TW201116566A - Photoresist composition - Google Patents
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Description
201116566 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於光阻組成物。 【先前技術】 供利用微影製程之半導體微加工使用的光阻組成物係 含有酸產生劑,該酸產生劑包括經照射而產生酸之化合物。 美國專利第2006/0194982 A1號揭露一種光阻組成 物,其包括:具有酸不穩定基之樹脂,該樹脂不溶於或難 溶於驗性水溶液,但經酸的作用變成可溶於驗性水溶液; 酸產生劑;以及2, 6-二異丙基苯胺。 【發明内容】 本發明係提供一種光阻組成物。 本發明係關於下列者: <1>一種光阻組成物,其包含樹脂、酸產生劑以及式(I)所 示之化合物:
Rt - R7 其中,R1、R2及R3各自獨立表示氫原子或C卜C4烷基; A1表示單鍵或H-C2伸烷基; R4及R5各自獨立表示氫原子或C卜C2烷基; R6及R7各自獨立表示氫原子或C3-C20烴基,或者R6及R7 係相互鍵結而與R6及R7所鍵結之氮原子一起形成C2-C12 雜環,該烴基及該雜環可具有選自-OH、-SH、-NH2、烷氧 4 322343 201116566 基及-C00R8(其中’ R8表示C1-C4烷基、C3-C12飽和環狀烴 基或C6-C12芳族烴基)所組成群組之一個或多個取代基, 且該烴基及該雜環中之一個或多個-CH2-可經-0-、-S-、 CO-、-C(=NH)-或-NH-置換,以及該烴基中之一個或多個 -CH=可經-N=置換; <2>如上述第<1>項之光阻組成物,其中,Rl、尺2及R3各自 獨立表示氫原子或甲基,A1為亞甲基,以及R4及P為氮原 子’· <3>如上述第<1〉或<2>項之光阻組成物,其中,“氮原子 且R為式(IB)所示之基團: ΓΗ (IB)
R 10 其中’ R9及R1。各自獨立表示氫原子、C3—C6飽和環狀煙基 或C1-C6烷基,該烷基可具有選自_〇H、—细' _NH2、c3_ci2 飽和環狀烴基、C6-c12芳族烴基及C5_C9雜芳族基所組成 群組之-個或多個取代基,⑽院基中之—個❹n 可經一〇_、_S_、普、_C(=NH)令NH—置換,以及該飽和 環狀烴基、芳族烴基及雜芳族基可具有—個或多個,; <4>如上述第<3>項之光阻組成物,其中,r1Q為式⑽所示 之基團: (lb) Ύ%η 其中’ 表示C1_C4烧基’其可具有選自—m 322343 5 201116566 C3-C12飽和環狀烴基、C6-C12芳族烴基及C5-C9雜芳族基 所組成群組之一個或多個取代基,且該烧基中之一個或多 個-CFU-可經_0_、_S_、_C0_、_C(=NH)_或-NH-置換’以及 該飽和環狀烴基、芳族烴基及雜芳族基可具有一個或多個 -0H或C2-C10烷氧基羰基; <5>如上述第<4>項之光阻組成物,其中,式(I)所示之化合 物為式(I-B)所示之化合物: 又
人 NH
(I-B) 其中,R9及R11係與上述定義相同; <6>如上述第<1>或<2>項之光阻組成物,其中,-NR6R7所示 之基團為式(1C)所示之基團: J·
(1C) 其中,環Γ表示含有氮原子之C6-C12雜環,該雜環可具有 選自-0H、烷氧基及-C00R8(其中,R8表示C1-C4烷基)所組 成群組之一個或多個取代基; <7>如上述第<6>項之光阻組成物,其中,式(I)所示之化合 物為式(Ι-C)所示之化合物:
6 322343 201116566 •其中,R12於每次出現時獨立為-OH、-SH、-NH2、烷氧基或 -C00R8(其中,R8表示C1-C4烷基),且η表示0至2的整數; <8>如上述第<1>至<7>項中任一項之光阻組成物,其中,該 樹脂具有酸不穩定基,且該樹脂不溶於或難溶於鹼性水溶 液,但經酸的作用變成可溶於鹼性水溶液; <9> 一種製造光阻圖案之方法,包括下列步驟(1)至(5): (1) 將上述第<1>至<8>項中任一項之光阻組成物施加 至基板之步驟; (2) 進行乾燥而形成光阻膜之步驟; (3) 使該光阻膜曝光於輻射之步驟; (4) 烘烤該經曝光的光阻膜之步驟;以及 (5) 使用鹼性顯影劑顯影該經烘烤的光阻膜之步驟,因 而形成光阻圖案; <10>—種式(Ι-ΒΒ)所示之化合物:
ΝΗ (Ι-ΒΒ) r9C^y〇、r9i 〇 其中,R9°表示a-C6烷基,且R91表示苯曱基或具有一個或 多個C2-C10烷氧基羰基之苯甲基; <11>一種式(1-8)或(1-57)所示之化合物: 7 322343 3 201116566
(1-57) 【實施方式】 本發明之光阻組成物包括樹脂、酸產生劑以及式(I ) 所示之化合物(後文中,簡稱為化合物
(I) 其中’ R1、R2及R3各自獨立表示氫原子或C1_C4烷基; A1表示單鍵或ci-C2伸烷基; R及R5各自獨立表示氫原子或C1_C2烷基; R及R7各自獨立表示氫原子或C3_C2〇烴基,或者Μ及丨 係相互鍵結而與R6及f所鍵結之氮原子-起形成C2—C1 雜環’該烴基及該雜環可具有選自,、、一腿、烷』 其中’ R8表示⑽炫基、C3 a2飽和咖 土或.C12芳族烴基)所组成群組之—個•個取代其 且該烴基及該雜環中之一個或多個-CH2-可铿_〇_ _s ㈣)-或普置換,以及該烴基中之、或多 -CH=可經置換。 口 4夕1 丨匕曰初在本發明之光阻組成物 劑。藉由加人化合物⑴作為淬滅劑可降低因曝光= 322343 8 201116566 發生的酸不活化(inactivation)所引起的性能劣化。 化合物(I)係由式(IA)所示之基團(後文中,簡稱為基 團(IA)) : 土
R4 女 (IA) 其中,^、1^、1^、1^及1^係與上述定義相同,且*表示鍵 結至-NR6R7的位置;以及-NR6R7所示之基團所組成。 下文說明基團(IA)。 C1-C4烷基之實例包含曱基、乙基、丙基、異丙基、 丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。 C1-C2伸烷基之實例包含亞甲基及伸乙基。 C1-C2烷基之實例包含甲基及乙基。 較佳地,R、R2及R3各自獨立表示氫原子或c卜C2烷 基,更佳地,R、R及R各自獨立表示氫原子或甲基。 A1較佳為亞曱基,且^及R5較佳為氫原子。 基團(IA)之實例包含式(1^1)至(1^3)所示之基團: 八γ (ΙΑ-1) r (ΙΑ-2) 丫* (IA-3) 其中’ *表示鍵結至-NR6r7的位置。 將說明-NR6R7所示之基團。 C1-C4烷基之實例包含甲基、乙基 '丙基、異丙基、 丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。 322343 201116566 C3-C12飽和環狀烴基之實例包含C3-C12環烷基及降 莰基、雙環[2· 2. 2]辛基、1-金剛烷基及2-金剛烷基。C3-C12 環烷基之實例包含環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環 庚基及環辛基。 C6-C12芳族烴基之實例包含苯基、甲基苯基(例如4一 甲基苯基)、二甲基苯基(例如3, 4_二曱基苯基)、以及萘 基(例如2-萘基)。 當R6及R7各自獨立表示氫原子或C3-C20烴基時,較 佳地’ R6及R7各自獨立表示氫原子或式(IB)所示之基團: /0¾ (IB) R9、Rl〇 其中’ R9及R1()各自獨立表示氫原子、C3_C6飽和環狀烴基 或C1-C6烧基,該烷基可具有選自_〇H、_SH、_冊2、C3_C12 飽和環狀烴基、C6-C12芳族烴基及C5-C9雜芳族基所組成 群組之一個或多個取代基,且該烷基中之一個或多個-ch2- 可經-0 S-、-C0---C(=NH)-或-NH-置換,以及該飽和 %<狀煙基、芳族烴基及雜芳族基可具有一個或多個-0H ;且 更佳地,R6為氫原子以及R?為式(IB)所示之基團。 C1~C6燒基之實例包含曱基、乙基、丙基、異丙基、 丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、異戊基、第 二戊基、新戊基、卜曱基丁基、2-曱基丁基、1,2-二曱基 丙基、1-乙基丙基、己基、卜曱基戊基及庚基。 C3-C12飽和環狀烴基及C6-C12芳族烴基之實例係分 別包括與上述相同者。 10 322343 201116566 C5-C9雜芳族基之實例包含下列者。
在式(IB)中,R1。較佳為式(Ib)所示之基 0 其中,R11表示C1-C4烷基,其可具有選自一〇H '〜SH、、 C3-C12飽和環狀烴基、C6-C12芳族烴基及C5_C9雜芳族基 所組成群組之一個或多個取代基,且該烷基中之—個或^ 個_版-可經-〇-、-S-、-C0-、-C(=NH)_ 或—NH_ 置換以2 該飽和環狀烴基、芳族烴基及雜芳族基可具有一個或多個 -0H或C2-C10烷氧基羰基。Rn較佳為具有C6_C12芳族烴 基之C1-C4院基。 C1-C4烷基、C3-C12飽和環狀烴基、C6_C12芳族烴基 及C5-C9雜芳族基之實例包含與上述相同者。 式(IB)所示之基團之實例包含式(ιβ_ι)至(IB_53)所 示之基團,其中,*表示鍵結至的位置。 π 322343 201116566
(IB-5)
(IB-9)
(IB-20) 12 322343 201116566
(IB-22)
(IB-33) 13 322343 201116566
•OH Ο (IB-34)
,ΟΗ Ο (IB-37)
OH Ο (IB-38)
(IB-45)
O (IB-51) 0
(IB-53) 322343 14 201116566 當R6及R7相互鍵結而與R6及R7所鍵結之氮原子一起形 成C2-C12雜環時,-NR6R7所示之基團較佳為式(1C)所示之 基團(後文中,簡稱為基團(1C)): (1C) 其中,環Γ表示含有氮原子之C6-C12雜環,該雜環可具有 選自-0H、烷氧基及-C00R8(其中,R8表示CU-C4烷基)所組 成群組之一個或多個取代基。 基團(1C)之實例包含式(IC-1)至(IC-15)所示之基團:
(ic-1)
(IC-3) (IC-4)
(IC-5)
(IC-6)
(IC-10)
(IC-12)
(IC-13)
15 322343 201116566 其中’*表示鍵結至-co-的位置。 關於化合物⑴,較佳為式(I-B)所示之化合物··人― 、NHr/ (I-B) R11 其中,R9及R11係與上述定義相同;以及 式(I-BB)所示之化合物: 0 W (I-BB) R90^Y〇vR91 其中,R9°表示C1-C6烷基,且P表示苯甲基或具有一個或 多個C2-C10烷氧基羰基之苯甲基。在式(I—BB)中,Rg(l較佳 為新戊基,且R91較佳為苯甲基或4一甲氧基羰基苯甲基。 關於化合物(1),亦較佳為式(Ι-C)所示之化合物: ◦又
(R12) (1-0 η 其中,Rl2於每次出現時獨立為-OH、-SH、-NIL·、烷氧基或 -C00R8(其中’R8表示a_C4烷基),且n表示〇至2的整數。 化合物(1)之實例包含式(IA-1)至(IA-3)所示之基團 中的任一者與式(IB-1)至(IB-53)所示之基團中的任一者 之組合,以及式(IA-1)至(IA-3)所示之基團中的任一者與 322343 16 201116566 式(IC-1)至(IC-15)所示之基團中的任—者之組合。化合物 (I)之具體實例包含表1、表2及表3中所示之化合物(1-1) 至(1-63),以及表4中所示之化合物(1-101)至(1-109)。 其中’較佳者為化合物(1-3)、(1-4)、(1-8)、(1-41)、(1-57) 及(1-103),更佳者為化合物(1-8)、(1-41)及(1-57),且 特佳者為化合物(1-8)及(1-57)。 表1
(1-9) --------— (ΙΑ-1) (1-10) (ΙΑ-1) ο-ID — (ΙΑ-1) (1-12) -------- (ΙΑ-1) U-13) (ΙΑ-2) α~ΐ4)— (ΙΑ-2) (1-15) -----—-_ (ΙΑ-2) (1-16) (ΙΑ-3)
(IA-3) (IA-3) R6 Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η Η R7 (ΙΒ-1) (ΙΒ-4) (ΙΒ-7) (ΙΒ-10) (ΙΒ-12) (ΙΒ-13) (ΙΒ-15) (ΙΒ-17) (ΙΒ-21) (ΙΒ-23) (ΙΒ-27) (ΙΒ-33) (ΙΒ-2) (ΙΒ-3) (ΙΒ-5) (ΙΒ-6) (ΙΒ-8) (ΙΒ-9) 17 322343 201116566 表2 化合物(I) 基團(ΙΑ) R6 R7 (1-19) (ΙΑ-1) ch3 (IB-1) (1-20) (ΙΑ-1) ch3 (IB-4) (1-21) (ΙΑ-1) ch3 (IB-7) (1-22) (ΙΑ-1) ch3 (IB-10) (1-23) (ΙΑ-1) ch3 (IB-12) (1-24) (ΙΑ-1) ch3 (IB-13) (1-25) (ΙΑ-1) ch3 (IB-15) (1-26) (ΙΑ-1) ch3 (IB-17) (1-27) (ΙΑ-1) ch3 (IB-21) (1-28) (ΙΑ-1) ch3 (IB-23) (1-29) (ΙΑ-1) ch3 (IB-27) (1-30) (ΙΑ-1) ch3 (IB-33) (1-31) (ΙΑ-2) ch3 (IB-2) (1-32) (ΙΑ-2) ch3 (IB-3) (1-33) (ΙΑ-2) ch3 (IB-5) (1-34) (ΙΑ-3) ch3 (IB-6) (1-35) (ΙΑ-3) ch3 (IB-8) (1-36) (ΙΑ-3) ch3 (IB-9) 18 322343 201116566 •表3 c 化合物(I) 基團(IA) R6 R7 (1-37) (IA-1) Η (ΙΒ-34) (1-38) (IA-1) Η (ΙΒ-35) (1-39) (IA-1) Η (ΙΒ-36) (1-40) (IA-1) Η (ΙΒ-37) (1-41) (IA-1) Η (工Β-38) (1-42) (IA-1) ch3 (ΙΒ-38) (1-43) (IA-2) Η (ΙΒ-38) (1-44) (IA-3) Η (ΙΒ-38) (工-45) (IA-1) Η (ΙΒ-39) (1-46) (IA-1) Η (ΙΒ-40) (1-47) (IA-1) Η (ΙΒ-41) (工-48) (IA-1) Η (ΙΒ-42) (工-49) (IA-1) Η (ΙΒ-43) (1-50) (IA-1) Η (ΙΒ-44) (1-51) (IA-1) Η (ΙΒ-45) (1-52) (IA-1) Η (ΙΒ-46) (1-53) (IA-1) Η (ΙΒ-47) (1-54) (IA-1) Η (ΙΒ-48) (1-55) (IA-1) Η (ΙΒ-49) (1-56) (IA-1) Η (ΙΒ-50) (1-57) (IA-1) Η (ΙΒ-51) (1-58) (IA-1) ch3 (ΙΒ-51) (1-59) (IA-2) Η (ΙΒ-51) (1-60) (IA-3) Η (ΙΒ-51) (1-61) (IA-1) Η (ΙΒ-52) (1-62) (IA-1) Η (ΙΒ-52) (1-63) (IA-1) Η (ΙΒ-53) 19 322343 201116566 表4
舉例而言,化合物(mx下式(卜8)表 示,且化合
OCH 3
(1-57) 本發明之光阻組成物可含有兩種或更多種化合物 (I)。以固體成分之量為基準計,化合物(1)之含量通常為 0.001至10重量%’較佳為0.005至8重量%,且更佳為〇 〇1 至5重量%。在本說明書中,“固體成分,,意指光阻組成物 中溶劑以外的成分。 樹脂係不溶於或難溶於驗性水溶液,但經酸的作用變 成可溶於鹼性水溶液。樹脂具有衍生自具有酸不穩定基之 322343 20 201116566 化合物的結構單元,且可藉由聚合—種或多種具有酸不穩 定基之化合物而製備。 在此說月曰中,酸不穩定基”意指能經酸的作用而 被消除的基團。 酸不^基之實例包含τ式⑴所示之基團: ϊ Τ 一C一〇一C一'Ra2 (1)
Ra3 、中j R及R各自獨立表示C1-C8脂族烴基或C3-C20 飽和環狀烴基,或者與Ra2係相互鍵結而與Ral及Ra2所 鍵結之碳原子一起形成C3-C20環。 C1-C8脂族烴基之㈣包含…G8絲鲁c8院基之 具體實例包含甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戍基、 己基、庚基及辛基。C3-C2G飽和環狀烴基可為單環或多環, 且其實例包含單環脂環族烴基例如C3_⑽環縣(諸如環 ^基、環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基及環 辛基)以及多環脂環族烴基例如十氫萘基、金職基、降获 基、甲基降莰基以及下列者: "c〇 "to "coo ο 該餘和環狀烴基較佳具有1至16個後原子。 該由Rm目互鍵結所形成之環的實例包含下列基 322343 21 201116566 團,且該環較佳具有5至20個碳原子。
其中,Ra3係與上述定義相同。 較佳者為:式(1)所示之基團,其中Γ1、Ra2及Ra3各自 獨立表示H-C8烷基(例如第三丁基);式(1)所示之基團, 其中Ral及Ra2係相互鍵結以形成金剛烷基環且Ra3為a-C8 院基(例如2 -烧基-2-金剛烧基);以及式(1)所不之基團* 其中1^及Ra2為C卜C8烷基且Ra3為金剛烷基(例如1-(1-金剛烧基)_1_烧基烧氧基獄基)。 該具有酸不穩定基之化合物較佳為在其侧鏈具有酸不 穩定基之丙烯酸酯單體或在其側鏈具有酸不穩定基之曱基 丙烯酸酯單體。 、 該具有酸不穩定基之化合物的較佳實例包含式(al-1) 及(al-2)所示之單體:
h2丨 22 322343 201116566 猸fL矣-及R各自獨立表示氫原子或甲基UK7各自 不C1-C8脂族煙基或C3—⑽飽和環狀烴基,· ^及 獨立表示或,其中,*表示鍵 - 〇’位置,且kl表示1至7的整數;ml表示〇至 14的整數;以及nl表示〇至10的整數。 月曰㈣基較佳具有!至6個碳原子;而飽和環狀烴基 較佳具有3至8個碳原+,且更佳具有3至6個碳原子。 脂族烴基之實例包含C1_C8烧基例如甲基、乙基、丙 基、異丙基、丁基、第三丁基、2,2_二甲基乙基、卜甲基 丙基、2, 2-二曱基丙基、卜乙基丙基、卜曱基丁基、2—曱 基丁基、3-甲基丁基、!—丙基丁基、戊基、卜甲基戊基、 己基、1’4-二甲基己基、庚基、卜甲基庚基及辛基。飽和 環狀烴基之實例包含環己基、甲基環己基、二甲基環己基、 環庚基、甲基環庚基、降莰基及甲基降莰基。
Lal較佳為*-〇-或*-〇-(CH2)n-CO-〇-(其中,*表示鍵結 至-C0-的位置,且fl表示1至4的整數),更佳為或 *-0-CH2-C0-0-,且特佳為 *-〇-。1/2 較佳為 *_〇_ 或 *-0-(CH2)fl-C0-0-(其中’ *表示鍵結至-co-的位置,且fl 係與上述定義相同)’更佳為*-〇-或*-〇—CH2-c〇-〇-,且特 佳為*-〇-。 在式(al-Ι)中,ml較佳為0至3的整數,且更佳為〇 或1。在式(a卜2)中,nl較佳為〇至3的整數,且更佳為 0或1。 尤其,當光阻組成物含有衍生自具有龐大結構(例如餘 322343 23 201116566 和環狀烴基)之單體的樹脂時,則有助於獲得具有優異解析 度之光阻組成物。 該式(al-l)所示之單體的實例包含下列者。
24 322343 201116566
25 322343 201116566
26 322343 201116566
27 322343 201116566
丙烯酸2-曱基-2-金剛烷基酯、丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基 酯、曱基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基酯、丙烯酸異丙基 -2-金剛烷基酯及甲基丙烯酸2-異丙基_2~金剛烷基酯,且 更佳者為甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、甲基丙烯酸 2-乙基-2-金剛烷基酯及甲基丙烯酸2_異丙基_2_金剛烷基 酯。 該式(al-2)所示之單體的實例包含下列者。
其中’較佳者為丙稀酸卜6基_卜環己基自旨及甲基丙 烯酸1-乙基-卜環己基自旨’且更佳者為甲基丙稀酸卜乙基 -1-環己基酯。 基於樹脂之所有結構單元為100莫耳%計,在樹脂中 何生自具有酸不穩定基之化合物的結構單元之含量通常為 322343 28 201116566 且更佳為20至85 1〇至95莫耳%,較佳為15至90莫耳% 莫耳%。 該具有酸 所示之單體: 不穩定基之化合物的其他實例包含式(al -3)
(al-3)
=,Ra9表示氫原子、可具有一個或多個取代基之ci_c3 月曰知4基、幾基、氰基或-COORa13基團,其中,Rau表示ci一eg 月曰族基或C3-G8飽和環狀烴基,該G卜G8脂族烴基及 =-C8飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,且在該^一⑶ 脂族烴基及C3-C8飽和環狀烴基中之一個或多個_CH 或|置換f、r、R、自獨立表示C1_C12 = 烴基或C3-C12飽和環狀烴基,且1^1。及Rau可相互鍵結而 與Ral°及Ral1所鍵結之碳原子一起形成環,該C1_C12脂族 烴基及C3-C12飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,且在 該C1-C12脂族烴基及C3-C12飽和環狀烴基中之一個或多 個-CH2-可經-〇-或-C0-置換。 取代基之實例包含羥基。可具有一個或多個取代基之 C1-C3脂族烴基之實例包含甲基、乙基、丙基、羥基曱基 及2-羥基乙基。Ral3之實例包含甲基、乙基、丙基、2_側 322343 29 201116566 氧基^齡戊-3-基及2-側氧基·氧雜環戊 及!T之實例包含甲基、乙基、if己基、甲基環己基 基環己基、側氧基環己基及金剛院基,且該由Rai。及^ 相互鍵結⑽.mr職結之⑽子—起形成之 例包含環己烷環及金剛烷環。 式(a卜3)所示之單體的實例包含5,莰烯_2姻 三丁基酯、5-降莰烯一2-羧酸卜環己基+甲基乙基酯、5一 降茨烯-2-賴1-甲基環己基醋、5_降茨稀—2_紐2_甲基 -2-金剛烷基酯、5_降莰烯_2_羧酸2_乙基金剛烷基酯、 5-降获烯-2-魏1-(4-甲基環己基)+甲基乙基醋、5_曰 叫2-賴H4 一經基環己基)—卜甲基乙基酯、5啊稀 ~2-羧酸1-曱基-丨_(4_側氧基環己基)乙基酯以及5_降莰 烯-2-羧酸1-(1-金剛烷基)一卜曱基乙基酯。 备樹脂具有衍生自式(al-3)所示之單體的結構單元 時,則有助於獲得具有優異解析度及較高乾式蝕刻抗性之 光阻組成物。 當樹脂含有衍生自式(al-3)所示之單體的結構單元 時,以樹脂之所有結構單元的總莫耳數為基準計,該衍生 自式(al-3)所示之單體的結構單元之含量通常為1〇至95 莫耳%,較佳為15至90莫耳%,且更佳為20至85莫耳%。 該具有酸不穩定基之化合物的其他實例包含式(al_4) 所示之單體: 322343 30 10 201116566
其中’ R1Q表示氫原子、鹵素原子、C1_C6縣或C卜C6 _ 化烧基;R11於每次出現時獨立為_素原子、經基、〜c6 烧基、C卜㈣氧基、C2_C4醯基、㈣4醯氧基、丙稀酿 基或甲基丙烯酿基;la表示〇至4的整數;RI2及r13各自 獨立表示氫原子或C卜C12烴基;Γ2表示單鍵或其_ 一個或 多個-ch2-可經+、,一、_s_、_s〇2 一或冊)_ (其中, Rc表示氫原子或C1-C6烷基)置換之C1_C17二價飽和烴 基;以及Ya3表示C1-C12脂族烴基、C3_C18飽和環狀烴基 或C6-C18芳族烴基,且該C1-C12脂族烴基、C2-C18飽和 環狀烴基及C6-C18芳族烴基可具有一個或多個取代基。 鹵素原子之實例包含氟原子。 C1-C6烷基之實例包含甲基、乙基、丙基、異丙基、 丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基,且較 佳為H-C4烷基,更佳為C1-C2烷基,特佳為曱基。 C1-C6鹵化烷基之實例包含三氟甲基、五氟乙基 '七 氟丙基、七氟異丙基、九氟丁基、九氟第二丁基、九氟第 三丁基、全氟戊基及全氟己基。 C1-C6烷氧基之實例包含甲氧基、乙氧基、丙氧基、 異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、 322343 31 201116566 戊氧基及己氧基’且較佳為C1-C4烷氧基,更佳為C1-C2 烷氧基,特佳為曱氧基。 C2-C4醯基之實例包含乙醯基、丙醯基及丁醯基,且 C2-C4醯氧基之實例包含乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。 C1-C12烴基之實例包含C1-C12脂族烴基例如甲基、 乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁 基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、 十一基及十二基,以及C3-C12飽和環狀烴基例如環己基、 金岡I烧基、2-烧基-2-金剛烧基、1-(1-金剛烧基)._ι_烧基 及異莰基。 C1-C17二價飽和烴基之實例包含C1-C17烷二基 (alkanediyl)例如亞甲基、伸乙基、丙烷_!,3一二基、丁烧 一1,4_二基、戊院-1,5-二基、己烧-1,6-二基、庚烧—1,7_ 二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,二基、 十一烷-1,11-二基、十二烷-1,12-二基、十三烷 — i,Η一二 基、十四烷-1,14-二基、十五烷-1,15-二基、十六烷_丨,6_ 二基及十七烧-1,17-二基。 C1-C12脂族煙基之實例包含曱基、乙基、丙基、異丙 基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、 庚基、辛基'2-乙基己基、壬基、癸基、十一基及十二基。 C3-C18飽和ί哀狀煙基之實例包含環丙基、環丁基、環戊基、 環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、降莰基、卜 金剛烷基、2-金剛烷基、異莰基及下列基團: 322343 32 201116566
\x> *tOO C6-Cl8芳族烴基之實例包含苯基、萘基、葱基、對曱 基苯基、對第三丁基苯基及對金剛烷基苯基。 式(al-4)所示之單體的實例包含下列者。
〇
33 322343 201116566
34 322343 201116566
時,以樹自式(Μ""4)所示之單體的結構單元 自::單元的總莫耳數為基準計,該衍生 莫體的結構單元之含量通常為1〇至95 具右 莫耳%,且更佳為20至85㈣。 合兩種或更多種衍生自具有酸不穩定基之化 t佳3有仿生自具有酸不穩定基之化合物的結構 樹生自不具有酸不穩定基之化合物的結構單元。 物的結構單元。自不具有酸不穩定基之化合 物的結構單元心==自具有酸不穩定基之化合 構單元時,駭基之化合物的結 ί月曰之所有結構單元的總莫耳數為基準計, 35 322343 201116566 該衍生自具有酸不穩定基之化合物的結構單元之含量通常 為10至80莫耳%,且較佳為20至60莫耳%。從光阻組成 物之乾式蝕刻抗性的觀點來看,在衍生自不具有酸不穩定 基之化合物的結構單元中,該衍生自具有金剛烷基之單體 (特別是式(al -1)所示之單體)的結構單元之含量較佳為15 莫耳%或更多。 該不具有酸不穩定基之化合物較佳含有一個或多個羥 基或内酯環。當樹脂含有衍生自不具有酸不穩定基且具有 一個或多個羥基或内酯環之化合物的結構單元時,則有助 於獲得具有良好解析度與光阻對基板良好黏合性的光阻組 成物。 該不具有酸不穩定基且具有一個或多個羥基之化合物 的實例包含式(a2-0)所示之單體:
其中,R8表示氫原子、鹵素原子、H-C6烷基或C1-C6鹵化 烷基,R9於每次出現時獨立為鹵素原子、羥基、H-C6烷基、 C1-C6烷氧基、C2-C4醯基、C2-C4醯氧基、丙烯醯基或曱 基丙烯醯基,ma表示0至4的整數;以及 式(a2-l)所示之單體: 36 322343 201116566
Ral4
X\ 其中,广表示氫原子或曱基;『及Ra16各自獨立表示氮原 子、曱基或經基;La3表示*-〇-或*_〇_(㈤k2_c〇_〇_,其中, *表示鍵結至-C0-的位置,且k2表示i至7的整數;以及 〇1表示0至10的整數。 當使用KrF準分子雷射(波長:248 nm)微影系統或高 能量雷射例如電子束和極紫外線作為曝光系統時,含有衍 生自式(a2-0)所示之單體的結構單元之樹脂為較佳者,而 虽使用ArF準分子雷射(波長:193 nm)作為曝光系統時, 含有衍生自式(a2-l)所示之單體的結構單元之樹脂為較佳 者0 在式(a2-0)中,鹵素原子之實例包含氟原子;c卜C6 烷基之實例包含甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁 基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基,且較佳為Ci一¢4 烷基,更佳為C1-C2烷基,特佳為甲基。Ci-C6鹵化烷基 之實例包含三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟異丙基、 九氟丁基、九氟第二丁基、九氟第三丁基、全氟戊基及全 氟己基。C1-C6烷氧基之實例包含甲氧基、乙氧基、丙氧 322343 37 201116566 基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁 氧基、戊氧基及己氧基,且較佳為C1-C4烷氧基,更佳為 C1-C2烷氧基,特佳為曱氧基。C2-C4醯基之實例包含乙醯 基、丙醯基及丁醯基,且C2-C4醯氧基之實例包含乙醯氧 基、丙醯氧基及丁醯氧基。在式(a2_0)中,ma較佳為0、1 或2,且更佳為0或1,特佳為0。 含有衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單元以及衍生 自具有酸產生劑之化合物的結構單元之樹脂可例如藉由下 述方式製得:使具有酸產生劑之化合物與以乙醯基保護式 (a2-0)所示之單體的羥基而獲得之單體進行聚合反應,接 著再使用鹼對所得之聚合物進行去乙醯基作用。 式(a2-0)所示之單體的實例包含下列者。
38 322343 201116566
#樹脂含有衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單7 寺、、樹知之所有結構單元的總莫耳數為基準計,該衍々 自式(a2 0)所示之單體的結構單元之含量通常為5至 耳% ’較佳為10至85莫耳%,且更佳為15至80莫耳%。 中,η較佳為甲基;C健為氫原子; «ΗΗ其卜4示鍵結至香的位置⑺表示丨^ 整數),且更佳為*+ ;以及。〗較 、 更佳為0或1。 2或3’且 丙 式(a2-l)所示之單體的實例包含下列者,且較佳為 322343 39 201116566 烯酸3-羥基-1-金剛烧基酯、甲基丙稀酸3-經基_ι-金剛炫 基酯、丙烯酸3, 5-二羥基-1-金剛烷基酯、甲基丙烯酸3, 5-二羥基-1-金剛烧基酯、丙烯酸1-(3,5-二羥基-1-金剛烧 基氧基羰基)甲基酯及甲基丙烯酸1-(3, 5-二羥基-1-金剛 烧基氧基幾基)曱基醋,更佳為甲基丙烯酸3-經基-1-金剛 烷基酯及曱基丙烯酸3, 5-二羥基-1-金剛烷基酯。
40 322343 201116566
HO HO § M月曰3有仿生自式(a2_ 1)所示之單體的結構單元 時’以樹脂之所有結構單元的總莫耳數為基準彳,該衍生 自式U2-1)所示之單體的結構單元之含量通常為3至釗莫 耳% ’較佳為5至35莫耳%,且更佳為5至30莫耳%。 該不具有酸不穩定基且具有内酯環之化合物的内酯環 之貫例包含單環内酯環例如冷_丙内酯環、丁内酯環及 r -戊内酯環,以及由單環内酯環與其他環所形成之稠合環 (condensed ring)。其中,較佳為内酯環以及由 丁内酯環與其他環所形成之稠合内酯環。 該不具有酸不穩定基且具有内酯環之單體的實例包含 322343 41 201116566 H2〇=Q,
Ra18 Ra19 / Ra2〇 a4 H2C=C )γο LaSK )=0 I a6 (Ra21)p1 心 L。 o- (a3-1)
'(Ra23)n
二’1^*〜獨立表示〇'_ch‘ CO ο ,其中,*表示鍵結至一C0〜的位置且 的整數;Ral8、Ral9及Ra2◦各自獨立表示氣原 .『 脂族烴基;r⑽於每次出現時獨立二 二二^旨族烴基:…表示…的整數^ 及rl各自獨立表示〇至3的整數。 C0 Ω較=1’L 'a及r各自獨立表示或*_。—(CH〇dl-錢 表示鍵結至鲁的位置,且dl表示1至4 、整數,更佳地’1/4、〇 π為*-G-。m Ra2。較 佳為甲基。Ra21較佳為甲基。較佳地,Ra22及Ra23於每 =為t氛基或甲基。較佳地,P1為❻至2的整數; V或卜較佳地,…1各自獨立表示。 的整數’更佳地,0及Η各自獨立表示〇或卜 式(a3-l)所示之單體的實例包含下列者。 322343 42 201116566
43 322343 201116566
式(a3-2)所示之單體的實例包含下列者。
44 322343 201116566
45 322343 201116566
CH
CH
H
H
CH
CH
CH
H CH
46 322343 201116566
47 322343 201116566
322343 48 201116566
49 322343 201116566
其中,較佳者為丙烯酸5-侧氧基-4-氧雜參環 [4. 2. 1. 03·7]壬-2-基酯、曱基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜參環 [4. 2.1.0 ]壬-2-基醋、丙稀酸四氫-2-側氧基-3-d夫喃基 酉曰、曱基丙稀酸四氫_2-側氧基-3-d夫喃基g旨、丙稀酸2-(5_ 側氧基-4-氧雜參環[4. 2. 1. 03,7]壬-2-基氧基)-2-側氧基 乙基酯以及甲基丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜參環 [4.2.1.03’7]壬-2-基氧基)-2-侧氧基乙基酯,且更佳者為 甲基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜參環[4.2. 1.03,7]壬-2-基 酯、甲基丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃基酯以及甲基丙烯 酸2-(5-侧氧基-4-氧雜參環[4. 2. 1. 03,7]壬-2-基氧基)-2-側氧基乙基酯。 當樹脂含有衍生自不具有酸不穩定基且具有内酯環之 50 322343 201116566 單體的結構單元時’讀脂之财結構單元的總莫耳數為 基準計,其含量通常為5至5〇莫耳%,較佳為ι〇至仏莫 耳%,且更佳為15至40莫耳%。 、 該樹脂可含有衍生自具有含内酯環之酸補4基的單 體之結構單元。該具有含内自旨環之酸不穩定基的單體之 例包含下列者。
不具有酸不穩定基的其他單體之實例包含式、 51 322343 201116566 (a4-2)及(a4-3)所示之單體:
- H2V\
O^Q^O O^Q^O (a4-1) (a4-2) (a4-3) 其中,Ra25及Ra26各自獨立表示氫原子、可具有一個或多個 取代基之a-C3脂族烴基、羧基、氰基或-C00Ra27基團,其 中Ra27表示C1-C36脂族烴基或C3-C36飽和環狀烴基,且 在該C1-C36脂族烴基及C3-C36飽和環狀烴基中之一個或 多個-CH2-可經-0-或-C0-置換,限制條件為Ra27中鍵結至 -C00-的-0-之碳原子不為三級碳原子’或者Ra25及Ra26係相 互鍵結形成由-C(=〇)〇C(=〇)-所示之羧酸酐殘基。 C1-C3脂族烴基之取代基的實例包含羥基。可具有一 個或多個取代基之C1-C3脂族烴基的實例包含C1-C3烷基 例如曱基、乙基及丙基;以及n_C3羥基烷基例如羥基曱 基及2-羥基乙基。Ra27所示之C1_C36脂族烴基較佳為C1_C8 脂私煙基’且更佳為C1-C6脂族烴基。Ra27所示之C3-C36 飽和環狀烴基較佳為C4-C36飽和環狀烴基,且更佳為 C4-C12飽和環狀烴基。Ra27之實例包含曱基、乙基、丙基、 2-侧氧基-氧雜環戊-3-基及2-侧氧基-氧雜環戊-4-基。 式(a4-3)所示之單體的實例包含2-降莰烯、2-羥基_5_ 降莰烯、5-降莰烯-2-緩酸、5-降莰烯-2-叛酸曱酯、5-降 莰烯-2-羧酸2-羥基乙酯、5-降莰烯-2-甲醇及5-降莰烯 -2, 3-二羧酸酐。 52 322343 201116566 當樹脂含有衍生自式(a4-l)、(a4-2)或(a4-3)所示之 單體的結構單元時,以樹脂之所有結構單元的總莫耳數為 基準計,其含量通常為2至40莫耳%,較佳為3至3〇莫耳 °/〇,且更佳為5至20莫耳%。 較佳之樹脂為含有衍生自具有酸不穩定基之單體的結 構單元以及衍生自具有一個或多個羥基之單體及/或具有 内酯環之單體的結構單元之樹脂。該具有酸不穩定基^單 體較佳為式(al-Ι)所示之單體或式(al_2)所示之單體,且 更佳為式(aH)所示之單體。該具有—個或多個經基之單 體較佳為式(a卜2)所示之單體,以及該具有内_之單體 車父佳為式(a3-l)或(a3-2)所示之單體。 該樹脂可根據習知聚合方法(例如自由基聚合作用)製 該樹脂通常具有2, 500或更大之重量平均分子量,且 較佳為3,000或更大之番|承&八7 θ 或更小i重量㈠二該樹脂通常具有 里十岣刀子里,且較佳具有30, 〇〇〇或 之固之第—光阻組成物通常包含80重量%或更多 生劑本發明之総組成物包切產生劑,域佳為光酸產 物質一種物質,藉由對該物質本身或含有該 、成物施加輻射例如光、電子束等,係使該物 322343 53 201116566 質分解而產生酸。由該酸產生劑所產生的酸係作用於樹 脂,導致存在於該樹脂中的酸不穩定基裂解(cleavage)。 該酸產生劑之實例包含非離子性酸產生劑、離子性酸 產生劑、及其組合。較佳為離子性酸產生劑。該非離子性 酸產生劑之實例包含有機鹵素化合物;碾化合物例如二 颯、酮基硬(ketosulfone)及颯基重氮甲燒;續酸鹽化合 物例如2-硝基苯曱基磺酸鹽、芳族磺酸鹽、磺酸肟(0Xime sulfonate)、N-績醯基氧基醯亞胺 (N-sulfonyloxyimide)、續酿基氧基酮 (sulfonyloxyketone)及DNQ 4-續酸鹽。該離子性酸產生 劑之實例包含具有無機陰離子(例如BFr、PFr、AsF6_及SbFO 之酸產生劑、以及具有有機陰離子(例如磺酸陰離子及雙磺 醯基醯亞胺基陰離子)之酸產生劑,且較佳為具有磺酸陰離 子之酸產生劑。該酸產生劑之實例包含式(B1)所示之鹽: z+~o3s (B1) Q2 其中,Q1及Q2各自獨立表示氟原子或C1-C6全氟烷基;Lbl 表示單鍵或其中一個或多個亞曱基可經-〇-或-C0-取代之 C1-C17二價飽和烴基;Y表示可具有一個或多個取代基之 (H-C36脂族烴基、或可具有一個或多個取代基之C3-C36 飽和環狀烴基,且該脂族烴基及該飽和環狀烴基中之一個 或多個亞曱基可經-0-、-C0-或-S〇2-置換;以及Z+表示有 機陽離子。 54 322343 201116566 該C1-C6全氟烷基之實例包含三氟曱基、五氟乙基、 七氟丙基、九氟丁基、十一氟戊基及十三氟己基,且較佳 為三氟曱基。Q1及Q2較佳係各自獨立表示氟原子或三氟甲 基,且Q1及Q2更佳為氟原子。 該C1-C17二價飽和烴基之實例包含c卜C17直鏈伸烷 基例如亞曱基、伸乙基、丙烷_i,3_二基、丙烷_丨,2_二基: 丁烷-1,4-二基、丁烷-i,3_二基、戊烷_i,5-二基、己烷 -1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷_18_二基、壬烷_19_ 二基、癸烷-1’ ίο-二基、十一烷_丨,u_二基、十二烷―丨,12一 一基、十二烷-1,13-二基、十四烷_丨,14_二基、十五烷 -M5-二基、十六烷-i,16_二基及十七烷_117二基; C1-C17分支鏈伸烷基例如卜甲基_丨,3_伸丙基、2-甲基 -1’ 3-伸丙基、2-甲基-1,2-伸丙基、卜甲基—l 4一伸丁基及 2甲基-1,4-伸T基,二彳請和單環烴基例如伸環烧基諸如 1’ 3-伸環丁基、1,3—伸環戊基、丨,4_伸環己基、及丨,5一伸 環辛基;以及二價飽和多環烴基例如丨,4_伸降莰基、2,5一 伸降莰基、1,5-伸金眺基及2,6_伸金剛烧基。 該取冲I々杳Λ:·Ι 6人上* ~
甲基、萘基甲基及萘基乙基)、C2,醯基及環氧丙基氧基。 該其中一個或多個亞甲基經一〇_或一c〇_置換之C1_C17 該C1-C17二價飽和烴基可具有一個或多個取代基,且 基、
飽和烴基的實例包含*_C〇-〇—Lb2- *_L -O-CO- 、 *-Lb7-〇-Lb6- 、 *一 c〇_ 322343 55 201116566 *_C0_0_L、—Lb9,,,其中 — 二基仑表示單鍵或c卜⑴ 二:單鍵或⑽炫 炫二基,限制條件…及〜碳數=鍵^ ㈣院二基,P表示⑽院:為^ 炫二基,限制條件為L、L、總 Cl-C14^,L.^cl_cn^^ 炫二基’限制條件為Lb9及广之總碳 ^卜⑴ -綠 έ士 $ -fYfi1 w、 為 1 至 12 ’ 且 *表 泰。至-=)(Q )-的位置。其中,較佳者為*_c㈣七2一、 L 〇LiLb3…*_Lb5+C0_及 Lb7_〇_Lb6” 者為MXH)-Lb2-及*-C0_0_Lb4_co_〇_Lb3〜,又更佳者為文住 木-C0-0-Lb2-,且特佳者為其中γ為單鍵或—CH2—之 *-C0_0-Lb2-。 *-C0_0-L _之實例包含*-CO-〇-及*_c〇-〇—cjj2~ *-C0-0-Lb4-C0_0-Lb3-之實例包含*-c〇~〇-cH2-CO-〇~、 *-co_o-(ch2)2-co-o-、*-C0-0-(CH2)3〜c〇-〇-、 *-C0_0_(CH2)rC0_0_、*-(]〇_0_(ΧΗ2)6·~(^0-〇-、 *-C0-0-(CH2)8-C0-0-、*-C0-0_CH2-CH(CH3)-C0-0~、及 木-C0-0-CH2-C(CH3)2-C0-0-。*-Lb5-0-C0-之實例包含 )|c-CH2-0-C0- ' ^-(CH2)2-0-C0- ' *-(CH2)3-0-C0- ' 木-(CH2)4-0-C0-、*-(CH2)6_0_C0-及*-(CH2)8-〇-CO~。 木一Lb7-〇-Lb6-之實例包含*_CH2-〇-CH2-。*-c〇-〇-Lb8~〇—之實 例包含*-co-ο-、*•⑺_0_(CIi2)2_0一、 *-C0-0-(CH2)3-0-、*_C0_0_(CH2)4-0-及*-C0_0_(CH2)6-0-。 K30_〇_Lblfl-〇-Lb9-CO-〇-之實例包含下列者。 322343 56 201116566
該飽和烴基可具有一個或多個取代基,且該取代基之 實例包含鹵素原子、羥基、羧基、C6-C18芳族烴基、C7-C21 芳烷基(例如苯曱基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基、萘基曱 基及萘基乙基)、C2-C4醯基及環氧丙基氧基。 Y中之取代基的實例包含鹵素原子、羥基、側氧基、 環氧丙基氧基、C2-C4醯基、(n-C12烷氧基、C2-C7烷氧 基羰基、Cl-C12脂族烴基、C1-C12含有羥基之脂族烴基、 C3-C16飽和環狀烴基、C6-C18芳族烴基、C7-C21芳烷基 及-(CH2)j2-0-C0-Rbl-,其中,Rbl 表示 C1-C16 脂族烴基、 C3-C16飽和環狀烴基或C6-C18芳族烴基,且j2表示0至 4的整數。該ii素原子之實例包含氟原子、氯原子、溴原 子及碘原子。醯基之實例包含乙醯基及丙醯基,且烷氧基 之實例包含曱氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基及丁氧基。 烷氧基羰基之實例包含甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基 羰基、異丙氧基羰基及丁氧基羰基。脂族烴基之實例包含 與上述相同者。含有羥基之脂族烴基的實例包含羥曱基。 C3-C16飽和環狀烴基之實例包含與上述相同者,且芳族烴 57 322343 201116566 基之實例包含苯基、萘基、蒽基、對曱基苯基、對第三丁 基苯基及對金剛烷基苯基。芳烷基之實例包含苯甲基、苯 乙基、苯丙基、三苯甲基、萘基曱基及萘基乙基。 Y所示之C1-C18脂族烴基的實例包含曱基、乙基、丙 基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、 新戊基、1-曱基丁基、2-曱基丁基、1,2-二曱基丙基、1-乙基丙基、己基、1-曱基戊基、庚基、辛基、2-乙基己基、 壬基、癸基、十一基及十二基,且較佳為C1-C6院基。Y 所示之C3-C18飽和環狀烴基之實例包含式(Y1)至(Y26)所 示之基團: 58 322343 201116566
〇 (Y1〉 (Y2) (Y3) (Y4) (Y5) (Υ6) (Y7)
其中,較佳者為式(Yl)至(Y19)所示之基團,且更佳者 為式(Yll)、(Y14)、(Y15)及(Y19)所示之基團。特佳者為 式(Y11)及(Y14)所示之基團。 具有一個或多個取代基Y的實例包含下列者 ch3
^ch3 h3c 丫 ch3 59 322343 201116566
Y較佳為可具有一個或多個取代基之金剛烷基,且更 佳為金剛烷基或側氧基金剛烷基。 在式(Β1)所示之酸產生劑的續酸陰離子中,較佳者為 具有上述式(bl-Ι)所示之基團的磺酸陰離子,且更佳者為 式(bl-1-l)至(bl-1-9)所示之陰離子。 60 322343 201116566 OH b2
OH q1xq2〇 o (b1-1-1)
.Q><^o 〇3s"Y o (b1-1-2) o (b 1-1-3) (b1-1-4)
(b1-1-8) (b1-1-7)
其中 Q2及Lb2係與上述定義相同,且Rb2及Rb3各自獨 立表示C卜C4脂族烴基,較佳為甲基。 該磺酸陰離子之具體實例包含下列者。 FXF 0 〇3s^y xh3 〇 61 322343 201116566
b3^°〇 "〇3^°〇
62 322343 201116566
322343 63 201116566
ο o3s F
OsS·^0^ 一]-〇 巧。-Q/〇3SfX^^ 〇 分◦巧。^^CH3 -〇3;x^Q^( ch3 〇3S>4〇-^ch3 -〇3^〇^ch3-S^°^ 3 〇 ch3 f3c 〇3 >4说妙及妙及 ο ο ο ϋ ο
CH, χ^ηφφ 64 322343 201116566
65 322343 201116566
03S^°<^) 〇3S^°'^kOH lD3S^°-CP
OaS^0^^ "〇3S>Y〇*OL〇h ^3S^〇n〇-〇H
H3CCH3 -〇X^〇H ΐνα〇Η
F ~〇3S -〇3>ψ^ -〇;>ψ^
iX°^ -SH°Q
66 322343 201116566
67 322343 201116566
68 322343
69 322343 201116566
70 322343 201116566
71 322343 201116566 -〇^-。啊-::奶 —:啊辦兩 H3CCH3 以冰-〇3H0必3 -:3X冰 〇〇〇 -^&b -^oib ο Ο Ο 崎砹-:賴。ί鄉。 -%·ακ 續 72 322343 201116566 ο C2H5 Ο
o3s, c3h7
C2H5 CH3 一
ο °1>^οΥΐ〇 〇3sf4〇y^ ^sA°^°O o3s
F 322343 73 201116566
74 322343 201116566 ο
75 322343 201116566
76 322343 201116566
77 322343 201116566
78 322343 201116566
:ch2U。这 o 〇
o .0 〇zS^°ic^0^ '°1^ch2|V^°
o3s F 4〇^ch2|V^ -〇3^〇Λ^ί
〇3s>Yc
o o3s F
o o 03s
ch3 CH33F^0
pX^O-^CH
2U o
^ch3 o '〇3SfX?〇
o
CH' 03s. o 、〇
t-C4H9 79 322343 201116566
ΓΙ-〇3Η7 IVC4H9
80 322343 201116566
81 322343 201116566 其中,較佳者為下列磺酸陰離子。
OH
子、錤陽離子、::離二貫:包含鏽陽離子例如錄陽離 陽離子及觸離子,㈣鑌(benzQthiazoiium) 為芳基銃_子。㈣為_離子及㈣離子,更佳 (b2_^^子部分的較佳實例包含式(㈣至 322343 82 201116566
Rb4 Rb5-S+ I Rb6 (b2-1)
Rb^ , 0 -Rb12
pb10 I
Rb11 (b 厶 3)
S2 丨t2 u2 1/(u2+1) 其中,Rb4、Rb5及Rb6各自獨立表示可具有選自輕基、C 烧氧基及C6-C18芳族烴基所組成群組之—個^ 基的C1-C30脂族烴基、可具有選自鹵素 :組成群組之一個或多個取代基的C3-C36 飽和极狀絲、或可具有選自㈣原子、縣、G1乂 族烴基、C3-⑶飽和環狀烴基或G卜G12絲基所组成^ 組之一個或多個取代基的C6-C18芳族烴基; cVn2^rf ' C1'C12 m2及n2獨立表示〇至5的整數; R及R各自獨立表示a 狀烴基,或者f及心ϋ ΐ月曰無烴基或C3—⑽飽和環 相互鍵結形成C2-C11二價非環狀烴 322343 83 201116566 基而與鄰接之s+—起形成環,且在該二價非環狀烴基中之 一個或多個-CH2-可經-C0-、_0_或-S-置換;以及 Rbn表示氫原子、C1-C36脂族烴基、C3-C36飽和環狀烴基 或C6-C18芳族烴基;Rbl2表示C1-C12脂族烴基、C6-C18 飽和環狀烴基或C6-C18芳族烴基,且該芳族烴基可具有選 自C1-C12脂族烴基、C1-C12烷氧基、C3-C18飽和環狀烴 基及C2-C13醯氧基所組成群組之一個或多個取代基,或者 Rb"及Rbl2相互鍵結形成C1-C10二價非環狀烴基而與鄰接之 -CHC0-—起形成2-侧氧基環烧基,且在該二價非環狀烴基 中之一個或多個-CHr可經-C0-、-0-或-S-置換;以及
Rbl3、Rbl4、Rbl5、Rbl6、Rbl7及 Rbl8各自獨立表示羥基、C1-C12 脂族烴基或C卜C12烷氧基;LbU表示-S-或-0- ; 〇2、p2、 s2及t2各自獨立表示0至5的整數;q2及r2各自獨立表 示0至4的整數;以及u2表示〇或1。 俨至Rbii所示之脂族烴基較佳具有1至12個碳原子。 1^9至Rbl1所示之飽和環狀烴基較佳具有3至18個碳原子, 且更佳具有4至12個碳原子。 該脂族烴基、飽和環狀烴基及芳族烴基之實例包含與 上述相同者。該脂族烴基之較佳實例包含甲基、乙基、丙 基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、 庚基及2-乙基己基。該飽和環狀烴基之較佳實例包含環丙 基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環癸基、2_烷基 -a-金剛烷基、1-0-金剛烷基)_卜烷基及異莰基。該芳族 基之較佳實例包含苯基、4〜甲基苯基、4-乙基苯基、4-第 322343 84 201116566 三丁基苯基、4-環己基苯基、4-甲氧基苯基、聯苯基及萘 基。該具有芳族烴基之脂族烴基的實例包含苯曱基。該烷 氧基之實例包含曱氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁 氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧 基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧 基及十二烷氧基。 該由Rb9及Rbl°相互鍵結所形成之C3-C12二價非環狀烴 基的實例包含伸丙基、伸丁基及伸戊基。由鄰接之S+與該 二價非環狀烴基一起形成之環基的實例包含硫雜環戊-1-鑌環(thiolan-l-ium ring)(四氫π塞吩鑌環 (tetrahydrothiophenium ring))、硫雜環己-1-鏽環 (thian-1-ium ring)及1,4-氧雜硫雜環己-4-鏽環 (l,4-oxathian-4-ium ring)。較佳為 C3-C7 二價非環狀烴 基。 該由Rbll& Rbl2相互鍵結所形成之C1-C10二價非環狀 烴基的實例包含亞曱基、伸乙基、伸丙基、伸丁基及伸戊 基,且該環基之實例包含下列者。
上述陽離子中,較佳者為式(b2-l)所示之陽離子,更 佳者為式(b2-l-l)所示之陽離子,且特佳者為三苯基锍陽 離子。 85 322343 201116566 (Rb19)v2
其中,Rbl9、Rb2°及Rb21於每次出現時獨立為羥基、C1-C36 脂族烴基、C3-C36飽和環狀烴基或C1-C12烷氧基,且在 該脂族烴基中之一個或多個氫原子可經羥基、C1-C12烷氧 基或C6-C18芳族烴基置換,在該飽和環狀烴基中之一個或 多個氫原子可經鹵素原子、C2-C4醯基或環氧丙基氧基置 換,以及v2、w2及x2各自獨立表示0至5的整數。該脂 族烴基較佳具有1至12個碳原子,而該飽和環狀烴基較佳 具有4至36個碳原子,且較佳v2、w2及x2各自獨立表示 0或1。Rbl9、Rb2° & Rb21較佳係獨立為鹵素原子(較佳為氟原 子)、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基。 式(b2-l)所示之陽離子的實例包含下列者。 86 322343 201116566
ch3 87 322343 201116566
IC4H9 CH3 oh CH3O C4H9O c6h13o
0-V 0+ 〇-\6 ό ό ό F ό
°όΡ"°ό fhQks· 式(b2-2)所示之陽離子的實例包含下列者。 Η3〇-η0>-Ϊ-Η〇ΚΟΗ3 ^2*~*5~C-3~丨 ~I-ΐ-〇4Η9 c6h13h^-T-<Qkc8h13 CeHi7_^_f_^_C8Hl7 O^·^^0'^3 h3C-0-<Q^I-Qh〇-CH3 式(b2-3)所示之陽離子的實例包含下列者。 88 322343 201116566
89 322343 201116566
式(b2-4)所示之陽離子的實例包含下列者。 90 322343 201116566
t-C4H9 91 322343
t-C4H9 92 322343 201116566
t-C4H9 t-C4H9
1/2 93 322343 201116566
94 322343 201116566 該式(B1)所示之鹽的實例包含其中該陰離子部分為上 述陰離子部分中之任一者以及該陽離子部分為上述陽離子 部分中之任一者的鹽。該鹽之較佳實例包含式(bl-hl)至 (bl-1-9)所示之陰離子中的任一者與式(b2-l-l)所示之陽 離子的組合、以及式(bl-1-3)至(bl-1-5)所示之陰離子中 的任一者與式(b2-3)所示之陽離子的組合。 較佳者為式(B1-1)至(B1-17)所示之鹽,且更佳者為式 (Bl-1)、(B卜2)、(Bl-6)、(BH1)、(Bl-12)、(BH3) 及(B1-14)所示之鹽。 95 322343 201116566
(B1-1) (B1-2) (B1-3) (B1-4) 96 322343 201116566 卜 〇4Hg
(B1-5) (B1-6) (B1-7) ch3
(B1-8) 97 322343 201116566 t-C4H9
t-C4Hg
(B1-10)
98 322343 201116566
可組合使用兩種或更多種酸產生劑。 相對於每100重量份之樹脂,該酸產生劑之含量較佳 為1重量份或更多,且更佳為3重量份或更多。相對於每 100重量份之樹脂,該酸產生劑之含量較佳為2〇重量份或 更少,且更佳為15重量份或更少。 / 本發明之光阻組成物除了化合物⑴外亦可含有驗性 322343 99 201116566 化合物作為淬滅劑。 例 該鹼性化合物較佳為鹼性含氮有機化合物,足 賤) 在 包含胺化合物例如脂族胺及芳族胺及銨鹽。該脂钱賤 例包含一級胺、二級胺及三級胺。該芳族胺之實例、之貧 其芳香環上具有一個或多個胺基之芳族胺(例如笨 备 及雜芳族胺(例如u比唆)。其較佳實例包含式(C2)戶厅 族胺: c5
Arcl~isi! (C2) 其中’ Arel表示芳族烴基,以及Re5&…各自獨立 基 子、脂族烴基、飽和環狀烴基或芳族烴基,且該脂族 飽和環狀烴基及芳族烴基可具有選自羥基、胺基、' 是 個或兩個CPC4烷基之胺基及C1-C6烷氧基所組成=有 一個或多個取代基。 繞 該脂族烴基較佳為烷基且該飽和環狀烴基較佳為枣p 基該脂族煙基較佳具有1至6個碳原子。該飽和環=煙 基較佳具有5至10個碳原子。該芳族烴基較佳具有6 ^ 10個碳原子。 關於式(C2)所示之芳族胺,較佳為式(C2-1)所示之脸. (Rc7) 究·
,m3RC5
//—K ^ V6 (C2-1) 322343 100 201116566 其中,Re5及Γ6係與上述定義相同,Re7於每次出現時獨立 為脂族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基或芳族烴基,且該脂 族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基及芳族烴基可具有選自羥 基、胺基、具有一個或兩個C卜C4烷基之胺基及a-C6烷 氧基所組成群組之一個或多個取代基,以及m3表示0至3 的整數。該脂族烴基較佳為烷基且該飽和環狀烴基較佳為 環烷基。該脂族烴基較佳具有1至6個碳原子。該飽和環 狀烴基較佳具有5至10個碳原子。該芳族烴基較佳具有6 至10個碳原子。該烷氧基較佳具有1至6個碳原子。 該式(C2)所示之芳族胺的實例包含1-萘基胺、2-萘基 胺、苯胺、二異丙基苯胺、2-曱基苯胺、3-曱基苯胺、4-甲基苯胺、4-硝基苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺、 及二苯基胺,且其中,較佳者為二異丙基苯胺,更佳者為 2, 6-二異丙基苯胺。 該鹼性化合物之其他實例包含式(C 3)至(C11)所示之 胺: 101 322343 201116566 /Rc9 一
Rc13-N \_ (C5) rc8-n r^^n^^n-r012
RdO \_/ (C3)
Rc14-N
(C6) (C4) (Rc15)n3
RC23
N
(RC24)q3
Kl N
U3 (C9) )C8 v nc20 r«c21 其中,Re8、r °、r1、及至各自獨立表示脂族煃烏 烷氧基、飽和環狀烴基或芳族烴基,且該脂族烴義、二 土、院氧 基、飽和環狀烴基及芳族烴基可具有選自羥基、胺基、 有一個或兩個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基所組具 組之一個或多個取代基; RC9、RC1。、RC"至ReU、R川至RCl9、及rc22各自獨立表示^ 子、脂族烴基、飽和環狀烴基或芳族烴基,且該脂族經義'' 飽和環狀烴基及芳族烴基可具有選自羥基、胺基、具有_ 個或兩個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基所組成群纟且< 一個或多個取代基;
Rel5於每次出現時獨立為脂族烴基、飽和環狀烴基或燒 322343 102 201116566 基;
Lcl及Le2各自獨立表示二價脂族烴基、-CO-、-C(=NH)-、 -C(=NRe3)-、-S-、-S-S-、或其組合,且 Re3 表示 C1-C4 烷 基;〇3至u3各自獨立表示0至3的整數;以及n3表示0 至8的整數。 該脂族烴基較佳具有1至6個碳原子,該飽和環狀烴 基較佳具有3至6個碳原子,該烷醯基較佳具有2至6個 碳原子。以及該二價脂族烴基較佳具有1至6個碳原子。 該二價脂族烴基較佳為伸烧基。 該式(C3)所示之胺的實例包含己基胺、庚基胺、辛基 胺、壬基胺、癸基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、 二庚基胺、二辛基胺、二壬基胺、二癸基胺、三乙基胺、 三曱基胺、三丙基胺、三丁基胺、三戊基胺、三己基胺、 三庚基胺、三辛基胺、三壬基胺、三癸基胺、曱基二丁基 胺、曱基二戊基胺、甲基二己基胺、甲基二環己基胺、曱 基二庚基胺、甲基二辛基胺、甲基二壬基胺、甲基二癸基 胺、乙基二丁基胺、乙基二戊基胺、乙基二己基胺、乙基 二庚基胺、乙基二辛基胺、乙基二壬基胺、乙基二癸基胺、 二環己基曱基胺、參[2-(2 -曱氧基乙氧基)乙基]胺、三異 丙醇胺、伸乙基二胺、伸丁基二胺、伸己基二胺、4, 4’ -二胺基_1,2-二苯基乙烧、4,4’_二胺基- 3,3’-二甲基二苯 基曱烷及4, 4’-二胺基-3, 3’-二乙基二苯基甲烷。 該式(C4)所示之胺的實例包含哌畊。該式(C5)所示之 胺的實例包含嗎啉。該式(C6)所示之胺的實例包含哌啶以 103 322343 201116566 及在JP 11_52575A1中所述具有旅β定骨架之受阻胺 (hindered amine)化合物。該式(C7)所示之胺的實例包含 2, 2-亞曱基雙苯胺。該式(C8)所示之胺的實例包含p米唾以 及4-曱基咪唑。該式(C9)所示之胺的實例包含吡唆及4_ 曱基^比*»定。該式(C10)所示之胺的實例包含:_2_n比唆g同、 1,2-二(2-11比咬基)乙烧、1,2-二(4-«比咬基)乙院' l 3一二 (4-吡啶基)丙烷、1,2-雙(2-吡啶基)乙烯、1,21(4-%!^ 基)乙烯、1,2-二(4-吡啶基氧基)乙烷、4, 4’_二吡咬硫化 物、4, 4’ -二°比°定二硫化物、2, 2’ -二〇比咬胺及2, 2’ -二甲 基吼啶胺。該式(C11)所示之胺的實例包含聯吼。定。 當使用化合物(I)以外之驗性化合物時,以固體成分之 總量為基準計,本發明之光阻組成物較佳包含〇. 〇 1至1重 量%之驗性化合物。 本發明之光阻組成物通常含有一種或多種溶劑。該溶 劑之實例包含二醇醚酯例如乙酸乙赛璐蘇(ethyl cellosolve acetate)、乙酸曱赛路蘇(methyl cellosolVe acetate)及丙二醇單曱醚乙酸酯;二醇謎例如丙二醇單曱 醚;非環狀酯例如乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯及丙酮 酸乙酯:酮例如丙酮、曱基異丁基酮、2-庚酮及環己酮; 以及環狀酯例如T -丁内酯。 以本發明之光阻組成物的總量為基準計,該溶劑之量 通常為90重量%或更多,較佳為92重量%或更多’且更 佳為94重量%或更多。以本發明之光阻組成物的總量為基 準計,該溶劑之量通常為99.9重量%或更少’且較隹為 322343 104 201116566 ^ 99重量%或更少。 若需要,本發明之光阻組成物可含有少量的各種添加 劑例如敏化劑、溶解抑制劑、其他聚合物、界面活性劑、 安定劑及染料,只要不妨礙本發明的效果即可。 本發明之光阻組成物係適用於化學放大蜜光阻組成 物。 光阻圖案可藉由下列步驟⑴至⑸製造: (1) 將本發明之光阻組成物施加至基板之步驟; (2) 進行乾燥而形成光阻膜之步驟; (3) 使該光阻膜曝光於輻射之步驟; (4) 烘烤該經曝光的光阻膜之步驟;以及 (5) 使用鹼性的顯影劑顯影該經烘烤的光阻膜之步驟,因而 形成光阻圖案。 通常係使用傳統設備例如旋轉塗佈機將光阻組成物施 加至基材。該光阻組成物較佳係於施加之前先以孔程為0.2 Μ m的過濾器過濾。該基板之實例包含在其上形成有感測 器、電路、電晶體等之石夕晶圓或石英晶圓 光阻膜之形成通常是使用加熱設備例如加熱板或減壓 器(decompressor)進行,且加熱溫度通常為50至200°C, 以及操作壓力通常為1至1 〇xlQ5 pa。 使用曝光錢將所獲得之綠膜料於 通常係透過具有與所欲光阻圖案㈣應之 ^光 行。曝光源之實例包含發射出UV區域之雷的丄“罩進
KrF準分子雷射(波長:248 nm)、ArF準分子雷射如 322343 105 201116566 193 nm)及Fz雷射(波長:157 nm);以及藉由將來自固體雷 射光源(例如YAG或半導體雷射)之雷射光進行波長轉換而 發射出遠UV區域或真空UV區域之譜波雷射光(harmonic laser 1 ight)的光源。 烘烤該經曝光的光阻膜之溫度通常為50至20(TC,且 較佺為70至150°C。 通常係使用顯影設備來進行該經烘烤之光阻膜的顯 影。所使用之驗性顯影劑可為此技藝中所使用之多種驗性 水溶液中的任一者。一般而言,通常是使用氫氧化四甲銨 或氫氧化(2-羥基乙基)三甲銨(通稱為“膽鹼,,)之水溶 液。顯影後,較佳係以超純水清洗所形成之光阻圖案,且 較佳係將殘留於該光阻圖案及該基材上之水移除。 本發明之光阻組成物提供顯現良好光罩誤差増強係數 (Mask Error Enhancement Factor,MEEF)之光阻圖案,因 此,本發明之光阻組成物係適用於ArF準分子雷射微影 KrF準分子雷射微影、ArF浸潤式微影、EUV(極紫 影、EUV浸潤式微影及EB(電子束)微影。此夕卜,九放 =阻組成物特別可用於ArF浸潤式微影、蘭微影及= 實施例 本發明將藉由下列實施例更具體地說明,但适也每 例不應當轉為肖以限制本發明之範U。 ^ ^ 除非另仃#體指Μ , 所使用之任何成分的含量或任何材㈣用量之較: ϋ 及 322343 106 201116566 “份”皆是以重量為基礎計。下列實施例中所使用之任何 材料的重量平均分子量皆是藉由凝膠滲透層析 [HLC-8120GPC型,管柱(具有保護管柱的三管柱):TSKgel Multipore HXL-M,由 TOSOH CORPORATION 製造,溶劑:四 氫0夫喃,流速:1. 〇 mL/min.,债測器:RI偵測器,管柱 溫度:40°C,注入體積:100//L]使用標準聚苯乙烯(由T0S0H CORPORATION製造)作為標準參考物質所測得之值。化合物 之結構係藉由NMR(EX-270型,由JEOL LTD.製造)以及質 譜分析(液相層析:1100 型,由 AGILENT TECHNOLOGIES LTD. 製造’質譜分析儀:LC/MSD型或LC/MSD T0F型,由AGILENT TECHNOLOGIES LTD.製造)測定。 合成例1
〇 (b) -»
Cl
(1-41)
在藉由混合18. 0份式(a)所示之化合物(可購自Sigma -Aldrich Co. )、43份四氫呋喃及172份飽和碳酸氫鈉水 溶液所製得之溶液内加入24. 8份式(b)所示之化合物(可 購自 Tokyo Chemical Industry Co.,Ltd.),並在室溫下 107 322343 201116566 將所得之混合物攪拌過夜。以庚烷萃取所獲得的混合物, 並移除有機層。將所獲得的水層與150份5%鹽酸混合, 接著以乙酸乙酯進行萃取。所獲得的有機層以無水硫酸鎂 脫水,然後過濾。在減壓下濃縮所獲得的濾液,獲得23. 1 份式(1-41)所示之化合物。 iH-NMR (二甲亞礙-d6): δ (ppm) 12.73-12.25 (1H, brm), 7.48 (1H, d, J=8.2 Hz), 5.97-5.78 (1H, m) , 5.34-5.07 (2H, m) , 4.50-4.40 (2H, m), 3.99-3.88 (1H, m), 1.71-1.28 (3H, m), 0.97-0.75 (6H, m) 在藉由混合10.0份式(1-41)所示之化合物與50份 N,N-二曱基曱醯胺所製得之溶液内加入4.1份碳酸鉀及 1. 2份碘化鉀,並將所得混合物在40°C攪拌1小時。於混 合物内加入4. 8份式(d)所示之化合物,並將所得混合物在 40°C攪拌2小時。使所獲得的混合物冷卻至室溫,然後於 其内加入174份離子交換水。以348份乙酸乙酯萃取所得 混合物。所獲得的有機層以水清洗5次,然後在減壓下濃 縮,獲得11. 1份式(1-8)所示之化合物。 W-NMR (二甲亞碗-d6) : δ (ppm) 7.43-7.23 (5H, m) , 5.99-5.75 (1Η, m) , 5.34-4.99 (4H, m), 4.52-4.35 (2H, m), 4.14-3.92 (1H, m), 1.73-1.26 (3H, m) , 0.93-0.69 (6H, m) MS (ESI ( + )譜):[M+Na]+=328.1 (C17H23NO4=305.1) 合成例2
在藉由混合4. 0份式(I-41)所示之化合物與25份N,N- 108 322343 201116566 * 二甲基曱酿胺所製得之溶液内加入1.52份碳酸鉀及0.46 份峨化鉀’且使生成物在4(TC攪拌1小時。於所獲得的混 合物内加入3. 07份式(e)所示之化合物。使所獲得的混合 物在40°C攪拌2小時。將所獲得的反應混合物冷卻至室 溫,且於其内加入76份離子交換水。以153份乙酸乙酯萃 取所得混合物。所獲得的有機層以水清洗5次,然後在減 壓下濃縮,獲得5. 45份式(1-57)所示之化合物。 h-NMR (二甲亞礙-d6): δ (ppm) 7·94 (2H, d, J=8 2 Hz), 7.65-7.75 (1H, brm), 7.48 (2H, d, J=8.2 Hz), 5.99-5.75 (1H/ m) 5.38-4.91 (4H, m) , 4.52-4.39 (2H, f 4.14-3.92 (1H, m) , 3.84 (1H, s), 1.73-1.26 (3H, m), 0.93-0.69 (6H, m) 樹脂合成例1係使用下列單體。
樹脂合成例1 於配備有温度計及回流冷凝器之四頸燒瓶内加入 72. 77份1’4-二噚烷,並將氮氣吹入該燒瓶3〇分鐘。於氮 氣下將該燒瓶加熱至75。(:後,在75t:以20小時之時間於 其内滴加藉由混合76. 30份式(ai-1 — ι)所示之單體、u. 42 份式(al-2-l)所示之單體、1174份式— D所示之單 體、52. 16份式(a3~2-l)所示之單體、〇. 96份2, 2,-偶氮 雙異丁腈、4.33份2, 2,-偶氮雙(2, 4-二曱基戊腈)及 322343 109 201116566 109. 16份1,4-二噚烷所製得之溶液。所p、 攪拌5小時。使反應混合物冷卻至室溫後見合物在75X: 1,4-二噚烷稀釋該反應混合物,並將所得、、々以212. 26份 份甲醇及394份水之混合物中,以產生夜倒進含536 並與985份甲醇混合。攪拌所得混合物儿=三單離沉澱物 沉殿物。將「使沉殿物與985份曱醇現合,,^慮以獲得
合物’接著過遽以獲得沉殿物」之操作I族’免掉所彳于/tD 硬3次。在減壓 下乾燥所獲得的沉澱物,獲得112份具有重旦θ 里干均分子量 (Mw)為7, 400且分散度(Mw/Mn)為1. 83之樹脂,產率74%。 此樹脂具有衍生自式(al-1-l)、(al-2-l)、(a2—K)及 (a3-2-l)所示之單體的結構單元。此樹脂稱為樹脂A1。該 衍生自式(al-1-l)、(al-2-l)、U2-1-1)及(a3-2-l)所示 之單體的結構單元之比率((al-l-l)/(al-2-l)/(a2-i-i)/ (a3-2-l))為 40/10/10/40。此比率為衍生自式(ai-i-i)、 (al-2-l)、(a2-l-l)及(a3-2-l)所示之單體的結構單元之 莫耳比,且係以反應混合物中未反應之單體的量為基準計 算,而該量係藉由液相層析分析法使用LC 2010HT(由 Shimadzu Corporation 製造)測定。 實施例1至3及參考例1 〈樹脂〉 樹脂A1 〈酸產生劑〉 B1 : 110 322343 201116566
<淬滅劑〉 1-8 :式(1-8)所示之化合物 1-41 :式(1-41)所示之化合物 1-57 :式(1-57)所示之化合物 Q1 : 2, 6-二異丙基苯胺 〈溶劑〉 S1 :丙二醇單甲醚乙酸酯 250 份 丙二醇單甲醚 20 份 2-庚酮 10 份 丨-丁内酯 3 份 混合並溶解下列成分,進一步藉由孔徑為0.2//m的氟 樹脂過濾器過濾,以製得光阻組成物。 樹脂(表5所述的種類及用量) 酸產生劑(表5所述的種類及用量) 淬滅劑(表5所述的種類及用量) 溶劑S1 111 322343 201116566 表5 .實施例編號 樹脂 (種類/用量 (份)) 酸產生劑 淬滅劑 PB (°C) PEB (°C) 實施例1 A1/10 B1/0.95 1-8/0.027 95 85 實施例2 A1/10 B1/0.95 1-41/0. 022 95 85 實施例3 A1/10 B1/0. 95 1-57/0. 027 95 85 參考例1 A1/10 B1/0.95 Q1/0.012 95 85 將購自日產化工(Nissan Chemical Industries, Ltd.) 的有機抗反射塗佈組成物“ARC-29”塗覆於各矽晶圓上, 然後在下述條件下烘烤:205°C、60秒,形成930 A厚的 有機抗反射塗層。將上文所製得的各光阻液體旋塗於抗反 射塗層上’以便在乾燥之後使所得膜的厚度為1〇〇 nm。使 塗佈有個別之光阻液體的矽晶圓於直接加熱板上分別以表 5中“PB”攔所示之溫度預烤6〇秒。使用ArF準分子步進 機(由 ASML 製造之 “XT:i900Gi”,NA=1.35,3/4Annular, σΟϋΤΕΚ=0· 9,σ INNER=0· 675),利用用以形成具有 100 nm 節距(pitch)以及其間具有1 nm遞增量之68至72 nm孔徑 的孔洞圖案之光罩,對形成有個別之光阻膜的各晶圓進行 接觸孔洞圖案曝光。 曝光後,使各晶圓在加熱板上以表5中“PEB”攔所示 之溫度進行曝光後烘烤60秒,然後以2. 38重量%的氫氧化 四曱銨水溶液進行槳式顯影60秒。 顯影後,以掃描式電子顯微鏡觀察在有機抗反射塗佈 112 322343 201116566 基板上所顯影之各孔關案,其結果顯示於表6。 有j靈敏度⑽):其係表示在使用用以 :卽Γ 孔徑的孔洞㈣之光罩進行曝光及顯影之 後,使該孔洞圖案之孔徑變為70 nm的曝光量。 光罩誤差增強係數(MEEF):測量經曝光及顯影之各孔 =圖案的孔徑’該曝光係於ES下使用用以形成具有_⑽ 即距以及其間具有1⑽遞增量之68至72 nm孔徑的孔洞 圖案之光罩進行。作圖(該圖係以所使用之光罩的孔徑為垂 直軸並以所獲得之孔洞圖案的孔徑為水平軸)並劃出直 線。MEEF係表示該直線之斜率值。該斜率值越接近1,則 MEEF越佳。 表6 實施例編號 MEEF 實施例1 2. 83 實施例2 2. 76 實施例3 2. 92 參考例1 3. 42 本發明之光阻組成物提供具有良好光罩誤差增強係數 的良好光阻圖案。 【圖式簡單說明】 命· 〇 Φ 【主要元件符號說明】 113 322343
Claims (1)
- 201116566 七、申請專利範圍: 1. 一種光阻組成物’其包含樹脂 之化合物:. % 酸產生劑及式(I)所示 (I) 其中,R、R2及R3各自獨立表示氫原子或C1_C4烷基; A1表示皁鍵或C1-C2伸烧基; R及R各自獨立表示氫原子或q_c2烧基; R6及R7各自獨立表示氫原子或C3_C2〇烴基,或者^及 R7係相互鍵結而與R6及R7所鍵結之氮原子-起形成 C2-C12雜環,該烴基及該雜環可具有選自_〇h、_诎、 =申^專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,r1、 R2及R3各自獨立表示氫原子或甲基,A〗為亞p基,以及 R4及R5為氫原子。 3.-腦、烧氧基及-(:_«(其中,以示烧基、c3—ci2 飽和環狀烴基或C6-G12芳族烴基)所組成群組之一個 或多個取代基,且該煙基及該雜環中之—個或多個 一^可經—〇-、_S—、—CO-、-C(=NH)-或-NH—置換,以 及該k基中之一個或多個_Ch=可經_n=置換。 如申請專利範圍第丨項所述之光阻組成物,其中,r6 為氫原子且R7為式Πβ)所示之基 Λ (ΙΒ) R9 \i〇 322343 1 201116566 其中,R9及R1(1各自獨立表示氫原子、C3-C6飽和環狀烴 基或C1-C6烷基,該烷基可具有選自-OH、-SH、-NH2、 C3-C12飽和環狀烴基、C6-C12芳族烴基及C5-C9雜芳 族基所組成群組之一個或多個取代基,且該烷基中之一置換,以及該飽和環狀烴基、該芳族烴基及該雜芳族基 可具有一個或多個-0H。 4.如申請專利範圍第3項所述之光阻組成物,其中,R10 為式(lb)所不之基團:其中,R11表示a-C4烷基,其可具有選自-OH、-SH、 -NH2、C3-C12飽和環狀烴基、C6-C12芳族烴基及C5-C9 雜芳族基所組成群組之一個或多個取代基,且該烷基中 之一個或多個-CH2-可經-0-、-S-、-C0-、-C(=NH) -或 -NH-置換,以及該飽和環狀烴基、該芳族烴基及該雜芳 族基可具有一個或多個-0H或C2-C10烷氧基羰基。 5.如申請專利範圍第4項所述之光阻組成物,其中,該式 (I)所示之化合物為式(I-B)所示之化合物: 又 人 NH(I-B) 其中,R9及R11係與上述定義相同。 2 322343 201116566 6.如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,_NR6R7 所示之基團為式(1C)所示之基團: 丄(1C) 其中,環Xe表示含有氮原子之C6-C12雜環,該雜環可 具有選自-0H、烷氧基及-C00R8(其中,R8表示C1-C4烷 基)所組成群組之一個或多個取代基。 7.如申請專利範圍第6項所述之光阻組成物,其中,該式 (I)所示之化合物為式(Ι-C)所示之化合物:其中,R12於每次出現時獨立為-OH、-SH、-NH2、烷氧基 或-C00R8(其中,R8表示n-C4烷基),且η表示0至2 的整數。 8. 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,該樹 脂具有酸不穩定基,且該樹脂不溶於或難溶於鹼性水溶 液,但經酸的作用變成可溶於鹼性水溶液。 9. 一種製造光阻圖案之方法,包括下列步驟(1)至(5): (1) 將申請專利範圍第1項所述之光阻組成物施加 至基板之步驟; (2) 進行乾燥而形成光阻膜之步驟; (3) 使該光阻膜曝光於輻射之步驟; (4) 烘烤該經曝光的光阻膜之步驟;以及 3 322343 201116566 (5 )使用鹼性顯影劑顯影該經烘烤的光阻膜 驟’因而形成光阻圖案。 】〇· —種式(I-BB)所示之化合物: ΝΗ R 之步 R90^y〇v 〇 91322343 4 201116566 四、指定代表圖:本案無圖式。 (一) 本案指定代表圖為:第( )圖。 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明: 五、本案若有化學式時,請揭示最能顯示發明特徵的化學式:(I) 322343
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