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Dokumentenidentifikation DE69822091T2 20.01.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000921439
Titel Photoempfindliches Polymer und dieses enthaltende chemisch verstärkte Resistzusammensetzung
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, Kyonggi, KR
Erfinder Choi, Sang-Jun, Bundang-gu, Kyunggi-do, KR;
Kang, Yool, Sungnam-shi, Kyunggi-do, KR;
Jung, Dong-Won, Seoul, KR;
Park, Chun-Geun, Suwon, Kyunggi-do, KR
Vertreter derzeit kein Vertreter bestellt
DE-Aktenzeichen 69822091
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 02.12.1998
EP-Aktenzeichen 983098757
EP-Offenlegungsdatum 09.06.1999
EP date of grant 03.03.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 20.01.2005
IPC-Hauptklasse G03F 7/00
IPC-Nebenklasse G03F 7/039   G03F 7/004  

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft photoempfindliche Polymere, die in chemisch verstärkten Resistzusammensetzungen verwendet werden, und Resistzusammensetzungen, die derartige Polymer einschließen.

Mit zunehmender Integration von Halbleitervorrichtungen gibt es einen erhöhten Bedarf für Resiste, die in Photolithographieverfahren zu feineren Mustern mit einer Kapazität unter einem Viertelmikrometer geformt werden können. Es ist eine Photolithographietechnologie vorgeschlagen worden, die einen ArF-Excimer-Laser (z.B. &lgr;=193 nm) für Vorrichtungen jenseits der 1-Giga-Kapazität verwenden kann. Diese Technologie soll die herkömmlichen ArF-Excimer-Laser, die tief ultraviolette Strahlen (&lgr;=248 nm) verwenden, ersetzen. Demgemäß ist es wünschenswert, neue chemisch verstärkte Resistzusammensetzungen zu entwickeln.

Generell sind die Voraussetzungen für chemisch verstärkte Resistzusammensetzungen zur Verwendung in einem ArF-Excimer Laser wie folgt

  • (1) ausgezeichnete Durchlässigkeit in dem Bereich von 193 nm,
  • (2) ausgezeichnete thermische charakteristische Eigenschaften, wie zum Beispiel hohe Glasübergangstemperatur (Tg),
  • (3) ausgezeichnete Haftung an Filmmaterialien,
  • (4) ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber einem Trockenätzverfahren,
  • (5) Fähigkeit, unter Verwendung eines herkömmlichen alkalischen Entwicklers, wie beispielsweise 2,38 Gew. % Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH), entwickelt zu werden.

Ein Beispiel eines Polymers, das möglicherweise entwickelt worden ist, um die vorstehenden Eigenschaften zu besitzen, ist ein Terpolymer, nämlich Poly(MMA-tBMA-MAA), welches durch die allgemeine Formel dargestellt wird.

Das vorstehende Polymer ist nicht befriedigend. Insbesondere hat das Terpolymer eine sehr schwache Beständigkeit gegenüber dem Ätzverfahren und hat schwache Hafteigenschaften. Zusätzlich mag ein spezieller Entwickler für die Entwicklung des Terpolymers benötigt werden. Um potentiell sich den vorstehenden Problemen zuzuwenden, ist eine Klasse von alicyclischen Verbindungen mit Gruppen wie Isobornyl-, Adamantyl- und Tricyclodecanylgruppen vorgeschlagen worden.

Diese alicyclische Gruppen enthaltenden Polymere leiden jedoch potentiell ebenfalls unter Nachteilen. Speziell können die alicyclischen Verbindungen schwache Hafteigenschaften haben und infolgedessen kann möglicherweise Abheben an dem Resist erfolgen. Darüber hinaus können die alicyclischen Verbindungen eine schwache Beständigkeit gegenüber dem Trockenätzverfahren haben, und ein spezieller Entwickler, der gesonderte Herstellung erfordern mag und vielleicht in einem speziellen Konzentrationsbereich angewendet werden muß, könnte anstatt der allgemein akzeptierten Entwickler mit den vorstehenden alicyclischen Verbindungen verwendet werden müssen.

EP-A-0836119, welche nach dem Prioritätsdatum der vorliegenden Anmeldung veröffentlicht wurde, aber ein früheres Prioritätsdatum hat, offenbart Copolymere, erhalten aus 2-(1-Hydroxyethyl)norbornen und Maleinsäweanhydrid und 2-(1-Hydroxy-1-cyclohexylmethyl)norbornen und Maleinsäweanhydrid. Weiterhin offenbar sie eine chemisch verstärkte Photoresistzusammensetzung, umfassend einen Photosäureerzeuger und ein Polymer, erhalten aus entweder 2-(1-Hydroxyethyl)norbornen oder 2-(1-Hydroxy-1-cycluhexylmethyl)norbornen und Maleinsäureanhydrid und tert-Butyl(meth)acrylat.

Im Hinblick auf das vorstehende ist es eine Aufgabe der Erfindung, photoempfindliche Polymere zur Verwendung in chemisch verstärkten Resisten bereitzustellen, welche Licht unter Verwendung eines ArF-Lasers ausgesetzt werden können, starke Beständigkeit gegenüber dem Trockenätzverfahren haben können, ausgezeichnete Haftung an Filmmaterialien haben können und unter Verwendung herkömmlicher Entwickler entwickelt werden können.

Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, chemisch verstärkte Resiste bereitzustellen, die derartige photoempfindliche Polymere enthalten.

Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch photoempfmdliche Polymere zur Verwendung in chemisch verstärkten Resisten bereitgestellt. Die Copolymere haben die allgemeine Formel (I):

In der vorstehenden Formel (I) ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C2- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt, mit der Maßgabe, daß R1 nicht Cyclohexyl ist und n' eine ganze Zahl darstellt. Besonders ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus Ethyl und n-Butyl, ausgewählt oder ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus alicyclischen aliphatischen C7- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt, wobei die Gruppe Einheiten wie Adamantyl-, Norbornyl- und Isobornylgruppen enthält. Die Copolymere haben ein gewichtsmittleres Molekulargewicht in dem Bereich von 3000 bis 100000.

In einem anderen Aspekt stellt die Erfindung eine Resistzusammensetzung, umfassend Terpolymere und Photosäureerzeuger, bereit. Die Terpolymere haben die allgemeine Formel (II):

In der vorstehenden Formel (II) ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C1- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt; ist R2 Wasserstoff oder eine Methylgruppe; ist R3 eine t-Butyl- oder Tetrahydropyranylgruppe und stellen n und m jeweils ganze Zahlen dar, die derart sind, daß das Verhältnis von n:(m+n) von 0,1 bis 0,5 ist, mit der Maßgabe, daß, wenn R2 Methyl und R3 t-Butyl ist, R1 nicht Methyl oder Cyclohexyl ist. Insbesondere ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus Methyl, Ethyl, n-Butyl und Cyclohexyl, ausgewählt oder ist R1 aus der Gruppe, bestehend aus alicyclischen aliphatischen C7- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt, wobei die Gruppe Einheiten wie Adamantyl-, Norbornyl- und Isobornylgruppen enthält. Die Terpolymere haben ein gewichtsmittleres Molekulargewicht in dem Bereich von 3000 bis 200000. Die Photosäureerzeuger können in Anteilen in dem Bereich von 1,0 Gew. % bis 20,0 Gew. %, bezogen auf das Gewicht der Terpolymere, vorhanden sein. Die Photosäweerzeuger sind aus der Gruppe, bestehend aus Triarylsulfoniumsalzen, Diaryliodoniumsalzen und Sulfonaten, ausgewählt. Die Triarylsulfoniumsalze, aus denen die Photosäweerzeuger bestehen, sind aus der Gruppe, bestehend aus Triphenylsulfoniumtriflat und Triphenylsulfoniumantimonat, ausgewählt. Die Sulfonate, aus denen die Photosäweerzeuger bestehen, sind aus der Gruppe, bestehend aus 2,6-Dinitrobenzylsulfonaten und Pyrogalloltris(alkylsulfonat), ausgewählt. Die Diaryliodoniumsalze, aus denen die Photosäweerzeuger bestehen, sind aus der Gruppe, bestehend aus Diphenyliodoniumtriflat, Diphenyliodoniumantimonat, Methoxydiphenyliodoniumtriflat und Di-t-butyldiphenyliodoniumtriflat, ausgewählt.

Die Erfindung mag verständlich sein und ihre Aufgaben werden dem Fachmann offensichtlich, indem wie folgt auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen wird.

1 stellt ein Fourier-Transform-Infrarotstrahlungs-(FTIR)-Spektrum eines Terpolymers mit tBMA-Einheiten dar und mit

2 wird eine Querschnittsphotographie des Resists von Referenzbeispiel 4(a) mit einem 0,3-&mgr;m-Linie-und-Zwischenraum-Muster erhalten, welches gemäß den vorliegenden Ansprüchen ist.

Die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden jetzt nachstehend ausführlich mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt sind. Diese Erfindung kann jedoch in verschiedenen Formen verkörpert sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen begrenzt ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, so daß diese Offenbarung gründlich und vollständig ist, und sie übermitteln dem Fachmann ausführlich den Umfang der Erfindung.

Die folgenden Beispiele sollen als veranschaulichend für die vorliegende Erfindung und nicht als deren Begrenzung angesehen werden.

SYNTHESEBEISPIEL 1 Synthese von Monomer: (a) Synthese von 5-Norbornen-2-cyclohexyhnethanol

In dieser Ausführungsform wurde eine Lösung von 13 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-carboxaldehyd langsam in eine Lösung von 0,1 mol Cyclohexyhnagnesiumbromid, welches in Diethylether gelöst worden war, getropft, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen. Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 12 Stunden unter Rückfluß erhitzt und anschließend in einen Überschuß von Wasser gegossen. Dann wurde Diethylether zu der resultierenden Lösung hinzugegeben, und dadurch wurde das Reaktionsprodukt aus der resultierenden Lösung extrahiert. Nach dem Trocknen des Reaktionsprodukts mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde die Lösung des Reaktionsprodukts unter Vakuum eingedampft, um das Lösungsmittel zu entfernen, so daß das 5-Norbornen-2-cyclohexylmethanol extrahiert werden konnte. Die Ausbeute betrug 75%.

(b) Synthese von 5-Norbornen-2-norbornylmethanol

In dieser Ausführungsform wurde eine Lösung von 13 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-carboxaldehyd langsam in eine Lösung von 0,1 mol 2-Norbornylmagnesiumbromid, welches in Tetrahydrofuran (THF) gelöst worden war, getropft, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen. Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 20 Stunden unter Rückfluß erhitzt. Dann wurde das THF unter Verwendung eines Rotationsverdampfers verdampft, und das Reaktionsgemisch wurde anschließend in einen Überschuß von Wasser gegossen. Dann wurde Diethylether zu der resultierenden Lösung hinzugegeben und dadurch wurde das Reaktionsprodukt aus der resultierenden Lösung extrahiert. Nach dem Trocknen des Reaktionsprodukts mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde die Lösung des Reaktionsprodukts unter Vakuum eingedampft, um das Lösungsmittel zu entfernen, so daß das 5-Norbornen-2-norbornyhnethanol extrahiert werden konnte. Die Ausbeute betrug 60%.

(c) Synthese von Tetrahydropyranylmethacrylat

In dieser Ausführungsform wurden 0,1 mol Methacrylsäure und 8,6 Gramm (0,11 mol) 3,4-Dihydro-2H-pyran in 150 ml CH2Cl2 gelöst. Kleine Mengen von p-Toluolsulfonsäure wurden in die resultierende Lösung gegeben und wurden dann für vier Stunden bei Raumtemperatur reagieren gelassen, um ein Reaktionsprodukt zu erzeugen. Das Reaktionsgemisch wurde dann in einen Überschuß von Wasser gegossen. Dann wurde Diethylether zu der resultierenden Lösung hinzugegeben und dadurch konnte das Reaktionsprodukt aus der resultierenden Lösung extrahiert werden. Nach dem Trocknen des Reaktionsprodukts mit wasserfreiem Magnesiumsulfat wurde die Lösung des Reaktionsprodukts unter Vakuum eingedampft, um das Lösungsmittel zu entfernen, so daß das Tetrahydropyranylmethacrylat extrahiert werden konnte. Die Ausbeute betrug 85%.

BEISPIEL 2 Synthese von Copolymer:

Die Synthesereaktion des Copolymers gemäß dieser Ausführungsform kann durch die folgende Formel dargestellt werden

(a) Synthese von Poly(norbornen-2-cyclohexylmethanol-alt-maleinsäureanhydrid). Das Polymer entspricht nicht den vorliegenden Ansprüchen.

In dieser Ausführungsform wurden 20 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-cyclohexyhnethanol und 10 Gramm (0,1 mol) Maleinsäweanhydrid in 100 ml THF gelöst und 0,32 Gramm AIBN (2,2'-Azobisisobutyronitril) wurden dazugegeben. Das Gemisch wurde vollständig mit Stickstoffgas gespült, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen.

Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt, und anschließend wurde das Reaktionsprodukt in einem zehnfach verdünnten Überschuß von n-Hexan ausgefällt. Danach wurden die Niederschläge wieder in dem THF gelöst und dann erneut wie vorstehend in n-Hexan ausgefällt. Die so erhaltenen Niederschläge wurden abfiltriert und dann in einem Vakuumofen bei 50°C für etwa 24 Stunden getrocknet, um das Poly(norbornen-2-cyclohexyhnethanol-alt-maleinsäureanhydrid) zu erhalten. Die Ausbeute betrug 60%. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des so erhaltenen Copolymers betrug 5000 und die Polydispersität (gewichtsmittleres Molekulargewicht/zahlenmittleres Molekulargewicht) betrug 2,1. Das Ergebnis der FTIR-Spektralanalyse für das so erhaltene Copolymerprodukt war wie folgt: FTIR (KBr): 3400 bis 3600 cm–1 (O-H), 1782 cm–1 (C=0).

(b) Synthese von Poly(norbornen-2-norbornylmethanol-alt-maleinsäureanhydrid)

In dieser Ausführungsform wurden 21 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-norbornylmethanol und 10 Gramm (0,1 mol) Maleinsäweanhydrid in 100 ml THF gelöst, und 0,32 Gramm AIBN (2,2'-Azobisisobutyronitril) wurden dazugegeben. Das Gemisch wurde vollständig mit Stickstoffgas gespült, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen.

Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt und anschließend wurde das Reaktionsprodukt in einem zehnfach verdünnten Überschuß von n-Hexan ausgefällt. Danach wurden die Niederschläge wieder in THF gelöst und dann erneut wie vorstehend in n-Hexan ausgefällt. Die resultierenden Niederschläge wurden abfiltriert und dann in einem Vakuumofen bei 50°C für etwa 24 Stunden getrocknet, um das Poly(norbornen-2-norbornylmethanol-alt-maleinsäureanhydrid) zu erhalten. Die Ausbeute betrug 65%. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des so erhaltenen Copolymers betrug 4700 und die Polydispersität (gewichtsmittleres Molekulargewicht/zahlenmittleres Molekulargewicht) betrug 2,0.

Das Ergebnis der FTIR-Spektralanalyse für das so erhaltene Copolymerprodukt war wie folgt:

FTIR (KBr): 3400 bis 3600 cm–1 (-O-H), 1780 cm–1 (C=0).

BEISPIEL 3 Synthese von Terpolymer

Die Synthesereaktion des Terpolymers gemäß dieser Ausführungsform kann durch die folgende Formel dargestellt werden

(a) Synthese von Terpolymer, wobei R3 eine t-Butylgruppe ist (Terpolymer nicht gemäß den Ansprüchen)

In dieser Ausführungsform wurden 20 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-cyclohexylmethanol, 10 Gramm (0,1 mol) Maleinsäureanhydrid und 14 Gramm (0,1 mol) t-Butylmethacrylat (t-BMA) in 150 ml THF gelöst und 0,49 Gramm AIBN wurden dazugegeben. Das Gemisch wurde vollständig mit Stickstoffgas gespült, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen.

Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann wurde das Reaktionsprodukt in einem zehnfach verdünnten Überschuß von n-Hexan ausgefällt. Danach wurden die Niederschläge wieder in THF gelöst und dann erneut wie vorstehend in n-Hexan ausgefällt. Die so erhaltenen Niederschläge wurden abfiltriert und dann in einem Vakuumofen bei 50°C für etwa 24 Stunden getrocknet, um das Poly(norbornen-2-norbornylmethanol-alt-maleinsäureanhydrid-tert-butyhnethacrylat) zu erhalten. Die Ausbeute betrug 75%. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des so erhaltenen Copolymers betrug 5500 und die Polydispersität (gewichtsmittleres Molekulargewicht/zahlenmittleres Molekulargewicht) betrug 2,1. 1 stellt ein Fourier-Transform-Infrarotstrahlungs-(FTIR)-Spektrum des so erhaltenen Terpolymers mit tBMA-Einheiten gemäß dieser Ausführungsform dar. Das Ergebnis der in 1 gezeigten FTIR-Spektralanalyse war wie folgt:

FTIR (KBr): 3400 bis 3600 cm–1 (O-H), 2789 cm–1 (C-H), 1780 cm–1 (C=0).

(b) Synthese von Terpolymer, wobei R3 eine Tetrahydropyranylgruppe ist.

In dieser Ausführungsform wurden 20 Gramm (0,1 mol) 5-Norbornen-2-cyclohexylmethanol, 10 Gramm (0,1 mol) Maleinsäureanhydrid und 17 Gramm (0,1 mol) Tetrahydropyranylmethacrylat (THPMA) in 150 ml THF gelöst und 0,49 Gramm AIBN wurden dazugegeben. Das Gemisch wurde vollständig mit Stickstoffgas gespült, um ein Reaktionsgemisch zu erzeugen.

Das Reaktionsgemisch wurde für etwa 24 Stunden unter Rückfluß erhitzt und dann wurde das Reaktionsprodukt in einem zehnfach verdünnten Überschuß von n-Hexan ausgefällt. Danach wurden die Niederschläge wieder in THF gelöst und dann wie vorstehend erneut in n-Hexan ausgefällt. Die resultierenden Niederschläge wurden abfiltriert und dann in einem Vakuumofen bei 50°C für etwa 24 Stunden getrocknet, um das Poly(norbornen-2-norbornylmethanol-alt-maleinsäureanhydrid-tert-butylmethacrylat) zu erhalten. Die Ausbeute betrug 75%. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht des so erhaltenen Copolymers betrug 5000 und die Polydispersität (gewichtsmittleres Molekulargewicht/zahlenmittleres Molekulargewicht) betrug 2,0.

Das Ergebnis der FTIR-Spektralanylyse für das so erhaltene Copolymerprodukt war wie folgt:

FTIR (KBr): 3400 bis 3600 cm–1 (O-H), 2957 cm–1 (C-H), 1780 cm–1 (C=0), 1720 cm–1 (C=0).

BEISPIEL 4 Herstellung der Resistzusammensetzung: (a) Herstellung der Resistzusammensetzung unter Verwendung von Terpolymer mit einer t-Butylgruppe (nicht gemäß den vorliegenden Ansprüchen)

In dieser Ausführungsform wurden 1,0 Gramm Terpolymer mit t-BMA-Einheiten, hergestellt in Beispiel 3, und 0,05 Gramm Triphenylsulfoniumtriflat vollständig in 6,0 Gramm Propylenglycolmonomethyletheracetat (PGMEA) gelöst. Das Gemisch wurde sorgfältig gerührt. Danach wurde das Gemisch mit einem 0,45-&mgr;m-Mikrofilter filtriert und dann mit einem 0,2-&mgr;m-Mikrofilter wieder filtriert, um dadurch eine Resistzusammensetzung herzustellen. Die Oberfläche eines Siliciumwafers wurde mit Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelt, und dann wurde die so hergestellte Resistzusammensetzung auf den Wafer aufgebracht, um dadurch einen Beschichtungsfilm von etwa 0,5 &mgr;m zu erzeugen.

Der Wafer mit dem Beschichtungsfilm wurde bei etwa 130°C für etwa 90 Sekunden vorgebrannt, dann unter Verwendung eines ArF-Excimer-Lasers mit einer numerischen Apertur von 0,45 Licht ausgesetzt und dann für etwa 90 Sekunden bei etwa 140°C wieder gebrannt.

Danach wurde der resultierende Wafer für etwa 60 Sekunden entwickelt, indem eine Lösung mit 2,38 Gew. % Tetramethylammoniumhydroxid (TMAH) verwendet wurde.

2 ist eine Querschnittsphotographie von dem 0,3-&mgr;m-Linie-und-Abstand-Muster für den Resist gemäß dieser Ausführungsform. Bezugnehmend auf 2 wurde das 0,3-&mgr;m-Linie-und-Abstand-Muster für den Resist erhalten, wenn die Belichtungsenergie angenähert 20 mJ/cm2 betrug.

(b) Herstellung einer Resistzusammensetzung unter Verwendung von Terpolymer mit einer Tetrahydropyranylgruppe

In dieser Ausführungsform wurden 1,0 Gramm Terpolymer mit THPMA-Einheiten, hergestellt in Beispiel 3, und 0,05 Gramm Triphenylsulfoniumtriflat in 6,0 Gramm Propylenglycolmonomethyletheracetat (PGMEA) vollständig gelöst. Das Gemisch wurde sorgfältig gerührt. Danach wurde das Gemisch mit einem 0,45-&mgr;m-Mikrofilter filtriert und dann wieder mit einem 0,2-&mgr;m-Mikrofilter filtriert, um dadurch eine Resistzusammensetzung herzustellen. Die Oberfläche eines Siliciumwafers wurde mit Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelt, und dann wurde die so hergestellte Resistzusammensetzung auf einen Wafer aufgebracht, um dadurch einen Beschichtungsfilm von etwa 0,5 &mgr;m zu erzeugen.

Der Wafer mit dem Beschichtungsfilm wurde bei etwa 130°C für etwa 90 Sekunden gebrannt, dann unter Verwendung eines ArF-Excimer-Lasers mit einer numerischen Apertur von 0,45 Licht ausgesetzt und dann bei etwa 140°C für etwa 90 Sekunden wieder gebrannt.

Danach wurde der resultierende Wafer füt etwa 60 Sekunden entwickelt, indem eine Lösung mit etwa 2,38 Gew. % Tetramethylammoniumhydroxid (TMAN) verwendet wurde.

In dieser Ausführungsform wurde das 0,3-&mgr;m-Linie-und-Abstand-Muster für den Resist erhalten, wenn die Belichtungsenergie ungefähr 13 mJ/cm2 betrug.

(c) Herstellung einer Resistzusammensetzung unter Verwendung von Terpolymer mit einer Tetrahydropyranylgruppe

In dieser Ausführungsform wurden 1,0 Gramm Terpolymer mit THPMA-Einheiten, hergestellt in Beispiel 3, und 0,05 Gramm Methoxydiphenyliodoniumtriflat vollständig in 6,0 Gramm Propylenglycolmonomethyletheracetat (PGMEA) gelöst. Das Gemisch wurde sorgfältig gerührt. Danach wurde das Gemisch mit einem 0,45-&mgr;m-Mikrofilter filtriert und dann mit einem 0,2-&mgr;m-Mikrofilter wieder filtriert, um dadurch eine Resistzusammensetzung herzustellen. Die Oberfläche eines Siliciumwafers wurde mit Hexamethyldisilazan (HMDS) behandelt, und dann wurde die so hergestellte Resistzusammensetzung auf einen Wafer aufgebracht, um dadurch einen Beschichtungsfilm von etwa 0,5 um zu erzeugen.

Der Wafer mit dem Beschichtungsfilm wurde bei etwa 130°C für etwa 90 Sekunden gebrannt, dann unter Verwendung eines ArF-Excimer-Lasers mit einer numerischen Apertur von 0,45 Licht ausgesetzt und dann bei etwa 140°C für etwa 90 Sekunden wieder gebrannt.

Danach wurde der resultierende Wafer für etwa 60 Sekunden entwickelt, indem eine Lösung mit 2,38 Gew. % Tetramethylammoniumhydroxid (TMAN) verwendet wurde.

In dieser Ausführungsform wurde das 0,3-&mgr;m Linie-und-Abstand-Muster für den Resist erhalten, wenn die Belichtungsenergie ungefähr 18 mJ/cm2 betrug.


Anspruch[de]
  1. Copolymer mit der Formel (I):
    wobei R1 aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C2- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß R1 nicht Cyclohexyl ist und n' eine ganze Zahl ist.
  2. Copolymer nach Anspruch 1, wobei R1 aus der Gruppe, bestehend aus Ethyl und n-Butyl, ausgewählt ist.
  3. Copolymer nach Anspruch 1, wobei R, aus der Gruppe, bestehend aus alicyclischen aliphatischen C7- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt ist.
  4. Copolymer nach Anspruch 3, wobei R1 aus der Gruppe, bestehend aus der Adamantyl-, Norbornyl- und Isobornylgruppe, ausgewählt ist.
  5. Copolymer nach Anspruch 1, wobei das Copolymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 3000 bis 100000 hat.
  6. Zusammensetzung, umfassend einen Photosäureerzeuger und ein Polymer mit der Formel (II):
    wobei: R1 aus der Gruppe, bestehend aus aliphatischen C1- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt ist;

    R2 aus der Gruppe, bestehend aus Wasserstoff und Methyl, ausgewählt ist;

    R3 aus der Gruppe, bestehend aus t-Butyl und Tetrahydropyranyl, ausgewählt ist;

    n und m jeweils ganze Zahlen sind; und

    das Verhältnis von n:(m+n) von etwa 0,1 bis 0,5 reicht, mit der Maßgabe, daß, wenn R2 Methyl ist und R3 t-Butyl ist, R1 nicht Methyl oder Cyclohexyl ist.
  7. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei R1 aus der Gruppe, bestehend aus der Methyl-, Ethyl-, n-Butyl- und Cyclohexylgruppe, ausgewählt ist, mit der Maßgabe, daß, wenn R2 Methyl ist und R3 t-Butyl ist, R1 nicht Methyl oder Cyclohexyl ist.
  8. Zusammensetzung nach Anspruch 6, wobei R, aus der Gruppe, bestehend aus alicyclischen aliphatischen C7- bis C20-Kohlenwasserstoffen, ausgewählt ist.
  9. Resistzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei R1 aus der Gruppe, bestehend aus der Adamantyl-, Norbornyl- und Isobornylgruppe, ausgewählt ist.
  10. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei der Anteil von Photosäureerzeuger in der Zusammensetzung in dem Bereich von 1,0 bis 20 Prozent, bezogen auf den Gewichtsanteil des vorhandenen Polymers, ist.
  11. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei das Polymer ein gewichtsmittleres Molekulargewicht von 3000 bis 200000 hat.
  12. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei der Photosäureerzeuger aus der Gruppe, bestehend aus Triarylsulfoniumsalzen, Diaryliodoniumsalzen und Sulfonaten, ausgewählt ist.
  13. Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das Triarylsulfoniumsalz aus der Gruppe, bestehend aus Triphenylsulfoniumtriflat und Triphenylsulfoniumantimonat, ausgewählt ist.
  14. Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das Sulfonat aus der Gruppe, bestehend aus 2,6-Dinitrobenzylsulfonaten und Pyrogalloltris(alkylsulfonat), ausgewählt ist.
  15. Zusammensetzung nach Anspruch 12, wobei das Diaryliodoniumsalz aus der Gruppe, bestehend aus Diphenyliodoniumtriflat, Diphenyliodoniumantimonat, Methoxydiphenyliodoniumtriflat und Di-t-butyldiphenyliodoniumtriflat, ausgewählt ist.
  16. Verwendung eines Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in einem chemisch verstärkten Resist.
  17. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 15 als Resistzusammensetzung zur Verwendung in einem chemisch verstärkten Resist.
  18. Chemisch verstärkter Resist, hergestellt unter Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 6 bis 15.
  19. Chemisch verstärkter Resist, hergestellt unter Verwendung eines Copolymers nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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