TW200844663A - Chemically amplified positive resist composition - Google Patents

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Makoto Akita
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Description

200844663 九、發明說明 本非臨時申請案請求專利申請案號2006-32 1 460 ( 2006年11月29日在日本提出申請)在35 U.S.C. §119( a )下的優先權,彼全部倂入本發明以供參考。 【發明所屬之技術領域】 本發明關於化學增幅正型光阻組成物。 【先前技術】 化學增幅正型光阻組成物被用於使用光刻術(利用 射線、KrF、ArF及電子束)之半導體微製造;在製造半 導體設備的製程中供形成凸塊或厚膜光阻圖案;在製造電 . 路板的製程中供形成電路圖案或厚膜光阻層壓體等。 預期化學增幅正型光阻組成物可提供高析像度的圖案 〇 _ US 2005/0244740 A1揭露一種化學增幅正型光阻組成 物,其包含經由酚醛樹脂和1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷 反應製得的樹脂;2,6-二(特丁基)-對甲酚;及酸產生劑 〇 US 200 5/0244740 A1亦揭露一種化學增幅正型光阻組 成物,其包含經由羥基苯乙烯-苯乙烯共聚物和1,4-二( 乙烯氧甲基)環己烷反應製得的樹脂;2,6-二(特丁基)-對甲酚;及酸產生劑。 -5- 200844663 【發明內容】 發明簡述 本發明之目的係提供一種化學增幅正型光阻 其可提供高析像度的圖案。 本發明此一目的和其他目的可從下面的描述曰> 本發明係關於: < 1 > 一種化學增幅正型光阻組成物,其包含(A 醛樹脂、聚羥基苯乙烯及具有至少二個乙烯醚結 物反應製得的樹脂,和(B )酸產生劑; <2>如第<1>項所述之化學增幅正型光阻組成物 羥基苯乙烯爲一種聚對羥基苯乙烯; <3>如第<1>或<2>項所述之化學增幅正型光阻 其中在該酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯及具有至少二 結構的化合物的反應中該酚醛樹脂和聚羥基苯乙 比爲 30/70 至 70/30 ; <4>如第<1>,<2>或<3>項所述之化學增幅正型 物,其中該具有至少二個乙烯醚結構的化合物爲 乙烯氧甲基)環己烷或1,2 -二(乙烯氧)乙院; <5>如第<1>,<2>或<3>項所述的化學增幅正型 物,其中該具有至少二個乙燃醚結構的化合物爲 乙烯氧甲基)環己院; <6>如第<1>至<5>項中任何一項所述之化學增 阻組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物另含 種的選自下列的組成份··聚羥基苯乙丨希(其中一 阻成物, ί白。 )經由酚 _的化合 ,其中聚 組成物, 個乙烯醚 儲的份量 光阻組成 1,4-二( 光阻組成 1,4-二( 幅正型光 有至少一 部份的羥 -6- 200844663 基被可經取代的1-烷氧基烷基或2-氧代環烷基保護):酚 醛樹脂;聚羥基苯乙烯;及含有結構單元的樹脂(其具有 酸敏感性基團,且其本身在鹼性水溶液中爲不溶或難溶但 借助酸的作用在鹼性水溶液中變成可溶); <7>如第<1>至<5>項中任何一項所述之化學增幅正型光 阻組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物另包含聚羥基 苯乙烯,其中一部份的羥基被可經取代的1 -烷氧基烷基或 2-氧代環烷基保護; <8>如第<6>或<7>項所述之化學增幅正型光阻組成物, 其中該可經取代的1 -院氧基院基爲未經取代的1 -院氧基院 基或經至少一種選自烷氧基或醯氧基取代的1 -烷氧基烷基 f <9>如第<6>或<7>項所述之化學增幅正型光阻組成物, 其中該聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被可經取代的1 -院氧基院基或2 -氧代ί哀院基保護)爲一種聚經基苯乙希, 其包含式(la )所示的結構單元:
其中R1代表C1-C4院基且R2代表C1-C6院基或C5-C7環 烷基,或R1和R2鍵結以形成伸丙基或伸丁基, 和式(lb )所示的結構單元: -7- 200844663 CH-
(Ib) <l〇>如第<9>項所述之化學增幅正型光阻組成物,其中 式(la )所示的結構單元爲式(Ic )所示的結構單元:
其中R1代表C卜C4烷基且R2代表C1-C6烷基或C5-C7環 烷基,或R1和R2鍵結以形成伸丙基或伸丁基,且 式(lb )所示的結構單元爲式(Id )所示的結構單元:
<11>如第<1>至<10>項中任一項所述之化學增幅正型光 阻組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物含有以樹脂組 成份和酸產生劑全部份量計的0. 1 -1 0重量%的酸產生劑; <12>如第<1>至<11>項中任一項所述之化學增幅正型光 阻組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物另包含一種鹼 性化合物。 較佳體系描述 本化學增幅正型光阻組成物包含(A )經由酚醛樹脂 -8- 200844663 、聚羥基苯乙烯及具有至少二個乙烯醚結構的化合物(在 後面被簡稱爲乙烯醚化合物)反應製得的樹脂,和(B ) 酸產生劑。 首先,舉例說明樹脂(A )。 樹脂(A )經由酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯和乙烯醚化 合物反應製得。
酚醛樹脂一般經由在酸催化劑存在下由酚化合物和醒 化合物反應製得。 酚化合物之實例包括:酚、鄰甲酚、間甲酚、對甲酹 、2,3-二甲酚、2,5-二甲酚、3,4-二甲酚、3,5-二甲酚、 2,3,5-三甲酚、2-叔丁酚、3-叔丁酚、4-叔丁酸、2-叔丁 基-4-甲酚、2-叔丁基-5-甲酚·、2-甲基間苯二酚、%甲基間 苯二酚、2-甲氧基苯酚、3-甲氧基苯酚、4_甲氧基苯酣、 2,3-二甲氧基苯酚、2,5-二甲氧基苯酚、3,5-二甲氧基苯® 、2-甲氧基間苯二酚、4-叔丁基兒茶酚、2—乙酣、3-乙酸 、4-乙酚、2,5-二乙酚、3,5-二乙酚、2,3,5-三乙酚、2-萘 酚、1,3 -二羥萘、1,5 -二羥萘、1,7 -二羥萘和經由一甲酣和 羥基苯甲醛縮合反應製得的化合物。 這些酚化合物可被單獨使用或其中的1 ^ # ® W ® 合使用。 在合宜的酚化合物爲鄰甲酚、間甲_ '對甲酉分' 2,3_ 二甲酚、2,5-二甲酚、3,4-二甲酚、3,5_ 二甲酸、2,3,5-二 甲酚、2-叔丁酚、3-叔丁酚、4-叔丁酿、2_叔丁基_4_甲酉分 、2-叔丁基-5-甲酚。 200844663 醛化合物之實例包括··甲醛、乙醛、丙醛、正 異丁醛、丙烯醛、巴豆醛、環己醛、環戊醛、呋喃 喃基丙烯醛、苯甲醛、鄰甲基苯甲醛、間甲基苯甲 甲基苯甲醛、對乙基苯甲醛、2,4-二甲基苯甲醛、 甲基苯甲醛、3,4_二甲基苯甲醛、3,5-二甲基苯甲 羥基醛、間羥基醛、對羥基醛、苯乙醛、肉桂醛。 化合物可被單獨使用或其中的二或多種可被混合使戶 φ 在醛化合物之中就可用性的觀點來說以甲醛爲:ί 在酚化合物和醛化合物的反應中,一般使用相 合物的份量而言過量的酚化合物。 酸催化劑之實例包括:無機酸,例如鹽酸、硫 氯酸和磷酸;有機酸,例如甲酸、醋酸、草酸、三 和對甲苯磺酸;二價金屬鹽,例如醋酸鋅、氯化鋅 鎂。這些酸催化劑可被單獨使用或其中的二或多種 合使用。 φ 酸催化劑之份量一般爲0.01-1莫耳(相對於1 化合物)。 酚化合物和醛化合物的反應的進行一般按照已 作酚醛樹脂的方法。反應溫度一般爲60- 1 20°c。反 一般爲2-3 0小時。反應的進行一般是在惰性溶劑中 俟反應完全後,舉例來說視需要在把不溶於水 加入反應混合物中,接著濃縮之後,以水清洗反應 使酚醛樹脂單離。 聚羥基苯乙烯之實例包括:聚鄰羥基苯乙烯、 丁醛、 醛、呋 醛、對 2,5-二 醛、鄰 這些醛 對醛化 酸、過 氯醋酸 、醋酸 可被混 莫耳醛 知的製 應時間 〇 的溶劑 混合物 聚間羥 -10- 200844663 基苯乙烯、聚對羥基苯乙烯,以聚對羥基苯乙烯ί 就聚羥基苯乙烯而言,可使用商業上可取得 苯乙烯和根據已知方法製得的聚羥基苯乙烯。 就商業上可取得的聚對羥基苯乙烯的專一性 ,示範的實例爲 MARUKA LYNCUR (商品名, Petrochemical Co. 5 L t d ·生產),V Ρ Ρ Ο L Υ Μ E R ( ,如 VP-2500 (商品名,Nippon Soda Co.,Ltd· o β 就乙烯醚化合物而言,可使用具有二個乙烯 化合物和具有三個以上的乙烯醚結構的化合物。 具有二個乙烯醚結構的化合物。本發明中''乙烯 代表下面的結構: ——CH—0—CH=CH2 〇 乙烯醚化合物之專一性實例包括:1,4 -二( 基)環己烷和1,2-二(乙烯氧)乙烷,以1,4-二 0 甲基)環己烷爲宜。 就乙烯醚化合物而言,一般使用商業上可取 醚化合物。 樹脂(A )經由在酸催化劑存在下由酚醛樹 基苯乙烯和乙烯醚化合物反應製得。進行反應一 溶劑中混合酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯、乙烯醚化 催化劑。混合的順序並不限制,進行反應以把乙 物加入酌醒樹脂、聚羥基苯乙丨希和酸催化劑的混 宜。 I宜。 的聚羥基 實例而言 M aruz en 商品名) 生產)等 醚結構的 吾人偏好 醚結構〃 乙烯氧甲 (乙烯氧 得的乙燒 脂、聚羥 般經由在 合物和酸 烯醚化合 合物中爲 -11 - 200844663 在反應中酚醛樹脂和聚羥基苯乙烯的份量比宜爲 30/70 至 70/30。 相對於酚醛樹脂和聚羥基苯乙烯的總重量爲〗〇 〇重量 份而言,乙烯醚化合物的份量一般爲1 - 3 0重量份,宜爲 2-15重量份。 酸催化劑之實例包括:無機酸,例如鹽酸、硫酸、過 氯酸和磷酸;有機酸,例如甲酸、醋酸、草酸、三氯醋酸 和對甲苯磺酸。這些酸催化劑可被單獨使用或其中的二或 多種可被混合使用。 相對於聚羥基苯乙烯爲1重量份而言,酸催化劑之份 量一般爲0.0001-1重量%。 迄今溶劑並不特別限制的原因是其對反應而言是惰性 溶劑,其實例包括甲基異丁基酮。被使用的溶劑的份量並 不特別限制。 . 俟反應完全後,舉例來說樹脂(A )可經由把鹼性化 合物(如三乙胺)加入反應混合物中,接著以水清洗所製 得的混合物,接著濃縮的方式加以單離。被單離的樹脂( A )可進一步以習用之提純方式(如與離子交換樹脂接觸 )提純。 其次,酸產生劑(B )會被舉例說明。 酸產生劑(B )經由光照射其本身或照射含有其的組 成物而產生酸,所產生的酸對樹脂(A )起催化作用使樹 脂(A)在鹼性水溶液中變成可溶解。 酸產生劑(B )可選自經由光照射而產生酸的各種化 -12- 200844663 合物(光照射酸產生劑本身或本發明之化學增幅正型光阻 組成物)。 就酸產生劑而言,吾人偏好至少一種的選自下列的組 成份:鑰鹽、鹵素取代的烷基三嗪化合物、二颯化合物、 重氮甲烷化合物(具磺醯基)、磺酸鹽化合物、醯亞胺化 合物(具磺醯氧基)。吾人較偏好鑰鹽和重氮甲院化合物 (具磺醯基)以及彼之混合物。 銷鹽之實例包括下面的式(Va ) 、 ( Vb )和(Vc ) 所示的鹽類:
其中代表有機平衡離子,pi、p2和p3個別代表羥基、 C1-C6烷基或C1-C6烷氧基;1、m和n個別代表整數〇-3 ;當1代表2或3時Ρ1可相同或不同,當m代表2或3 時p2可相同或不同,當η代表2或3時P3可相同或不同
其中與前述相同,ρ4和ρ5個別代表羥基、CKc6烷基 或C1_C6烷氧基;ρ和q個別代表〇或1, -13- 200844663
Z (Vc) 其中p6和P?個別代表C1-C6烷基或C3-C10環烷基;或 P6和P7鍵結形成C3-C7二價非環烴基團(與鄰近的S +— 起形成環)’在二價非環烴基團中至少一個-CH2-被-C0-、-〇 ·或· S -任意取代, P8代表氫原子’ P9代表C1-C6烷基、C3-C10環烷基或芳 族基團(可被取代),或P8和P9鍵結形成二價非環烴基 團(與鄰近的-CHCO-—起形成2-氧代環烷基),在二價 非環煙基團中至少—個-(::112_可被-CO-、-0-或-S-取代。 就:鑰鹽而言,吾人偏好式(Va )所示的鹽。 在式(Va) 、(Vb)和(Vc)中 C1-C6烷基之實例 包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲 丁基、叔丁基、正戊基和正己基。 在式(Va)和(Vb)中 CM-C6烷氧基之實例包括甲 氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧 基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基和正己氧基。 在式(Vc)中C3-C10環烷基之實例包括環丙基、環 丁基' 環戊基、環己基、環庚基、環辛基和環癸基。 P6和P7鍵結所形成的C3-C7二價非環烴基團之實例 包括伸丙基、伸丁基、伸戊基。二價C3-C7非環烴基團和 鄰近的S +—起形成的環基團之實例包括伸丁基锍基、伸戊 基锍基和氧基雙乙撐锍基。 在式(Vc)中芳族基團之實例包括苯基、甲苯基、二 -14- 200844663 甲苯基和萘基。p8和p9鍵結所形成的二價非環烴基團之 實例包括伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基,二 價非環烴基團與鄰近的-CHCO-—起形成的2-氧代環烷基 包括2-氧代環戊基和2-氧代環己基。 式(Va )所示的鹽的陽離子部份的專一性實例包括:
式(Vb )所示的鹽的陽離子部份的專一性實例包括: -15- 200844663
C2Hr 2H5 3
•OCH 式(Vc )所示的鹽的陽離子部份的專一性實例包括: l ) 3CH3
c2hA^ C2h/J〇 c2Hr^O c2h5^^"s^(ch2)3ch3
z_所示的有機平衡離子的專一性實例包括式(VI )所 示的陰離子: -16- 200844663
其中Q1、Q2、Q3、Q4、Q5個別代表氫原子、鹵素原子、 甲醯、C1-C16烷基、(M-C16烷氧基、鹵素取代的C1-C8 烷基、C6-C12芳基(可被選自C卜C16烷氧基和鹵素原子 中的至少一個取代)、C7-C12芳烷基(可被選自C1-C16 烷氧基和鹵素原子中的至少一個取代)、氰基、C 1-C4烷 硫基、C1-C4烷磺醯、羥基、硝基或式(VII)所示的基 團: —COO—X—Cy1 (VII) 其中X代表伸烷基,在伸烷基中至少一個-CH2-(除 與-C 00 -鍵結的· CΗ2-以外)可被-〇-或-S-取代,Cy 1代表 C3-C20脂環烴基團。 C1-C16烷基之實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙 基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛基、正癸基 、正十二基、正十六基。 C1-C16烷氧基之實例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧 基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧 基、異戊氧基、正癸氧基、正十二氧基、正十六氧基。 鹵素原子之實例包括氟原子、氯原子、溴原子、碘原 子。 C1-C8鹵素取代的烷基之實例包括三氟甲基、五氯乙 -17- 200844663 基、七氟丙基、九氟丁基。 可被選自C1-C 16烷氧基和鹵素原子中的至少一個取 代的C6-C 12芳基之實例包括苯基、甲苯基、甲氧基苯基 、萘基。 可被選自C1-C16烷氧基和鹵素原子中的至少一個取 代的C7-C12芳烷基之實例包括苯甲基、氯苯甲基、甲氧 基苯甲基。 j C 1 - C 4院硫基之實例包括甲硫基、乙硫基、正丙硫基 、異丙硫基、正丁硫基。 C 1 - C 4院磺醯之實例包括甲磺酶、乙磺醯、正丙磺醯 、異丙磺醯、正丁磺醯。 當Q1、Q2、Q3、Q4、Q5中的二或多個爲式(νΠ )所 示的基團時’式(VI1)所示的基圓1可相同或不同° 就X所示之伸烷基而言,吾人偏好C1_C12伸院基, 宜中至少一個- CH2·(除與- COO-鍵結的- CH2·以外)可被-φ 0-或-S-取代,較合宜的實例包括: -18- 200844663 —CH2~ (a-1) —CH2CH2— (a-2) —CH2CH2CH2— (a-3) —CH2CH2CH2CH2— (a-4) ——CH2CH2CH2CH2C%- (a- 5) ——CH2CH2CH2CH2CH2CH2— (a- 6) ——CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2— (a-7)
—CH20— (a-8) —CH2OCH2— (a-9) ——CH2OCH2C%- (a-10) —-CH2CH2OCH2CH2— (a-11) —CH2S— (a-12) ——CH2SC%— (a-13) —CH2SCH2CH2— (a -14) ——CH2CH2SCH2CH— (a-15)
其中,吾人尤其偏好前述的式(a-1 )至(a-7 )所示 的基團。
Cy1之實例包括: -19- 200844663
-<] (b-l) -〇 (b-2) -Ό (b-3) -〇 (b-4) (b-5)
(b-21) (b-22) (b-23)
(b-6)
—(b-24) CH〇 (b-25)
(b-16)
(b-26) 其中,吾人偏好C6-C12脂環烴基團,較偏好環己基 (b-4) 、2-降莰基(1>-21)、1-金剛烷基(1>-24)、2-金 剛烷基(b-23 )。 式(VII )所示的基團的專一性實例包括: -20- 200844663
式(VI )所示的陰離子之實例包括:
-21 - 200844663
ch3 CN ch3so2 ch3 )r\ s. ch3 CHO /}~ ;CH_ \ ; >—S〇3 卜SO, /CH- ch3 ch3 W ch3 >= CN ch3so2 CHO
-22- 200844663
23- 200844663
-24- 200844663
-25- 200844663
CH,
ch3o2s、
ch3o2s
200844663
ch302s.
Cl2H25
CHO 12h25-^ 一SO CHO
•27- 200844663
-28- 200844663
-29- 200844663
就Z_所示的有機平衡離子而言,式(Villa)所示的 fe離子也是不範的實例: "03s—Q6 (Villa)
其中Q6代表C1-C20全氟烷基、萘基(可被ci-C6烷基取 代)、恩基(可被c 1-C6烷基取代)。 式(VIIIa)所示的陰離子的實例包括C1-C20全氟院 基礦1st根Ip 離子和萘磺酸根絡陰離子(可被C i _ c 6烷基 取代)。 C1-C20全氟烷基磺酸根絡陰離子之專〜性實例包括
03S—CF2CF3 o3s—cf2cf2cf3 F 〇3s—c-cf3 cf3 'o3s—cf2cf2cf2cp3 cf3 "o3s—c-cf3 cf3 F •〇3S—C一CF2CF3 cf3 o3s—cf2cf2cf2cf2cf3
P O3S-CPr(|:^cp 〇3S—cp2cf.
F CF: CF, 2cp2cf3 n^c2〇F4rs〇3 〇3S—CF2CF2CF2CP2cp2cF3 -〇3S—CF2CF2CF2CF2CP2cp n-C10F2rSO3 n_C12F25-S03- n-C16F3i-S〇3· 之專一性 萘磺酸根絡陰離子(可被Cl-C6烷基取代 實例包括: •30- 200844663
就所示的有機平衡離子而言,式(villb )所示的 陰離子也是示範的實例: Q7—02S—N—S〇rQ8 (VII lb) 其中Q7和Q8個別代表C1-C20全氟烷基或C6-C20芳族基 團(可被取代)。 -31 - 200844663 就C1-C20全氟烷基而言,與前述相同的基團是示範 的實例。C6-C20芳族基團(可被取代)之實例包括:苯 基、2-甲基苯基、4-甲基苯基、2,6-二甲基苯基、2-乙基 苯基、4-乙基苯基、4-正丙基苯基、4-異丙基苯基、2,6-二異丙基苯基、4-甲基-2,6-二異丙基苯基、1-萘基、2-萘 基、3-甲基-2-萘基、3-乙基-2-萘基、1,3-二甲基-2-萘基 、1,3-二異丙基萘基、6·甲基-1,3-二異丙基萘基、1,3,6-三 異丙基萘基。 式(Vlllb )所示的陰離子之實例包括: F3C_02S—N—sor<:F3 F5C 厂 〇2S—N—SOfC2F5 F3C—〇2S—N~S〇2-C2F5 F9C4—°2S—n~S〇2-C4F9 F17Cs—〇2S—N—S〇fC8F17 F21Ci0~°2S—li~S〇2-C10F21 F25C12一 〇2S—N—S〇rC12F25 F33C16—〇2S—N—S〇rC16F33 F41C2〇—〇2S—N—S〇rC2〇F4i
-32- 200844663
就Z_所示的有機平衡離子而言,吾人偏好式(VI)所 示的陰離子,較偏好式(VI )所示的陰離子其中Q1、Q2 、Q3、Q4、Q5個別代表氫原子或C1-C6烷基者。 鹵素取代的烷基三嗪化合物之實例包括:2-甲基-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-苯基-4,6-二(三氯甲基)-1,3, 5-三嗪、2-(4-氯苯基)-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲 氧基苯基)-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-甲氧 基-1-萘基)-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(苯并〔 d〕 〔 1,3〕二卩惡茂院(dioxoran) -5 -基)-4,6 -二(三氯甲 基)-1,3,5-二曉、2-(4-甲氧基本乙傭)-4,6 - _> (二氯甲 基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯)-4,6-二( 三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(3,4-二甲氧基苯乙烯)-4,6-二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2- ( 2,4-二甲氧基苯乙烯)- 4.6- 二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2- ( 2-甲氧基苯乙烯)- 4.6- 二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-丁氧基苯乙烯)- 4.6- 二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪、2-(4-戊氧基苯乙烯)- 4.6- 二(三氯甲基)-1,3,5-三嗪。 -33- 200844663 磺酸酯化合物之實例包括:對甲苯翻酸1 -本甲醯-1 _ 苯甲酯(通稱爲、y安息香對甲苯磺酸醋〃)、對甲苯磺酸 2·苯甲醯-2-羥基-2-苯乙酯(通稱爲、' α -經甲安息香對甲 苯磺酸酯〃)、三甲磺酸酯1,2,3-苯三醋、對甲苯磺酸 2,6-二硝基苯甲酯、對甲苯磺酸2-硝基苯甲醋、對甲苯磺 酸4-硝基苯甲酯。 二砸化合物之實例包括:二苯二楓和二對甲苯二颯。 具磺醯的重氮甲烷化合物之實例包括:二(苯磺醯) 重氮甲烷、二(4 -氯基苯磺醯)重氮甲烷、二(對甲苯磺 醯)重氮甲烷、二(4-叔丁基苯磺醯)重氮甲烷、二( 2,4 -二甲基苯磺醯)重氮甲烷、二(環己基磺醯)重氮甲 烷、苯甲醯(苯基磺醯)重氮甲烷。 具磺醯氧基的醯亞胺化合物之實例包括:Ν-(苯基磺 醯氧)丁二醯亞胺、Ν-(三氟甲基磺醯氧)丁二醯亞胺、 Ν-(三氟甲基磺醯氧)酞醯亞胺、Ν-(三氟甲基磺醯氧 )-5-降莰烯-2,3-二羧基醯亞胺、Ν-(三氟甲基磺醯氧) 萘二甲基醯亞胺、Ν- ( 10-樟腦磺醯氧)萘二甲基醯亞胺 〇 酸產生劑可被單獨使用或其中的二或多種可被混合使 用。 在照射波長爲 436nm(g-rays)至 3 65nm(i_rays)的 情形,吾人偏好把下列式(Ilia)或式(IIIb)所示的化合 物當成酸產生劑: -34* 200844663
(IHb) 其中R3代表烴基團(可具有至少一個選自具氧原子或勸 原子的取代基和鹵素原子中的取代基)者適合作爲酸產生 劑。 烴基團之實例包括:c 1 -c 1 2院基’如甲基、乙基、 正丙基、正丁基、正辛基;C6-C18芳基’如苯基、甲苯 基、2,4,6-三甲苯基、2,4,6·三異丙苯基、4-十二院基苯基 、2 -萘基;C7-C30芳烷基’如苯甲基等。 具氧原子或氮原子的取代基之實例包括·院氧鑛基、 羥基、烷氧基、氧代基團、硝基。鹵素原子之實例包括: 氟原子、氯原子、溴原子。烴基團(具有至少一個選自具 氧原子或氮原子的取代基和鹵素原子中的取代基)之專一 性實例包括4-甲氧基苯基、下列基團:
等。 就式(Ilia)或式(Illb)所示的化合物而言,可使用 商業上可取得的化合物和經由在WO 99/0 1429中所描述的 方法製得的化合物。 本化學增幅正型光阻組成物可含有除了樹脂(A )之 外的其他的樹脂和酸產生劑。 -35- 200844663 其他的樹脂之實例包括··可溶於鹼性水溶液的樹脂、 包含結構單元的樹脂(具有酸敏感性基團,其本身在鹼性 水溶液中不溶解或難溶解但借助酸的作用使其在鹼性水溶 液中變成可溶解)。就其他的樹脂而言,吾人偏好可溶於 鹼性水溶液的樹脂。 可溶於鹼性水溶液的樹脂之專一性實例包括:前述的 酚醛樹脂、前述的聚羥基苯乙烯和聚羥基苯乙烯(其中一 部份的羥基被可被取代的1-烷氧基烷基或2-氧代環院基保 護)。 可被取代的1-烷氧基烷基之實例包括1-烷氧基烷基, 其可被烷氧基或醯氧基取代。烷氧基之實例包括c 1 - C 1 2 直鍵、枝鍵或ί哀狀的院氧基,例如甲氧基、乙氧基、正丙 氧基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、正己氧基、環己 氧基、1-金剛烷氧基。醯氧基之實例包括C2-C12醯氧基 ,例如乙醯氧基、正丙醯氧基、1 -金剛烷羰氧基。 可被取代的1-烷氧基烷基之專一性實例包括:乙氧 基乙基、(2 -甲基丙氧基)乙基、1·環己氧基乙基、 (2-甲氧基乙氧基)乙基、1-(2-乙醯氧乙氧基)乙基、 1 _〔 2 -(卜金剛烷氧基)乙氧基〕乙基、1 -〔 2 - ( 1 -金剛 烷基羰氧基)乙氧基〕乙基。 聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被可被取代的丨―烷 氧基烷基或2-氧代環烷基保護)具有縮醛結構。 其專一性實例包括聚羥基苯乙烯,其包含式(Ia )所 示的結構單元: -36- 200844663
(la) 其中R1代表C1-C4烷基,R2代表CPC6烷基或C5_C7環 院基’或R1和R2鍵結形成伸丙基或伸丁基, 和式(lb )所示的結構單元··
(lb) 式(la)所示的結構單元之合宜實例包括式(ic)所 示的結構單元:
(Ic)
其中R1和R2與前述的相同,式(lb )所示的結構單元之 合宜實例爲式(Id)所示的結構單元:
Rl所示之C1-C4烷基之實例包括甲基、乙基、正丙 基、異丙基、正丁基,吾人偏好甲基。 C1-C6烷基之實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基 、正丁基、正己基,C5-C7環烷基之實例包括環戊基、環 -37- 200844663 己基、環庚基。吾人偏好乙基、正丙基、環己_,較偏好 環己基。 就聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被可被取代的卜 烷氧基烷基或2’代環烷基保護)而言,吾人偏好聚羥基 苯乙烯(其中10-90%的羥基被可被取代的卜烷氧基烷基 或2_氧代環烷基保護),較偏好聚羥基苯乙烯(其中 60%的羥基被可被取代的丨_烷氧基烷基或2_氧代環烷基保 護)。 聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被可被取代的^烷 氧基烷基或2-氧代環烷基保護)可經由在酸催化劑存在下 的聚羥基苯乙烯和對應的1 -烷氧基烯反應製得。 對應的1-烷氧基烯之實例包括1-乙氧基乙烯、正丙 氧基乙細、1 - 己氧基乙燃。g周整被保護的經基的比率可 經由調整對應的1 -烷氧基烯的份量。舉例來說,在製造聚 羥基苯乙烯(其中10-90%的羥基被可被取代的1-烷氧基 烷基或2-氧代環烷基保護)情形下,可使用相對於在聚羥 基苯乙烯中的羥基總莫耳數的10-90莫耳%的對應的1-烷 氧基烯。 酸催化劑之實例包括:無機酸,例如鹽酸、硫酸、過 氯酸和磷酸;有機酸,例如甲酸、醋酸、草酸、三氯醋酸 、對甲苯磺酸。這些酸催化劑可被單獨使用或其中的二或 多種可被混合使用。 酸催化劑之份量一般爲相對於1重量份的聚羥基苯乙 -38- 200844663 進行聚經基本乙烯和對應的1-烷氧基儲的反應的方式 一般係在溶劑中混合聚羥基苯乙烯、對應的i _烷氧基烯和 酸催化劑。溶劑並不特別限制只要其對反應而言是惰性溶 劑即可。 俟反應完全後,聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被 可被取代的1 -烷氧基烷基或2 -氧代環烷基保護)可經由把 鹼性化合物(如三乙胺)加入反應混合物中,接著以水清 洗所製得的混合物,接著濃縮的方式加以單離。 酸敏感性基團之實例包括具有羧酸酯的結構,例如竣 酸fct;基酯基團(其中與氧原子相鄰的碳原子爲季碳原子) 、羧酸脂環基酯基團(其中與氧原子相鄰的碳原子爲季碳 原子)、羧酸內酯基團(其中與氧原子相鄰的碳原子爲季 碳原子)。 季碳原子〃表示、、與四個氫原子以外的取代 基鍵結的碳原子〃。 在本說明書中,、-COOR 〃可被描述爲、、具有羧酸酯 的結構〃,也可被縮寫成 ''酯基〃。專一地說,、、_ COOC(CH3)3//可被描述爲 ''具有羧酸叔丁酯的結構〃, 也可被縮寫成\'叔丁酯基〃。 酸敏感性基團之實例包括:烷基酯基團(其中與氧原 子相鄰的碳原子爲季碳原子),例如叔丁酯基;縮II型_ 基團,例如甲氧基甲酯、乙氧基甲酯、1-乙氧基乙酯、b 異丁氧基乙酯、1-異丙氧基乙酯、卜乙氧基丙氧基乙酯、 1-(2-甲氧基乙氧基)乙酯、1-(2-乙醯氧乙氧基)乙酯 、1·〔 2-(1-金剛烷氧基)乙氧基〕乙酯、1-〔 2-(1-金 -39- 200844663 剛烷羰氧基)乙氧基〕乙酯、四氫-2-呋喃酯、四氫-2_吡 喃酯;脂環基酯基團(其中與氧原子相鄰的碳原子爲季碳 原子),例如異冰片基、1-烷基環烷酯、2·烷基-2-金剛烷 酯、1- ( 1-金剛烷基)-1-烷基烷酯。在金剛烷基中至少一 個氫原子可被羥基取代。 結構單元之實例包括:丙烯酸酯衍生之結構單元、甲 基丙烯酸酯衍生之結構單元、降冰片烯基羧酸酯衍生之結 構單元、三環癸烯基羧酸酯衍生之結構單元、四環癸烯基 羧酸酯衍生之結構單元。吾人偏好丙烯酸酯衍生之結構單 元和甲基丙烯酸酯衍生之結構單元。 被用於本發明之組成物的樹脂可經由進行具酸敏感性 基團和烯烴雙鍵的單體的聚合反應的方式製得。 在單體之中,吾人偏好有龐大的酸敏感性基團例如脂 環基酯基團(例如2-烷基-2-金剛烷酯、1- ( 1-金剛烷基 )-1 -烷基烷酯)的單體,因爲當把所製得的樹脂用於本發 明之組成物時得到極佳的析像度。 這類含有龐大的酸敏感性基團的單體之實例包括:丙 烯酸2-烷基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯 、丙烯酸1- ( 1-金剛烷基)-1-烷基烷酯、甲基丙烯酸卜 (1_金剛烷基)-1-烷基烷酯、5-降莰烯基-2-羧酸2-烷基-2-金剛烷酯、5-降莰烯基·2-羧酸1- ( 1-金剛烷基)-1-烷 基烷酯、α -氯丙烯酸2 -烷基-2 -金剛烷酯、α -氯丙烯酸 1 - ( 1 -金剛烷基)-1 -烷基烷酯。 尤其當把丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2- -40- 200844663 烷基-2-金剛烷酯或α -氯丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯當成在 本發明之組成物中的樹脂組成份所用的單體使用時有得到 具極佳析像度的光阻組成物的傾向。示範之實例包括:丙 烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯 、丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2·乙基-2-金剛 烷酯、丙烯酸2-正丁基-2-金剛烷酯、α-氯丙烯酸2 -甲 基-2-金剛烷酯、α -氯丙烯酸2-乙基-2 _金剛烷酯。當把丙 火希酸2 -乙基-2-金剛院酯、甲基丙嫌酸2 -乙基-2-金剛院酯 、丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷酯或甲基丙烯酸2·異丙基-2-金剛烷酯用於本發明之組成物時有得到具極佳靈敏度和耐 熱性的光阻組成物的傾向。在本發明中視需要可一起使用 二或多種的具有經由酸的作用而解離的基團的單體。 丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯一般可以經由2_烷基-2_金 剛烷醇或其金屬鹽與丙烯酸鹵化物反應製得,甲基丙烯酸 2-烷基-2-金剛烷酯一般可以經由2-烷基-2-金剛烷醇或其 金屬鹽與甲基丙烯酸鹵化物反應製得。 本發明之光阻組成物也可含有樹脂,其除了含有前述 的具酸敏感性基團的結構單元之外還含有由酸安定性單體 衍生的結構單元。、由酸安定性單體衍生的結構單元〃表 示''不被酸產生劑所產生的酸解離的結構單元〃。 其他的由酸安定性單體衍生的結構單元之實例包括: 由具游離的殘基例如丙嫌酸和甲基丙烯酸的單體衍生的結 構單元;由脂族不飽和二羧酸野例如順丁烯二酐和伊康酸 酐衍生的結構單兀;由2 -降莰烯衍生的結構單元;由丙烯 -41 - 200844663 腈或甲基丙烯腈衍生的結構單元;由丙烯酸烷基酯或甲基 丙烯酸烷基酯(其中與氧原子相鄰的碳原子爲仲碳原子或 季碳原子)衍生的結構單元;由丙烯酸1 -金剛烷酯或甲基 丙烯酸1 -金剛烷酯衍生的結構單元;由苯乙烯單體例如對 羥基苯乙烯或間羥基苯乙烯衍生的結構單元;由丙烯醯 氧-r-丁酸內酯或甲基丙烯醯氧-7-丁酸內酯(具有可被 烷基取代的內酯環)衍生的結構單元等。1 -金剛烷氧羰基 爲酸安定性基團(儘管與氧原子相鄰的碳原子爲季碳原子 ),1 -金剛烷氧羰基可被至少一個羥基取代。 由酸安定性單體衍生的結構單元之專一性實例包括: 由丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯衍生的結構單元;由甲基丙 烯酸3-羥基-1-金剛烷酯衍生的結構單元;由丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷酯衍生的結構單元;由甲基丙烯酸3,5·二 經基-1 -金剛院酯衍生的結構單元;由α -丙嫌醯氧-r - 丁 酸內酯衍生的結構單元;由α -甲基丙烯醯氧-r -丁酸內酯 衍生的結構單元;由Θ -丙烯醯氧-r -丁酸內酯衍生的結構 單元;由/5 -甲基丙烯醯氧-7 - 丁酸內酯衍生的結構單元; 式(X)所示的結構單元:
其中R4代表氫原子或甲基,R5代表甲基、三氟甲基或鹵 -42- 200844663 彼此可相 素原子,t代表整數0-3,當t代表2或3時 同或不同; 和式(XI )所示的結構單元:
其中R6代表氫原子或甲基,R7代表甲基、三 素原子,u代表整數〇_ 3,當u代表2或3時 相同或不同; 由對羥基苯乙烯衍生的結構單元;由間羥基苯 結構單元;由脂環化合物(具烯烴雙鍵)衍生 ’式(ΧΠ )所示的結構單元: 氟甲基或鹵 ,R7彼此可 乙烯衍生的 的結構單元
其中R8和R9個別代表氫原子、C1-C3烷基、 烷基、羧基、氰基或-COOU基團,其中U代 或R8和R9可一起鍵結形成式-C ( =0 ) OC (= 羧酸酐基團; 由脂族不飽和二羧酸酐衍生的結構單元,例如 所不的結構單元: C1-C3羥基 表醇基團, 〇 )-所示的 式(XIII ) -43- 200844663
式(XIV)所示的結構單元:
(XIV) 等。 尤其從光阻對基板的黏著性和光阻的析像度的觀點’ 除了具酸敏感性基團的結構單元的樹脂之外,吾人偏好另 外具有至少一種選自下列組成份的結構單元的樹脂:由對 羥基苯乙烯衍生的結構單元;由間羥基苯乙烯衍生的結構 單元;由丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯衍生的結構單元;由 甲基丙纟布酸3 -經基-1 -金剛院醋衍生的結構單兀;由丙燦 酸3,5-二羥基-1-金剛烷酯衍生的結構單元;由甲基丙烯酸 3,5-二羥基金剛烷酯衍生的結構單元;式(X )所示的 結構單元;式(XI )所示的結構單元。 丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸3-羥基-1-金 剛烷酯、丙烯酸3,5·二羥基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸3,5_ 二羥基-1 -金剛烷酯可經由(例如)對應的羥基金剛烷和丙 烯酸或甲基丙烯酸或其酸鹵化物(皆可由商業上取得)反 應製得。 另外’具有可被烷基取代的內酯環的丙烯醯氧_ 7 -丁 酸內酯和甲基丙烯醯氧-r - 丁酸內酯可經由對應的α -或 -44- 200844663 /3 -溴-r - 丁酸內酯和丙烯酸或甲基丙烯酸反應製得或經由 對應的α -或Θ ·羥基-7 - 丁酸內酯和丙烯酸鹵化物或甲基 丙烯酸鹵化物反應製得。
就賦予式(X )和式(X1 )所示的結構單元的單體而 言,被專一地列舉的單體是(例如)具有下述的羥基的 丙烯酸脂環內酯和甲基丙烯酸脂環內酯和其混合物。這些 酯類可經由對應的具有羥基的脂環內酯和丙烯酸或甲基丙 烯酸反應製得,其製造方法在(例如)JP 2000-26446 A 中被描述。
具有可被烷基取代的內酯環的丙烯醯氧-r - 丁酸內酯 和甲基丙烯醯氧-r-丁酸內酯之實例包括:丙烯醯氧-r-丁酸內酯、α -甲基丙烯醯氧-r-丁酸內酯、α-丙烯醯 氧- /3,/3-二甲基-7-丁酸內酯、α -甲基丙烯醯氧- /3, Θ-二甲基-r-丁酸內酯、α-丙烯醯氧-α-甲基-7-丁酸內酯 、α -甲基丙烯醯氧-α-甲基-r_ 丁酸內酯、丙烯醯氧一 r-丁酸內酯、/3 -甲基丙烯醯氧-r-丁酸內酯、/3-甲基丙 烯醯氧-α -甲基-r -丁酸內酯。 在KrF光刻術情形下,即使在把由羥基苯乙烯例如對 -45- 200844663 羥基苯乙烯和間羥基苯乙烯衍生的結構單元當成樹脂的組 成份中的一種使用的情形下也可製得有足夠透明度的光阻 組成物。就製得該共聚合的樹脂而言’對應的丙烯酸酯或 甲基丙烯酸酯單體可和乙醯氧苯乙烯和苯乙烯行自由基聚 合,接著可以酸把在乙醯氧苯乙烯所衍生的結構單元中的 乙醯氧基團去乙醯化。 含有由2-降莰烯衍生的結構單元的樹脂因爲脂環基團 直接存在於其主鏈上而展現強壯的結構以及展現極佳的耐 乾式鈾刻性特性。由2-降莰烯衍生的結構單元可經由自由 基聚合被導入主鏈中,該自由基聚合使用(例如)除了對 應的2-降莰烯之外的脂族不飽和二羧酸酐(例如順丁烯二 酐和伊康酸酐)。由2-降莰烯衍生的結構單元經由其雙鍵 打開而形成並且可由前述的式(ΧΠ )代表。由脂族不飽 和二羧酸酐衍生的結構單元的由順丁烯二酐衍生的結構單 元和由伊康酸酐衍生的結構單元經由其雙鍵打開而形成並 且可分別由前述的式(XIII )和式(XIV )代表。 在R8和R9中,C1-C3烷基之實例包括甲基、乙基、 正丙基,C1-C3羥烷基之實例包括羥基甲基和2-羥基乙基 〇 在R8和R9中,-COOU基團爲羧基所形成的酯,就對 應U的醇基團而言舉例來說列舉被任意取代的C1-C8烷基 、2-氧代氧雜環戊烷-3-基、2-氧代氧雜環戊烷-4-基等, 就在C 1-C8烷基上的取代基而言列舉羥基、脂環烴基團等 -46 - 200844663 被用來賦與前述的式(XII)所示的結構單元的單體 的專一性實例可包括:2-降莰烯、2-羥基-5-降莰烯、5-降 莰烯-2-羧酸、5-降莰烯-2-羧酸甲酯、5-降莰烯-2-羧酸2-羥乙酯、5-降莰烯-2-甲醇、5-降莰烯-2,3-二醋酸酐。 當-COOU基團中的U爲酸敏感性基團時,式(XII ) 所示的結構單元爲具有酸敏感性基團的結構單元(即使其 具有降莰烯結構)。賦與具有酸敏感性基團的結構單元的 B 單體之實例包括·· 5-降莰烯-2-羧酸叔丁酯、5-降莰烯-2-羧酸1-環己基-1-甲基乙酯、5-降莰烯-2·羧酸1-甲基環己 酯、5-降莰烯-2-羧酸2-甲基-2-金剛烷酯、5-降莰烯-2-羧 酸2-乙基-2-金剛烷酯、5-降莰烯-2-羧酸1-(4-甲基環己 基)-1-甲基乙酯、5-降莰烯-2-羧酸1-(4-羥基環己基)-1-甲基乙酯、5_降莰烯-2-羧酸1-甲基-1-(4-氧代環己基 )乙酯、5-降莰烯-2-羧酸1- ( 1-金剛烷基)-1-甲基乙酯 等。 • 被用於本發明之光阻組成物的樹脂宜含有具有酸敏感 性基團的結構單元,其比率一般佔樹脂所有結構單元的 10-80莫耳%,儘管比率視圖案曝光的光照射種類、酸敏 感性基團的種類等而定有所改變。 當丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-烷基-2-金剛烷酯、丙烯酸卜(1-金剛烷基)-1-烷基烷酯或甲基 丙烯酸1 - ( 1 -金剛烷基)-1 -烷基烷酯被當成具有酸敏感 性基團的結構單元使用時其有利於光阻(結構單元的比率 爲樹脂所有結構單元的1 5莫耳%或以上)的耐乾式鈾刻性 »47- 200844663 除了具有酸敏感性基團的結構單元之外, 有其他的具有酸安定性基團的結構單元,吾人 構單元的總和爲樹脂所有結構單元的2 0 - 9 0莫Ϊ 被用於本發明之光阻組成物的樹脂可經由 單體的聚合反應製得。被用於本發明之光阻組 也可經由進行對應的單體的寡聚合反應,接著 的寡聚物的聚合反應製得。 進行聚合反應一般是在自由基起始劑存在I 自由基起始劑並不限制,其實例包括:偶 例如2,2’-偶氮二異丁腈.、2,2’-偶氮二(2-甲 1,1、偶氮二(環己-1-腈)、2,2’·偶氮二(2,4· )、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧戊腈)、 (2 -甲基丙酸)二甲酯、2,2,-偶氮二(2 -羥甲 有機過氧化氫,例如過氧化十二醯、叔丁基過 氧化苯甲醯、過氧苯甲酸叔丁酯、異丙苯過氧 二碳酸二異丙酯、過氧二碳酸二正丙酯、過氧 酯、過氧特戊酸叔丁酯、過氧化3,5,5_三甲基 過氧化物,例如過氧二硫酸鉀、過氧二硫酸錢 。在前述的起始劑中,吾人偏好偶氮化合 2,2’-偶氮二異丁腈、2,2,-偶氮二(2-甲基丁腈 氮二(環己-1-腈)、2,2’-偶氮二(2,4-二甲 2,2’-偶氮二(2-甲基丙酸)二甲酯·,尤其偏$ 二異丁腈和2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。 樹脂中還含 偏好這些結 军%。 進行對應的 成物的樹脂 進行所製得 的情形下。 氮化合物, 基丁腈)、 •二甲基戊腈 2,2、偶氮二 基丙腈); 氧化氫、,過 化氫、過氧 新癸酸叔丁 己醯;無機 、過氧化氫 物,較偏好 )、1,1 ’ -偶 基戊腈)、 子2,2 ’ -偶氮 -48- 200844663 這些自由基起始劑可被單獨使用或其中的二或多 被混合使用。當其中的二或多種的混合物被使用時混 比率並不特別限制。 自由基起始劑的份量宜爲所有單體或寡聚物的莫 的1 - 2 0莫耳%。 聚合溫度一般爲0 -1 5 0 °c,偏好4 0 - 1 0 0 °c。 聚合反應的進行一般是在溶劑(宜使用足夠使單 解的溶劑)、自由基起始劑和所製得的樹脂存在下。 的實例包括:烴溶劑,例如甲苯;醚溶劑,例如1,4-烷和四氫呋喃;酮溶劑,例如甲基異丁酮;醇溶劑, 異丙醇;環狀酯溶劑,例如Τ - 丁酸內酯;二醇醚酯 ,例如丙二醇單甲基醚醋酸酯;非環狀酯溶劑,例如 乙酯。這些溶劑可被單獨使用或被混合使用。 溶劑的份量並不限制,實際上相對於所有的單體 聚物的份量爲1重量份而言其份量宜爲i -5重量份。 當脂環化合物(具有烯烴雙鍵和脂族不飽和二羧 )被當成單體使用時,鑒於其不易聚合的傾向吾人偏 用過量的脂環化合物。 俟聚合反應完全後,所製得的樹脂可經由(例如 入溶劑(在樹脂不溶解或難溶解於反應混合物中的情 和過濾所沉澱的樹脂的方式單離。視需要,被單離的 可經由(例如)以合適的溶劑清洗的方式加以提純。 吾人偏好本發明之光阻組成物含有根據樹脂組成 酸產生劑全部份量的90-99.9重量%的樹脂組成份和 種可 合的 耳量 體溶 溶劑 二噁 例如 溶劑 乳酸 或寡 酸酐 好使 )加 形) 樹脂 份和 0.1- -49- 200844663 1 0重量%的酸產生劑。在本發明中 ''樹脂組成份〃表示樹 脂(A )和在本發明之光阻組成物中所含有的其他的樹脂 樹脂(A)的份量根據樹脂組成份總份量宜爲20-100 重量%,較宜爲2 5 - 1 0 0重量%。
在本發明之光阻組成物中,因曝光後延遲而發生的酸 鈍化所引起的性能衰退可借由加入有機鹼性化合物(尤其 含氮的有機鹼性化合物)當成鈍化劑加以減少。 含氮的有機鹼性化合物的專一性實例包括下式所示的 胺化合物:
其中R11和R12個別代表氫原子、烷基、環烷基或芳基, 該院基、ϊ哀院基和芳基可被至少〜個選自下列的基團取代 :經基、胺基(可被c c 4烷基取代)和Cc 6烷氧基( 可被C1-C6烷氧基取代), R13和R個別代表氫原子、烷基、環烷基、芳基或烷氧 基’該k基、is院基、芳基和烷氧基可被至少一個選自下 -50^ 200844663 列的基團取代··羥基、胺基(可被C卜C4烷基取代 C1-C6烷氧基,或 R13和R14與所鍵結的碳原子一起鍵結形成芳族環, R15代表氫原子、烷基、環烷基、芳基、烷氧基或硝 該烷基、環烷基、芳基、烷氧基可被至少一個選自下 基團取代:羥基、胺基(可被C1 -C4烷基取代)和c 垸氧基, R16代表烷基或環烷基’該烷基和環烷基可被至少〜 自下列的基團取代··羥基、胺基(可被C 1 -C4烷基取 和C1-C6烷氧基, w代表- CO-、-NH-、-s-、-S-S-、伸烷基(其中至少 伸甲基可被-〇-取代)、伸烯基(其中至少一個伸甲 被-〇 -取代)、下式所示的季銨氫氧化物: )和 基, 列的 1-C6 個選 代) 〜個
其中R17、R18、R19和個別代表烷基、環烷基或 ,該院基、環院基和芳基可被至少一個選自下列的基 代·羥基、胺基(可被C 1 - C 4院基取代)和c卜c 6院 〇 在 R11、R12、R13、R14、Ri5、r16、r17、r18、r r2Q中的烷基宜具有約1-10個碳原子,較宜具有約i 碳原子。 胺基(可被c 1 - C 4烷基取代)之實例包括:胺基 胺基、乙胺基、正丁胺基、二甲胺基、二乙胺基。( 芳基 團取 氧基 19和 個 、甲 :1,C 6 -51 - 200844663 烷氧基(可被C1-C6烷氧基取代)之實例包括·甲氧基、 乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、正 戊氧基、正己氧基、2-甲氧基乙氧棊。 烷基,其可被至少一個選自下列的基團取代.羥基、 胺基(可被C1-C4烷基取代)和C^C6丨兀氧基(可被<::卜 C0烷氧基取代),其專一性實例包括:甲基、乙基、正 丙基、異丙基、正丁基、叔丁基、正戊基、正己基、正辛 瞻基、正壬基、正癸基、2-(2 -甲氧基乙氧基)乙基、八羥 基乙基、2-羥基丙基、2-胺基乙基、4-胺基丁基、6·胺基 己基。 在 R11、R12、R13、RM、Ri5、R16、R17、R18、R19 和 r2Q中的環烷基宜具有約10個碳原子。環烷基,其可被 至少〜個選自下列的基團取代:羥基、胺基(可被C1-C4 院基取代)和C丨-C6烷氧基,其專一性實例包括環戊基、 環己基、環庚基、環辛基。 Φ 在 RM、R12、R13、R14、R15、R17、R18、R19 和 R20 中的芳基宜具有約6-10個碳原子。芳基,其可被至少一 個選自下列的基團取代:羥基、胺基(可被C1-C4烷基取 代)和C 1-C6烷氧基,其專一性實例包括苯基和萘基。 在R13、R14、R15中的烷氧基宜具有約1_6個碳原子 ,其專一性實例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧 基、正丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、正己氧基。 在w中的伸垸基和伸烯基宜具有2-6個碳原子。伸院 基之專一性貫例包括伸乙基 '伸丙基、伸丁基、伸甲二氧 -52- 200844663 基、伸乙-1,2-二氧基,伸烯基之專一性實例包括乙-1,2-二 基、1-丙烯-1,3_ 二基、2-丁烯-1,4-二基。 胺化合物之專一性實例包括:正己胺、正庚胺、正辛 胺、正壬胺、正癸胺、苯胺、2 -甲基苯胺、3 -甲基苯胺' 4-甲基苯胺、4-硝基苯胺、1-萘胺、2-萘胺、伸乙二胺、 伸丁二胺、伸己二胺、4,4、二胺-1,2-二苯乙烷、4,4’-二 胺·3,3’-二甲基二苯甲烷、4,4’-二胺-3,3’-二乙基二苯甲烷 、二丁胺、二戊胺、二己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、 二癸胺、Ν-甲基苯胺、哌啶、二苯胺、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、二環 己基甲胺、三〔2-(2-甲氧基乙氧基)乙基〕胺、三異丙 醇胺、Ν,Ν-二甲基苯胺、2,6-二異丙基苯胺、咪唑、苯並 咪唑、吡啶、4-甲基吡啶、4-甲基咪唑、聯吡啶、2,2’-聯 吡啶胺、聯-2 -吡啶酮、1,2 -二(2 -吡啶基)乙烷、1,2 -二 (4-吡啶基)乙烷、1,3-二(4-吡啶基)丙烷、1,2-二(2-吡啶基)乙烯、1,2-二(4-吡啶基)乙烯、1,2-二(4-吡啶 氧)乙烷、4,4 ’ -二吡啶基硫、4,4 ’ -二吡啶基二硫、1,2 -二 (4 -耻卩疋基)乙燃、2,2 ’ - 一·卩比D疋基甲胺、3,3 ’ - _^卩仕卩定基甲 胺。 季銨氫氧化物之實例包括:氫氧化四甲基銨、氫氧化 -53- 200844663 四丁基錢、氫氧化四己基錢、氫氧化四辛基錢、氫氧化苯 基四甲基銨、氫氧化(3-三氟基甲苯基)三甲基錢、氫氧 化(2-羥基乙基)三甲基銨(所謂的、、膽鹼〃)。 在JP 1 1 -5 25 75 A1中所描述的具哌啶骨架的受阻胺化 合物也可當成鈍化劑使用。 在形成具有較高析像度的圖案的觀點上,季銨氫氧化 物宜當成鈍化劑使用。 當把鹼性化合物當成鈍化劑使用時,本發明之光阻組 成物宜包括根據樹脂組成份、酸產生劑和鹼性化合物總份 量的0.00 1-2重量%的鹼性化合物。 本發明之光阻組成物可視需要含有少量的各種添加劑 ,例如敏化劑、溶液抑制劑、其他的聚合物、界面活性劑 、致安定劑、顏料,只要本發明的效果不被妨礙。 本發明之光阻組成物一般是液體光阻組成物形式,其 中前述的組成份被溶劑溶解,本發明之液體光阻組成物經 由習用之方法例如旋轉塗佈法塗佈在基板(例如矽晶圓) 上。被使用的溶劑足以溶解前述的組成份,該溶劑具有適 當的乾燥速率並且在其蒸發後賦與均勻平滑的塗層。可使 用在技藝中一般被使用的溶劑。 溶劑之實例包括:乙二醇醚酯,例如乙基纖維素醋酸 酯、甲基纖維素醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯;非環狀 酯,例如乳酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸戊酯、丙酮酸乙酯; 酮,例如丙酮、甲基異丁酮、2 -庚酮、環己酮;環狀酯, 例如r - 丁酸內酯。這些溶劑可被單獨使用或其中的二或 -54- 200844663 多種可被混合使用。 以下列方式處理被塗佈於基板上,接著被乾胃_ 膜:使圖案曝光,接著熱處理以促進去封閉反應,接著以 驗性顯像劑顯像。被使用的鹼性顯像劑可爲g g巾所:彳吏用 的各種鹼性水溶液中的任何一種。通常吾人常使用氫{氧化 四甲基錢或氫氧化(2-經乙基)三甲基錢(所謂的、、膽驗 ,r ) ° 以下應被理解··本發明所揭露的體系爲全方位的實體 系並且本發明並不受限於該實體系。意思是本發明之範疇 不僅經由前面的描述也經由附加的申請專利範圍確定,其 包括與申請專利範圍相等的意義的所有變異。 本發明會經由實施例被更專一地描述,實施例之解釋 並不限制本發明之範疇。被用來表示在後面的實施例中被 使用的任何組成份的含量和任何原料的份量的、、% 〃和、、 重量份〃是以重量爲主除非另外被專一地提及。在後面實 施例中的任何原料的重量平均分子量爲經由使用聚苯乙烯 作爲標準的參考原料的凝膠滲透層析〔HLC-8120GPC Type, Column : G4000HXL 和 G2000HXL,由 TOSOH CORPORATION製造,溶劑:四氫呋喃〕所發現的實測値 【實施方式】 樹脂合成例1 把間甲酚(1 200重量份)、脫水草酸(56重量份) -55- 200844663 、90%醋酸(3 78重量份)和甲基異丁基酮(n2 〇重量份 )加入四頸燒瓶(配備攪拌器、回流冷凝器、溫度計)中 。加熱所得的混合物至8〇°C,接著花1小時滴狀加入37% 福馬林(7 8 7重量份),俟完全加入後把內部溫度升高至 87°C。把所製得的混合物於87它保持12小時,加入甲基 異丁基酮( 500重量份)。以離子交換水清洗所製得的混 合物6次以得到樹脂溶液。把甲基異丁基酮(5〇〇重量份 )加入樹脂溶液中,在減壓下濃縮所製得的溶液以得到樹 脂溶液(3 3 6 4重量份)。把甲基異丁基酮(6 1 5 2重量份 )和正庚烷(6 7 7 4重量份)加入所製得的樹脂溶液中,於 6 〇 °C把所製得的混合物攪拌1小時。把所製得的混合物分 成下層(含有樹脂)和上層。以丙二醇單甲基醚醋酸酯( 3 8 0 0重量份)稀釋含有樹脂的下層,濃縮所製得的混合物 以得到含有酚醛樹脂的溶液(酚醛樹脂含量:36.6% )( 1 8 0 0重量份)。所製得的酚醛樹脂的重量平均分子量爲 7,75 0。所製得的酚醛樹脂被稱爲R1。 樹脂合成例2 把 MARUKA LYNCUR S2P (商品名,由 Maruzen Petrochemical Co·,Ltd.製造)(30重量份)、在前述的 樹脂合成例1中所製得的含有R1的溶液(8 1 .9重量份) 與甲’基異丁基酮(240重量份)混合。濃縮所製得的溶液 以得到含有聚對羥基苯乙烯和R1的溶液(3 00重量份) 。把全部的含有聚對羥基苯乙烯和R 1的溶液、甲基異丁 -56- 200844663 基酮(100重量份)和對甲苯磺酸(001重量份)加入四 頸燒瓶(配備攪拌器、回流冷凝器、溫度計)中,於室溫 花5分鐘滴狀加入1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷(6.61重 量份)。於室溫攪拌所製得的混合物4小時,接著加入三 乙胺(0·03重量份)。以離子交換水(140重量份)清洗 所製得的混合物5次以得到含有樹脂的溶液。濃縮以得到 含有樹脂的溶液(75重量份)。把丙二醇單甲基醚醋酸酯 (220重量份)加入樹脂溶液中,濃縮所製得的混合物以 得到溶液(1 00重量份),該溶液含有由聚對羥基苯乙烯 、R1和1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷反應製得的樹脂( 樹脂含量:3 1 . 6% )。所製得的樹脂的重量平均分子量爲 62,3 00。所製得的樹脂被稱爲Α1。 樹脂合成例3 以甲基異丁基酮(900重量份)溶解 VP-2500 (商品 名,由 Nippon Soda Co.,Ltd.製造)(150 重量份)。濃 縮所製得的溶液以得到含有聚對羥基苯乙烯的溶液(5 2 0 重量份)。把全部的含有聚對羥基苯乙烯的溶液、甲基異 丁基酮(5 3 0重量份)和對甲苯磺酸(0·02重量份)加入 四頸燒瓶(配備攪拌器、回流冷凝器、溫度計)中’接著 於室溫花5分鐘滴狀加入乙基乙烯基醚(5 1.7重量份)° 於室溫攪拌所製得的混合物3小時,接著加入三乙胺( 〇·〇3重量份)。以離子交換水(400重量份)清洗所製得 的混合物5次以得到樹脂溶液。濃縮以得到樹脂溶液( -57- 200844663 375重重份)。把丙二醇單甲基醚醋酸酯(ms重量份) 加入樹S曰ί谷液中’濃縮所製得的混合物以得到含有樹脂的 440重量份,樹脂含量· 42〇% ),前述的樹脂包
含下式所示的結構單元 所製得的樹脂的重量平均分子量爲4,〇〇〇。所製得的 樹脂被稱爲R2。 樹脂合成例4
以甲基異丁基酮(2〇〇重量份)溶解 MARUKA
Ltd.製造)(50重量份)。濃縮所製得的溶液以得到含有 聚對經基苯乙烯的溶液(1 4 5重量份)。把全部的含有聚 對經基本乙烯的溶液、甲基異丁基酮(3 5 5重量份)和對 甲苯礦酸(〇.〇1重量份)加入四頸燒瓶(配備攪拌器、回 流冷凝器、溫度計)中,接著於室溫花5分鐘滴,狀加入 1,4-一(乙嫌氧甲基)環己烷(7.38重量份)。於室溫攪 梓所製得的混合物3小時,接著加入三乙胺(〇.〇2重量份 )°以離子交換水(1 80重量份)清洗所製得的混合物5 次以得到樹脂溶液。濃縮以得到樹脂溶液(丨2〇重量份) 。把丙一醇單甲基醚醋酸酯(3 5 〇重量份)加入樹脂溶液 中’濃縮所製得的混合物以得到溶液(〗6 〇重量份),該 200844663 溶液含有由聚對羥基苯乙烯和1,4-二(乙烯氧甲基)環己 烷反應製得的樹脂(樹脂含量:33.2% )。所製得的樹脂 的重量平均分子量爲67,3 00。所製得的樹脂被稱爲R3。 樹脂合成例5 把在前述的樹脂合成例1中所製得的含有R 1的溶液 (120重量份)、對甲苯磺酸(0.007重量份)和甲基異 丁基酮(120重量份)加入四頸燒瓶(配備攪拌器、回流 冷凝器、溫度計)中,接著於室溫花5分鐘滴狀加入1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷(4 · 6重量份)。於室溫攪拌所 製得的混合物3小時,接著加入三乙胺(〇·〇2重量份)。 以離子交換水(1 50重量份)清洗所製得的混合物5次以 得到樹脂溶液。濃縮以得到樹脂溶液(1 00重量份)。把 甲基異丁基酮(6152重量份)和正庚烷(6774重量份) 加入所製得的樹脂溶液中,於6 0 °C把所製得的混合物攪拌 1小時。把所製得的混合物分成下層(含有樹脂)和上層 。以丙二醇單甲基醚醋酸酯(3800重量份)稀釋含有樹脂 的下層,濃縮所製得的混合物以得到溶液(1 800重量份) ,該溶液含有由R1和1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷反應 製得的樹脂(樹脂含量:4 7 · 6 % )。所製得的樹脂的重量 平均分子量爲32,8 00。所製得的樹脂被稱爲R4。 <酸產生劑> 酸產生劑 SI : 2,4,6-三異丙基苯磺酸三苯基毓 -59- 200844663 酸產生劑 S2 :二(環己基磺醯)重氮甲烷 酸產生劑 S3 ·· 〔 2- ( 4-甲基苯基)磺醯氧亞胺基-2H- 噻吩-3-甲烯〕-(2-甲基苯基)乙腈 <鈍化劑> 鈍化劑 Q 1 :二環己基甲胺 鈍化劑 Q2 :三〔2· ( 2·甲氧基乙氧基)乙基〕胺 <溶劑> 溶劑 Y 1 :丙二醇單甲基醚醋酸酯 實施例1至4及比較例1至3 下列組成份被混合以製得溶液,該溶液經由氟樹脂濾 器(具有0.2 μπι孔徑)被進一步過濾以製得光阻液。 樹脂(種類及份量在表1中被描述) 酸產生劑(種類及份量在表1中被描述) 鈍化劑(種類及份量在表1中被描述) 溶劑(種類及份量在表1中被描述) -60- 200844663 表1 實施例 編號 樹脂 灌類/份量(重量 份)) 酸產生劑 權類/份量(重量 份)) 鈍化劑 循類/份量(軍暈 份)) 溶劑 腫類朌量(韋暈 份)) 實施例1 A1/6.75 R2/6.75 S 1/0.075 S2/0.4 Q1/0.015 Q2/0.015 Y1/55 實施例2 A1/6.75 R2/6.75 S2/0.4 S3/0.075 Q1/0.015 Q2/0.015 Y1/55 實施例3 A1/10.12 R2/3.38 S1/0.15 Q1/0.015 Y1/55 實施例4 A1/13.5 S1/0.15 Q1/0.015 Y1/57 比較例1 R3/13.5 S1/0.15 Q1/0.015 Y1/65 比較例2 R2/6.75 R3/6.75 S1/0.15 Q1/0.015 Y1/65 比較例3 R4/13.5 S1/0.075 S2/0.4 Q1/0.015 Q2/0.015 Y1/70
以旋轉塗佈方式把前面所製得的每一種光阻液個別塗 佈於矽晶圓上使形成的薄膜厚度於乾燥後成爲1 . 1 μπι。俟 個別塗佈每一種光阻液後,把塗佈以各種光阻液的矽晶圓 於100 °C的直接加熱板上預烤1分鐘。使用KrF準分子雷 射步進機(、、NSR-2205EX12B " ’ 由 Nikon Corporation, ΝΑ = 0.55製造)把每一片晶圓(其上面有各種光阻薄膜形 成)曝光成線條/間隙圖案並且於曝光期間逐步地改變曝 光量。 俟曝光後,把每一片晶圓於100°c的加熱板上烘烤1 分鐘,接著以2.3 8 %氫氧化四甲基銨水溶液涉水顯像6 0 秒。 以掃描式電子顯微鏡觀察顯像後每一片基板上所顯像 -61 - 200844663 的圖案,其結果在表2中被展示。 塗膜性質(CP ) ••把光學顯微鏡的焦點調整在塗佈後 的晶圓上的光阻薄膜表面上,並且以眼睛傾斜地注視被聚 焦的部件。當光阻薄膜的表面平滑時觀察不到散射光,當 光阻薄膜的表面粗糙時觀察到散射光。當觀察到強烈散射 光時把其評估標記X 〃,當觀察不到強烈散射光時把其 評估標記A〇〃。 有效感先度(ES) •其被表不成曝光量(在透過 0·40μιη線條/間隙圖案光罩的曝光和顯像後的線條/間隙圖 案變成1 : 1 )。 析像度:其被表示成間隙圖案的最小尺寸(在有效感 光度的曝光量下經由線條圖案把間隙圖案分開)。 表2 實施例編號 CP ES(mJ/cm2) 析像度(μιη) 實施例1 〇 35 0.21 實施例2 〇 33 0.22 實施例3 〇 16 0.24 實施例4 〇 15 0.28 比較例1 〇 16 0·40_ 比較例2 X 16 0·40(#2) 比較例3 〇 21 3.0 (#1)在顯像後觀察到光阻薄膜厚度減少,顯像後光阻薄膜 厚度爲顯像前厚度的3 0-60%。 (#2)圖案未被平均地析像。 實施例5及比較例4 -62- 200844663 下列組成份被混合以製得溶液,該溶液經由氟樹脂濾 器(具有0.5 μιη孔徑)被進一步過濾以製得光阻液。 樹脂(種類及份量在表3中被描述) 酸產生劑(種類及份量在表3中被描述) 鈍化劑(種類及份量在表3中被描述) 溶劑(種類及份量在表3中被描述) 實施例 編號 樹脂 權類/份量(重量份 )) 酸產生劑 (種類/份量(重量份 )) 鈍化劑 (種類繼(重量份 )) 溶劑 灌類/份量(重量 份)) 實施例5 A1/13.5 S3/0.1 Q1/0.015 Y1/29 比較例4 R4/13.5 S3/0.1 Q1/0.015 Y1/29
以旋轉塗佈方式把前面所製得的每一種光阻液塗佈於 矽晶圓上使乾燥後所形成的薄膜厚度變成5.6 μ ιη。俟塗佈 每一種光阻液後,把塗佈以各種光阻液的矽晶圓於1 1 〇 °C 的直接加熱板上預烤90秒。使用i-ray步進機(、、NSR 2 〇 〇 5 i 9 C /r ,由 Nikon Corporation,ΝΑ = 0·57 製造)把每一 片晶圓(其上面有各種光阻薄膜形成)曝光成線條/間隙 圖案並且於曝光期間逐步地改變曝光量。所使用的i_ray 步進機的照度爲500 mW/cm2,舉例來說如果感光度爲83 mJ/cm2,貝IJ曝光時間爲約1 70毫秒(=83/5 00 )。 俟曝光後,把每一片晶圓於1 〇 5 °C的加熱板上烘烤1 分鐘’接著以2.3 8%氫氧化四甲基銨水溶液涉水顯像6〇 秒0 -63 - 200844663 以掃描式電子顯微鏡觀察顯像後每一片基板上所顯像 的圖案,其結果在表4中被展示。 塗膜性質(CP ):把光學顯微鏡的焦點調整在塗佈後 的晶圓上的光阻薄膜表面上,並且以眼睛傾斜地注視被聚 焦的部件。當光阻薄膜的表面平滑時觀察不到散射光,當 光阻薄膜的表面粗糙時觀察到散射光。當觀察到強烈散射 光時把其評估標記> X 〃 ,當觀察不到強烈散射光時把其 評估標記 '' 〇〃。 有效感光度(ES):其被表示成曝光量(在透過 0.40μιη線條/間隙圖案光罩的曝光和顯像後的線條/間隙圖 案變成1 : 1 )。 析像度:其被表示成間隙圖案的最小尺寸(在有效感 光度的曝光量下經由線條圖案把間隙圖案分開)。 表4 實施例編號 CP ES(mJ/cm2) 析像度㈣) 實施例5 〇 83 1 比較例4 〇 即使ES爲400 mJ/cm2,3μπι線條/間 隙圖案並未被析像
從在表2和表4中所展示的結果可以明白實施例1至 5所製得的光阻圖案具有高析像度及良好塗膜性質。 本發明之化學增幅正型光阻組成物賦與具有高析像度 及良好塗膜性質的光阻圖案。 -64-

Claims (1)

  1. 200844663 十、申請專利範圍 1 · 一種化學增幅正型光阻組成物,其包含(A )經由 酉分酵樹脂、聚羥基苯乙烯及具有至少二個乙烯醚結構的化 合物反應製得的樹脂,和(B )酸產生劑。 2.如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物,其中該聚羥基苯乙烯爲一種聚對羥基苯乙烯。 3 ·如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物’其中在該酚醛樹脂、聚羥基苯乙烯及具有至少二 個乙烯醚結構的化合物的反應中該酚醛樹脂和聚羥基苯乙 烯的份量比爲30/70至70/3 0。 4.如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物,其中該具有至少二個乙烯醚結構的化合物爲1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷或1,2-二(乙烯氧)乙烷。 5 ·如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物,其中該具有至少二個乙烯醚結構的化合物爲1,4-二(乙烯氧甲基)環己烷。 6.如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物’其中該化學增幅正型光阻組成物另含有至少一種 選自下列的組成份:聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被 可經取代的1 -烷氧基烷基或2 -氧代環烷基保護);酚醛樹 脂;聚羥基苯乙烯;及含有結構單元的樹脂(其具有酸敏 感性基團,且其本身在鹼性水溶液中爲不溶或難溶但借助 酸的作用在鹼性水溶液中變成可溶)。 7 .如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 -65- 200844663 組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物另包含聚羥基苯 乙嫌,其中一部份的經基被可經取代的1 **院氧基院基或2 · 氧代環烷基保護。 8·如申請專利範圍第6或7項所述之化學增幅正型 光阻組成物,其中該可經取代的1-烷氧基烷基爲未經取代 的1-烷氧基烷基或經至少一種選自烷氧基或醯氧基取代的 1-烷氧基烷基。 9.如申請專利範圍第6或7項所述之化學增幅正型 光阻組成物,其中該聚羥基苯乙烯(其中一部份的羥基被 可經取代的1-烷氧基烷基或2-氧代環烷基保護)爲一種聚 羥基苯乙烯,其一種聚羥基苯乙烯,其包含式(la )所示 的結構單元:
    (la) 其中R1代表C1-C4烷基且R2代表C1-C6烷基或C5-C7環 烷基,或R1和R2鍵結以形成伸丙基或伸丁基, 和式(lb )所示的結構單元:
    -66 - 1 〇 .如申請專利範圍第9項所述之化學增幅正型光阻 2 組成物’其中式(la )所示的結構單元爲式(Ic )所示的 200844663 結構單元: (Ic) 其中R1代表C1-C4烷基且R2代表Cl-C6烷基或C5_C7環 烷基,或R1和R2鍵結以形成伸丙基或伸丁基,
    且式(lb)所示的結構單元爲式(Id)所示的結構單元:
    1 1 .如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物含有以樹脂組成 份和酸產生劑全部份量計的0.1 -1 0重量%的酸產生劑。 1 2 ·如申請專利範圍第1項所述之化學增幅正型光阻 組成物,其中該化學增幅正型光阻組成物另包含一種鹼性 化合物。 -67- 200844663 無 ·· 明 說 單 匕簡 無虎 為符 圖件 表元 代之 定圖 指表 :案代 圖本本 表、、 代 /-N 定一二 B /IV ίν 七 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學 式:
    da)
    (lb)
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI550340B (zh) * 2011-12-19 2016-09-21 住友化學股份有限公司 光阻組成物

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8715918B2 (en) * 2007-09-25 2014-05-06 Az Electronic Materials Usa Corp. Thick film resists
JP5639772B2 (ja) * 2010-03-10 2014-12-10 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、それを用いたレジスト膜及びパターン形成方法
JP5874331B2 (ja) * 2011-10-17 2016-03-02 住友化学株式会社 化学増幅型フォトレジスト組成物
US9261786B2 (en) 2012-04-02 2016-02-16 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photosensitive material and method of photolithography
US9213234B2 (en) 2012-06-01 2015-12-15 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Photosensitive material and method of lithography
JP6255717B2 (ja) * 2012-06-08 2018-01-10 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6145971B2 (ja) * 2012-07-24 2017-06-14 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
US9012132B2 (en) 2013-01-02 2015-04-21 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Coating material and method for photolithography
US9146469B2 (en) 2013-03-14 2015-09-29 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Middle layer composition for trilayer patterning stack
JP6418445B2 (ja) * 2014-11-10 2018-11-07 Dic株式会社 変性ヒドロキシナフタレンノボラック樹脂、変性ヒドロキシナフタレンノボラック樹脂の製造方法、感光性組成物、レジスト材料、及び塗膜
JP6425078B2 (ja) * 2014-12-17 2018-11-21 Dic株式会社 変性ノボラック型フェノール樹脂、変性ノボラック型フェノール樹脂の製造方法、感光性組成物、レジスト材料、及びレジスト塗膜
US10365560B2 (en) * 2015-03-31 2019-07-30 Sumitomo Chemical Company, Limited Resist composition and method for producing resist pattern
US9946157B2 (en) 2015-03-31 2018-04-17 Sumitomo Chemical Company, Limited Resist composition and method for producing resist pattern
JP6783540B2 (ja) 2015-03-31 2020-11-11 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
US10101657B2 (en) 2015-03-31 2018-10-16 Sumitomo Chemical Company, Limited Resin, resist composition and method for producing resist pattern
KR20170073911A (ko) * 2015-12-21 2017-06-29 삼성전자주식회사 포토레지스트 조성물, 패턴 형성 방법 및 반도체 장치의 제조 방법
US11385543B2 (en) 2016-08-09 2022-07-12 Merck Patent Gmbh Enviromentally stable, thick film, chemically amplified resist
US20200209749A1 (en) * 2018-12-27 2020-07-02 Sumitomo Chemical Company, Limited Resist composition and method for producing resist pattern

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8101200A (nl) * 1981-03-12 1982-10-01 Philips Nv Werkwijze voor het aanbrengen van een resistmateriaal op een drager en resist-materiaal.
JP3656237B2 (ja) * 1996-07-17 2005-06-08 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物
US6048661A (en) * 1997-03-05 2000-04-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Polymeric compounds, chemically amplified positive type resist materials and process for pattern formation
JP4015743B2 (ja) 1998-03-26 2007-11-28 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. 感放射線性組成物
JP3954233B2 (ja) * 1998-03-30 2007-08-08 富士フイルム株式会社 ポジ型フォトレジスト組成物
JP2000066400A (ja) 1998-08-20 2000-03-03 Fuji Photo Film Co Ltd ポジ型フォトレジスト組成物
US6072006A (en) * 1998-11-06 2000-06-06 Arch Specialty Chemicals, Inc. Preparation of partially cross-linked polymers and their use in pattern formation
JP3903638B2 (ja) 1999-04-12 2007-04-11 株式会社日立製作所 パタン形成方法
JP3894001B2 (ja) * 2001-09-06 2007-03-14 住友化学株式会社 化学増幅型ポジ型レジスト組成物
JP3738420B2 (ja) * 2001-11-16 2006-01-25 東京応化工業株式会社 ポジ型ホトレジスト組成物および傾斜インプランテーションプロセス用薄膜レジストパターンの形成方法
TWI288299B (en) * 2002-05-21 2007-10-11 Sumitomo Chemical Co Chemical amplification type positive resist composition
KR20040088315A (ko) * 2003-04-09 2004-10-16 정성원 이동통신망을 통한 차량원격출입 제어시스템 및 방법
KR100813458B1 (ko) * 2003-05-20 2008-03-13 도오꾜오까고오교 가부시끼가이샤 화학증폭형 포지티브형 포토레지스트 조성물 및 레지스트패턴형성방법
CN100545753C (zh) * 2003-05-22 2009-09-30 东京应化工业株式会社 化学放大型正性光致抗蚀剂组合物以及形成抗蚀剂图案的方法
JP2004354609A (ja) 2003-05-28 2004-12-16 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 化学増幅型ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法
JP4173413B2 (ja) * 2003-08-28 2008-10-29 東京応化工業株式会社 リフトオフ用レジストパターンの形成方法
JP2005173369A (ja) * 2003-12-12 2005-06-30 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジストパターンの剥離方法
JP4372583B2 (ja) * 2004-03-12 2009-11-25 東京応化工業株式会社 ホトレジスト組成物、液晶パネル用スペーサの形成方法、液晶パネル用スペーサ、及び液晶パネル
JP4350561B2 (ja) * 2004-03-12 2009-10-21 東京応化工業株式会社 ホトレジスト組成物、液晶パネル用スペーサの形成方法、液晶パネル用スペーサ及び液晶パネル
JP4476680B2 (ja) * 2004-04-20 2010-06-09 東京応化工業株式会社 インプランテーション工程用化学増幅型ポジ型ホトレジスト組成物
JP4575220B2 (ja) * 2005-04-14 2010-11-04 信越化学工業株式会社 レジスト下層膜材料およびパターン形成方法
JP2006309050A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 電子線を用いてMEMS(MicroElectroMechanicalSystems)を製造するためのポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
JP2006309051A (ja) * 2005-05-02 2006-11-09 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd g線、i線、KrFエキシマレーザーおよび電子線から選ばれる少なくとも2種の露光光源を用いて露光する工程に用いられるポジ型レジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US8715918B2 (en) * 2007-09-25 2014-05-06 Az Electronic Materials Usa Corp. Thick film resists

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI550340B (zh) * 2011-12-19 2016-09-21 住友化學股份有限公司 光阻組成物

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Publication number Publication date
CN101192006B (zh) 2012-09-05
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KR101424270B1 (ko) 2014-07-31
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