TW581930B - A photo resist composition - Google Patents
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Description
581930 A7 _B7_ 五、發明說明(4 發明之背景 本發明係關於適合於使用高能量輻射之石版印刷的光 阻組成物,此等高能量輻射例如遠紫外光射線(包括準 分子電射),電子束,X射線,所發射之光等。 栢關技藝之敘述 隨著積體電路之較高渠成,最近需要形成四分之一微 米级位之鬪案。為了滿足此項要求,能產生64M DRAM和 256M D R A Μ之準分子雷射石印術受到特別注意。作為適合 於準分子雷射石印術之阻體,已採用一種酸性催化劑和 化學增強效果之所謂化學增強型光阻。關於該化學增強 型光阴,鹸性顯像劑中經曝露部份的溶解度經由自輻射 曝露之部份上之酸產生器所產生之酸的存在下(作為催 化劑)起反應予以改變,藉以提供正或負圖型。 關於半導體積體電路之較高渠成,快速進行減少石版 印刷術之處理大小,及日漸增加需要一種化學增強型阻 體其能獲得較细之阻體圖型。随著阻體圖型的尺寸減小 ,對於胆體圖型形狀之要求變得更為嚴格且需要能提供 1 I 背 面 之 注 意 頁 % 訂 線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 石的。必膜配 光質生不薄其 施基發光射 Μ 質 實之於射反& 及比易反抗在 良射弱之片施 優反衰質一實 度有之基有術 明具型自置刷 透光圖來配印 之於和由其版 射對廊經質石 輻在輪體基學 於。淡阻種光 對上如光一將 ❶ 阻質例免要當 者光基題避需 , 型:種問 了時而 圖要各種為有然 形/需在一 ,,。 方/ ,術 ,故光上 長外刷下之曝面 乎此印況此之表 幾 板情因要在 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 A7 B7 五、發明說明(2) 置有抗反射薄膜在表面上)上時,則發生一個問題即: 所產生之輪廊具有底部延伸之形狀,於此種情況下,使 光阻阛型與抗反射薄膜間之界面延伸,或呈頸縮形狀, 於此種情況下,使光阻圖型與抗反射薄膜間之界面頸縮 像一個頸部。 亦需要具有寬焦點邊緣之光阻。即,需要··光阻能形 成接近於原來掩蔽圖型之圖型,即使焦’點略為移動。尤 佳,關於形成超细圖型,為了防止經由所反射光所造成 之鬪型之衰弱,時常提供上述之抗反射薄膜,而因此之 故,需要具有寬焦點邊緣之光阻,甚至在配置有如此抗 反射薄膜之基質上。然而,在習見之光阻組成物中,對 於焦點邊緣有限制。 發明之槪述 本發明的一個目的在提供一種光阻組成物,它在各種 性能方面均優良,例如,感光性,清晰度,附熱性,薄 膜保留比率,塗覆性質,輪廊等且在圖型形狀方面特別 優良。 本發明的另外目的在提供具有寬焦點邊緣之光阻組成 物旦能提供良好圖型輪廊(其係接近長方形),甚至在 配置有抗反射薄膜之基質上。 本發明發明人經廣泛研究而達到此等目的。其结果是 ,彼等發現:具有優良性能之光阻組成物可經由使用一 揮特定樹脂予以獲得。因此,完成本發明。 本發明提供包含一種樹脂之光阻組成物,在一個分子 一 4- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -----i---U.---:!%___^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) . Ϊ線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(3) 式 下 由 經 有 具 中 單 構 结 自 各 之 表 代 所 I /V- 和 \1/· E /1' 元
Π m 23 R 和 22 R 21 R 13 R 12 R 11 獨 者 烴 族 ! 脂 每R1或 氫 表 ;代 基立 烷獨 之者 子一 原每 碳餘 個其 4 而 至基 3,1殘 R3有烴 2,具族 R2或脂 1,M表 R1表代 中代一 其立之 16 R 與 5 1 R 14 --------------------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 14 與 彼酸個 與由一 同經的 連表阻 合代光 聯 R 為 互而作 相 ·,脂 個環樹 三類此 或烴有 一 一個含 之一由 16成經 ?γ 形。 子團 原基 碳之 個裂 使一分 或之可 , 合用 基連作 殘等的 平 大 放 份 立口 的 。 型 性 圖 形 孔 方 觸 長 接 的 之 狀 成 形 形 型 所 圖 中 了 9 良 例 改 實 別述是 特簡鬪 , 之 1 份式第 0 阃 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 A7 B7 五、發明說明(4) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 過基射脂感經下份將元增生射 且酸射 的可 外 通在照樹射將留部可單學產輻 器該輻散脂份 器 ,型性種輻中份之然構化酸經 生用經擴樹部 生 料圖擇一有其部光雖结謂有在 產利在 Μ 除之 產 材细選有具,之曝。自所含用 酸及,予消光 酸 膜成膜含有阻光射型各為阻作 種上下理而曝 和 薄形薄阻含光曝輻圖之作光化 一份況處}射 份 之來將光或正經經為表脂型催 和部情熱 Β 輻:組 光料射該份個未未作代樹此的 份之之之ΡΕ經括脂 感材輻。組一將將份所此 ♦,酸 組光胆後為使包樹 射此用像光括及中部 } 是效之 脂曝光隨稱以阻之 輻用使顯感包中其之(I但有生 樹射正由簡藉光溶 種使,膜射阻劑,光和,別產 種輻型經時,正可 一 ,上薄輻光像阻曝I)上特所 一經強酸有生型中 及程質之種該顯光經 U 之脂器 有在增之中再強鹼 述過基射一 。入負下 ,者樹生 含酸學生文酸增去 述係之在照及脂溶個留I)兩劑產 阻生化產下使學除 敘阻驟膜所劑樹份一而(I其合酸。光產在所:並化 , 细光步薄將合之部及中式至黏該中型器。上焙團該阳 詳中各成及黏身之 ,劑上加的自份強生用份烘基。光 之明列形 } 為本光型像由施阻用部增產作部光護中種 。 明發下:光作團曝圖顯經脂光利之學酸化之曝保鹼 一 圖發本括上曝份基射為入有樹型並光化自催光後個於1) 面本 包質 組光輻作溶具之強器曝 能的曝 ί 一溶 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(5) ,它含有具有能經由酸的作用而***之保護基團之溶解 抑制劑,其中該溶解抑制劑其本身對於鹸中可溶之樹脂, 具有溶解抑制能力,但是f丢該項能力。即;在上述之 保護基團經由酸之作用予Μ***後,鹼中可溶之樹脂恢 復其鹼中溶解度,及 2) —種光阻,其中,樹脂組份具有能經由酸的作用而 ***之保護基團且該樹脂組份本身不溶或略可溶於鹼中 ,但在上述保護基團經由酸的作用予Μ***後,則變得 可溶於鹼中。 關於化學增強型負光阻,樹脂組份通常是鹼中可溶且 除去此樹脂組份和酸產生器外,該光阻含有交聯劑。在 化學增強型負光阻中,在經輻射曝光之部份上所產生之 酸經由ΡΕΒ予Κ擴散而作用在交聯劑上,藉Μ固化經輻 射曝光之部份的黏合劑樹脂。化學增強型正或負光阻的 實例包括一種光附,其中將相當於酸產生器之一個基團 ,即:經由光的作用可***而產生酸之基團連合至樹脂 的側鐽上。 具有經由上式(I), U)和U)所代表之各自结構單 元之樹脂具有對於鹸性顯像劑之溶解抑制能力,尤其係 在式(I)结構單元之存在下,而其中之基團R經由酸之 作用予Κ***。當將此式(1Π )结構單元之數量比較性增 加時,樹脂其本身不溶或略可溶於鹼但在式(M)中之基 阇R經由酸之作用予K***後,則變成鹼中可溶。因此 之故,此樹脂作為化學增強型正性光阻組成物的樹脂組 -7- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · --線. 581930 Α7 Β7 五、發明說明(6) 份特別有用。 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 1« 頁 式(I)中,羥基基團,式U)中-0C( = 0)CR14R1SR16 基團及在苯環上之式U)中基團-OR等的位置是饪意,但 是通常是與經連接至主聚合物鐽之位置成對一位。在此 等式中,R 1 ,R 2 ,R 3 , R 11,R 12 , R 13 , R 21 , R 22 和 R 23 每一 者代表氫或具有1至4個碳原子之烷基,但是每一者宜 代表氫或甲基。考盧原料情況,其有利者是:R 1 , R 2 , 和R22代表氫而R3 ,R13和R23每一者代表氫 或甲基。 式(H)中,R14,R15和R16之一可代表脂族烴殘基而其 餘之每一者可獨立代表氫或脂族烴殘基。脂族烴殘基的 實例包括烷基,烯基,炔基等,但是通常烷基為有利。 B旨族烴殘基的碳原子數目可能比較大,例如大約2 0,但 通常係自大約1至4 。另種方式,R 14 , R 15和R 16之兩個 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 或三個可相互聯合,連同與彼等連合之碳原子而形成一 個烴環。當此環經由R14,R15和R 16 Μ及與彼等連合之碳 原子予Κ形成時,則獲得經交聯之多環。當此環經由 R 14 ,R 15和R 16之兩者Μ及與彼等連合之碳原子予以形成 時,則獲得單環之環。構成該環之碳原子的數目係自大 約5至1 0。其中,在R 14 , R 15和R 16之二或三者代表烷基 ,尤其是甲基之情況,及其中之兩者相互聯合連同與彼 等連合之碳原子而形成一個環之情況均有利。相當於 - 0 C ( = 0 ) C R 14 R 15 R 16之基團的特定實例包括異丁醯,特 戊藤,環己烷羰基,環戊烷羰基等。 一8一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明(7) 式(I)中,R是經由酸的作用可***之一個基團。它 可能是各種所熟知之保護基團,其具有對於鹼性顯像劑 之溶解抑制能力但對於酸則不穩定。其實例包括:第三 •丁氧基羰基,第三•丁氧基羰基甲基,1-烷氧基烷基 例如1-乙氧基乙基,1-甲氧基乙基,1-丙氧基乙基,1-異丙氧基乙基,1-第三•丁氧基乙基,1-異丁氧基乙基 ,1-丁氧基乙基,1-戊氧基乙基,1-環戊氧基乙基,1-己氧基乙基,1-環己氧基乙基,1-庚氧基乙基,1-環庚 氧基乙基,1-甲氧基丙基,1-乙氧基丙基和1-甲氧基-1-甲基乙基及環狀飽和醚之2-殘基例如,四氫-2-吡喃基, 6-甲氧基四氫-2_吡喃基,6-乙氧基四氫-2-卩喃基,四 氮-2-卩H;喃基,5-甲氧基四氫-2-吡喃基及5-乙氧基四氫 -2-吡喃基。在此等保護基團中,Μ 1-烷氧基烷基基團 或環狀飽和醚之2-殘基特佳。此較佳之保護基團R可經 由下式(m a )予以特別代表: R24 一 6-〇一 R26 (IHa) R25 其中R 24代表氫或具有1至4個碳原子之烷基;R 25代表 具有1至4個碳原子之烷基;而R26代表一個烷基或一 環烷基,或使.R 25或R 26相互聯合而形成一個伸烷基鐽, 可將它使用烷氧基取代。 在式(la)中,當R 26是烷基時,碳原子之數目可能比 較大例如大約20 ,但通常是自大約1至4 ,即:低碳烷 一9 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------μ---:!%·! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -laj. Ϊ線· 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(8) 基 。 當R 26是環烷基時,其簧例包括環戊基,環己基,環 庚基等。經由R25或R26所形成之伸烷基鐽的實例包括伸 丙基和伸丁基(每一者與R 25相連合之碳原子聯合在 一起或與相連合之氧原子聯合在一起而形成四氫呋 喃環或四氫吡喃環)Μ及具有大約4至10個碳原子之部 份支鐽之伸烷基鐽。該伸烷基鐽亦可以具有大約1至4 個碳原子之烷氧基所取代,例如甲氧基,乙氧基等。經 由式(la)所代表之基團的較佳實例包括那些,其中R24 是氫而R 25和R 26各自是烷基,舉例而言,1-乙氧基乙基 ,1 -乙氧基丙基或類似者/。 在本發明中,經由式(I ) , ( Π )和U )所代表之各自 结構單元之較佳比例僑基於光阻之種類而變更。通常, 經由式(E )所代表之结構單元的比例係在Μ莫耳計,自 1至3 0 %範圍Κ內予Κ選擇而經由式(I )所代表之结構 單元的比例則根據光阻之種類係在以莫耳計自1 0至7 0 範圍Μ内予Μ選擇。當使用作為化學增強型正光阻組成 物的樹脂組份時,式(H )的结構單元之較佳比例係在以 箅耳計,自大約2至2 0 S:範圍Μ内,以莫耳計,不少於 5S:及不超過Μ莫耳計15¾為更佳,而式(I)的结構單元 之較佳比例係在Μ莫耳計,自大約1 5至5 0 %之範圍以内 。當式(IV )中之R是1 -烷氧基烷基例如,1 -乙氧基乙基 ,1-乙氧基丙基等時,樹脂中式(I)结構單元之較佳比 例是以莫耳計,不少於15¾和Μ莫耳計,不超過40¾ , -10- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. .線- 581930 A7 _B7 五、發明說明(9) 更宜以莫耳計,不超過大約35¾ 。在此倩況下,式U) 结構單元和式(I )结構單元的總比例宜基於樹脂的整個 單元,以莫耳計不超過大約45¾ 。 具有上述各式(I), (I)和U)之各自結構單元之樹 脂,舉例而言可經由共聚經由下式(IV), (V)和(VI)所 代表之各自經取代之苯乙烯化合物而獲得: 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 式 1 R , R Π 方 f S ,3 釋 23 中 R 另 其 ,
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VI 14 22 R 21 R 16 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .. 線- 定 規 所 文 上 如 均 式 由 經 有 具 使 序 次 意 任 由 經 可 脂 樹 該 式 下 由 經 與 齢 烯 乙 聚 的 元 單 構 結 之 : 表鹵 代基 所醻 )之 I ( 表 代 所 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 Α7 Β7 五、發明說明(1G) 0 R14 X-C-C-R15 (w) R16 其中R 14 , R 15與R IS均如上所規定;而X代表一涸鹵素, 和用K導引基團R入式U)中之化合物起反應予K製成。 通常,此方法有利。當採用此方法時,式(H)中之R 11 和式)中之R21與式(I )中之R1相同。相似,R12和R22與 R2相同而R13與R23與R3相同。 用κ導引基團R入上式(BI)中之化合物是當R是第三 •丁氧基羰基時,是二碳酸二•第三丁酯而當R是第三 丁氧基羰基甲基時,則是氯乙酸第三•丁酯。當R是經 由上式(Ma)所代表之基團時,它是具有下式(VI)之不 飽和醚化合物: R24 R28—一 R26 (Μ) R27 其中R 24係如上文中所規定;R 26代表烷基或環烷基;而 R27和R28每一者獨立代表氫或烷基但其條件為:彼等之 碳原子總數目是自0至3 ;或R26和R27相互聯合而形成 一個伸烷基鏈,可將它用一個烷氧基取代。 具有經由式(I )所代表之结構單元之聚乙烯酚實例包 括聚乙烯(基)酚和聚異丙烯基酚。經由式(VD)所代表之 _基_實例包栝異丁釀氯,特戊醯氯,環己烷羰基氯, 環戊烷羰基氯等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線里 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 , 4 A7 B7 五、發明說明(n) 式(VI)之醸基鹵可Μ轉化構成聚乙烯酚之式(I )單元 成為式U)單元所需要之數量而使用。舉例而言,當將 聚乙烯酚中1-30¾的羥基基團轉變成為式α )中之酯時, 式(VB)之醸基鹵可以基於聚乙烯酚中之羥基基團,自 0.01至0.3當景範圍内之數量而使用。需要極複雜操作 來定景測定式(Ε )單元之數量,特別其酯部份。根據試 驗之结果,當使式(VB)之藤基鹵與聚乙烯酚起反應時, 如果醮基鹵的數量並不太大,則彼等係接近定量而起反 應。因此之故,可能將所加進之醯基鹵數量視為經轉化 成為式(Ε)结構單元之數量。 在代表不飽和醚之式(VI)中,將相當於RDR28^之 部份添加至聚乙烯酚中之0H基團上而變成相當於式(里a) 中基團R 25之烷基。在式(VB )中,當使R 26與R 27聯合而 形成一個伸烷基鐽時,此伸烷基鐽和相同式中之R28的 碳原子總數小於式(M a )中R 25與R 26所形成之伸烷基鐽 者僅約1 。經由式(VI )所代表之不飽和醚化合物的特定 實例包栝乙基乙烯醚,甲基乙烯醚,正丙基乙烯醚,異 丙基乙烯醚,正丁基乙烯醚,異丁基乙烯醚,第三•丁 基乙烯醚,第三•丁乙烯醚,正戊基乙烯醚,環戊基乙 烯醚,正·己基乙烯醚,環己基乙烯醚,乙基1-丙烯基 醚,甲基卜丙烯基醚,甲基-異丙烯基醚,乙基2 -甲基 -1-丙烯基醚,2,3-二氫呋喃,3,4-二氫-211-吡喃,4, 5-二氫-2-甲基吡喃,3, 4 -二氫-2-甲氧基- 2H-吡喃,3, 4-二氫-2-乙氧基- 2H -喃等。 -13- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) • * )W. , --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 Α7 Β7 五、發明說明(12) 經由式(VI)所代表之不飽和醚化合物可K轉化構成聚 乙烯酚之式(I )單元成為式(Mb)單元所需要之數量而 使用:
其中R 1 , R 2 , R 3 , R 14 , R 15和R 16均係如上文中所界定。 舉例而言,當將Μ莫耳計10-5 0¾的構成聚乙烯酚之式 (I)單元轉化成為式(Mb)單元時,式(VI)的不飽和醚 化合物可Μ自0.1至0.5當量範圍內之數量而使用或 其數量略大於上述範圍。因為此反應並非定量進行, 必須,經由式(Ma)所代表之基團的摻合比率經由分析 予Μ決定。 聚乙烯酚與醻基南間之反應可經由溶解具有經由式 (I )所代表之结構單元的聚乙烯酚在一種適當溶劑中及 於有一種鹼性催化劑存在下,添加式(VD)之醯基鹵予Κ 實胞。 經使用於此反應中之溶劑實例包括乙二醇醚酯例如, 乙基乙二醇***醋酸鹽,甲基乙二醇***醋酸鹽,丙二 醇單甲_醋酸鹽和丙二醇單***;乙二醇單醚與二醚例 如乙基乙二醇***,甲基乙二醇乙丙二醇單甲醚, 丙二醇單***和二甘醇二甲醚;醚類例如二***,四氫 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) I I I I I I I I I I I . -------^ ------- - * *5^' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 、 Α7 Β7 五、發明說明(13) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 呋喃,1,4 -二枵烷,1,3 -二枵茂烷和二異丙醚;酯類例 如,乙酸甲酯,乙酸乙酯,乙酸丁酯,乙酸異丁酯,乳 酸乙酯,丙_酸乙酯,丙酸甲酯‘和丙酸乙酯;酮類例如 丙_,甲基•乙基甲酮,2-庚酮,環己_和甲基•異丁 基甲酮及芳族烴例如二甲苯和甲苯。溶劑的數量係自每 一側之聚乙烯酚,以重量計自1至1GQ份的範圍予以適 當選擇。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 鹼性催化劑的實例包括第一胺例如,己胺,庚胺,辛 胺,壬胺,癸胺,苯胺,2-,3-和4-甲基苯胺~,4-硝基 苯胺,胺和2-#胺;第二胺例如二丁胺,二戊胺, 二己胺,二庚胺,二辛胺,二壬胺,二癸胺,N-甲基苯 胺,哌啶和二苯胺·,第三胺例如三乙胺,三甲胺,三丙 胺,三丁胺,三戊胺,三己胺,三庚胺,三辛胺,三壬 胺,三癸胺,甲基二丁胺,甲基二戊胺,甲基二己胺, 甲基二環己胺,甲基二庚胺,甲基二辛胺,甲基二壬胺 ,甲基二癸胺,乙基二丁胺,乙基二戊胺,乙基二己胺, 乙基二庚胺,乙基二辛胺,乙基二壬胺,乙基二癸胺, 三個[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺,三異丙醇胺和Ν,Ν -二甲基苯胺;二胺例如乙二胺,四甲二胺和六甲二胺; 及不飽和之環狀胺例如咪唑,咐啶,4 -甲基吡啶,4 -甲 基咪唑和雙吡啶。鹼性催化劑的數量係選自每莫耳之醯 棊_,大約1至1 0 0莫耳的範圍。 此反應可在常壓下進行,但亦可在減壓下或昇高壓力 下予Κ實施。此反應通常係在低於溶劑之沸點和醯基鹵 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(14) 者之溫度下予Μ實胞歷大約1至96小時,具有式(I )與 (Ε)结構單元之樹脂係經由在完成反應後,使反應產物 歷經通常後處理操作例如萃取,结晶等而獲得係溶液。 另種方式,在完成反應後,可將樹脂離析而成為固體。 另外,聚乙烯酚與經由上式(VI )所代表之不飽和醚化 合物間之反應可於有一種酸性催化劑存在下,在適當溶 劑中予Κ實施。在此反應中,亦可使用與在與上述醯基 鹵起反應時所示者之相同溶劑。溶劑的數量係適當選 自每1份之原料樹脂,以重量計大約1至100份之範圍。 經使用於此反應中之酸性催化劑實例包括無機酸例如 ,氫氯酸和硫酸;無機酸之胺鹽例如,三乙胺氫氯化物 和吡啶氫氯化物;有機羧酸例如草酸;有機磺酸例如, 對-甲苯磺酸,樟腦磺酸;正•丙烷磺酸和正· 丁烷磺 酸;及有機酸之胺鹽例如,吡啶對-甲苯磺酸鹽和三乙 胺對-甲苯磺酸鹽。酸性催化劑的數量係選自基於式 (VI)之不飽和醚化合物,Μ莫耳計,大約0.001至100¾ 的範圍。 此反應可在常壓下進行,但是亦可在減壓下或昇高壓 力下予以實_。此反應通常係在低於不飽和醚化合物的 沸點之溫度下予Μ實施歷大約1至96小時。一種樹脂 (其中將一部份的式(I)單元轉化成為式(m b)之單元) 係由在完成反應後,使反應產物歷經通常後處理操作例 如萃取,结晶等而獲得係溶液。另種方式,在完成反應 後,可將樹脂離析成為固體。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ---------訂-----)---線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁/ 581930 A7 _B7 五、發明說明(15) 具有經由式(I ) , ( It )和(I )所代表之各自结構單元 的樹脂可經由Μ任意次序,聚乙烯酚與經由式(VD )所代 表之醸基_間起反應及與導引R基團入式(Μ)中之化合 物,例如經由式(VI)所代表之不飽和醚起反應而獲 得。通常有利方式是:首先使聚乙烯酚與經由式(VB)所 代表之醮基鹵起反應,然後與導引R基團入式(Μ)中之 化合物起反應。 根據上文中所解釋之方法,可獲得一種樹脂,其中經 由式(I )所代表之單元和經由式(Μ )所代表之單元係Μ 任意比例予Μ摻合)。可將如此獲得之樹脂照原樣使用 作為光阻的樹脂組份。保護基團摻合比例可經由製備許 多樹脂予以調整,其中,一種或兩種的經由式(I)所代 表之單元的摻合比例及經由式(Μ )所代表之單元的摻合 比例係不同而將彼等混合。在後者倩況中,使用那些具 有聯合之比較接近保護基圑摻合比例者為有利。可將如 此所獲得之樹脂單獨使用作為光阻的樹脂組份,或亦可 --------訂---------線I赢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,% 可像份 乙甲馬 量50中顯部聚 ,, 數計鹼性以;酸酯 的量種鹼予脂烯甲 脂重各於團樹丙酸 樹以括對基醛與烯 之於包有之酚酚丙 得少例具定型基 , 獲不實團穩線烯酯 所宜的基不:乙甲 此,脂ΟΗ酸括 ·,酸 如份樹式於包脂烯 中組他酚對例樹丙 其脂其 ,用實酚基 ,樹之中使脂基甲 用部中其及樹烯 , 使全明 ,力之丙晴 而之發脂能溶異烯 脂附本樹制可聚丙 樹光於及抑中 ; , 他成用脂解鹼脂酸 其構使樹溶。樹烯 同於可之之護酚丙 連基 溶劑保烯基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 Α7 Β7 五、發明說明(16) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 來酸,馬來酐,異丙烯酚,苯乙請或α -甲基苯乙烯之 共聚物;及異丙烯基酚與下列化合物之共聚物:丙烯酸 ,甲基丙烯酸,丙烯腈,甲基丙烯酸甲酯,馬來酸,馬 來酐,苯乙烯或α -甲基苯乙烯。亦可將此等樹脂部份 氫化而改良透明度。就所產生之樹脂可溶入鹼中而言, 亦可將烷基,烷氧基等摻合入酚環中。用Μ保護此等鹼 中可溶之樹脂的酚式0Η基團之基圑可能是與上文中經例 示作為式(Μ)中之R者相同之各種基團。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 除去上述之樹脂外,化學增強型光阻肩常包括一種酸 產生器。此酸產生器可能產生酸之各種化合物,係由曝 光該物質本身於輻射下而產生或曝光含有該物質之光阻 組成物於輻射下而產生。亦可將它以兩種或多種化合物 之混合物而使用。其實例包括縱鹽,有機鹵素化合物, 具有重氮甲烷二磺醢基骨架之化合物,二{«化合物,鄰 -醇二《氮化物,磺酸化合物等。鏘鹽之實例包括碘鏺 *鹽,1鹽等。構成此等錨鹽之陰離子實例包括對-甲苯 磺酸鹽離子(p-CH3C6H4S〇4'),三氟甲烷磺酸鹽離子 (CF3S〇r),四氟硼酸鹽離子(BF,),六氟磷酸鹽離子 (PFD,六氟銻酸鹽離子(SbF6勺等。將各種鹵代烷基 三阱化合物包括入有機鹵素化合物中。具有重氮甲烷二 磺酸基骨架之化合物是一種化合物,其中,重氮甲烷係 Μ芳基磺酿基,烷基磺醯基,環烷基磺釀基等之兩個予 以取代。二踽化合物是具有式-S 0 2 S 0 2 -之化合物。鄰 -醇#氮化物化合物之實例包括1 , 2-苯酲二纒氮化物-⑵ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7_ 五、發明說明(17) - 4-磺酸酯,1,2-萘酲二II氮化物-⑵-4-或-5-磺酸酯。 磺酸化合物之實例包括烷基磺酸之酯,鹵代烷基磺酸之 酯,苦基磺酸之酯,樟腦磺酸之酯等,而構成此等酯之 醇組份的實例包括焦掊酸,2-或4-硝基苄醇,2,6-二硝 基苄醇,N-羥基藤亞胺化合物,肟化合物等。宜使用下 列化合物在本發明中作為酸類發生器:锇鹽,具有重氮 甲烷二磺酸基骨架之化合物,二硪化合物,磺酸化合物 等。 作為酸產生器之銳鹽的特定實例包括對-甲苯基二苯 基魯氙對_甲苯磺酸鹽,對-甲苯基二苯基^三氟甲烷磺酸 鹽等。具有重氮甲烷二磺酸基骨架之化合物的特定實例 包括:雙(環己基磺醯基)重氮甲烷,雙(苯基磺醯基)重 氮甲烷,雙(對-甲苯基磺醯基)重氮甲烷,雙(2,4-二甲 苯基磺_基)重氮甲烷等。二5®化合物之特定實例包括 二苯基二68,二對-甲苯基二踽,苯基•對-甲苯基二魄 ,苯基•對-甲氧基苯基二碩等。磺酸化合物之特定實 例包括N-(苯基磺醢氧基)琥珀醯亞胺,N-(甲基磺醯氧 基)琥珀醯亞胺,N -(三氟甲基磺醯氧基)琥珀醯亞胺, N -(丁基磺醸氧基)琥珀醯亞胺,N-(10 -樟腦磺釀氧基) 琥珀_亞胺,N-(三氟甲基磺醻氧基)酞醯亞胺,N-(三 氟甲基磺醯氧基)萘二甲醯亞胺,對-甲基磺酸2 -硝基 苄酯,對-甲基磺酸4-硝基苄酯,對-甲基磺酸2,6-硝基 苄酯,對-甲苯磺酸1,2,3 -苯甲苯醯,對-甲苯磺酸1-苯甲苯基甲酯(一般名稱:苯偶姻甲苯磺酸鹽),對 -19- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) . - * « - --------^---------ΙΑ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(18) -甲苯磺酸2-苯甲醯-2-羥基-2-苯乙酯(一般名稱♦· (X -羥甲基苯偶姻甲苯磺酸鹽),α-(對-甲苯基磺醯氧基亞 胺基)-4-甲氧基苯基乙腈等。 其中,宜使用具有重氮甲烷二磺醯基骨架之化合物, 尤其雙(環烷基磺藤基)重氮甲烷例如,雙(環己基 磺醻基)重氮甲烷,因為含有它作為酸產生器之光阻組 成物顯示良好清晰度並提~供接近長方形輪廊。在另一方 面,_鹽例如對-甲苯基二苯基办對-甲苯磺酸鹽經由 輻射的作用予K***而產生強酸例如,對·甲苯磺酸, 藉K能加強光阻組成物之感光性。因此之故,它亦屬合 宜。 在化學增強型正光阻中,熟知:經由在曝光後,容許 靜置,酸的鈍化所劣化之性能,通常可經由添加一種有 機鹼化合物作為急冷劑予以改良。在本發明中,調配入 此種有機鹼化合物亦屬良好。經使用於本文中之有機_ 化合物之特定實例包括第一胺例如,己胺,庚胺,辛胺 ,千胺,癸胺,苯胺,2 , 3和4-甲基苯胺,4 -硝基苯 胺,1 - #胺和2 - #胺;第二胺例如二丁胺,二戊胺,二 己胺,二庚胺,二辛胺,二壬胺,二癸胺,甲基苯胺 ,喊啶和二苯基胺;第三胺例如三乙胺,三甲胺,三丙 胺,三丁胺,三戊胺,三己胺,三庚胺,三辛胺,三壬 胺,三癸胺,甲基二丁胺,甲基二戊胺,甲基二己胺, 甲基二環己胺,甲基二庚胺,甲基二辛胺,甲基二壬胺 ,甲基二癸胺,乙基二丁胺,乙基二戊胺,乙基二己胺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) |線· 581930 A7 _B7_ 五、發明說明(19 ) ,乙基二庚胺,乙基二辛胺,乙基二壬胺,乙基二癸胺 ,三個[2_(2 -甲氧基乙氧基)乙基]胺,三異p醇胺和N, N-二甲基苯胺;第四銨鹽例如,氫氧化四丁銨;二胺例 如,乙二胺,四甲二胺和六甲二胺;及不飽和之環胺例 如,眯唑,吡啶,4-甲基毗啶,4-甲基咪唑和雙吡啶。可 單獨使用此等有機鹼化合物或聯合其兩種或多種而使用 。在本發明中,K使用第三胺為特佳。在此等有機鹼化 合物中,宜是一種有機鹼化合物,其在預烘焙溫度下並 不蒸發以致它依然存在,即使在預烘焙、經升彡成在基質上之 光阳薄膜而發揮效果,例如,具有不低於150 °C之沸點 者。 在本發明中,關於經由調配酸產生器連同樹脂組份所 造成之化學增強型正光阻組成物,樹脂組份之數量宜是 Μ重最計自50至98¾ ,更宜是Μ重量計自75至9以,而 酸產生器官是基於此組成物中之總固體含量,重量計 自0 . 0 5至2 0 % ,更宜是以重量計自0 . 2至2 0 ί:。當將有機 鹼化合物調配成為驟冷劑時,宜將它Κ基於總固體含量 ,Μ重最計自0.001至10¾範圍Κ内之數量而使用。可改 -I ϋ I I I I I I n I r I I (請先閱讀背面之L意事項再填寫本頁)
訂+--------線II 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ,。整 用當 度值調 作。 晰數 K 的性 清高予 射光 良較量。輻感 改之含著由低 可内體顯經降 及圍固得 ,會 ,範總變時常 緣述中果量時 邊上物效數而 點至成此的留 焦最組 ,劑截 寬數於時冷所 增之基高驟劑 可劑 ,更加冷 , 冷量或增驟 度驟數2%當由 糙此之 ο ,經 粗整劑計面酸 之調冷最方之 郫由驟重一生 輪經將以另產. 良係當至所 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 Α7 Β7 五、發明說明(2Q) 使用具有重氮甲烷二磺醯基嗣之化合物例如,雙(環烷 基磺醯基)重氮甲烷作為酸產生器時,為了改良感光性 ,使用一種_鹽係有效,例如聯合使用對-甲苯基二苯 基各^對-甲苯磺酸鹽,對-甲苯基二苯基知t三氟磺酸鹽等 作為其他酸產生器。因此,經由聯合使用具有重氮甲烷 二磺醻基骨架之化合物及_鹽並經由增加驟冷劑之數量 ,可實現改良粗糙度,改良清晰度及增加焦點邊緣,且 另外,亦可抑制感光性降低。當聯合使用此兩種酸產生 器時,其較佳者為:調整具有重氮甲烷二磺醯基骨架之 化合物:_鹽的重量比率在自大約1 0 0 : 1 -5 0之範圍內。 如若必須,本發明的光阻組成物可含有一般使用於此 場所之各種添加劑例如,溶解抑制劑,敏化劑,染料, 黏著改良劑,基質依賴改良劑,保水劑等。有時,基於 有阻讀塗覆在其上之基質的種類,可將欲予移去之部份 ,薄薄保留在基質上,薄膜之如此保留可經由調配少量 的基質依賴改良劑例如,琥珀藤亞胺予K調整。因為 需要水之存在而產生酸在化學增強型光阻中,所Μ酸可 絆由添加保水劑而有效產生。當使用此等添加劑時,其 縴數量”基於組成物中總固體含量,是小於Μ重量計 20¾ 〇 將上述各自組份與溶劑混合以便總固體含量之濃度是 在以窜景計自1 0至5 0 ϋί範園从内而製成阻體溶液,將它 塗覆在基質上,例如塗覆在矽晶圓上。本文中所使用之 溶劑可能是翁;容解各自組份之任何溶劑且可能是習見使用 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線< (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(21) 於此領域中之那些溶劑。其實例包括乙二醇醚酯類例如 ,乙基·乙二醇***乙酸酯,甲基乙二醇***乙酸酯,丙 二醇甲醚乙酸酯和丙二醇單***;乙二醇單醚和二醚例 如,乙基•乙二醇***,甲基•乙二醇***,丙二醇單 甲醚,丙二醇單***和二甘醇二甲醚;酯類例如,乳酸 乙賄,乙酸丁酯和丙嗣酸乙酯;酮類例如2-庚酮,環己 酮和甲基·異丁基甲酮;内酯例如7_ 丁内酯;及芳族 烴例如二甲苯。此等溶劑可單獨使用或可將其兩種或多 種聯合而使用。 自經塗覆在基質上之阻體薄膜,一種圖型通常诵過各步 驟予Μ形成,例如預烘焙,形成圖型之曝光,PEB及使 用鹼性顯像劑而顯像。 下列實例更進一步詳细舉例說明本發明但是不應解釋 為限制其範圍。在各實例中,除非在其他情況說明,代 表含最或數最之百分數及份數均係Κ重量計。 合成實例1 U a )聚乙烯酚之部份特戊醯化 將100克(0.83莫耳,係對-乙烯基酚單元)的聚(對 -乙烯基酚)和1.2仟克之丙二醇單甲醚乙酸酯加進一 具燒瓶中並予以授拌而溶解樹脂。在完成溶解後,將524 克之溶劑在6〇π溫度與20 To rr壓力之條件下,經由真空 蒸餾予以蒸餾出。將基於聚(對-乙烯基酚)之0Η基團, 12.6克(0.12莫耳,0.15當量)之三乙胺添加至此樹脂 溶液中。在將溶液加熱至5 0 °C後,逐滴添加1 0 . 4克 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) - 訂, -丨線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(22) 〈0·083莫耳,0·1當量,基於聚(對-乙烯基酚)的OH基 團)之特戊_氯。在50 t:下攪拌歷3小時後,添加224 克之丙二醇單甲醚乙酸酯,8 00克之甲基•異丁基甲嗣 及608克,0.5¾草酸水溶液並實施所產生之溶液的相分 離。在添加608克,0.5¾草酸水溶液至此有機層後,實 施相分離兩次,接著洗滌。另外,將所產生之有機層用 608克之去離子水洗滌三次並實胞相分離。將有機層經 由蒸餾出溶劑而濃縮,獲得3 8 8克之樹脂溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予K測定 ,它是29.3%。大約10¾的此樹脂之聚(對-乙烯基酚)之 0H棊阐經轉化成特戊醯。 (1 b )部份特戊醻化之聚乙烯基酚的部份1 -乙氧基乙基化 將85.2克(0.19莫耳,係原來對-乙烯基酚單元)的 上文(la)中所獲得之樹脂溶液,0.023克之對-甲苯磺i —水合物及315克的丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶 中,予Μ攪拌,然後在65 t溫度與20 Torr減壓έ條件下 予Μ濃縮。在將159克之經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷 卻至20D後,於10分鐘內,使用滴液漏斗,逐滴添加 5.9克(0.082莫耳,0.42當量,基於乙基乙烯基醚的 聚(對-乙烯基酚)之0Η基團)之乙基乙烯基醚。在25 °C 下榥伴歷3小時後,添加141克之甲基•異丁基甲酮, 47克之丙二醇單甲醚乙酸酯及118'克的去離子水,並實 施所產生之溶液的相分離。在使用118克之去離子水洗 滌所產牛之有機層後,重複相分離三次。在將有機曆經 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線 * 一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(23) 由蒸出溶劑予K濃縮後,將殘渣經由添加1 3 7克丙二醇 厘甲醚乙酸酯予Μ溶劑取代並更進一步蒸出溶劑而獲得 9 1克之樹脂的丙二醇單-甲醚乙酸酯溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予Κ測定 ,它是28.7%。另外,聚(對-乙烯基酚)中0Η基圑Κ外之 1-乙氧基乙基化基團的比例經由使用核磁共振(N MR)分 光計予K測定。它是3 6 . 9 %。 (1c)經部份特戊醻基化之聚乙烯基酚的部份1-乙氧基乙 基化 將85.2克(0.19莫耳,係原來對-乙烯基酚單元)的 上文(la)宁所獲得之樹脂溶液,0.01 3克之對-甲苯磺酸 -水合物及315克的丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶 中,予Μ授拌,然後在65TC溫度與20T〇rr減壓之條件下 予Μ濃縮。在將1 5 7克之經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷 卻牵20它後,於10分鐘内,使用滴液漏斗,逐滴添加 3.2克(0.04 5莫耳,0.23當量,基於乙基乙烯基醚之 聚(對-乙烯基酚)之0Η基團)之乙基乙烯基醚。在25 °C 下授拌歷3小時後,添加138克之甲基•異丁基甲酮, 46克之丙二醇單甲醚乙酸酯及115克之去離子水,並實 朐溶液之相分離。在使用1 1 5克之去離子水洗滌所產生 之有機層後,重複相分離三次。在將有機層經由蒸出溶 劑而濃縮後,將殘渣經由添加1 5 6克之丙二醇單甲醚乙 酸酯予W溶劑取代並更進一步蒸出溶劑而獲得8 5克,樹 脂的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ^ 丨--, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線- 581930 Α7 Β7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 五、發明說明(24) 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予K測定 ,它是30.6¾。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0H基團K 外,1 -乙氧基乙基化之基團的比例經由使用NMR分光計予 K測定。它是20·δ!Κ〇 Π d )調整1 -乙< 氧基乙基化百分數 將2,们苽之上文(lb)中所獲得之樹脂溶液及7· 39克之 上文Π c )中所獲得之樹脂溶液混合而獲得1 〇克之樹脂溶 液相當於3 0 . 1S:之固體含量濃度。此樹脂係由下式之每 種結構單元所組成,其中,聚(對-乙烯基酚)中,〇H基 阐的特戊歸基化百分數是大約10¾而0Η基團的1-乙氧基 乙基化百分數是大約2 5 % 。將此樹脂稱為樹脂R 1。
.CH2 — CH
ΦOH
CH2 — CH Φ 〇-C-C(CH3)3 " · 〇 ch2-ch- φ 〇-CH-〇-C2H5 ch3 合成實例2 (2a)聚乙烯基酚的部份環己烷羧酸化 將100克(0.83莫耳,係對_乙烯基酚單元)的聚(對 -乙烯基酚)和1.2仟克,丙±:醇單甲醚乙酸酯加進一具 燒瓶中並予以攪拌而溶解樹脂。在宪成溶解後,將46 7 克之溶劑在6010溫度和20 To rr壓力之條件下,經由真空 蒸餾而蒸出。將1 2 , 6克(0 . 1 2莫耳,0 · 1 5當量,基於聚 (對-乙烯基酚)之0H基團)的三乙胺添加至此樹脂溶液 中。在將溶液加熱至5 0勺後,逐滴添加1 2 . 2克(〇·〇83莫 -26 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) •l· Ίη----------------訂--------線I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 A7 B7 五、發明說明(25) 耳,0.1當量,基於聚(對_乙烯基酚)之0H基團)的環 己烷羰基氯。在5010下攪拌歷3小時後,添加167克之 丙二醇單甲醚乙酸酯,800克之甲基·異丁基甲嗣和608 克之0.5¾草酸水溶液並實施所產生之溶液的相分離。在 添加608克之0.5¾草酸水溶液至此有機曆中後,實胨相分 離兩次,接著洗滌。另外,將所產生之有機層用60 δ克 之去離子水洗滌三次並實施相分離。將有機層經由蒸出 溶劑予Κ濃縮而獲得3 7 9克之樹脂溶液。 此樹脂溶液中固體含畺之濃度經由蒸發至乾予Κ測定 ,它是29.9¾.婿大約10¾的此樹脂中聚(對-乙烯基酚)之 0H基團轉化成環己烷羰基。 (2 b )部份經環己烷羰基化之聚乙烯酚的部份1 -乙氧基乙 基化 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 將83.8克(0.19莫耳,係原來對-乙烯基酚單元)的 上文(2a)中所獲得之樹脂溶液,0.023克之對-甲苯磺酸 一水合物及316克之丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶 中,予Μ攪拌,然後在65°C溫度和20Torr減壓的條件下 予K濃縮。在將151克之經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷 卻牵2010後,於10分鐘内,使用滴液漏斗,逐滴添加 5.8克(0.08莫耳,0.42當量,基於聚(對-乙烯基酚)) 之乙基乙歸醚。在2 5 1C下攪拌歷3小時後,添加1 4 1 克之甲基•異丁基甲酮,55克之丙二醇單甲醚乙酸酯和 118克之去離子水並實施所產生之溶液的相分離。在使 用1 1 8克之去離子水洗滌所產生之有機層後,重複相分 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 Α7 Β7 五、發明說明(26) 離三次。在將有機層經由蒸出溶劑予K濃縮後,將殘渣 經由添加122克之丙二醇單甲醚乙酸酯予Μ溶劑取代並 更進一步蒸餾出溶劑而獲得87克的樹脂之丙二醇單甲醚 乙酸醅溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予Μ測定 ,它是3 0,7¾。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0Η基團Κ 外,1 -乙氧基乙基化基團的比例經由使用核磁共振(H M R ) 分光計予Μ測定。它是3 6 . 8 ίΚ。 (2c)經部份環己烷羰基化之聚乙烯酚的其他部份1-乙氧 基乙基化 將83.8克(0.19莫耳,係原來對-乙烯基酚單元)的 上文(2a)中所獲得之樹脂溶液,0.012克之對-甲苯磺酸 -水合物及316克之丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶 中,予Μ攪拌,然後在65t!溫度和20T〇rr減壓之條件下 予Μ濃縮。在將157克之經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷 卻至201後,於10分鐘内,使用滴液漏斗,逐滴添加 3.2克(0.044莫耳,0·23當量,基於聚(對-乙烯基酚) 的0 Η基團)的乙基乙烯基醚。在2 5 t下授拌歷3小時後 ,添加138克之甲基•異丁基甲酮,32克之丙二醇單甲 醚乙酸酯和115克之去離子水,並實施溶液的相分離。 在使用1 1 5克之去離子水洗滌所產生之有機層後,重複 相分離三次。在將有機層經由蒸出溶劑予Μ濃縮後,將 殘濟經由添加9 5克之丙二醇單甲醚乙酸酯予Κ溶劑取代 並更進一步蒸餾出溶劑而獲得92克的樹脂之丙二醇單甲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填民本頁) ___ ¾本頁: 訂---------線·; 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 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) 醚乙酸酯溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予凇測定 ,它是28.0%。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0H基團K 夕卜,1-乙氧基乙基化基團的比例經由使用核磁共振(NMR) 分光計予K測定。它是18,3¾。 (2d)調整1-乙氧基·乙基化百分數 將3. 62克之上文(2b)中所獲得之樹脂溶液及6. 38克之 上文(2c)中所獲得之樹脂溶液混合而獲得10克之樹脂溶 液相當於29.0S:之固體含量湄度。此樹脂係由下式之每 種结構單元所組成,其中,聚(對-乙烯基酚)中,0H基 團的環己烷羰基化百分數是大約10¾而0H基團的1-乙氧 基乙基化百分數是大約2 5 。將此樹脂稱為樹脂R 2。
—CH2— CH ΦΟΗ
_CH2 — CH Φ 〇
.CH2 — CH 〇-CH-〇-C2H5 ch3 合成實例3 (3 a )聚乙烯基酚的部份1 _乙氧基乙基化 將40.0克(0.33莫耳,係對-乙烯基酚單元)的聚(對 -乙烯基酚),0.052克之對-甲苯磺酸—水合物及480克 之丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶中,予K攪拌,然 後在65 °C湄度和20T〇r「減壓的條件下予从濃縮。在將194 克的經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷卻至20 C後,於1 0分 鐘内,使用滴液漏斗,逐滴添加13.2克(0.18莫耳, -29- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) . * · * - --------訂-------1 線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(28) 0.5 5當最,基於聚(對-乙烯基酚)之0H基圑)之三乙胺 。在25 t:下攪拌歷3小時後,添加32 0克之甲基•異丁 基甲嗣,87克之丙二醇單甲醚乙酸酯和200克之去離子 水並實施所產生之溶液的相分離。在使用200克之去離 子水洗滌所產生之有機曆後,重複相分離三次。在將有 機隳經由蒸出溶劑予Μ濃縮後,將殘渣經由添加330克 之丙二醇單甲醚乙酸酯予以溶劑取代並更進一步蒸鼯出 溶劑而獲得〗58克之樹脂的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予Μ測定 ,它是30.0¾。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0Η基團Κ 外,1_乙氧基乙基化基圑的比例經由使用核磁共振(NMR) 分光計予W測定。它是41.6¾,將此樹脂稱為樹脂RX1。 (3 b )聚乙烯酚的部份1 -乙氧基乙基化 將40.0克(0.33莫耳,係對-乙烯基酚單元)的聚(對 -乙烯基酚),0.033克之對-甲笨磺酸-水合物及480克 之丙二醇單甲醚乙酸酯加進一具燒瓶中,予K攪拌,然 後在6 5 溫度和20 To rr減壓之條件下予Μ湄縮。在將152 克之經由濃縮所獲得之樹脂溶液冷卻至20 °C後,於10分 鐘内,使用滴液漏斗,逐滴添加8.4克(0.12莫耳, 0.3 5當最,基於聚.(對-乙烯基酚)之0H基團)之乙基乙 烯基_。在2 5 t:下攪拌歷3小時後,添加3 2 0克之甲基 •異丁基甲酮,128克之丙二醇單甲醚乙酸酯和200克 之去離子水並實~施溶液的相分離。在使用200克之去離 子水洗滌所牽生之有機層後,重複相分離三次。在將有 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線— - (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 Α7 Β7 五、發明說明(29) 機層經由蒸出溶劑予κ濃縮後,將殘渣經由添加3 0 0克 之丙二醇單甲醚乙酸酯予以溶劑取代並更進一步蒸餾出 溶劑而獲得159克之樹脂的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予K測定 ,它是27.6¾。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0H基團K 外,1_乙氧基乙基化基團的比例經由使用NMR分光計予 K測定。它是21 . 9¾,將此樹脂稱為樹脂RX2。 (3 c)調整1-乙氧基乙基化百分數 將6. 65克之上文(3a)中所獲得之樹脂RX1溶液及3.35 克之上文(3b)中所獲得之樹脂RX2溶液混合而獲得10克 之樹脂溶液相當於29.2¾之固體含量濃度。此樹脂係由 下式之每種結構單元所組成,其中,0H基團的1-乙氧基 乙基化百分數是大約3 5 %。將此樹脂稱為樹脂R X。
OH 〇-CH-〇-C2H5
_ _ I ch3 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 實例1 將〗3 . 5份(K樹脂的固體為基礎所計算)的合成實例 1的Md)中所獲得之樹脂R1的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液 ,作為酸產生器之〇 . 5份,雙(環己基確醯基)重氮甲烷 ,0.02份之甲基二辛胺及丙二醇單甲醚乙酸酯混合並溶 解Μ使丙二醇單甲醚乙酸酯之總量變成6 9份。將此溶液 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(3G) 通過具有0.1/i in孔徑直徑之含氟滤器過滹而製備阻體溶 液0 使用一只自旋塗佈器,將上述溶液塗覆在經由習用之 方法所洗滌之矽晶圓上,K便在乾燥後,薄膜厚度變成 0.72am。然後,將此矽晶圓在90Ϊ)下之熱板上預烘焙 歷90秒。將在預烘焙後,經塗覆之薄膜通過具有圖型之 鉻掩模而曝露於光下,同時改變各步驟中之劑量,使用 具有248mm曝光波長之一具KrF準分子雷射步進器[由 Nicon 公司所製造之”HSR-1755 EX8A”, ΝΑ=0·45]。將 在曝光後之晶圓在1 0 0 °C下之熱板上加熱歷9 0秒,藉Μ 實施ΡΕΒ ,然後實施經曝光部份的脫保護反應。將反應 .產物使用氫氧化四甲銨的2 . 3 8 %水溶液顯像而獲得正圖 型。 將所形成之圖型經由電子顯微鏡而觀察。在76mJ/cin 2 的劑景時,分辨0.24/im之细圖型具有良好輪廊。此圖 型不具有阊頂而差不多是長方形。76mJ/cm2相當於該 項劑桌(有效感光性)在此時,〇 . 2 5 “ m的線和空間圖 型變成1 : 1而0 . 2 4 /i m相當於在有效感光性的劑量時所分 離之線和空間的最小尺寸(清晰度) 實例2 除去使用合成實例2的(2d)中所獲得之樹脂R2的丙二 醇單甲醚乙酸酯溶液代替實例1中所使用之樹脂R1溶液 以外,實施與實例1中之相同試驗。其结果是,在86mJ /cm2之劑最時,分辨具有良好輪廊之〇.24ym的细圖型 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) - - ^ r ^ · ---------------------^訂-------^ I -- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財.產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(31) 。此圖型亦不具圓頂而係差不多長方形。 比較性實例1 除去使用合成實例3的(3c)中所獲得之樹脂RX的丙二 醇單甲醚乙酸酯溶液代替實例1中所使用之樹脂R1溶液 K外,實皰與實例1中之相同試驗。其结果是,在63mJ /cm2之劑最時,分辨0.24/im之细圖型。然而,此圖型 具有圓頂g輪廊不佳。 合成實例4 (4a)聚乙烯基酚之部份特戊醯化 將1.3仟克(10.82莫耳,係對_乙烯基酚單元)的聚 (對-乙烯基酚)和5 · 2仟克之丙酮加進一只圓底燒瓶( 其中,大氣已經由N 2所取代)中並予K攪拌而溶解樹 B旨。然後,添加164.2克(1.623莫耳)之三乙胺並將溶 液加熱至3 5 -40 T:。於大約10分鐘内,將130·5克(1·082莫耳,0·1 當晕,基於聚(對-乙烯基酚)之0Η基團)之特戊醯氯逐 滴加牵此樹脂溶液中。在40t!下攪拌歷大約3小時後,添加 10.4仟克之甲基•異丁基甲酮並將溶液使用0.5¾草酸水 溶液洗滌三次。在使用去離子水洗滌所產生之有機層後 ,實廝相分離五次。將有機層經由蒸出溶劑予Μ濃縮而 獲得4.994仟克之樹脂溶液。 此樹腊溶液中固髖含量的濃度經由蒸發至乾予以測定 ,它是27. 5¾。此樹脂中,大約10¾的此樹脂中,聚(對 -乙烯基酚)的0 Η基團予以轉化成特戊醯基酯。 (4 b )經部份特戊_化之聚乙烯酚的部份1 -乙氧基乙基化 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(32) 將下列各化合物加進一只燒瓶(其中,大氣經由N2 所取代)中歷1 0分鐘:1 5 0克(0 . 3 2莫耳係原來之對-乙烯基酚單元)的上文(4a)中所獲得之樹脂溶液,138.7 克之甲基·異丁基甲酮和0.012克之對-甲苯磺酸“水合 物並予K攪拌,在將此溶液之溫度調整至大約20 °C後,於 大約10分鐘內,使用滴液漏斗,逐滴添加7.5克(0.104 莫耳)之乙基乙烯基醚。維持在25 °C下或更低溫度下攪 拌該溶液歷大約3小時後,添加165克之甲基·異丁基 甲嗣。然後,在用去離子水洗滌所產生之有^層後,實施相 分離四次。在將此有機曆經由蒸出溶而予濃縮後,添加 在濃縮後之溶液三倍重量之丙二醇單甲醚乙酸酯然後 ,將甲基•異丁基甲酮經由共沸蒸餾而蒸出,獲得167.5 / 克之樹脂的丙二醇單甲醚乙酸酯溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予以測定 ,它是28.7¾。另外,在聚(對-乙烯基酚)中之0Η基團Κ 外,1-乙氧基乙基化基團之比例經由使用NMR分光計予 Μ測定。其結果是22.351,將此樹脂稱為樹脂R41。 (4 c )經部份特戊醻化之聚乙烯基酚的其他部份1 -乙氧基 乙基化 除去改變所使用之乙基乙烯基醚的數量Κ外,實施與 上文(4b)中之相同操作;當改變所使用之(4a)中所獲得 之樹脂溶液數最時,亦須改變其他原料和溶劑等的數量 ,以使其比例不變;及在添加乙基•乙烯基醚後,適當之 攪拌時間。所產生之溶液中固體含量濃度及每種樹脂中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) • --------訂---------線—一 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(33 ) ,聚(對-乙烯基酚)中0H基團之1-乙氧基乙基化百分數 顯示於表1中,連同上文(4b)中所獲得之樹脂R41的數 倩0 [表1 ] 樹脂之 名稱 固體含最 之濃度 特戊釀化百分數 (基於所加進之數量) 1-乙氧基乙基化百分數 (所測量之數值) R41 28.7% 10¾ 22.8¾ R42 28.7% 10¾ 26.5¾ R43 31.6% 10¾ 35.7¾ R44 27.8% 10¾ 40.5¾ R45 29.9¾ 10¾ 18.0¾ R46 32.1¾ m 13.2¾ R47 30.4¾ 10¾ 11.« R48 25.0¾ m 27.9¾ R49 30.8¾ 10¾ 16.2¾ 實例3 經由以表2中所示之數量(K固體為基礎予Μ計算) 混合,製備合成實例4的(4 b )或(4 c )中所獲得之樹脂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線I赢 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(34) R 4 1至R 4 7之各自溶液K便i均保護百分數(特戊醯化和 1-乙氧基乙基化百分數)變成相同表中所示之數值。每 一樹脂溶液,其固體含量係1 3 . 5份,與下列化合物混合 :作為酸產生器之0. 5份,雙(環己基磺醻基f重氮甲烷 ,作為驟冷劑之0.01份,三個[2-(2-甲氧基乙氧基)乙 基]胺,作為其他驟冷劑之〇 · 〇 1份,氫氧化四丁銨,作 為保水劑之0.135份,聚丙二醇及80份(包括來自樹脂 溶液之數最)之丙二醇單甲醚乙酸酯。將此溶液通過具 有〇.1μ m孔徑直徑之氟樹脂過滹器過滹而製成一種阻體 溶液。 將” D Π V - 4 2 ”(中性)(係適合經由B r e w e r科學公司所製 造之有機抗反射薄膜之組合物)塗覆在經由習用方法所 洗滌之矽晶圓上,然後烘焙而形成具有6 0 0 膜厚度之抗 反射薄瞑。使用一只自旋塗佈器,將上述阻體溶液塗覆 在其上,Μ便在乾燥後,膜厚度變成0.52/im。然後, 將此晶阊在90 t之熱板上預烘焙歷90秒。在預烘焙後, 將經塗覆之膜通過具有半稠密圖型之鉻掩模而曝光(圖 型具有1:1.5之線:空間的寬度比),同時改變各個步驟 中之劑最,使用具有248ΠΠ1曝光波長之KrF準分子雷射 步進器(係由N i c ο η公司所製造之” N S R - 2 2 0 5 E X 1 2 B ”, N A = 0 . 5 5, σ = 0 . 8 )。將曝光後之晶圓在1 0 0 Ό之熱板上 加熱歷90秒;藉Κ實胞ΡΕΒ ,然後實胞經曝光部份的脫 保護反應。將反應產物使用2 . 3 8 %的氫氧化四甲銨水溶 液顯像而獲得IF. _型。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) • * · * /1 - - --------^---------j (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 A7 B7 五、發明說明(35) _ — 所形成之圖型經由電子顯微鐃予K觀察,.然後根據下 列方式,鑑定有效之感光性,焦點之深度和輪廊。结果 示於表2中。 有效之感光性:它係由最小劑量而表示,在此劑量時 ,半稠密線和空間圖型具有〇 · 1 8 u πι之線寬(空間貢j® 是1 . 5 X 0 · 8 “ m ,即:0 . 2 7 m )的截面精確地變成-1 : 1 . 5 〇 焦點的深度:它係由焦點的範圍而表示,其中,當經 由向上和向下移動焦點的位置而在有效感光性的劑量時 實施曝光時,將半稠密線和空間圖型(具有0.18/iin之 線寬及0 . 2 7 // m之空間寬度)在1 : 1 5時予以分辨。經考 慮者:如果焦點之深度不小於1 y m,焦點邊緣是寬,即 :良奸。 輪廊:它係經由半稠密線和具有在有效感光性之劑量 時所形成0.18/i m線寬及0.27/i m之空間寬度之空間圖型 的截面形狀予K判斷。 Γ --------訂---------線· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 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) 581930 A7 B7 五、發明說明(36 ) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 [表2 ] 操作 樹脂之組成 特戊釀化卜乙氧基乙基化 有效 焦點之 輪廓 編號 (固體含量) 百分數 百分數 感光性 深度 1 R41/6.279份 10¾ 20¾ 28fflJ/cm 2 1.35 jit in 長方形 R45/7.221份 2 R42/6.903份 10% 20¾ 28raJ/cm 2 1.35 uin 長方形 R46/6.597份 3 R43/4.778份 10¾ 20¾ 26raJ/cm 2 1,35 // m 長方形, R47/8.722份 略有圓頂 4 R44/3.989份 10¾ 20¾ 24RiJ/cm 2 1.35 it/ m 長方形, R47/9.511份 圓頂 實 例4 將合成實 例4的(4 c ) 中所獲得之樹脂R48與R49的各自 溶 液各自K 4 . 3 8 5份與9 • 1 1 5 份( 以固體 為基礎所 計算) 之 數暈混合 而獲得一種 樹脂溶液 ,其中 ,平均特 戊醯化 百分數是10¾ ,平均1-乙氧基乙基化百分數是20¾而固 • ϋ ϋ 1_1 ·1 ϋ ϋ i-i n n I · ϋ n -ϋ I ϋ n 一'0, I I I ϋ I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
線I 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(37) 體含最是1 3 . 5份。將此樹脂溶液與下列化合物混合:作 為酸產生器之0.5份,雙(環己基磺醯基)重氮甲烷,作 為另外酸產生器之0.05份,對-甲苯基二苯基%t·對-甲 苯磺酸酯,作為驟冷劑之〇·〇Η25·份,三個[2-(2-甲氧基 乙氧基)乙基]胺,作為另外驟冷劑之0.03 3 7 5份,氫氧 化四丁銨,作為保水劑之0,135份,聚丙二醇及85份( 包栝來自樹脂溶液之數量)之丙二醇單甲醚乙酸酯。將 此溶液通過具有m孔險直徑之氟樹脂過濾器過滹而 製成一種眧體溶液。 使用此阳體溶液,Μ與實例3中之相同方式實施試驗 。其结果是,有效感光性是40fnJ/cni2,焦點之深度是 1 . 8 μ m而輪靡是差不多長方形。 實例5 將依照合成實例4所合成之兩種樹脂混合而製成樹脂 混合物,其中,聚(對_乙烯基酚)的0H基團之特戊醯化 百分數是10% ,而1-乙氧基乙基化百分數是20¾ 。除去 將樹腊和驟冷劑用上文中所獲得之樹脂混合物代替及各 自使用表3中所示之每種驟冷劑以外,實施與實例3中 之相同試驗。结果示於表3中。在表3中,驟冷劑經由 下列縮寫代表。 驟冷劑之種類: TMRA;三個[2-(2 -甲氧基乙氧基)乙基]胺 TBAH:氫氧化四丁銨 D C Μ A :甲基二環己胺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ϋ ^1 ϋ I 0 I ^1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂---------線· 581930 A7 B7 五、發明說明(38) [表3 ] 操作 驟冷劑 編號 有效之 感光性 焦點之 輪廓 深 度 1 TMEA0.01 份 26mJ/cin2 1.35^ m 長方形 + TBAHO . 01 份 2 TMEA0.01 份 26mJ/cm2 1.35/im 長方形 + DCMA0 · 01 份 3 TBAH0.01 份 36mJ/cm2 I .35 u m 長方形, + DCMA0.01份 略呈圓頂 4 TBAH0.02 份 30inJ/c!n2 I .2 u m 長方形, 略圼圓頂 5 DCMA0.02份 36mJ/cm2 1 .2 u m 長方形, 略呈圓頂 --------訂---------線 *1 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 合成實例5 (5 a )聚乙烯酚之部份特戊_化(作用) 將1.2仟克(10.0莫耳,係對-乙烯基酚單元)的聚 (對-乙烯基酚)和6 . 0仟克之丙嗣加進一只燒瓶中並 4 0 一 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(39) 予Μ攪拌而溶解樹脂。在完成溶解後,添加151.6克 (1.5莫耳,0.15當量,基於聚(對-乙烯基酚)的0Η基 團)之三乙胺。在將溶液加熱至35¾後,逐滴添加120.4 克M.0莫耳,0.1當量,基於聚(對-乙烯基酚)之0H 基阐)之特戊醻氯。在351C下攪拌歷3小時後,添加6 仟克之醚乙酸酯和4仟克之0.5¾草酸水溶液並實施所產 生之溶液的相分離。在添加4仟克之0. 5¾草酸水溶液至 此有機層後,實施相分離兩次,接著洗滌。將6仟克之 乙酸乙酯加至所產生之有機層中。另外,在使用3仟克 之去離子水洗滌所產生之有機層後,實施相分離五次。將 有機層經由蒸餾出溶劑而于濃縮,K便將溶液之數量減至 2.8仟克。在添加7,2仟克之乙酸乙酯後,將溶液再經 由蒸出溶劑予Μ濃縮而獲得4 . 5仟克之樹脂溶液。 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予以測定 ,它是31.0¾。大約10¾的此樹脂中,聚(對-乙烯基酚)的 0H基團予Μ轉化成為特戊醯基。 (5 b )經部份特戊釀化之聚乙烯酚的部份1 -乙氧基丙基化 將1.5仟克(3.6莫耳,係原來之對_乙烯基酚單元) 之上文(5a)中所獲得之樹脂溶液,0. 21克之10-樟腦磺 酸和1 . 2仟克之乙酸乙酯加進一只燒瓶中,並予以攪拌 ,然後加熱至3 5 10。使用一只滴液漏斗,於2 0分鐘内, 逐滴添加194. 5克(2.26莫耳,0.63當量,基於聚(對-乙烯基酚)之0H基團)的乙基· 1-丙烯基醚。在35¾下 攪拌歷3小時後,添加929克之已酸乙酯和929克之去 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 Α7 Β7 五、發明說明(4G) 離子水至該溶液中,並實施相分離。另外,在使用92 9 克之去離子水洗滌所產生之有機層後,實施相分離四次 。在將有機層經由蒸餾出溶劑而濃縮後,將殘渣經由添 加2.1仟克之丙二醇單甲醚乙酸酯予K溶劑取代及更進 一步蒸出溶劑而獲得1 . 62仟克之樹脂的丙二醇單甲醚乙 酸酯溶液。 此樹朐溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予K測定 ,它是33 .8¾。聚(對-乙烯基酚)中之0H基團K外,1-乙 氧基丙基>^^基團之比例經由使用HMR分光計予.Μ測定。它是 26 .1% 〇 (5 c )經部份特戊醯基化之聚乙烯酚的部份1 -乙氧基丙基化 將1.5仟克(3.6莫耳,係原來之對-乙烯基酚單元) 之上文(5a)中所獲得之樹脂溶液,0.21克之10-樟腦磺 酸和1.2仟克之乙酸乙酯加進一具燒瓶中,予K攪拌及 然後加熱至35 1C。使用一只滴液漏斗,於20分鐘内,逐 滴添加166克(1.93莫耳,0.53當量,基於聚(對-乙烯 基酚)之0H基團)的乙基 1-丙烯基醚。在35¾下攪拌 歷3小時後,將92 9克之G酸C酯和929克之去離子水 加至該溶液中並實施相分離。另外,在使用92 9克之去 離子水洗滌所產生之有機層後,實施相分離四次。在將 有機層經由蒸出溶劑予以濃縮後,將殘渣經由添加2 . 3 仟克之丙二醇單甲醚乙酸酯予Μ溶劑取代,並更進一步 蒸出溶劑而獲得1 . 46仟克之樹脂的丙二醇單甲醚乙酸酯 溶液。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ----------------------訂---------線 1‘ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(41) 此樹脂溶液中固體含量之濃度經由蒸發至乾予Μ測定 ,它是36.8¾。聚(對-乙烯基酚)中之0Η基團Κ外,1-乙 氧基丙基化的比例經由使用HMR分光計予Μ測定。它是 18.41 (5d)調整1-乙氧基丙基化百分數 將上文(5b)中所獲得之樹脂溶液和上文(5c)中所獲得 之樹脂溶液以2.22:7.78之重量比率各自混合而獲得一 種樹_溶液相當於36.1%的固體含量濃度。闢於此樹脂 ,聚(對-乙烯基酚)中之0H基團的特戊醯基化百分數是 大約10¾而0H基團的1-乙氧基丙基化百分數是大約20¾ 。將此樹脂稱為樹脂R 5。 實例6 除去將樹腊改變成合成實例5之(5d)中所獲得之樹脂 R5以外,實胞與實例3中之相同試驗。其結果是,有效 之感光性是28mJ/cm3,焦點之深度是1.5/iin而輪廓是 差不多是長方形。 實例7 除去將樹脂改變成合成實例5之(5d)中所獲得之樹脂 R 5 K外,實胞與實例4中之相同試驗。其結果是,有效 之感光性是44mJ/Cm3,焦點之深度是1.8/im而輪廓差 不多是長方形。 實例8 除去將樹脂改變成合成實例5之(5 d )中所獲得之樹脂 R 5以外,實施與實例5中之相同試驗。结果示於表4中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) . - ^ . ----------------------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 A7 B7 五、發明說明(42) 。代表表4中驟冷劑種類的縮寫係如實例5中所解釋。 [表4 ] 搡作 驟冷劑 有效之 焦點之 輪廊 編號 感光性 深度 1 TMEA0.01 份 28mJ/cm2 1 . 5 ^ in 長方形 + TBAHO · 01份 2 TMEA0.01 份 30mJ/cm2 1.5/iin 長方形 + DCMA0 · 01 份 TBAH0.01份 36mJ/cm2 1.5am 長方形, + DCMA0.01份 略有圓頂 4 TBAH0.02 份 30mJ/cm2 1 . 2 u m 長方形, 略有圓頂 DCMA0.02份 36mJ/cm2 1 .2 u m 長方形, 略有圓頂 實例9 合成實例4的(4c )中所獲得之樹脂R48與R 49的各自溶 液,合成實例3的(3 a )中所獲得之樹脂R X 1及合成實例 -4 4 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) •---------------------訂---------線 '-^0^— (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 581930 Α7 Β7 五、發明說明(43) 3的(3b)中所獲得之樹脂RX2經由K表5中所示之數量 (K固體為基礎予K計算)混合予K製備Μ便平均保護 百分數變成相同表中所示之數值。將每種樹脂溶液(其 固髒含最係1 3 . 5份)與下列各化合物混合:作為酸產生 器之0 . 2份,雙(環己基磺醯基)重氮甲烷,作為其他酸 產生器之0.1份,雙(對-甲笨基磺醸基)重氮甲烷,作 為驟冷劑之0 . 0 1份,甲基二環己胺,作為其他驟冷劑之 0 . 0 0 β份,氫氧化四丁銨,作為保水劑之0 · 1 3 5份,聚丙 二醇,作為基質依賴改良劑之0.01份,琥珀醯亞胺及65 份(包栝來自樹脂溶液之數量)的丙二醇單甲醚乙酸酯 。將此溶液通過具有〇·1μιη孔隙直徑之氟樹脂過漶器過 獐而製成阴體溶液。 使用一只自旋塗佈器,將上述胆體溶液塗覆在經由習 用方法所洗滌之矽晶阆上Μ便在乾燥後,薄膜厚度變成 0 . 6 β μ m。然後,將此矽晶圓在9 0 之熱板上預烘焙歷-60 秒。在預烘焙後,將經塗覆之薄蟆通過具有接觸孔之圖型 的鉻掩模曝露於光中,同時改變各步驟中之劑量,係使 用具有248mm曝光波長之KrF準分子^射步進器(係由 N i c ο η 公司所製造之” N S R - 2 2 0 5 E X 1 2 B ”, N A = 0 · 5 5 , σ = 0 . 8 )。在完成曝光後,將晶圓在1 0 5°C之熱板上加熱歷 6 0秒;藉Μ實施P E B ,然後實施經曝光部份的脫保護反 應。將反應產物使用2 . 3 8 %之氫氧化四甲銨水溶液顯像 而獲得正圖梨。雖然在鉻掩模中,用Κ曝光之部份正方 形,但是在經如此獲得之正圖型中,將經曝光之部份轉 -45- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) --------訂---------線. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 581930 Α7 Β7 五、發明說明(44) 變成為柱型之孔1如第1圖所示而周圍之未經曝光部份 依然是像2 。在此實例中,孔1的直徑”3”以接鄰孔壁 間最接近距離” b ”之比率(間距a : b )係1 : 2。 將所形成之圓型經由電子顯微鏡觀察,然後以下列方式 ,鑑定有效之感光性,焦點之深度和輪鄹。結果示於表 5中。 有效之感光性:它係經由為了在1:2間距(a: b)時,形 成具有0.25/i m孔直徑之接觸孔所需要之最小劑量而表 示。 焦點之深度:它係經由焦點之範圍而表示,其中,當 經由向上和向下移動焦點的位置而在有效感光性之劑量 時實施曝光時,在1:2之間距(a:b)時,精確分辨具有 0 . 2 5 // m孔直徑之接觸孔,如果焦點之深度不小於1 a m ,則認為:焦點邊緣是寬,即:良好。 輪廊:它係經由具有在有效感光性的劑量時所形成之 0 . 2 5 μ m孔直徑之接觸孔圖型的截面形狀予Μ判斷。 ----------------------訂---------· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 一 46- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 581930 A7 B7 五、發明說明(45) [表5] 操作 編號 樹脂之組成 (固體含量) 特戊醯化 百分數 1 -乙氧基乙基化 百分數 有效 感光性 焦點之 深度 輪廓 1 R48/6.750份 RX1/6.373份 RX2/0.377份 5¾ 34¾ 42mJ/cin 2 1.05 /u in 長方形 2 R49/4.050份 RX1/9.450份 3¾ 34¾ 40mJ/cm 2 1.05 // in 長方形 3 RX1/8.292份 (比較)RX2/5.20 份 - 34¾ 35raJ/cm 2 0.75/u m 圓頂 * · _ ·--------訂---------線^ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 使用具有經由上式(I ) , ( n )與(m )所代表之各自结 構單元之樹脂的本發明光胆組成物提供優良清晰度和優 良輪郸在高能最輻射的經曝光區中。將優良輪廊提供在 配置有一片有機抗反射薄膜之基質上而焦點邊緣亦寬。 因此之故,經由使用本發明之組成物,可形成具有高精 確度之細光m _型。 一 47 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- ^1930 六、申請專利範圍 第8 8 1 0 7 3 9 1號「光阻組成物」專利案 (92年11月10日修正本) A申請專利範圍: 1 · 一種化學放大正型光阻組成物,其係在一個分子中包括 具有經由下列三式(I ),( 11 )和(111)所代表之各自結構 單元之樹脂,其中 Ι^,Κ2,!^,!?11,!^2,!^3,!^1,!^2 和 R23 每一者獨立 代表氫或具有1至4個碳原子之烷基;R14,R15與R16 之一代表脂族烴殘基而其餘每一者獨立代表氫或脂 族烴殘基,或R14, R15與R16之二或三個相互聯合連 581930 六、申請專利範圍 同與彼等相連合之一個碳原子而形成一個烴環;而 R代表經由酸的作用可***之一個基團;由式(I I ) 所代表之結構單元的比例係在以莫耳計自1至30% 之範圍以內;以及由式(I I )所代表之結構單元的比 例係在以莫耳計自10至70%之範圍以內;以及酸產 生器。 2 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中 R^R^R'R'R21 與 R22 代表氫而 R3,R13 與 R23 每一 者獨立代表氫或甲基。 3 ·如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中,式(I I ) 中之R14,R15與R16每一者代表甲基。 4 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中,式 (I I I )中之R經由下式(I I I a )代表: R24 —C-O-R26 (Hla) I R25 其中R24代表氫或具有1至4個碳原子之烷基;R25 代表具有1至4個碳原子之烷基;而R26代表烷基 或環烷基;或R25與R26相互聯合而形成一個伸烷基 鏈,可將它使用一個烷氧基取代。 5 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中該酸產 生器包括具有重氮甲烷二磺醯基骨架之化合物。 581930 /、、申凊專利範圍 6 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中具有重 氮甲烷二磺醯基骨架之化合物是雙(環烷基磺醯基) 重氮甲院。 7 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,其中,該酸 產生器另外包括一種鐵鹽。 8 .如申請專利範圍第 7項之光阻組成物,其中,鏺鹽 是對-甲苯基二苯基毓對-甲苯磺酸鹽或對-甲苯 基二苯基毓·三氟甲烷磺酸鹽。 9 .如申請專利範圍第1項之光阻組成物,它另外包括 一種有機鹼化合物。
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