TW454103B - Chemically amplified positive resist composition - Google Patents
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Description
454103 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(1 ) 發明背景 . 發明領域 本發明係關於一種經化學解析增強之正型光阻組合物 ,其含有一新穎的鉉鹽。 該經化學解析增強之正型光阻組合物係對高能輻射如 深紫外線、電子束及X-射線有高度敏感性,可以用鹼性水 溶液顯像而形成圖案,而因此適用於精細成圖技術》 先前技藝 由於LSI科技傾向於較高之積體性及較高之速度,因 此需要更精緻的圖案尺度(rules)。目前的成圖技術大都 是依賴曝光術,此現已接近光源之波長所操控的解析度之 本質極限。一般承認在曝光中使用g線(波長436nm)或i-線(波長3 6 5 nm )當作光源時,則約0 . 5微米的圖案尺度係 爲極限。就由該曝光技術所製造的LS I s而言,相當於1 6百 萬位元DRAM的積體程度係爲極限。現今,實驗室中製造的 LSIs已達此階段。開發更精細的成圖技術係迫切需要的。 在如此情況下,深紫外線石版印刷術被認爲是有展望 的下一代精細成圖技術。深UV石版印刷術可以在〇. 3至0 . 4 微米級數工作。若使用較少的光吸收光阻(或譯抗蝕劑) ,則可以形成一種圖案具有之側壁幾乎垂直於基片。現在 非常注意到利用高照度KrF激元雷射當深UV光源的技術。 爲了將此技術用在大規模生產上,需要具有低光吸收度及 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~ -4 一 --------裝---------訂---------線J (請先閲讀背面之注意事項^^寫本頁) ί 454103 A7 B7 五、發明說明(2 ) 高敏感度的光阻物質。依此觀點,有許多使用酸觸媒的經 化學解析增強之正型光阻組合物已經被開發出來,如揭示 於 JP-B 27660/1990、 JP-A-27829/1988、 USP-4,491,628 及5,3 1 0,6 1 9中者。這些物質具有高的感光性、解析度及 耐乾蝕刻性,且有希望成爲光阻物質特別適用於深UV石版 印刷術者。 已知經化學解析增強之正型光阻物質的功能係大大地 受本文中所用的光酸產生劑(photo acid generator)影響 。典型的光酸產生劑如下所示的鏺鹽。
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Γ CF3S03 ----訂------- 線· 經濟部智慧財產局員Η消費合作杜印5衣
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CH30、 Γ CF3S〇3 鎌鹽本身係親油性的。當與光阻成分摻合時,它們會 降低光阻物質在鹼性水溶液中的溶解度,而防止光阻膜在 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A<1規格(210 x 297公釐) -5 - 454103 A7 B7 五、發明說明(3 ) 顯影後變薄β 但是,在正型光阻物質的曝光區中,光酸產生劑吸收 高能輻射而分解成亦是親油性的產物。此會降低曝光區在 鹼性水溶液內的溶解速率,不能使曝光區之鹼性溶解速率 對未曝光區者成高的比率(此比率周知爲溶解速率對比)。 因此,以上所提及使用鏺鹽的經化學增強之正型光阻物質 在鹼性顯影後的解析度係低的,即是,差於曝光區之去除 ’常常產生一梯形的向前錐形圖案而非矩形圖案。 將一第三丁氧羰基或酸不穩定基混入對羥苯基毓鹽可 以解決該問題,此如揭示於USP 5, 191, 124(對應於 JP-A 2 6 55 0/ 1 98 9 )、 USP 4,883,770(對應於 JP-A 35433/ 1 989 ) 及 USP 5 ,084,371(對應於 JP-A 12153/1990)。當曝露於高 能輻射時,鹽會分解產生酸而幫助形成具有鹼溶解能力的 酚衍生物,提供增加的溶解速率對比。雖然該些銃鹽可以 產生酚衍生物,但是無法滿足高解析度的要求。 先前技藝的經化學解析增強之正型光阻亦遭受已知爲 後曝光延遲(PED)〈譯註:即曝光之後的延遲 >的問題,即 當進行深UV、電子束或X-射線石版印刷術時,線圖案會有 T-頂輪廓,即是當曝光至後曝光烘烤(PEB)的留置或延遲 時間被延長時,圖案之頂部會變厚。此問題的產生原因可 能是因爲光阻表面之溶解度減少了,此問題會成爲實務應 用上的一嚴重的缺點 '其不僅使得在石版印刷術難以作尺 寸(dimensional)控制,而且在利用乾燥蝕刻加工基片時 會對尺寸控制有不良影響。關於此方面,參考因司伯格 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公楚) (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -—裂---I---—訂------I — ' 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 一 6 - 4541 03 Α7 Β7 五、發明說明(4) (W. Hinsberg)等人-光聚合物科學技術雜誌,6 (4),535 -546 ( 1 9 93 )及庫曼達(T. Kumada)等人光聚合物科學技術 雜誌,6 ( 4 ), 5 7 1 -5 74 ( 1 993 )»並無任何可取得的經化 學解析增強之正型光阻可以解決此問題而實用的。茲了解 空氣中之鹼性化合物與經化學增強之正型光阻所伴隨的PE D問題有大大地關連。曝光會在光阻表面上產生酸,其與 空氣中的鹼性化合物反應而被去活化。當至PEB的延遲時 間被延長時,會有更多量的酸被去活化,因此酸不穩定基 的分解更不容易發生。結果,在光阻表面上形成不溶解層 *而造成T -頂圖案8 由 EP 558280(對應於 JP-A 232706/1993)及 EP 523957 (對應於JP-A 24 9683/1993)知,加入一鹼性化合物可以壓 制空氣產中之鹼性化合物的影響。然而,其所用的鹼性化 合物因爲揮發而很少進入光阻膜內,與光阻成分之相容性 較低,且在光阻膜之寬度方向有不均勻之分散。因此,該 鹼性化合物不能以可再現性方式達成其優點,而導致解決 力降低。 發明概述 因此,本發明之一目的在於提供一種經化學解析增強 之正型光阻組合物,其具有足夠高的解析度而適用於精細 成圖技術。 我們已經發現一種如下通式⑴所示的新穎銃鹽,其具 有至少一第三丁氧羰基甲氧基當作酸不穩定基,可以如下 本紙張&度刺中關家標準(CNS) ΑΓ規格⑵G X 297公髮_) " ~~ ; (請先閱讀背面之注意事項^4寫本頁: -裝--------訂---------線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
oc(ch3)3 YH Λ7 B7 五、發明說明(5 ) 製得:用通式(4)磺酸將如EP 615163及EP 665220 (對應於 曰本專利申請號242101/1994及82359/1994)所揭示的通 式(3)對第三丁氧苯基銃鹽去保護以形成通式(5)對羥基苯 基銃鹽,及於鹼性條件下使其與通式(6 )第三丁基α -鹵化 的醋酸酯反應。此新穎銃鹽可有效地當作一種成分,用於 組成經化學解析增強之正型光阻組合物,其具有足夠高的 解析度而適用於精細成圖技術。此組合物當與深UV石版印 刷術合併時係更爲有效。 γ- -(3) -(4) Y- / -------Ί —J----裝--- (請先閱讀背面之注意事項1^8;寫本頁)
R
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--〇-〇H —線: 經濟部智慧財1局員工消費合作社印製
och2co2c(ch3)3 XCH2C〇2C(CH3)3 …(1) 式中,Ri係氫原子 '烷基或烷氧基,X係氯或溴原子 ,Y係三氟甲烷磺酸根或對甲苯磺酸根,字母η係0至2之整 數,m係1至3之整數,且η與m之和等於3。 因爲在式⑴銃鹽中之酸不穗定基的效果,所以含有式 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -:8 - ^54103 A7 B7 五、發明說明(6) ⑴銃鹽的光阻組合物係具有增加之溶解速率對比。此因而 提供一種具有足夠高的解析度而使其本身適用於精細成圖 技術的經化學解析增強之正型工作光阻組合物。 雖然式⑴銃鹽本身的鹼溶解度係低的,但是其在曝露 於高能軸射後分解而產生一種酸。藉由此酸以及後曝光烘 烤(PEB)之作用,-第三丁基酯衍生物有效地被分解形成一 種鹼溶解度高於酚衍生物的羧酸衍生物,其導致一增加的 溶解速率對比。因此,本發明的新穎銃鹽能良好地當作光 酸產生劑,用於經化學解析增強之正型工作光阻組合物, 此組合物能形成一種具有高解析度及寬範圍的焦深之光阻 圖像。 發明之詳細說明 依本發明,經化學解析增強之正型工作光阻組合物含 有式⑴新穎銃鹽。 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁)
IR
γ- 4 -S· +Q- 0CH2C02C(CH3)3 -(1) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 式⑴中,字母η係0至2之整數,且m係1至3之整數。它 們合併得到n + m = 3。Ri係氫原子、烷基或烷氧基。 烷基的較佳例子爲具有1至8個碳原子者,包含甲基、 乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、己 基、及環己基,特佳爲甲基、乙基、異丙基、及第三丁基 。烷氧基的較佳例子爲具有1至8個碳原子者,包含甲氧基 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2.10 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4 10 3 Λ7 --- -B7______五、發明說明(7 ) 、乙氧基、丙氧基、異丙基、正丁氧基、第二丁氧基、第 三丁氧基、己氧基、及環己氧基,特佳爲甲氧基、乙氧基 、異丙基及第三丁氧基。 Y係三氟甲烷磺酸根或對甲苯磺酸根。更詳而言之, 本發明新穎的銃鹽由下式(1 a )或(1 b )所表示。 (la) CF3S03'
◦CH2C〇2C(CH3)3 (lb) 式中,Rl 、11及111如前定義。 更實際地,使用式(lb)銃鹽當作光阻組合物的一成分 能使光阻表面處的酸受空氣產生的鹼性化合物之去活化作 用的影響降至最低,因此抑制難溶性皮膜的形成,而產生 良好的PED穩定性,此係因爲對甲苯磺酸根陰離子的效果 。此克服了會導致T-頂輪廓之難溶性皮膜的問題,即PED 之問題,而提供高感光性。 式(1 a )銃鹽之數個說明性但非用以限制性的例子包括 三(對第三丁氧羰基甲氧苯基)銃三氟甲烷磺酸鹽, 雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)苯基銃三氟甲烷磺酸鹽, 雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)(對甲基苯基)銃三氟甲烷磺 Γ---·----I --------訂------ (請先閱讀背面之注意事項δ寫本頁) ί 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2丨0 X 297公釐) -10 - ^ B 41 0 3 Λ7 Γ--____ _五、發明說明(8 ) 酸鹽, 雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)(間甲基苯基)銃三氟甲烷磺 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 磺 烷 甲 氟 三 銃 \)y 基 苯 基 甲 鄰 /|\ \1/ 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 對 鹽S 酸雙 鹽 酸 基 基 苯 苯 氧 氧 甲 甲 基 基 羰 羰 氧 氧 丁 丁 三 三 第’第’ 對 對 Ϊ鹽ώ鹽 雙酸雙酸 磺 烷 甲 氟 三 銃 \ly 基 苯 氧 甲 對 43 磺 烷 甲 氣 三 毓 \J- 基 苯 氧 甲 間 磺 烷 甲 鎮 三 銃 基 苯 氧 甲 鄰 Λ__' 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第, 雙酸 基基 苯苯 氧氧 甲甲 基基 羰羰 氧氧 丁丁 三三 第第 對對 磺 ,烷 鹽甲 酸氟 磺三 甲> 氟 三 銃 基 苯 二雙 基 苯 基 甲 對 -------Ί —J---•—裝—— (請先閱讀背面之注意事項^:寫本頁) •lajI. 酸 磺 烷 甲 氟 三 銃 \ly 基 苯 基 甲 間 ✓(N 雙 \Jy 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 三 磺 烷 甲 氣 三 銃 \Jy 基 苯 基 甲 鄰 Γν 雙 \)y 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 磺 烷 甲 氟 三 銃 \ly 基 苯 氧 甲 對 /IV .雙 N1J/ 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 磺 烷 甲 氟 三 銃 \ly 基 苯 氧 甲 間 Γν 雙 Nly 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 對 鹽 酸 及 磺 烷 甲 氣 三 銃 \Iy 基 苯 氧 甲 鄰 /V 雙 基 苯 氧 甲 基 鐵 氧 丁 三 第 對 鹽 酸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】0 X 297公釐) --線· -11 - ^541 Ό'ό Α7 Γ37 五、發明說明(9 ) 式(1 b)銃鹽之數個說明性但非用以限制性的例子包括 三雙 基基基 苯苯苯 氧氧氧 甲甲甲 基基基 羰羰羰 V3/ V3/ ^3/ 氧氧氧 丁丁丁 三三 第第 對對 三 第 對 /Γ\ 雙 鹽 三 三 第 第 對 對 /IV > » 雙鹽雙鹽 三 三 三 _ 有 &W 對對對 Γ\ » Γν , Γν > 雙鹽雙鹽雙鹽 磺甲 苯對 甲銃 對基 銃苯 基 苯 基 甲 對 酸 磺 , 苯 鹽甲 , 酸對 鹽磺銃 酸苯— 酸 磺 苯 甲 對 銃 NIy 基 苯 基 甲 間 /1\ NJ/ 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 酸 磺 苯 甲 對 銃 \ly 基 苯 基 甲 鄰 Γν 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 酸 磺 苯 甲 對 銃 基 苯 氧 甲 對 xly 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 酸 磺 苯 甲 對 銃 \ly 基 苯 氧 甲 間 Γν Nty 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 酸 磺 苯 甲 對 銃 \ly 基 苯 氧 甲 鄰 /V Nly 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 v---卜---裝--- (請先閲讀背面之注意事項ί寫本頁) -線- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
基基 苯苯 氧氧 甲甲 基基 羰羰 氧氧 丁丁 三三 第第 對對 ✓IV /V 酸 磺 ’ 苯 鹽甲 酸對 磺銃 苯丨 甲 對 銃 基 苯 二雙 基 苯 基 甲 對 鹽
酸 磺 苯 甲 對 銃 基 苯 基 甲 間 雙 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 對 XIV 鹽 酸 磺 苯 甲 對 銃 基 苯 基 甲 鄰 雙 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 對 酸 磺 苯 甲 對 銃 \Iy 基 苯 氧 甲 對 Γν 雙 Nly 基 苯 氧 甲 基 羰 氧 丁 三 第 對 鹽5 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS〉A4規格(210 X 297公釐) -12 - 454103
R Λ7 b/ 五、發明說明(10) 鹽, (對第三丁氧羰基甲氧苯基)雙(間甲氧苯基)銃對甲苯磺酸 鹽,及 (對第三丁氧羰基甲氧苯基)雙(鄰甲氧苯基)銃對甲苯磺酸 鹽, 可依以下途徑來合成式⑴銃鹽。 程序係以式⑶對第三丁氧苯基毓鹽開始,其被一對應 於所用銃鹽之相對陰離子的式⑷磺酸所去保護,而形成式 ⑸對羥苯基銃鹽。然後於鹼性條件下使其與式⑹第三丁基 α -鹵化的醋酸鹽反應’因此而合成一種具有至少一式⑴ 第三丁氧羰基甲氧基的銃鹽β , 、Υ- oc(ch3)3 YH …⑷ 在有機溶劑中 t 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 頁 IR,
γ- +-s- -·〇-〇Η -(5) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 XCH2C02C(CH3)3 ...(6) 鹸,在有機溶劑中· γ- t-s-
-och2c〇2c(ci-i3)3 …( 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】0 X 297公釐) -13 - 454103 Α7 ------ Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 五、發明說明(η) 式中’ Ri係氫原子、烷基或烷氧基,X係氯或溴原子 ,Y係三氟甲烷磺酸鹽或對甲苯磺酸鹽,字母η係〇至2之整 數’ m係1至3之整數,且n + m = 3。 式⑶對第三丁氧苯基銃鹽的去保護步驟較宜在有機溶 溶劑如甲醇及乙醇中進行。對應於所用銃鹽之相對陰離子 的式⑷擴酸之添加量係爲每莫耳的式⑶銃鹽添加〇. 1至〇. 5 莫耳。於回流下(60至7 0°C ),反應適宜進行約2至6小時 "反應完成後,將溶劑層濃縮及用***洗殘留物以收集到 式⑸對羥苯基;銃鹽。式⑸銃鹽係爲粗產物形式,可以經 續之反應。然後將第三丁氧羰基甲氧基引入粗產物形式的 式⑸銃鹽內。適宜地,每式⑸對羥苯基銃鹽的羥基相對加 入1至2莫耳式⑹第三丁基氯-或溴醋酸鹽。反應較宜在約 60至90 °C於有機溶劑如丙酮、n,N -二甲基甲醯胺及二甲亞 碉中進行約2至8小時。反應完成後,溶劑層被水洗及濃縮 。經由後續之再結晶作用或管柱分餾而收集到終產物,即 是一即式⑴具有第三丁氧羰基甲氧基的銃鹽。 茲注意到三(羥苯基)銃鹽可經由酚與亞硫醯氯於氯化 鋁之存在下反應而獲得(見S.Oae及C. Zault,-美國化學協 會雜誌,- 82,5359 (I960));而具有一羥基的銃鹽可經由 二苯亞硕與酚間的酸催化縮合反應而獲得(見J.L李,有 機化學雜誌,55,-4222 ( 1 9 90 >)。然而,因酚不僅在對位 而且在鄰位也有活性位置,所以視所用得特定試劑及觸媒 而定,仍有可能製得經鄰位取代之異構物(見C.Y. Meyers 及G. Picciola,-四面體,-9 7 1 ( 1 9 6 2 ))。因此難以定量 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規7各(2】(Γχ~297公釐) 一 14 - 請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 寫 頁 裝 I訂 線 4541 03 Λ7 B7 五、發明說明(12) 地生產對羥基化合物。 相對照之下,前述方法可定量地生產對羥基化合物而 不會形成一經鄰位取代之異構物如發現與酚者,因爲對第 三丁氧苯銃鹽係用格任亞(Gri gnard)試劑製備得。 根據本發明,式⑴銃鹽係含於一經化學解析增強之正 型工作光阻組合物中。更詳而言之,在二成分經化學解析 增強之正型光阻組合物(鹼可溶性樹脂/光酸產生劑)或三 成分經化學解析增強之正型光阻組合物(鹼可溶性樹脂/光 酸產生劑/溶解抑制劑)中,可用該銃鹽當作光酸產生劑。 較宜爲使用在三成分經化學解析增強之正型光阻組合物中 〇 光阻組合物較宜由重量份所組成, (A )約1 5 0至7 0 0份,較佳2 5 0至5 0 0份的有機溶劑, (B )約7 0至9 0份,較佳7 5至8 5份的鹼可溶性樹脂, (C) 約5至40份,較佳ία至25份的溶解抑制劑(具有一 酸不穩定基),此爲三成分系統之情況下》 (D) 約1至15份,較佳2至8份的式⑴銃鹽,及視需要選 用, (Ε )約0 . 5至1 5份,較佳2至8份的另一光酸產生劑。 本發明之光阻組合物的典型實施例示於如下: 實施例(i )爲一經化學解析增強之正型光阻組合物, 包括: (A )有機溶劑, (B)鹼可溶性樹脂, 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------裝—— (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) •Is' ·- 線. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -15 - 454103 Λ7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(13) (C )溶解抑制劑,其有一酸不穩定基, (D )式⑴銃鹽,及 (E )光酸產生劑。 實施例(i i )爲一經化學解析增強之正型光阻組合物, 包括: (A)有機溶劑, (B )鹼可溶性樹脂, (C )溶解抑制劑,其有一酸不穩定基, (D )式⑴銃鹽,及 (E)以下逋式(2)錨鹽:
(R2)nMY ...(2) 其中R2係獨立選自經取代或未經取代之芳基,Μ係銃或錢 ,Υ係三氟甲烷磺酸鹽根或對甲苯磺酸鹽根,而字母η等於 2至3。 實施例(i i i )爲一經化學解析增強之正型光阻組合物 ,包括: (A) 有機溶劑, (B) 鹼可溶性樹脂, (C )溶解抑制劑,其有一酸不穩定基,及 (D )式⑴銃鹽。 實施例(i v )爲一經化學解析增強之正型光阻組合物, 包括: (A)有機溶劑, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2]0 X 297公复) ^ ;---Γ·裝--------訂---------線1 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) -16 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 454103 Λ7 _____ B7 五、發明說明(I4) (B)鹼可溶性樹脂,及 (D)式⑴統鹽。 實施例(v)爲一經化學解析增強之正型光阻組合物, 包栝:(A )有機溶劑, (B)鹼可溶性樹脂, (D)式⑴銃鹽,及 (E )光酸產生劑。 有機溶劑(A)之例子包含酮類如環己酮及甲基-2-正戊 酮;醇類如3 -甲氧基丁醇、3 -甲基-3-甲氧基丁醇、卜甲 氧基-2-丙醇及卜乙氧基-2-丙醇;醚類如丙二醇單乙基醚 、乙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、乙二醇單乙基醚、 丙二醇二甲基醚'及二乙二醇二甲基醚;及酯類如丙二醇 單甲基酸醋酸酯、丙二醇單乙基醚醋酸酯、乳酸乙酯、丙 酮酸乙酯、醋酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯及3-乙氧基丙酸 乙酯,爲單獨或兩者或更多之混合。最佳的溶劑爲1-乙氧 基-2-丙醇,因爲光阻組合物的光酸產生劑最易溶於其中 〇 鹼可溶性樹脂(B)的例子包括聚羥基苯乙烯及其衍生 物。較佳爲聚羥基苯乙烯衍生物其中聚羥基苯乙烯的若干 0H基的氫原子被酸不穩定基所代替者及羥基苯乙烯共聚物 。前者中,其內所用的酸不穩定基之例子包括第三丁基、 第三丁氧羰基、四氫吡喃基、甲氧甲基、三甲基矽烷基、 及第三丁基二甲基矽烷基,較佳爲第三丁基、第三丁氧羰 基及四氫吡喃基。後者中包括羥基苯乙烯與苯乙烯之共聚 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 χ.297公釐)~' ' -17 - r ^---T* 裳-----I--訂 --------線 5 (請先閱讀背面之注意事項一^寫本頁) 454103 A7 B7 五、發明說明(15) 物、羥基苯乙烯與第三丁基丙烯酸酯之共聚物、羥基苯乙 烯與第三丁基甲基丙烯酸酯之共聚物、羥基苯乙烯與順丁 烯二酸酐之共聚物、及羥基苯乙烯與二第三丁基順丁烯二 酸酐之共聚物。羥基苯乙烯及其衍生物較佳應具有重量平 均分子量約500Q至約iooooo。 溶解抑制劑(C)之分子中應具有至少一酸可分解的基( 酸不穩定基),且可爲一低分子量化合物或一聚合物。-任 何熟知的溶解抑制劑皆可用。低分子化合物的例子包括具 有酸不穩定基的雙酚A衍生物及具有酸不穩定基的碳酸鹽 衍生物,較佳爲雙酚A衍生物其中雙酚A的0H基被第三丁氧 基或丁氧羰氧基所代替者。聚合溶解抑制劑的例子包括對 丁氧基苯乙烯與第三丁基丙烯酸酯之共聚物、對丁氧基苯 乙烯與順丁烯二酸酐之共聚物,較佳爲具有重量平均分子 量約5 0 0至約1 0000的共聚物。 光酸產生劑(E)的例子包括鏺鹽、肟磺酸鹽衍生物、2 ,6-二硝基笮磺酸衍生物、重氮某醌磺酸鹽衍生物、2, 4-雙三氯甲基-6-芳基-1,3, 5-三阱衍生物、及α,α-雙芳碉 基重氮甲烷。較佳爲以下通式⑵鏹鹽: (R2)nMY ... (2) 其中R2係獨立選自經取代或未經取代之芳基,Μ係銃或鉚 ’ Υ係三氟甲烷磺酸根或對甲苯磺酸根,而字母η等於2至3 。1?2所代表的芳基之例子爲苯基及如式⑴具有烷基或焼氧 基取代基的苯基。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(2]0 X 297公釐) ------111—.裝—— (請先閱讀背面之注意事項一^寫本頁) . · 線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 _ 18 - 454103 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Α7 Β7 五、發明說明(16) 以下銚及銃鹽作爲鏺鹽的說明性例子。
本發明光阻組合物可更含有各種添加劑,例如,改良 PED穩定性用的含氮化合物、促進塗佈的界面活性劑、及 減少基片不規則反射的光吸收劑。 典型之含氮化合物爲沸點1 5 Q °C或更髙的胺或醯胺化 合物。例子包括苯胺、N -甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、鄰 甲苯胺、間甲苯胺、對甲苯胺、2, 4-二甲基吡啶、喳啉、 異晻啉、甲醯胺、N -甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、乙 醯胺、N -甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、2-吡咯啶酮、 N -甲基吡咯啶酮、咪唑、α-皮考啉、/3-皮考啉、r-皮 考啉、鄰胺基苯甲酸、間胺基苯甲酸、對胺基苯甲酸、1, 2-伸苯二胺、1,3-伸苯二胺、1,4-伸苯二胺、2-晻啉羧酸 、2-胺基-4-硝基酚、及三阱如2-(對氯苯基)4,6-三氯甲 基-S-三阱。其它中較佳者爲吡咯啶酮、N-甲基吡咯啶酮 、鄰-、間-及對-胺基苯甲酸、1,2-、1,3-及1,4-伸苯二 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2]〇χ 297公釐)~ ^ 裝--------訂---------線 \ (請先間讀背面之注意事項身勝寫本頁) -19 - 454103 Δ7 _ B7 五、發明說明(η) 胺。 界面活性劑的例子包括過氟烷基聚氧乙烯乙醇、經氟 化之烷酯、過氟烷基胺氧化物、及過氟烷基Ε0加成產物。 光吸收劑的例子包括二芳基亞碉、二芳基碉、9,1 0 -二甲基蔥、及9-弗酮β 關於本發明之光阻組合物及曝光之使用,可以使用任 何熟知的石版印刷技術。本發明之光阻組合物最適合於使 用254至193nm之UV光及電子束的精細成圓技術。 本文中已經描述到一種含有式⑴新穎銃鹽的光阻組合 物’該鹽給予曝光區與未曝光區間的增強溶解速率對比, 因爲其含有至少一第三丁氧羰基甲氧(爲酸不穩定基此 含有新穎銃鹽的光阻組合物係敏感於高能輻射如深UV線、 電子束及X射線,特別是K r F激元雷射束,當作正型光阻物 質,可以由鹼性水溶液顯影而成圖,且具有高感光性、解 析度及抗游離氣蝕刻性,產生之光阻圖案具有改善之耐熱 性。 實例 以下所給之本發明的實例係用以說明而非用以限制· 在實例及比較例之前先說明新穎銃鹽之合成。 合成實例1 ..)二苯基銃三氟甲烷碏酸豳 將48.4克(0.1莫耳)(對第三丁氧苯基)二苯基硫三氟 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2丨〇χ 297公釐) (請先閲讀背面之注意事項r填寫本頁) _裝--------訂---------線β 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -20 - 454103 A7 ________ B7 五、發明說明(i8) (請先閱讀背面之注意事項$#寫本頁) 甲烷磺酸鹽及1.5克(0.01莫耳)三氟甲烷磺酸/ 500克甲醇 的溶液於攪拌中加熱60至70。(:歷6小時。於真空中蒸發反 應混合物。殘留的油用1〇〇克***洗兩次。粗產物之量爲 40克(產率93 %)。不需更進一步純化,此粗產物用在後續 反應中。 (對第三丁氧羰基甲氣苯某)二茏某毓三氟甲烷碏酸驗之合 將40克粗產物(上述者)、20. 7克(0.15莫耳)無水碳酸 鉀、及18.1克(0.12莫耳)第三丁基氣醋酸酯/ 400克丙酮 的溶液於攪拌中加熱6 0 eC歷3小時(碳酸鉀懸浮著)。冷卻 後,濾除無機鹽及於真空中蒸發濾液。殘留物藉矽膠管柱 層析術使用氯仿-甲醇(1 0 ·. -1 )當作洗提溶劑來純化而得到 46. 1克(85%產率,兩步驟)(對第三丁氧羰基甲氧苯基)二 苯基銃三氟甲烷磺酸鹽(99%純度)》 分析數據(NMR光譜、IR光譜、及元素分析)示於如下 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 f e d c
(a) 1. 46 單重 9H (b) 4.61 單重 2H (2,0,297 ^) 454103
五、發明說明(19) (c) 7.14-7.18 雙重 2H (d ) - ( g ) IR:(CM- 1 ) 3093,<3066,298]_,2935, 2 8 81,1745 ’ 1589. ’ I497,1477 1446 ’ 1417’ 1 396,I371,i3i9 1265 ’ 1224,1155,]_〇7〇,ίο" 7.65-7.74 多重
12H 10 6 6 ,10 3 0,9 9 7,9 4 3, 8 3 ,6 8 4 ,6 3 8 C 2 5 Η 2 5 〇 6 S 2 F 3之元 素 分析 計 算 (%) C :5 5 3 Η :4 6 實 測 C 90 C ·· 5 5 2 Η :4 .7 合成實例2 2 ------1 — J——!裴------ (請先閱讀背面之注意事項^C寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 雙(對羥苯基)苯基銃三氟甲烷碏酿t之# $ 將55.7克(Q. 1莫耳)雙(對第三丁氧苯基)苯基三氟 甲院礎酸鹽及1.5克(0, 01莫耳)三氟甲焼擴酸/500克甲醇 的溶液於攪拌中加熱60至7 0°C歷7小時。於真空中蒸發反 應混合物。殘留的油用100克***洗兩次。粗產物之量爲 42克(94%產率)。不需更進一步純化,此粗產物用在後續 反應中。 雙(對第三丁氣羰某甲氧苯基)茏甚毓三氟甲烷磺酸鹽 之合成 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2K) x 297公釐〉 訂------------線. 454103 f e d c
0CH2C02C(CH3)3 b a A7 B7 五、發明說明(20) 將42克粗產物(上述者)、41.5克(0.30莫耳)無水碳酸 鉀、及36_2克(0.24莫耳)第三丁基氯醋酸酯/ goo克二甲 亞硕的溶液於攪拌中加熱80°C歷2小時(碳酸鉀懸浮著)。 冷卻後,將反應混合物倒入300克水中,且用300克氯仿萃 取有機層。用300克水洗萃取物兩次,然後於真空中蒸發 。殘留物藉矽膠管柱層析術使用氯仿-甲醇(10: 1)當作洗 提溶劑來純化而得到55. 1克(82%產率,兩步驟)雙(對第三 丁氧羰基甲氧苯基)苯基銃三氟甲烷磺酸鹽(9 9%純度)<· 分析數據(NMR光譜、IR光譜、及元素分析)示於如下 0CH2C02C(CH3)3 b a CF3SO3· I b! 1'裝--------訂·!----·線 (請先閲讀背面之注意事項再4寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (a) 1. 45 單重 18H (b) 4. 60 單重 4H (c) 7. 13-7 .1 7 雙重 4H (d)- (g) 7. 64-7 .74 多重 9H I R ::( cm_ 1 ) 3 0 9 3 > 3 0 6 6 > 2 9 8 2, 2 9 3 5 2 8 8 1 » 1 7 4 5, 1 5 8 9 ,14 9 7 , 1 4 7 7, 1 4 4 6 > 1 4 1 8, 1 3 9 6 ,13 7 2 > 1 3 1 9, 1 2 6 5 1 2 2 5 , 1 1 5 5 ,10 7 0 > 1 0 6 8 , 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2.丨0>< 297公釐) -23 - 4541 03 Λ7 B7 五、發明說明(21 1065*1030 >997* ,6 8 4,6 3 8 C 3 1 Η 3 5 〇 9 S 2 F 3之元素分析 計算(%) C : 5 5 . 4 實測(%) C : 5 5 . 1 4 2-8 3 6-7 2 Η : Η : 2 合成實例3 雙(對羥-苯基磺酸鹽夕会成 將28.5克(Q.Q5具耳)雙(對第三丁氧苯基)(對甲基苯 基)銃三氟甲烷磺酸鹽及15克(Q()1莫耳)三氟甲院磺酸/ 4 0 0克甲醇的溶液於攪拌中加熱6 〇至7 〇 歷6 . 5小時。於真 空中黑發反應混合物》殘留的油用200克***洗兩次。粗 產物之量爲22克(9 6¾產率)。不需更進一步純化,此粗產 物用在後續反應中。 雙(對...第.三丁氧羰-基甲氧苯某)(對申基苯某)鉉=氩田挖磋 (請先閱讀背面之注音?事項坪ili寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 酸鹽之合成 將22克粗產物(上述者)、20. 7克(0.15莫耳)無水碳酸 鉀、及22. 6克(0.15莫耳)第三丁基氯醋酸酯/15〇克ν,Ν-二甲基甲醯胺的溶液於攪拌中加熱8 0 °C歷3小時(碳酸鉀 懸浮著)。冷卻後,將反應混合物倒入2 0 0党水中,且用 200克氯仿萃取有機層。用200克水洗萃取物兩次,然後於 真空中蒸發。殘留物藉矽膠管柱層析術使用氯仿-甲醇(1〇 :1)當作洗提溶劑來純化而得到29.0克(84¾產率,-兩步 本紙張尺適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~ ' '~~ -24 - --------L--1;-裝----:------訂---------線!------- A7 B7 五、發明說明(22) 驟)雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)(對甲基苯基)銃三氟甲 烷磺酸鹽(99%純度)。 分析數據(NMR光譜、I R光譜、及元素分析)示於如下 f e d c
(a) 1.41 單重 18H (b) 4. 60 單重 4 Η (c) 7. 13-7. 17 雙重 4Η (d)-(f ) 7.64-7.74 多重 8 Η (g) 2. 4 3 單重 3Η cm" 1 ) 3 0 9 3 -3 0 6 6' 2 9 8 1, 2 9 3 ------s---η--J I --------訂---------線 (請先閱讀背面之注音?事項再办寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 2881,1746,1589 ’1497,1477’ 1446,1417,1394 ’1371 ’1319’ 1265,12 24,1157,1070,1068’ 1066,1032,997,945,836,752 ,6 8 5 ,6 3 8 C 32H 37〇 9S 2 F 3 之元素分析 計算(% ) C : 5 6 . 0 Η : E j . 4 實測c % > C : 5 5. 6 Η : ί ;.3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -25 - 經濟部智慧財產局員工消費合作杜印製 454103 Λ7 ____B7 五、發明說明(23) 合成實例4 三(對羥.._莖棊,.)銃三_氟甲烷碏酸鹽之合成 將100.0克(0.16莫耳)三(對第三丁氧苯基)銃三氟甲 烷磺酸鹽及2.4克(0.016莫耳)三氟甲烷磺酸/ 32〇克乙醇 的溶液於攪拌中加熱70至80 °C歷7小時。於真空中蒸發反 應混合物。殘留的油用1 5 0克***洗兩次。粗產物之量爲 68克(92%產率)。不需更進一步純化,此粗產物用在後續 反應中。 三(對第三丁氧羰基甲氣苯基)鎰三氟甲烷碏酸鹽之合成 將68克粗產物(上述者)、110. 8克(0.80莫耳)無水碳 酸鉀、-及120. 5克(0.80莫耳)第三丁基氯醋酸酯/320克N ,N -二甲基甲醯胺的溶液於攪拌中加熱8 0 °C歷2小時(碳酸 鉀懸浮著)。冷卻後,將反應混合物倒入3 0 0克水中,且用 3GQ克氯仿萃取有機層。用3QQ克水洗萃取物兩次,然後於 真空中蒸發。殘留物藉矽膠管柱層析術使用氯仿-甲醇(1 0 :1)當作洗提溶劑來純化而得到1Q8.0克(84%產率,兩步 驟)98%純度的雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)苯基銃三氟甲 烷磺酸鹽。 分析數據(NMR光譜、IR光譜、及元素分桁)示於如下 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 一 26 _ ^ I/r7·^--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項#^,寫本頁)
五、發明說明(24) d c (CH3)3C0C0CH20-<^^- S 〇CH2C02C(CH3)3 CF3S03- 0CH2C02C(CH3)3 (a ) 1.45 單重 2 7H (b) 4.56 單重 6H (c) 7.10-7.13 雙重 6H (d ) - ( g ) 7.57-7.60 雙重 6H cm "1 ) 3097 ’ 29 8 1,2937,1747, 1589 ’ 1494’ 1 4 4 6,1417,1371 1317,1263 ’1226,1157,1076 1031,944,833,752,638 C37H45〇i2S2F3之兀素分析 計算(%) C : 5 5 . 4 Η : 5 . 7 實測 c % 3 C : 5 5 . 2 Η : 5 . 6 -----'---J-----裂·! (請先閱讀背面之注意事項声‘寫本頁) 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成眚例5 雙(對羥苯基)苯某銃對甲苯碏酪豳夕合成 將5.8克(0.01莫耳)雙(對第三丁氧苯基)苯基銃對甲 苯磺酸鹽及0.95克(0.005莫耳)對甲苯磺酸/ 35克甲醇的 溶液於攪拌中加熱6 0 °C歷5小時。於真空中蒸發反應混合 物。殘留的油用2 0 0克***洗兩次。粗產物之量爲4. 7克( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS>A4規格(210 X 297公釐) -27 - 4 5 4 1 A7 B7 五、發明說明(25) 100 %產率)。不需更進一步純化,此粗產物用在後續反應 中〇 雙(對第三丁氧羰基甲氧苯某)苯基銃對甲苯碏酴鹽之合成 將4, 7克粗產物(上述者)、4.1克(0.03莫耳)無水碳酸 鉀、及3. 6克(0. 024莫耳)第三丁基氯醋酸酯/ 50克N, -N-二甲基甲醯胺的溶液於攪拌中加熱8 0 °C歷2小時(碳酸鉀 懸浮著冷卻後,將反應混合物倒入10 0克水中,且用 100克氯仿萃取有機層。用100克水洗萃取物兩次,然後於 真空中蒸發。 殘留物藉矽膠管柱層析術使用氯仿-甲醇 (10: 1)當作洗提溶劑來純化而得到5. 6克(80%產率,兩步 驟)97%純度的雙(對第三丁氧羰基甲氧苯基)苯基銃對甲烷 磺酸鹽。 分析數據(NMR光譜、IR光譜、及元素分析)示於如下 (請先閱讀背面之注意事項异X:冩本頁) :μ1裝 - ----— —訂---------線 I). 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
(a) 1.43 單重 1 8H (b) 4.56 單重 4 Η (c ) 2.26 單重 3Η (d) 7. 11-7. 14 雙重 4Η 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 一 28 - 4 1 0 3 A7 五、發明說明(26) B7 Ce)- (h) 7.52-7.70 多重 9H ⑴ 7. 75-7.78 雙重 2H (j) 6.99-7.02 雙重 2H I R : (c m -1 ) 3 0 5 9 ’2 9 7 9, 2 9 3 3, 17 4 6 15 8 3 12 6 6 10 7 6 4 8 9,14 4 6 2 0 4,12 0 2 0 2 7-1033 13 9 4-1308 1159,1119 10 12*9 2 8* 895,843,816 C3tH40 9S2之兀素分析 計算(%) C : 6 4 . 〇 實測 c % 5 C : 6 3 . 8 Η : Η : ?---„---裝--- (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成眚例6 三_(對苯棊)銃對甲笨碏酸鹽之合成 將6.5克(0·01莫耳)三(對第三丁氧苯基)銃對甲苯磺 酸鹽及0.95克(0.005莫耳)對甲苯磺酸/ 40克甲醇的溶液 於攪拌中加熱60°C歷7小時。於真空中蒸發反應混合物。 殘留的油用200克***洗兩次。粗產物之量爲47克(97% 產率)。不需更進一步純化,此粗產物用在後續反應中。 $-.-(對乐二丁氧鑛棊甲,,,氧_裏_基)統對甲苯確鹽之合成 將4 · 7克粗產物(上述者)、β Q吉(η π K货* ^ ; 6. 9克05奥耳)無水碳酸 鉀、及7.5克(0.05莫耳)第三丁基氯醋酸酯/ 克二甲亞
丨線l· 4 5 41 0 3 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(27) 碉的溶液於攪拌中加熱80°C歷3小時(碳酸鉀懸浮著)。冷 卻後,將反應混合物倒入100克水中,且用100克氯仿萃取 有機層。用100克水洗萃取物兩次,然後於真空中蒸發。 殘留物藉矽膠管柱層析術使用氯仿-甲醇(10:-1)當作洗提 溶劑來純化而得到7. 0克(8 5%產率,兩步驟)97%純度的三( 對第三丁氧羰基甲氧苯基)銃對甲烷磺酸鹽。 分析數據(NMR光譜' IR光譜、及元素分析)示於如下 och2c〇2c(ci-i3)3
f g (CH3)3C0C0CH20 CHa-^ VS〇3
OCH2C02C(CH3)〇 (a) 1.4 1 單重 27H (b) 4. 56 單重 6H (c) 7. 11-7. 14 雙重 6H (d) 7.64-7.67 雙重 6H (e) 2.27 單重 3H (f) 7.03-7.06 雙重 2H (g) 7.08-7.83 雙重 2H cm - 1 ) 3 0 5 9 ,2 9 7 9 , 2 9 3 3 - 17 4 4 4 7 , 1 3 9 6 1 5 8 3 , 1 4 8 8 3 0 8 ·1---.---、裝 -------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項罗I寫本頁) 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -30 - d54103 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Λ7 B7 五、發明說明(28) 1265,1203,1201,1159,1120, 1076,1028,1034,1012,928, 895,844,816 C43H52〇12S2之兀素分析 計算(%) C : 6 2 . 6 H:6. 4 實測C : 6 2 . 9 Η : 6 . 2 眘例1 - 1 4 &比較例1 - 4 依表1所示配方將聚羥基苯乙烯、光酸產生劑、及溶 解抑制劑溶於1-乙氧基-2-丙醇(縮寫爲EtOIPA)中而製備 得液體光阻組合物。聚羥基苯乙烯係選自下式Pol ym. 1的 聚羥基苯乙烯衍生物(其中有些OH基被第三丁氧羰基所保 護)、下式Polym. 2的聚羥基苯乙烯衍生物(其中有些〇H基 被第三丁基所保護)、及下式Polym. 3的聚羥基苯乙烯衍 生物(其中有些0H基被四氫吡喃基所保護)。光酸產生劑係 選自式PAG. 1至PAG. 5錨鹽。溶解抑制劑係式DRI.1的2, 2’-雙(4-第三丁氧羰基氧基苯基)丙烷。 使各組合物通過一0.2微米的鐵弗龍(Teflon ® )過濾 器。然後使旋轉塗佈於矽片上以形成0.8微米厚的塗膜。 矽片置於100°C的熱板上,以預烘烤塗膜120秒。藉激元 雷射階級儀型NSR 20Q5EX(日康<Nikon>K. K.製,數值孔 徑ΝΑ = 0. 5)使膜曝露於光之圖案中,在90 °C烘烤60秒鐘, 及用2 . 3 8%四甲基氫氧化銨顯影,得到正型圖案》 所得的光阻圖案,評估如下: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2】0 X 297公釐) ~ " 一 31 - 4 ,,---'裂--------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項本頁) 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 杜 印 製 五、發明說明(29) 首先’測量感光度(Eth值)。若照射劑量使一〇. 35微 米線-及空間圖案之頂及底以1: 1解析爲最佳之曝光量(感 光度Εορ)時’則在此曝光被認爲分開的線-及-空間圖案之 最小線寬度係爲試驗光阻的解析度。所解析的光阻圖案之 ,組態藉由掃描電子顯微鏡來觀察。 結果示於表1中。 \
Polym,1 \ / \ -CH2"CH-
〇c(ch3)3
-CH广CH
-------------1 —J---裝--------訂 (請先閲讀背面之注意事項寫本頁) \
Polym.
-CH,-CH
Polym.3 p/(p+q)=〇.1-0.3 重童平均分子* 10,000-50,000 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2.10 X 297公釐) 線 -32 - 4541 A7 B7 五、發明說明(30)
PAG. 1 OCH2C〇2C(CH3)3
PAG· 2 och2c〇2c(ch3)3 (ch3)3cococh2o^Q>-s+ cf3so3 PAG. 3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
ch3 OCH2C〇2C(CH3)3 0C02C(CH3)3 PAG. 4 PAG. 5 (CH3)3C0C02-^^^-C-^ V〇C02C(CH3)3 dri —ch3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) : ΙΪ---1 --------訂---I----- (請先閱讀背面之注意事項rik本頁) -33 - 4541 A7 137 五、發明說明(31) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實例 光阻組合物(pbw) 感光度Eop (mJ/cin2) 解析度 (W m ) 圖案輪廊 鹼可溶性樹脂 光酸產生劑 溶解抑制劑 溶劑 E 1 polym. 1(75) PAG.1(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 0 0. 24 矩形 E 2 polym. 1(75) PAG.2(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 5 0. 24 矩形 E 3 polym. 1(75) PAG.3(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 5. 5 0.22 矩形 1 4 polym.1(70) PAG.1(2) PAG.4(2) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 0 0. 26 矩形 E 5 polym.1(70) PAG.3(2) PAG.5(2) DRI.1(20) EtOIPA(450) 5. 0 0. 26 矩形 E 6 polym.1(75) PAG.3(6) - BtOIPA(450) 5. 5 0. 26 矩形 E 7 polym. 1(75) PAG.3(3) PAG.5(2) - EtOIPA(450) 5. 5 0. 30 矩形 E 8 polym. 2(75) PAG.1(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 3. 5 0. 24 矩形 E 9 polym.2(75) PAG.3(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 5. 0 0. 24 矩形 E 10 polym.2(70) PAG.2(2) PAG.5(2) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4,5 0,28 矩形 E 11 polym.2(75) PAG.3(5) - EtOIPA(400) 5. 0 0. 30 炬形 E 12 polym. 3(75) PAG.1(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 5.0 0. 26 炬形 E 13 polym. 3(75) PAG.3(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 5.5 0.24 矩形 E 14 polym.3(75) PAG.2(2) PAG.5(2) DRI.1(20) EtOiPA(400) 5. 5 0. 28 矩形 CE 1 polym.1(75) PAG.4(5) DRI.1(20) BtOIPA(450) 4. 0 0.28 稍微向前錐形 CE 2 polym, 2(75) FAG.5(5) DR!.1(20) EtOlPA(450) 4. 0 0. 30 稍微向前錐形 CE 3 polym.3(75) PAG.5(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 0 0. 30 向前錐形 CE 4 polym.1(80) PAG.4(6) - EtOIPAC400) 5. 0 0.30 向前錐 * EtO丨PA: 1 ―乙氧基—2 -丙醇 (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ·裝--------訂---------線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 34 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 454103 Λ7 _____B7 _ 五、發明說明(32) 賨例1 5 - 2 8及比鮫例5 - 8 如實例1製備得液體光阻組合物,但其中光酸產生劑 係選自式PAG. 6至PAG. 8以及PAG. 4至PAG. 5之鏺鹽。 由其類似得到正型光阻圖案及評估如下: 首先,測量感光度(Eth值)。若照射劑量使一 0. 3 5微 米線-及間隔圖案之頂及底以1 : 1解析爲最佳之曝光量(感 光度Εορ)時,則在此曝光被認爲分開的線-及-間隔圖案之 最小線寬度係爲試驗光阻的解析度。所解析的光阻圖案之 組態藉由掃描電子顯微鏡來觀察》藉曝露於最佳之曝光量 中,使光阻膜留置不同之時間,及烘烤該膜而判斷光阻的 PED穩定性。延遲時間之判定係當觀察到光阻圖案組態產 生變化時,例如,線圖案形成Τ-頂時或解析(分辨)變得不 可能時。 結果示於表2中。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -T I — 4,111-裝·-------訂---------線 l· — ! —---------------------- (請先閱讀背面之注意事展與境寫本頁) ί. -35 - 4 5 41 0 Λ7 B7 五、發明說明(33)
PAG. 6 0CH2C02C(CH3)3
PAG.' ocnzcozc(cush 0CH2C02C(CH3)3 (ci-hhcocoaw
0Cl\zC02C(Clh)3 PAG. 8 ----------彳--· J·---v ---------訂·--------—r (請先閱讀背面之注意事項寫本頁) ί 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -36 - A7 B7 五 發明說明(34) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 表_2 寊例 光阻組合物(pbw) 感光度Eop (mJ/cm2) 解析度 (w m ) 圈案輪廊 PED穗定牲 (分鍍) 鹸可溶性樹脂 光酸產生劑 溶解抑制劑 溶劑 E15 polym, 1(80) PAG.8(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 13.0 0. 24 矩形 之60 E16 polym.1(80) PAG.7(5) DR[.1(20) EtOIFA(450) 15.0 0. 24 炬形 > 60 E17 polym.1(80) PAG.8(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 18. 0 0.22 矩形 ^60 E18 Dolym.1(75) PAG.6(2) PAG.4(2) DRI.1(20) EtO丨PA(500) 11.0 0.28 矩形 ^30 E19 polym.1(75) PAG,8(5) - EtOIPA(500) 19.0 0.24 矩形 ^60 E20 polym.1(75) PAG.7(2) PAG.5(2) - EtOIPA(500) 12. 0 0. 28 矩形 ^30 E21 polym.2(70) PAG.6(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 12. 0 0. 25 矩形 ^30 E22 polym.2(70) PAG.8(5) DRI.1(20) EtO!PA(450) 16.0 0.25 矩形 ^30 E23 polym.2(70) PAG.8(3) PAG,4(2) DRI.1(10) EtOIPA(400) 14. 0 0.28 矩彤 =30 E24 polym.2(75) PAG.8(5) - EtOIPA(450) 18. 0 0.25 矩形 三30 E25 polym.3(70) PAG.8(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 18. 0 0.26 矩形 S30 E26 polym,3(70) PAG.6(3) PAG.4(2) DRI.1(10) EtOIPA(400) 16. 0 0. 30 矩形 ^30 E27 polym.3(75) PAG.8(5) - BtOIPA(450) 20. 0 0. 28 矩形 ^30 E28 polym.1(80) PAG.8(5) DRI.1(20) EtOIPA(400) ENMP(0. 1)] 26. 0 0. 22 矩形 ^90 CE 5 polym.1(75) PAG.4(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 0 0.28 稍微向前錐形 ^5 CE 6 poJyra.2(75) PAG.5(5) DRI.1(20) BtOIPA(450) 4. 0 0.30 稍微向前錐形 ^5 CE 7 polym.3(75) PAG.5(5) DRI.1(20) EtOIPA(450) 4. 0 0. 30 向前鮏形 ^5 CE 8 polym.1(80) PAG.4(6) - EtOIPA(40〇) 5. 0 0. 30 向前錐 ^ 5 (請先閱讀背面之注意事項ΐθ填寫本頁) * EtOIPA: 1 —乙氧基—2 _丙醇 NMP: N —甲基吡咯啶酮 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 37 45410 Α7 Β7 五、發明說明(35 ) 日本專利申請號329914/1994併於本文作參考。雖然已經 說明一些較佳實施例,但是根據以上教導的可作出各種修 正及變化例。可以了解的是在所附申請專利範圍內,本發 明可以根據詳細說明作另外變化的實施。 (請先閱讀背面之注意事18#填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -38 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公1〉
Claims (1)
- , \ 1 / f —s—- J η ' -(1) A8 B8 C8 DS 申請專4範圍.. 1 ——二—一: 1 . 一種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A) l 5 0至7 0 0重量份之有機溶劑, (B) 7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(B )係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲 5 , 0 0 0 至 1 0 0,0 0 0, (C) 5至4 0重量份之溶解抑制劑,其具有酸不穩定 基, (D) 1至1 5重量份如以下通式⑴之銃鹽, -<^y-0CH2C02C(CH3)3 〇A 其中匕係氫原子、具有1至8個碳原子之烷基或 具有1至8個碳原子之烷氧基,Y係三氟甲烷磺酸 根或對甲苯磺酸根,字母η係0至2之整數,m係1至 3之整數,且η與m之和等於3,及 (E)0. 5至15重量份之光酸產生劑。 2 . —種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A) l 50至700重量份之有機溶劑, (B) 7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(B)係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲 5, 0 0 0 至 1 00, 000, (C) 5至4 0重量份之溶解抑制劑,其具有酸不穩定 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) . ^ ----------^--— — — — — — (猜先閱讀背面之注意事項再 V:本頁) ________ /{ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39 454103 A8 R8 C8 D8 六、申請專利範圍 基, (D ) 1至1 5重量份之式⑴銃鹽,係如申請專利範圍 第1項中所示者, 及 (E ) 0 · 5至1 5重量份之以下通式⑵錨鹽: (R 2) nM Y ...(2) 其中R2係獨立選自經取代或未經取代的芳基,11係銃或鎭 ’ Y係三氟甲烷磺酸根或對甲苯磺酸根,且字母η等於2或3 〇 3 . —種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A)l 5 0至7 0 0重量份之有機溶劑, (Β)7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(Β)係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲5,0()0至100,000, (C) 5至4 0重量份之溶解抑制劑,其具有酸不穩定 基, (D) 1至1 5重量份之式⑴銃鹽,係如申請專利範圍 第1項中所示者》 4 . 一種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括·· (A) l 5 0至7 0 0重量份之有機溶劑, (B) 7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(B)係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------裝--- f靖先閱讀背面之速意事項κ /4本頁) --° -丨線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -40 - 4 5 41 Ο - ^ Α8 Β8 C8 D8 六、申請專利範圍 量爲 5,Ο Ο 0 至 1 Ο Ο,Ο Ο Ο,友 (D) 1至1 5重量份之式⑴銃鹽,係如申請專利範圍 第1項中所示者。 5 . —種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A)l 50至700重量份之有機溶劑, (Β)7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(Β)係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲 5,0 0 0 至 1 0 0,0 0 0, (D) 1至1 5重量份之式⑴銃鹽,係如申請專利範圍 第1項中所示者, 及 (Ε)0. 5至15重量份之光酸產生劑。 I 1111 Η----裝·— !ιιί 訂-!-線 <請先閲讀背面之注意事項暴}|:本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -41 - WW7 --_____ 申請曰期"Η" • 補毛 -------- 欄由本局填註 發明 新®名稱 _發明 — '創作A A4 C4 454103 霧墨專利説明書(修正本) 中文 英文 ———____ 姓名 國籍 住、居所 經化學解析增強之正型光阻組合物 Lnenucally amplified positive resist composition 一 之 洋聰勝 澤遴川 大渡及 (1)(2)(3) (1)日本 (2)日本 (3) 日本 (1) 日本國新潟縣中頸城郡頸城村大字西福島二八 (2) 國新潟縣中頸城郡頸城村大字西福島二八 (3) 日本國新潟縣中頸城郡頸城村大字西福島二八 ®滴部智#工消費合作«.印製 三、申請人 姓 名 (名稱) 國 籍 住、居所 (事務所) 代表人 姓 名 ⑴信越化學工業股份有限公司 信越化学工業株式会社 (2)日本電信電話股份有限公司 曰本電信電話株式会社 (1)日本 0 日本 (1)日本國東京都千代田區大手町二丁目六番一號 0 日本國東京都新宿區西新宿三丁目一九番二號 (1) 金川千尋 (2) 兒島仁 本紙張尺度相巾關家料(CNS ) Λ4規格(210X297公资), \ 1 / f —s—- J η ' -(1) A8 B8 C8 DS 申請專4範圍.. 1 ——二—一: 1 . 一種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A) l 5 0至7 0 0重量份之有機溶劑, (B) 7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(B )係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲 5 , 0 0 0 至 1 0 0,0 0 0, (C) 5至4 0重量份之溶解抑制劑,其具有酸不穩定 基, (D) 1至1 5重量份如以下通式⑴之銃鹽, -<^y-0CH2C02C(CH3)3 〇A 其中匕係氫原子、具有1至8個碳原子之烷基或 具有1至8個碳原子之烷氧基,Y係三氟甲烷磺酸 根或對甲苯磺酸根,字母η係0至2之整數,m係1至 3之整數,且η與m之和等於3,及 (E)0. 5至15重量份之光酸產生劑。 2 . —種經化學解析增強之正型光阻組合物,包括: (A) l 50至700重量份之有機溶劑, (B) 7 0至9 0重量份之鹼可溶性樹脂,該鹼可溶性 樹脂(B)係聚羥基苯乙烯,其中有些羥基的氫原子 被酸不穩定基所代替,且其具有之重量平均分子 量爲 5, 0 0 0 至 1 00, 000, (C) 5至4 0重量份之溶解抑制劑,其具有酸不穩定 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) . ^ ----------^--— — — — — — (猜先閱讀背面之注意事項再 V:本頁) ________ /{ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 39
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