JP2009024172A - アセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物 - Google Patents

アセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物 Download PDF

Info

Publication number
JP2009024172A
JP2009024172A JP2008185640A JP2008185640A JP2009024172A JP 2009024172 A JP2009024172 A JP 2009024172A JP 2008185640 A JP2008185640 A JP 2008185640A JP 2008185640 A JP2008185640 A JP 2008185640A JP 2009024172 A JP2009024172 A JP 2009024172A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
carbon atoms
acid
chemical formula
compound
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2008185640A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5478851B2 (ja
Inventor
Jung-Youl Lee
ジュンユル イ
Min-Ja Yoo
ミンヤ ユ
Jeong-Sik Kim
ジョンシク キム
Young-Bae Lim
ユンベ リム
Jae-Woo Lee
チェウ イ
Jae-Hyun Kim
チェヒュン キム
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongjin Semichem Co Ltd
Original Assignee
Dongjin Semichem Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dongjin Semichem Co Ltd filed Critical Dongjin Semichem Co Ltd
Publication of JP2009024172A publication Critical patent/JP2009024172A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5478851B2 publication Critical patent/JP5478851B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D317/00Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D317/08Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3
    • C07D317/72Heterocyclic compounds containing five-membered rings having two oxygen atoms as the only ring hetero atoms having the hetero atoms in positions 1 and 3 spiro-condensed with carbocyclic rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D339/00Heterocyclic compounds containing rings having two sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D339/02Five-membered rings
    • C07D339/06Five-membered rings having the hetero atoms in positions 1 and 3, e.g. cyclic dithiocarbonates
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular 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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055Radiation sensitive composition or product or process of making
    • Y10S430/114Initiator containing
    • Y10S430/122Sulfur compound containing
    • Y10S430/123Sulfur in heterocyclic ring

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Heterocyclic Compounds That Contain Two Or More Ring Oxygen Atoms (AREA)
  • Heterocyclic Compounds Containing Sulfur Atoms (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

【課題】露光中に光酸発生剤から発生された酸によって、露光後の加熱過程中に2次酸を生成して、フォトレジストパターンのラインエッジ粗さを改善し、フォトレジストのエネルギー感度を向上することができるアセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物が開示される。前記酸増幅剤は下記化学式の構造を有する。
【解決手段】
前記化学式において、Rは炭素数4から20の単環式または多環式飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族化合物の残基であり、Ra及びRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。
【選択図】図1

Description

本発明は酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物に関するものであって、さらに詳しくは露光中に光酸発生剤から発生された酸によって、露光後の加熱過程中に2次酸を生成し、フォトレジストパターンのラインエッジ粗さを改善し、フォトレジストのエネルギー感度を向上することができるアセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物に関する。
半導体ウエハやディスプレイ用ガラスを加工して、半導体チップやディスプレイ素子を製造するためには、フォトリソグラフィ工程(photolithography Process)を用いて、所定パターンの回路構造を形成しなければならない。フォトレジスト組成物は、前記フォトリソグラフィ工程に使用される最も重要な材料であって、最近、半導体またはディスプレイ素子の回路パターンが微細化されるにつれ、高い解像度を有するフォトレジスト組成物の必要性が増大されている。通常の酸増幅型フォトレジスト組成物は、高分子樹脂、光酸発生剤(photoacid generator:PAG)、有機溶媒、および必要に応じて塩基性化合物を含む。前記通常のフォトレジスト組成物は、主成分として高分子樹脂を含むので、加工性、コーティング安定性、食刻抵抗性などの機械的特性に優れているのみならず、食刻工程、イオン注入工程などの後続工程の後、容易に取り除くことができる長所がある。前記フォトレジスト組成物においては、露光光に対する光酸発生剤のエネルギー感度(energy sensitivity)に優れていなければ、微細パターンを形成することができないが、通常の光酸発生剤のみでは、フォトレジストの感度を満たせるほどに増加させることができない問題があり、これにより形成されたフォトレジストパターンのラインエッジ粗さ(Line edge roughness:LER)特性も満足できるものではない。
従って、本発明の目的は、フォトレジストパターンのラインエッジ粗さを改善し、フォトレジストのエネルギー感度を向上することができる酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物を提供することにある。
本発明の他の目的は、工程マージンであるフォーカスマージンを改善することができ、微細フォトレジストパターンの形成に有用な酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物を提供することにある。
前記目的を達成するために、本発明は下記化学式1の構造を有し、露光によって発生された酸によって2次酸を発生させることができる酸増幅剤を提供する。
前記化学式1において、Rは炭素数4から20の単環式または多環式飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族化合物の残基であり、RaおよびRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。
本発明はまた前記化学式1の構造を有する酸増幅剤0.01から5重量%、感光性高分子3から10重量%、感光性高分子100重量部当たり0.05から10重量部の光酸発生剤、および残りの有機溶媒を含むフォトレジスト組成物を提供する。
本発明による酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物は、フォトレジストパターンのラインエッジ粗さを改善し、フォトレジストのエネルギー感度を向上できるのみならず、工程マージンを改善することができ、微細フォトレジストパターンを形成することができる。
以下、本発明をさらに詳しく説明すれば以下の通りである。
本発明による新規な酸増幅剤は、露光によって発生された酸によって2次酸を発生させることができる化合物であって、分子内にアセタールまたはチオアセタール構造を含み、具体的には下記化学式1の構造を有する。
前記化学式1において、Rは炭素数4から20の単環式(mono−cyclic)または多環式(multy−cyclic)飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族(aromatic)化合物であり、Ra及びRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。前記Rとして使用され得る線状炭化水素基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−ブチル基、ヘキシル基などが挙げられ、前記ペルフルオロ化合物の残基としてはペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられ、前記芳香族化合物の残基としてはフェニル基、メチルフェニル基、tert−ブチルフェニル基などが挙げられる。また、前記R、R、RaおよびRbは炭素数1から4のアルキル基、ハロゲンで置換されることができるか、または未置換であることができる。
前記化学式1で示される酸増幅剤の代表的な例は以下の通りである。
前記化学式1の酸増幅剤を製造するためには、まず下記反応式1に示されたように、化学式2のヒドロキシケトン化合物と化学式3の2つのアルコール基またはチオアルコール基を有する化合物を反応させ、化学式4で示される中間体を製造する。
前記反応式1において、R、Ra、Rb及びAは前記化学式1で定めた通りであり、前記反応式1に示された反応は、常温、常圧で行うことができ、反応結果物を水で数回水洗して副産物を取り除いてから、アセトンなどで再結晶し、化学式4で示される中間体を製造することができる。
前記化学式2で示されるヒドロキシケトン化合物としては、

などが挙げられ、前記化学式3で示される化合物としては、

などが挙げられ、前記化学式4で示される中間体としては、

などが挙げられる。
次いで、下記反応式2に示されたように、前記化学式4で示される中間体と化学式5で示されるスルホニルハライドを反応させて、前記化学式1の酸増幅剤を製造する。前記反応は常温、常圧で行うことができ、反応結果物を水で数回水洗して副産物を取り除いてから、ヘキサンなどで再結晶し、化学式1で示される酸増幅剤を製造することができる。
前記反応式2において、R、R、Ra、Rb及びAは化学式1で定めた通りであり、Xはハロゲン、好ましくは塩素原子(Cl)またはブロム原子(Br)を示し、前記化学式5で示されるスルホニルハライドとしては、

などが挙げられる。
本発明による酸増幅剤は、露光中に光酸発生剤(Photoacid generator:PAG)から発生された酸によって、露光後の加熱(Post exposure bake:PEB)過程中に、2次酸(acid)を生産し、フォトレジストパターンのラインエッジ粗さ(Line edge roughness:LER)を改善し、フォトレジストのエネルギー感度(energy sensitivity)を向上させる。
本発明によるフォトレジスト組成物は、前記化学式1で示される酸増幅剤、感光性高分子、光酸発生剤および有機溶媒を含み、必要に応じてクエンチャー(Quencher)として塩基性化合物、界面活性剤などをさらに含むことができる。前記フォトレジスト組成物において、前記化学式1で示される酸増幅剤の含量は0.01から5重量%、好ましくは0.5から2重量%であり、前記感光性高分子の含量は3から10重量%、好ましくは3から5重量%であり、前記光酸発生剤は、感光性高分子100重量部当たり0.05から10重量部で使用することが好ましく、フォトレジスト組成物の残りの成分は有機溶媒である。また、塩基性化合物を使用する場合は、その使用量は全体フォトレジスト組成物に対し、0.01から10重量%、好ましくは0.01から2重量%である。ここで、前記酸増幅剤の含量が少なすぎれば、露光時に2次酸の発生量が少なくてラインエッジ粗さの改善効果が小さい問題があり、多すぎれば、過量の2次酸の発生によってパターンの断面形状が不均一になるのみならず、接触面との接着力の減少によってパターンの形成が容易ではない問題があり、前記感光性ポリマーの含量が少なすぎれば、所望の厚さのレジスト膜を形成し難い問題があり、多すぎれば、前記ウエハ上のパターンの厚さの分布が均一ではない問題がある。また、前記塩基性化合物の使用量が少なすぎれば露光中に発生した酸の拡散調節が容易ではないことから、パターンの断面形状が不均一になることがあり、多すぎれば、発生した酸の拡散を抑制して、パターンの具現が容易ではない。さらに、レジスト内で光酸発生剤の使用量が少なすぎれば、フォトレジストの光に対する感度が低下し、多すぎれば、光酸発生剤が遠紫外線を多く吸収して過量の酸が生成され、パターンの断面形状が不均一になるおそれがある。
前記感光性高分子としては、酸と反応して現像液に対する溶解度が変化する通常のフォトレジスト用感光性高分子を制限なく使用することができ、好ましくは酸によって脱離される酸に敏感な保護基を有する感光性高分子を使用することができる。前記感光性高分子はブロック共重合体またはランダム共重合体であることができ、重量平均分子量(Mw)は3,000から20,000であることが好ましい。前記光酸発生剤としては、光の照射によって酸を発生させる化合物を制限なく使用することができ、フォトレジスト組成物の光酸発生剤としては通常使用されるオニウム塩(onium salt)、例えば、スルホニウム塩系またはヨードニウム塩系化合物を使用することができる。特にフタルイミドトリフルオロメタンスルホネート(phthalimidotrifluoromethane sulfonate)、ジニトロベンジルトシレート(dinitrobenzyltosylate)、n−デシルジスルホン(n−decyl disulfone)およびナフチルイミドトリフルオロメタンスルホネート(naphthylimidotrifluoromethane sulfonate)からなる群から選択されるものを使用することができ、かつ、ジフェニルヨード塩トリフレート、ジフェニルヨード塩ノナフレート、ジフェニルヨード塩ヘキサフルオロホスフェート、ジフェニルヨード塩ヘキサフルオロアルセネート、ジフェニルヨード塩ヘキサフルオロアンチモネート、ジフェニルパラメトキシフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルパラトルエニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルパラtert−ブチルフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルパライソブチルフェニルスルホニウムトリフレート、トリフェニルスルホニウムトリフレート、トリスパラtert−ブチルフェニルスルホニウムトリフレート、ジフェニルパラメトキシフェニルスルホニウムノナフレート、ジフェニルパラトルエニルスルホニウムノナフレート、ジフェニルパラtert−ブチルフェニルスルホニウムノナフレート、ジフェニルパライソブチルフェニルスルホニウムノナフレート、トリフェニルスルホニウムノナフレート、トリスパラtert−ブチルフェニルスルホニウムノナフレート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアルセネート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアンチモネート、トリフェニルスルホニウムトリフレートおよびジブチルナフチルスルホニウムトリフレートからなる群から選択された光酸発生剤を使用することができる。
前記有機溶媒としては、フォトレジスト組成物の溶媒として通常に使用される有機溶媒を制限なく使用することができるが、例えば、エチレングリコールモノメチルエチル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノアセテート、トルエン、キシレン、メチルエチルケトン、メチルイソアミルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、メチルラクテート、エチルラクテート、メチルピルベート、エチルピルベート、メチルメトキシプロピオネート、エチルエトキシプロピオネート、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、3−エトキシエチルプロピオネート、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−ヒドロキシ−3−メチルブタン酸メチル、3−メトキシ−2−メチルプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシ−2−メチルプロピオン酸エチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、およびこれらの混合物などを使用することができる。さらに、前記クエンチャー(Quencher)として使用される塩基性化合物としては、トリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリイソオクチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびこれらの混合物などが挙げられる。
本発明によるフォトレジスト組成物に必要に応じて含まれる界面活性剤は、フォトレジスト組成物成分の均一混合性、フォトレジスト組成物の塗布性、フォトレジスト膜の露光後の現像性などを改善する用途で添加される。このような界面活性剤としては、フォトレジスト組成物に使用される通常の界面活性剤を制限なく使用することができるが、例えば、フッ素系界面活性剤や、フッ素−ケイ素系界面活性剤などを使用することができる。前記界面活性剤の使用量は、フォトレジスト組成物の固形粉100重量部当たり0.001から2重量部、好ましくは0.01から1重量部であり、前記使用量が少なすぎれば界面活性剤としての機能を十分発現できない場合があり、多すぎれば、形状安定性や組成物の保存安定性など塗布性以外のレジスト特性に悪影響を及ぼす場合がある。
本発明のフォトレジスト組成物を用いて、フォトレジストパターンを形成するためには、(i)まず、シリコンウエハ、アルミニウム基板などの被食刻層の上に、スピンコーターなどを用いて、前記フォトレジスト組成物を塗布してフォトレジスト膜を形成し、(ii)前記フォトレジスト膜を所定パターンに露光した後、(iii)露光されたフォトレジスト膜を加熱(bake)および現像する。前記現像工程に使用される現像液としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)などのアルカリ性化合物を0.1から10重量%の濃度で溶解させたアルカリ水溶液を使用することができ、前記現像液にはメタノール、エタノールなどのような水溶性有機溶媒および界面活性剤を適量添加することができる。
以下、具体的な実施例および比較例を通じて本発明をさらに詳しく説明する。下記実施例は本発明をさらに具体的に説明するためのものであって、本発明が下記実施例に限られるものではない。
[実施例1−1から1−6]化学式4で示される中間体の合成
下記表1に記載された成分および含量で、化学式2のヒドロキシケトン化合物と化学式3の2つのアルコール基またはチオアルコール基を有する化合物を反応溶媒であるテトラヒドロフラン(以下、THF)100mLに溶解させた後、反応器の温度を常温に保持しつつ攪拌した。ここにp−トルエンスルホニル酸(以下、PTSA)3.4gを入れ、PTSAを滴加した後、反応器の温度を60℃に調整し、12時間攪拌した。攪拌終了後、反応器に脱イオン水200mLを入れ、ジメチルクロライド300mLを用いて3回抽出した。反応から得られた有機溶液を無水マグネシウムスルフェートで乾燥した後、減圧蒸留して得られた化合物をアセトンを用いて再結晶することにより、目標化合物(化学式4aから4f)を表1に記載した歩留まりで得ることができた。
[実施例2−1から2−9]化学式1で示される酸増幅剤の合成
下記表2に記載された成分および含量で、前記実施例1−1から1−6で得られた化学式4で示される中間体とトリエチルアミン21.2g(0.21モル)を反応溶媒であるTHF100mLに溶解させた後、反応器の温度を0℃に保持しつつ攪拌した。ここに、下記表2に記載された成分および含量で、化学式5で示されるスルホニルハライドを50mLのTHFに溶解させ、ファンネルを用いてゆっくり滴加したた。スルホニルハライドを適宜加えた後、反応器の温度を常温に調整し6時間攪拌した。攪拌終了後、反応液をろ過して生成された塩を取り除いた後、反応器に脱イオン水200mLを入れ、ジメチルクロライド300mLを用いて3回抽出した。反応から得られた有機溶液を無水マグネシウムスルフェートで乾燥した後、減圧蒸留して得られた化合物をヘキサンを用いて再結晶することにより、目標化合物(化学式1aから1i)を表2に記載された歩留まりで得ることができた。
前記合成実施例で得られた化合物の1H-NMRデータは以下の通りである。
化学式1aで示される化合物の H-NMR(CDCl 、内部標準物質): δ(ppm) 4.52(CH、 1H)、 3.78(CH、 4H)、 2.91(CH、 3H)、 1.73(CH、 2H)、 1.56(CH、 2H)、 1.45(CH、 2H)、 1.36(CH、 2H)。
化学式1bで示される化合物の H-NMR(CDCl 、内部標準物質): δ(ppm) 4.53(CH、 1H)、 3.77(CH、 4H)、 2.89(CH、 3H)、 1.73(CH、 2H)、 1.66(CH、 2H)、 1.49(CH、 2H)。
化学式1cで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.33(CH、 1H)、 3.78(CH、 4H)、 2.91(CH、 3H)、 2.01(CH、 1H)、 1.56(CH、 2H)、 1.47(CH、 1H)、 1.39(CH、 2H)、 1.09(CH、 6H)。
化学式1dで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.41(CH、 1H)、 3.77(CH、 4H)、 2.90(CH、 3H)、 1.86(CH、 2H)、 1.73(CH、 2H)、 1.56(CH、 2H)、 1.45(CH、 2H)。
化学式1eで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.50(CH、 1H)、 4.01(CH、 1H)、 3.86(CH、 2H)、 2.91(CH、 3H)、 1.72(CH、 2H)、 1.56(CH、 2H)、 1.45(CH、 2H)、 1.36(CH、 2H)、 1.12(CH、 3H)。
化学式1fで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.53(CH、 1H)、 2.91(CH、 4H)、 2.88(CH、 3H)、 2.25(CH、 2H)、 1.65(CH、 2H)、 1.40(CH、 2H)、 1.32(CH、 2H)。
化学式1gで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 7.82(CH、 2H)、 7.31(CH、 2H)、 4.46(CH、 1H)、 3.77(CH、 4H)、 2.44(CH、 3H)、 1.75(CH、 2H)、 1.56(CH、 2H)、 1.46(CH、 2H)、 1.35(CH、 2H)。
化学式1hで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.51(CH、 1H)、 3.79(CH、 4H)、 3.24(CH、 2H)、 1.83(CH、 2H)、 1.72(CH、 2H)、 1.56(CH、 2H)、 1.45(CH、 2H)、 1.36(CH、 2H)、 0.90(CH、 3H)。
化学式1iで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl , 内部標準物質):δ(ppm) 4.64(CH、 1H)、 3.80(CH、 4H)、 1.74(CH、 2H)、 1.52(CH、 2H)、 1.44(CH、 2H)、 1.35(CH、 2H)。
化学式4aで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.01(CH、 4H)、 3.78(CH、 1H)、 1.65(CH、 2H)、 1.52(CH、 2H)、 1.43(CH、 2H)、 1.34(CH、 2H)。
化学式4bで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 3.99(CH、 4H)、 3.80 (CH、 1H)、 1.75(CH、 2H)、 1.66(CH、 2H)、 1.55(CH、 2H)。
化学式4cで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.01(CH、 4H)、 3.71(CH、 1H)、 2.01(CH、 1H)、 1.54(CH、 2H)、 1.44(CH、 1H)、 1.35(CH、 2H)、 1.08(CH、 6H)。
化学式4dで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.00(CH、 4H)、 3.15(CH、 1H)、 1.88(CH、 2H)、 1.62(CH、 2H)、 1.54(CH、 2H)、 1.48(CH、 2H)。
化学式4eで示される化合物の H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 4.11(CH、 1H)、 3.95(CH、 2H)、 3.80(CH、 1H)、 1.64(CH、 2H)、 1.53(CH、 2H)、 1.44(CH、 2H)、 1.34(CH、 2H)、 1.18(CH、 6H)。
化学式4fで示される化合物の 1 H−NMR(CDCl 、 内部標準物質): δ(ppm) 3.65(CH、 1H)、 2.91(CH、 4H)、 2.25(CH、 2H)、 1.65(CH、 2H)、 1.39(CH、 2H)、 1.34(CH、 2H)。
[実施例3−1から3−9、比較例1]フォトレジスト組成物製造およびパターン形成
下記表3に記載された成分および含量の実施例2−1から2−9で製造した酸増幅化合物と、下記化学式6で示される感光性高分子(質量平均分子量(Mw)=8,500、PD(polydispersity)=1.81)2.0g、トリフェニルスルホニウムトリフレート0.08g、トリエタノールアミン0.02g及びR08(Dainippon Ink & Chemicals(以下、DIC)社の脂溶性界面活性剤)0.01gを有機溶媒であるプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)20gと混合し、ろ過させ、フォトレジスト組成物をそれぞれ製造した(実施例3−1から3−9)。また、酸増幅剤化合物を添加していないこと以外は、前記組成と同一な組成のフォトレジスト組成物を製造した(比較例1)。
前記化学式6において、a、b及びcは各繰り返し単位のモル割合であり、それぞれ40%、35%、及び25%であった。
前記実施例3−1から3−9及び比較例1のレジスト組成物をウエハにコーティングし、130℃で90秒間加熱してから、開口数0.60であるArFエキシマレーザーを使用して露光させた。次いで、130℃で90秒間“露光後加熱”(PEB)を施し、2.38重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)溶液で30秒間現像し、0.14μmの1対1のラインアンドスペースパターンを形成した。この際に形成されたパターンの最小解像力、工程マージンであるフォーカスマージン(焦点深度)、最適の露光量(EOP)およびラインエッジ粗さを測定して、下記表3、図1および図2に示した。ここで、最適の露光量(EOP)とは、パターンの寸法が0.14μmである1対1のラインアンドスペースパターンを形成する際の露光量である。また、フォーカス(depth of focus)マージンとは、露光光がレジスト膜に照射される深さで定義され、この際の範囲はパターンの寸法が0.14μm±10%以内のものにした。
前記表3から、本発明による酸増幅化合物を含むフォトレジスト組成物は酸増幅化合物を含まないフォトレジスト組成物と比較して、ラインエッジ粗さおよびフォトリソグラフィにおける工程速度、またフォーカスマージンが改善されることがわかる。さらに前記実施例3−1から3−9で製造したフォトレジスト組成物をEUV露光装備を用いて、マスクとウエハとを接触させて露光した結果、50nm同一ラインおよびスペースパターンを成功的に形成した。
本発明の実施例および比較例によるフォトレジスト組成物を用いて形成したフォトレジストパターンのEOPを示すグラフである。 本発明の実施例および比較例によるフォトレジスト組成物を用いて形成したフォトレジストパターンのラインエッジ粗さを示すグラフである。

Claims (6)

  1. 下記化学式1の構造を有し、露光によって発生された酸によって2次酸を発生させることができる酸増幅剤。

    (前記化学式1において、Rは炭素数4から20の単環式または多環式飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族化合物の残基であり、RaおよびRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。)
  2. 前記Rとして使用され得る線状炭化水素基はメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、tert−ブチル基、n−ブチル基、およびヘキシル基からなる群から選択され、前記ペルフルオロ化合物の残基はペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロブチル基、およびペルフルオロヘキシル基からなる群から選択され、前記芳香族化合物の残基はフェニル基、メチルフェニル基、およびtert−ブチルフェニル基からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の酸増幅剤。
  3. 前記酸増幅剤は

    からなる群から選択されることを特徴とする請求項1に記載の酸増幅剤。
  4. 下記化学式1の構造を有する酸増幅剤0.01から5.0重量%、
    感光性高分子3から10重量%、
    感光性高分子100重量部当たり0.05から10重量部の光酸発生剤、および残りの有機溶媒を含むフォトレジスト組成物。

    (前記化学式1において、Rは炭素数4から20の単環式または多環式飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族化合物の残基であり、RaおよびRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。)
  5. トリエチルアミン、トリイソブチルアミン、トリイソオクチルアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、およびこれらの混合物からなる群から選択される塩基性化合物0.01から10重量%をさらに含むことを特徴とする請求項4に記載のフォトレジスト組成物。
  6. a)前記化学式1の構造を有する酸増幅剤0.01から5.0重量%、感光性高分子3から10重量%、感光性高分子100重量部当たり0.05から10重量部の光酸発生剤、および残りの有機溶媒を含むフォトレジスト組成物を被食刻層の上に塗布してフォトレジスト膜を形成する段階、
    b)前記フォトレジスト膜を所定パターンに露光する段階、
    c)前記露光されたフォトレジスト膜を加熱する段階、および
    d)前記加熱されたフォトレジスト膜を現像して所望のパターンを得る段階を含むフォトレジストパターンの形成方法。

    (前記化学式1において、Rは炭素数4から20の単環式または多環式飽和炭化水素基であり、Rは炭素数1から10の線状炭化水素基、炭素数1から10のペルフルオロ化合物の残基、または炭素数5から20の芳香族化合物の残基であり、RaおよびRbはそれぞれ独立して水素原子または炭素数1から4の飽和炭化水素基であり、Aはそれぞれ独立して酸素原子(O)または硫黄原子(S)である。)
JP2008185640A 2007-07-20 2008-07-17 アセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物 Expired - Fee Related JP5478851B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2007-0073117 2007-07-20
KR1020070073117A KR101357607B1 (ko) 2007-07-20 2007-07-20 아세탈기를 가지는 산 증폭제 및 이를 포함하는포토레지스트 조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009024172A true JP2009024172A (ja) 2009-02-05
JP5478851B2 JP5478851B2 (ja) 2014-04-23

Family

ID=39846591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008185640A Expired - Fee Related JP5478851B2 (ja) 2007-07-20 2008-07-17 アセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物

Country Status (7)

Country Link
US (1) US7935474B2 (ja)
EP (1) EP2017274B1 (ja)
JP (1) JP5478851B2 (ja)
KR (1) KR101357607B1 (ja)
AT (1) ATE503750T1 (ja)
DE (1) DE602008005809D1 (ja)
TW (1) TWI359330B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014047329A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Tokyo Univ Of Science 酸増殖剤及び当該酸増殖剤を含有する酸反応性樹脂組成物
JP2014085475A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Jsr Corp フォトレジスト組成物、レジストパターン形成方法、酸増殖剤、化合物及び化合物の製造方法
JP2014112209A (ja) * 2012-11-09 2014-06-19 Sumitomo Chemical Co Ltd レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8349502B2 (en) * 2006-09-20 2013-01-08 Lg Chem, Ltd. Additive for non-aqueous electrolyte and secondary battery using the same
WO2010026968A1 (ja) * 2008-09-05 2010-03-11 住友化学株式会社 レジスト処理方法
WO2012135278A2 (en) * 2011-04-01 2012-10-04 The Research Foundation Of State University Of New York Olefin-triggered acid amplifiers
US8614047B2 (en) * 2011-08-26 2013-12-24 International Business Machines Corporation Photodecomposable bases and photoresist compositions
KR20140131609A (ko) 2013-05-02 2014-11-14 삼성디스플레이 주식회사 감광성 수지 조성물, 패턴 형성 방법 및 이를 이용한 액정 표시 장치
CN111689941A (zh) * 2020-06-16 2020-09-22 徐州博康信息化学品有限公司 一种三氟磺酰胺1,4-二氧螺环[4,5]癸烷类光刻胶树脂单体及其制备方法
KR20240052148A (ko) 2022-10-13 2024-04-23 한인정밀화학(주) 광산발생제 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR20240084315A (ko) 2022-12-06 2024-06-13 한인정밀화학(주) 광산발생제 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR20240084314A (ko) 2022-12-06 2024-06-13 한인정밀화학(주) 광산발생제 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR102656229B1 (ko) 2023-01-12 2024-04-09 백용구 광산발생제 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
KR20240145703A (ko) 2023-03-28 2024-10-07 주식회사 케미웍스 광산발생제 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4466977A (en) 1981-04-09 1984-08-21 The Upjohn Company N-[2-Amino(oxy- or thia- group-substituted-cycloaliphatic)]benzeneacetamides and -benzamide analgesics
JP3975535B2 (ja) * 1997-12-03 2007-09-12 住友化学株式会社 アセト酢酸誘導体、その製法及び用途
WO2001060870A1 (en) * 2000-02-15 2001-08-23 Foster Miller, Inc. No voc radiation curable resin compositions
JP2005342913A (ja) * 2004-05-31 2005-12-15 Fuji Photo Film Co Ltd 平版印刷版原版、平版印刷版原版の製版方法および平版印刷方法
EP1780198B1 (en) * 2005-10-31 2011-10-05 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Novel fluorosulfonyloxyalkyl sulfonate salts and derivatives, photoacid generators, resist compositions, and patterning process

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JPN6013004562; Cheng, Chen Yu: 'Selective reversible and irreversible ligands for the kappa opioid receptor' Journal of Medicinal Chemistry 35(12), 1992, 2243-7 *
JPN6013004563; Creary, Xavier: 'Response of triflates to solvent ionizing power. A YOTf scale based on 7-norbornyl triflate' Journal of Organic Chemistry 50(4), 1985, 474-9 *
JPN6013004564; Colas, Claudine: 'Synthesis of 2,5,6-trideoxystreptamine and its transformation into bioactive pseudodisaccharides by' Journal of the American Chemical Society 102(2), 1980, 857-8 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014047329A (ja) * 2012-09-03 2014-03-17 Tokyo Univ Of Science 酸増殖剤及び当該酸増殖剤を含有する酸反応性樹脂組成物
JP2014085475A (ja) * 2012-10-23 2014-05-12 Jsr Corp フォトレジスト組成物、レジストパターン形成方法、酸増殖剤、化合物及び化合物の製造方法
JP2014112209A (ja) * 2012-11-09 2014-06-19 Sumitomo Chemical Co Ltd レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2017274A1 (en) 2009-01-21
JP5478851B2 (ja) 2014-04-23
TW200914993A (en) 2009-04-01
KR20090009655A (ko) 2009-01-23
ATE503750T1 (de) 2011-04-15
US7935474B2 (en) 2011-05-03
TWI359330B (en) 2012-03-01
KR101357607B1 (ko) 2014-02-05
US20090023093A1 (en) 2009-01-22
EP2017274B1 (en) 2011-03-30
DE602008005809D1 (de) 2011-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5478851B2 (ja) アセタール基を有する酸増幅剤およびこれを含むフォトレジスト組成物
JP4663075B2 (ja) フォトレジスト用単量体とその製造方法、フォトレジスト用共重合体とその製造方法及びフォトレジスト組成物
JP5036695B2 (ja) レジスト処理方法
JP2012111753A (ja) ラクトン光酸発生剤、これを含む樹脂およびフォトレジスト
JP4516425B2 (ja) 放射線感受性組成物
WO2010029907A1 (ja) レジスト処理方法及びポジ型レジスト組成物の使用
JPH08160606A (ja) 化学増幅ポジ型レジスト材料
EP2102156B1 (en) Photoactive compounds
JP3785307B2 (ja) フォトレジスト組成物、及びフォトレジストパターン形成方法
JP2009120612A (ja) 感光性化合物及びそれを含むフォトレジスト組成物
WO2009091704A2 (en) Aromatic fluorine-free photoacid generators and photoresist compositions containing the same
US20080085463A1 (en) Photoactive compounds
KR20090066161A (ko) 감광성 화합물 및 이를 포함하는 포토레지스트 조성물
JP2008111120A (ja) スルホニル基を含むフォトレジストモノマー、ポリマー及びこれを含むフォトレジスト組成物
KR20010045129A (ko) 신규의 포토레지스트용 중합체 및 이를 함유하는포토레지스트 조성물
KR20070090268A (ko) 네가티브형 레지스트 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법
JP2007004072A (ja) 感放射線性樹脂組成物
JP2008303221A (ja) 感光性化合物およびこれを含むフォトレジスト組成物
JP4226255B2 (ja) ピレンスルホン酸オニウム塩化合物、該化合物の製造方法、該化合物を用いた感光性樹脂組成物およびこれを用いた感光性材料。
JP2009069829A (ja) 溶解促進剤及びこれを含むフォトレジスト組成物
US7081325B2 (en) Photoresist polymer and photoresist composition including the same
JP2009067795A (ja) 感光性化合物及びこれを含むフォトレジスト組成物
JP4481148B2 (ja) ホトマスク用ネガ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US8124311B2 (en) Photosensitive molecular compound and photoresist composition including the same
JP2018080157A (ja) 光酸発生化合物及び関連ポリマー、フォトレジスト組成物、ならびにフォトレジストレリーフ像の形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110622

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130205

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130408

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140121

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140212

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5478851

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees