CN103454857A - 光致抗蚀剂组合物 - Google Patents

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Abstract

一种光致抗蚀剂组合物,所述光致抗蚀剂组合物包含:树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;酸生成剂;由式(I)表示的化合物;和溶剂,所述溶剂的量为所述光致抗蚀剂组合物的总量的40至75质量%:其中所述环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,A1表示苯基或萘基,并且n表示2或3的整数。

Description

光致抗蚀剂组合物
技术领域
本发明涉及光致抗蚀剂组合物和用于制备光致抗蚀剂图案的方法。
背景技术
在通过半导体芯片用薄膜安装插脚的过程中,在基板上配置作为具有4至150μm高度的突起的电极。
对于用于制备突起的光致抗蚀剂组合物,JP2008-249993A1提到一种正性型化学放大光致抗蚀剂组合物,该光致抗蚀剂组合物任选地包含胺化合物作为猝灭剂。JP2007-272087A1提到一种正性型光敏树脂组合物,该正性型光敏树脂组合物任选地包含氮有机化合物作为酸扩散控制剂。
发明内容
本申请给出如下方面的发明。
[1]一种光致抗蚀剂组合物,所述光致抗蚀剂组合物包含:
树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;
酸生成剂;
由式(I)表示的化合物;和
溶剂,所述溶剂的量为所述光致抗蚀剂组合物的总量的40至75质量%:
Figure BDA00003244588500011
其中环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,
A1表示苯基或萘基,并且
n表示2或3的整数。
[2]根据[1]所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述环W1是含氮杂环。
[3]根据[1]所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述树脂包含由式(a1-1)或式(a1-2)表示的结构单元:
Figure BDA00003244588500021
其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,或者Ra1、Ra2和Ra3中的两个彼此连接以形成C2-C20二价烃基并且另一个表示C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,
Ra4表示氢原子或甲基,
Figure BDA00003244588500022
其中Ra1’和Ra2’各自独立地表示氢原子或其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,并且Ra3’表示其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C20烃基,或
Ra1’和Ra2’中的一个表示氢原子或其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,并且另一个是连接至Ra3’而形成其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C2-C20二价烃基,
Ra5表示氢原子或甲基,
Ra6表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,并且m表示0至4的整数。
[4]根据[1]至[3]中任一项所述的光致抗蚀剂组合物,
其中所述酸生成剂是由式(b1)或式(b3)表示的化合物,
Figure BDA00003244588500031
其中Rb1表示任选地具有氟原子的并且其中的亚甲基任选已经被氧原子或羰基代替的C1-C18烃基,
Rb3表示氢原子、C1-C5烷基或C1-C5烷氧基,并且
环Wb1表示任选地具有取代基的C6-C14芳香族烃环或任选地具有取代基的C6-C14杂环。
[5]根据[3]或[4]中任一项所述的光致抗蚀剂组合物,
其中所述酸生成剂是由式(b1)表示的化合物。
[6]根据[4]或[5]中任一项所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述环Wb1表示萘环。
[7]一种用于制备光致抗蚀剂膜的光致抗蚀剂组合物,所述光致抗蚀剂膜的厚度为3μm至150μm,所述光致抗蚀剂组合物包含:
树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;
酸生成剂;
由式(I)表示的化合物;和
溶剂;
Figure BDA00003244588500032
其中环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,
A1表示苯基或萘基,并且
n表示2或3的整数。
[8]一种用于制备光致抗蚀剂图案的方法,所述方法包括:
(1)将根据[1]至[7]中任一项所述的光致抗蚀剂组合物涂敷在基板上的步骤,
(2)通过干燥所述光致抗蚀剂组合物形成光致抗蚀剂组合物膜的步骤,
(3)将所述光致抗蚀剂组合物膜曝光的步骤,以及
(4)将所曝光的光致抗蚀剂组合物膜显影的步骤。
本发明的光致抗蚀剂组合物可以提供厚的光致抗蚀剂膜和具有良好形状的光致抗蚀剂图案。
附图说明
图1(a)、1(b)和1(c)示出了在实施例1至9和比较例1至4中制备的具有线和空间图案的光致抗蚀剂膜的示意性截面图。
图2(a)和2(b)示出了在实施例10至11和比较例5至6中制备的具有接触孔图案的光致抗蚀剂膜的示意性截面图。
具体实施方式
本发明的光致抗蚀剂组合物包含:
树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;
酸生成剂;
由式(I)表示的化合物;和
溶剂。
光致抗蚀剂组合物包含显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加的树脂,所述树脂有时被称为“树脂(A)”。光致抗蚀剂组合物可以包含除树脂(A)之外的其他树脂。
在本文中,“通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加”意指树脂的溶解度通过使其与酸接触而变得增加,例如,在将树脂与酸接触之前,其在碱性水溶液中不溶或难溶,但在与酸接触之后变得在碱性水溶液中可溶。
树脂(A)优选包含具有酸不稳定基团的结构单元。在下文中该结构单元有时被称为“结构单元(a1)”。
在本文中,“酸不稳定基团”意指能够通过酸的作用消除而形成亲水基团如羟基或羧基的基团。
酸不稳定基团的实例包括由式(1)或式(2)表示的基团:
Figure BDA00003244588500051
其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,或Ra1、Ra2和Ra3中的两个彼此连接而形成C2-C20二价烃基并且另一个是C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,并且*表示连接位置。
Figure BDA00003244588500052
其中Ra1’和Ra2’各自独立地表示氢原子或其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,并且Ra3’表示其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C20烃基,
或者Ra1’和Ra2’中的一个表示氢原子或其中的亚甲基任选已经由氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,并且另一个连接至Ra3’而形成其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C2-C20二价烃基,并且*表示连接位置。
由Ra1、Ra2和Ra3表示的C1-C8烷基的具体实例包括甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。
由Ra1、Ra2和Ra3表示的脂环烃基可以是单环或多环的。脂环烃基的实例包括单环脂环烃基如C3-C20环烷基(例如环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、环庚基和环辛基)和多环脂环烃基如十氢化萘基、金刚烷基、降冰片基,以及以下各项基团:
Figure BDA00003244588500053
其中*表示连接位置。
脂环烃基优选具有3至16个碳原子。
当Ra1和Ra2彼此连接而形成二价烃基时,由-C(Ra1)(Ra2)(Ra3)表示的基团的实例包括以下基团,并且所述二价烃基优选具有3至12个碳原子:。
Figure BDA00003244588500061
其中Ra3与上面定义的相同,并且*表示连接位置。
作为由式(1)表示的基团,优选的是1,1-二烷基烷氧基羰基,即由式(1)表示的基团,其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示C1-C8烷基,优选叔丁基;
2-烷基金刚烷-2-基氧基羰基,即,由式(1)表示的基团,其中Ra1和Ra2彼此连接而形成金刚烷基环并且Ra3是C1-C8烷基;以及1-(金刚烷-1-基)-1-烷基烷氧基羰基,即,由式(1)表示的基团,其中Ra1和Ra2是C1-C8烷基并且Ra3是金刚烷基。
由Ra1’、Ra2’和Ra3’表示的烃基的实例包括烷基、脂环烃基、芳香族烃基和它们的组合结构。
烷基和脂环烃基的实例包括与如上所述相同的实例。
芳香族烃基的实例包括芳基如苯基、萘基、对甲基苯基、对叔丁基苯基、对金刚烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基、
Figure BDA00003244588500062
基、联苯基、菲基、2,6-二乙苯基和2-甲基-6-乙基苯基。
通过组合烷基和脂环烃基形成的基团包括甲基环己基、二甲基环己基、甲基降冰片基、异冰片基和2-烷基金刚烷-2-基、1-(金刚烷-1-基)烷烃-1-基。
通过组合烷基和芳香族烃基形成的基团包括芳烷基,具体地苄基、苯乙基、苯基丙基、三苯甲基、萘基甲基和萘基乙基。
当Ra1’和Ra2’彼此连接而形成二价烃基时,该二价烃基包括其中已经从由Ra1’、Ra2’和Ra3’表示的烃基移除一个氢原子的基团。
优选的是Ra1’和Ra2’中的至少一个是氢原子。
由式(2)表示的基团的实例包括以下各项。
其中*表示连接位置。
衍生具有酸不稳定基团的结构单元的单体优选为在其侧链中具有酸不稳定基团并且具有碳-碳双键的单体,并且更优选为在其侧链中具有由式(1)表示的基团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体,以及具有由式(2)表示的基团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体,并且还更优选在其侧链中具有由式(1)表示的基团的丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯单体。
树脂(A)可以包含一个或多个结构单元(a1)。
具有酸不稳定基团的结构单元的优选实例包括由式(a1-1)和(a1-2)表示的结构单元:
Figure BDA00003244588500072
在每个式中,Ra1、Ra2、Ra3、Ra1’、Ra2’和Ra3’与上面的含义相同,
Ra4和Ra5各自独立地表示氢原子或甲基,
Ra6表示C1-C8烷基或C1-C8烷氧基,
并且m1表示0至4的整数。
在式(a1-2)中,Ra1’优选为氢原子。
Ra2’优选为C1-C12烃基,更优选C1-C12烷基,并且还更优选甲基和乙基。式(a1-1)和(a1-2)中的烃基优选包括C1-C18烷基、C3-C18脂环烃基、C6-C18芳香族烃基,以及它们的组合基团,更优选为C1-C18烷基、C3-C18脂环烃基和C7-C18芳烷基。烷基和脂环烃基优选是未取代的。当芳香族烃基已经被取代时,取代基为C6-C10芳氧基。
Ra5优选为氢原子。
Ra6优选为C1-C4烷氧基,并且更优选为甲氧基和乙氧基,并且还更优选为甲氧基。
m优选为0或1,并且更优选为0。
由式(a1-1)表示的结构单元的实例包括由式(a1-1-1)至(a1-1-17)表示的那些。
Figure BDA00003244588500081
由式(a1-2)表示的结构单元的实例包括得自由式(a1-2-1)至(a1-2-8)中的任一项表示的单体的那些结构单元。
当树脂包含由式(a1-1)和/或式(a1-2)表示的结构单元时,基于树脂的全部结构单元的总摩尔数,这些结构单元的总含量通常为10至95摩尔%并且优选15至90摩尔%,更优选25至85摩尔%,并且再更优选20至60摩尔%。
除具有酸不稳定基团的结构单元之外,树脂优选可以包含不具有酸不稳定基团的结构单元。树脂可以具有两种以上类型的不具有酸不稳定基团的结构单元。不具有酸不稳定基团的结构单元优选包括羟基或内酯环。当树脂包含不具有酸不稳定基团的结构单元时,具有酸不稳定基团的结构单元与不具有酸不稳定基团的结构单元的含量比,即,[具有酸不稳定基团的结构单元]:[不具有酸不稳定基团的结构单元]基于摩尔计优选为10∶90至80∶20,更优选20∶80至60∶40。
由式(a2)表示的结构单元的实例包括由式(a2-1)、(a2-2)和(a2-3)表示的那些。
Figure BDA00003244588500101
其中Ra7、Ra8和Ra9独立地表示氢原子或甲基,
Ra10表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,
m′表示0至4的整数,
Ra11表示C1-C10一价或二价烃基,
Ra12表示C1-C6烷基,
La1表示C1-C6一价或二价烷二基,并且
n′表示1至30的整数。
式(a2-1)、(a2-2)和(a2-3)中的烷基的实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。
烷氧基的实例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基和己氧基。烷二基的实例包括
直链烷二基基,如亚甲基、亚乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基和己烷-1,6-二基,以及支链的烷二基,如丙烷-1,2-二基、戊烷-1,4-二基和2-甲基丁烷-1,4-二基。
由Ra11表示的烃基包括C1-C10一价或二价烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基;C3-C10一价或二价环烷基如环戊基、环己基、环庚基;C6-C10一价或二价芳香族烃基如苯基、萘基;C7-C10一价或二价芳烷基如苯甲基。
Ra7优选表示氢原子。
Ra10优选表示C1-C4烷氧基,更优选甲氧基或乙氧基,并且还更优选甲氧基。
m′优选表示0或1的整数,更优选0的整数。
Ra11优选表示C1-C6一价或二价烷基。
La1优选表示乙烷-1,2-二基、丙烷-1,3-二基和丁烷-1,2-二基,更优选表示乙烷-1,2-二基。
n优选表示1至10的整数。
由式(a2-1)表示的结构单元的实例包括由式(a2-1-1)、(a2-1-2)、(a2-1-3)和(a2-1-4)表示的那些。衍生由式(a2-1)表示的结构单元的单体在JP2010-204634A1中提及。
Figure BDA00003244588500111
衍生由式(a2-2)表示的结构单元的单体的实例包括(甲基)丙烯酸烷基酯,如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、
(甲基)丙烯酸环烷基酯如(甲基)丙烯酸环戊基酯和(甲基)丙烯酸环己基酯、多环(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、
以及(甲基)丙烯酸芳基酯如(甲基)丙烯酸苯酯和(甲基)丙烯酸苄酯。
在本文中,“(甲基)丙烯酸酯”包括丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯。
衍生由式(a2-3)表示的结构单元的单体的实例包括(甲基)丙烯酸酯,如乙二醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
乙二醇单乙基醚(甲基)丙烯酸酯、
乙二醇单丙基乙基醚(甲基)丙烯酸酯、
乙二醇单丁基醚(甲基)丙烯酸酯、
二甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
三甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
四甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
五甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
六甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、
九甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯、和
八甘醇单甲基醚(甲基)丙烯酸酯。
衍生由式(a2)表示的结构单元的单体的实例包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、巴豆酸、(甲基)丙烯酸2-羟乙基酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙基酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、2-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲氧基苯乙烯和4-异丙氧基苯乙烯。
树脂(A)的实例包括包含如由下式(A1-1)至(A1-19)表示的结构单元的组合的那些。
Figure BDA00003244588500121
Figure BDA00003244588500131
树脂(A)优选包括由式(a1)表示的结构单元和由式(a2)表示的结构单元,更优选由式(a1-1)和/或式(a1-2)表示的结构单元以及由式(a2)表示的结构单元。
树脂(A)可以通过将上述单体以诸如自由基聚合之类的已知方式聚合而制备。
例如,树脂可以通过使由式(a1-1)和/或式(a1-2)表示的结构单元反应,并且任选地进一步使所获得的聚合物与酚醛清漆树脂和具有至少两个乙烯基氧基的化合物反应而制备。用于任选的反应所要使用的酚醛清漆树脂将在后面描述。具有至少两个乙烯基氧基的化合物的实例包括1,4-环己烷二甲醇二乙烯基醚和乙二醇二乙烯基醚。
通过第一聚合获得的聚合物与酚醛清漆树脂的量的比以质量计优选为30∶70至70∶30。
在任选的反应中,具有至少两个乙烯基氧基的化合物的量相对于每100份的所使用的全部聚合物优选为10至30份的范围内,更优选在2至10份的范围内。
任选的反应的更具体的过程描述在JP2008-134515A1、JP2008-46594A1等中。
树脂(A)的重均分子量优选为10000以上,更优选15000以上,并且600000以下,更优选500000以下。
当树脂(A)通过进行任选的反应获得时,树脂的重均分子量优选为5000以上,更优选10,000以上,并且优选300,000以下,更优选200,000以下。
在本文中,重均分子量可以通过凝胶渗透色谱使用标准聚苯乙烯作为标准参考物质确定。用于色谱的详细条件描述在本申请的实施例中。
本发明的光致抗蚀剂组合物可以还包含除树脂(A)之外的其他树脂。
除树脂(A)之外的其他树脂优选为碱可溶树脂。碱可溶树脂意指包含酸基团并且在碱性显影液中可溶的树脂。酸基团包括羧基、磺基或酚式羟基。
碱可溶树脂包括本领域中的已知树脂如酚醛清漆树脂和不包含结构单元(a1)但是包含结构单元(a2-1)的树脂。作为碱可溶树脂,酚醛清漆树脂是优选的。
酚醛清漆树脂是通过将苯酚化合物与醛在催化剂的存在下缩合获得的树脂。
苯酚化合物的实例包括苯酚,邻、间或对甲酚,2,3-、2,5-、3,4-或3,5-二甲苯酚、2,3,5-三甲酚、2-、3-或4-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-或5-甲酚、2-、4-或5-甲基间苯二酚、2-、3-或4-甲氧基苯酚、2,3-、2,5-或3,5-二甲氧基苯酚、2-甲氧基间苯二酚、4-叔丁基邻苯二酚、2-、3-或4-乙苯酚、2,5-或3,5-二乙苯酚、2,3,5-三乙苯酚、2-萘酚、1,3-、1,5-或1,7-二羟基萘,以及
通过将二甲苯酚与羟基苯甲醛缩合获得的聚羟基三苯基甲烷化合物。这些苯酚化合物中的一个或多个可以用于制备所述的其他树脂。
其中,苯酚化合物优选为邻甲酚、间甲酚、对甲酚、2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,4-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚、2,3,5-三甲酚、2-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、4-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲酚或2-叔丁基-5-甲酚。
醛的实例包括脂族醛如甲醛、乙醛、丙醛、正丁醛、异丁醛、丙烯醛或巴豆醛;脂环醛如环己醛、环戊醛、糠醛和呋喃丙烯醛;
芳香族醛如苯甲醛、邻、间或对甲基苯甲醛、对乙基苯甲醛、2,4-、2,5-、3,4-或3,5-二甲基苯甲醛或邻、间或对羟基苯甲醛;和芳香族脂族醛如苯基乙醛或肉桂醛。
这些醛中的一个或多个可以用于制备所述的其他树脂。其中,考虑到容易的工业可得性,甲醛是优选的。
用于苯酚化合物和醛的缩合的催化剂包括无机酸如盐酸、硫酸、高氯酸或磷酸;有机酸如甲酸、乙酸、草酸、三氯乙酸或对甲苯磺酸;二价金属盐如乙酸锌、氯化锌或乙酸镁。
这些催化剂中的一个或多个可以用于制备所述的其他树脂。所要使用的催化剂的量通常为每摩尔醛0.01至1摩尔。
苯酚化合物和醛的缩合可以以已知方式进行。缩合可以通过以下方式进行:将苯酚化合物与醛混合,之后使它们在60℃至120℃的范围内的温度反应2至30小时。缩合可以在溶剂如甲基乙基酮、甲基异丁基酮和丙酮的存在下进行。在反应之后,通过将在水中不溶的溶剂加入至反应混合物,将混合物用水洗涤,之后将其浓缩,可以收集酚醛清漆树脂。
本发明的光致抗蚀剂组合物中树脂的含量优选为固体组分的总量的80质量%以上,并且优选99质量%以下。
在本说明书中,″固体组分″意指光致抗蚀剂组合物中除了溶剂之外的组分。
树脂(A)的含量优选为树脂的总量的10%至100质量%,更优选15%至100质量%。
本发明的光致抗蚀剂组合物包含酸生成剂。
酸生成剂是可以通过光或辐射而分解产生酸的化合物。酸生成剂可以是离子或非离子的酸生成剂。酸生成剂可以单独使用,也可以以其两种以上的混合物使用。
非离子酸生成剂包括有机卤化物、磺酸酯(例如,2-硝基苄基酯、芳香族磺酸酯、肟磺酸酯、N-磺酰基氧基亚胺(N-sulfonyloxyimide)、N-磺酰基氧基亚胺、磺酰氧基酮、重氮基萘醌4-磺酸酯)和砜(例如,二砜、酮砜、磺酰重氮甲烷)。离子酸生成剂包括包含
Figure BDA00003244588500163
阳离子的
Figure BDA00003244588500164
盐(例如,重氮盐、
Figure BDA00003244588500165
盐、锍盐、碘
Figure BDA00003244588500166
盐)。
Figure BDA00003244588500167
盐的阴离子包括磺酸阴离子、磺酰亚胺阴离子和磺酰甲基化物阴离子。
酸生成剂包括在JP63-26653A1、JP55-164824A1、JP62-69263A1、JP63-146038A1、JP63-163452A1、JP62-153853A1、JP63-146029A1、美国专利号3779778、美国专利号3849137、德国专利号3914407和欧洲专利号126712中描述的在辐照后生成酸的化合物。
非离子酸生成剂优选为包含由式(B1)表示的基团的化合物。
Figure BDA00003244588500161
其中Rb1表示任选地具有氟原子的并且其中的亚甲基任选已经被氧原子或羰基代替的C1-C18烃基。
由Rb1表示的烃基包括:
C1-C18烷基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、癸基或十二烷基,
C3-C18脂环烃基,如单环脂环烃基如C3-C18环烷基(例如环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、环庚基和环辛基)和多环脂环烃基(例如十氢化萘基、金刚烷基、降冰片基),
C6-C18芳香族烃基,如苯基、萘基、对甲基苯基、对叔丁基苯基、对金刚烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基、基、联苯基、菲基、2,6-二乙苯基和2-甲基-6-乙苯基,和
其他基团如芳烷基。
烃基优选为C1-C10烷基和C6-C10芳香族烃基,并且更优选C1-C8烷基,并且还更优选C1-C4烷基。
其中亚甲基已经被氧原子或羰基代替的烃基包括由式(Y1)至(Y12)表示的那些烃基,优选由式(Y7)至(Y9)表示的那些烃基,更优选由式(Y9)表示的烃基。
Figure BDA00003244588500171
具有氟原子的烃基包括:
氟烷基如氟甲基、氟乙基、氟丙基、氟丁基、氟戊基、氟己基、氟庚基和氟辛基;脂环氟烃基如C3-C10氟环烷基;
芳香族氟烃基如氟苯基和氟萘基,以及它们的组合结构。
具有氟原子的烃基优选为C1-C10氟烷基和C6-C10芳香族氟烃基,并且更优选C1-C8全氟烷基,并且还更优选C1-C4全氟烷基。
由式(B1)表示的化合物包括由式(b1)、(b2)、(b3)和(b4)表示的化合物,优选由式(b1)、(b2)和(b3)表示的化合物,更优选由式(b1)和(b3)表示的化合物,并且还更优选由式(b1)表示的化合物。
Figure BDA00003244588500172
其中Rb1与上面定义的相同,Rb2、Rb3和Rb4各自独立地表示氢原子、C1-C5烷基或C1-C5烷氧基,并且环Wb1表示可以具有取代基的C6-C14芳香族烃环和任选地具有取代基的C6-C14芳香族杂环基。
由Rb2、Rb3和Rb4表示的烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基和戊基,优选甲基。
由Rb2、Rb3和Rb4表示的烷氧基包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和戊氧基,优选甲氧基。
由环W1表示的芳香族烃环包括苯环、萘环和蒽环。
由环Wb1表示的芳香族杂环基可以具有硫或氧原子,其包括以下各项:
Figure BDA00003244588500181
环Wb1任选地具有的取代基包括C1-C5烷基。
环Wb1优选为萘环,更优选为未取代的萘环。
由式(b1)表示的化合物优选为由式(b5)至(b8)中的任一项表示的化合物,更优选由式(b5)表示的化合物。
Figure BDA00003244588500182
其中Rb1与上面定义的相同,Rb5、Rb6和Rb7各自独立地表示氢原子,或C1-C5烷基。
由式(b1)表示的化合物的具体实例优选包括由式(b1-1)至(b1-11)表示的那些,更优选由式(b1-5)至(b1-11)表示的那些,并且还更优选由式(b1-6)和(b1-7)表示的那些。
由式(b2)表示的化合物的具体实例包括以下化合物。
Figure BDA00003244588500192
由式(b3)表示的化合物的具体实例包括以下化合物。
由式(b4)表示的化合物的具体实例包括以下化合物。
离子酸生成剂是由式(b9)或(b10)表示的化合物。
其中Ab1和Ab2各自独立地表示氧原子或硫原子,
Rb8、Rb9、Rb10和Rb11各自独立地表示C1-C10烷基或C6-C12芳香族烃基,并且
X1-和X2-各自独立地表示有机阴离子。
由Rb8、Rb9、Rb10和Rb11表示的烷基包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。
由Rb8、Rb9、Rb10和Rb11表示的芳香族烃基包括芳基,如苯基、萘基、蒽基、对甲基苯基、对叔丁基苯基、对金刚烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯烯基、
Figure BDA00003244588500204
基、联苯基、菲基、2,6-二乙苯基和2-甲基-6-乙苯基。
Rb8、Rb9、Rb10和Rb11优选为C6-C12芳香族烃基,更优选苯基。
X1-和X2-的实例包括磺酸阴离子、双(烷基磺酰)酰胺阴离子和三(烷基磺酰)甲基化物阴离子。优选的是磺酸阴离子,具体地由式(b11)表示的磺酸阴离子。
Figure BDA00003244588500203
其中Rb12表示可以具有氟原子的C1-C18烃基,其中甲基可以被氧原子或羰基取代。
Rb12的实例包括Rb1的那些实例。
由式(b9)表示的化合物包括以下化合物。
Figure BDA00003244588500211
由式(b10)表示的化合物包括以下化合物。
Figure BDA00003244588500212
酸生成剂在市场上是可得的,或者它可以通过已知方法制备。
酸生成剂的含量优选为每100份的全部树脂0.5至30重量份,更优选1至25重量份。
由式(I)表示的化合物如下所示。
Figure BDA00003244588500213
其中环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,
A1表示苯基或萘基,并且
n表示2或3的整数。
取代或未取代的氨基具体地由-NR1R2表示,其中R1和R2各自独立地表示氢原子、C1-C10脂族烃基、C3-C10脂环烃基、C6-C14芳香族烃基。
脂族烃基包括烷基如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基和辛基。
脂环烃基包括C3-C10环烷基如环戊基、环己基、甲基环己基、二甲基环己基、环庚基和环辛基,以及多环脂环烃基如十氢化萘基、金刚烷基、降冰片基。
芳香族烃基包括芳基如苯基、萘基、对甲基苯基、对叔丁基苯基、对金刚烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基、基、联苯基、蒽基、菲基、2,6-二乙苯基和2-甲基-6-乙基苯基。
在本文中,含氮杂环意指具有氮原子作为其成环原子的杂环。
含氮杂环可以是芳香性的或非芳香性的,其可以具有另一个杂原子如氧原子或硫原子。杂环通常具有1至3个氮原子。由W1表示的杂环包括由式(Y13)至(Y28)表示的环。
Figure BDA00003244588500221
环W1优选为由碳原子和一个或两个氮原子组成的5至6元芳香族杂环,具体地由式(Y20)至(Y25)中的任一个表示的环。各自由环W1表示的杂环和苯环均可以具有羟基或C1-C4烷基。
由式(I)表示的化合物包括由式(I-1)至(I-11)表示的那些化合物,优选由式(I-2)至(I-8)表示的那些。
Figure BDA00003244588500231
由式(I)表示的化合物可以通过已知方法制备,可以在市场上获得。
基于光致抗蚀剂组合物的全部固体组分,由式(I)表示的化合物的含量优选为0.01至4%,更优选为0.02至3%。
本发明的光致抗蚀剂组合物通常包含溶剂。溶剂的实例包括二醇醚酯如乙基溶纤剂乙酸酯,甲基溶纤剂乙酸酯和丙二醇单甲醚乙酸酯;二醇醚如丙二醇单甲醚;无环酯如乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯和丙酮酸乙酯;酮如丙酮、甲基异丁酮、2-庚酮和环己酮;和环状酯如γ-丁内酯。
溶剂的量为本发明的光致抗蚀剂组合物的总量的40重量%以上,优选45重量%以上,更优选50重量%以上。溶剂的量为本发明的光致抗蚀剂组合物的总量的75重量%以下,优选70重量%以下,并且更优选68重量%以下。
因为光致抗蚀剂组合物包含上述范围内的溶剂,它可以容易地形成具有3μm至150μm的厚度的组合物膜。
本发明的光致抗蚀剂组合物可以包含,如果需要,少量的多种添加剂如增感剂、分溶解抑制剂、其他聚合物、表面活性剂、稳定剂和染料,条件是不妨碍本发明的效果。
例如,光致抗蚀剂组合物可以还包含已知作为猝灭剂的碱性化合物。
本发明的光致抗蚀剂组合物通常可以通过以下方式制备:将酸生成剂、树脂(A)、由式(I)表示的化合物,以及如果需要时的添加剂以对于所述组合物合适的比例在溶剂中混合,任选地之后将混合物用具有0.11μm至50μm的孔径的过滤器过滤。
混合这些组分的顺序不限于任何特定的顺序。混合组分的温度通常为10至40℃,其可以依赖于树脂等而选择。混合时间通常为0.5至24小时,其可以考虑到温度而选择。用于混合组分的方式不限于包括搅拌器的特定方式。
光致抗蚀剂组合物中组分的量可以通过选择用于制备它们所使用的量而调节。
本发明的方法包括以下步骤(1)至(4):
(1)将本发明的光致抗蚀剂组合物涂布在基板上的步骤,
(2)通过将组合物干燥形成光致抗蚀剂组合物膜的步骤,
(3)将膜对辐射曝光的步骤,以及
(4)将曝光的膜显影以形成光致抗蚀剂图案的步骤。
组合物在基板上的涂布通常使用传统的设备如旋涂机进行。
基板包括其上可以预先形成半导体元件(例如,晶体管、二极管)的硅晶片。
如果光致抗蚀剂组合物被用于突起形成,则其上层压有导电材料的基板是优选的。这种导电材料包括包含选自由以下各项组成的组中的金属的合金:金(Au)、铜(Cu)、镍(Ni)、锡(Sn)、钯(Pd)和银(Ag),或包含选自该组中的金属的合金。优选的是铜或包含铜的合金。
可以将基板洗涤或用防反射层如含有六甲基二硅氮烷的防反射层涂布。
用于形成防反射层,可以使用可在市场上获得的用于有机防反射层的这种组合物。
光致抗蚀剂组合物膜通常通过以下方式形成:将所涂布的组合物用加热设备如热板或减压装置干燥,从而将溶剂干燥脱除。加热温度优选为50至200℃,并且操作压力优选为1至1.0*105Pa。
通过步骤(2)获得的膜的厚度在优选3μm至150μm,更优选4μm至100μm的范围内。
使用曝光系统将膜对辐射曝光。曝光通常通过具有图案的掩模进行,所述图案对应于所需的光致抗蚀剂图案。曝光光源包括已知的光源,优选g射线(波长:436nm),h射线(波长:405nm)和i射线(波长:365nm)。
该方法还可以包含步骤(3)之后的烘焙曝光的膜,所谓的曝光后烘焙。
烘焙曝光的膜的步骤用加热工具如电热板进行。脱保护反应进一步通过曝光后烘焙进行。
烘焙曝光的膜的温度优选为50℃至200℃,并且更优选60℃至120℃。烘焙时间通常为40至400秒,优选50至350秒。
曝光的或烘焙的光致抗蚀剂组合物膜的显影通常用碱性显影液、使用显影设备进行。
所要使用的碱性显影液可以是本领域中所使用的各种碱性水溶液中的任一种。一般地,通常使用氢氧化四甲铵或(2-羟乙基)三甲基铵氢氧化物(通常已知作为″胆碱″)的水溶液。
在显影之后,优选将所形成的光致抗蚀剂图案用超纯水洗涤,并且优选将光致抗蚀剂图案和基板上的残留水移除。
本发明的光致抗蚀剂组合物可以提供厚的光致抗蚀剂膜和这种厚膜上的精细的光致抗蚀剂图案,以使得组合物适用于制备突起。
本发明的光致抗蚀剂组合物可用作用于制备突起的材料。
突起可以通过包括以下步骤的方法制备;
将导电材料(例如种金属)层压在其上可以具有半导体元件的晶片上,从而形成导电膜,
通过本发明的方法在导电膜上制备光致抗蚀剂图案,
使用光致抗蚀剂图案作为其模型,图案化镀敷电极材料如Cu、Ni或焊料,以及
通过刻蚀等将光致抗蚀剂膜和导电膜从器件移除,任选地之后通过将电极材料热熔化而移除该电极材料。
实施例
本发明将通过实施例更具体进行描述,所述实施例不应解释为限制本发明的范围。
除非另外具体地指出,用于表示在以下实施例和比较例中使用的任意组分的含量和任意材料的量的″%″和″份″均基于重量。
化合物的结构通过质谱法(液相色谱:1100型,由AGILENTTECHNOLOGIES LTD.制造,质谱:LC/MSD型,由AGILENTTECHNOLOGIES LTD.制造)测定。在下文中,将质谱法中的峰的值称为“质量”。
在以下实施例中使用的任意材料的重均分子量均是通过凝胶渗透色谱在以下条件下测定的值。
仪器:HLC-8120GPC型,由TOSOH CORPORATION制造
柱:三个具有保护柱的TSKgel Multipore HXL-M,由TOSOHCORPORATION制造
溶剂:四氢呋喃
流速:1.0mL/分钟。
检测器:RI检测器
柱温:40℃
注入体积:100μL
标准参比物质:标准聚苯乙烯,由TOSOH CORPORATION制造
合成例1
向具有搅拌器件、回流冷凝器和温度计的四颈烧瓶,加入118份的1,4-二
Figure BDA00003244588500261
烷,之后加热至77℃。
将42.7份的甲基丙烯酸叔丁酯、29.8份的甲氧基聚乙二醇甲基丙烯酸酯(商品名:轻酯130MA,Kyoeisha Chemistry Co.,Ltd.)、45.2份的甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯和0.4份的偶氮双异丁腈溶解在59份的1,4-二
Figure BDA00003244588500262
烷中。将所获得的溶液在1小时内滴加至加热的1,4-二烷中,之后将它们在77℃搅拌10小时。
之后将反应混合物冷却并之后用130份的甲醇和92份的丙二醇甲基醚乙酸酯稀释。将稀释后的反应混合物倒入至1440份的水中,以产生树脂沉淀物。将所沉淀的树脂通过过滤收集并溶解在184份的丙二醇甲基醚乙酸酯中,之后将溶液倒入至423份甲醇和918份水的混合物中,以产生树脂沉淀物。将所获得的沉淀物溶解在丙二醇甲基醚乙酸酯中并且之后浓缩,获得40重量%的树脂溶液。
所获得的树脂被称为“树脂A1-1”,其重均分子量为110000。树脂A1-1包含以下结构单元。
合成例2
将二十(20)份的聚乙烯基苯酚(商品名VP-15000,Nippon Soda Co.,Ltd.的产品)溶解在240份的甲基异丁基酮中,之后将其用蒸发器浓缩。
向具有搅拌器件、回流冷凝器和温度计的四颈烧瓶中,倒入浓缩的混合物和0.003份的对甲苯磺酸脱水物,并且之后在20至25℃的温度在10分钟内向其中滴加5.05份的乙基乙烯基醚。将所获得的混合物在上述温度搅拌2小时,并且之后用200份的甲基异丁基酮稀释,之后将其用离子交换水洗涤五次。
使用蒸发器将洗涤后的混合物浓缩直至其量成为45份,并且向其加入150份的丙二醇单甲基醚乙酸酯,之后将其再次浓缩,获得78份的树脂A1-2的丙二醇单甲基醚乙酸酯溶液(29%的固含量),其重均分子量为22100,并且其中乙氧基乙基的含量为38.5%。树脂A1-2包含以下结构单元。
Figure BDA00003244588500272
合成例3
向具有搅拌器件、回流冷凝器和温度计的四颈烧瓶中,倒入413.5份的2,5-二甲苯酚、103.4份的水杨醛、20.1份的对甲苯磺酸和826.9份的甲醇,并且加热以使得混合物回流,并且之后将混合物的温度保持4小时。之后将所获得的混合物冷却,并且向其进料1320份的甲基异丁基酮,之后蒸馏出1075份的混合物。
之后将762.7份的间甲酚和29份的2-叔丁基-5-甲酚加入至残留物中,并且加热至65℃,之后在1.5小时内向其滴加678份的37%福尔马林,同时在滴加的结束时将混合物的温度控制为87℃。之后将混合物的温度在87℃保持10小时,并且之后将1115份的甲基异丁基酮加入至所获得的树脂溶液中,之后将其用水洗涤三次。向洗涤后的树脂溶液加入500份的甲基异丁基酮,之后将其在减压下蒸馏,直至溶液的量成为3435份。向洗涤后的树脂溶液加入3796份的甲基异丁基酮和4990份的正庚烷,并且加热至60℃,并且之后搅拌1小时,之后将其从底层的树脂溶液分离。向所分离的树脂溶液中,加入3500份的丙二醇单甲基醚乙酸酯以将其稀释,之后将其在减压下蒸馏直至溶液的量成为1690份(43%的固含量)。
将所获得酚醛清漆树脂称为“树脂A2-1”,其重均分子量为7000。
实施例1至7和比较例1至3
将以下组分混合并溶解在下面提到的溶剂中,并且进一步通过具有0.5μm的孔直径的氟树脂过滤器过滤,以制备光致抗蚀剂组合物。在表1中给出了每个实施例中组分的含量。
表1中记述的符号表示以下组分。
<树脂>
A1-1:树脂A1-1
A1-2:树脂A1-2
A2-1:树脂A2-1
<酸生成剂>
B1:由下式表示的化合物,商品名“NAI-105”,Midori Kagaku,Co.,Ltd.的产品
Figure BDA00003244588500291
B2:由下式表示的化合物,商品名“IRGACURE PAG-103”,BASF Japan,Co.,Ltd.的产品
Figure BDA00003244588500292
<猝灭剂>
I1:2,4,5-三苯基咪唑(Tokyo Chemical Industry,Co.,Ltd.的产品)
I2:4,5-二苯基咪唑(Tokyo Chemical Industry,Co.,Ltd.的产品)
I3:2,6-二苯基吡啶(Tokyo Chemical Industry,Co.,Ltd.的产品)
C1:N,N-二环己基甲基胺(Aldrich Corporation的产品)
C2:2-苯基咪唑(Tokyo Chemical Industry,Co.,Ltd.的产品)
<溶剂>
丙二醇单甲基醚乙酸酯
<表面活性剂>
聚醚改性硅油(Toray silicone SH8400;Toray Dow Corning,Co.,Ltd.的产品)0.0019份
表1
Figure BDA00003244588500301
(光致抗蚀剂图案的制备)
在其中已经将铜气相沉积在硅晶片上的基板(4英寸)上,旋涂如上制备的光致抗蚀剂组合物中的每一个,以使得在干燥之后所得到的膜的厚度成为5μm。将由此用各个光致抗蚀剂组合物涂布的铜基板各自在直接电热板上在如表1中所示的温度预烘焙180秒。
使用i射线分档器(stepper)(“NSR1755i7A”,由NikoN制造,NA=0.5),对每一个由此形成有相应的膜的晶片以逐步变化的曝光量进行1∶1线和空间图案曝光。曝光使用具有线和空间图案的掩模进行。
在曝光之后,用2.38重量%的氢氧化四甲铵水溶液对每个晶片进行搅拌显影(paddle development)60秒。在实施例1和2,以及比较例1和2中,在搅拌显影之前,将每个晶片在电热板上、在表1所示的温度进行曝光后烘焙60秒。
(评价)
I.形状
光致抗蚀剂图案通过在ES的曝光量下使用具有线宽为3μm的线和空间图案的掩模进行曝光的方法获得,并且之后用扫描电子显微镜观察每个图案。
在本次评价中,ES(有效灵敏度)意指在通过具有线和空间图案的掩模曝光之后具有3μm线宽的线和空间图案成为1∶1的曝光量。
当如图1(a)中所示图案的外形顶边和底边都是矩形时,将其标记为“○”(好)。
当如图1(b)中所示,当图案的外形在其顶边为圆形形状时,或如图1(c)中所示当其外形看起来像字母“T”的形状时,将其标记为“×”(差)。
II.分辨率
用扫描电子显微镜观察以与“I.形状”相同的方式获得的每一个图案。在所溶解的图案中,确定最小线宽作为分辨率值。
III.储存稳定性
将光致抗蚀剂组合物的每一个都在40℃储存2周。用储存之后的光致抗蚀剂组合物,按如上所述制备光致抗蚀剂图案,并且按如上所述评价它们各自的外形。
如果图案的形状和外形两者都未改变并且储存之后的灵敏度与其在储存之前的灵敏度相差10%以下,则将其标记为“○”(好)。
如果图案的形状或外形改变,或者如果储存之后的灵敏度与储存之前其灵敏度相差10%以上,则将其标记为“×”(差)。
IV.膜的表面
通过肉眼观察预烘焙的光致抗蚀剂组合物膜,即曝光之前的膜。如果未观察到表面的不均匀性,则将其标记为“○”(好)。如果观察到表面的不均匀性,则将其标记为“×”(差)。
评价的结果在表2中列出。
在给出外形的结果的栏中,括号中的数字表示分辨率值(μm)。在给出形状的结果的栏中,符号(a)至(c)表示对应于每个形状的图的符号。
表2
形状 分辨率(μm) 储存稳定性 膜的表面
实施例1 ○(a) 2
实施例2 ○(a) 2
实施例3 ○(a) 2
实施例4 ○(a) 2
实施例5 ○(a) 2
实施例6 ○(a) 2
实施例7 ○(a) 2
比较例1 ×(c) 2 ×
比较例2 ×(b) 3 -
比较例3 - - - ×
实施例8至10和比较例4
将如表3中所示的组分和如下的表面活性剂混合并且溶解在与实施例1至7相同的溶剂中,并且通过具有5μm的孔直径的氟树脂过滤器进一步过滤,以制备光致抗蚀剂组合物。组分的含量在表3中给出。
<表面活性剂>
聚醚改性的硅油(Toray silicone SH8400;Toray Dow Corning,Co.,Ltd.的产品)0.0017份
表3
Figure BDA00003244588500331
除了预烘焙之后的膜厚为20μm而不是2μm以外,以与实施例1至7相同的方式进行光致抗蚀剂图案。
所获得的图案评价如下。
I.形状
光致抗蚀剂图案通过在ES的曝光量下使用上述掩模进行曝光的方法获得,并且用扫描电子显微镜观察。
在本次评价中,ES(有效灵敏度)意指经由通过使用具有线宽20μm的线和空间图案的掩模获得的具有线和空间图案的掩模曝光之后,20μm的线和空间图案的线宽成为1∶1的曝光量。
以与实施例1至7的标准相同的标准确定每个形状。
II.分辨率
用扫描电子显微镜观察以与“I.形状”相同的方式获得的每一个图案。在所溶解的图案中,确定最小线宽作为分辨率值。
III.储存稳定性
将每一个光致抗蚀剂组合物在40℃储存2周。用储存之后的光致抗蚀剂组合物,如上所述制备光致抗蚀剂图案,并且如上所述进行每个评价。以与实施例1至7的标准相同的标准测定稳定性。
IV.膜的表面
以与实施例1至7的标准相同的标准评价预烘焙的膜。
评价的结果在表4中给出。
在给出形状结果的栏中,符号(a)至(c)表示对应于每一种形状的图的符号。
表4
形状 分辨率(μm) 储存稳定性 膜的表面
实施例8 ○(a) 5
实施例9 ○(a) 5
实施例10 ○(a) 5
比较例4 ×(c) 5 ×
实施例11至12和比较例5和6
将如表5中所示的组分和如下的表面活性剂混合并溶解在与实施例1至7相同的溶剂中,并且进一步通过具有15μm的孔直径的氟树脂过滤器过滤,以制备光致抗蚀剂组合物。各组分的含量在表5中给出。
<表面活性剂>
聚醚改性的硅油(Toray silicone SH8400;Toray Dow Corning,Co.,Ltd.的产品)0.0014份
表5
在已经将铜气相沉积在硅晶片上的基板(4英寸)上,旋涂如上制备的每一个光致抗蚀剂组合物,以使得在干燥之后所得到的膜的厚度成为50μm。将由此涂布有相应的光致抗蚀剂组合物的铜基板各自在直接电热板上在表5中所示的温度预烘焙300秒。
使用i射线分档器(“NSR1755i7A”,由NikoN制造,NA=0.5),对由此形成有相应的抗蚀剂膜的每一个晶片使用光掩模以逐步变化的曝光量进行接触孔图案曝光,所述光掩模用于形成具有100μm的孔间距和50μm孔直径的接触孔图案。
在曝光之后,对每个晶片用2.38重量%氢氧化四甲铵的水溶液进行搅拌显影60秒。在实施例11,以及比较例5和6中,在搅拌显影之前,将每个晶片在电热板上在表5中所示的温度进行曝光后烘焙60秒。
(评价)
I.形状
光致抗蚀剂图案通过在ES的曝光量下使用用于形成接触孔图案的光掩模进行曝光的方法获得,并且之后用扫描电子显微镜观察每个图案。在本次评价中,ES(有效灵敏度)意指可以获得具有50μm的孔直径的接触孔图案的曝光量。
当如图2(d)中所示图案的外形顶边和底边都是矩形时,将其标记为“○”(好)。
当如图2(e)中所示,当图案的外形在其底边为圆形形状时,则将其标记为“×”(差)。
II.分辨率
用扫描电子显微镜观察以与“I.形状”相同的方式获得的每一个图案。在所溶解的图案中,确定最小孔直径作为分辨率值。
III.储存稳定性
将每一个光致抗蚀剂组合物在40℃储存2周。用储存之后的光致抗蚀剂组合物,按如上所述制备光致抗蚀剂图案,并且按如上所述进行每一种评价。
以与实施例1至7的标准相同的标准测定稳定性。
IV.膜的表面
以与实施例1至7的标准相同的标准评价预烘焙的膜。
评价的结果在表6中列出。
在给出形状的结果的栏中,符号(d)和(e)表示对应于每一种形状的图的符号。
表6
形状 分辨率(μm) 储存稳定性 膜的表面
实施例10 ○(d) 10
实施例11 ○(d) 10
比较例5 ×(e) 10 ×
比较例6 - - - ×
本发明的光致抗蚀剂组合物可以提供能够形成具有精细外形的光致抗蚀剂图案的光致抗蚀剂膜,并且显示出色的储存稳定性。此外,由该光致抗蚀剂组合物获得的光致抗蚀剂膜厚,且具有平滑的表面。

Claims (8)

1.一种光致抗蚀剂组合物,所述光致抗蚀剂组合物包含:
树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;
酸生成剂;
由式(I)表示的化合物;和
溶剂,所述溶剂的量为所述光致抗蚀剂组合物的总量的40至75质量%:
Figure FDA00003244588400011
其中所述环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,
A1表示苯基或萘基,并且
n表示2或3的整数。
2.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述环W1是含氮杂环。
3.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述树脂包含由式(a1-1)或式(a1-2)表示的结构单元:
Figure FDA00003244588400012
其中Ra1、Ra2和Ra3各自独立地表示C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,
或者Ra1、Ra2和Ra3中的两个彼此连接而形成C2-C20二价烃基并且另一个是C1-C8烷基或C3-C20脂环烃基,并且
Ra4表示氢原子或甲基,
Figure FDA00003244588400021
其中Ra1’和Ra2’各自独立地表示氢原子或其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,Ra3’表示其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C20烃基,或
Ra1’和Ra2’中的一个表示氢原子或其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C1-C12烃基,并且另一个连接至Ra3’以形成其中的亚甲基任选已经被氧原子或硫原子代替的C2-C20二价烃基,
Ra5表示氢原子或甲基,
Ra6表示C1-C6烷基或C1-C6烷氧基,
并且m表示0至4的整数。
4.根据权利要求1所述的光致抗蚀剂组合物,
其中所述酸生成剂是由式(b1)或式(b3)表示的化合物,
Figure FDA00003244588400022
其中Rb1表示任选地具有氟原子并且其中的亚甲基任选已经被氧原子或羰基代替的C1-C18烃基,
Rb3表示氢原子、C1-C5烷基或C1-C5烷氧基,并且
环Wb1表示任选地具有取代基的C6-C14芳香族烃环或任选地具有取代基的C6-C14杂环。
5.根据权利要求4所述的光致抗蚀剂组合物,
其中所述酸生成剂是由式(b1)表示的化合物。
6.根据权利要求4或5所述的光致抗蚀剂组合物,其中所述环Wb1表示萘环。
7.一种用于制备光致抗蚀剂膜的光致抗蚀剂组合物,所述光致抗蚀剂膜的厚度为3μm至150μm,所述光致抗蚀剂组合物包含:
树脂,所述树脂显示通过酸的作用在碱性水溶液中的溶解度增加;
酸生成剂;
由式(I)表示的化合物;和
溶剂;
Figure FDA00003244588400031
其中所述环W1是含氮杂环,或具有取代或未取代的氨基的苯环,
A1表示苯基或萘基,并且
n表示2或3的整数。
8.一种用于制备光致抗蚀剂图案的方法,所述方法包括:
(1)将根据权利要求1或2所述的光致抗蚀剂组合物涂敷在基板上的步骤,
(2)通过干燥所述光致抗蚀剂组合物而形成光致抗蚀剂组合物膜的步骤,
(3)将所述光致抗蚀剂组合物膜曝光的步骤,以及
(4)将所曝光的光致抗蚀剂组合物膜显影的步骤。
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