TW200903164A - Positive resist composition and pattern forming method using the same - Google Patents
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Description
200903164 九、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明關於一種適合用於如VLSI或高容量微晶片之 製造的超微微影術、或其他光製造方法之正型光阻組成 物,及一種使用此組成物之圖案形成方法。更具體而言, 本發明關於一種藉由使用KrF準分子雷射光、電子束、EUV 光等可形成高解析度圖案之正型光阻組成物,及一種使用 此組成物之圖案形成方法。即本發明關於一種適合用於其 中使用KrF準分子雷射光、電子束或EUV光之半導體裝置 精密處理的光阻組成物,及一種使用此組成物之圖案形成 方法。 【先前技術】 在製造半導體裝置(如1C及LSI)之方法中,習知上 已實行藉由使用光阻組成物之微影術的精密處理。近來積 體電路之整合程度越來越高,而且需要形成次微米或四分 之一微米區域之超細圖案。爲了符合此要求,曝光波長亦 趨於越來越短,例如由g線至i線或進一步至KrF準分子 雷射光。目前除了準分子雷射光之外,現正發展使用電子 束、X射線或EUV光之微影術顯影。 在使用KrF準分子雷射光用於離子注射步驟之微影術 中,關於超細區域之高解析度、顯影缺陷數量及疏密偏差 的性能全部滿足爲重要之課題,而且需要解決此問題。 關於適合用於此離子注射步驟之微影術的光阻,由控 制高反射基板上光阻圖案外形之觀點,其假定經調配以調 -5- 200903164 整光阻膜之透光性的化學放大型光阻爲有效的,而且如 JP-A-7-84364 (在此使用之名詞” JP-Α”表示「未審查公告 曰本專利申請案」)、JP-A-7-316268、JP-A-7-319155、 JP-A.10-186647、 JP-A-2006-32824卜及 JP-A-2000-284482 號專利所揭示,在正型光阻之情形,其已提議一種主要包 括不溶或難溶於鹼顯影劑,但是在酸之作用下可溶於鹼顯 影劑的酚系聚合物(以下簡稱爲「酚系酸可分解樹脂」)、 產酸劑、與用於調整透光性之著色物質的化學放大型光阻 組成物。 亦已知將用於調整透光性之著色物質連接酚系酸可分 解樹脂之情形。關於用於調整透光性之著色物質,其已知 蒽結構、苯羧酸結構、萘羧酸結構、噻吩結構等。 然而藉這些技術之任何組合,目前關於超細區域之高 解析度、顯影缺陷數量及疏密偏差的性能仍無法全部滿足。 【發明內容】 本‘發明之一個目的爲解決此技術在使用光化射線或輻 射(特別是KrF準分子雷射光、電子束或EUV光)之半導 體裝置精密處理中增強性能之問題,而且提供一種滿足關 於超細區域之高解析度、顯影缺陷數量及疏密偏差的性能 (特別是在不使用抗反射膜之離子注射步驟(B ARC))的正 型光阻組成物,及一種使用此組成物之圖案形成方法。 本發明係藉以下構成達成。 (1) 一種正型光阻組成物,其包括: (B 1 ) —種在酸之作用下可分解而增加樹脂(B 1)在鹼 200903164 性水溶液中溶解度之樹脂’樹脂(B1)含由式(la)表示之重複 單元及由式(11 a)表示之重複單元至少之一; (B2) —種在酸之作用下可分解而增加樹脂(B2)在鹼 性水溶液中溶解度之樹脂’樹脂(B2)含:由式(lb)表示之重 複單元及由式(lib)表示之重複單元至少之一;及含至少兩 個芳環結構之由式(ΙΠ)表示之重複單元;及 (A) —種在以光化射線或輻射照射時可產生酸之化
其中X表不氫原子、甲基或鹵素原子; A1表示氫原子或在酸之作用下可脫離之基,及在存在 多個Ad#,多個Al可爲相同或不同; 氰基、或硝基,及在 L表示單價有機基、鹵素原子、 L可爲相同或不同; 存在多個L時’多個L可爲相同或 η表示1至3之整數;及 m表示〇至2之整數:
其中Y表示氫原子、甲基' 鹵素原子、氰基、羥基甲 200903164 基、烷氧基甲基'或醯氧基甲基;及 A2表示在酸之作用下可脫離之基:
(L)m (I b) (〇A3)n 其中X表示氫原子、甲基或鹵素原子;
As表示氫原子或在酸之作用下可脫離之基,及在存在 多個A3時,多個A3可爲相同或不同; L表示單價有機基 '鹵素原子、氰基、或硝基,及在 存在多個L時,多個L可爲相同或不同; η表示1至3之整數;及 ηι表示0至2之整數:
其中Υ表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、羥基甲 基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基;及 Α4表示在酸之作用下可脫離之基:
(III) 200903164 其中Y表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、經基甲 基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基;
Li表示單鍵、伸芳基、伸芳院基、羯基、酯基、亞胺 基、或酸基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結基; AI表示伸苯基或伸萘基; “表示單鍵、羰基、酯基、亞胺基、醚基、伸芳基、 或伸芳院基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結基; 及在存在多個L2時,多個L2可爲相同或不同;
Ah表示苯基或萘基,及在存在多個ar2時,多個AR2 可爲相同或不同;及 η表示〇至2之整數。 (2) 如以上(1 )所述之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β1)具有1.0至1.3之分子量分散性。 (3) 如以上(1)或(2)所述之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β2)具有1.0至1.3之分子量分散性。 (4) 如以上(1)至(3)任一所述之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β1)之重量平均分子量大於樹脂(Β2)之重量 平均分子量。 (5) 如以上(1)至(4)任一所述之正型光阻組成物, 其中在式(III)中,L2爲單鍵。 (6) 如以上(1)至(5)任一所述之正型光阻組成物, 其中樹脂(B2)具有5,000至15,000之重量平均分子量。 (7) 如以上(1)至(6)任一所述之正型光阻組成物, 其中化合物(A)含至少兩種選自三芳基鏑鹽、磺酸肟化 200903164 合物及重氮二颯化合物之化合物。 (8) 如以上(1)至(6)任一所述之正型光阻組成物, 其中化合物(A)含具有貳(烷基磺醯基)醯胺陰離子或 参(烷基磺醯基)次甲基陰離子之锍鹽。 (9) 一種圖案形成方法,其包括: 由以上(1)至(8)任一所述之正型光阻組成物形成光阻 膜;及 將光阻膜曝光及顯影。 【實施方式】 以下詳述本發明。 附帶地,在本發明之內文中,在未指定經取代或未取 代而表示基(原子基)時,此基包括無取代基之基及具有 取代基之基。例如「烷基」包括不僅無取代基之烷基(未 取代烷基),亦及具有取代基之烷基(經取代烷基)。 (B 1)在酸之作用下可分解而增加在鹼性水溶液中溶解度 之樹脂,此樹脂具有由式(la)表示之重複單元及/或由式 (Ila)表示之重複單元 本發明之正型光阻組成物包括(B1)—種在酸之作用下 可分解而增加在鹼性水溶液中溶解度之樹脂,此樹脂具有 由下式(la)表示之重複單元及/或由下式(Π a)表示之重複單 元。 200903164
在式(la)中,X表示氫原子、甲基或鹵素原子。 A!表示氫原子或在酸之作用下可脫離之基。 L表示單價有機基、鹵素原子、氰基、或硝基。
CH 在式(Ila)中,Y表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、 羥基甲基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基。 A2表示在酸之作用下可脫離之基。 在式(la)中,在酸之作用下可脫離之基Al特別地包括 第三烷基(如第三丁基與第三戊基)、第三丁氧基羰基、 第二丁氧基裁基甲基、及由- (C(Lla)(L2a))n-0-Z表示之縮醒 基。 在式中’ Lia與L«2a可爲相同或不同,各表示氨原子、 烷基、環烷基、或芳烷基。Z表示烷基、環烷基、芳烷基、 或組合其至少二員形成之單價有機基。Z與Lla可彼此組合 形成5 -或6 -員環。η表示0至4之整數。
Lla、L2a與Ζ之院基或環院基較佳爲碳數爲1至20之 線形或分支烷基或環烷基,如甲基、乙基、丙基、異丙基、 一 1 1 - 200903164 正丁基、異丁基、第三丁基、戊基、環戊基、己基、環己 基、辛基、與十二碳基。 M a、Lh與Z中之芳烷基包括碳數爲7至15之芳烷基, 如苄基與苯乙基。 這些基各可進一步具有取代基,而且這些基各可具有 之取代基的實例包括羥基、鹵素原子與硝基。 Z與Lla彼此組合形成之5_或6 -員環的實例包括四氫 哌喃環與四氫呋喃環。 在本發明中,Z較佳爲線形或分支烷基。藉此構成使 本發明之效果更明顯。 L之單價有機基的實例包括烷基、環烷基、烷氧基、 醯基、醯氧基、芳基、芳氧基、芳烷基、芳烷氧基、羥基、 鹵素原子、氰基、硝基、磺醯基胺基、烷硫基、芳硫基、 與芳烷硫基。 在L之單價有機基中,烷基及烷氧基、醯基、醯氧基、 與烷硫基中之烷基較佳爲碳數爲1至20之線形或分支烷 基,如甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第 三丁基、戊基、己基、辛基、與十二碳基。 在L之單價有機基中,環烷基較佳爲碳數爲3至20 之環烷基,如環丙基、環丁基、環戊基、與環己基。 在L之單價有機基中,芳基及芳氧基與芳硫基中之芳 基通常包括碳數爲6至14之芳基,如苯基、二甲苯基、甲 苯基、異丙苯基、萘基、與蒽基。 在L之單價有機基中,芳烷基及芳烷氧基與芳烷硫基 -12- 200903164 中之芳烷基包括碳數爲7至15之芳烷基,如苄基與苯乙基。 這些基各可進一步具有取代基,而且這些基各可進一 步具有之取代基的較佳實例包括烷基、烷氧基、羥基、鹵 素原子、硝基、醯基、醯氧基、醯基胺基、磺醯基胺基、 烷硫基、芳硫基、芳烷硫基、噻吩羰氧基、噻吩甲基羰氧 基、與雜環殘基(如吡咯啶酮殘基)。 在式(Ila)中,A2之在酸之作用下可脫離之基較佳爲烴 基(碳數較佳爲20或更小,更佳爲4至12),更佳爲三級 烷基(如第三丁基與第三戊基),或含脂環或芳環烴基(例 如脂環基本身、或烷基經脂環基取代之基)。 脂環結構可爲單環或多環。其指定實例包括碳數爲5 或更大之單環、二環、三環、或四環結構。脂環結構之碳 數較佳爲6至30,更佳爲7至25。 如關於單價脂環基所示,較佳脂環結構包括金剛烷 基、降金剛烷基、十氫萘殘基、三環癸基、四環十二碳基、 降莰烷基、雪松醇基、環己基、環庚基、環辛基、環癸基、 與環十二碳基。其中更佳爲金剛烷基、十氫萘殘基、降莰 烷基、雪松醇基、環己基、環庚基、環辛基、環癸基、與 環十二碳基。 具有此脂環結構之烴基可具有取代基。這些基中之脂 環可具有之取代基的實例包括烷基、鹵素原子、羥基、烷 氧基、羧基、與烷氧基羰基。烷基較佳爲低碳烷基,如甲 基、乙基、丙基、異丙基、與丁基,更佳爲甲基、乙基、 丙基、或異丙基。烷氧基包括碳數爲1至4之烷氧基,如 -13- 200903164 甲氧基、乙氧基、丙氧基、與丁氧基。烷基與烷氧基各可 進一步具有取代基。烷基與烷氧基各可進一步具有之取代 基的實例包括羥基、鹵素原子與.院氧基。 在酸之作用下可脫離之含脂環結構基較佳爲由下式 (pi)至(pv)任一表示之基:
Rn L一、、
; (PD ^12 0>ΙΙ) C-R13 ^14
—CH-Rie
R18 Rao ^*22 ^23 O C—CH—C—R24 (pin) (PIV) (pV) R25 在式(pi)至(pv)中’ R11表示甲基、乙基、正丙基、異 丙基、正丁基、異丁基、或第二丁基。 Z表示與碳原子一起形成脂環烴基所需之原子基。 -14- 200903164 1^2至Rle各獨立地表示碳數爲1至4之線形或分支烷 基、或脂環烴基,其條件爲Ri2至Rm至少之一、或Ri5 或Rie之一表示脂環烴基。 R! 7至R·2!各獨立地表示氫原子、碳數爲1至4之線形 或分支院基、或脂環烴基,其條件爲Rl7至R21至少之一表 示脂環烴基。又’至少Rl9或r21表示碳數爲1至4之線形 或分支烷基、或脂環烴基。 R22至R·25各獨立地表示氫原子、碳數爲1至4之線形 或分支烷基、或脂環烴基,其條件爲r22至R25至少之一表 示脂環烴基。R2 3與R24可彼此組合形成環。 在式(pi)至(pV)中,R12至R25之碳數爲1至4之線形 或分支烷基的實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正 丁基、異丁基、第二丁基、與第三丁基。 烷基可具有取代基。烷基可進一步具有之取代基的實 例包括碳數爲1至4之烷氧基、鹵素原子(氟、氯、溴、 碘)、醯基、醯氧基、氰基、羥基、羧基、烷氧基羰基、 與硝基。
Ru至R25中之脂環烴基及由Z與碳原子形成之脂環烴 基包括上述作爲脂環結構者。 以下述敘作爲A2之在酸之作用下可脫離之含脂環結 構基的實例,但是本發明不受其限制。 200903164
作爲A2之在酸之作用下可脫離之含芳環基較佳爲由 下式(pVI)表示之基: f^26 —C~R27 ㈣ Η 27 在式(pVl)中,R26表示烷基。 R27表示芳基。 式(pVI)中R26之烷基係與R12至r25之烷基相同。 R27之芳基較佳爲碳數爲6至14之芳基且可具有取代 基,如烷基、芳烷基、鹵素原子、硝基、氰基、羥基、烷 氧基、醯基、與醯氧基。芳基較佳爲具有苯環或萘環之芳 基。 -16- 200903164 樹脂(B1)具有在酸之作用下可分解而增加在鹼性水溶 液中溶解度之基(以下有時稱爲「酸可分解基」)。 酸可分解基之實例包括一種其中將鹼溶性基(如羧 基、酚系羥基、磺酸基、與硫醇基)之氫原子以在酸之作 用下可脫離之基保護之基。 在酸之作用下可脫離之基的實例包括-C(R36)(R37)(R38)、 -C(R36)(R37)(OR39)、-C(=0)-〇-C(R36)(R37)(R38)、-C(R01)(R02)(OR39)、及 -C(R〇1)(R〇2)-C(=0)-0-C(R36)(R37)(R38)。 在式中,R3 6至R3 9各獨立地表示烷基、環烷基、芳基、 芳烷基、或烯基。R3 6與R37可彼此組合形成環。 R01與RQ2各獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、 芳烷基、或烯基。 樹脂(B1)中之酸可分解基可爲式(la)之-OAi基、或式 (Ila)之-C( = 0)-A2基,其中八1或A2在酸之作用下脫離,結 果在由式(la)或(Ila)表示之重複單元中製造羥基或羧基,或 者可爲在酸之作用下分解而在鍵結重複單元之殘基中產生 鹼溶性基(如羥基與羧基)之其他基。 對應由式(la)表示之重複單元的單體可藉由在酸性觸 媒(如對甲苯磺酸與吡啶對甲苯磺酸鹽)存在下,在溶劑 (如THF與二氯甲烷)中將經羥基取代苯乙烯單體與乙烯 醚化合物縮醛化,或者藉由在鹼性觸媒(如三乙胺、吡啶 與DBU )存在下使用二羧酸第三丁酯進行tert-BOC保護而 合成。亦可使用市售產品。 對應由式(II a)表示之重複單元的單體可藉由在鹼性觸 200903164 媒(如三乙胺、吡啶與DBU )存在下,在溶劑(如THF、 丙酮與二氯甲烷)中將(甲基)丙烯酸氯與醇化合物酯化 而合成。亦可使用市售產品。 以下敘述由式(la)表示之重複單元的指定實例,但是 本發明不受其限制。
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一 1 9 一 200903164
以下敘述對應由式(Ila)表示之重複單元的可聚合單體 之指定實例、或由式(II a)表示之重複單元的指定實例,但 是本發明不受其限制。 -20- 200903164
200903164
CN I -CH2"C- O C(CH3)3 ch2〇h -CH2"C-o人。 C(CH3)3
C(CH3)3 ch2ococh3
~ 22 ~ 200903164 ( 卜CH-丨十 co2ch^Q- COjCH-^- ch3 ch3 卜CH—C叶 co2ch-Q> ch3 (—CH—CH)-
丄。彳hO CH2CH3 卜T: ch3 |-CH—C-)- C〇2CH-^Q> ch3 CH3 卜CH-〒+ CH2CH3 ch3 ch3 卜CH-|十 C02CH-^y- ch^h3 卜 CH—CH^- C02CH-H〇h- CH2CH3
ch3 /=〇 ch3 co2ch-\ CH2CH3
CH 2CH3 -23- 200903164 (B2)在酸之作用下可分解而增加在鹼性水溶液中溶解度 之樹脂,此樹脂具有由式(Ib)表示之重複單元及/或由式 (lib)表示之重複單元’及具有含至少兩個芳環結構之由式 (ΠΙ)表示之重複單元。 本發明之正型光阻組成物包括(B2)一種在酸之作用下 可分解而增加在鹼性水溶液中溶解度之樹脂,此樹脂具有 由下式(lb)表示之重複單元及/或由下式(lib)表示之重複單 元,及具有含至少兩個芳環結構之由式(III)表示之重複單
在式(lb)中,X表示氫原子、 甲基或鹵素原子。 ,及在存在 多個
As表示氨原子或在酸之作用下可脫離之基,及 多個As時,多個μ可爲相同或不同。 η表示1至3之整數。 m表示〇至2之整數。
在式(lib)中,γ表示氫原子、 甲基、園素原子、氨基、 "24- 200903164 羥基甲基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基 A4表示在酸之作用下可脫離之基。
*|1 (III) AR*|《L2 - AR2> 在式(III)中,Y表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、 羥基甲基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基。 1^表示單鍵 '伸芳基、伸芳烷基、羰基、醋基、亞胺 基、或醚基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結基。 ARt表示伸苯基或伸萘基。
La表示單鍵、羰基、酯基、亞胺基、酸基、伸芳基、 或伸芳烷基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結基; 及在存在多個L2時,多個Μ可爲相同或不同。 ARZ表示苯基或萘基,及在存在多個Ar2時,多個AR2 可爲相同或不同。 η表示0至2之整數。 式(lb)中之X、L、η、與m具有如式(la)中之相同意義。 A3中在酸之作用下可脫離之基具有如式(la)之A!中在 酸之作用下可脫離之基的相同意義。 由式(lb)表示之重複單元的指定實例係與由式(la)表 示之重複單元的指定實例相同。 式(lib)中之Y具有如式(II a)中之相同意義。 A4中在酸之作用下可脫離之基具有如式(Ha)之A2中 25 200903164 在酸之作用下可脫離之基的相同意義。 由式(lib)表示之重複單元的指定實例係與由式(IIa)表 示之重複單元的指定實例相同。 式(III)中之Y具有如式(na)中之相同意義。
Li之伸芳基較佳爲碳數爲6至14之伸芳基,特別是 伸苯基與伸萘基。 L2之伸烷基較佳爲碳數爲1至8之線形或分支伸|完 基,而且其實例包括亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、 伸己基、與伸辛基。 1^與L2之伸芳烷基的實例包括伸甲苯基與伸二甲苯 基。 由式(III)表示之重複單元含至少兩個芳環結構。芳環 結構之數量較佳爲2或3個,更佳爲2個。 芳環結構可存在於Li、AR!與AR2任一。 對應式(ΠΙ)表示之重複單元的單體可例如藉一種造成 (甲基)丙烯酸氯與鹼對由下式(1)表示之化合物作用: HO-AR,-(L2-AR2)n (1) (其中AR!、L2、AR2、與η具有如式(III)中之相同意義), 因而進形酯化的方法合成。 樹脂(B 2)具有在酸之作用下可分解而增加在鹼性水溶 液中溶解度之基(以下有時稱爲「酸可分解基」)。 酸可分解基之實例包括一種其中將鹼溶性基(如羧 基、酚系羥基、磺酸基、與硫醇基)之氫原子以在酸之作 用下可脫離之基保護之基。 -26- 200903164 在酸之作用下可脫離之基的實例包括_C(R36)(R37)(R38)、 -C(R36)(R37)(OR39) ' -C( = 〇)-〇-C(R36)(R37)(R38) ' - C (R〇 i) (R〇2) (〇R3 9) ' 及.匚(尺01)(^02)-(^( = 〇)-〇-(^(尺3 6)(尺3 7)(尺3 8)。 在式中,R3 6至R3 9各獨立地表示烷基、環烷基、芳基、 芳烷基、或烯基。R36與R37可彼此組合形成環。 R〇i與R〇 2各獨立地表示氫原子 '烷基、環烷基、芳基、 芳烷基、或烯基。 樹脂(B2)中之酸可分解基可爲式(ib)之-〇A3基、或式 (lib)之- C( = 〇)-A4基,其中A3或A4在酸之作用下脫離,結 果在由式(Ib)或(lib)表示之重複單元中製造羥基或羧基, 或者可爲在酸之作用下分解而在鍵結重複單元之殘基中產 生鹼溶性基(如羥基與羧基)之其他基。 以下敘述由式(III)表示之重複單元的指定實例,但是 本發明不受其限制。
-27- /. 200903164
- 28- 200903164
-29- 200903164
Ό"0 十衣。ΟΌ 亦較佳爲樹脂(Β1)與(Β2)各進一步具有由下式(Ιν)表 示之重複單元:
在式(IV)中,L表示氫原子、甲基、氰基、鹵素原子、 或碳數爲1至4之全氟烷基。 R3表示在酸之作用下不分解之基,或者表示鹵素原 子、氰基或硝基。 ρ表示0至5之整數,及在ρ爲2或更大之整數時, 多個R·3可爲相同或不同。 在式(IV)中,之在酸之作用下不分解之基(有時稱 爲酸安定基)的指定實例包括烷基、環烷基、芳基、烯基、 烷氧基、環烷氧基、芳氧基、烯氧基、烷基羰氧基、環烷 基羰氧基、芳基羰氧基、烷基醯胺基甲氧基、烷基醯胺基、 芳基醯胺基甲氧基、與芳基醯胺基。酸安定基較佳爲烷基、 環烷基、芳基、烷氧基、環烷氧基、芳氧基、烷基羰氧基、 -30- 200903164 環烷基羰氧基、芳基羰氧基、烷基醯胺基甲氧基、或烷基 醯胺基,更佳爲烷基、環烷基、芳基、烷氧基、環烷氧基、 芳氧基、烷基羰氧基、環烷基羰氧基、或芳基羰氧基。在 酸安定基中,烷基及在烷氧基、烷基羰氧基、烷基醯胺基 甲氧基、與烷基醯胺基中之烷基較佳爲碳數爲1至10之烷 基,而且其實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁 基、異丁基、第二丁基、戊基、異戊基、新戊基、與第三 戊基。環烷基及環烷氧基與環烷基羰氧基中之環烷基較佳 爲碳數爲3至10之環烷基,如環丙基、環丁基、環己基、 與金剛烷基。烯基及烯氧基中之烯基較佳爲碳數爲2至4 之烯基,如乙烯基、丙烯基、烯丙基、與丁烯基。 以下敘述由式(IV)表示之重複單元的指定實例,但是 本發明不受其限制。
200903164 樹脂(B1)可具有各組合其二或更多種之由式(I a)表示 之重複單元及由式(Ila)表示之重複單元。 樹脂(B1)中由式(la)表示之重複單元的含量按全部重 複單元計較佳爲40至100莫耳%,更佳爲50至95莫耳%, 仍更佳爲60至90莫耳%。 樹脂(B1)中由式(II a)表示之重複單元的含量按全部重 複單元計較佳爲0至60莫耳%,更佳爲10至50莫耳%, 仍更佳爲20至40莫耳%。 樹脂(B1)中具有酸可分解基之重複單元的含量按全部 重複單元計較佳爲5至40莫耳%,更佳爲1 0至3 5莫耳%, 仍更佳爲1 0至2 5莫耳%。 樹脂(B2)可具有各組合其二或更多種之由式(Ib)表示 之重複單元、由式(lib)表示之重複單元、及由式(111)表示 之重複單元。 樹脂(B2)中由式(lb)表示之重複單元的含量按全部重 複單元計較佳爲40至90莫耳%,更佳爲50至85莫耳。/。, 仍更佳爲6 0至8 0莫耳%。 樹脂(B2)中由式(lib)表示之重複單元的含量按全部重 複單元計較佳爲0至50莫耳%,更佳爲10至40莫耳%, 仍更佳爲1 5至3 0莫耳%。 樹脂(B2)中由式(III)表示之重複單元的含量按全部重 複單元計較佳爲3至40莫耳%,更佳爲5至3 0莫耳%,仍 更佳爲7至20莫耳%。 樹脂(B2)中具有酸可分解基之重複單元的含量按全部 -32- 200903164 重複單元計較佳爲5至40莫耳%,更佳爲10至35莫耳%, 仍更佳爲1〇至25莫耳%。 樹脂(B1)及(B2)各可進一步具有由式(IV)表示之重複 單元,而且由增強膜品質,降低未曝光區域之膜損失等觀 點其較佳。由式(IV)表示之重複單元的含量按各樹脂中全 部重複單元計較佳爲0至40莫耳%’更佳爲〇至30莫耳%’ 仍更佳爲〇至2 0莫耳%。 在樹脂(B1)及(B2)中,爲了維持鹼顯影劑之良好顯影 力,其可共聚合其他合適之可聚合單體,使得可引入鹼溶 性基,如酚系羥基或羧基,或者爲了增強膜品質,其可共 聚合其他之疏水性可聚合單體,如丙烯酸烷酯或甲基丙烯 酸烷酯。 樹脂(B1)之重量平均分子量(Mw)較佳爲 5,000至 20,000,更佳爲8,000至16,000,而且分散性(Mw/Mn)較佳 爲1.0至1.5,更佳爲1.0至1.3,仍更佳爲1.0至1.2。 樹脂(B2)之重量平均分子量(Mw)較佳爲 3,000至 15,000,更佳爲5,000至15,000,而且分散性(Mw/Mn)較佳 爲1.0至1.5,更佳爲1.0至1.3,仍更佳爲1,〇至1.2。 在此使用之重量平均分子量係定義爲由凝膠穿透層析 術測定之聚苯乙烯還原値。 用於本發明之樹脂(B1)及(B2)可使用自由基聚合、陰 離子性聚合或陽離子性聚合之任何方法共聚合,但是由控 制共聚合反應之觀點’其較佳爲自由基聚合方法。此外由 控制重量平均分子量及分子量分布之觀點,更佳爲活性自 -33- 200903164 由基聚合方法。其指定實例包括一種使用選自氮氧化合 物、原子轉移聚合系統與RAFT劑之化合物組合自由基聚 合引發劑(偶氮爲主或過氧化物爲主)的方法。酸可分解 保護基可藉一種共聚合具有酸可分解保護基之單體的方 法、或一種將保護基引入具有鹼溶性基(如酚系羥基或羧 基)之樹脂中的方法引入,但是在具有由式(Ila)表示之重 複單元或由式(lib)表示之重複單元的情形,其較佳爲共聚 合具有酸可分解保護基之單體的方法。 樹脂(B1)及(B2)各以其二或更多種組合使用。 樹脂(B1)及(B2)之加入量總量按正型光阻組成物之總 固體含量計通常爲10至96質量%,較佳爲15至96質量%, 更佳爲2 0至9 5質量%。(在本說明書中,質量比例等於重 量比例。) 樹脂(B1)及/或(B2)比例(質量比)依樹脂(B2)中由式 (in)表示之重複單元的248奈米吸收度而改變,但是通常 此比例較佳爲95/5至60/40。 & T敘述樹脂(B丨)之指定實例,但是本發明不受其限 制。 -34- 200903164
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以下敘述樹脂(B2)之指定實例,但是本發明不受其限 制。 37- 200903164 CH> -^CH2—CH^--^-CH2—CH^—CH^~ CH^- -^-CH2—CH^^CH2~C-^- Γ^ΪΙ a^OC(CH2h 0 0CtCH3la 0C0-4 /) Oh (B-1) (B-2) CHa -^CHj—CHj--^-CH2—CH^-^CH2—CH^· -(-CH2—CH^- -|-CH2—CH^^CH2-!+ r\ l^S O^OC(C«3J3 rll ril O^OCfCH^ D-^~^- (B.3〉 Qco~^~^-" CHz—Ch]--^-CH2—CHj^CH2_Ch]^-CHa—Ch^- -fcH2—Ch]- CH^—(-CH2—C-J- φ Λ 〇aOC(CH^ φ φ。- OOO-C) OH (B-5> 000 〇H ch3 —CH2—CH^--i-CH2—CH^--i-CHj—cw|- -^-CH2—CH^- -^-CH2—CH^~^CHj—C-J- 、 O人 OCfCH 小 r\ r\ 。人 OCiCl (B-4)
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42- 200903164
(B-84) 200903164
(A)在以光化射線或輻射照射時可產生酸之化合物 本發明之正型光阻組成物包括一種在以光化射線或輻 射照射時可產生酸之化合物(以下有時稱爲「產酸劑」)。 可使用之產酸劑可適當地選自光陽離子聚合用光引發 劑、光自由基聚合用光引發劑、著色物質用光脫色劑、光 變色劑、已知在以光化射線或輻射照射時產生酸且用於微 光阻等之化合物、及其混合物。 其實例包括重氮鹽、鱗鹽、毓鹽、鎮鹽、醯亞胺磺酸 鹽、肟磺酸鹽、重氮二颯、二颯、與鄰硝基苄基磺酸鹽。 亦可使用一種其中將此在以光化射線或輻射照射時可 產生酸之基或化合物引入聚合物之主或側鏈中的化合物, 例如美國專利第3,849,1 3 7號、德國專利第3,914,4〇7號、 JP-A-63 -26 65 3 、 JP-A - 5 5 - 1 64 8 24 、 JP-A - 62 - 69263 、 JP-A-63 - 1 4603 8、 JP-A - 63 - 1 63 452、 JP-A-62 - 1 5 3 85 3、及 -4 4 一 200903164 JP-A-63- 146029號專利所述之化合物。 此外亦可使用敘述於例如美國專利第3,779,778號及 歐洲專利第126,7 12號之因光之效果可產生酸之化合物。 在以光化射線或輻射照射時可產生酸之化合物中較佳 爲由下式(ZI)、(ZII)及(ZIII)表示之化合物。 〒201 R2〇2—S+ X- 戌203 R204—1+十205 χ- 9 Μ R206~—R207 Ο Ο ζι
Zil ζιιι 在式(ΖΙ)中,R201、R202與Κ·203各獨立地表示有機基。 表示非親核性陰離子,而且其較佳實例包括磺酸陰 離子、羧酸陰離子、貳(烷基磺醯基)醯胺陰離子、参(烷 基磺醯基)次甲基陰離子、BF,、PF6·、與SbF6·。陰離子 較佳爲含碳原子之有機陰離子。 較佳之有機陰離子包括由下式(AN 1)至(AN 4)表示之 有機陰離子: RC3SO2 RC3SO2
RcfS03® Rc<|-C〇2e H q Rc4S02_> θ
Rc4S02 Rc5S〇2 AN1 AN2 AN3 AN4 在式(ANl)及(AN2)中,RCl表示有機基。
Rci中之有機基包括碳數爲1至3〇之有機基,而且較 佳爲院基、環院基或芳基(其可經取代)、或其中將多個此 種基經單鍵或連結基(如-〇-、-C〇2·、_s_、-S〇3-、與 -SOzNCRdO-)連接之基。Rdi表示氫原子或烷基,而且可 200903164 與Rl鍵結之烷基、環烷基或芳基一起形成環結構。
Rc!之有機基更佳爲在Μ立置處經氟原子或氟烷基取 代之院基、或經氟原子或讓垸基取代之苯基。因具有氟原 子或氟烷基,在以光照射時產生之酸的酸性增加且增強敏 感度。在RCl具有5個或更多碳原子時,至少一個碳原子 較佳爲使得保留氫原子而非全部氫原子均被氟原子取代, 而且更佳爲使得氫原子之數量大於氟原子之數量。無碳數 爲5或更大之全氟烷基可降低對生態之毒性。 之仍更佳具體實施例爲由下式表示之基。
Rc7—Αχ—Rc6— 在式中,Re:6表示碳數爲4或更小,較佳爲2至4,更 更佳爲2至3之全氟烷基’或經1至4個氟原子及/或1至 3個氟烷基取代之伸苯基。 Αχ表示單鍵或二價連結基(較佳爲_〇_、-c〇2_、_s_、 -S03-、或-SC^NCRdO-)。Rd!表示氫原子或烷基,而且可 組合Rc7形成環結構。
Re?表示氫原子、氟原子、線形或分支院基(其可經 取代)、單環或多環環烷基(其可經取代)、或芳基(其可 經取代)。各可經取代之院基、環垸基與芳基較佳爲不含贏 原子作爲取代基。 在式(AN3)及(AN4)中,RC3、“4與Rc5各獨立地表示 有機基。
Res、Re4與Rq之較佳有機基係與Rci中之較佳有機 基相同。 46- 200903164
Rc3與Rc4可組合形成環。 組合Rc3與Rc4形成之基包括伸烷基與伸芳基,而且 較佳爲碳數爲2至4之全氟伸烷基。在組合RC3與RC4形 成環時,在以光照射時產生之酸的酸性增加且較佳,因爲 敏感度增強。 作爲R2CM、R2()2與R2〇3之有機酸的碳數通常爲1至 3 〇,較佳爲1至2 0。 R201至Κ·203之二員可組合形成環結構,而且此環可含 氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、或羰基。 組合R2Q1至Κ·203之一貝形成之基的實例包括伸院基 (例如伸丁基、伸戊基)。 作爲R2〇i、R2G2與R2G3之有機基的指定實例包括後述 化合物(ZI-1)、(ZI-2)及(ZI-3)中之對應基。 此化合物可爲一種具有多個由式(ZI)表示之結構的化 合物。例如此化合物可爲一種具有將一個由式(ZI)表示之 化合物中r2(M至r2Q3至少之一鍵結至另一個由式(ZI)表示 之化合物中R201至R2Q3至少之一的結構之化合物。 成分(ZI)更佳爲下述化合物(ZI-1)、(ZI-2)或(ZI-3)。 化合物(ZI-1)爲一種其中式(乙1)中R2()1至R2〇3至少之 一爲芳基之芳基锍化合物,即一種具有芳基锍作爲陽離子 之化合物。 在芳基锍化合物中,R2G1至R2〇3均可爲芳基,或者R2〇i 至R2G3之一部分可爲芳基,其餘爲院基或環院基。 芳基锍化合物之實例包括三芳基鏡化合物、二芳基烷 -47- 200903164 基鏑化合物、芳基二烷基锍化合物、二芳基環烷基锍化合 物、與芳基二環烷基銃化合物。 芳基毓化合物中之芳基較佳爲芳基,如苯基與萘基, 或雜芳基,如吲哚殘基與耻咯殘基,更佳爲苯基或吲哚殘 基。在其中芳基锍化合物具有二或更多個芳基之情形,這 些二或更多個芳基可爲相同或不同。 存在(如果需要)於芳基锍化合物中之烷基較佳爲碳 數爲1至15之線形或分支烷基,而且其實例包括甲基、乙 基、丙基、正丁基、第二丁基、與第三丁基。 存在(如果需要)於芳基鏑化合物中之環烷基較佳爲 碳數爲3至15之環烷基,而且其實例包括環丙基、環丁基 與環己基。 R2〇i至R2。3之芳基、烷基與環烷基各可具有烷基(例 如碳數爲1至1 5之烷基)、環烷基(例如碳數爲3至! 5 之環烷基)、芳基(例如碳數爲6至14之芳基)、院氧基 (例如碳數爲1至15之烷氧基)' 鹵素原子、羥基、或苯 硫基’作爲取代基。取代基較佳爲碳數爲1至1 2之線形或 分支烷基、碳數爲3至12之環烷基、或碳數爲丨至12之 線形、分支或環形院氧基’更佳爲碳數爲1至4之院基、 或碳數爲1至4之烷氧基。取代基可取代、。至I”三員 之一’或者可取代三員全部。在至R2q3爲芳基之情形, 取代基較佳爲在芳基之對位置處取代。 以下敘述化合物(ZI_2)。 R201至R2G3各獨立 化合物(ZI-2)爲一種其中式(ZI)中 -48- 200903164 地表示無芳環有機基之化合物。在此使用之芳環包括含雜 原子芳環。 作爲心^至r2G3之無芳環有機基通常碳數爲1至30’ 較佳爲1至2 0。 尺2〇1至R2G3各獨立地較佳爲烷基、環烷基、烯丙基、 或乙烯基,更佳爲線形、分支或環形2-氧烷基、或烷氧基 羰基甲基,仍更佳爲線形或分支2-氧烷基。 作爲R2G1至R203之院基可爲線形或分支,而且包括碳 數較佳爲1至10之線形或分支烷基(例如甲基、乙基、丙 基、丁基、戊基)。作爲1^2()1至r2G3之院基較佳爲線形或 分支2-氧院基、或院氧基甲基。 作爲R2〇l至R2〇3之環院基包括碳數較佳爲3至10之 環烷基(例如環戊基、環己基、降莰烷基)。作爲112()1至 R2〇3之環烷基較佳爲環形2-氧烷基。 作爲R2〇i至R_2〇3之2-氧烷基可爲線形、分支或環形, 而且較佳爲在上述烷基或環烷基之2 -位置處具有>C = 〇之 基。 作爲R2〇l至R2〇3之烷氧基羰基甲基中之烷氧基包括碳 數較佳爲1至5之烷氧基(例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、 丁氧基、戊氧基)。 R2(H至R2〇3各可進一步經鹵素原子、烷氧基(例如碳 數爲1至5之烷氧基)、羥基、氰基、或硝基取代。 化合物(ZI-3)爲由下式(ZI-3)表示之化合物,而且其爲 具有苯醯基鏑鹽結構之化合物。 200903164
(ZI-3) 在式(ZI-3)中’ Ri。至R5e各獨立地表示氫原子、烷基、 環烷基、烷氧基、或鹵素原子。
Rh與各獨立地表示氫原子、烷基或環烷基。
Rx與Ry各獨立地表示烷基、環烷基、烯丙基、或乙 烯基。 R1 c至R7。任二或更多員、或Rx與Ry對可彼此組合形 成環結構’而且環結構可含氧原子、硫原子、酯鍵、或醯 胺鍵。因組合Ri。至R7。任二或更多員、或RX與Ry對而形 成之基的實例包括伸丁基與伸戊基。 X 表示非親核性陰離子’而且其實例係與式(z I)中X · 之非親核性陰離子相同。 作爲Rle至R·7。之烷基可爲線形或分支,例如碳數爲1 至20之線形或分支烷基’較佳爲碳數爲}至12之線形或 分支烷基(例如甲基、乙基、線形或分支丙基、線形或分 支丁基、與線形或分支戊基)。 作爲Rie至R7e之環烷基爲碳數爲3至20之環烷基, 較佳爲碳數爲3至8之環院基(例如環戊基、環己基)。 作爲R 1。至R5 e之烷氧基可爲線形、分支或環形,例 如碳數爲1至1 0之烷氧基,較隹爲碳數爲1至5之線形或 分支院氧基(例如甲氧基、乙氧基' 線形或分支丙氧基、 線形或分支丁氧基、與線形或分支戊氧基)、或碳數爲3 -50- 200903164 至8之環形烷氧基(例如環戊氧基、環己氧基}。 其較佳爲其中Rle至R·5。任一爲線形或分支焼基、環 烷基、或線形、分支或環形烷氧基之化合物,而且H佳爲 其中Ric至Rsc之碳數和爲2至15之化合物。藉此構成更 爲增強溶劑溶解度且抑制儲存期間之顆粒產生。 作爲Rx與Ry之烷基係與Rle至R7e之烷基相同。作爲 Rx與Ry之烷基較佳爲線形或分支2-氧烷基、或烷氧基羰 基甲基。 作爲Rx與Ry之環烷基係與R!。至R7e之環烷基相同。 作爲Rx與Ry之環烷基較佳爲環形2-氧烷基。 線形、分支或環形2-氧烷基包括在作爲R!。至R7c之 烷基或環烷基的2-位置處具有>C = 0之基。 烷氧基羰基甲基中之烷氧基係與Rlc至R5。之烷氧基 相同。
Rx與、各較佳爲碳數爲4或更大,更佳爲6或更大, 仍更佳爲8或更大之烷基。 在式(ZII)及(ZIII)中,R2G4至R2G7各獨立地表示芳基 (其可具有取代基)、烷基(其可具有取代基)、或環烷 基(其可具有取代基)。 R2〇4至R2Q7之芳基較佳爲苯基或萘基,更佳爲苯基。 R 2 0 4至R2G7之烷基可爲線形或分支,而且其較佳爲碳 數爲1至10之線形或分支烷基(例如甲基、乙基、丙基、 丁基、戊基)。 R 2 0 4至R2 0 7之環烷基較佳爲碳數爲3至10之環烷基 -5 1- 200903164 (例如環戊基、環己基、降莰烷基)。 r2〇4至r2G7各可具有之取代基的實例包括烷基(例如 碳數爲1至15之烷基)、環烷基(例如碳數爲3至15之 環烷基)、芳基(例如碳數爲6至15之芳基)、烷氧基(例 如碳數爲1至15之烷氧基)、鹵素原子、羥基、與苯硫基。 X —表示非親核性陰離子,而且與式(ZI)中乂_之非親核 性陰離子相同。 在以光化射線或輻射照射時可產生酸之化合物中,較 I·' ^ 佳化合物進一步包括由下式(ZIV)、(zv)及(ZVI)表示之化 合物:
在式(ZIV)至(ZVI)中,Αι*3與Αι_4各獨立地表示經取代 或未取代芳基。 、經取代或未取代環烷 R2〇6表示經取代或未取代烷基 基 '或經取代或未取代芳基。 ho?與R2〇8各獨立地表示經 各獨立地表示經取代或未取代烷基
基、經取 代芳基 '或電子吸引基。 及&2〇8較佳爲電子吸引
-52- 200903164 爲由式(ZI)至(ZIII)表不之化合物’更佳爲由式(ZI)表示之 化合物,而且仍更佳爲由式(ZI-1)至(ZI-3)表示之化合物。 此外其較佳爲在以光化射線或輻射照射時可產生由下 式(AC1)至(AC3)任一表示之酸的化合物。 RC3SO2 RC3SO2 rCi-so3h NH 、 RC4SO2 * CH RC4SO2 RC5SO2 AC1 AC2 AC3 f ; 即成分(A)之較佳具體實施例爲一種其中在式(ZI)之 結構中,X —爲選自式(AN1)、(AN3)及(AN4)之陰離子的化合 物。 至於產酸劑,其較佳爲使用至少一種選自三芳基鏑 鹽、磺酸肟化合物及重氮二楓化合物之產酸劑。 至於產酸劑,其較佳爲使用具有貳(烷基锍)醯胺陰 離子或参(烷基磺醯基)次甲基陰離子之锍鹽。 以下敘述在以光化射線或輻射照射時可產生酸之化合 G 物中的特佳實例,但是本發明不受其限制。 -53- 200903164
(〇-s+ciiF23co〇' (〇}·3δ+ CaFs-O-Ca^sOg-3
CbF*)7S〇3’ (29) (<Qfs+ cf3so3* 3 (Of奶斯 (<0)-s+ c8F17so3- (z1) (22) (23) (Of c2FbS〇3- (Of3S+ °3^8°3' (Q^s+ c6f13so3· (z4) (Z5) (z6)
(z10) (z11)
普贫满(儀、才崎 (218) W (z19) (220)
+〇^-。3并(〇r 每 (221) (222) 200903164
CsJC XsO C4F9SO3' CF3SO3' * C4F9S〇3 C4F9S〇3 kx C4FgS〇3* C4F9S03-(Z24) 9 C4FgS03-(229) P O :n-o§-cf3 Λ 0 o (z25) OBu
O K2 0 s-6-s- Μ *1 0 o (z26) (227) (z28) C4F9SO3- (230) (Q^n-〇!-Cf3
;n-o-|-c4f9 〇
(233) (z34) 〇
MeO (h3ch2ch2c|o.n^^^ J (z31) 〇N2〇 -s-c-s-o o (Z35)
(z32) 9&9 s-c-s-o o (236) cn g n,o-§-cf3 o Λ^£) CF3SO3· (z41) (239)
CH2 (240)
LsO C4F9S03 〇 ^CY^s-〇^ ^ C4F9S03-(Z46) C12H25 C4F9SO3. (Z47) C4F9S03* (248)
(z45) OH C4F9SO3' 〇 (Z49) 200903164 (α; s+ scv F oc12h25
(Off S〇3*
(ζ50) F F^T^F SC12H25 (Z51) S03· 〇r«H2S (Z52)
-s+ -O3S
F F F F <Z53) 0 ++o+^c12h25 (Q^.s+ (254) (255) OF (Z58) (< 〇 F F (z56) (〇-s*°i'C2Fs VW73 O.S-C2F5 0
(ZS7) (Z59) 〇='S-C4F9 o (z60)
o o II s II o ,s〇a·
l〇Cr° (z61) ~s+ -〇3$_
F F F 9 +++S- F F o (263) i (262)♦ .〇3s4Wf 〇-〇-〇 a F F F 6 ^ W (Z64) OBu OBu -S+ ^slf〇 οφ -〇3s4f〇> 〇φ (z65) δ (Z66) C4F9SO3' (Z67) 一 56- 200903164
丨十〇? O 〇-f〇〇 s'® 0c-s-c2f6 ec-sofy I Jl v-^ 丄 _0 o-s*o 〇.β〇 (Q-se©c-|.CF3 -0. cf3 O.S.O 〇Λ (z70) (z71) (z72) C2F5 〇*?*〇〇 I ii ©C-S-CaFs Θ?-« o*s*o° C2F5 OBu 92^ • 〇?·0〇 I ii Θ C—§·〇2Ρδ O»S*0u C2F« (z73)
(z74)
這些產酸劑之一可單獨使用,或者其二或更多種可組 合使用。在組合使用二或更多種之情形,其較佳爲組合可 產生二或更多種原子總數(氫原子除外)相差2或更大之 有機酸的化合物。 組成物中產酸劑之含量按光阻組成物之總固體含量計 較佳爲0.1至20質量%,更佳爲0.5至10質量%,仍更佳 爲1至7質量%。 -57- 200903164 有機鹼性化合物: 在本發明中’例如由增強性能(如解析力)或增強儲 存安定性之觀點,其較佳爲使用有機驗性化合物。有機驗 性化合物更佳爲含氮原子之化合物(含氮鹼性化合物)。 在本發明中較佳之有機鹼性化合物爲一種鹼性較酹強 之化合物。 其較佳化學環境包括下式(A)至(E)之結構。式(B)至(E) 之結構各可形成環結構之一部分。 r201 r2〇〇^R2〇2 …(A) 1 1 —N-C=:N— -(B) 丄 1 =C—Ν=ϊ〇~ …(c) 1 1 =C-N- …(D) r204 r205 R203-(|-N-C-R206 .-(E) 在式(A)中,R2G()、R2()1與R2Q2可爲相同或不同,各表 示氫原子、碳數爲1至20之烷基或環烷基、或碳數爲6至 20之芳基,而且R2Q1與R2G2可彼此組合形成環。 作爲R2C)C)、R2()1與R2G2之烷基、環烷基與芳基各可具 有取代基。具有取代基之烷基或環烷基較佳爲碳數爲1至 -58- 200903164 20之胺基烷基或胺基環烷基、或碳數爲1至20之羥基院 基。 在式(E)中,R2。3、να4、R2。5、與R2。6可爲相同或不 同,各表示碳數爲1至6之院基或環院基。 此化合物更佳爲一種在一個分子內具有二或更多個化 學環境不同之氮原子的含氮鹼性化合物,仍更佳爲一種含 經取代或未取代胺基與含氮環結構之化合物、或一種具有 烷基胺基之化合物。 其指定較佳實例包括胍、胺基吡啶、胺基烷基吡啶、 胺基吡咯啶、茚唑、咪唑、吡唑、吡阱、嘧啶、嘌呤、咪 唑啉、吡唑啉、哌阱、胺基嗎啉、與胺基烷基嗎啉。這些 化合物各可具有之取代基的較佳實例包括胺基、院基胺 基 '胺基芳基、芳基胺基、烷基(如經取代院基,特別是 胺基烷基)、烷氧基、醯基、醯氧基、芳基、芳氧基、硝 基、羥基、與氰基。 化合物之更佳實例包括但不限於胍、i,丨_二甲基胍、 1,1,3,3-四甲基胍、咪唑、2-甲基咪唑、4-甲基咪哩、n-甲 基咪唑、2-苯基咪唑、4,5-二苯基咪唑、2,4,5_三苯基咪哩、 2 -胺基妣陡、3 -胺基啦u定、4 -胺基啦陡、2 -二甲胺基卩比陡、 4 - 一甲胺基耻陡、2 -二乙胺基卩比B定、2 -(胺基甲基)卩比陡、 2 -胺基-3 -甲基卩比U定、2 -胺基-4 -甲基啦卩定、2 _胺基-5 -甲基吡 啶、2-胺基-6-甲基吡啶、3_胺基乙基吡啶、4_胺基乙基吡 啶、3_胺基吡咯啶、哌阱、N- ( 2-胺基乙基)岐阱、N_ ( 2· 胺基乙基)哌啶、4-胺基-2,2,6,6_四甲基哌啶、4_哌啶基峨 -59- 200903164 啶、2 -亞胺基哌啶、1 - ( 2 -胺基乙基)吡咯啶、吡唑、3 _ 胺基-5-甲基吡唑、5-胺基-3-甲基-1-對甲苯基吡唑、吡阱、 2 -(胺基甲基)· 5 -甲基吡阱、嘧啶、2,4 ·二胺基嘧啶、4,6 -二羥基嘧啶、2-吡唑啉、3-吡唑琳、N-胺基嗎啉、與N- ( 2-胺基乙基)嗎啉。 這些含氮鹼性化合物之一可單獨使用,或者其二或更 多種可組合使用。 亦可使用四烷銨鹽型含氮鹼性化合物。此化合物中較 ( ' 佳爲碳數爲1至8之氫氧化四烷銨(例如氫氧化四甲銨、 氫氧化四乙銨、氫氧化四(正丁)銨)。 這些含氮鹼性化合物之一可單獨使用,或者其二或更 多種可組合使用。 至於用於組成物之產酸劑與有機鹼性化合物間比例, (產酸劑總量)/(有機鹼性化合物)(莫耳比例)較佳爲 2.5至300。在此莫耳比例爲2.5或更大時,其得到高敏感 度,而且在莫耳比例爲300或更小時,其可防止光阻圖案 0 因在曝光後直到熱處理之老化而變厚,及可增強解析力。 (產酸劑總量)/(有機鹼性化合物)(莫耳比例)更佳爲 5.0至200,仍更佳爲7.0至150。 界面活性劑: 在本發明中可使用界面活性劑,而且其關於膜形成性 質、圖案黏附性、顯影缺陷減少等較佳。 界面活性劑之指定實例包括非離子性界面活性劑,如 聚氧伸乙基烷基醚(例如聚氧伸乙基月桂基醚、聚氧伸乙 -60- 200903164 基硬脂基醚、聚氧伸乙基鯨蠟基醚、聚氧伸乙基油基醚)、 聚氧伸乙基烷基烯丙基醚(例如聚氧伸乙基辛基酚醚、聚 氧伸乙基壬基酚醚)、聚氧伸乙基·聚氧伸丙基嵌段共聚 物、山梨醇酐脂肪酸酯(例如山梨醇酐單月桂酸酯、山梨 醇酐單棕櫚酸酯、山梨醇酐單硬脂酸酯、山梨醇酐單油酸 酯、山梨醇酐三油酸酯、山梨醇酐三硬脂酸酯)、及聚氧伸 乙基山梨醇酐脂肪酸酯(例如聚氧伸乙基山梨醇酐單月桂 酸酯、聚氧伸乙基山梨醇酐單棕櫚酸酯、聚氧伸乙基山梨 醇酐單硬脂酸酯、聚氧伸乙基山梨醇酐三油酸酯、聚氧伸 乙基山梨醇酐三硬脂酸酯);含氟界面活性劑與含矽界面 活性劑,如 EFtop EF301、EF3 03 與 EF3 52 ( Shin-Akita Chemical Co.,Ltd.製造)、Megafac F171 與 F173 ( Dainippon Ink & Chemicals,Inc.製造)、Florad FC43 0 與 FC431 (Sumitomo 3 Μ I n c ·製造)、A s ah i g u ar d A G 7 1 0、S u r f 1 ο n S-3 82、SC 1 0 1 ' SC 1 02 ' SC 1 03 ' SC 1 04 > SC 1 05 ' 與 SC 1 06 (Asahi Glass Co·,Ltd.製造)、及 Troysol S-3 66 ( Troy Chemical Industries, Inc.製造);有機砂氧院聚合物 KP-3 4 1 ( S h i n-E t s u Chem i c al C ο.,Lt d 製造);及丙嫌酸爲 主或甲基丙烯酸爲主(共)聚合物Poly flow No· 75與No. 95 (Ky o e i sha Yu shi Kag aku Ko gy o C ο .,L td ·製造)。 至於界面活性劑,此組成物較佳爲含任何含氟及/或砍 界面活性劑(含氟界面活性劑、含矽界面活性劑、或含氟 原子與矽原子之界面活性劑)、或其二或更多種。 這些界面活性劑之實例包括 JP-A-62-36663、 200903164 JP-A-61-226746 > JP-A-61-226745 ' JP-A-62-170950 ' JP-A-63-34540 ' JP-A-7-230165 、 JP-A-8-62834 、 JP-A-9-54432 、 JP-A-9-5988 、 JP-A-2002-277862 號專利、及美國專利第 5,405,720、5,360,692、 5,529,88 1 ' 5,296,330 ' 5,4 3 6,09 8、5,5 76,1 4 3 ' 5,2 9 4,5 1 1、與 5,824,45 1號所述之界面活性劑。亦可直接使用以下之各市 售界面活性劑。 可使用之市售界面活性劑的實例包括含氟或含矽界面 活性齊!ί,如 EFtop EF301 與 EF3 03 ( Shin-Akita Chemical Co.,Ltd.製造)、Florad FC430 與 FC43 1 ( Sumitomo 3M Inc. 製造)、Megafac Fm、F173、F176、F189、與 R0 8( Dainippon Ink & Chemicals,Inc.製造)、Surflon S-3 82、SC101、102、 103、104、105、與 106 (Asahi Glass Co.,Ltd.製造)、及 T r o y s ο 1 S - 3 6 6 ( T r o y C h e m i c a 1 I n d u s t r i e s,I n c ·製造)。此 外亦可使用聚矽氧烷聚合物 KP-34 1 ( Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.製造)作爲含矽界面活性劑。 除了這些已知界面活性劑,其可使用一種衍生自藉短 鏈聚合法(亦稱爲短鏈聚合物法)或寡聚合法(亦稱爲寡 聚物法)製造之氟脂族化合物的具有氟脂族基之聚合物的 界面活性劑。氟脂族化合物可藉JP-A-2002-9099 1號專利 所述之方法合成。 具有氟脂族基之聚合物較佳爲一種含氟脂族基單體與 (聚(氧伸烷基))丙烯酸酯及/或(聚(氧伸院)甲 基丙烯酸酯之共聚物,而且此聚合物可具有無規分布或者 可爲嵌段共聚物。聚(氧伸烷基)基之實例包括聚(氧伸 -6 2 - 200903164 乙基)、聚(氧伸丙基)與聚(氧伸丁基)。此基亦可爲 一種在相同鏈內具有鏈長不同之伸院基的單兀’如經嵌段 鍵聯聚(氧伸乙基、氧伸丙基與氧伸乙基)、及經嵌段連 結聚(氧伸乙基與氧伸丙基)°此外含氟脂族基單體與(聚 (氧伸烷基))丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)之共聚物不 僅可爲二元共聚物,亦爲藉由同時共聚合二或更多種不同 含氟脂族基單體或二或更多種不同(聚(氧伸烷基))丙 烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)而得之三元或更高共聚物。 其實例包括市售界面活性劑,如 M e g a f a c F 1 7 8、 F - 4 7 〇 ' F-473、F-47 5、F-476、與 F-472 ( Dainippon Ink & Chemicals,Inc.製造),而且進一步包括含C6F13基丙烯酸 酯(或甲基丙烯酸酯)與(聚(氧伸烷基))丙烯酸酯(或 甲基丙烯酸酯)之共聚物、含C6F13基丙烯酸酯(或甲基 丙烯酸酯)與(聚(氧伸乙基))丙烯酸酯(或甲基丙烯 酸酯)及(聚(氧伸丙基))丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯) 之共聚物、含C8F17基丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)與(聚 (氧伸烷基))丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)之共聚物、 及含C8F17基丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)與(聚(氧伸 乙基))丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)及(聚(氧伸丙基)) 丙烯酸酯(或甲基丙烯酸酯)之共聚物。 界面活性劑之使用量按正型光阻組成物總量(溶劑除 外)計較佳爲0.0 0 0 1至2質量%,更佳爲〇 . 〇 0 1至1質量%。 其他成分: 如果需要,則本發明之正型光阻組成物可進一步含染 -63- 200903164 料、光產鹼劑等。 1.染料 本發明可使用染料。 合適之染料包括油性染料與鹼性染料。其指定實例包 括 Oil Yellow #101、Oil Yellow #103、Oil Pink #312、Oil Green BG、Oil Blue BOS、Oil Blue #60 3、Oil Black BY、 Oil Black BS、Oil Black T- 5 0 5 (均由 Orient Chemical Industries Co.,Ltd.製造)、結晶紫(CI42555)、甲基紫 (CI42535)' 玫瑰紅 B (CI45170B)、孔雀綠(CI42000)、及亞 甲基藍(CI52015)。 2 .光產鹼劑 可加入本發明組成物之光產鹼劑的實例包括 JP-A-4-151156 、 JP-A-4-162040 、 JP-A-5-197148 、 JP-A-5-5995 、 JP-A-6-1 94834、JP-A-8-146608、JP-A-1 0-83079 號專利、及歐洲 專利第622,682號所述之化合物。可適當地使用之光產鹼 劑的指定實例包括胺甲酸2 -硝基苄酯、胺甲酸2,5 _二硝基 苄基環己酯、N-環己基-4-甲基苯基磺醯胺、與胺甲酸 二甲基-2-苯基乙基-N-異丙酯。此光產鹼劑係爲了改良光 阻外形等目的而加入。 3 .溶劑 本發明之光阻組成物係在溶劑中溶解上述成&彳麦塗S 於撐體上。通常濃度按全部光阻成分之固體材料濃度計較 佳爲2至3 0質量%,更佳爲3至2 5質量%。 在此使用之溶劑的較佳實例包括二氯乙烷、環己酮、 -64- 200903164 環戊酮、2-庚酮、γ-丁內酯、甲乙酮' 乙二醇一甲醚、乙 二醇一乙醚、乙酸2-甲氧基乙酯、乙二醇一乙醚乙酸酯、 丙二醇一甲醚、丙二醇一甲醚乙酸酯、甲苯、乙酸乙酯、 乳酸甲酯、乳酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、 丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙嗣酸丙酯、Ν,Ν -二甲基甲醯 胺、二甲基亞颯、Ν -甲基吡咯啶酮、與四氫呋喃。這些溶 劑之一可單獨使用,或者其數種可混合及使用。 本發明之正型光阻組成物係塗覆於基板上形成薄膜。 (: 此塗膜之厚度較佳爲0.0 5至4.0微米。 本發明之組成物具有得到良好圖案之優良效果,即使 是在未塗覆抗反射膜且將組成物直接塗覆在具有高反射表 面之基板上時,但是在使用抗反射膜時亦形成良好圖案。 作爲光阻底層之抗反射膜可爲無機膜型,如鈦、二氧 化鈦、氮化鈦、氧化鉻、碳、與非晶矽,或包括光吸收劑 與聚合物材料之有機膜型。前者需要膜形成設備,如真空 沉積裝置、CVD裝置與濺射裝置。有機抗反射膜之實例包 ^ 括含二苯基胺衍生物/經甲醛修改三聚氰胺樹脂縮合物、鹼 溶性樹脂與光吸收劑之薄膜,如JP-B-7-696 1 1號專利(在 此使用之名詞”JP-B”表示「經審查日本專利公告」)所述, 順丁烯二酸酐共聚物與二胺型光吸收劑之反應產物,如美 國專利第5,294,680號所述,含樹脂黏合劑與羥甲基三聚氰 胺爲主熱交聯劑之膜,如JP-A-6- 1 1 863 1號專利所述,在 相同分子內含羧酸基、環氧基與光吸收基之丙烯酸樹脂型 抗反射膜,如JP-A-6 - 1 1 8 65 6號專利所述,含羥甲基三聚 -65- 200903164 氰胺與二苯基酮爲主光吸收劑之膜,如JP-A-8-87115號專 利所述,及藉由將低分子光吸收劑加入聚乙烯醇樹脂而得 之膜,如JP-A-8- 1 795 09號專利所述。 有機抗反射膜亦可爲市售有機抗反射膜,如Brewer Science,Inc.製造之 DU V-30系列與 DU V-40 系列;及 Shipley Co.,Ltd.製造之 AR-2、AR-3 與 AR-5。 在精密積體電路裝置之製造中,在光阻膜上形成圖案 之步驟係藉由將本發明之正型光阻組成物塗覆在基板(例 如矽/塗覆二氧化矽基板、玻璃基板、ITO基板、或石英/ 塗覆氧化鉻基板)上形成光阻膜,以光化射線或輻射(如 KrF準分子雷射光、電子束或EUV光)照射於其上,然後 將光阻膜加熱、顯影、清洗、及乾燥而實行,藉此可形成 良好之光阻圖案。 可用於顯影之鹼顯影劑爲鹼之水溶液(通常爲〇 · 1至 2 0質量% ),如無機鹼(例如氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、 矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水)、一級胺(例如乙胺、正丙胺)、 二級胺(例如二乙胺、二正丁胺)、三級胺(例如三乙胺、 甲基二乙基胺)、醇胺(例如二甲基乙醇胺、三乙醇胺)、 四級銨鹽(例如氫氧化四甲銨、氫氧化四乙銨、膽鹼)、及 環形胺(例如吡咯、哌啶)。此鹼之水溶液可在對其加入適 量之醇(如異丙醇)或界面活性劑(如非離子性界面活性 劑)後使用。 這些顯影劑中較佳爲四級銨鹽,而且更佳爲氫氧化四 甲銨與膽鹼。 -66- 200903164 鹼顯影劑之pH通常爲10至15。 [實例] 本發明在以下參考實例而詳述,但是本發明不應視爲 受其限制。 合成例1 (樹脂(A-1)之合成): 在低壓下將聚(對羥基苯乙烯)(分子量分散性: 1.05)(50克)在50 °C乾燥。將此聚(對羥基苯乙烯)溶 於丙二醇一甲醚乙酸酯(PGMEA) ( 400克),然後在低壓下 藉蒸餾共沸地去除水與PGMEA。在證實充分減少水含量 後,加入乙基乙烯基醚(25.0克)與對甲苯磺酸(0.02克), 及將混合物在室溫攪拌1小時。然後藉由將三乙胺(5.0 克)加入反應溶液而中止反應。此外加入水(400毫升) 與乙酸乙酯(8 00毫升)以進行液體分離,及在水洗後在 低壓下藉蒸餾去除乙酸乙酯、水、與PGMEA之共沸部分而 得到樹脂(A-l)(組成莫耳比例:65/35,重量平均分子量: 15,000,分散性:1.1,30 質量 % PGMEA 溶液)。 合成例2 (樹脂(B-17)之合成): 在燒瓶中溶解對羥基苯乙烯與甲基丙烯酸第三丁酯之 共聚物(組成莫耳比例:80/20 )( 3 5.0克)、及丙二醇一甲 醚乙酸酯(PGMEA) ( 400克),及在低壓下藉蒸餾共沸地去 除水與PGMEA。在證實充分減少水含量後,加入乙基乙烯 基醚(5.0克)。繼而經20分鐘加入將5.0克之2 -萘醯氯溶 於50克之丙酮而製備之溶液,及使反應攪拌進行60分鐘。 此外加入水(400毫升)與乙酸乙酯(800毫升)以進行液 200903164 體分離,及在水洗後在低壓下藉蒸餾去除乙酸乙酯、水、 與PGMEA之共沸部分而得到樹脂(B-17)(組成莫耳比例: 10/7 0/20,重量平均分子量:9,000,分散性:1.3,30質量 % P G Μ E A 溶液)。 以相同方式合成以下表1所示之樹脂(B1)及樹脂(B2)。 表1 樹脂(B1) 組成莫耳比例 重量平均分子量 分散性 樹脂(A-1) 65/35 15000 1.1 樹脂(A-4) 70/30 14000 1.3 樹脂(A-6) 70/30 12000 1.1 樹脂(A-10) 72/28 15000 1.1 樹脂(A-17) 65/35 13000 1.3 樹脂(A-20) 70/30 15000 1.1 樹脂(A-27) 70/30 10500 1.2 樹脂(A-30) 68/32 12000 1.3 樹脂(A-37) 70/30 12000 1.2 樹脂(A-38) 60/25/15 15000 1.3 樹脂(B2) 組成莫耳比例 重量平均分子量 分散性 樹脂(B-2) 8/75/17 8000 1.1 樹脂(B-4) 10/70/20 10000 1.3 樹脂(B-6) 8/70/17/5 8000 1.1 樹脂(B-10) 8/75/17 8000 1.2 樹脂(B-17) 10/70/20 9000 1.3 樹脂(B-20) 10/70/20 8000 1.2 樹脂(B-27) 10/70/20 9200 1.1 樹脂(B-30) 10/70/20 8000 1.2 樹脂(B-38) 8/70/17/5 9600 1.2 樹脂(B-47) 10/70/20 10000 1.1 樹脂(B-50) 10/70/20 9200 1.2 樹脂(B-57) 10/70/20 9800 1.2 樹脂(B-62) 8/75/17 10000 1.2 樹脂(B-79) 10/70/20 8300 1.2 樹脂(B-84) 8/75/17 9000 1.2 -68- 200903164 實例1至16及比齩例1 將以下表2所不成分按表2所不摻合比例(加入量) 溶於PGMEA (丙二醇一甲醚乙酸酯)/PGME (丙二醇一甲 醚)之混合溶劑(=8/2質量比)而得1 〇質量%之濃度,及 將所得溶液經孔度爲〇 · 1微米之微過濾器過濾而製備實例 1至1 6及比較例1之正型光阻溶液。 使用旋塗器(Mark 8,Tokyo Electron Ltd.製造)將所 得正型光阻溶液塗覆在裸矽基板上,及在9 0 °C乾燥9 0秒 而形成410微米之各光阻膜。繼而使用KrF準分子雷射 (FPA-3 00 0EX5,Canon Inc.製造,波長:24 8 奈米, ΝΑ = 0·60,σ = 0.75 )將光阻膜曝光。在曝光後將光阻膜在 1 〇〇 °C加熱板上加熱60秒,立即在0.2 6N氫氧化四甲銨 (TMAH)水溶液中浸漬60秒,以水清洗30秒,及乾燥。經 掃描電子顯微鏡觀察矽晶圓上如此得到之圖案,及如下評 估光阻性能。所得結果示於表2。 [解析力] 顯示在用於再現〇 . 3 0微米線與間隙光罩圖案之曝光 劑量的限制解析力。 [顯影缺陷之數量] 將各光阻膜以0.5微米之厚度塗覆在6吋裸Si基板 上’在130°C真空吸取型加熱板上乾燥60秒,使用Nikon 步進器NSR- 1505EX經具有0.18微米分隔渠圖案之測試光 罩曝光,在130°C後曝光烘烤90秒,接受2.38% TMAH(氫 氧化四甲銨水溶液)之槳式顯影經60秒,以純水清洗30 -69- 200903164 秒,然後旋乾。藉KLA Tenkol K.K.製 如此得到之樣品的浮垢數量,及使用: 爲顯影缺陷之數量。 [疏密偏差] 對於0 . 1 5微米之線寬,測定線與 (1:1))及分隔圖案(稀疏圖案(1:5)) 偏差。此値越小表示疏密偏差越佳。 之K L A - 2 1 1 2測量 到之一級資料値作 隙圖案(稠密圖案 0 . 1 5微米± 1 0 %之
1 -70- 200903164
擊米 »ri ON (N On o »—H CN m <Ν r-Η <N m <Ν l〇 CN o <N 账 塑_ m 担 & 1¾ m κ\ m ON 卜 \〇 o 卜 ON 卜 *0 00 ΟΟ 卜 00 yr\ (N y— ^1\ IT) 寸 V) 寸 v〇 *J〇 *Ti ^O d o o Ο 〇 o 〇 o o o ο o o ο ο d o W, ^ 111 ατΡ #1 ^Λ is 1 1 爹 (N 1 耷 I (N H 1 <N 1 耷 1 1 耷 (Ν 1 I I r-H 1 豸 ▼—i 5 ^ Γ: yin 4rP <\\1 翠s 4H 9 1 (N Γ^Ί 1 CS <N 1 (N 1 (N »—H 1 <Ν (N 1 (Ν I H 1 1 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q 窗 职职 职 /-~N 职 /^\ 职 /-"Ν 职 轵 /^N /^N 梂 r~-\ 职 轵 /-"N 踩 /*~N 职 /^Ν 职 r-\ 职 /^Ν 职 /—N 职 氍 寸 <N o o IT) o ΓΛ ο (N 〇 1/Ί 〇 ID 〇 */Ί Ο O CN 〇 tr> O ίΤ) ο in ο o ο yr\ Ο Ο m o o 侧 o o o ο 〇 〇 〇 Ο o’ 〇 o o ο ο o’ ο Ο 's^ ο o’ o \_x 寸 o m 寸 N N m N m Ν 〇 'n 卜 N 00 cn N ON m N o 言 <N N o vo »r> N 1·^ Ν o N (Ν Ν m Ν <Ν Ν 寸 m N (N N 职 职 /-N /~N 职 /-N 职 职 /~N 职 /^-Ν 职 /-Ν 职 /-~Ν 梂 r·^ 巴 1—^ 寸 <N m m CN ο ΓΟ cn m cn m m m Ο Γ〇 Ο (Ν 〇\ <N (Ν CN (Ν m tn=t m ό S-X o 〇 O o o d Sw/ O ο Ο 〇 Ο Ο Ο Ο Ο (N ώ ώ Ό I OQ 〇 T—1 ώ 卜 O CN ώ t> cs ώ B-30 卜 -^- CD ο I CQ 卜 in 1 CQ CN ώ Β-79 ώ (Ν ώ 00 m 1 CQ ON 卜 ώ /^\ 职 职 /~Ν 职 职 职 /^~s 职 职 /•"N 职 /-N 职 /^\ 职 /^\ 职 /•—N 职 /^\ 职 /^Ν 职 /~·\ 职 /^N 职 巴 m vn t—h \〇 Ο 卜 ν〇 o m \〇t 00 to 00 »r> 00 ΓΛ 卜 VO ΓΛ m τ>· m c^ m 卜 壊 sg 4& o o ο Ο o o o o O Ο ο 's—/ o Ο ο ο ο F—H 1 < ^i* 'Ο Ο r—i o o CN 卜 <N o cn 1 < o 1 < τ—Η 1 ο (Μ 00 m 1 < < <: < < < < < < < < < < r^-i (N cn 寸 *T) 卜 oo ON ο CN Γ^Ι 寸 yr\ Η 1—1 m 匡 匡 m m 匡 m m m 鎰 IK K U IK w u IK 魏 艉 κ U Κ IK IK OJ ΟΑ 200903164 表中之簡寫如下。 [鹼性化合物] D-1:氮氧化四丁錢 D-2 :二環己基甲胺 D-3 :参(甲氧基乙氧基乙胺) [界面活性劑] W-1:含_ 界面活性劑 Megafac F-176(Dainippon Ink & Chemicals, Inc.製造) W-2:含氟 /砂界面活性劑 ’ Megafac R08( Dainippon Ink & Chemicals, Inc.製造) 由表2明顯可知,本發明之正型光阻組成物有利於高 解析度、關於依附線節距之脫焦範圍的良好性能、及顯影 缺陷數量減少。 依照本發明,有關藉電子束、KrF準分子雷射光或EUV 光照射之圖案形成可提供一種滿足關於超細區域之高解析 度、顯影缺陷數量、及疏密偏差的性能(特別是在不使用 抗反射膜之離子注射步驟(BARC))之正型光阻組成物,及 一種使用此組成物之圖案形成方法。 本申請案中已請求外國優先權益之各外國專利申請案 的全部揭示在此倂入作爲參考,如同全部敘述。 【圖式簡單說明】 挑0 【元件符號說明】 龜。 ^ws -72 -
Claims (1)
- 200903164 十、申請專利範圍·· 1 · 一種正型光阻組成物,其係包括: (B1) —種在酸之作用下可分解而增加樹脂(B1)在鹼 性水溶液中溶解度之樹脂,樹脂(B1)含由式(la)表示之重 複單元及由式(I la)表示之重複單元至少之一; (B2)—種在酸之作用下可分解而增加樹脂(B2)在驗 性水溶液中溶解度之樹脂,樹脂(B2)含:由式(lb)表示之 重複單元及由式(lib)表示之重複單元至少之一;及含至 少兩個芳環結構之由式(III)表示之重複單元;及其中X表示氫原子、甲基或鹵素原子; A]表示氫原子或在酸之作用下可脫離之基,及在存在 多個Αι時’多個A!可爲相同或不同; L表示單價有機基、鹵素原子、氰基、或硝基,及在 存在多個L時,多個L可爲相同或不同; η表示1至3之整數;及 m表示〇至2之整數: -73 - 200903164其中γ表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、羥基甲 基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基;及 a2表示在酸之作用下可脫離之基:其中χ表示氫原子、甲基或鹵素原子; a3表示氫原子或在酸之作用下可脫離之基,及在存在 多個A3時,多個A3可爲相同或不同; L表示單價有機基、鹵素原子、氰基、或硝基,及在 存在多個L時,多個L可爲相同或不同; η表示1至3之整數;及 m表示0至2之整數:其中Y表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、羥基甲 基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基;及 a4表示在酸之作用下可脫離之基: -74 - (III)200903164 γ1十2 - AR2)打 其中γ表示氫原子、甲基、鹵素原子、氰基、經基甲 基、烷氧基甲基、或醯氧基甲基; 1^表示單鍵、伸芳基、伸芳烷基、羰基、醋基、亞胺 基' 或醚基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結基,· ARi表示伸苯基或伸萘基; 。表示單鍵、羰基、酯基、亞胺基、醚基、伸芳基、 或伸芳烷基、或包括至少兩種此基之組合的二價連結 基;及在存在多個L2時,多個L2可爲相同或不同; AR2表示苯基或萘基,及在存在多個AR2時’多個AR2 可爲相同或不同;及 η表示0至2之整數。 2 .如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β1)具有1.0至1.3之分子量分散性。 3 .如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β2)具有1.0至1.3之分子量分散性。 4 .如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中樹脂(Β1)之重量平均分子量大於樹脂(Β2)之重量 平均分子量。 5 .如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中在式(III)中,L2爲單鍵。 200903164 6_如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中樹脂(B2)具有5,000至15,000之重量平均分子量。 7. 如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中化合物(A)含至少兩種選自三芳基鏡鹽、磺酸肟化 合物及重氮二颯化合物之化合物。 8. 如申請專利範圍第1項之正型光阻組成物, 其中化合物(A)含具有貳(烷基磺醯基)醯胺陰離子或 参(烷基磺醯基)次甲基陰離子之锍鹽。 9 ·—種圖案形成方法,其包括: 由申請專利範圍第1項之正型光阻組成物形成光阻 膜;及 將光阻膜曝光及顯影。 -76 - 200903164 七、指定代表圖: (一) 本案指定代表圖為:無。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 無。 八、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式: 無0 -4-
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