JP6577904B2 - 光塩基発生剤及びそれを含むフォトレジスト組成物 - Google Patents
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Description
X1−R1−O−C(=O)N(R2)R3 (I)
式中、
X1は、任意選択で置換された芳香族基であり、
R1は、リンカーであり、
R2及びR3は、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、
R2及びR3のうちの少なくとも1つは、4個以上の炭素原子を有する任意選択で置換された分岐アルキル基である。
好ましい光塩基発生剤は、比較的減少した表面張力を有することができる。いかなる理論にも束縛されるものではないが、かかる有利な表面活性は、ネガティブトーン現像プロセス中のより良好なフォトレジストトッププロファイルを含む顕著な性能利点を提供することができる。
X1−R1−O−C(=O)N(R2)R3 (I)
式中、
X1は、任意選択で置換された芳香族基であり、
R1は、リンカーであり、
R2及びR3は、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、
R2及びR3のうちの少なくとも1つは、4個以上の炭素原子を有する任意選択で置換された分岐アルキル基である。
X1−(CYZ)n−O−C(=O)N(R2)R3 (IA)
X1−(CY’=CZ’)n−(CY’Z’)n’−O−C(=O)N(R2)R3 (IB)
式中、式(IA)及び(IB)の各々では、
X1は、任意選択で置換された芳香族基であり、
各Y、Z、Y’、及びZ’は、独立して、水素または非水素置換基、例えば、フルオロを含むハロゲン、任意選択で置換されたアルキル、任意選択で置換されたアルコキシなどであり、
n及びn’は各々、好適には1〜12、好ましくは1または2、特に1の正の整数であり、
R2及びR3は、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、
R2及びR3のうちの少なくとも1つは、4個以上の炭素原子を有する任意選択で置換された分岐アルキル基である。
本発明のフォトレジストは、典型的には、ポリマー、1つ以上の酸発生剤、及び本明細書に開示される1つ以上の光塩基発生剤化合物を含む。好ましくは、レジストポリマーは、アルカリ性水溶解性をレジスト組成物に与える官能基を有する。例えば、ヒドロキシルもしくはカルボキシレートなどの極性官能基、またはリソグラフィ処理時にかかる極性部分を遊離させることができる酸に不安定な基を含むポリマーが好ましい。好ましくは、ポリマーは、アルカリ性水溶液で現像可能なレジストを与えるのに十分な量で、レジスト組成物中で使用される。
193nmなどのサブ200nmで撮像されるフォトレジストにおける使用に好ましい樹脂は、以下の一般式(I)、(II)、及び(III)の単位を含み、
上のスキーム1に概ね描写されるように、1,1’−カルボニルジイミダゾール(5.3g、1.0当量)を、窒素雰囲気下で無水DMF(60mL)中に懸濁させた。溶液を0℃に冷却し、無水DMF(40mL)中の(2−ニトロフェニル)メタノール(5.0g、1.0当量)を緩徐に添加した。室温で3時間撹拌した後、ジオクチルアミン(7.88g、1.0当量)を添加した。混合物を70℃で20時間撹拌した。反応混合物をEAで希釈し、水で洗浄した。有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。標記化合物の粗化合物をフラッシュクロマトグラフィー(EtOAc/ヘプタン)によって精製した。
上のスキーム2に概ね描写されるように、トリホスゲン(1.16g、0.3当量)を、窒素雰囲気下で無水DCM(30mL)中に懸濁させた。溶液を0℃に冷却した。次いで、無水DCM(30mL)中の(2−ニトロフェニル)メタノール(2.0g、1.0当量)及びN,N−ジイソプロピルエチレンアミン(3.38g、2.0当量)を添加した。室温で3時間撹拌した後、ビス(2−エチルヘキシル)アミン(3.15g、1.0当量)を緩徐に添加し、4時間撹拌した。反応混合物を水で洗浄し、有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。粗標記化合物を、フラッシュクロマトグラフィー(EtOAc/ヘプタン)によって精製した。
上のスキーム3に概ね描写されるように、トリホスゲン(2.137g、0.5当量)を、窒素雰囲気下で無水DCM(30mL)中に懸濁させた。溶液を0℃に冷却した。次いで、無水DCM(100mL)中の、9−(ヒドロキシメチル)アントラセン(3.0g、1.0当量)及びN,N−ジイソプロピルエチレンアミン(3.723g、2.0当量)を添加した。室温で3時間撹拌した後、ビス(2−エチルヘキシル)アミン(3.478g、1.0当量)を緩徐に添加し、4時間撹拌した。反応混合物を水で洗浄し、有機相を硫酸ナトリウム上で乾燥させ、濾過し、減圧下で濃縮した。粗標記化合物を、フラッシュクロマトグラフィー(EtOAc/ヘプタン)によって精製した。
本発明のフォトレジスト組成物を、以下の成分、PGMEA中の13.34gのポリマー−A溶液(20%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の15.22gのPAG−A溶液(1%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の5.34gのPAG−B溶液(2%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の3.53gのWPAG溶液(2%)、PGMEA中の3.57gの消光剤−A溶液(1%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の0.43gのPBG A溶液(1%)、PGMEA中の1.24gのEBL(5%)、33.07gのPGMEA、9.69gのγ−ブチロラクトン、及び14.57gのメチル−2−ヒドロキシイソ酪酸を混合することによって調製し、次いで、この混合物を0.2ミクロンのナイロンフィルターで濾過した。このフォトレジスト組成物のポリマー−A、PAG−A、PAG−B、WAG、消光剤−A、EBL、及びPBG Aは以下の構造を有する。
本発明のフォトレジスト組成物は、以下の成分、PGMEA中の13.27gのポリマー−A溶液(20%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の15.98gのPAG−A溶液(1%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の5.60gのPAG−B溶液(2%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の3.53gのWPAG溶液(2%)、PGMEA中の3.92gの消光剤−A溶液(1%)、メチル−2−ヒドロキシイソ酪酸中の0.31gのPBG B溶液(1%)、PGMEA中の1.24gのEBL(5%)、32.78gのPGMEA、9.69gのγ−ブチロラクトン、及び13.67gのメチル−2−ヒドロキシイソ酪酸を混合することによって調製し、次いで、この混合物を0.2ミクロンのナイロンフィルターで濾過した。このフォトレジスト組成物のポリマー−A、PAG−A、PAG−B、WAG、消光剤−A、EBL、及びPBG Bは以下の構造を有する。
HMDSで下塗りされたシリコンウエハ300mmを、AR(商標)26N(Rohm and Haas Electronic Materials)でスピン被覆し、TEL CLEAN TRAC LITHIUS i+上に第1の底部反射防止膜(BARC)を形成し、その後に205℃で60秒間のベークプロセスが続く。
HMDSで下塗りされたシリコンウエハ300mmを、AR(商標)26N(Rohm and Haas Electronic Materials)でスピン被覆し、TEL CLEAN TRAC LITHIUS i+上に第1の底部反射防止膜(BARC)を形成し、その後に205℃で60秒間のベークプロセスが続く。
Claims (9)
- 以下の式(I)に対応する光塩基発生剤であって、
X1−R1−O−C(=O)N(R2)R3 (I)
式中、
X1が、任意選択で置換されたナフチルまたはアントラセニル基であり、
R1が、リンカーであり、
R2及びR3が、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、
R2及びR3のうちの少なくとも1つが、4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基であり、前記4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基が、場合によって置換されていてもよい、前記光塩基発生剤。 - X1が、任意選択で置換されたアントラセニルである、請求項1に記載の光塩基発生剤。
- R2及びR3が各々独立して、4個以上の炭素原子を有する分岐アルキルであり、前記4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基が、場合によって置換されていてもよい、請求項1または2に記載の光塩基発生剤。
- 以下の式(I)に対応する光塩基発生剤であって、
X1−R1−O−C(=O)N(R2)R3 (I)
式中、
X1が、任意選択で置換された芳香族基であり、
R1が、リンカーであり、
R2及びR3が、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、
R2及びR3のうちの少なくとも1つが、4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基であり、前記4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基が、場合によって置換されていてもよく、
R2及び/またはR3が、4個以上の炭素原子を有するフッ素化分岐アルキルである、前記光塩基発生剤。 - (a)樹脂と、
(b)1つ以上の酸発生剤と、
(c)請求項1〜5のいずれか一項に記載の光塩基発生剤と、を含む、フォトレジスト組成物。 - (a)リソグラフィ処理時に極性部分を遊離させることができる酸不安定基を含む樹脂と、
(b)1つ以上の酸発生剤と、
(c)以下の式(IA)に対応する光塩基発生剤であって、
X1−(CYZ)n−O−C(=O)N(R2)R3 (IA)
式中、
X1は、任意選択で置換された芳香族基であり、
各Y及びZは、独立して、水素または非水素置換基であり、
nは正の整数であり、
R2及びR3は、同じもしくは異なる任意選択で置換された直鎖、分岐、もしくは環状脂肪族基、または任意選択で置換された芳香族基であり、ただし、R2及びR3の置換された脂肪族基または芳香族基上の置換基は、(C 1 −C 30 )アルキル、(C 1 −C 30 )アルコキシ、スルホニル、スルホン酸、スルホネートエステル、シアノ、ハロ、ケト、炭素環式アリール、ヘテロ芳香族、炭素脂環式、及びヘテロ脂環式からなる群から選択され、
R2及びR3のうちの少なくとも1つは、4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基であり、前記4個以上の炭素原子を有する分岐アルキル基が、場合によって置換されていてもよい、光塩基発生剤と、を含む、フォトレジスト組成物。 - リソグラフィ処理中に生成される前記光塩基発生剤のアミン開裂生成物が、前記フォトレジスト組成物の被覆層の上方部分へ移動することができる、請求項6または7に記載のフォトレジスト組成物。
- フォトリソグラフィックパターンを形成するための方法であって、
(a)請求項6〜8のいずれか一項に記載のフォトレジスト組成物の層を基板上に適用することと、
(b)前記フォトレジスト組成物層を活性化放射線にパターン露光することと、
(c)前記露光されたフォトレジスト組成物層を現像して、フォトレジストレリーフ像を提供することと、を含む、前記方法。
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