, erhalten in Synthesebeispiel 3.
Harz L: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 510, erhalten in Synthesebeispiel 4.
Lösungsmittel PGMEA: Propylenglycolmonomethyletheracetat.
Lösungsmittel MAK: 2-Heptanon (anderer Name: Methylamylketon).
Harz ES: Teilweise ethylverethertes Polyvinylphenol mit einem Ethylveretherungs verhältnis von 20,08%, erhalten in Synthesebeispiel 1.
Harz MC: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 9430, erhalten in Synthesebeispiel 2.
Harz MP: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 22200, erhalten in Synthesebeispiel 3.
Harz L: Novolakharz mit einem Gewichtsmittel des Molekulargewichts von etwa 510, erhalten in Synthesebeispiel 4.
Lösungsmittel PGMEA: Propylenglycolmonomethyletheracetat.
Lösungsmittel MAK: 2-Heptanon (anderer Name: Methylamylketon).
Auf die mit Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelten Siliciumwafer wurden die
vorstehend erhaltenen Resistlösungen schleuderbeschichtet, so dass die Filmdicke nach
dem Trocknen 1,06 µm betrug. Vorhärten wurde bei 100°C für 60 Sekunden auf einer
direkten heißen Platte durchgeführt. Die Wafer, auf denen die Resistfilme auf diese Weise
gebildet worden waren, wurden durch ein Linien-und-Abstands-Muster mit verschiedenen
Größen unter stufenweisem Ändern der Belichtungsmenge unter Verwendung eines i-
Strahlen-Schrittgeräts "NSR 2005i9C" (NA = 0,57, σ = 0,60), hergestellt von Nikon,
belichtet. Dann wurde die Härtung nach Belichtung bei 110°C für 60 Sekunden auf einer
heißen Platte durchgeführt. Die Tauchentwicklung wurde mit 2,38%iger wässriger Te
tramethylammoniumhydroxidlösung für 60 Sekunden durchgeführt. Die nach Entwick
lung erhaltenen Muster wurden unter einem Rasterelektronenmikroskop untersucht und
die effektive Empfindlichkeit und Auflösung der jeweiligen Zusammensetzungen mit dem
nachstehend gezeigten Verfahren bestimmt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Effektive Empfindlichkeit: Die Belichtung, die einen Querschnitt von 1 : 1 in einem
0,35 µm Linien-und-Abstands-Muster ergibt.
Auflösung: Die minimale Breite des Linien-und-Abstands-Musters, das durch
Belichtung bei der effektiven Empfindlichkeit aufgetrennt werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Auflösung eines Resists weiter ver
bessert werden, und daher trägt die Resistzusammensetzung zur Herstellung integrierter
Halbleiterschaltungen mit höherem Integrationsgrad bei.
Claims (10)
1. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps,
umfassend ein alkalilösliches Harz, ein Vernetzungsmittel, eine N-substituierte
Succinimidverbindung der folgenden Formel (I):
in der R einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Kohlenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt, und einen Säuregenerator, der zur vorstehenden N-substituierten Succinimidverbin dung verschieden ist.
in der R einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Kohlenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt, und einen Säuregenerator, der zur vorstehenden N-substituierten Succinimidverbin dung verschieden ist.
2. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der das alkalilösliche Harz ein Novolakharz mit einem Ge
wichtsmittel des Molekulargewichts von 900 oder weniger als Teil des alkalilösli
chen Harzes umfasst.
3. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 2, wobei das alkalilösliche Harz weiter ein Novolakharz umfasst, in
dessen GPC-Muster der Musterfläche, die Polymeren mit einem Molekulargewicht
von 1000 oder weniger entspricht, 25% oder weniger der gesamten Musterfläche
ausmacht, ausgenommen die Fläche für die nicht umgesetzte Phenolverbindung als
Ausgangssubstanz, und das ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 5000
oder mehr aufweist.
4. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der das alkalilösliche Harz Polyvinylphenol oder sein teil
weise alkylverethertes Produkt umfasst.
5. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der das Vernetzungsmittel eine Verbindung mit einer Methy
lolgruppe oder eine Verbindung mit einem Methylolalkyletherrest ist.
6. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der das Vernetzungsmittel eine Melaminverbindung der fol
genden Formel (III) ist:
in der mindestens einer der Reste R2, R3, R4, R5, R6 und R7 unabhängig einen Rest -CH2OR8 darstellt, wobei R8 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest darstellt, und die restlichen Reste R2, R3, R4, R5, R6 und R7 Wasserstoffatome sind.
in der mindestens einer der Reste R2, R3, R4, R5, R6 und R7 unabhängig einen Rest -CH2OR8 darstellt, wobei R8 ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest darstellt, und die restlichen Reste R2, R3, R4, R5, R6 und R7 Wasserstoffatome sind.
7. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der die N-substituierte Succinimidverbindung der Formel (I)
ausgewählt ist aus
N-(Ethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Isopropylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Butylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Hexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Chlormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylmethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Benzylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Phenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(p- oder o-Tolylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,5-Xylylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Ethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Trimethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Triisopropylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxyphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Chlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,5-Trichlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2- oder 4-Nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxy-2-nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(1-Naphthylsulfonyloxy)succinimid und
N-(10-Camphersulfonyloxy)succinimid.
N-(Ethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Isopropylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Butylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Hexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Trifluormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Chlormethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylmethylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Benzylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Cyclohexylsulfonyloxy)succinimid,
N-(Phenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(p- oder o-Tolylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,5-Xylylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Ethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Trimethylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,6-Triisopropylphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxyphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Chlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2,4,5-Trichlorphenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(2- oder 4-Nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(4-Methoxy-2-nitrophenylsulfonyloxy)succinimid,
N-(1-Naphthylsulfonyloxy)succinimid und
N-(10-Camphersulfonyloxy)succinimid.
8. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der der Säuregenerator, der zur N-substituierten Succin
imidverbindung der Formel (I) verschieden ist, eine Oximsulfonatverbindung der
folgenden Formel (IV) umfasst:
in der R11 einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Kohlenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt und R12, R13 und R14 unabhängig ein Wasserstoff-, Halogenatom, einen Alkyl-, Alkoxy- oder alkylsubstituierten Aminorest darstellen.
in der R11 einen unsubstituierten oder substituierten Alkylrest, einen alicyclischen Kohlenwasserstoffrest, einen Arylrest oder eine Camphergruppe darstellt und R12, R13 und R14 unabhängig ein Wasserstoff-, Halogenatom, einen Alkyl-, Alkoxy- oder alkylsubstituierten Aminorest darstellen.
9. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, in der der Säuregenerator, der zur N-substituierten Succin
imidverbindung der Formel (I) verschieden ist, weiter eine gegenüber fernen Ul
traviolettstrahlen, Elektronenstrahlen oder Röntgenstrahlen empfindliche Verbin
dung umfasst.
10. Negativ arbeitende Resistzusammensetzung des chemischen Verstärkungstyps
nach Anspruch 1, die weiter eine stickstoffhaltige basische organische Verbindung
als Quencher umfasst.
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