TW201335698A - 光阻組成物 - Google Patents
光阻組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TW201335698A TW201335698A TW101141741A TW101141741A TW201335698A TW 201335698 A TW201335698 A TW 201335698A TW 101141741 A TW101141741 A TW 101141741A TW 101141741 A TW101141741 A TW 101141741A TW 201335698 A TW201335698 A TW 201335698A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- formula
- ring
- represented
- hydrocarbon group
- Prior art date
Links
- 0 *C(CC1N)=C(C(c2ccc(C(O)OCCOC3CCCCC3)cc2)c2c(*)cc(*)c(C(C(CC3)=CC=C3C(OCCOC3CCCCC3)=O)c3c(*)cc(*)c(C4C(C=C5)=*CC5C(OCCOC5CCCCC5)=C)c3)c2)C=C1C(c(cc1)ccc1C(OCCOC1CCCCC1)=O)c(c(*)c1)cc4c1O Chemical compound *C(CC1N)=C(C(c2ccc(C(O)OCCOC3CCCCC3)cc2)c2c(*)cc(*)c(C(C(CC3)=CC=C3C(OCCOC3CCCCC3)=O)c3c(*)cc(*)c(C4C(C=C5)=*CC5C(OCCOC5CCCCC5)=C)c3)c2)C=C1C(c(cc1)ccc1C(OCCOC1CCCCC1)=O)c(c(*)c1)cc4c1O 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0046—Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
- G03F7/0382—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable the macromolecular compound being present in a chemically amplified negative photoresist composition
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
- G03F7/0397—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
- G03F7/2002—Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Materials For Photolithography (AREA)
- Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
Abstract
本發明提供一種光阻組成物,包含以式(I)代表之化合物:□其中R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10與R11分別獨立代表氫原子、C1-C20脂系烴基、或類似基團,R3、R6、R9與R12分別獨立代表式(II)基團:□,及以式(B1)代表之鹽。□
Description
此非臨時申請案依據35 U.S.C.§119(a),主張2010年11月16日於日本申請之專利申請案案號2011-250407之優先權,其完整揭示內容已以引用之方式併入本文中。
本發明係有關一種光阻組成物。
光阻組成物係用於製造半導體。
JP 2010-285376A1揭示一種光阻組成物,其包含三苯基鋶-九氟丁磺酸鹽作為酸產生劑。
本發明之目的係提供一種新穎之光阻組成物。
本發明係有關下列:<1>一種光阻組成物,其包含式(I)代表之化合物:
其中R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10與R11分別獨立代表氫原子、C1-C20
脂系烴基、C6-C10芳香系烴基、或C2-C10烷氧烷基,R3、R6、R9與R12分別獨立代表式(II)基團:
其中環W1代表C3-C36脂系烴環、或C6-C36芳香系烴環,環W2代表C3-C36脂系烴環(其可視需要具有取代基,且其中亞甲基可視需要被氧原子、磺醯基或羰基置換)、或C6-C36芳香系烴環(其可視需要具有取代基),及L1代表單鍵或C1-C10二價脂系烴基(其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換),及式(B1)代表之鹽:
其中Q1與Q2分別獨立代表氟原子或C1-C6全氟烷基,L2代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、羰基或-NR'-置換,且其中氫原子可視需要被氟原子置換,且R'代表氫原子或C1-C4烷基,Y1代表單鍵或C3-C18二價脂環系烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、羰基或磺醯基置換,且其中氫原子可視需要被取代基置換,L3代表單鍵或C1-C17二價烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換,Y2代表C3-C18脂環系烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、磺醯基或羰基置換,且其中氫原子可視需要被取代基置換,及
Z+代表有機陽離子。
<2>根據<1>項之光阻組成物,其中Q1與Q2代表氟原子。
<3>根據<1>或<2>項之光阻組成物,其中Y1代表單鍵或C3-C18二價脂環系烴基。
<4>根據<1>至<3>項中任一項之光阻組成物,其中L2代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換,且其中氫原子可視需要被氟原子置換。
<5>根據<1>至<4>項中任一項之光阻組成物,其中L2代表*-CO-O-LS2-其中LS2代表單鍵或C1-C15二價烴基,且*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置。
<6>根據<1>至<5>項中任一項之光阻組成物,其中Z+代表芳基鋶陽離子。
<7>根據<1>至<6>項中任一項之光阻組成物,其中環W1代表苯環。
<8>根據<1>至<7>項中任一項之光阻組成物,其中環W2代表以式(I-a)基團:
其中RI-a代表氫原子或C1-C6烷基,且*代表與L1之結合位置,或式(I-d)之基團:
其中RI-d代表氫原子或C1-C6烷基,且*代表與L1之結合位置。
<9>根據<1>至<8>項中任一項之光阻組成物,其中L1代表*-CO-O-CH2-O-或*-CO-O-CH2-CO-O-,其中*代表與W1之結合位置。
<10>根據<9>項之光阻組成物,其進一步包含淬滅劑。
<11>一種產生光阻圖案之方法,其包括下列步驟(1)至(5):(1)在基板上施用根據<1>至<10>項中任一項之光阻組成物之步驟,(2)藉由進行乾燥形成光阻膜之步驟,(3)使光阻膜在曝光於輻射之步驟,(4)烘烤曝光後光阻膜之步驟,及(5)使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
本發明光阻組成物包含
式(I)代表之化合物:
(下文中簡稱為化合物(I)),及以式(B1)代表之鹽:
式(I)中,R1、R2、R4、R5、R7、R8、R10與R11分別獨立代表氫原子、C1-C20脂系烴基、C6-C10芳香系烴基、或C2-C10烷氧烷基。
脂系烴基實例包括C1-C20直鏈脂系烴基、C3-C20分支脂系烴基與C3-C20環狀脂系烴基。
直鏈脂系烴基實例包括C1-C20直鏈烷基,如:甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、與辛基。
分支脂系烴基實例包括C3-C20分支烷基,如:異丙基、異丁基、第二丁基、第三丁基與1-乙基己基。
環狀脂系烴基可為單環狀或多環狀,其實例包括環己基、降冰片基、金剛烷基、聯金剛烷基與二金剛烷基。
芳香系烴基實例包括苯基與萘基。
烷氧烷基實例包括甲氧基甲基、乙氧基甲基與金剛烷基氧甲基。
較佳為R1、R4、R7與R10分別獨立代表氫原子或C1-C20脂系烴基。更佳為R1、R4、R7與R10分別獨立代表氫原子、
甲基、乙基、丙基。亦更佳為R1、R4、R7與R10分別獨立代表氫原子。
較佳為R2、R5、R8與R11分別獨立代表C1-C20脂系烴基或C6-C10芳香系烴基。更佳為R2、R5、R8與R11分別獨立代表C1-C20直鏈脂系烴基。亦更佳為R2、R5、R8與R11分別獨立代表C1-C3直鏈脂系烴基,如:甲基、乙基與丙基。當R2、R5、R8與R11為如上述之較佳基團時,化合物(I)很容易溶於有機溶劑。
式(I)中,R3、R6、R9與R12分別獨立代表以式(II)基團。
環W1代表之脂系烴環包括C3-C36環烷環,如:環戊烷環、環己烷環、環庚烷環與金剛烷環。
環W1或環W2代表之芳香系烴環包括苯環與萘環。
環W1或環W2代表之脂系烴環可視需要具有取代基。該環W2代表之脂系烴環之亞甲基可視需要被氧原子、磺醯基或羰基置換,較佳為被氧原子或羰基置換。
脂系烴環之取代基實例包括C1-C5烷基、C1-C5烷氧基與羥基。
其中亞甲基已被氧原子或羰基置換之脂系烴環包括C3-C20內酯環與C3-C20環狀酯。
環W1較佳為C6-C36芳香系烴環,更佳為C6-C10芳香系烴環,亦更佳為苯環。
如環W2代表之脂系烴環實例包括以式(Y1)至(Y26)代表之基團。
環W2代表之脂系烴環較佳係包括式(I-a)至(I-k)之環,更佳為式(I-a)、(I-b)與(I-d)之環,亦更佳為式(I-a)與(I-d)之環。
二價脂系烴基實例包括C1-C10烷二基,如:甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一碳烷-1,11-二基、十二碳烷-1,12-二基、十三碳烷-1,13-二基、十四碳烷-1,14-二基、十五碳烷-1,15-二基、十六碳烷-1,16-二基、十七碳烷-1,17-二基、乙烷-1,1-二基、丙烷-1,1-二基、丙烷-2,2-二基、丁烷-1,3-二基、2-甲基-丙烷-1,3-二基、1,1-二甲基伸乙基、戊烷-1,4-二基及2-甲基-丁烷-1,4-二基。
如L1代表之脂系烴基中,亞甲基可被氧原子或羰基置換。
考量其製法之容易度,化合物(I)較佳具有二價脂系烴基作為L1基團,其中亞甲基已被氧原子或羰基置換。
其中亞甲基已被氧原子或羰基置換之二價脂系烴基之明確實例包括以式(I1-1)、(I1-2)、(I1-3)、(I1-4)、(I1-5)、(I1-6)、(I1-7)與(I1-8)中任一式代表之基團;
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,Lb2代表C1-C8二價脂系烴基,Lb3代表單鍵或C1-C5二價脂系烴基,Lb4代表C1-C6二價脂系烴基,但其限制條件為Lb3與Lb4之碳原子數為6個或更少個,Lb5與Lb6分別代表單鍵或C1-C8二價脂系烴基,但其限制條件為Lb5與Lb6之碳原子數為8個或更少個,Lb7與Lb8分別代表單鍵或C1-C9二價脂系烴基,但其限制條件為Lb7與Lb8之碳原子數為9個或更少個,Lb9代表單鍵或C1-C6二價脂系烴基,Lb10代表C1-C7二價脂系烴基,但其限制條件為Lb9與Lb10之碳原子數為7個或更少個,Lb11與Lb13分別代表C1-C4二價脂系烴基,Lb12代表單鍵或C1-C3二價脂系烴基,但其限制條件為Lb11之碳原子數、Lb12與Lb13之碳原子數為5個或更少個,Lb14與Lb16分別代表C1-C6二價脂系烴基,Lb15代表單鍵或C1-C5二價脂系烴基,但其限制條件為Lb14、Lb15與Lb16之碳原子數為7個或更少個,
Lb17與Lb18分別代表C1-C5二價脂系烴基,但其限制條件Lb17與Lb18之碳原子數為6個或更少個,Lb2、Lb3、Lb4、Lb5、Lb6、Lb7、Lb8、Lb9、Lb10、Lb11、Lb12、Lb13、Lb14、Lb15、Lb16、Lb17、Lb18與Lb19較佳為二價脂系飽和烴基,如:烷二基。
式(I1-1)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-2)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-3)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-4)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-5)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-6)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-7)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置,式(I1-8)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與環W1之結合位置,及右邊之*代表與環W2之結合位置。
L1較佳代表以式(I1-2)與(I1-5)中任一式代表之基團,更佳為如上述式(I1-2)與(I1-5)中任一項明確實例,亦更佳為*-CO-O-CH2-O-或*-CO-O-CH2-CO-O-,其中*代表與W1之結合位置。
化合物(I)之明確實例包括下列:
化合物(I)較佳為式(I)代表之化合物,其中R1、R2、
R4、R5、R7、R8、R10與R11分別獨立代表氫原子或C1-C4烷基,及
R3、R6、R9與R12分別獨立代表式(II)代表之基團,其中W1為C6-C10芳香系烴環,W2為金剛烷基或環己基,及L1為式(I1-2)或(I1-5)代表之基團。
化合物(I)可依已知方法製備,如:述於JP2010-159241A1或JP2010-285376A1中之方法。
化合物(I)(其中R3、R6、R9與R12為式(II)代表之基團,R1、R4、R7與R10為相同基團,R2、R5、R8與R11為相同基團,及L1代表-CO-O-CH2-CO-O-)在下列反應式中,係由式(Ia)代表,其製法係由式(Ia-c)代表之化合物與式(Ia-d)代表之化合物於鹼性觸媒之存在下,於溶劑(如:無水N-甲基-2-吡咯啶酮)中反應;
其中R1、R2、環W1與環W2係如上述相同定義。
鹼性觸媒包括三乙基胺、碳酸氫鈉或重氮雙環十一碳烯。
式(Ia-d)代表之化合物可自上市商品取得,其包括溴乙酸乙基金剛烷基酯、溴乙酸甲基金剛烷基酯與溴乙酸乙基環己基酯。
式(Ia-c)代表之化合物之製法可由式(Ia-a)代表之化合物與式(Ia-b)代表之化合物,於酸觸媒之存在下,於溶劑(如:無水二氯甲烷)中反應。
式(Ia-b)代表之化合物可自上市商品取得,其包括4-甲醯基苯甲酸。
本發明光阻組成物中之化合物(I)含量通常佔固體組份總量之1至95重量%,較佳為5至90重量%,更佳為70至90重量%。
若光阻組成物不含後文述及之樹脂時,化合物(I)之
含量亦更佳為佔固體組份總量之70至90重量%。本文中"固體組份"意指光阻組成物中除了溶劑以外之組份。其含量可依據已知分析法測定,如:液相層析法或氣相層析法。
本發明光阻組成物包含式(B1)代表之鹽:
其中Q1與Q2分別獨立代表氟原子或C1-C6全氟烷基,L2代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、羰基或-NR'-置換,且其中氫原子可視需要被氟原子置換,且R'代表氫原子或C1-C4烷基,Y1代表單鍵或C3-C18二價脂環系烴,其中亞甲基可視需要被氧原子、羰基或磺醯基置換,且其中氫原子可視需要被取代基置換,L3代表單鍵或C1-C17二價烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換,Y2代表C3-C18脂環系烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、磺醯基或羰基置換,且其中氫原子可視需要被取代基置換,且Z+代表有機陽離子。
式(B1)代表之鹽通常作為酸產生劑。
Q1與Q2代表之C1-C6全氟烷基實例包括三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基、十一氟戊基與十三氟己基,以三氟甲基較佳。
Q1與Q2分別獨立較佳代表氟原子或三氟甲基,及Q1與Q2更佳為氟原子,因為此等光阻組成物可提供具有更寬聚焦
邊界之光阻圖案。
L2與L3代表之二價烴基可直鏈烷二基、分支鏈烷二基、二價單環狀或多環狀烴基、或此等基團之組合,其實例包括直鏈烷二基,如:亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一碳烷-1,11-二基、十二碳烷-1,12-二基、十三碳烷-1,13-二基、十四碳烷-1,14-二基、十五碳烷-1,15-二基、十六碳烷-1,16-二基與十七碳烷-1,17-二基,由上述直鏈烷二基之氫原子被C1-C4烷基置換所形成之分支鏈烷二基,如:丁烷-1,3-二基、2-甲基-丙烷-1,3-二基、1,1-二甲基伸乙基、戊烷-1,4-二基與2-甲基-丁烷-1,4-二基;單環狀飽和烴基,如:環烷二基,例如:環丁烷-1,3-二基、環戊烷-1,3-二基、環己烷-1,4-二基、或環辛烷-1,5-二基;及多環狀飽和環狀烴基,如:降冰片烷-1,4-二基、降冰片烷-2,5-二基、金剛烷-1,5-二基、金剛烷-2,6-二基。
L2較佳代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換,且其中氫原子可視需要被氟原子置換。
L2代表之二價烴基(其中亞甲基已被氧原子或羰基置換)包括(b1-1)、(b1-2)、(b1-3)、(b1-4)、(b1-5)與(b1-6)代表之基團;
其中Ls2代表單鍵或C1-C15烴基,Ls3代表單鍵或C1-C12烴基,Ls4代表單鍵或C1-C13烴基,但其限制條件為Ls3與Ls4之碳原子總數為1至13,Ls5代表C1-C15烴基,Ls6代表單鍵或C1-C15烴基,Ls7代表C1-C16烴基,但其限制條件為Ls6與Ls7之碳原子總數為1至16,Ls8代表C1-C14烴基,Ls9代表C1-C11烴基,Ls10代表C1-C11烴基,但其限制條件為Ls9與Ls10之碳原子總數為1至12,左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,右邊之*代表與Y1之結合位置。
Ls2、Ls3、Ls4、Ls5、Ls6、Ls7、Ls8、Ls9與Ls10較佳為飽和烴基。
式(b1-1)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
式(b1-2)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
式(b1-3)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
式(b1-4)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
式(b1-5)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
式(b1-6)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
其中,L2較佳代表(b1-1)代表之基團,及更佳為式(b1-1)代表之基團,其中Lb2為單鍵或-CH2-。
L2代表之二價烴基可為其中一個亞甲基已被-NR'置換之烴基,其中R’代表氫原子或C1-C4烷基。R’較佳代表氫原子。
L2代表之二價烴基可為其中一個氫原子已被氟原子置換之烴基。其中一個氫原子已被氟原子置換之烴基包括下列基團;
其中左邊之*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置,及右邊之*代表與Y1之結合位置。
L3代表之二價烴基(其中亞甲基已被氧原子或羰基置換)包括以式(b2-1)、(b2-2)、(b2-3)、(b2-4)、(b2-5)與(b2-6)代表之基團;
其中Ls12代表單鍵或C1-C14烴基,Ls13代表單鍵或C1-C12烴基,Ls14代表單鍵或C1-C13烴基,但其限制條件為Ls13與Ls14之碳原子總數為1至13,Ls15代表C1-C15烴基,Ls16代表單鍵或C1-C15烴基,Ls17代表C1-C16烴基,但其限制條件為Ls16與Ls17之碳原子總數為1至16,Ls18代表C1-C14烴基,Ls19代表C1-C11烴基,Ls20代表C1-C11烴基,但其限制條件為Ls19與LS20之碳原子總數為1至12,左邊之*代表與Y1之結合位置,右邊之*代表與Y2之結合位置。
Ls12、Ls13、Ls14、Ls15、Ls16、Ls17、Ls18、Ls19與Ls20較佳為飽和烴基。
式(b2-1)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
式(b2-2)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
式(b2-3)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
式(b2-4)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
式(b2-5)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
式(b2-6)代表之基團實例包括下列:
其中左邊之*代表與Y1之結合位置,及右邊之*代表與Y2之結合位置。
其中,L3較佳代表單鍵或式(b2-1)或(b2-5)代表之基團。
Y1代表單鍵或C3-C18二價脂環系烴基。
Y1代表之二價脂環系烴基可為單環狀或多環狀。
Y1代表之二價烴基可為其中亞甲基已被氧原子、羰基或磺醯基置換之烴基。該二價烴基包括具有烷基作為取代基者。
Y1代表之二價烴基包括已自式(Y1)至(Y11)中任一式代表之基團中排除一個氫原子後之二價基團。
當Y1代表其中亞甲基已被氧原子、羰基或磺醯基置換之二價烴基時,Y1之實例包括環狀醚基(係脂環系烴基中亞甲基已被氧原子置換之基團)、環狀酮基(係脂環系烴基中亞甲基已被
羰基置換之基團)、磺內酯環基(係脂環系烴基中-CH2-CH2-已被-SO2-O-置換之基團)與內酯環基(係脂環系烴基中-CH2-CH2-已被-CO-O-置換之基團),明確言之,已自式(Y12)至(Y26)中任一式代表之基團脫除一個氫原子後之基團。
Y1之更明確實例包括下列基團;
其中*代表結合位置。
Y2代表C3-C18脂環系烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子、磺醯基或羰基置換,且其中氫原子可視需要被取代基置換。
Y2代表之脂環系烴基可為單環狀或多環狀基團。如Y2代表之脂環系烴基可具有氧原子、磺醯基或羰基來置換其中亞甲基。如Y2代表之脂環系烴基可具有烷基作為取代基。
當Y2代表脂環系烴基,其中亞甲基已被氧原子、磺醯基或羰基置換,較佳為被氧原子或羰基置換時,該Y2之實例包括環狀醚基(係脂環系烴基中亞甲基已被氧原子置換之基團)、環狀酮基(係脂環系烴基中亞甲基已被羰基置換之基團)、磺內酯環基(係脂環系烴基中之-CH2-CH2-已被-SO2-O-置換之基團)、與內酯環基(係脂環系烴基中-CH2-CH2-已被-CO-O-置換之基團),明確言之,係下列式(Y1)至(Y26)與式(Y27)至(Y30)代表之基團;
其中*代表結合位置。
其中,Y2較佳代表式(Y1)至(Y19)與式(Y27)至(Y30)中任一式代表之基團,更佳為式(Y11)、(Y14)、(Y15)、(Y19)、(Y26)、(Y27)、(Y28)、(Y29)與(Y30)中任一式代表之基團,更指式(Y11)、(Y14)與(Y28)中任一式代表之基團。
Y2代表之脂環系烴中之取代基實例包括鹵原子(氟原子除外)、羥基、側氧基、縮水甘油氧基、C2-C4醯基、C1-C12烷氧基、C2-C7烷氧基羰基、C7-C21芳烷基與-(CH2)j2-O-CO-Rb1-,其中Rb1代表C1-C16脂系烴基、C3-C16飽和環狀烴基或C6-C18芳香系烴基,及j2代表0至4之整數。鹵原子實例包括氯原子、溴原子與碘原子。醯基實例包括乙醯基與丙醯基,及烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基與丁氧基。烷氧基羰基實例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧羰基、異丙氧羰基與丁氧羰基。芳烷基實例包括苯甲基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基、萘甲基與萘乙基。
具有取代基之Y2實例包括下列:
Y2較佳為可具有取代基之金剛烷基,更佳為金剛烷基、羥基金剛烷基、或側氧基金剛烷基。
式(B1)代表之鹽之陰離子實例包括JP2010-204646中提及之陰離子與下列陰離子。
此外,陰離子之明確實例較佳包括彼等:
在式(B1)所代表之鹽中,如Z+代表之有機陽離子實例包括有機鎓陽離子,如:有機鋶陽離子、有機錪陽離子、銨陽離子、苯并噻唑鎓陽離子與有機鏻陽離子,且以有機鋶陽離子與有機錪陽離子較佳。
Z+代表之有機陽離子之較佳實例包括式(b2-1)至(b2-4)代表之陽離子:
其中Rb4、Rb5與Rb6分別獨立代表C1-C30烷基(其中氫原子可被羥基或C1-C12烷氧基置換)、C3-C18飽和環狀烴基(其中氫原子可被羥基或C1-C12烷氧基置換)、或C6-C18芳香系烴基(其中氫原子可被C1-C12烷基或C1-C12烷氧基置換)、或C3-C36飽和環狀烴基,或Rb4與Rb5可與相鄰S+共同結合形成環,Rb7與Rb8每次出現時分別獨立代表氫原子、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,
m2與n2分別獨立代表0至5之整數,Rb9與Rb10分別獨立代表C1-C12烷基或C3-C36,較佳為C4-C12飽和環狀烴基,或Rb9與Rb10結合形成C2-C11二價非環狀烴基,其與相鄰S+共同形成環,Rb11代表C1-C12烷基或C3-C18(較佳為C4-C12)飽和環狀烴基,Rb12代表C1-C12烷基或C3-C36(較佳為C3-C12)飽和環狀烴基、或C6-C18芳香系烴基(其可具有選自下列各物所組成群中之取代基:C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C3-C18飽和環狀烴基與C2-C12烷基羰基氧基),或Rb11與Rb12彼此與相鄰-CHCO-結合共同形成3至12員(較佳為3至7員)環,且二價非環狀烴基中之亞甲基可被羰基、氧原子或硫原子置換,且Rb13、Rb14、Rb15、Rb16、Rb17與Rb18分別獨立代表羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,Lb11代表氧原子或硫原子,及o2、p2、s2與t2分別獨立代表0至5之整數,q2與r2分別獨立代表0至4之整數,及u2代表0或1。
Rb9至Rb11代表之烷基較佳具有1至12個碳原子。Rb9至Rb11代表之飽和環狀烴基較佳具有3至36個碳原子,及更佳為4至12個碳原子。
烷基之較佳實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基與2-乙基己基。
以C4-C12環狀脂系烴基較佳。環狀脂系烴基之較佳實例包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環癸基、
2-烷基-a-金剛烷基、1-(1-金剛烷基)-1-烷基與異冰片基。
芳香系基團之較佳實例包括苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-第三丁基苯基、4-環己基苯基、4-甲氧基苯基、聯苯基與萘基。
具有芳香系烴基之烷基實例包括苯甲基。烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己基氧基、壬基氧基、癸基氧基、十一碳烷基氧基與十二碳烷基氧基。
由Rb9與Rb10結合形成之C3-C12二價非環狀烴基實例包括三亞甲基、四亞甲基與五亞甲基。由相鄰之S+與該二價非環狀烴基共同形成之環基實例包括硫雜環戊烷-1-鎓環(四氫噻吩鎓環)、硫雜環己烷-1-鎓環與1,4-氧雜硫雜環己烷-4-鎓環。以C3-C7二價非環狀烴基較佳。
由Rb11與Rb12結合形成之C1-C10二價非環狀烴基實例包括亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基與五亞甲基,該環基實例包括下列:
以C1-C5二價非環狀烴基較佳。
上述陽離子中,較佳為式(b2-1)代表之陽離子,更佳為芳基鋶陽離子,如:式(b2-1-1)代表之陽離子。以三苯基鋶陽離子特別佳。
較佳為Rb19、Rb20與Rb21每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,及v2、w2與x2分別獨立代表0至5之整數,且更佳為Rb19、Rb20與Rb21每次出現時分別獨立為氟原子、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,且v2、w2與x2分別獨立較佳為代表0或1。
Z+代表之陽離子之明確實例包括彼等於JP2010-204646A1述及者。
式(B1)代表之鹽實例包括其中該陰離子為上述任一種陰離子且該陽離子為上述任一種有機陽離子之鹽。酸產生劑之較佳實例包括式(b1-1-1)至(b1-1-9)代表之任一種陰離子與式(b2-1-1)代表之任一種陽離子之組合,及式(b1-1-3)至(b1-1-5)代表之任一種陰離子與式(b2-3)代表之任一種陽離子之組合。
以式(B1-1)至(B1-37)代表之鹽作為式(B1)代表之鹽較佳,且以式(BI-1)、(B1-2)、(B1-6)、(B1-11)、(B1-30)、(B1-31)、(B1-32)、(B1-33)與(B1-35)代表之鹽更佳。
可以組合使用兩種或更多種式(B1)代表之鹽。
式(B1)代表之鹽可依已知方法製造,如:JP2006-257078A1、JP2006-306856 A1、JP2007-224008A1、
JP2008-74843A1、JP2008-69146A1、JP2011-126869A1、JP2012-67079A1、或W02012/056901 A1中說明者。
光阻組成物中式(B1)代表之鹽含量通常為每100重量份之化合物(I)包含1重量份或更多,較佳為5重量份或更多,更佳為10重量份或更多,且通常為每100重量份之化合物(I)包含50重量份或更少,較佳為40重量份或更少,較佳為30重量份或更少。
本發明光阻組成物可包含已知作為酸產生劑,但不為以式(B1)代表之鹽之化合物。
此等化合物包括非離子性化合物、離子性化合物與其組合。非離子性化合物實例包括有機鹵素化合物、磺酸酯化合物(如:2-硝基苯甲基磺酸酯、芳香系磺酸酯、肟磺酸酯、N-磺醯基氧亞胺、磺醯基氧酮與重氮萘醌4-磺酸酯)、及碸化合物(如:二碸、酮基碸及磺醯基重氮甲烷)。
離子性化合物實例包括鎓鹽化合物,如:重氮鎓鹽、鏻鹽、鋶鹽與錪鹽。鎓鹽之陰離子實例包括磺酸陰離子、磺醯基亞胺陰離子與磺醯基甲基化物陰離子。
已知作為酸產生劑之其他化合物實例包括說明於JP 63-26653 A、JP 55-164824 A、JP 62-69263 A、JP 63-146038 A、JP 63-163452 A、JP 62-153853 A、JP 63-146029 A、美國專利案案號3,779,778、美國專利案案號3,849,137、德國專利案案號3914407與歐洲專利案案號126,712中者。
本發明光阻組成物可包含一種樹脂,其具有對酸不穩定之基團,且不可溶或難溶於鹼之水溶液,但可藉由酸之作用
溶於鹼之水溶液(下文中,稱此等樹脂為樹脂(A))。樹脂(A)係由具有對酸不穩定之基團之單體聚合而製成。
本文中,"對酸不穩定之基團"意指該基團可藉由酸之作用而消除。具有對酸不穩定之基團之單體可藉由與酸接觸而提供親水性基團,如:羥基或羧基。
對酸不穩定之基團實例包括以式(1)代表之基團:
其中Ra1、Ra2與Ra3分別獨立代表C1-C8烷基、C3-C20脂環系烴基或其組合,或Ra1與Ra2可互相結合形成C2-C20二價脂系烴基,且*代表結合位置。
C1-C8烷基實例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基與辛基。脂環系烴基可為單環狀或多環狀,其包括環烷基,如:環戊基、環己基、環庚基與環辛基;多環狀脂環系烴基,如:十氫萘基、金剛烷基、降冰片基與下式代表之基團。
烷基與脂環系烴基之組合包括甲基環己基、二甲基環己基、及甲基降冰片基。
由Ra1與Ra2彼此結合形成之二價脂系烴基較佳具有
C3-C12個碳原子。
當Ra1與Ra2彼此與Ra1及Ra2所附接之碳原子共同形成環時,該由-C(Ra1)(Ra2)(Ra3)代表之基團實例包括下列基團。
式(1)代表之基團包括式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)或式(1-4)代表之基團。
式(1)代表之基團包括較佳為第三丁氧基羰基、1-乙基環己烷-1-基氧羰基、1-乙基金剛烷-2-基氧羰基、及2-異丙基金剛烷-2-基氧羰基。
其中,較佳為彼等式(1-2)、式(1-3)或式(1-4)代表之基團(其分別具有脂環系烴基),更佳為彼等式(1-2)或式(1-3)代表之基團(其分別具有脂環系烴基)。
對酸不穩定之基團實例包括式(2)代表之基團:
其中Rb1與Rb2分別獨立代表氫原子或C1-C12單價烴基,Rb3代表C1-C20單價烴基,及Rb2與Rb3彼此結合形成C2-C20二價烴基,且烴基與環中亞甲基可被-O-或-S-置換,且*代表結合位置。
烴基實例包括烷基、脂環系烴基與芳香系烴基。
式(2)之烷基實例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基與十二碳烷基。
式(2)之脂環系烴基實例包括彼等如上述基團。
芳香系烴基實例包括芳基,如:苯基、萘基、蒽基、聯苯基、菲基與芴基,其包括彼等具有C1-C8烷基者。
較佳為Rb1與Rb2中至少一者為氫原子。
式(2)代表之基團實例包括下列:
其中*代表結合位置。
具有對酸不穩定之基團之單體較佳為在其側鏈具有對酸不穩定之基團且具有碳-碳雙鍵之單體,更佳為其側鏈具有對
酸不穩定之基團之丙烯酸酯單體或其側鏈具有對酸不穩定之基團之甲基丙烯酸酯單體。
尤其佳為其側鏈具有式(1)或(2)代表之基團之丙烯酸酯單體,或其側鏈具有式(1)或(2)代表之基團之甲基丙烯酸酯單體。
較佳為其側鏈具有式(1)代表之基團之丙烯酸酯單體或其側鏈具有式(1)代表之基團之甲基丙烯酸酯單體,更佳為其側鏈具有式(1)代表之基團之丙烯酸酯單體(其中Ra1與Ra2與其所結合之碳原子彼此結合共同形成C5-C20飽和脂環),或其側鏈具有式(1)代表之基團之甲基丙烯酸酯單體(其中Ra1與Ra2與其所結合之碳原子彼此結合共同形成C5-C20飽和脂環系烴)。當光阻組成物包含衍生自具有大型結構(如:飽和脂環系烴基)之單體之樹脂時,容易得到具有優越解析度之光阻組成物。
具有對酸不穩定之基團之單體之較佳實例包括式(a1-1)與(a1-2)代表之單體:
其中La1與La2分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2)k1-CO-O-,其中*代表與羰基之結合位置,Ra4與Ra5分別獨立代表氫原子或甲基,且k1代表1至7之整數,Ra6與Ra7分別獨立代表C1-C8烷基、C3-C10脂環系烴基或其組
合,且m1代表0至14之整數,n1代表0至10之整數,及n1'代表0至3之整數。
La1與la2較佳分別為*-O-或*-O-(CH2)fi-CO-O-,其中*代表與-CO-之結合位置,且f1代表1至4之整數,更佳為*-O-或*-O-CH2-CO-O-,尤其佳為*-O-。
各Ra4與Ra5較佳為甲基。Ra6與Ra7代表之烷基實例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基與辛基。Ra6與Ra7代表之烷基較佳具有1至6個碳原子。
Ra6與Ra7代表之脂環系烴基可為單環狀或多環狀。單環狀脂環系烴基實例包括環戊基、環己基、環庚基與環辛基。多環狀脂環系烴基實例包括十氫萘基、金剛烷基或降冰片基,及下列基團。
Ra6與Ra7代表之脂環系烴基較佳具有8個或更少個,更佳為6個或更少個碳基團。烷基與脂環系烴基之組合包括經烷基取代之環己基,如:甲基環己基或二甲基環己基,或經烷基取代之降冰片基,如:甲基降冰片基。
式(a1-1)中,m1較佳為0至3之整數,更佳為0或1。
式(a1-2)中,n1較佳為0至3之整數,更佳為0或1,及n1'較佳為0或1,且更佳為1。
k1較佳為1至4之整數,k1更佳為1。
式(a1-1)代表之單體實例包括彼等說明於JP2010-204646A1者,較佳為以式(a1-1-1)、(a1-1-2)、(a1-1-3)、(a1-1-4)、(a1-1-5)、(a1-1-6)、(a1-1-7)與(a1-1-8)代表之單體,更佳為以式(a1-1-1)、(a1-1-2)、(a1-1-3)與(a1-1-4)代表之單體。
式(a1-2)代表之單體實例包括(甲基)丙烯酸1-乙基環戊烷-1-基酯、(甲基)丙烯酸1-乙基環己烷-1-基酯、(甲基)丙烯酸1-乙基環庚烷-1-基酯、(甲基)丙烯酸1-甲基環戊烷-1-基酯、(甲基)丙烯酸1-甲基環己烷-1-基酯及(甲基)丙烯酸1-異丙基環己烷-1-基酯。較佳為式(a1-2-1)至(a1-2-6)代表之單體,更佳為以式(a1-2-3)與(a1-2-4)代表之單體。
衍生自式(a1-1)或(a1-2)代表之單體之結構單位通常佔樹脂(A)所有結構單位總莫耳數之10至95莫耳%,較佳為15至
90莫耳%,及更佳為20至85莫耳%。
具有對酸不穩定基團之結構單位之總含量通常佔樹脂(A)所有結構單位總莫耳數之10至80莫耳%,較佳為20至60莫耳%。
每100莫耳樹脂(A)之所有結構單位中,具有金剛烷基之結構單位(較佳指衍生自式(a1-1)代表之單體之結構單位)之總量較佳為15或更多莫耳。
樹脂(A)較佳為進一步包含衍生自不具有對酸不穩定之基團之單體之結構單位。樹脂(A)可具有兩種或更多種衍生自不具有對酸不穩定之基團之單體之結構單位。
該不具有對酸不穩定之基團之單體較佳具有羥基或內酯環。當樹脂包含衍生自不具有對酸不穩定之基團但具有羥基或內酯環之單體之結構單位時,容易製得具有良好解析度之光阻組成物且光阻劑對基板具有良好附著度。
當採用KrF準分子雷射(波長:248nm)微影技術系統或高能量雷射(如:電子束)及極短紫外線作為曝光系統時,樹脂(A)包含之結構單位較佳係衍生自具有酚系羥基之單體作為不具有對酸不穩定基團之單體。當採用ArF準分子雷射(波長:193nm)作為曝光系統時,樹脂(A)包含之結構單位較佳係衍生自具有醇系羥基之單體作為不具有對酸不穩定基團之單體。
不具有對酸不穩定基團但具有酚系羥基之單體實例包括彼等式(a2-0)代表者:
其中Ra30代表氫原子、鹵原子、C1-C6烷基(其可視需要具有鹵原子),Ra31每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C2-C4醯基、C2-C4醯氧基、丙烯醯基或甲基丙烯醯基,ma代表0至4之整數。
式(a2-0)中,鹵原子實例包括氟原子,C1-C6烷基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基與己基,且以C1-C4烷基較佳,以C1-C2烷基更佳,以甲基尤其佳。C1-C6鹵化烷基實例包括三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟異丙基、九氟丁基、九氟-第二丁基、九氟-第三丁基、全氟戊基與全氟己基。C1-C6烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基與己基氧基,且以C1-C4烷氧基較佳,以C1-C2烷氧基更佳,以甲氧基尤其佳。
C2-C4醯基實例包括乙醯基、丙醯基與丁醯基,C2-C4醯基氧基實例包括乙醯基氧基、丙醯基氧基與丁醯基氧基。式(a2-0)中,ma較佳為0、1或2,且更佳為0或1,尤其佳為0。
包含衍生自不具有對酸不穩定基團但具有酚系羥基之單體之結構單位之樹脂(A)之製法為例如:由單體(其中酚系羥
基已使用保護基,如:乙醯基保護)例如:依自由基聚合法之方式進行聚合,然後使用酸或鹼脫除所得聚合物之保護基。由於樹脂(A)通常包含衍生自具有對酸不穩定基團之單體之結構單位,該受保護之酚系-羥基之保護基之脫除法較佳係由該基團與鹼(如:4-二甲基胺基吡啶或三乙基胺)接觸,以免該脫除保護基之反應顯著影響該對酸不穩定之基團。
不具有對酸不穩定之基團但具有酚系羥基之單體包括彼等說明於JP2010-204634A1中者,其較佳為彼等式(a2-0-1)或式(a2-0-2)代表者。
當樹脂(A)包含衍生自式(a2-0)之單體之結構單位時,該結構單位之含量通常佔樹脂(A)中所有結構單位總莫耳數之5至90莫耳%,較佳為10至85莫耳%,且更佳為15至80莫耳%。
不具有對酸不穩定之基團但具有醇系羥基之單體包括彼等式(a2-1)代表者:
其中La3代表-O-或-O-(CH2)k2-CO-O-,其中k2代表1至7之整數,*為與-CO-之結合位置,
Ra14代表氫原子或甲基,Ra15與Ra16分別獨立代表氫原子、甲基或羥基,及O1代表0至10之整數。
式(a2-1)中,La3較佳代表-O-或-O-(CH2)f1-CO-O-,其中f1代表1至4之整數,*為與-CO-(更佳為與-O-)之結合位置。
Ra14較佳為甲基。
Ra15較佳為氫原子。
Ra16較佳為氫原子或羥基。
O1較佳為0至3之整數,更佳為0或1。
不具有對酸不穩定之基團但具有醇系羥基之單體包括彼等說明於JP2010-204646A1中者,其較佳為彼等式(a2-1-1)、(a2-1-2)、(a2-1-3)、(a2-1-4)、(a2-1-5)與(a2-1-6)代表者,更佳為較佳為彼等式(a2-1-1)、(a2-1-2)、(a2-1-3)與(a2-1-4)中任一式代表者,亦更佳為彼等式(a2-1-1)與(a2-1-3)中任一式代表者。
當樹脂(A)包含衍生自式(a2-1)單體之結構單位時,該結構單位之含量通常佔樹脂(A)中所有結構單位總莫耳數之3至45莫耳%,較佳為5至40莫耳%,更佳為5至35莫耳%。
不具有對酸不穩定之基團但具有內酯環之單體之內酯環實例包括單環狀內酯環,如:β-丙內酯環、γ-丁內酯環及
δ-戊內酯環,及由單環狀內酯環與另一個環形成之縮合環。其中以γ-丁內酯環及由γ-丁內酯環與另一個環形成之縮合內酯環較佳。
不具有對酸不穩定之基團但具有內酯環之單體之較佳實例包括由(a3-1)、(a3-2)與(a3-3)代表之單體:
其中La4、La5與La6分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2)k3-CO-O-,其中*代表與-CO-之結合位置,且k3代表1至7之整數,Ra18、Ra19與Ra20分別獨立代表氫原子或甲基,Ra21代表C1-C4烷基,Ra22與Ra23每次出現時分別獨立為羧基、氰基或C1-C4烷基,且p1代表0至5之整數,q1與r1分別獨立代表0至3之整數。
較佳為La4、La5與La6分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2)d1-CO-O-,其中*代表與-CO-之結合位置,d1代表1至4之整數,更佳為La4、La5與La6為*-O-或*-O-CH2-CO-O-。Ra18、Ra19與Ra20為甲基較佳。Ra21為甲基較佳。Ra22與Ra23每次出現時分別獨立為羧基、氰基或甲基較佳。p1為0至2之整數較佳,且p1為0或1更佳。q1與r1分別獨立代表0至2之整數較佳,q1與r1分別獨立代表0或1更佳。
不具有對酸不穩定基團但具有內酯環之單體實例包
括彼等說明於JP2010-204646中者。較佳為彼等式(a3-1-1)、(a3-1-2)、(a3-1-3)、(a3-1-4)、(a3-2-1)、(a3-2-2)、(a3-2-3)、(a3-2-4)、(a3-3-1)、(a3-3-2)、(a3-3-3)與(a3-3-4)代表之單體,更佳為式(a3-1-1)、(a3-1-2)、(a3-2-3)與(a3-2-4)代表之單體,亦更佳為式(a3-1-1)與(a3-2-3)代表之單體。
當樹脂(A)包含衍生自不具有對酸不穩定之基團但具有內酯環之單體之結構單位時,該結構單位之含量通常占樹脂(A)中所有結構單位總莫耳數之5至70莫耳%,較佳為10至65莫耳%,更佳為10至60莫耳%。
樹脂(A)可包含任何衍生自不同於上述單體之其他
結構單位。
樹脂(A)通常為包含衍生自具有對酸不穩定之基團之單體之結構單位與衍生自不具有對酸不穩定之基團之單體之結構單位之共聚物,較佳為包含衍生自具有對酸不穩定之基團之單體之結構單位與衍生自不具有對酸不穩定之基團但具有酚系羥基之單體之結構單位及/或衍生自不具有對酸不穩定之基團但具有內酯環之單體之結構單位之共聚物。
該共聚物中,具有對酸不穩定之基團之單體較佳為式(a1-1)與(a1-2)中任一式代表之單體,更佳為以式(a1-1)代表之單體。該共聚物中,不具有對酸不穩定之基團但具有酚系羥基之單體較佳為式(a2-1)代表之單體。
該共聚物中,不具有對酸不穩定之基團但具有內酯環之單體較佳為式(a3-1)與(a3-2)代表之單體。
樹脂(A)可根據已知聚合法製備,如:自由基聚合法。
樹脂(A)之重量平均分子量通常為2,500或以上,較佳重量平均分子量為3,000或以上。該樹脂之重量平均分子量通常為50,000或以下。較佳重量平均分子量為30,000或以下。
該重量平均分子量可採用凝膠滲透層析法測定(標準物:聚苯乙烯)。
本發明光阻組成物中樹脂(A)含量較佳佔固體組份總量之10至95質量%,更佳為20至85質量%。
本發明光阻組成物可包含淬滅劑,其係一種可以捕捉酸產生劑所產生之酸之化合物。光阻組成物之淬滅劑包括鹼性
化合物與下文說明之式(D)代表之化合物。
鹼性化合物較佳為鹼性含氮有機化合物,其實例包括胺化合物,如:脂系胺與芳香胺,及銨鹽。脂系胺實例包括一級胺、二級胺與三級胺。芳香胺實例包括芳香胺(其中芳香環具有一個或多個胺基,如:苯胺)與雜芳香胺(如:吡啶)。
鹼性化合物較佳包括式(C1)、(C2)、(C3)、(C4)、(C5)、(C6)、(C7)與(C8)代表之化合物,更佳為式(C1)代表之化合物,亦更佳為以式(C1-1)代表之化合物,
其中Rc1、Rc2與Rc3分別獨立代表氫原子、C1-C6烷基、C5-C10脂環系烴基或C6-C10芳香系烴基,且烷基與脂環系烴基可具有選自下列各物所組成群中之取代基:羥基、胺基與C1-C6烷氧基,且芳香系烴基可具有選自下列各物所組成群中之取代基:C1-C6烷基、C5-C10脂環系烴基、羥基、胺基與C1-C6烷氧基,
其中RC2與RC3如上述定義,各Rc4分別獨立代表C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C5-C10脂環系烴基或C6-C10芳香系烴基,且m3代表0至3之整數,
其中RC5、RC6、RC7與RC8如RC1之相同定義,且各RC9分別獨立代表C1-C6烷基、C3-C6脂環系烴基、或C2-C6烷醯基,及n3代表0至8之整數,
其中各RC10、RC11、RC12、RC13與RC16如RC1之相同定義,且各RC14、RC15與RC17如RC4之相同定義,LC1代表C1-C6烷二基、羰基、-C(=NH)-、硫原子或其組合,及o3與p3分別代表0至3之整數,
其中各RC18、RC19與RC20如RC4之相同定義,LC2代表單鍵、C1-C6烷二基、羰基、-C(=NH)-、硫原子或其組合,及q3、r3與p3分別代表0至3之整數。
式(C1)代表之化合物實例包括1-萘基胺、2-萘基胺、苯胺、二異丙基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、4-
硝基苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、二苯基胺、己基胺、庚基胺、辛基胺、壬基胺、癸基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、二壬基胺、二癸基胺、三乙基胺、三甲基胺、三丙基胺、三丁基胺、三戊基胺、三己基胺、三庚基胺、三辛基胺、三壬基胺、三癸基胺、甲基二丁基胺、甲基二戊基胺、甲基二己基胺、甲基二環己基胺、甲基二庚基胺、甲基二辛基胺、甲基二壬基胺、甲基二癸基胺、乙基二丁基胺、乙基二戊基胺、乙基二己基胺、乙基二庚基胺、乙基二辛基胺、乙基二壬基胺、乙基二癸基胺、二環己基甲基胺、參[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺、三異丙醇胺、乙二胺、四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、4,4'-二胺基-1,2-二苯基乙烷、4,4'-二胺基-3,3'-二甲基二苯基甲烷與4,4'-二胺基-3,3'-二乙基二苯基甲烷。其中,以二異丙基苯胺較佳,更佳為2,6-二異丙基苯胺。
式(C2)代表之化合物實例包括哌。
式(C3)代表之化合物實例包括嗎啉。
式(C4)代表之化合物實例包括哌啶與具有哌啶架構之位阻胺化合物,其說明於JP 11-52575 A1。
式(C5)代表之化合物實例包括2,2'-亞甲基雙苯胺。
式(C6)代表之化合物實例包括咪唑與4-甲基咪唑。
式(C7)代表之化合物實例包括吡啶與4-甲基吡啶。
式(C8)代表之化合物實例包括二-2-吡啶基酮、1,2-二(2-吡啶基)乙烷、1,2-二(4-吡啶基)乙烷、1,3-二(4-吡啶基)丙烷、1,2-雙(2-吡啶基)乙烯、1,2-雙(4-吡啶基)乙烯、1,2-二(4-吡啶基氧基)乙烷、4,4'-二吡啶基硫化物、4,4'-二吡啶基二硫化物、
2,2'-二吡啶基胺、2,2'-二皮考基胺與聯吡啶。
銨鹽實例包括四甲基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四己基氫氧化銨、四辛基氫氧化銨、苯基三甲基氫氧化銨、(3-三氟甲基苯基)三甲基氫氧化銨與(2-羥基乙基)三甲基氫氧化銨(所謂之"膽鹼")。
淬滅劑之另一種實例包括說明於US2011/0201823A1中之含氮化合物。
當光阻組成物包含鹼性化合物時,其含量較佳為佔固體組份總量之0.01至5重量%,更佳為0.01至3重量%,亦更佳為0.01至1重量%。
以式(D)代表之化合物可作為本發明光阻組成物之淬滅劑使用。
Rd1與Rd2代表之烴基包括脂系烴基、脂環系烴基、芳香系烴基與其組合。
脂系烴基包括C1-C12烷基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、戊基、己基、壬基。
脂環系烴基包括單環狀與多環狀基團。其實例包括C3-C12環烷基,如:環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環壬基
或環十二碳烷基,及降冰片基與金剛烷基。
芳香系烴基包括C6-C12芳基,如:苯基、1-萘基、2-萘基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-丙基苯基、4-異丙基苯基、4-丁基苯基、4-第三丁基苯基、4-己基苯基、4-環己基苯基、甲苯基、對金剛烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基、均三甲苯基、聯苯基、菲基、2,6-二乙基苯基、2-甲基-6-乙基苯基。
此等組合包括烷基環烷基、環烷基烷基、芳烷基(例如:苯基甲基、1-苯基乙基、2-苯基乙基、1-苯基-1-丙基、1-苯基-2-丙基、2-苯基-2-丙基、3-苯基-1-丙基、4-苯基-1-丁基、5-苯基-1-戊基、與6-苯基-1-己基)。
烷氧基包括甲氧基與乙氧基。
醯基包括乙醯基、丙醯基、苯甲醯基、與環己烷羰基。
醯基氧基包括彼等其中氧原子(-O-)附接至構成上述醯基中羰基之碳原子者。
烷氧基羰基包括彼等其中羰基(-CO-)附接至構成上述烷氧基之氧原子者。
鹵原子包括氟原子、氯原子或溴原子。
式(D)中,各Rd1與Rd2較佳為代表C1-C8烷基、C3-C10環烷基、C1-C6烷氧基、C2-C4醯基、C2-C4醯基氧基、C2-C4烷氧基羰基、硝基或鹵原子。
m與n分別代表較佳為0至2之整數,更佳為0。
式(D)代表之化合物包括下列:
式(D)代表之化合物可採用"Tetrahedron Vol.45,No.19,p6281-6296"中說明之方法製備,其可自商品取得。
式(D)代表之化合物之含量較佳為佔本發明光阻組成物中固體組份總量之0.01至5重量%,及更佳為0.01至3重量%。
本發明光阻組成物通常包含一種或多種溶劑。溶劑實例包括二醇醚酯,如:乙二醇乙基醚乙酸酯、乙二醇甲基醚乙
酸酯與丙二醇單甲基醚乙酸酯;二醇醚類,如:丙二醇單甲基醚;無環酯,如:乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙酮酸乙酯;酮類,如:丙酮、甲基異丁基酮、2-庚酮與環己酮;與環狀酯,如:γ-丁內酯。
溶劑之用量通常佔本發明光阻組成物總量之90重量%或以上,較佳為92重量%或以上,更佳為94重量%或以上。溶劑之用量通常佔本發明光阻組成物總量之99.9重量%或以下,較佳為99重量%或以下。
本發明光阻組成物若必要時,可包含少量添加劑,如:敏化劑、溶解抑制劑、其他聚合物、界面活性劑、安定劑及染料,只要不阻礙本發明之效果即可。
本發明光阻組成物之製法通常係於溶劑中,依適合該組成物之比例混合化合物(I)與式(B1)代表之鹽、及(若必要時使用之)樹脂(A)、鹼性化合物、式(D)代表之化合物與/或添加劑,可視需要隨後使用孔徑0.003至0.2μm之濾器過濾混合物。
此等組份之混合順序沒有任何明確限制。組份之混合溫度通常在10至40℃,其可依據樹脂,等等選擇。
混合時間通常為0.5至24小時,其可依據溫度選擇。組份之混合方式沒有明確限制。可以利用攪拌法混合組份。
本發明光阻組成物適用於化學增幅型光阻組成物。
光阻圖案可由下列步驟(1)至(5)製成:(1)在基板上施用根據本發明之光阻組成物之步驟,(2)進行乾燥形成光阻膜之步驟,(3)使光阻膜曝光於輻射之步驟,
(4)烘烤曝光後光阻膜之步驟,及(5)使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
在基板上施用光阻組成物之方法通常採用一般裝置進行,如:旋轉塗佈機。基板實例包括可在上面形成感應器、線路、電晶體等等之矽晶圓或石英晶圓。
基板可經過洗滌,或塗佈防反射層(如:包含六甲基二矽烷胺化物者)。為了形成防反射層,可使用如:可自上面上取得商品之有機防反射層組成物。
光阻膜之形成通常採用加熱裝置進行,如:加熱板或減壓器,且加熱溫度通常為50至200℃,操作壓力通常為1至1.0*105 Pa。
所得光阻膜採用曝光系統曝光接受照射曝光。曝光法通常透過具有對應於所需光阻圖案之遮光罩圖案曝光。曝光光源實例包括發射UV-範圍雷射光之光源,如:KrF準分子雷射(波長:248 nm)、ArF準分子雷射(波長:193 nm)及F2雷射(波長:157 nm),與可轉換固體雷射光源之雷射光波長而發射遠UV範圍或真空UV範圍之諧波雷射光之光源(如:YAG或半導體雷射)。例如若使用電子束作為曝光光源時,可以不使用遮光罩進行曝光。
曝光後光阻膜之烘烤溫度通常為50至200℃,較佳為70至150℃。烘烤後光阻膜之顯影通常使用顯影裝置進行。
可依已知方式進行顯影,如:浸泡法、漿板式、噴灑法或動態配料法。顯影溫度較佳為5至60℃。顯影時間通常為5至300秒。
光阻組成物可為正型或負型光阻圖案。可利用可以提供所需途案之顯影劑顯影來選擇每一種圖案。
當由本發明光阻組成物製成正型光阻圖案時,可使用鹼性顯影劑作為顯影劑。所使用之鹼性顯影劑可為相關技藝上使用之任何一種鹼性水溶液。通常,經常使用四甲基氫氧化銨或(2-羥乙基)三甲基氫氧化銨(俗稱"膽鹼")之水溶液。鹼性顯影劑可能包含界面活性劑。
顯影後,所形成光阻圖案最好使用超純水洗滌,最好排除殘留在光阻圖案與基板上之水。
當由本發明光阻組成物製成負型光阻圖案時,可使用包含有機溶劑之顯影劑作為顯影劑。該顯影劑之有機溶劑包括酮溶劑,如:2-己酮或2-庚酮;二醇醚酯溶劑,如:丙二醇單甲基醚乙酸酯;酯溶劑,如:乙酸丁酯;二醇醚溶劑,如:丙二醇單甲基醚;醯胺溶劑,如:N,N-二甲基乙醯胺;與芳香烴溶劑,如:苯甲醚。
包含有機溶劑之顯影劑較佳為包含乙酸丁酯、2-庚酮或此二者。
當包含有機溶劑之顯影劑包含乙酸丁酯與2-庚酮時,其總量較佳為50至100莫耳%,更佳為90至100莫耳%,且該顯影劑亦更佳為實質上係由乙酸丁酯與2-庚酮組成。
該包含有機溶劑之顯影劑可能包含界面活性劑或水。
該包含有機溶劑之顯影劑中有機溶劑含量較佳為90至100莫耳%,更佳為95至100莫耳%。該包含有機溶劑之
顯影劑亦更佳為由有機溶劑組成。
可藉由以另一種溶劑更換該包含有機溶劑之顯影劑
來中止顯影過程。
顯影後之負型光阻圖案最好使用不會溶解圖案之溶
劑洗滌。供此洗滌過程之溶劑包括醇溶劑或酯溶劑。較佳為可在洗滌過程後從基板或圖案上排除之溶劑。
本發明光阻組成物可提供高解析度之光阻圖案,適
用於KrF準分子雷射微影技術、ArF準分子雷射微影技術、EUV(極短紫外線)微影技術與EB(電子束)微影技術。此外,本發明光阻組成物特別可用於EUV微影技術及EB微影技術,其可用於半導體之精密處理。
本發明將利用實例更明確說明,其未限制本發明之範圍。採用"%"與"份數"代表任何組份之含量,且下列實例所使用任何材料之用量均以重量計,除非另有說明。
採用Agilent 1100型光譜儀[Agilent Technologies;配有LC部份與LC/MCD部份]測定化合物之結構式。
於反應器中添加25份2-甲基-2-金剛烷醇與200份四氫呋喃,然後於室溫攪拌。證實2-甲基-2-金剛烷醇已溶解後,添
加14.27份吡啶,然後升高混合物之溫度至40℃。另外再以1小時時間滴加25.47份氯乙醯氯與50份四氫呋喃之混合物,然後於40℃攪拌8小時。攪拌後,冷卻反應混合物之溫度至5℃,然後添加100份已冷卻至5℃之離子交換水,並攪拌,然後分離其中之水層。
在水層中添加65份乙酸乙酯,然後分離其中之有機層。在有機層中添加65份5℃之10%碳酸鉀水溶液,使用此溶液洗滌,然後分離其中之有機層。
在經過洗滌之有機層中添加65份離子交換水,並使用此離子交換水洗滌,然後分離其中之有機層,重複此操作法3次。
取經過水洗滌之有機層濃縮,然後添加40份正庚烷至所得濃縮物中,並攪拌,然後過濾。濾液乾燥,得到17.62份式(I2-a)代表之化合物。
在反應器中添加15份式(I2-b)代表之化合物與75份N,N'-二甲基甲醯胺,然後於23℃攪拌混合物30分鐘。攪拌後,添加6.4份碳酸鉀與1.92份碘化鉀,然後於50℃攪拌1小時。取16.87份式(I2-a)代表之化合物溶解於33.74份N,N'-二甲基甲醯胺中,所得溶液以1小時時間滴加至所得混合物中,然後於50℃攪
拌5小時。反應混合物冷卻至23℃,然後添加300份乙酸乙酯與150份離子交換水,並攪拌,並分離其中之有機層。使用150份離子交換水重複洗滌有機層,直到所分離之水層轉呈中性為止。
取經過水洗滌之有機層濃縮,然後添加150份正庚烷至所得濃縮物中,並攪拌,然後過濾。濾液乾燥,得到22.67份式(I2-c)代表之化合物。
在反應器中添加15份以式(I2-c)代表之化合物與75份乙腈,混合物於23℃攪拌30分鐘,然後冷卻至5℃。添加0.71份氫硼化鈉與10.63份離子交換水後,於5℃攪拌3小時。進一步添加50份離子交換水與100份乙酸乙酯至反應混合物中,然後分離其中之有機層。使用50份離子交換水重複洗滌有機層,直到所分離之水層轉呈中性為止。
取經過水洗滌之有機層濃縮,然後由矽膠管柱層析法在下列條件下:管柱(60至200篩目,Merck & Co.;溶劑:乙酸乙酯)分離出12.43份以式(I2-d)代表之化合物。
依據JP2008-127367A1說明之方法製得三苯基鋶二氟羧基甲烷磺酸鹽。
添加10份三苯基鋶二氟羧基甲烷磺酸鹽與60份乙腈,然後於40℃攪拌混合物30分鐘。然後添加4.44份1,1'-羰基二咪唑,於50℃攪拌1小時,得到三苯基鋶1-咪唑基羰基二氟甲烷磺酸鹽。
在包含三苯基鋶1-咪唑基基二氟甲烷磺酸鹽之溶液中添加9.19份式(I2-d)代表之化合物,於23℃攪拌1小時。在所得反應混合物中添加100份氯仿與50份離子交換水,並攪拌,使有機層分離。有機層經水洗滌5次。在經過洗滌之有機層中添加1份活性碳,於23℃攪拌30分鐘,然後過濾。濾液濃縮,添加50份乙腈來溶解所得之濃縮物,然後濃縮混合物,並添加50份乙酸乙酯後,攪拌。然後排除其中之上清液。在所得之殘質中添加50份第三丁基甲基醚,並攪拌,然後排除其中之上清液。在所得之殘質中添加氯仿,所得混合物濃縮,然後使用矽膠管柱(60至200篩目,Merck;展開溶劑:氯仿/甲醇=5/1)分離出16.84份式(B1-33)代表之鹽。
MS(ESI(+)光譜):M+ 263.1
MS(ESI(-)光譜):M- 559.2
在反應器中添加5份式(I1-a)代表之化合物與25份二甲基甲醯胺,於23℃攪拌混合物30分鐘。攪拌後,滴加3.87份三乙基胺,然後於23℃攪拌30分鐘。以30分鐘時間,在所得混合物中滴加由6.57份式(I1-b)代表之化合物溶於6.57份二甲基甲醯胺中所製成之溶液,然後於23℃攪拌2小時。
進一步再添加23.5份離子交換水與140.99份乙酸乙酯至反應混合物中,然後於23℃攪拌30分鐘,然後分離其中之有機層。
在所收集之有機層中添加70.5份離子交換水,然後於23℃攪拌30分鐘,然後分離其中之有機層。重複此等使用水之洗滌法6次。取經過水洗滌之有機層濃縮,然後添加92.2份正庚烷,並攪拌,然後過濾,得到2.85份式(I1-c)代表之化合物。
依據JP2008-127367A1說明之方法製得三苯基鋶二氟羧基甲烷磺酸鹽。添加2.99份三苯基鋶二氟羧基甲烷磺酸鹽與15份乙腈,然後於23℃攪拌混合物30分鐘。然後添加1.3份1,1'-羰基二咪唑,並於70℃攪拌2小時。然後冷卻所得之反應混合物至23℃,過濾,得到包含三苯基鋶1-咪唑基羰基二氟甲烷磺酸鹽之溶液。
取2.3份式(I1-c)代表之化合物溶於6.89份氯仿中,取所得溶液加至包含三苯基鋶1-咪唑基羰基二氟甲烷磺酸鹽之溶液中,然後於23℃攪拌混合物23小時。所得反應混合物濃縮後,添加58.47份氯仿與29.24份2%草酸水溶液至所得濃縮物中,並攪拌,然後分離其中之有機層。使用草酸水溶液進行此等洗滌法2次。在所得有機層中添加29.24份離子交換水,並攪拌,然後分離其中之有機層。使用水進行此等洗滌法4次。取經過洗滌之有機層濃縮,然後取所得濃縮物溶於27.27份乙腈後,濃縮。在所得濃縮物中添加70份第三丁基甲基醚後,攪拌,然後排除其上清液。所得殘質溶於乙腈,然後濃縮該溶液,產生3.58份式(B1-34)
代表之鹽。
MASS(ESI(+)光譜):M+ 263.1
MASS(ESI(-)光譜):M- 531.2
下式代表之鹽之製法說明於JP2008-69146A1中。
式A1、A2、A3與A4代表之化合物係依據JP2010-159241A1與JP2010-235376A1說明之方法製得。
實例與對照實例所使用之組份如下。
A1:式A1代表之化合物
A2:式A2代表之化合物
A3:式A3代表之化合物
A4:式A4代表之化合物
Z1:三苯基鋶=九氟丁烷磺酸鹽
B1-1:下式代表之化合物,其製法說明於JP2008-74843A1
B1-2:下式代表之化合物
B1-3:下式代表之化合物
B1-4:下式代表之化合物
B1-5:下式代表之化合物
B1-6:下式代表之化合物
B1-7:下式代表之化合物,其製法說明於JP2008-126869A1
B1-8:下式代表之化合物,其係由Central Grass Corp.,Ltd.製造。
C1:下式代表之化合物,其係由Tokyo Chemical Industries,Co.,Ltd.
製造
C2:下式代表之化合物
C3:三(正辛基)苯胺
C4:2,6-二異丙基苯胺,其係由Tokyo Chemical Industries,Co.,Ltd.製造
D1:下式代表之化合物,其係由Tokyo Chemical Industries,Co.,Ltd.製造
F1:如下式代表之化合物
取下表1所示之組份與上述溶劑混合,形成溶液,該溶液進一步通過孔徑0.2μm之氟樹脂濾器過濾,製備光阻組成物。
由矽晶圓分別與六甲基二矽烷胺化物於90℃接觸60秒,在矽晶圓上以旋轉塗佈如上述製成之各光阻組成物,乾燥後得到膜層厚度為0.06μm。施用各光阻組成物後,取已塗佈各光阻組成物之矽晶圓分別直接在加熱板上,依表1中"PB"欄所示之溫度烘烤60秒。採用直寫式電子束微影系統("HL-800D",製造商Hitachi,Ltd.,加速電壓:50 KeV),各具有所形成光阻膜之晶圓再使用逐步變化之曝光量曝光,形成直線與空間圖案。
曝光後,各晶圓再於加熱板上,依表1中"PEB"欄所示之溫度進行曝光後烘烤60秒,然後使用2.38重量%四甲基氫氧化銨水溶液進行槳板式顯影60秒。
當線寬與線距達1:1時所需之曝光量稱為"有效敏感性"。
採用掃瞄式電子顯微鏡觀察該使用等於有效敏感性之曝光量曝光後所得之直線與空間圖案。當圖案之線寬為50nm或以下時,評估標記為"○"。當圖案之線寬超過50nm但不超過55nm時,評估標記為"△"。當圖案之線寬超過55nm時,評估標記為"X"。線寬越小,圖案越佳。
由表2所示結果可見,對應於本發明實例所得光阻組成物展現良好解析度與良好線邊粗糙度。
取表3所示之組份與上述溶劑混合,形成溶液,該溶液進一步通過孔徑0.2μm之氟樹脂濾器過濾,製備光阻組成物。
由矽晶圓分別與六甲基二矽烷胺化物於90℃接觸60秒,在矽晶圓上以旋轉塗佈如上述製成之各光阻組成物,乾燥後得到膜層厚度為0.04μm。塗佈各光阻組成物後,取已塗佈各光阻組成物之矽晶圓分別直接在加熱板上,依表3中"PB"欄所示之溫度烘烤60秒。採用EUV(極短紫外線)曝光系統(NA=0.30,四極發光源),各具有所形成光阻膜之晶圓再使用逐步變化之曝光量,透過1:1線寬與線距圖案之遮光罩(線寬:30nm至20nm)曝光,形成直線與空間圖案。
曝光後,各晶圓再於加熱板上,依表3中"PEB"欄所示之溫度進行曝光後烘烤60秒,然後使用2.38重量%四甲基氫氧化銨水溶液進行槳板式顯影60秒。
採用掃描式電子顯微鏡觀察該使用等於有效敏感性之曝光量曝光後所得之直線與空間圖案。線寬越小,圖案越佳。
當圖案之線寬為24nm或以下時,評估標記為"○"。當圖案之線寬超過24nm但不超過28nm時,評估標記為"△"。當圖案之線寬超過28nm時,評估標記為"X"。
由實例所示結果可見,本發明光阻組成物可提供具有良好解析度之光阻圖案。
Claims (11)
- 一種光阻組成物,其包含以式(I)代表之化合物:
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中Q1與Q2代表氟原子。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中Y1代表單鍵或C3-C18二價脂環系烴基。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中L2代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中亞甲基可視需要被氧原子或羰基置換,且其中氫原子可視需要被氟原子置換。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中L2代表*-CO-O-LS2-其中LS2代表單鍵或C1-C15二價烴基,且*代表與-C(Q1)(Q2)-之結合位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中Z+代表芳基鋶陽離子。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中環W1代表苯環。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中環W2代表式(I-a)基團:
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中L1代表*-CO-O-CH2-O-或*-CO-O-CH2-CO-O-,其中*代表與W1之結合位置。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其進一步包含淬滅劑。
- 一種產生光阻圖案之方法,其包括下列步驟(1)至(5):(1)在基板上施用申請專利範圍第1項所述之光阻組成物之步驟,(2)藉由進行乾燥形成光阻膜之步驟,(3)使光阻膜曝光於輻射之步驟,(4)烘烤曝光後光阻膜之步驟,及(5)使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011250407 | 2011-11-16 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201335698A true TW201335698A (zh) | 2013-09-01 |
Family
ID=48280975
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW101141741A TW201335698A (zh) | 2011-11-16 | 2012-11-09 | 光阻組成物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20130122424A1 (zh) |
JP (1) | JP2013127612A (zh) |
KR (1) | KR20130054185A (zh) |
TW (1) | TW201335698A (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6471535B2 (ja) * | 2014-03-03 | 2019-02-20 | 住友化学株式会社 | レジスト組成物、レジストパターンの製造方法及び化合物 |
JP2017019997A (ja) * | 2015-06-01 | 2017-01-26 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC | 酸発生剤化合物及びそれを含むフォトレジスト |
JP7250422B2 (ja) * | 2017-12-28 | 2023-04-03 | 東京応化工業株式会社 | レジスト組成物、及びレジストパターン形成方法 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103102251B (zh) * | 2006-11-02 | 2016-01-20 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 放射线敏感性组合物 |
EP2142444A1 (en) * | 2007-05-07 | 2010-01-13 | Airsec | Release agent for scented additives |
JP5178220B2 (ja) * | 2008-01-31 | 2013-04-10 | 東京応化工業株式会社 | レジスト組成物およびレジストパターン形成方法 |
JP5460074B2 (ja) * | 2008-03-10 | 2014-04-02 | 東京応化工業株式会社 | レジスト組成物およびレジストパターン形成方法 |
JP5559501B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2014-07-23 | 東京応化工業株式会社 | レジスト組成物及びレジストパターン形成方法 |
US8748078B2 (en) * | 2009-09-09 | 2014-06-10 | Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. | Cyclic compound, process for preparation thereof, radiation-sensitive composition, and method for formation of resist pattern |
CN102648173A (zh) * | 2009-10-06 | 2012-08-22 | 三菱瓦斯化学株式会社 | 环状化合物、其生产方法、放射线敏感性组合物和抗蚀图案的形成方法 |
-
2012
- 2012-11-09 TW TW101141741A patent/TW201335698A/zh unknown
- 2012-11-13 JP JP2012249018A patent/JP2013127612A/ja active Pending
- 2012-11-14 KR KR1020120128728A patent/KR20130054185A/ko not_active Application Discontinuation
- 2012-11-14 US US13/676,959 patent/US20130122424A1/en not_active Abandoned
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20130122424A1 (en) | 2013-05-16 |
JP2013127612A (ja) | 2013-06-27 |
KR20130054185A (ko) | 2013-05-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI530478B (zh) | 鹽及包含該鹽之光阻組成物 | |
TWI532726B (zh) | 鹽及製造酸產生劑之方法 | |
TWI537242B (zh) | 鹽及包括該鹽之光阻組成物 | |
KR102662011B1 (ko) | 염 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물 | |
TWI530480B (zh) | 光阻組成物 | |
TWI541257B (zh) | 阻劑組成物與製造阻劑圖案的方法 | |
TWI570140B (zh) | 樹脂及包括該樹脂之光阻組成物 | |
JP6246480B2 (ja) | レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
TW201602723A (zh) | 光阻組成物以及用以製造光阻圖案的方法 | |
TWI541256B (zh) | 化合物、樹脂、光阻組成物及光阻圖案的製造方法 | |
JP2013082893A (ja) | 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
TW201520193A (zh) | 鹽及含有該鹽之光阻組成物 | |
KR20120110038A (ko) | 포토레지스트 조성물 | |
KR102206130B1 (ko) | 수지, 포토레지스트 조성물, 및 포토레지스트 패턴의 제조 방법 | |
TWI525082B (zh) | 鹽及含該鹽之光阻組成物 | |
JP2013116886A (ja) | 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
JP5972765B2 (ja) | 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
TWI555762B (zh) | 化合物、樹脂及光阻組成物 | |
JP6266871B2 (ja) | 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
KR101796785B1 (ko) | 포토레지스트 조성물 | |
JP5923423B2 (ja) | 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
KR20110030359A (ko) | 포토레지스트 조성물 | |
TW201335698A (zh) | 光阻組成物 | |
KR20130041739A (ko) | 포토레지스트 조성물 | |
JP2013007037A (ja) | 化合物、樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 |