TW201805721A - 光阻組成物及光阻圖型形成方法 - Google Patents
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Abstract
一種光阻組成物,其特徵為,含有:高分子化合物(A1):α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代的丙烯酸酯所衍生之結構單位,且具有側鏈末端具有含有氰基以外的電子吸引性基之含內酯之環式基的結構單位,與化合物(D1):共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3者。
Description
本發明為有關光阻組成物及光阻圖型之形成方法。
本案為以2016年3月31日於日本申請之特願2016-073723號為基礎主張優先權,其內容係援用於本說明書中。
微影蝕刻技術為,例如,於基板上形成由光阻材料所形成之光阻膜,對該光阻膜進行選擇性曝光、並施以顯影處理,而於前述光阻膜上形成特定形狀之光阻圖型等步驟進行。光阻膜之曝光部變化為溶解於顯影液之特性的光阻材料稱為正型、光阻膜之曝光部變化為對顯影液為不溶解之特性的光阻材料稱為負型。
近年來,於半導體元件或液晶顯示元件之製造中,伴隨微影蝕刻技術之進步,而急速地使圖型進行微細化。微細化之方法,一般為使曝光光源短波長化(高能量化)之
方式進行。具體而言,以往為使用以g線、i線為代表的紫外線,現在則開始使用KrF準分子雷射,或ArF準分子雷射進行半導體元件之量產。又,對於較該些準分子雷射為更短波長(高能量)之EUV(極紫外線)或、EB(電子線)、X線等,亦已開始進行研究。
光阻材料,則尋求對該些曝光光源之感度、可重現微細尺寸之圖型等的解析度等的微影蝕刻特性。
滿足該些要求的光阻材料,以往多使用含有經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份,與經由曝光而產生酸的酸產生劑成份之化學增幅型光阻組成物。
例如上述顯影液為鹼顯影液(鹼顯影製程)之情形,正型化學增幅型光阻組成物,例如,一般為使用含有經由酸之作用而增大對鹼顯影液之溶解性的樹脂成份(基底樹脂)與酸產生劑成份者。使用該光阻組成物所形成之光阻膜,於光阻圖型形成時進行選擇性曝光時,於曝光部中,酸產生劑成份會產生酸,並經由該酸之作用而增大基底樹脂之極性,使光阻膜之曝光部對鹼顯影液為可溶。因此,進行鹼顯影時,光阻膜的未曝光部以圖型方式殘留,而形成正型圖型。
另一方面,該些化學增幅型光阻組成物,使用於含有有機溶劑之顯影液(有機系顯影液)的溶劑顯影製程時,因基底樹脂的極性增大,相對的降低對有機系顯影液之溶解性,使光阻膜的未曝光部受到有機系顯影液之溶解、去除,使光阻膜的曝光部以圖型方式殘留,而形成負型光阻圖型。形成該些負型光阻圖型之溶劑顯影製程亦稱為負型
顯影製程(例如專利文獻1)。
化學增幅型光阻組成物中所使用的基底樹脂,一般就提高微影蝕刻特性等之目的,為具有複數個結構單位者。
例如,為經由酸之作用而增大對鹼顯影液之溶解性的樹脂成份之情形,於使用含有可受到酸產生劑等所產生之酸的作用而分解,而增大極性的酸分解性基之結構單位時,可再合併使用其他含有含內酯之環式基之結構單位、含有羥基等的極性基之結構單位等。
又,於光阻圖型之形成中,經由曝光而由酸產生劑成份所產生之酸的作用,為對微影蝕刻特性產生重大影響之要素之一。
對於此點,已有提出同時具有基底樹脂,與控制經由曝光所產生之酸的擴散之酸擴散控制劑之化學增幅型光阻組成物的提案。
例如專利文獻2中,揭示一種含有:經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的樹脂成份,與酸產生劑成份,與具有作為酸擴散控制劑之具有特定構造的陽離子部之光反應性抑制劑的光阻組成物。該光反應性抑制劑,為一對於由酸產生劑成份產生之酸與離子產生交換反應具有抑制效果之成份,經添加該光反應性抑制劑時,可控制酸產生劑成份產生之酸由光阻膜曝光部向未曝光部擴散,而期待可提高微影蝕刻之特性。
〔專利文獻1〕特開2009-025723號公報
〔專利文獻2〕特開2014-115386號公報
但,伴隨微影蝕刻技術之更進步、光阻圖型之微細化過程中,於形成數十至數百奈米尺寸之光阻圖型時,顯影後之產生之殘渣或微橋接現象等缺點,則形成顯著的問題。因此,對於上述尺寸以上之顯影後的光阻圖型,則尋求抑制該缺陷(表面缺陷)發生。
此處所稱「缺陷」,例如,使用KLA丹克爾公司製之表面缺陷觀察裝置(商品名「KLA」),由正上方觀察顯影後的光阻圖型時,所檢測出的所有缺點之部份。該缺點例如,顯影後之殘渣(光阻殘渣)、泡、垃圾等,附著於光阻圖型表面的異物或析出物等所造成之缺點,或線路圖型間產生之橋接、接觸孔圖型之孔洞的孔被掩埋等,有關圖型形狀之缺點、圖型之色斑等之意。
通常,光阻組成物多於存放特定期間後方被使用者。因此,於兼具有基底樹脂與酸擴散控制劑的以往的光阻組成物中,於形成光阻圖型時,在顯影後的光阻圖型上,極容易產生缺陷等的存放安定性之問題。
本發明則為鑑於上述情事所提出者,而以提出一種可
提高微影蝕刻特性的同時,亦可提高存放安定性之光阻組成物為目的。
可解決上述問題的本發明之第1態樣為,一種光阻組成物,其為經由曝光而產生酸,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的光阻組成物,其特徵為,含有經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份(A),與酸擴散控制劑成份(D),前述基材成份(A)為含有具有下述通式(a0-1)所表示之結構單位(a0)之高分子化合物(A1),前述酸擴散控制劑成份(D)為含有共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3之化合物(D1)。
本發明之第2態樣為,一種光阻圖型之形成方法,其特徵為,具有:使用前述第1態樣之光阻組成物於支撐體上形成光阻膜之步驟、使前述光阻膜曝光之步驟,及使前述曝光後的光阻膜顯影,而形成光阻圖型之步
驟。
依本發明之內容,可提供一種可提高微影蝕刻特性的同時,亦可提高存放安定性之光阻組成物,及使用其之光阻圖型之形成方法。
本說明書及本申請專利範圍中,「脂肪族」之定義為,相對於芳香族為相對的概念,為不具有芳香族性之基、化合物等之意。
「烷基」,於無特別限定下,係指包含直鏈狀、支鏈狀及環狀之1價的飽和烴基者。烷氧基中之烷基亦為相同意義。
「伸烷基」,於無特別限定下,係指包含直鏈狀、支鏈狀及環狀之2價的飽和烴基者。
「鹵化烷基」為,烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基,該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
「氟化烷基」或「氟化伸烷基」係指,烷基或伸烷基的氫原子中之一部份或全部被氟原子所取代之基。
「結構單位」係指,構成高分子化合物(樹脂、聚合物、共聚物)之單體單位(單體單位)之意。
記載為「可具有取代基」時,為包含氫原子(-H)被
1價的基所取代之情形,與伸甲基(-CH2-)被2價的基所取代之情形等兩者。
「曝光」為包含輻射線照射之全部概念。
「丙烯酸酯所衍生之結構單位」係指,丙烯酸酯之乙烯性雙鍵經開裂而構成的結構單位之意。
「丙烯酸酯」為,丙烯酸(CH2=CH-COOH)之羧基末端的氫原子被有機基所取代之化合物。
丙烯酸酯中,α位的碳原子所鍵結之氫原子亦可被取代基所取代。取代該α位的碳原子所鍵結之氫原子的取代基(Rα0)為氫原子以外的原子或基,例如碳數1~5之烷基、碳數1~5之鹵化烷基等。又,取代基(Rα0)亦包含被含有酯鍵結之取代基所取代的依康酸二酯,或取代基(Rα0)被羥烷基或其羥基經修飾後的基所取代的α羥基丙烯酸酯。又,丙烯酸酯之α位的碳原子,於無特別限定下,係指丙烯酸之羰基所鍵結的碳原子之意。
以下,α位的碳原子所鍵結之氫原子被取代基所取代的丙烯酸酯亦稱為α取代丙烯酸酯。又,包括丙烯酸酯與α取代丙烯酸酯時,亦統稱為「(α取代)丙烯酸酯」。
「丙烯酸基醯胺所衍生之結構單位」係指,丙烯酸基醯胺之乙烯性雙鍵經開裂而構成的結構單位之意。
丙烯酸基醯胺中,α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代、丙烯酸基醯胺的胺基中之氫原子之一者或二者可被取代基所取代亦可。又,丙烯酸基醯胺之α位的
碳原子,於無特別限定下,係指丙烯酸基醯胺的羰基所鍵結之碳原子。
取代丙烯酸基醯胺之α位的碳原子所鍵結之氫原子的取代基,可列舉如,與前述α取代丙烯酸酯中,被列舉作為α位的取代基者(取代基(Rα0))為相同之內容等。
「羥基苯乙烯或羥基苯乙烯衍生物所衍生之結構單位」係指,羥基苯乙烯或羥基苯乙烯衍生物之乙烯性雙鍵經開裂而構成的結構單位之意。
「羥基苯乙烯衍生物」為包含,羥基苯乙烯之α位的氫原子被烷基、鹵化烷基等的其他的取代基所取代者,及該些衍生物之概念。該些衍生物,例如,α位的氫原子可被取代基所取代之羥基苯乙烯中的羥基之氫原子被有機基所取代者;α位的氫原子可被取代基所取代之羥基苯乙烯之苯環,鍵結羥基以外的取代基者等。又,α位(α位的碳原子),於無特別限定下,係指苯環所鍵結之碳原子之意。
取代羥基苯乙烯之α位的氫原子之取代基,可列舉如,與前述α取代丙烯酸酯中,α位的取代基所列舉之內容為相同之內容。
「乙烯基安息香酸或乙烯基安息香酸衍生物所衍生之結構單位」係指,乙烯基安息香酸或乙烯基安息香酸衍生物之乙烯性雙鍵經開裂而構成的結構單位之意。
「乙烯基安息香酸衍生物」為包含,乙烯基安息香酸之α位的氫原子被烷基、鹵化烷基等的其他的取代基所取
代者,及該些之衍生物之概念。該些之衍生物,例如,α位的氫原子可被取代基所取代之乙烯基安息香酸中之羧基的氫原子被有機基所取代者;α位的氫原子可被取代基所取代之乙烯基安息香酸之苯環,鍵結羥基及羧基以外之取代基者等。又,α位(α位的碳原子),於無特別限定下,係指苯環所鍵結之碳原子之意。
「苯乙烯」為包含,苯乙烯及苯乙烯之α位的氫原子被烷基、鹵化烷基等的其他的取代基所取代者之概念。
「苯乙烯衍生物」為包含,苯乙烯之α位的氫原子被烷基、鹵化烷基等的其他的取代基所取代者,及該些之衍生物之概念。該些之衍生物,例如,α位的氫原子可被取代基所取代之羥基苯乙烯的苯環,鍵結取代基者等。又,α位(α位的碳原子),於無特別限定下,係指苯環所鍵結之碳原子之意。
「苯乙烯所衍生之結構單位」、「苯乙烯衍生物所衍生之結構單位」係指,苯乙烯或苯乙烯衍生物之乙烯性雙鍵經開裂而構成的結構單位之意。
上述α位的取代基中之烷基,以直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳,具體而言,例如,碳數1~5之烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基)等。
又,α位的取代基中之鹵化烷基,具體而言,可列舉如,上述「α位的取代基中之烷基」的氫原子之一部份或
全部被鹵素原子所取代之基等。該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。
又,α位的取代基之羥烷基,具體而言,可列舉如,上述「α位的取代基中之烷基」的氫原子之一部份或全部被羥基所取代之基等。該羥烷基中之羥基之數,以1~5為佳,以1為最佳。
又,6-氧雜雙環〔3.2.11,5〕辛環中的鍵結之位置號碼,與3-氧雜三環〔4.2.1.04,8〕壬環中之鍵結的位置號碼係如以下所示。
本發明之第1態樣之光阻組成物為,經由曝光而產生酸,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的光阻組成物,其為含有經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份(A)(以下,亦稱為「(A)成份」),與酸擴散控制劑成份(D)(以下,亦稱為「(D)成份」)。
使用該光阻組成物形成光阻膜,並對該光阻膜進行選擇性曝光時,該光阻膜之曝光部中會產生酸,經由該酸之作用,使(A)成份對顯影液之溶解性產生變化的同時,該光阻膜的未曝光部中,因(A)成份對顯影液之溶解性並未有所變化,故於曝光部與未曝光部之間,會產生對顯影液之溶解性差異。因此,將該光阻膜顯影時,該光阻組成物為正型之情形,因光阻膜曝光部被溶解去除而形成正型的光阻圖型、該光阻組成物為負型之情形,光阻膜未曝光部被溶解去除而形成負型的光阻圖型。
本說明書中,光阻膜曝光部被溶解去除而形成正型光阻圖型之光阻組成物稱為正型光阻組成物,光阻膜未曝光部被溶解去除而形成負型光阻圖型之光阻組成物稱為負型光阻組成物。
本態樣之光阻組成物,可為正型光阻組成物亦可、負型光阻組成物亦可。
又,本態樣之光阻組成物,可使用於光阻圖型形成時之顯影處理為使用鹼顯影液的鹼顯影製程用亦可、該顯影處理為使用含有有機溶劑的顯影液(有機系顯影液)的溶劑顯影製程用亦可。
本態樣之光阻組成物,為具有經由曝光而產生酸的酸產生能力者,其可為(A)成份經由曝光而產生酸亦可、與(A)成份相異的其他添加劑成份經由曝光而產生酸者亦可。
本態樣之光阻組成物,具體而言,
(1)可為含有經由曝光而產生酸的酸產生劑成份(B)(以下,亦稱為「(B)成份」)者亦可、(2)(A)成份為經由曝光而產生酸的成份亦可、(3)(A)成份為經由曝光而產生酸的成份,且,再含有(B)成份者亦可。
即,上述(2)及(3)之情形,(A)成份為「經由曝光而產生酸,且,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份」。(A)成份為經由曝光而產生酸,且,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份時,後述(A1)成份,以經由曝光而產生酸,且,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的高分子化合物為佳。該些高分子化合物,例如,可使用具有經由曝光而產生酸的結構單位之樹脂。經由曝光而產生酸的結構單位,可使用公知的成份。
本態樣之光阻組成物,於上述之中,又以為上述(1)之情形,即,含有(A)成份,與(D)成份,與(B)成份(但,前述(D)成份除外)之實施形態為特佳。
(A)成份為,經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份。
本發明中,「基材成份」係指,具有膜形成能力之有機化合物,較佳為使用分子量500以上的有機化合物。該
有機化合物的分子量為500以上時,可提高膜形成能力,此外,也容易形成奈米程度的光阻圖型。
作為基材成份使用的有機化合物,可大區分為非聚合物與聚合物。
非聚合物,例如,通常為使用分子量500以上,未達4000者。以下稱為「低分子化合物」之情形,係指分子量500以上,未達4000的非聚合物之意。
聚合物,例如,通常為使用分子量1000以上者。以下稱為「樹脂」或「高分子化合物」之情形,係指分子量為1000以上之聚合物。
聚合物之分子量,為使用GPC(凝膠滲透色層分析)所得之聚苯乙烯換算的質量平均分子量。
本態樣之光阻組成物,於鹼顯影製程中為形成負型光阻圖型之「鹼顯影製程用負型光阻組成物」之情形,或,於溶劑顯影製程中為形成正型光阻圖型之「溶劑顯影製程用正型光阻組成物」之情形時,(A)成份較佳為使用對鹼顯影液為可溶性之基材成份(A-2)(以下,亦稱為「(A-2)成份」),此外,可再配合交聯劑成份。該光阻組成物,例如,經由曝光而由(B)成份產生酸時,經由該酸之作用,而引起該(A-2)成份與交聯劑成份之間的交聯,其結果將會降低對鹼顯影液之溶解性(增大對有機系顯影液之溶解性)。因此,於光阻圖型之形成中,對將該光阻組成物塗佈於支撐體上而得的光阻膜進行選擇性曝光時,光阻膜曝光部於轉變對鹼顯影液為難
溶性(對有機系顯影液為可溶性)的同時,光阻膜未曝光部對鹼顯影液仍為可溶性(對有機系顯影液為難溶性)之狀態而未有變化,因此經由鹼顯影液顯影即可形成負型光阻圖型。又,此時使用有機系顯影液進行顯影時,可形成正型之光阻圖型。
(A-2)成份中較佳者,可使用對鹼顯影液為可溶性之樹脂(以下,亦稱為「鹼可溶性樹脂」)。
鹼可溶性樹脂,例如特開2000-206694號公報所揭示之具有由α-(羥烷基)丙烯酸,或α-(羥烷基)丙烯酸之烷酯(較佳為碳數1~5之烷酯)所選出之至少一個所衍生之結構單位的樹脂;美國專利6949325號公報所揭示之具有磺醯胺基的α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代的丙烯酸樹脂或聚環烯烴樹脂;美國專利6949325號公報、特開2005-336452號公報、特開2006-317803號公報所揭示之含氟化醇的α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代的丙烯酸樹脂;特開2006-259582號公報所揭示之具有氟化醇的聚環烯烴樹脂等,以其可形成較少之膨潤的良好的光阻圖型而為較佳。
又,前述α-(羥烷基)丙烯酸中,α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代丙烯酸,為表示羧基所鍵結之α位的碳原子上鍵結氫原子之丙烯酸,與該α位的碳原子鍵結羥烷基(較佳為碳數1~5之羥烷基)的α-羥烷基丙烯酸之一者或二者之意。
交聯劑成份,例如,就容易形成較少膨潤的良好的光
阻圖型之觀點,以使用具有羥甲基或烷氧基甲基的乙炔脲等之胺基系交聯劑,或三聚氰胺系交聯劑等為佳。交聯劑成份之添加量,相對於鹼可溶性樹脂100質量份,以1~50質量份為佳。
本態樣之光阻組成物,於鹼顯影製程中形成正型光阻圖型之「鹼顯影製程用正型光阻組成物」時,或,於溶劑顯影製程中形成負型光阻圖型之「溶劑顯影製程用負型光阻組成物」時,(A)成份較佳以使用經由酸之作用而增大極性之基材成份(A-1)(以下,亦稱為「(A-1)成份」)。使用(A-1)成份時,因曝光前後的基材成份之極性會產生變化,故不僅鹼顯影製程,於溶劑顯影製程中,亦可得到良好的顯影對比。
適用於鹼顯影製程時,該(A-1)成份,於曝光前對鹼顯影液為難溶性,例如,經由曝光而由(B)成份產生酸時,該經由酸之作用而使極性增大,而增大對鹼顯影液之溶解性。因此,於光阻圖型之形成中,對將該光阻組成物塗佈於支撐體上而得的光阻膜進行選擇性曝光時,光阻膜曝光部對於鹼顯影液由難溶性轉變為可溶性的同時,光阻膜未曝光部仍為鹼難溶性而未有變化,經由鹼顯影而形成正型光阻圖型。
又,適用於溶劑顯影製程時,該(A-1)成份,於曝光前對於有機系顯影液具有高溶解性,但經由曝光產生酸時,經由酸之作用而使極性增高,而減少對有機系顯影液之溶解性。因此,於光阻圖型之形成中,對將該光阻組成
物塗佈於支撐體上而得的光阻膜進行選擇性曝光時,光阻膜曝光部由對有機系顯影液為可溶性轉變為難溶性的同時,光阻膜因未曝光部仍為可溶性而未有變化,經使用有機系顯影液進行顯影時,可使曝光部與未曝光部之間的對比更為明顯,而形成負型光阻圖型。
本態樣之光阻組成物所使用的(A)成份,為含有具有通式(a0-1)所表示之結構單位(a0)的高分子化合物(A1)(以下,亦稱為「(A1)成份」)。
(A)成份,至少為使用(A1)成份,但該(A1)成份可同時與其他的高分子化合物及/或低分子化合物合併使用。
本態樣之光阻組成物中,(A)成份以前述(A-1)成份為佳。即,本態樣之光阻組成物,於鹼顯影製程中,以形成正型光阻圖型之「鹼顯影製程用正型光阻組成物」,或,於溶劑顯影製程中,以形成負型光阻圖型之「溶劑顯影製程用負型光阻組成物」為佳。(A)成份使用前述(A-1)成份時,該(A-1)成份為包含(A1)成份。
(A1)成份為,具有通式(a0-1)所表示之結構單位(a0)之高分子化合物。
結構單位(a0)為,下述通式(a0-1)所表示之結構單位。光阻圖型形成中,使用具有結構單位(a0)的高分子化合物作為基底樹脂使用時,可降低粗糙度亦可提高其他的微影蝕刻特性。
前述式(a0-1)中,R為氫原子、碳數1~5之烷基或碳數1~5之鹵化烷基;R中之碳數1~5之烷基,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳,具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。
碳數1~5之鹵化烷基,為前述「R中之碳數1~5之烷基」中之氫原子的一部份或全部被鹵素原子所取代之基。該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。
R,以氫原子、碳數1~5之烷基或碳數1~5之氟化烷基為佳,就工業上取得之容易度而言,以氫原子或甲基
為特佳。
前述式(a0-1)中,Va0為可具有取代基之2價的烴基;Va0之烴基,可為脂肪族烴基亦可、芳香族烴基亦可。脂肪族烴基,係指不具有芳香族性之烴基之意。Va0中之2價的烴基之脂肪族烴基,可為飽和亦可、不飽和亦可,通常以飽和者為佳。
Va0中之脂肪族烴基,更具體而言,例如,直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,或構造中含有環的脂肪族烴基等。
前述直鏈狀之脂肪族烴基,以碳數為1~10為佳,以1~6為較佳,以1~4為更佳,以1~3為最佳。直鏈狀之脂肪族烴基,可列舉如,直鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,伸甲基〔-CH2-〕、伸乙基〔-(CH2)2-〕、伸三甲基〔-(CH2)3-〕、伸四甲基〔-(CH2)4-〕、伸五甲基〔-(CH2)5-〕等。
前述支鏈狀之脂肪族烴基,以碳數為2~10為佳,以2~6為較佳,以2~4為更佳,以2或3為最佳。支鏈狀之脂肪族烴基,例如,以支鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等之烷基伸甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等之烷基伸乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等之烷基伸三甲基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-
等之烷基伸四甲基等之烷基伸烷基等。烷基伸烷基中之烷基,可列舉如,碳數1~5之直鏈狀之烷基為佳。
前述構造中含有環的脂肪族烴基,可列舉如,脂環式烴基(由脂肪族烴環去除2個氫原子而得之基)、脂環式烴基鍵結於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基末端之基、脂環式烴基介於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基中間位置之基等。前述直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,可列舉如,與前述為相同之內容。
前述脂環式烴基,其碳數以3~20為佳,以3~12為較佳。
前述脂環式烴基,可為多環式基亦可、單環式基亦可。單環式之脂環式烴基,例如,以由單環鏈烷去除2個氫原子而得之基為佳。該單環鏈烷,以碳數3~6者為佳,具體而言,例如,環戊烷、環己烷等。
多環式之脂環式烴基,例如,以由多環鏈烷去除2個氫原子而得之基為佳,該多環鏈烷,以碳數7~12者為佳,具體而言,例如,金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等。
Va0中之芳香族烴基,為至少具有1個芳香環之烴基。該芳香環,只要為具有4n+2個π電子的環狀共軛系時,並未有特別之限定,其可為單環式或多環式皆可。芳香環之碳數,以5~30為佳,以5~20為較佳,以6~15為更佳,以6~12為特佳。芳香環,具體而言,例如,苯、萘、蒽、菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環
的碳原子之一部份被雜原子所取代之芳香族雜環等。芳香族雜環中之雜原子,例如,氧原子、硫原子、氮原子等。芳香族雜環,具體而言,例如,吡啶環、噻吩環等。
芳香族烴基,具體而言,例如由前述芳香族烴環或芳香族雜環去除2個氫原子而得之基(伸芳基或雜伸芳基);由含有2個以上芳香環的芳香族化合物(例如聯苯、茀等)去除2個氫原子而得之基;由前述芳香族烴環或芳香族雜環去除1個氫原子而得之基(芳基或雜芳基)中之1個氫原子被伸烷基所取代之基(例如,苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等之芳基烷基中之芳基再去除1個氫原子而得之基)等。前述芳基或雜芳基所鍵結的伸烷基之碳數,以1~4為佳,以1~2為較佳,以1為特佳。
上述之中,Va0之烴基,又以脂肪族烴基為佳,以直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基為較佳,以直鏈狀之脂肪族烴基為更佳,以直鏈狀之伸烷基為特佳。
Va0可具有取代基。例如,Va0的烴基中之伸甲基(-CH2-)被2價之基所取代時,Va0的2價的烴基之碳原子間具有醚鍵結(-O-)者等。該情形中,存在Va0中的醚鍵結可為1個或2個以上皆可。又,Va0的烴基中之氫原子(-H)被1價之基所取代時,Va0的烴基中之氫原子(-H)被氟原子或碳數1~5之氟化烷基所取代者等。該情形中之Va0,以-CH2CHF-、-CH(CH2CH3)CF2-、-CH(CH2CH3)C(CF3)F-、-CH(CH3)CF2-等為佳。
前述式(a0-1)中,na0為0~2之整數,以0或1為佳,以0為較佳。
前述式(a0-1)中,Ra1及Ra2,分別獨立表示為氫原子、碳數1~5之烷基、烷氧基,或烷硫基,或,Ra1及Ra2為互相鍵結,並與可含有氧原子或硫原子的碳數1~6之伸烷基形成醚鍵結,或硫醚鍵結;Ra1及Ra2中之碳數1~5之烷基,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳,具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。
Ra1及Ra2中之烷氧基,以直鏈狀或支鏈狀為佳,具體而言,例如,前述Ra1及Ra2中之烷基所列舉之烷基,與氧原子(-O-)連結之基等。
Ra1及Ra2中之烷硫基,以碳數1~4者為佳,具體而言,例如,甲硫基、乙硫基、n-丙硫基、iso-丙硫基、n-丁硫基、tert-丁硫基等。
Ra1及Ra2互相鍵結形成之碳數1~6之伸烷基,例如,以直鏈狀或支鏈狀之伸烷基為佳,例如,伸甲基、伸乙基、n-伸丙基、異伸丙基等。該伸烷基含有氧原子或硫原子時,其具體例,可列舉如,該伸烷基之末端或碳原子間,介有-O-或-S-之基等,例如-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-等。Ra1及Ra2互相鍵結形成之基,例如,以碳數1~6之伸烷基或-O-為佳,以碳數1~6之伸烷基為較佳,以碳數1~5之伸烷基為更佳,以伸甲基
為特佳。
前述式(a0-1)中,Ra’01為,鹵素原子、可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基、羥基部份可被保護基所保護且可具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基、可形成鹽之羧基,或經取代之氧羰基;Ra’01中之鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。
Ra’01中之碳數1~6之烷基,可列舉如,甲基、乙基、n-丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、戊基、己基等,該些之中,又以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~4之烷基為較佳,以碳數1~3之烷基為更佳,以甲基或乙基為特佳,以甲基為最佳。Ra’01的碳數1~6之烷基所可具有的鹵素原子,例如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。具有鹵素原子之碳數1~6之烷基,可列舉如,氯甲基等之氯烷基;三氟甲基、2,2,2-三氟乙基、五氟乙基等之氟烷基(較佳為碳數1~3之氟烷基)等。
Ra’01中之碳數1~6之羥烷基,可列舉如,羥基甲基、2-羥基乙基、1-羥基乙基、3-羥基丙基、2-羥基丙基、4-羥丁基、6-羥基己基等。Ra’01中之碳數1~6之羥烷基所可具有的鹵素原子,例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,又以氟原子為佳。具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基,可列舉如,二氟羥基甲基、1,1-二氟-2-羥基乙基、2,2-二氟-2-羥基乙基、1,1,2,2-四氟-2-羥基乙基
等。可具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基之中,又以可具有鹵素原子之碳數1~3之羥烷基為佳,以碳數1或2(較佳為碳數1)之羥烷基,或,碳數1或2(較佳為碳數1)之具有鹵素原子之羥烷基為較佳。
保護可具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基的羥基部份之保護基,可列舉如,甲基、與構成甲氧基甲基等的羥基中之氧原子共同形成醚鍵結或縮醛鍵結之基;與構成乙醯基、苯甲醯基等的羥基的氧原子共同形成酯鍵結之基等。
Ra’01中,形成鹽之羧基,為由羧基,及形成鹽之羧基(羧基之鹽)所成之群所選出者。
Ra’01中,形成鹽之羧基(羧基之鹽),例如,鹼金屬鹽、鹼土類金屬鹽、過渡金屬鹽等。
Ra’01中,取代氧羰基,可列舉如,碳數1~4之烷氧基與羰基鍵結而得之烷氧基羰基(具體而言,例如,甲氧基羰基、乙氧基羰基、異丙基氧羰基、n-丙氧基羰基等之烷基氧羰基;乙烯基氧羰基、烯丙基氧羰基等之烯基氧羰基);環己氧基羰基等之環烷基氧羰基、苯基氧羰基等之芳基氧羰基等。
Ra’01,於上述之中,又以可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基、羥基部份可被保護基所保護且可具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基、取代氧羰基為佳。
可具有鹵素原子之碳數1~6之烷基中,又以碳數1~3之烷基,或,碳數1~3之鹵化烷基為較佳,以甲
基、三氟甲基為特佳。
羥基部份可被保護基所保護且可具有鹵素原子之碳數1~6之羥烷基中,以羥基部份可被保護基所保護之碳數1~3之羥烷基,或,羥基部份可被保護基所保護之具有鹵素原子的羥烷基為佳,以羥基甲基、羥基部份可被乙醯氧基甲基等的保護基所保護之羥基甲基為較佳。
前述式(a0-1)中,p0為0~8之整數,較佳為0~6之整數,特佳為0~3之整數。
前述式(a0-1)所表示之結構單位中,存在2個以上之Ra’01時,複數個Ra’01可互相為相同或相異皆可;前述式(a0-1)中,X為電子吸引性基,例如,通式(a0-r-1)所表示之基、氰基(-CN)、鹵素原子、鹵化烷基、-C(=O)ORa5、-OC(=O)Ra5、-CON(Ra6)(Ra7)、-SO2N(Ra8)(Ra9)或-SO2Ra0。
前述式(a0-r-1)中,Ra3及Ra4,分別獨立表示為氫原子,或可具有取代基之非芳香族性的烴基,或,Ra3及Ra4互相鍵結,與Ra3鍵結之碳原子,與Ra4鍵結之氮原子共同形成環;又,式(a0-r-1)中之*表示鍵結鍵;Ra3及Ra4中之非芳香族性烴基,可列舉如,直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,或構造中含有環的脂肪族烴基等。
前述之直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,可列舉如,烷
基、烯基、炔基等。前述烷基,可列舉如,甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、s-丁基、t-丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基等之碳數1~20(較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~6,特佳為碳數1~4)之烷基等。前述烯基,可列舉如,乙烯基、烯丙基、丁烯基等之碳數2~20(較佳為碳數2~10,更佳為碳數2~6)之烯基等。前述炔基,可列舉如,乙炔基、丙炔基等之碳數2~20(較佳為碳數2~10,更佳為碳數2~6)之炔基等。
前述構造中含有環的脂肪族烴基,可列舉如,脂環式烴基、脂環式烴基鍵結於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基末端之基、脂環式烴基介於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基中間位置之基等。
脂環式烴基,可列舉如,環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基等之3~8員環之環烷基;環戊烯基、環己烯基等之3~8員環之環烯基;金剛烷基、降莰基等之碳數4~20(較佳為碳數7~12)之橋接環式烴基等。
此處之直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,可列舉如,與Ra3及Ra4中之直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基為相同之內容等。
上述之中,Ra3及Ra4中之非芳香族性烴基,例如,以碳數1~20(較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~6,特佳為碳數1~4)之烷基、3~8員環(較佳為5或6員
環)之環烷基、碳數4~20(較佳為碳數7~12)之橋接環式烴基,或該些2個以上鍵結而得之基為佳。
Ra3及Ra4中之非芳香族性烴基所可具有的取代基,可列舉如,氟原子等的鹵素原子、羥基、甲氧基等的烷氧基(例如,碳數1~6之烷氧基等)、羧基、甲氧基羰基等的烷氧基羰基(例如,碳數1~6之烷氧基-羰基等)、乙醯基等的醯基(例如,碳數1~6之醯基等)、氰基、苯基等之芳基(例如,碳數6~14之芳基等)、甲基等之烷基(例如,碳數1~20之烷基,較佳為碳數1~10之烷基,更佳為碳數1~6之烷基)、乙烯基等的烯基(例如,碳數2~6之烯基等)、環己基等的環烷基(例如,碳數3~12之環烷基等)、硝基等。
Ra3及Ra4互相鍵結中,Ra3鍵結之碳原子,與Ra4鍵結之氮原子共同形成之環,例如,β-內醯胺環(4員環)、γ-內醯胺環(5員環)、δ-內醯胺環(6員環)等之4~12員環(較佳為5~6員環)之非芳香族性含氮雜環等。
該環中,亦可鍵結取代基。該取代基,可列舉如,與前述Ra3及Ra4中之非芳香族性烴基所可具有的取代基為相同之內容,其中又以烷基為佳,以碳數1~6之烷基為較佳。
上述之中,又以Ra3及Ra4分別為氫原子、碳數1~20(較佳為碳數1~10,更佳為碳數1~6,特佳為碳數1~4)之烷基、3~8員環(較佳為5或6員環)之
環烷基、碳數4~20(較佳為碳數7~12)之橋接環式烴基為佳。
又,Ra3及Ra4互相鍵結中,以Ra3鍵結之碳原子,與Ra4鍵結之氮原子共同形成4~12員環(較佳為5~6員環)之非芳香族性含氮雜環亦佳。
又,就與鹼顯影液之親和性的觀點(具有酸性官能基之意),Ra4以氫原子為佳。
特別是,Ra3為碳數1~6(最佳為碳數1~4)之烷基,與Ra4為氫原子之組合;Ra3為3~8員環(較佳為5或6員環)之環烷基,與Ra4為氫原子之組合;或,Ra3為碳數4~20(較佳為碳數7~12)之橋接環式烴基,與Ra4為氫原子之組合為佳,該些之中,又以Ra3為碳數1~6(最佳為碳數1~4)之烷基,與Ra4為氫原子之組合為特佳。
X中之鹵素原子,例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。
X中之鹵化烷基,可列舉如,烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基,該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。該些烷基,以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為較佳。
前述Ra5~Ra9,分別獨立表示為氫原子或烷基。Ra5~Ra9中之烷基,以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為較佳。
前述Ra0為烷基,又以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為較佳。
前述式(a0-1)中,q0為1~9之整數,較佳為1~5之整數,特佳為1或2。
前述式(a0-1)所表示之結構單位中,存在2個以上X的情形時,複數個X可互相為相同或相異皆可;前述式(a0-1)中,Ra1及Ra2未互相鍵結時,X可鍵結於6-氧雜雙環〔3.2.11,5〕辛環之1位、2位、3位、4位、5位或8位中之任一位置,其中又以鍵結於1位(內酯之α位)或2位之位置為佳,其中,又以鍵結於1位(內酯之α位)之位置為特佳。
又,Ra1及Ra2互相鍵結時,X可鍵結於3-氧雜三環〔4.2.1.04,8〕壬環等的1位、4位、5位、6位、7位、8位或9位等的任意位置,其中又以鍵結於3-氧雜三環〔4.2.1.04,8〕壬環之1位或9位(或相當於該些之位置)之位置為佳,其中又以鍵結於1位(或相當於該些之位置;內酯之α位)之位置為特佳。
X,於上述之中,又以由通式(a0-r-1)所表示之
基、氰基(-CN)、-C(=O)ORa5、-OC(=O)Ra5、-CON(Ra6)(Ra7)、-SO2N(Ra8)(Ra9)及-SO2Ra0所成之群所選出之至少1種為佳,以由通式(a0-r-1)所表示之基、氰基(-CN)、-C(=O)ORa5、-OC(=O)Ra5及-CON(Ra6)(Ra7)所成之群所選出之至少1種為較佳,該些之中,又以由通式(a0-r-1)所表示之基及氰基(-CN)所成之群所選出之至少1種為更佳,以氰基(-CN)為特佳。
以下為表示結構單位(a0)之具體例示。
以下各式中,Rα表示氫原子、甲基或三氟甲基。nα為0或1。
X與前述式(a0-1)中之X為相同,更佳為通式(a0-r-1)所表示之基或氰基(-CN),特佳為氰基(-CN)。
(A1)成份所具有的結構單位(a0),可為1種或2種以上皆可。
(A1)成份中的結構單位(a0)之比例,相對於構成
(A1)成份的全結構單位之合計,以1~90莫耳%為佳,以5~80莫耳%為較佳,以10~70莫耳%為更佳,以20~60莫耳%為特佳。
結構單位(a0)之比例,為較佳之下限值以上時,將更能提高降低粗糙度等的微影蝕刻特性。此外,亦容易維持高感度。又,結構單位(a0)之比例,於較佳之上限值以下時,可維持高感度,且容易製得具有良好形狀之光阻圖型。
(A1)成份,除結構單位(a0)以外,可再具有其他結構單位。
其他結構單位,只要為未分類於上述的結構單位(a0)之結構單位時,並未有特別限定之內容,其可使用ArF準分子雷射用、KrF準分子雷射用(較佳為ArF準分子雷射用)等的光阻用樹脂所使用的以往已知的多數成份,例如,以下所示之結構單位(a1)~(a4)、經由曝光而產生酸的結構單位等。
本態樣之光阻組成物中,(A1)成份,除結構單位(a0),以再具有含有經由酸之作用而增大極性之酸分解性基的結構單位(a1)為佳。
本態樣之光阻組成物含有具有結構單位(a0)與結構
單位(a1)之高分子化合物時,對使用該光阻組成物所形成的光阻膜進行曝光時,於該光阻膜中,結構單位(a1)經由酸之作用而使其構造中的至少一部份的鍵結產生開裂,而增大極性。如上所述,(A1)成份因曝光前後的極性會產生變化,故使用(A1)成份時,不僅鹼顯影製程,於溶劑顯影製程中,亦可得到良好的顯影對比。因此,本態樣之光阻組成物,於鹼顯影製程中可形成正型,於溶劑顯影製程為形成負型。
「酸分解性基」係指,經由酸之作用而使該酸分解性基的構造中的至少一部份的鍵結產生開裂之具有酸分解性之基。
經由酸之作用而增大極性之酸分解性基,可列舉如,經由酸之作用而分解生成極性基之基等。
極性基,可列舉如,羧基、羥基、胺基、磺酸基(-SO3H)等。該些之中,又以構造中含有-OH之極性基(以下,亦稱為「含有OH之極性基」)為佳,以羧基或羥基為較佳,以羧基為特佳。
酸分解性基,更具體而言,例如,前述極性基被酸解離性基所保護之基(例如含有OH之極性基之氫原子被酸解離性基所保護之基)等。
其中,「酸解離性基」係指,(i)經由酸之作用而使該酸解離性基與該酸解離性基鄰接之原子之間的鍵結產生開裂之具有酸解離性之基,或,(ii)經由酸之作用而使一部份的鍵結產生開裂之後,在
經由去碳酸反應而使該酸解離性基與該酸解離性基鄰接之原子之間的鍵結產生開裂之基,等二者之意。
構成酸分解性基之酸解離性基,必須為極性較該酸解離性基因解離而生成的極性基為更低極性之基,如此,經由酸之作用而使該酸解離性基解離時,將會生成較該該酸解離性基具有更高極性的極性基,而增大極性。其結果,會使(A1)成份全體之極性增大。極性增大結果,相對的會對顯影液之溶解性產生變化,因此,顯影液為鹼顯影液時會使溶解性增大,顯影液為有機系顯影液時會使溶解性降低。
酸解離性基,可列舉如,目前為止,被提案作為化學增幅型光阻用的基底樹脂之酸解離性基者。
被提案作為化學增幅型光阻用的基底樹脂之酸解離性基,具體而言,例如,以下說明之「縮醛型酸解離性基」、「三級烷酯型酸解離性基」、「三級烷基氧羰酸解離性基」等。
保護前述極性基中之羧基或羥基的酸解離性基,可列舉如,下述通式(a1-r-1)所表示之酸解離性基(以下,亦稱為「縮醛型酸解離性基」)等。
式(a1-r-1)中,Ra’1及Ra’2之中,以至少一者為氫原子為佳,以二者為氫原子為較佳。
Ra’1或Ra’2為烷基時,該烷基,可列舉如,與如上述α取代丙烯酸酯說明中之可鍵結於α位的碳原子的取代基所列舉之烷基為相同之內容,又以碳數1~5之烷基為佳。具體而言,以直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳。更具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等,又以甲基或乙基為較佳,以甲基為特佳。
式(a1-r-1)中,Ra’3的烴基,可列舉如,直鏈狀或支鏈狀之烷基、環狀之烴基等。
該直鏈狀之烷基,以碳數1~5為佳,以1~4為較佳,以1或2為更佳。具體而言,例如,甲基、乙基、n-丙基、n-丁基、n-戊基等。該些之中,又以甲基、乙基或n-丁基為佳,以甲基或乙基為較佳。
該支鏈狀之烷基,以碳數3~10為佳,以3~5為較佳。具體而言,異丙基、異丁基、tert-丁基、異戊基、新戊基、1,1-二乙基丙基、2,2-二甲丁基等,又以異
丙基為佳。
Ra’3為環狀之烴基時,該烴基可為脂肪族烴基亦可、芳香族烴基亦可,又,亦可為多環式基或單環式基皆可。
單環式基之脂肪族烴基,例如,以由單環鏈烷去除1個氫原子而得之基為佳。該單環鏈烷,以碳數3~6者為佳,具體而言,例如,環戊烷、環己烷等。
多環式基之脂肪族烴基,例如,以由多環鏈烷去除1個氫原子而得之基為佳,該多環鏈烷,以碳數7~12者為佳,具體而言,例如,金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等。
Ra’3之環狀之烴基為芳香族烴基時,該芳香族烴基為至少具有1個芳香環之烴基。
該芳香環,只要為具有4n+2個π電子的環狀共軛系時,並未有特別之限定,其可為單環式或多環式皆可。芳香環之碳數以5~30為佳,以5~20為較佳,以6~15為更佳,以6~12為特佳。芳香環,具體而言,例如,苯、萘、蒽、菲等之芳香族烴環;構成前述芳香族烴環的碳原子之一部份被雜原子所取代之芳香族雜環等。芳香族雜環中之雜原子,例如,氧原子、硫原子、氮原子等。芳香族雜環,具體而言,例如,吡啶環、噻吩環等。
Ra’3中之芳香族烴基,具體而言,例如,由前述芳香族烴環或芳香族雜環去除1個氫原子而得之基(芳基或雜芳基);由含有2個以上芳香環的芳香族化合物(例如聯
苯、茀等)去除1個氫原子而得之基;前述芳香族烴環或芳香族雜環的1個氫原子被伸烷基所取代之基(例如,苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等之芳基烷基等)等。前述芳香族烴環或芳香族雜環所鍵結的伸烷基之碳數,以1~4為佳,以1~2為較佳,以1為特佳。
Ra’3,與Ra’1、Ra’2之任一者鍵結形成環時,該環式基,例如,以4~7員環為佳,以4~6員環為較佳。該環式基之具體例,可列舉如,四氫吡喃基、四氫呋喃基等。
上述極性基中,保護羧基之酸解離性基,可列舉如,下述通式(a1-r-2)所表示之酸解離性基等。又,下述式(a1-r-2)所表示之酸解離性基中,經由烷基所構成者,以下,於簡便上亦稱為「三級烷酯型酸解離性基」。
Ra’4~Ra’6的烴基,可列舉如,與前述Ra’3為
相同之內容等。
Ra’4以碳數1~5之烷基為佳。Ra’5及Ra’6互相鍵結形成環時,可列舉如,下述通式(a1-r2-1)所表示之基等。又,Ra’4~Ra’6未能互相鍵結,而為獨立之烴基時,可列舉如,下述通式(a1-r2-2)所表示之基等。
式(a1-r2-1)中,Ra’10之碳數1~10之烷基,以式(a1-r-1)中Ra’3之直鏈狀或支鏈狀之烷基所列舉之基為佳。式(a1-r2-1)中,Ra’11為與Ra’10鍵結之碳原子共同形成之脂肪族環式基,以式(a1-r-1)中之Ra’3之單環式基或多環式基的脂肪族烴基所列舉之基為佳。
式(a1-r2-2)中,以Ra’12及Ra’14各自獨立表示碳數1~10之烷基為佳,該烷基以式(a1-r-1)中之Ra’3之直鏈狀或支鏈狀之烷基所列舉之基為較佳,以碳數1~5之直鏈狀烷基為更佳,以甲基或乙基為特佳。
式(a1-r2-2)中,Ra’13以式(a1-r-1)中之Ra’3的烴基所例示之直鏈狀或支鏈狀之烷基、單環式基或多環式
基的脂肪族烴基為佳。該些之中,又以Ra’3之單環式基或多環式基的脂肪族烴基所列舉之基為較佳。
前述式(a1-r2-1)所表示之基的具體例,例如以下所列舉者。*表示鍵結鍵(以下,於本說明書中皆為相同意義)。
前述式(a1-r2-2)所表示之基之具體例,例如以下所列舉之內容。
保護前述極性基中之羥基的酸解離性基,可列舉如,下述通式(a1-r-3)所表示之酸解離性基(以下,於簡便上亦稱為「三級烷基氧羰酸解離性基」等)等。
式(a1-r-3)中,Ra’7~Ra’9以各自為碳數1~5之烷基為佳,以1~3為較佳。
又,各烷基之合計之碳數,以3~7為佳,以3~5為較佳,以3~4為最佳。
結構單位(a1),可列舉如,α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代丙烯酸酯所衍生之結構單位、丙烯酸基醯胺所衍生之結構單位、羥基苯乙烯或羥基苯乙烯衍生物所衍生之結構單位的羥基中之氫原子中之至少一部份被含有前述酸分解性基之取代基所保護之結構單位、乙烯基安息香酸或乙烯基安息香酸衍生物所衍生之結構單位的-C(=O)-OH中之氫原子的之至少一部份被含有前述酸分解性基之取代基所保護之結構單位等。
結構單位(a1),於上述之中,又以由α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代的丙烯酸酯所衍生之結構單位為佳。
該結構單位(a1)之較佳具體例,可列舉如,下述通式(a1-1)或(a1-2)所表示之結構單位等。
前述式(a1-1)中,R之碳數1~5之烷基,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳,具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。碳數1~5之鹵化烷基,為前述碳數1~5之烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基。該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。
R,以氫原子、碳數1~5之烷基或碳數1~5之氟化烷基為佳,就工業上取得之容易度而言,以氫原子或甲基
為最佳。
前述式(a1-1)中,Va1之可具有醚鍵結的2價的烴基,與前述式(a0-1)中之Va0為取代基之可具有醚鍵結的2價的烴基之情形為相同之內容。
前述式(a1-2)中,Wa1中之na2+1價的烴基,可為脂肪族烴基亦可、芳香族烴基亦可。該脂肪族烴基,係指不具有芳香族性之烴基之意,其可為飽和亦可、不飽和亦可,通常以飽和者為佳。前述脂肪族烴基,可列舉如,直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基、構造中含有環的脂肪族烴基,或直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基與構造中含有環的脂肪族烴基組合而得之基等。
前述na2+1價,以2~4價為佳,以2或3價為較佳。
以下為前述式(a1-1)所表示之結構單位的具體例示。以下各式中,Rα表示氫原子、甲基或三氟甲基。
以下為前述式(a1-2)所表示之結構單位的具體例示。
(A1)成份所具有之結構單位(a1),可為1種或2種以上皆可。
(A1)成份具有結構單位(a1)時,(A1)成份中的結構單位(a1)之比例,相對於構成(A1)成份的全結構單位之合計,以1~50莫耳%為佳,以5~45莫耳%為較佳,以5~40莫耳%為更佳。
結構單位(a1)之比例為下限值以上時,可容易製得光阻圖型,且可提高感度、解析度、粗糙度之改善或EL寬容度等的微影蝕刻特性。又,為上限值以下時,可取得與其他結構單位之平衡。
本態樣之光阻組成物中,(A1)成份,除結構單位(a0)及結構單位(a1)以外,以再具有含有含內酯之環式基、含-SO2-之環式基或含碳酸酯之環式基的結構單位(a2)(但,相當於前述的結構單位(a0)或結構單位(a1)者除外)為佳。
結構單位(a2)之含內酯之環式基、含-SO2-之環式基或含碳酸酯之環式基,於(A1)成份使用於光阻膜之形成時,對於提高光阻膜對基板之密著性之目的為有效者。又,具有結構單位(a2)時,於鹼顯影製程中,於顯影時,可提高光阻膜對鹼顯影液之溶解性。
「含內酯之環式基」係指,其環骨架中含有含-O-C(=O)-之環(內酯環)的環式基。以內酯環為一個環之方式計數,僅含有內酯環之情形稱為單環式基,尚含有其他的環構造之情形,無論其構造為何,皆稱為多環式基。含內酯之環式基,可為單環式基亦可、多環式基亦可。
結構單位(a2)中之含內酯之環式基,例如,並未有特別之限定,而可使用任意的成份。具體而言例如,下述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之基等。
前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)中,Ra’21中之烷基,例如,以碳數1~6之烷基為佳。該烷基,以直鏈狀或支鏈狀為佳。具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基、己基等。該些之中,又以甲基或乙基為佳,以甲基為特佳。
Ra’21中之烷氧基,例如,以碳數1~6之烷氧基為佳。
該烷氧基,以直鏈狀或支鏈狀為佳。具體而言,例
如,與前述Ra’21中之烷基所列舉之烷基與氧原子(-O-)連結而得之基等。
Ra’21中之鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,又以氟原子為佳。
Ra’21中之鹵化烷基,可列舉如,前述Ra’21中之烷基的氫原子中之一部份或全部被前述被鹵素原子所取代之基等。該鹵化烷基,可列舉如,氟化烷基為佳,特別是以全氟烷基為佳。
Ra’21中之-COOR”、-OC(=O)R”中,R”之任一者皆為氫原子、烷基、含內酯之環式基、含碳酸酯之環式基,或含-SO2-之環式基。
R”中之烷基,可為直鏈狀、支鏈狀、環狀之任一者,又以碳數1~15為佳。
R”為直鏈狀或支鏈狀之烷基時,以碳數1~10為佳,以碳數1~5為更佳,以甲基或乙基為特佳。
R”為環狀之烷基時,以碳數3~15為佳,以碳數4~12為更佳,以碳數5~10為最佳。具體而言,例如,由可被氟原子或氟化烷基所取代亦可、未被取代亦可之單環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基;由雙環鏈烷、三環鏈烷、四環鏈烷等之多環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基等例示。更具體而言,例如,由環戊烷、環己烷等的單環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基;由金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等之多環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基等。
R”中之含內酯之環式基,可列舉如,與前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之基為相同之內容。
R”中之含碳酸酯之環式基,可列舉如,與後述含碳酸酯之環式基相同,具體而言,例如,通式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)所各別表示之基等。
R”中之含-SO2-之環式基,可列舉如,與後述含-SO2-之環式基相同,具體而言,例如,通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之基等。
Ra’21中之羥烷基,例如,以碳數1~6者為佳,具體而言,例如,前述Ra’21中之烷基的氫原子中之至少1個被羥基所取代之基等。
前述通式(a2-r-3)、(a2-r-5)中,A”中之碳數1~5之伸烷基,例如,以直鏈狀或支鏈狀之伸烷基為佳,以伸甲基、伸乙基、n-伸丙基、異伸丙基等。該伸烷基含有氧原子或硫原子時,其具體例,可列舉如,前述伸烷基的末端或碳原子間介有-O-或-S-而得之基等,例如-O-CH2-、-CH2-O-CH2-、-S-CH2-、-CH2-S-CH2-等。A”以碳數1~5之伸烷基或-O-為佳,以碳數1~5之伸烷基為較佳,以伸甲基為最佳。
下述為通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之基的具體例。
「含-SO2-之環式基」係指,其環骨架中含有含-SO2-之環的環式基之意,具體而言,-SO2-中之硫原子(S)形成為環式基的環骨架之一部份的環式基。其環骨架中以含-SO2-之環為一個環之方式計數,僅為該環之情形稱為單環式基,尚含有其他的環構造之情形,無論其構
造為何,皆稱為多環式基。含-SO2-之環式基,可為單環式基亦可、多環式基亦可。
含-SO2-之環式基,特別是其環骨架中含-O-SO2-之環式基,即以含有-O-SO2-中的-O-S-形成為環骨架的一部份之磺內酯(sultone)環之環式基為佳。
含-SO2-之環式基,更具體而言,可列舉如,下述通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之基等。
前述通式(a5-r-1)~(a5-r-4)中,A”與前述通式(a2-r-3)、(a2-r-5)中之A”為相同之內容。
Ra’51中之烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基,可列舉如,分別與前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)中之Ra’21之說明所列舉者為相同
之內容。
下述為列舉通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之基的具體例。式中的「Ac」係指乙醯基。
「含碳酸酯之環式基」係指,其環骨架中含有含-O-C(=O)-O-之環(碳酸酯環)的環式基之意。以碳酸酯環作為一個環之方式計數,僅為碳酸酯環之情形稱為單環式基、尚含有其他的環構造之情形,無論其構造為何,皆稱為多環式基。含碳酸酯之環式基,可為單環式基亦可、多環式基亦可。
含碳酸酯環之環式基,可列舉如,並未有特別限定,而可使用任意之成份。具體而言,例如,下述通式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)所各別表示之基等。
前述通式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)中,A”與前述通式(a2-r-3)、(a2-r-5)中之A”為相同之內容。
Ra’31中之烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥烷基,可列舉如,分別與前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)中之Ra’21之說明所列舉者為相同之內容。
下述為通式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)所各別表示之基的具體例。
結構單位(a2)中,又以α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代的丙烯酸酯所衍生之結構單位為佳。
該結構單位(a2),以下述通式(a2-1)所表示之結構單位為佳。
前述式(a2-1)中,R與前述為相同之內容。
Ya21的2價的連結基,例如,但並未有特別之限定,較佳可為可具有取代基2價的烴基、含雜原子之2價的連結基等。
Ya21為可具有取代基2價的烴基之情形,該烴基可為脂肪族烴基亦可、芳香族烴基亦可。
該脂肪族烴基,係指不具有芳香族性之烴基之意。該脂肪族烴基,可為飽和亦可、不飽和亦可,通常以飽和者為佳。
前述脂肪族烴基,可列舉如,直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,或構造中含有環的脂肪族烴基等。
該直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,以碳數1~10為佳,以1~6為較佳,以1~4為更佳,以1~3為最佳。
直鏈狀之脂肪族烴基,例如,以直鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,伸甲基〔-CH2-〕、伸乙基〔-(CH2)2-〕、伸三甲基〔-(CH2)3-〕、伸四甲基〔-(CH2)4-〕、伸五
甲基〔-(CH2)5-〕等。
支鏈狀之脂肪族烴基,例如,以支鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等之烷基伸甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等之烷基伸乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等之烷基伸三甲基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等之烷基伸四甲基等之烷基伸烷基等。烷基伸烷基中之烷基,例如,以碳數1~5之直鏈狀之烷基為佳。
前述直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,可具有取代基亦可、不具有取代基亦可。該取代基,可列舉如,被氟原子、氟原子所取代之碳數1~5之氟化烷基、羰基等。
該構造中含有環的脂肪族烴基,可列舉如,環構造中可含有含雜原子之取代基的環狀之脂肪族烴基(由脂肪族烴環去除2個氫原子而得之基)、前述環狀之脂肪族烴基鍵結於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基末端之基、前述環狀之脂肪族烴基介於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基中間位置之基等。前述直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,與前述為相同之內容。
環狀之脂肪族烴基,其碳數以3~20為佳,以3~12為較佳。
環狀之脂肪族烴基,可為多環式基亦可、單環式基亦可。單環式之脂環式烴基,例如,以由單環鏈烷去除2個氫原子而得之基為佳。該單環鏈烷,以碳數3~6者為佳,具體而言,例如,環戊烷、環己烷等。多環式之脂環式烴基,可列舉如,由多環鏈烷去除2個氫原子而得之基為佳,該多環鏈烷以碳數7~12者為佳,具體而言,例如,金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等。
環狀之脂肪族烴基,可具有取代基亦可、不具有取代基亦可。該取代基,可列舉如,烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基等。
作為前述取代基之烷基,例如,以碳數1~5之烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。
作為前述取代基之烷氧基,例如,以碳數1~5之烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為佳,以甲氧基、乙氧基為最佳。
作為前述取代基之鹵素原子,例如,以氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為佳。
作為前述取代基之鹵化烷基,可列舉如,前述烷基的氫原子中之一部份或全部被前述被鹵素原子所取代之基等。
環狀之脂肪族烴基,構成其環構造之碳原子的一部份
可被含雜原子之取代基所取代。該含雜原子之取代基,例如,以-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-為佳。
該芳香族烴基為至少具有1個芳香環之烴基。
該芳香環,只要為具有4n+2個π電子之環狀共軛系時,並未有特別之限定,其可為單環式或多環式皆可。芳香環之碳數以5~30為佳,以5~20為較佳,以6~15為更佳,以6~12為特佳。但,該碳數為不包含取代基中之碳數者。芳香環,具體而言,例如,苯、萘、蒽、菲等之芳香族烴環;構成前述芳香族烴環的碳原子之一部份被雜原子所取代之芳香族雜環等。芳香族雜環中之雜原子,例如,氧原子、硫原子、氮原子等。
芳香族雜環,具體而言,例如,吡啶環、噻吩環等。
芳香族烴基,具體而言,例如,由前述芳香族烴環或芳香族雜環去除2個氫原子而得之基(伸芳基或雜伸芳基);由含有2個以上芳香環的芳香族化合物(例如聯苯、茀等)去除2個氫原子而得之基;由前述芳香族烴環或芳香族雜環去除1個氫原子而得之基(芳基或雜芳基)中之1個氫原子被伸烷基所取代之基(例如,由苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等之芳基烷基中之芳基再去除1個氫原子而得之基)等。前述芳基或雜芳基所鍵結的伸烷基之碳數,以1~4
為佳,以1~2為較佳,以1為特佳。
前述芳香族烴基中,該芳香族烴基所具有的氫原子可被取代基所取代。例如該芳香族烴基中的芳香環鍵結之氫原子可被取代基所取代。該取代基,可列舉如,烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基等。
作為前述取代基之烷基,例如,以碳數1~5之烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。
作為前述取代基之烷氧基、鹵素原子及鹵化烷基,可列舉如,如取代前述環狀之脂肪族烴基所具有之氫原子的取代基所例示之內容等。
Ya21為含雜原子之2價的連結基時,該連結基中較佳者,例如,-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(H亦可被烷基、醯基等的取代基所取代)、-S-、-S(=O)2-、-S(=O)2-O-、通式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-或-Y21-S(=O)2-O-Y22-所表示之基〔式中,Y21及Y22各自獨立表示可具有取代基2價的烴基,O為氧原子,m”為0~3之整數〕等。
前述含有雜原子之2價的連結基為-C(=O)-NH-、-C(=O)-NH-C(=O)-、-NH-、-NH-C(=NH)-時,該H可被烷基、醯基等的取代基所取代。該取代基(烷基、醯基等),以碳數1~10為佳,以1~8為更佳,以1~5為特
佳。
通式-Y21-O-Y22-、-Y21-O-、-Y21-C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21-、-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-、-Y21-O-C(=O)-Y22-或-Y21-S(=O)2-O-Y22-中,Y21及Y22各自獨立表示可具有取代基2價的烴基。該2價的烴基,可列舉如,與前述2價的連結基中之說明所列舉者(可具有取代基2價的烴基)為相同之內容。
Y21以直鏈狀之脂肪族烴基為佳,以直鏈狀之伸烷基為較佳,以碳數1~5之直鏈狀之伸烷基為更佳,以伸甲基或伸乙基為特佳。
Y22以直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基為佳,以伸甲基、伸乙基或烷基伸甲基為較佳。該烷基伸甲基中之烷基,以碳數1~5之直鏈狀之烷基為佳,以碳數1~3之直鏈狀之烷基為較佳,以甲基為最佳。
式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-所表示之基中,m”為0~3之整數,又以0~2之整數為佳,以0或1為較佳,以1為特佳。即,式-[Y21-C(=O)-O]m”-Y22-所表示之基,例如,以式-Y21-C(=O)-O-Y22-所表示之基為特佳。其中,又以式-(CH2)a’-C(=O)-O-(CH2)b’-所表示之基為佳。該式中,a’為1~10之整數,以1~8之整數為佳,以1~5之整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。b’為1~10之整數,以1~8之整數為佳,以1~5之整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。
Ya21以單鍵、酯鍵結〔-C(=O)-O-〕、醚鍵結
(-O-)、直鏈狀或支鏈狀之伸烷基,或該些之組合為佳。
前述式(a2-1)中,Ra21為含內酯之環式基、含-SO2-之環式基或含碳酸酯之環式基。
Ra21中之含內酯之環式基、含-SO2-之環式基、含碳酸酯之環式基,分別以前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之基、通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之基、通式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)所各別表示之基為較佳之例示。
其中,又以含內酯之環式基或含-SO2-之環式基為佳,以前述通式(a2-r-1)、(a2-r-6)或(a5-r-1)所各別表示之基為較佳,以前述通式(a2-r-6)或(a5-r-1)所各別表示之基為特佳。
具體而言,以前述化學式(r-lc-1-1)~(r-lc-1-7)、(r-lc-6-1)、(r-sl-1-1)、(r-sl-1-18)所各別表示之各別之基為較佳。
(A1)成份具有之結構單位(a2),可為1種或2種以上皆可。
(A1)成份具有結構單位(a2)時,結構單位(a2)之比例,相對於構成該(A1)成份之全結構單位的合計,以1~80莫耳%為佳,以10~70莫耳%為較佳,以10~65莫耳%為更佳,以10~60莫耳%為特佳。
結構單位(a2)之比例為較佳之下限值以上時,含有結構單位(a2)時可得到充份之效果,又,為較佳上限值
以下時,可取得與其他結構單位之平衡,而可使各種微影蝕刻特性及圖型形狀良好。
結構單位(a3)為含有含極性基之脂肪族烴基之結構單位(但,相當於上述結構單位(a0)、(a1)或(a2)者除外)。
(A1)成份具有結構單位(a3)時,可提高(A)成份之親水性,且可期待解析度之提升。
極性基,可列舉如,羥基、氰基、羧基、烷基中之氫原子之一部份被氟原子所取代之羥烷基等,特別是以羥基為佳。
脂肪族烴基,可列舉如,碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烴基(較佳為伸烷基),或環狀之脂肪族烴基(環式基)等。該環式基,可列舉如,可為單環式基或多環式基皆可,例如可由ArF準分子雷射用光阻組成物用之樹脂中,被多數提案之內容中適當地選擇使用。該環式基以多環式基為佳,以碳數7~30為較佳。
其中,又以由含有羥基、氰基、羧基,或烷基中之氫原子之一部份被氟原子所取代之羥烷基的脂肪族多環式基的丙烯酸酯所衍生之結構單位為較佳。該多環式基,可列舉如,由雙環鏈烷、三環鏈烷、四環鏈烷等去除2個以上氫原子而得之基等例示。具體而言,例如由金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等多環鏈烷去除2個
以上氫原子而得之基等。該些多環式基之中,又以由金剛烷去除2個以上氫原子而得之基、由降莰烷去除2個以上氫原子而得之基、由四環十二烷去除2個以上氫原子而得之基,就工業上為較佳。
結構單位(a3),只要為含有極性基之脂肪族烴基時,並未有特別限定,而可使用任意之成份。
結構單位(a3),以α位的碳原子所鍵結之氫原子可被取代基所取代之丙烯酸酯所衍生之結構單位,且含有含極性基之脂肪族烴基的結構單位為佳。
結構單位(a3),其含有極性基之脂肪族烴基中之烴基為碳數1~10之直鏈狀或支鏈狀之烴基時,以由丙烯酸之羥基乙酯所衍生之結構單位為佳,該烴基為多環式基時,例如,以下述式(a3-1)所表示之結構單位、式(a3-2)所表示之結構單位、式(a3-3)所表示之結構單位為佳。
式(a3-1)中,j以1或2為佳,以1為更佳。j為2時,羥基以鍵結於金剛烷基之3位與5位者為佳。j為1時,羥基以鍵結於金剛烷基之3位者為佳。
j以1為佳,以羥基鍵結於金剛烷基之3位者為特佳。
式(a3-2)中,k以1為佳。氰基以鍵結於降莰基之5位或6位者為佳。
式(a3-3)中,t’以1為佳。l以1為佳。s以1為佳。該些以於丙烯酸之羧基的末端鍵結2-降莰基或3-降莰基者為佳。氟化烷醇,以鍵結於降莰基之5或6位者為佳。
(A1)成份具有之結構單位(a3),可為1種或2種以上皆可。
(A1)成份具有結構單位(a3)時,相對於構成該(A1)成份之全結構單位的合計,以5~50莫耳%為佳,以5~40莫耳%為較佳,以5~35莫耳%為更佳。
結構單位(a3)之比例為較佳之下限值以上時,含有結構單位(a3)時,可得到充份之效果,又,於較佳之上限值以下時,容易取得與其他結構單位之平衡。
結構單位(a4)為含有非酸解離性之脂肪族環式基之結構單位。
(A1)成份具有結構單位(a4)時,可提高所形成的光阻圖型之乾蝕刻耐性。又,亦可提高(A)成份之疏水性。疏水性之提高,特別是溶劑顯影製程時,可期待解析度、光阻圖型形狀等之提升。
結構單位(a4)中之「非酸解離性環式基」為,於經由曝光而於該光阻組成物中產生酸時(例如,由後述(B)成份產生酸時),即使該酸產生作用時也不會解離,而殘留於該結構單位中之環式基。
結構單位(a4),例如以含有非酸解離性之脂肪族環式基的丙烯酸酯所衍生之結構單位等為佳。該環式基,可使用ArF準分子雷射用、KrF準分子雷射用(較佳為ArF準分子雷射用)等的光阻組成物之樹脂成份所使用的以往已知的多數成份。
特別是,由三環癸基、金剛烷基、四環十二烷基、異莰基、降莰基所選出之至少1種,就工業上容易取得之觀點而為較佳。該些多環式基,可具有碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基作為取代基。
結構單位(a4),具體而言,例如,下述通式(a4-1)~(a4-7)所各別表示之結構單位。
(A1)成份具有之結構單位(a4),可為1種或2種以上皆可。
(A1)成份具有結構單位(a4)時,結構單位(a4)之比例,相對於構成該(A1)成份之全結構單位的合計,以1~30莫耳%為佳,以3~20莫耳%為較佳。
結構單位(a4)之比例為較佳之下限值以上時,含有結構單位(a4)時,可得到充份之效果,又,為較佳之上限值以下時,容易取得與其他結構單位之平衡。
本態樣之光阻組成物中,(A)成份為含有具有結構單位(a0)之高分子化合物(A1)者。
該(A1)成份,以具有結構單位(a0)與結構單位(a1)之高分子化合物為佳。
該(A1)成份,具體而言,可列舉如,結構單位(a0)與結構單位(a1)之重複構造所形成之高分子化合物、結構單位(a0)與結構單位(a1)與結構單位(a2)之重複構造所形成之高分子化合物、結構單位(a0)與結構單位(a1)與結構單位(a3)之重複構造所形成之高分
子化合物、結構單位(a0)與結構單位(a1)與結構單位(a2)與結構單位(a3)之重複構造所形成之高分子化合物等例示。
(A1)成份之質量平均分子量(Mw)(凝膠滲透色層分析(GPC)之聚苯乙烯換算基準),並未有特別限定之內容,又以1000~500000左右為佳,以3000~50000左右為較佳。
(A1)成份之Mw於該範圍之較佳上限值以下時,作為光阻使用時,對於光阻溶劑可得到充份的溶解性,於該範圍之較佳下限值以上時,可得到良好的耐乾蝕刻性或光阻圖型之截面形狀。
(A1)成份之分散度(Mw/Mn),並未有特別之限定,又以1.0~4.0左右為佳,以1.0~3.0左右為較佳,以1.5~2.5左右為特佳。又,Mn表示數平均分子量。
(A1)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
(A)成份中的(A1)成份之比例,相對於(A)成份之總質量,以25質量%以上為佳,以50質量%以上為較佳,以75質量%以上為更佳,亦可為100質量%。該比例為25質量%以上時,可容易形成高感度化,或低粗糙度以外,亦具有其他優良微影蝕刻特性之光阻圖型。
(A1)成份,可將衍生各結構單位之單體溶解於聚合
溶劑中,將例如偶氮雙異丁腈(AIBN)、二甲基2,2’-偶氮雙異丁酸酯(例如V-601等)等的自由基聚合起始劑加入其中,進行聚合而可製得。
又,聚合時,經合併使用例如HS-CH2-CH2-CH2-C(CF3)2-OH等鏈移轉劑時,可於末端導入-C(CF3)2-OH基。如上所述,導入烷基中之氫原子之一部份被氟原子所取代之羥烷基而得之共聚物,對於降低顯影缺陷或降低LER(線路邊緣粗糙度:線路側壁之不均勻凹凸)為有效。
聚合溶劑可使用公知的溶劑,例如,醚(二乙醚、丙二醇單甲醚等的二醇醚類等之鏈狀醚;四氫呋喃、二噁烷等的環狀醚等)、酯(乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯等的二醇醚酯類等)、酮(丙酮、甲基乙酮、甲基異丁酮、環己酮等)、醯胺(N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等)、亞碸(二甲基亞碸等)、醇(甲醇、乙醇、丙醇等)、烴(苯、甲苯、二甲苯等之芳香族烴;己烷等的脂肪族烴、環己烷等的脂環式烴等)或該些之混合溶劑。
聚合起始劑,可使用公知的聚合起始劑。
聚合溫度,例如可於30~150℃左右之範圍進行適當之選擇。
本態樣之光阻組成物中,(A)成份可與不相當於前述(A1)成份的經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變
化的基材成份(以下,亦稱為「(A2)成份」)合併使用。
(A2)成份,並未有特別之限定,其可由作為化學增幅型光阻組成物用基材成份的以往已知的多數成份(例如ArF準分子雷射用、KrF準分子雷射用(較佳為ArF準分子雷射用)等的基底樹脂)中任意選擇使用。(A2)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上組合使用亦可。
本態樣之光阻組成物中,(A)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
本態樣之光阻組成物中,(A)成份之含量可配合所欲形成之光阻膜厚等進行調整即可。
(D)成份為酸擴散控制劑成份。
「酸擴散控制劑成份」係指,於光阻組成物中,可捕集經由曝光而產生之酸的作為抑制劑(酸擴散控制劑)之作用者。
本態樣之光阻組成物所使用的(D)成份為,含有共軛酸的酸解離常數(pKa)未達3之化合物(D1)(以下,亦稱為「(D1)成份」)。
(D)成份,為至少使用(D1)成份,亦可與該(D1)成份以外的酸擴散控制劑成份(以下,亦稱為「(D2)成份」)合併使用。
(D1)成份為共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3之化合物。該(D1)成份與上述(A1)成份合併使用時,可提高光阻組成物之存放安定性,此外,亦可降低粗糙度並可提高其他的微影蝕刻特性。
(D1)成份之共軛酸之酸解離常數(pKa)為未達3,較佳為共軛酸之pKa為0.4以上、未達3,更佳為共軛酸之pKa為1.0~2.95,特佳為共軛酸之pKa為1.5~2.90。
(D1)成份之共軛酸的pKa未達上限值時,可確保其存放安定性。又,(D1)成份之共軛酸的pKa為較佳之下限值以上時,可降低粗糙度並可提高其他的微影蝕刻特性。
本發明中之「酸解離常數(pKa)」,係指作為標示對象物質的酸強度之指標的一般使用之常數。
該(D1)成份之共軛酸之pKa,可依通常方法測定而求得。又,亦可使用「ACD/Labs」(商品名、Advanced Chemistry Development公司製)等的公知的軟體所得之計算值。
較佳之(D1)成份,例如,共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3之下述通式(d1)所表示之化合物。
前述式(d1)中,Rd1為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基。
可具有取代基之環式基:該環式基以環狀之烴基為佳,該環狀之烴基可為芳香族烴基亦可、脂肪族烴基亦可。脂肪族烴基,係指不具有芳香族性之烴基之意。又,脂肪族烴基,可為飽和亦可、不飽和亦可,通常以飽和者為佳。
Rd1中之芳香族烴基為具有芳香環之烴基。該芳香族烴基之碳數以3~30為佳,以5~30為較佳,以5~20為更佳,以6~15為特佳,以6~10為最佳。但,該碳數為不包含取代基中之碳數者。
Rd1中之具有芳香族烴基之芳香環,具體而言,可列舉如,苯、茀、萘、蒽、菲、聯苯,或構成該些之芳香環的碳原子之一部份被雜原子所取代之芳香族雜環等。芳香
族雜環中之雜原子,例如,氧原子、硫原子、氮原子等。
Rd1中之芳香族烴基,具體而言,可列舉如,由前述芳香環去除1個氫原子而得之基(芳基:例如,苯基、萘基等)、前述芳香環中之1個氫原子被伸烷基所取代之基(例如,苄基、苯乙基、1-萘基甲基、2-萘基甲基、1-萘基乙基、2-萘基乙基等之芳基烷基等)等。前述伸烷基(芳基烷基中之烷基鏈)之碳數,以1~4為佳,以1~2為較佳,以1為特佳。
該些之中,以Rd1中之芳香族烴基,例如苯基或萘基為較佳。
Rd1中之環狀之脂肪族烴基,可列舉如,構造中含有環的脂肪族烴基等。
該構造中含有環的脂肪族烴基,可列舉如,脂環式烴基(由脂肪族烴環去除1個氫原子而得之基)、脂環式烴基鍵結於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基末端之基、脂環式烴基介於直鏈狀或支鏈狀脂肪族烴基中間位置之基等。
前述脂環式烴基,其碳數以3~20為佳,以3~12為較佳。
前述脂環式烴基,可為多環式基亦可、單環式基亦可。單環式之脂環式烴基,例如,以由單環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基為佳。該單環鏈烷,以碳數3~6者為佳,具體而言,例如,環戊烷、環己烷等。多環式之脂環式烴基,例如,以由多環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基為佳,該多環鏈烷,例如以碳數7~30者為佳。
其中,該多環鏈烷,又以金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等的具有交聯環系之多環式骨架的多環鏈烷;具有膽固醇骨架之環式基等的具有縮合環系之多環式骨架的多環鏈烷為較佳。
上述之中,又以由Rd1之環狀之脂肪族烴基,例如由單環鏈烷或多環鏈烷去除1個以上之氫原子而得之基為佳,以由多環鏈烷去除1個氫原子而得之基為較佳,以金剛烷基、降莰基為特佳,以金剛烷基為最佳。
可與脂環式烴基鍵結之直鏈狀或支鏈狀之脂肪族烴基,以碳數1~10為佳,以1~6為較佳,以1~4為更佳,以1~3為最佳。
直鏈狀之脂肪族烴基,例如,以直鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,伸甲基[-CH2-]、伸乙基[-(CH2)2-]、伸三甲基[-(CH2)3-]、伸四甲基[-(CH2)4-]、伸五甲基[-(CH2)5-]等。
支鏈狀之脂肪族烴基,例如,以支鏈狀之伸烷基為佳,具體而言,例如,-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等之烷基伸甲基;-CH(CH3)CH2-、-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-、-C(CH2CH3)2-CH2-等之烷基伸乙基;-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等之烷基伸三甲基;-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等之烷基伸四甲基等之烷基伸烷基等。烷基伸烷基中之烷基,例如,以碳數1~5之直鏈狀之烷基為佳。
又,Rd1中之環狀之烴基,可含有雜環等的雜原子。具體而言,可列舉如,前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之含內酯之環式基、前述通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之含-SO2-之環式基、其他下述化學式(r-hr-1)~(r-hr-16)所各別表示之雜環式基等。
Rd1之環式基中之取代基,可列舉如,烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基等。
作為取代基之烷基,可列舉如,碳數1~5之烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。
作為取代基之烷氧基,可列舉如,碳數1~5之烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為較佳,以甲氧基、乙氧基為最佳。
作為取代基之鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為佳。
作為取代基之鹵化烷基,可列舉如,碳數1~5之烷
基,例如甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基等的氫原子之一部或全部被前述被鹵素原子所取代之基等。
作為取代基之羰基,為取代構成環狀之烴基的伸甲基(-CH2-)之基。
可具有取代基之鏈狀之烷基:Rd1之鏈狀烷基,可列舉如,直鏈狀或支鏈狀之任一者皆可。
直鏈狀之烷基,例如,以碳數1~20為佳,以碳數1~15為較佳,以碳數1~11為特佳,以碳數1~5為最佳。具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、異十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、異十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基等。
支鏈狀之烷基,例如,以碳數3~20為佳,以碳數3~15為較佳,以碳數3~10為最佳。具體而言,例如,1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲丁基、2-甲丁基、3-甲丁基、1-乙丁基、2-乙丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等。
該些之中,Rd1中之鏈狀之烷基,例如,以碳數1~10為佳,具體而言,例如,以甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等的直鏈狀之烷基;1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲丁基、2-甲丁基、3-甲丁基、1-乙丁基、2-乙丁基、1-甲基
戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等的支鏈狀之烷基為佳。
可具有取代基之鏈狀之烯基:Rd1之鏈狀之烯基,例如,可為直鏈狀或支鏈狀之任一者皆可,又以碳數2~10為佳,以2~5為較佳,以2~4為更佳,以3為特佳。直鏈狀之烯基,可列舉如,乙烯基、丙烯基(烯丙基)、丁烯基等。支鏈狀之烯基,可列舉如,1-甲基乙烯基、2-甲基乙烯基、1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基等。
上述之中,Rd1中之鏈狀烯基,例如,以直鏈狀之烯基為佳,以乙烯基、丙烯基為較佳,以乙烯基為特佳。
Rd1之鏈狀之烷基或烯基中之取代基,可列舉如,烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基、胺基、上述Rd1中之環式基等。
上述之中,Rd1又以可具有取代基芳香族烴基、可具有取代基之脂肪族環式基,或可具有取代基之鏈狀之烷基為佳,以可具有取代基芳香族烴基、可具有取代基之鏈狀之烷基為較佳。
該些之基所可具有的取代基,較佳為羥基、氧雜基、烷基、芳基、氟原子、氟化烷基、上述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之含內酯之環式基、醚鍵結、酯鍵結,或該些之組合等。含有作為取代基之醚鍵結或酯鍵結時,可介由伸烷基鍵結,該情形之取代基,例如,以後述通式(y-al-1)~(y-al-5)所各別表示之連結
基為佳。
通式(d1)所表示之化合物的較佳陰離子部(Rd1-C(=O)-O-),可列舉如(i)Rd1為含有羥基安息香酸骨架之芳香環,且該芳香環具有的氫原子中之至少1個被具有鹵素原子之基所取代之陰離子,或,(ii)Rd1為直鏈狀之烷基,且該烷基具有的氫原子中之至少1個被具有鹵素原子之基所取代之陰離子等。
該些之中,就更容易使微影蝕刻特性向上提升之觀點,以(i)之陰離子為特佳,以共軛酸之pKa趨近於3者為佳。
(i)Rd1為含有羥基安息香酸骨架之芳香環,且該芳香環具有的氫原子中之至少1個被具有鹵素原子之基所取代之陰離子:其中,所稱之「羥基安息香酸骨架」係指,下述化學式(hba)所表示之結構。苯環鍵結之-COO-與-OH之相互鍵結位置,可為鄰位、對位、間位之任一者皆可,又以鄰位為佳。
Rd1中之芳香環,只要具有(4n+2)個π電子的環狀共軛系時,並未有特別之限定,其可為單環式或多環式皆可。芳香環之碳數以5~30為佳,以5~20為較佳,以6~15為更佳,以6~12為特佳。
芳香環,具體而言,可列舉如,苯、萘、蒽、菲等之芳香族烴環;構成前述芳香族烴環的碳原子之一部份被雜原子所取代之芳香族雜環等。芳香族雜環中之雜原子,可列舉如,氧原子、硫原子、氮原子等。芳香族雜環,具體而言,例如,吡啶環、噻吩環等。
該些之中,芳香環既可使本發明之效果更為提高之觀點,以芳香族烴環為佳,以苯、萘為較佳,以苯(即,羥基安息香酸骨架本身)為特佳。
取代芳香環具有的氫原子之「具有鹵素原子之基」,可僅為鹵素原子、鹵化烷基等。
鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,該些之中,就疏水性之觀點,以氟原子為佳。
鹵化烷基,可列舉如,烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基,該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。
其中之烷基,以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為較佳。
較佳之(i)之陰離子,可列舉如,下述化學式(d1-a)所表示之陰離子。
前述式(d1-a)中,Rh之具有鹵素原子之基,可列舉如,僅為氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等的鹵素原子,或鹵化烷基。
(i)之陰離子之具體例,例如以下所列舉之內容。
又,其中一併列出使用「Software V11.02(1994-2013 ACD/Labs)」(商品名、Advanced Chemistry Development公司製)所算出之共軛酸的pKa。
(ii)Rd1為直鏈狀之烷基,且該烷基具有的氫原子中之至少1個被具有鹵素原子之基所取代之陰離子:Rd1中之直鏈狀之烷基之碳數,以1~11為佳,以碳數1~8為較佳,以碳數1~4為更佳。
取代該烷基具有的氫原子之「具有鹵素原子之基」,可列舉如,僅為鹵素原子、鹵化烷基等。
鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,該些之中,就疏水性之觀點,以氟原子為佳。
鹵化烷基,可列舉如,烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基,該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。其中,烷基以碳數1~5之烷基為佳,以碳數1~5之直鏈
狀或支鏈狀之烷基為較佳。
較佳之(ii)之陰離子,可列舉如,Rd1中之碳數1~11之直鏈狀之烷基具有的氫原子中之至少1個被氟原子所取代之陰離子,該烷基之碳數以1~7為佳,以該烷基具有的全部氫原子被氟原子所取代之氟化烷基(直鏈狀之全氟烷基)之陰離子為特佳。
(ii)之陰離子之具體例,例如以下所列舉之內容。
又,其中一併列出使用「Software V11.02(1994-2013 ACD/Labs)」(商品名、Advanced Chemistry Development公司製)所算出之共軛酸的pKa。
前述式(d1)中,m為1以上之整數,Mm+為m價的有機陽離子。
Mm+中之有機陽離子,以鎓陽離子為佳,以鋶陽離子、錪陽離子為較佳。
較佳之(Mm+)1/m(陽離子部),可列舉如,下述通式(ca-1)~(ca-4)所各別表示之有機陽離子等。
R201~R207,及R211~R212中之芳基,可列舉如,碳數6~20之無取代之芳基等,又以苯基、萘基為佳。
R201~R207,及R211~R212中之烷基,可列舉如,鏈狀或環狀之烷基,又以碳數1~30者為佳。
R201~R207,及R211~R212中之烯基,例如,以碳數為2~10為佳。
R201~R207,及R210~R212所可具有的取代基,可列
舉如,烷基、鹵素原子、鹵化烷基、羰基、氰基、胺基、芳基、下述通式(ca-r-1)~(ca-r-7)所各別表示之基等。
R’201之可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,除與上述式(d1)中之Rd1為相同之內容以外,可具有取代基之環式基或可具有取代基之鏈狀之烷基,又例如與上述式(a1-r-2)所表示之酸解離性基為相同之內容。
R201~R203、R206~R207、R211~R212,相互鍵結並與式中的硫原子共同形成環之情形,其可介由硫原子、氧原子、氮原子等的雜原子,或羰基、-SO-、-SO2-、-SO3-、-COO-、-CONH-或-N(RN)-(該RN為碳數1~5之烷基)等的官能基而鍵結。所形成之環,為式中的
硫原子包含於該環骨架中之1個的環,其包含硫原子,以3~10員環為佳,以5~7員環為特佳。所形成的環之具體例,可列舉如,噻吩環、噻唑環、苯併噻吩環、噻蒽環、苯併噻吩環、二苯併噻吩環、9H-硫環、9-氧硫環、噻蒽環、啡噁噻環、四氫噻吩鎓環、四氫硫代吡喃鎓環等。
R208~R209,分別獨立表示氫原子或碳數1~5之烷基,以氫原子或碳數1~3之烷基為佳,為烷基時,其可相互鍵結形成環。
R210為,可具有取代基之芳基、可具有取代基之烷基、可具有取代基之烯基,或可具有取代基之含-SO2-之環式基。
R210中之芳基,可列舉如,碳數6~20之無取代之芳基等,又以苯基、萘基為佳。
R210中之烷基,可列舉如,鏈狀或環狀之烷基,又以碳數1~30者為佳。
R210中之烯基,可列舉如,碳數為2~10為佳。
R210中,可具有取代基之含-SO2-之環式基,例如,以「含-SO2-之多環式基」為佳,以上述通式(a5-r-1)所表示之基為較佳。
Y201,分別獨立表示為伸芳基、伸烷基或伸烯基。
Y201中之伸芳基,例如,由上述式(d1)中之Rd1中之芳香族烴基所例示之芳基去除1個氫原子而得之基等。
Y201中之伸烷基、伸烯基,例如,由上述式(d1)中之Rd1中之鏈狀之烷基、鏈狀之烯基所例示之基去除1個氫原子而得之基等。
前述式(ca-4)中,x為1或2。
W201,為(x+1)價,即2價或3價的連結基。
W201中之2價的連結基,例如,以可具有取代基2價的烴基為佳,例如與上述通式(a2-1)中之Ya21相同之可具有取代基2價的烴基等例示。W201中之2價的連結基,可為直鏈狀、支鏈狀、環狀中任一者皆可,又以環狀為佳。其中,又以於伸芳基的兩端組合2個羰基而得之基為佳。伸芳基,可列舉如,伸苯基、伸萘基等,又以伸苯基為特佳。
W201中之3價的連結基,可列舉如,由前述W201中之2價的連結基去除1個氫原子而得之基、前述2價的連結基再鍵結前述2價的連結基而得之基等。W201中之3價的連結基,例如,以伸芳基鍵結2個羰基而得之基為佳。
前述式(ca-1)所表示之較佳陽離子,具體而言,可列舉如,下述式(ca-1-1)~(ca-1-67)所各別表示之陽離子等。
前述式(ca-2)所表示之較佳陽離子,具體而
言,例如,二苯基錪陽離子、雙(4-tert-丁基苯基)錪陽離子等。
前述式(ca-3)所表示之較佳陽離子,具體而言,例如,下述式(ca-3-1)~(ca-3-6)所各別表示之陽離子等。
前述式(ca-4)所表示之較佳陽離子,具體而言,例如,下述式(ca-4-1)~(ca-4-2)所各別表示之陽離子等。
上述之中,(Mm+)1/m(陽離子部)又以通式
(ca-1)所表示之陽離子為佳,以式(ca-1-1)~(ca-1-67)所各別表示之陽離子為較佳。
特佳之(D1)成份,可列舉如,下述通式(d1-10)所表示之化合物等。
以下將列舉適當的(D1)成份之具體例。
又,其中一併列出使用「Software V11.02(1994-2013 ACD/Labs)」(商品名、Advanced Chemistry Development公司製)所算出之共軛酸的pKa。
化合物(d1-11):pKa2.45
化合物(d1-12):pKa2.85
化合物(d1-13):pKa2.68
化合物(d1-14):pKa2.68
化合物(d1-15):pKa1.53
化合物(d1-16):pKa2.45
本態樣之光阻組成物中,(D1)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
本態樣之光阻組成物中,(D1)成份之含量,相對於(A)成份100質量份,以0.5~10質量份為佳,以0.5~8質量份為較佳,以1~8質量份為更佳。
(D1)成份之含量為前述較佳下限值以上時,容易提高光阻組成物之存放安定性。此外,除可降低粗糙度以
外,亦容易提高其他的微影蝕刻特性。又,為較佳之上限值以下時,可維持良好的感度,亦具有優良的產率。
本態樣之光阻組成物,於無損害本發明效果之範圍,可含有(D1)成份以外的酸擴散控制劑成份(以下,亦稱為「(D2)成份」)。
(D2)成份,例如,經由曝光而分解而失去酸擴散控制性之光崩壞性鹼(D21)(以下,亦稱為「(D21)成份」)、不相當於該(D21)成份的含氮有機化合物(D22)(以下,亦稱為「(D22)成份」)等。
(D21)成份,以由下述通式(d2-2)所表示之化合物(以下,亦稱為「(d2-2)成份」)及下述通式(d2-3)所表示之化合物(以下,亦稱為「(d2-3)成份」)所成之群所選出的1種以上之化合物為佳。
(d2-2)~(d2-3)成份,於光阻膜的曝光部中不具有作為會分解而失去酸擴散控制性(鹼性)之抑制劑之作用,於未曝光部中具有作為抑制劑之作用。
式(d2-2)中,Rd2為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,可列舉如,與前述式(d1)中之Rd1為相同之內容等。
但,Rd2中,S原子鄰接之碳原子並不與氟原子鍵結(未被氟所取代)者。因此,可使(d2-2)成份之陰離子形成適度弱酸的陰離子,而提高(D2)成份之抑制能力。
Rd2,以可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之脂肪族環式基為佳。鏈狀之烷基,可列舉如,以碳數1~10為佳,以3~10為較佳。脂肪族環式基,可列舉如,以由金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等去除1個以上的氫原子而得之基(可具有取代基);
以由樟腦等去除1個以上的氫原子而得之基為較佳。
Rd2的烴基可具有取代基,該取代基,可列舉如,與前述式(d1)之Rd1中之烴基(芳香族烴基、脂肪族環式基、鏈狀之烷基)所可具有的取代基為相同之內容。
以下為(d2-2)成份之陰離子部的較佳具體例示。
式(d2-2)中,m為1以上之整數,Mm+為m價的有
機陽離子。
Mm+之有機陽離子,可列舉如,與前述通式(ca-1)~(ca-4)所各別表示之陽離子為相同之內容,又以前述通式(ca-1)所表示之陽離子為較佳,以前述式(ca-1-1)~(ca-1-67)所各別表示之陽離子為更佳。
(d2-2)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上組合使用亦可。
式(d2-3)中,Rd3為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,可列舉如,與前述式(d1)中之Rd1為相同之內容等,又以含有氟原子之環式基、鏈狀之烷基,或鏈狀之烯基為佳。其中,又以氟化烷基為佳,以與前述Rd1之氟化烷基為相同之內容為較佳。
式(d2-3)中,Rd4為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,可列舉如,與前述式(d1)中之Rd1為相同之內容。
其中,又以可具有取代基之烷基、烷氧基、烯基、環式基為佳。
Rd4中之烷基,以碳數1~5之直鏈狀或支鏈狀之烷基為佳,具體而言,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、n-
丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。Rd4之烷基中之氫原子之一部份可被羥基、氰基等所取代。
Rd4中之烷氧基,以碳數1~5之烷氧基為佳,碳數1~5之烷氧基,具體而言,可列舉如,甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基等。其中,又以甲氧基、乙氧基為佳。
Rd4中之烯基,可列舉如,與上述式(d1)中之Rd1為相同之內容,又以乙烯基、丙烯基(烯丙基)、1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基為佳。該些之基再具有取代基時,可具有碳數1~5之烷基或碳數1~5之鹵化烷基。
Rd4中之環式基,可列舉如,與上述式(d1)中之Rd1為相同之內容,又以由環戊烷、環己烷、金剛烷、降莰烷、異莰烷、三環癸烷、四環十二烷等的環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之脂環式基,或,苯基、萘基等之芳香族基為佳。Rd4為脂環式基時,因光阻組成物可充份地溶解於有機溶劑中,故具有良好的微影蝕刻特性。又,Rd4為芳香族基時,於使用EUV等作為曝光光源的微影蝕刻中,該光阻組成物具有優良的光吸收效率、良好的感度或微影蝕刻特性。
式(d2-3)中,Yd1為單鍵或2價的連結基。
Yd1中之2價的連結基,例如,但並未有特別之限定,為可具有取代基2價的烴基(脂肪族烴基、芳香族烴基)、含雜原子之2價的連結基等。該些可列舉如,與上
述式(a2-1)中之Ya21中之2價的連結基之說明中所列舉之可具有取代基2價的烴基、含雜原子之2價的連結基為相同之內容。
Yd1,以羰基、酯鍵結、醯胺鍵結、伸烷基或該些之組合為佳。伸烷基,可列舉如,以直鏈狀或支鏈狀之伸烷基為較佳,以伸甲基或伸乙基為更佳。
以下為(d2-3)成份之陰離子部的較佳具體例示。
式(d2-3)中,Mm+為m價的有機陽離子,與前述式(d2-2)中之Mm+為相同之內容。
(d2-3)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上組合使用亦可。
本態樣之光阻組成物中,(D21)成份,可僅使用上述(d2-2)或(d2-3)成份之任一種,或將2種以上組合使用亦可。
含有光阻組成物為(D21)成份時,(D21)成份之
含量,相對於(A)成份100質量份,以0.5~10質量份為佳,以0.5~8質量份為較佳,以1~8質量份為更佳。
(D21)成份之含量為較佳下限值以上時,特別是容易得到良好微影蝕刻特性及光阻圖型形狀。又,為上限值以下時,可維持良好的感度,亦具有優良的產率。
前述(d2-2)成份之製造方法,並未有特別之限定,其可依公知的方法予以製造。
又,(d2-3)成份之製造方法,並未有特別之限定,例如,可依與US2012-0149916號公報所記載之相同方法製造。
(D22)成份,只要為具有作為酸擴散控制劑之機能,且,不相當於(D1)成份及(D21)成份時,並未有特別之限定,其可任意使用公知的成份。其中,又以脂肪族胺為佳,該些之中,特別是以二級脂肪族胺或三級脂肪族胺為較佳。
脂肪族胺,為具有1個以上之脂肪族基之胺,該脂肪族基之碳數以1~12為佳。
脂肪族胺,可列舉如,氨NH3之氫原子中之至少1個被碳數12以下之烷基或羥烷基所取代之胺(烷胺或烷醇胺)或環式胺。
烷胺及烷醇胺之具體例,可列舉如,n-己胺、n-庚胺、n-辛胺、n-壬胺、n-癸胺等的單烷胺;二乙胺、二-n-丙胺、二-n-庚胺、二-n-辛胺、二環己胺等的二烷胺;三甲胺、三乙胺、三-n-丙胺、三-n-丁胺、三-n-戊胺、三-n-己胺、三-n-庚胺、三-n-辛胺、三-n-壬胺、三-n-癸胺、三-n-十二烷胺等的三烷胺;二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、二-n-辛醇胺、三-n-辛醇胺等之烷醇胺等。該些之中,又以碳數5~10之三烷胺為更佳,以三-n-戊胺或三-n-辛胺為特佳。
環式胺,例如,含有作為雜原子的氮原子之雜環化合物等。該雜環化合物,例如,可為單環式者(脂肪族單環式胺)或多環式者(脂肪族多環式胺)亦可。
脂肪族單環式胺,具體而言,例如,哌啶、哌嗪等。
脂肪族多環式胺,以碳數6~10者為佳,具體而言,例如,1,5-二氮雜雙環〔4.3.0〕-5-壬烯、1,8-二氮雜雙環〔5.4.0〕-7-十一烯、六甲基四胺、1,4-二氮雜雙環〔2.2.2〕辛烷等。
其他的脂肪族胺,可列舉如,三(2-甲氧基甲氧基乙基)胺、三{2-(2-甲氧基乙氧基)乙基}胺、三{2-(2-甲氧基乙氧基甲氧基)乙基}胺、三{2-(1-甲氧基乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧基乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧基丙氧基)乙基}胺、三〔2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基〕胺、三乙醇胺三乙酸酯等,又以三乙醇胺三乙酸酯為佳。
又,(D22)成份亦可使用芳香族胺。
芳香族胺,可列舉如,4-二甲胺基吡啶、吡咯、吲哚、吡唑、咪唑或該些之衍生物、三苄胺、2,6-二異丙基苯胺、N-tert-丁氧基羰基吡咯啶等。
本態樣之光阻組成物中,(D22)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上組合使用亦可。
光阻組成物含有(D22)成份時,(D22)成份之含量,相對於(A)成份100質量份,通常為使用0.01~5質量份之範圍。於上述範圍時,可提高光阻圖型形狀、存放之存放安定性等。
本態樣之光阻組成物,可再含有上述(A)成份及(D)成份以外的成份(任意成份)。
該任意成份,例如,以下所示之(B)成份、(E)成份、(F)成份、(S)成份等。
本態樣之光阻組成物,除(A)成份以外,可再含有經由曝光而產生酸的酸產生劑成份(B)(但,前述化合物(D1)及前述化合物(D2)除外)。
(B)成份並未有特別之限定,其可使用目前為止被提案作為化學增幅型光阻組成物用之酸產生劑的成份。
該些酸產生劑,可列舉如,錪鹽或鋶鹽等之鎓鹽系酸
產生劑、肟磺酸酯系酸產生劑;雙烷基或雙芳基磺醯基重氮甲烷類、聚(雙磺醯基)重氮甲烷類等之重氮甲烷系酸產生劑;硝基苄基磺酸酯系酸產生劑、亞胺磺酸酯系酸產生劑、二碸系酸產生劑等多種成份。該些之中,又以使用鎓鹽系酸產生劑為佳。
鎓鹽系酸產生劑,例如,下述通式(b-1)所表示之化合物(以下,亦稱為「(b-1)成份」)、通式(b-2)所表示之化合物(以下,亦稱為「(b-2)成份」)或通式(b-3)所表示之化合物(以下,亦稱為「(b-3)成份」)等。
R102為氟原子或碳數1~5之氟化烷基。Y101為單鍵或含有氧原子之2價的連結基。V101~V103各自獨立為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基。L101~L102各自獨立為單鍵或氧原子。L103~L105各自獨立為單鍵、-CO-或-SO2-。m為1以上之整數,M’m+為m價的鎓陽離子〕。
式(b-1)中,R101為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,其分別例如與前述式(d1)中之Rd1中之可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基為相同之內容。
上述之中,R101又以可具有取代基之環式基為佳,以可具有取代基環狀之烴基為較佳。更具體而言,例如,由苯基、萘基、多環鏈烷去除1個以上的氫原子而得之基;前述通式(a2-r-1)、(a2-r-3)~(a2-r-7)所各別表示之含內酯之環式基;前述通式(a5-r-1)~(a5-r-4)所各別表示之含-SO2-之環式基等為佳。
式(b-1)中,Y101為含有單鍵或氧原子之2價的連結基。
Y101為含有氧原子之2價的連結基時,該Y101可含有氧原子以外之原子。氧原子以外之原子,例如碳原子、氫原子、硫原子、氮原子等。
含有氧原子之2價的連結基,可列舉如,氧原子(醚鍵結:-O-)、酯鍵結(-C(=O)-O-)、氧羰基(-O-C(=O)-)、醯胺鍵結(-C(=O)-NH-)、羰基(-C(=O)-)、碳酸酯鍵結(-O-C(=O)-O-)等的非烴系之含有氧原子之連結基;該非烴系之含有氧原子之連結基與伸烷基之組合等。
該組合中,可再連結磺醯基(-SO2-)。該含有氧原子之2價的連結基,可列舉如,下述通式(y-al-1)~(y-al-7)所各別表示之連結基等。
V’102中之2價的飽和烴基,以碳數1~30之伸烷基為佳,以碳數1~10之伸烷基為較佳,以碳數1~5之伸烷基為更佳。
V’101及V’102中之伸烷基,可為直鏈狀之伸烷基亦可、支鏈狀之伸烷基亦可,又以直鏈狀之伸烷基為佳。
V’101及V’102中之伸烷基,具體而言,例如,伸甲基[-CH2-];-CH(CH3)-、-CH(CH2CH3)-、-C(CH3)2-、-C(CH3)(CH2CH3)-、-C(CH3)(CH2CH2CH3)-、-C(CH2CH3)2-等之烷基伸甲基;伸乙基[-CH2CH2-];-CH(CH3)CH2-、
-CH(CH3)CH(CH3)-、-C(CH3)2CH2-、-CH(CH2CH3)CH2-等之烷基伸乙基;伸三甲基(n-伸丙基)[-CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2-等之烷基伸三甲基;伸四甲基[-CH2CH2CH2CH2-];-CH(CH3)CH2CH2CH2-、-CH2CH(CH3)CH2CH2-等之烷基伸四甲基;伸五甲基[-CH2CH2CH2CH2CH2-]等。
又,V’101或V’102中,前述伸烷基中之一部份之伸甲基,可被碳數5~10的2價的脂肪族環式基所取代。該脂肪族環式基,以由前述式(a1-r-1)中之Ra’3之環狀之脂肪族烴基(單環式之脂肪族烴基、多環式之脂肪族烴基)再去除1個氫原子而得之2價的基為佳,以伸環己基、1,5-伸金剛烷基或2,6-伸金剛烷基為較佳。
Y101,以含有酯鍵結之2價的連結基,或含有醚鍵結之2價的連結基為佳,以上述通式(y-al-1)~(y-al-5)所各別表示之連結基為較佳。
式(b-1)中,V101為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基。V101中之伸烷基、氟化伸烷基,以碳數1~4者為佳。V101中之氟化伸烷基,可列舉如,V101中之伸烷基的氫原子中之一部份或全部被氟原子所取代之基等。其中,V101又以單鍵,或碳數1~4之氟化伸烷基為佳。
式(b-1)中,R102為氟原子或碳數1~5之氟化烷基。R102以氟原子或碳數1~5之全氟烷基為佳,以氟原子為較佳。
(b-1)成份之陰離子部之具體例,例如,
Y101為單鍵時,可列舉如,三氟甲烷磺酸酯陰離子或全氟丁烷磺酸酯陰離子等的氟化烷基磺酸酯陰離子;Y101為含有氧原子之2價的連結基時,可列舉如,下述式(an-1)~(an-3)之任一者所表示之陰離子等。
R”101、R”102及R”103之可具有取代基之脂肪族環式基,以前述式(d1)之中Rd1中之環狀之脂肪族烴基所例示之基為佳。前述取代基,可列舉如,與可取代前述
式(d1)中之Rd1中之環狀之脂肪族烴基的取代基為相同之內容等。
R”103中之可具有取代基芳香族環式基,以前述式(d1)中之Rd1中之環狀之烴基中之芳香族烴基所例示之基為佳。前述取代基,可列舉如,與可取代前述式(d1)中之Rd1中之該芳香族烴基的取代基為相同之內容等。
R”101中之可具有取代基之鏈狀之烷基,以前述式(d1)中之Rd1中之鏈狀之烷基所例示之基為佳。R”103中之可具有取代基之鏈狀之烯基,以前述式(d1)中之Rd1中之鏈狀之烯基所例示之基為佳。
式(b-2)中,R104、R105,分別獨立表示為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,其分別例如與前述式(d1)中之Rd1中之可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基為相同之內容。但,R104、R105可相互鍵結形成環。
R104、R105,以可具有取代基之鏈狀之烷基為佳,以直鏈狀或支鏈狀之烷基,或直鏈狀或支鏈狀之氟化烷基為較佳。
該鏈狀之烷基之碳數,以1~10為佳,更佳為碳數1~7,特佳為碳數1~3。R104、R105之鏈狀烷基之碳數,
於上述碳數之範圍內時,就對光阻用溶劑具有良好溶解性等的理由,以越小越好。又,R104、R105之鏈狀烷基中,被氟原子取代之氫原子數越多時,其酸之強度越強,又,以其可提高對200nm以下之高能量光線或電子線之透明性,而為更佳。
前述鏈狀烷基中的氟原子之比例,即氟化率,較佳為70~100%,特佳為90~100%,最佳為全部氫原子被氟原子取代之全氟烷基。
式(b-2)中,V102、V103,分別獨立表示為單鍵、伸烷基,或氟化伸烷基,其分別與式(b-1)中之V101為相同之內容。
式(b-2)中,L101、L102,分別獨立表示為單鍵或氧原子。
式(b-3)中,R106~R108,分別獨立表示為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基,其分別例如與前述式(d1)中之Rd1中之可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀之烷基,或可具有取代基之鏈狀之烯基為相同之內容。
L103~L105,分別獨立表示為單鍵、-CO-或-SO2-。
式(b-1)、(b-2)及(b-3)中,m為1以上之整
數,M’m+為m價的鎓陽離子,較佳為鋶陽離子、錪陽離子,例如,上述通式(ca-1)~(ca-4)所各別表示之有機陽離子。
上述式(ca-1)所表示之較佳陽離子,具體而言,可列舉如,上述式(ca-1-1)~(ca-1-67)所各別表示之陽離子。
上述式(ca-2)所表示之較佳陽離子,具體而言,可列舉如,二苯基錪陽離子、雙(4-tert-丁基苯基)錪陽離子等。
上述式(ca-3)所表示之較佳陽離子,具體而言,可列舉如,上述式(ca-3-1)~(ca-3-6)所各別表示之陽離子。
上述式(ca-4)所表示之較佳陽離子,具體而言,可列舉如,上述式(ca-4-1)~(ca-4-2)所各別表示之陽離子。
上述之中,陽離子部〔(M’m+)1/m〕,又以通式(ca-1)所表示之陽離子為佳,以式(ca-1-1)~(ca-1-67)所各別表示之陽離子為較佳。
本態樣之光阻組成物中,(B)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
光阻組成物含有(B)成份時,光阻組成物中,(B)成份之含量,相對於(A)成份100質量份,以0.5~60質量份為佳,以1~50質量份為較佳,以1~40質量份為更佳。
(B)成份之含量於上述範圍時,可充份地進行圖型之形成。又,光阻組成物的各成份溶解於有機溶劑時,可容易製得均勻的溶液,作為光阻組成物時具有良好的保存安定性,而為較佳。
本態樣之光阻組成物中,就防止感度劣化,或提高光阻圖型形狀、存放之存放安定性等目的,可含有作為任意成份之由有機羧酸及磷之含氧酸及其衍生物所成之群所選出之至少1種的化合物(E)(以下,亦稱為「(E)成份」)。
有機羧酸,例如,以乙酸、丙二酸、枸椽酸、蘋果酸、琥珀酸、安息香酸、水楊酸等為佳。
磷之含氧酸,可列舉如,磷酸、膦酸(phosphonic acid)、次膦酸(phosphine acid)等,該些之中,特別是以膦酸為佳。
磷之含氧酸衍生物,例如,上述含氧酸的氫原子被烴基所取代之酯等,前述烴基,可列舉如,碳數1~5之烷基、碳數6~15之芳基等。
磷酸衍生物,例如,磷酸二-n-丁酯、磷酸二苯酯等的磷酸酯。
膦酸(phosphonic acid)之衍生物,例如,膦酸二甲酯、膦酸-二-n-丁酯、苯基膦酸(phosphonic acid)、膦
酸二苯酯、膦酸二苄酯等的膦酸酯。
次膦酸(phosphine acid)酸衍生物,例如,次膦酸酯或次膦酸苯酯等。
本態樣之光阻組成物中,(E)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
光阻組成物含有(E)成份時,光阻組成物中,(E)成份之含量,相對於(A)成份100質量份,通常為使用0.01~5質量份之範圍。
本態樣之光阻組成物中,為賦予光阻膜撥水性,可含有氟添加劑成份(以下,亦稱為「(F)成份」)。
(F)成份,例如,可使用特開2010-002870號公報、特開2010-032994號公報、特開2010-277043號公報、特開2011-13569號公報、特開2011-128226號公報所記載之含氟高分子化合物。
(F)成份,具體而言,例如,具有下述式(f1-1)所表示之結構單位(f1)的聚合物等。前述聚合物,例如,以僅由下述式(f1-1)所表示之結構單位(f1)所形成之聚合物(均聚物);該結構單位(f1)與前述結構單位(a1)之共聚物;該結構單位(f1),與丙烯酸或甲基丙烯酸所衍生之結構單位,與前述結構單位(a1)之共聚物為佳。其中,與該結構單位(f1)共聚之前述結構單位(a1),以1-乙基-1-環辛基(甲基)丙烯酸酯所衍生之
結構單位、1-甲基-1-金剛烷基(甲基)丙烯酸酯所衍生之結構單位為佳。
式(f1-1)中,α位的碳原子所鍵結之R,與前述為相同之內容。R以氫原子或甲基為佳。
式(f1-1)中,Rf102及Rf103之鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別是以氟原子為佳。Rf102及Rf103之碳數1~5之烷基,可列舉如,與上述R之碳數1~5之烷基為相同之內容,又以甲基或乙基為佳。Rf102及Rf103之碳數1~5之鹵化烷基,具體而言,可列舉如,碳數1~5之烷基的氫原子中之一部份或全部被鹵素原子所取代之基等。
該鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、
碘原子等,特別是以氟原子為佳。其中,Rf102及Rf103,又以氫原子、氟原子,或碳數1~5之烷基為佳,以氫原子、氟原子、甲基,或乙基為佳。
式(f1-1)中,nf1為1~5之整數,1~3之整數為佳,以1或2為較佳。
式(f1-1)中,Rf101為含有氟原子之有機基,又以含有氟原子之烴基為佳。
含有氟原子之烴基,可為直鏈狀、支鏈狀或環狀中之任一者,又以碳數1~20為佳,以碳數1~15為較佳,以碳數1~10為特佳。
又,含有氟原子之烴基,以該烴基中之25%以上的氫原子被氟化者為佳,以50%以上被氟化者為較佳,以60%以上被氟化者,就可提高浸漬曝光時的光阻膜之疏水性,而為特佳。
其中,Rf101又以碳數1~5之氟化烴基為較佳,以三氟甲基、-CH2-CF3、-CH2-CF2-CF3、-CH(CF3)2、-CH2-CH2-CF3、-CH2-CH2-CF2-CF2-CF2-CF3為特佳。
(F)成份之質量平均分子量(Mw)(凝膠滲透色層分析之聚苯乙烯換算基準),以1000~50000為佳,以5000~40000為較佳,以10000~30000為最佳。於該範圍之上限值以下時,作為光阻使用時,對光阻用溶劑具有充份的溶解性,於該範圍之下限值以上時,可具有良好的耐乾蝕刻性或光阻圖型截面形狀。
(F)成份之分散度(Mw/Mn),以1.0~5.0為佳,
以1.0~3.0為較佳,以1.2~2.5為最佳。
本態樣之光阻組成物中,(F)成份,可單獨使用1種亦可、將2種以上合併使用亦可。
光阻組成物含有(F)成份時,光阻組成物中,(F)成份之含量,相對於(A)成份100質量份,通常為使用0.5~10質量份之比例。
本態樣之光阻組成物,可將光阻材料溶解於有機溶劑成份(以下,亦稱為「(S)成份」)之方式予以製得。
(S)成份,只要可溶解所使用的各成份,形成均勻的溶液者即可,其可由以往作為化學增幅型光阻組成物的溶劑之公知成份中,適當地選擇使用。
(S)成份,例如,γ-丁內酯等的內酯類;丙酮、甲基乙酮、環己酮、甲基-n-戊酮、甲基異戊酮、2-庚酮等之酮類;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二丙二醇等之多元醇類;乙二醇單乙酸酯、二乙二醇單乙酸酯、丙二醇單乙酸酯,或二丙二醇單乙酸酯等的具有酯鍵結之化合物、前述多元醇類或前述具有酯鍵結之化合物之單甲醚、單乙醚、單丙醚、單丁醚等的單烷醚或單苯醚等的具有醚鍵結的化合物等的多元醇類之衍生物〔該些之中,又以丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲醚(PGME)為佳〕;二噁烷等的環式醚類,或乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙
酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯等之酯類;苯甲醚、乙基苄醚、甲苯酚基甲醚、二苯醚、二苄醚、苯乙醚、丁基苯醚、乙基苯、二乙基苯、戊基苯、異丙基苯、甲苯、二甲苯、異丙基甲苯、三甲苯等之芳香族系有機溶劑、二甲基亞碸(DMSO)等。
本態樣之光阻組成物中,(S)成份可單獨使用1種,或以2種以上之混合溶劑方式使用亦可。
其中,又以PGMEA、PGME、γ-丁內酯、EL、環己酮為佳。
又,亦可使用PGMEA與極性溶劑混合而得之混合溶劑。該添加比(質量比),可於考慮PGMEA與極性溶劑之相溶性等再作適當決定即可,較佳為1:9~9:1,更佳為2:8~8:2之範圍內。
更具體而言,添加作為極性溶劑之EL或環己酮時,PGMEA:EL或環己酮之質量比,較佳為1:9~9:1,更佳為2:8~8:2。又,添加作為極性溶劑之PGME時,PGMEA:PGME之質量比,較佳為1:9~9:1,更佳為2:8~8:2,特佳為3:7~7:3。此外,亦可使用PGMEA與PGME與環己酮之混合溶劑。
又,(S)成份,其他亦可使用由PGMEA及EL中所選出之至少1種與γ-丁內酯之混合溶劑。該情形中,前者與後者之混合比例,以質量比而言,較佳為70:30~95:5。
(S)成份之使用量,並未有特別之限定,其可因應
塗佈於基板等之濃度,配合塗佈膜厚度作適當的設定。一般而言,為使用(S)成份使光阻組成物之固形成份濃度達1~20質量%,較佳為2~15質量%之範圍內。
本態樣之光阻組成物中,可再配合期待適當添加、含有具有混合性之添加劑,例如可改良光阻膜性能之附加樹脂、溶解抑制劑、可塑劑、安定劑、著色劑、抗暈劑、染料等。
如以上所說明般,本態樣之光阻組成物,因含有具有通式(a0-1)所表示之結構單位(a0)之高分子化合物(A1),故於光阻圖型之形成中,除可降低粗糙度以外,亦可提高其他的微影蝕刻特性。此外,該光阻組成物中因同時具有(A1)成份與具有作為酸擴散控制劑之共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3之化合物(D1),故可提高存放安定性,再加上於光阻圖型之形成中,容易得到光阻膜之曝光部與未曝光部間之對比,故亦可抑制缺陷之發生。
本發明之第2態樣之光阻圖型之形成方法,為具有使用上述第1態樣之光阻組成物於支撐體上形成光阻膜之步驟、使前述光阻膜曝光之步驟,及使前述曝光後的光阻膜顯影,而形成光阻圖型之步驟。
本態樣之光阻圖型之形成方法,例如可依以下方法進行。
首先,將上述第1態樣之光阻組成物,使用旋轉塗佈器等塗佈於支撐體上,再例如於80~150℃之溫度條件下進行40~120秒鐘,較佳為60~90秒鐘之燒焙(塗佈後燒焙(Post Apply Bake)(PAB))處理,而形成光阻膜。
其次,例如使用ArF曝光裝置、電子線描繪裝置、EUV曝光裝置等的曝光裝置,介由形成特定圖型之遮罩(遮罩圖型)對該光阻膜進行曝光,或不介由遮罩圖型而以電子線直接照射進行描繪等之選擇性曝光之後,例如於80~150℃之溫度條件下,實施40~120秒鐘,較佳為60~90秒鐘之燒焙(曝後燒焙(Post Exposure Bake)(PEB))處理。
其次,進前述光阻膜進行顯影處理。顯影處理,於鹼顯影製程時,為使用鹼顯影液,於溶劑顯影製程時,為使用含有有機溶劑之顯影液(有機系顯影液)進行。
顯影處理後,較佳為進行洗滌處理。洗滌處理,於鹼顯影製程時,以使用純水進行水洗滌為佳,溶劑顯影製程時,以使用含有有機溶劑之洗滌液為佳。
溶劑顯影製程時,亦可於前述顯影處理或洗滌處理後,使用超臨界流體,將附著於圖型上之顯影液或洗滌液進行去除處理。
於顯影處理後或洗滌處理後,進行乾燥。又,依情形之不同,亦可於上述顯影處理後進行燒焙處理(後燒焙)。
經由該些處理,即可形成光阻圖型。
支撐體,並未有特別之限定,其可使用以往公知的物品,例如,電子零件用之基板,或於其上形成特定配線圖型者等。更具體而言,可列舉如,矽晶圓、銅、鉻、鐵、鋁等的金屬製之基板,或玻璃基板等。配線圖型之材料,例如可使用銅、鋁、鎳、金等。
又,支撐體,亦可為於上述般基板上,設置無機系及/或有機系之膜者。無機系之膜,可列舉如,無機抗反射膜(無機BARC)等。有機系之膜,可列舉如,有機抗反射膜(有機BARC),或多層光阻法中之下層有機膜等的有機膜。
其中,多層光阻法係指,於基板上,設置至少一層的有機膜(下層有機膜),與至少一層的光阻膜(上層光阻膜),並使用上層光阻膜所形成之光阻圖型作為遮罩,對下層有機膜進行圖型形成(Patterning)之方法,而可形成高長徑比之圖型。即,因多層光阻法,可以下層有機膜確保所需之厚度,使光阻膜薄膜化,而可形成高長徑比之微細圖型。
多層光阻法,基本上可區分為:上層光阻膜,與下層有機膜之二層構造的方法(2層光阻法),與上層光阻膜與下層有機膜之間設有一層以上的中間層(金屬薄膜等)的三層以上之多層構造之方法(3層光阻法)。
曝光所使用之波長、並未有特別之限定,其可使用ArF準分子雷射、KrF準分子雷射、F2準分子雷
射、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等的輻射線進行。前述光阻組成物,對於KrF準分子雷射、ArF準分子雷射、EB或EUV用,具有高度有用性,對於ArF準分子雷射、EB或EUV用等特別有用。
光阻膜之曝光方法,可使用於空氣或氮氣等惰性氣體中進行之通常曝光(乾曝光)方法亦可、浸潤式曝光(Liquid Immersion Lithography)亦可。
浸潤式曝光為,預先於光阻膜與曝光裝置的最下位置的透鏡之間,充滿具有較空氣的折射率為更大折射率的溶劑(浸潤介質),於該狀態下進行曝光(浸潤式曝光)之曝光方法。
浸潤介質,以使用具有較空氣的折射率為更大,且,較被曝光之光阻膜的折射率為更小折射率的溶劑為佳。該溶劑之折射率,只要為前述範圍內時,並未有特別之限制。
具有較空氣的折射率為更大,且,較前述光阻膜的折射率為更小折射率的溶劑,例如,水、氟系惰性液體、矽系溶劑、烴系溶劑等。
氟系惰性液體之具體例,可列舉如,以C3HCl2F5、C4F9OCH3、C4F9OC2H5、C5H3F7等的氟系化合物為主成份之液體等,以沸點為70~180℃者為佳,以80~160℃者為較佳。氟系惰性液體為具有上述範圍之沸點者時,以其可於曝光結束後,使用簡便之方法去除浸潤液體所使用之
介質,而為較佳。
氟系惰性液體,特別是以烷基的全部氫原子被氟原子所取代之全氟烷基化合物為佳。全氟烷基化合物,具體而言,例如,全氟烷醚化合物、全氟烷胺化合物等。
又,具體而言,前述全氟烷醚化合物,例如,全氟(2-丁基-四氫呋喃)(沸點102℃)等,前述全氟烷胺化合物,例如,全氟三丁胺(沸點174℃)等。
浸潤介質,就費用、安全性、環境問題、廣用性等觀點,以使用水為佳。
鹼顯影製程中,顯影處理所使用的鹼顯影液,例如,0.1~10質量%氫氧化四甲基銨(TMAH)水溶液。
溶劑顯影製程中,顯影處理所使用的有機系顯影液所含有之有機溶劑,只要為可溶解(A)成份(曝光前之(A)成份)者即可,其可由公知的有機溶劑中適當地選擇使用。具體而言,可列舉如,酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、腈系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑等的極性溶劑、烴系溶劑等。
酮系溶劑為,構造中含有C-C(=O)-C之有機溶劑。酯系溶劑為,構造中含有C-C(=O)-O-C之有機溶劑。醇系溶劑為,構造中含有醇性羥基之有機溶劑。「醇性羥基」,係指脂肪族烴基的碳原子所鍵結之羥基之意。腈系溶劑為,構造中含有腈基之有機溶劑。醯胺系溶劑為,構造中含有醯胺基之有機溶劑。醚系溶劑為,構造中含有C-O-C
之有機溶劑。
有機溶劑之中,亦存在於構造中含有複數種可顯示上述各溶劑之特徵的官能基之有機溶劑,該情形中,亦相當於含有該有機溶劑所具有的官能基之任一溶劑種類者。例如,二乙二醇單甲醚,相當於上述分類中的醇系溶劑、醚系溶劑中之任一者。
烴系溶劑,為由可被鹵化之烴所構成,但不具有鹵素原子以外的取代基之烴溶劑。鹵素原子,可列舉如,氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,氟原子為佳。
有機系顯影液所含有之有機溶劑,於上述之中,又以極性溶劑為佳,以酮系溶劑、酯系溶劑、腈系溶劑等為佳。
酮系溶劑,例如,1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二異丁酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮、甲基乙酮、甲基異丁酮、乙醯基丙酮、丙酮基丙酮、紫羅蘭酮、二丙酮醇、乙醯基甲醇、苯乙酮、甲基萘酮、異佛爾酮、丙烯碳酸酯、γ-丁內酯、甲基戊酮(2-庚酮)等。該些之中,酮系溶劑又以甲基戊酮(2-庚酮)為佳。
酯系溶劑,例如,乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊酯、乙酸異戊酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、乙二醇單苯醚乙酸酯、二乙二醇單甲醚乙酸酯、二乙
二醇單丙醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單苯醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、2-甲氧丁基乙酸酯、3-甲氧丁基乙酸酯、4-甲氧丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧丁基乙酸酯、3-乙基-3-甲氧丁基乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、2-乙氧丁基乙酸酯、4-乙氧丁基乙酸酯、4-丙氧丁基乙酸酯、2-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲氧基戊基乙酸酯、2-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基戊基乙酸酯、3-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、4-甲基-4-甲氧基戊基乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯、碳酸乙酯、碳酸丙酯、碳酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、丙酮酸丁酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸異丙酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、甲基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-甲氧基丙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、丙基-3-甲氧基丙酸酯等。該些之中,酯系溶劑又以乙酸丁酯為佳。
腈系溶劑,例如,乙腈、丙腈、戊腈、丁腈等。
有機系顯影液中,可配合必要性添加公知的添加劑。該添加劑,例如,界面活性劑等。界面活性劑,並未有特別之限定,例如,可使用離子性或非離子性之氟系及/或矽系界面活性劑等。
界面活性劑,以非離子性之界面活性劑為佳,以非離子性之氟系界面活性劑,或非離子性之矽系界面活性劑為較佳。
添加界面活性劑時,其添加量相對於有機系顯影液之全量,通常為0.001~5質量%,又以0.005~2質量%為佳,以0.01~0.5質量%為較佳。
顯影處理,可使用公知的顯影方法實施,例如於顯影液中將支撐體浸漬特定時間之方法(浸漬法)、使顯影液以表面張力覆蓋支撐體表面並靜止特定時間之方法(攪練(puddle)法)、使用顯影液對支撐體表面噴霧之方法(噴霧法)、將由特定速度掃描的顯影液塗佈噴嘴持續塗佈於特定速度迴轉的支撐體上之方法(Dynamicdispense法)等。
溶劑顯影製程中,顯影處理後的洗滌處理所使用的洗滌液所含有之有機溶劑,例如,可由前述有機系顯影液中被列舉作為有機溶劑之有機溶劑中,適當地選擇使用不易溶解光阻圖型者。通常,為使用由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑及醚系溶劑所選出之至少1種的溶劑。該些之中,又以由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑及醯胺系溶劑所選出之至少1種為佳,以由醇系溶劑及酯系溶劑所選出之至少1種為較佳,以醇系溶劑為特佳。
洗滌液所使用的醇系溶劑,以碳數6~8之1價醇為佳,該1價醇可為直鏈狀、分支狀或環狀中任一者皆可。
具體而言,可列舉如,1-己醇、1-庚醇、1-辛醇、2-己醇、2-庚醇、2-辛醇、3-己醇、3-庚醇、3-辛醇、4-辛醇、苄醇等。該些之中,又以1-己醇、2-庚醇、2-己醇為佳,以1-己醇、2-己醇為較佳。
該些之有機溶劑,其中任一種皆可單獨使用,或將2種以上合併使用亦可。又,亦可使用上述以外的有機溶劑,或與水混合使用。但,於考慮顯影特性時,洗滌液中的水之添加量,相對於洗滌液之全量,以30質量%以下為佳,以10質量%以下為較佳,以5質量%以下為更佳,以3質量%以下為特佳。
洗滌液中,可配合必要性添加公知的添加劑。該添加劑,例如,界面活性劑等。界面活性劑,可列舉如,與前述為相同之內容等,又以非離子性之界面活性劑為佳,以非離子性之氟系界面活性劑,或非離子性之矽系界面活性劑為較佳。
添加界面活性劑時,其添加量相對於洗滌液之全量,通常為0.001~5質量%,又以0.005~2質量%為佳,以0.01~0.5質量%為較佳。
使用洗滌液之洗滌處理(洗淨處理),可以公知的洗滌方法實施。該洗滌處理之方法,例如,將洗滌液持續塗佈於依特定速度迴轉的支撐體上之方法(迴轉塗佈法)、將支撐體浸漬於洗滌液中維持特定時間之方法(浸漬法)、將洗滌液對支撐體表面進行噴霧之方法(噴霧法)等。
依以上說明的本態樣之光阻圖型之形成方法,其於使用上述第1態樣之光阻組成物時,可提高微影蝕刻特性、抑制缺陷之發生,而可以良好形狀形成更微細之圖型。
以下,將使用實施例對本發明做更詳細的說明,但本發明並不受該些例示所限定。
本實施例中,化學式(1)所表示之化合物標記為「化合物(1)」,其他的化學式所表示之化合物亦進行同樣的標記。
本實施例所使用之高分子化合物(A1-1)、高分子化合物(A1-2)、高分子化合物(A2-1)及高分子化合物(A2-2),為使用將提供作為構成各個高分子化合物之結構單位的下述單體,使用特定之莫耳比,進行自由基聚合而可製得。
所得高分子化合物(A1-1)、高分子化合物(A1-2)、高分子化合物(A2-1)及高分子化合物(A2-2),分別使用GPC測定(標準聚苯乙烯換算)求得各自之質量平均分子量(Mw)及分子量分散度(Mw/Mn)。
又,所得各高分子化合物,為使用碳13核磁共振圖譜(600MHz_13C-NMR)求得共聚組成內容比(構造式中的各結構單位之比例(莫耳比))。
所得各高分子化合物係如以下所示。
高分子化合物(A1-1):質量平均分子量(Mw)9200、分子量分散度(Mw/Mn)1.55、l/m/n/o=40/10/10/40。
高分子化合物(A1-2):質量平均分子量(Mw)8900、分子量分散度(Mw/Mn)1.61、l/m/n/o/p=30/20/10/10/30。
高分子化合物(A2-1):質量平均分子量(Mw)8900、分子量分散度(Mw/Mn)1.61、l/m/n/o/p=30/20/10/10/30。
高分子化合物(A2-2):質量平均分子量(Mw)9000、分子量分散度(Mw/Mn)1.63、l/m/n/o/p=30/20/10/10/30。
將表1所示各成份混合、溶解,而分別製得各例之光阻組成物(固形成份濃度3.0質量%)。
表1中、各簡稱分別具有以下之意義。〔〕內之數值為添加量(質量份)。
(A1)-1:上述高分子化合物(A1-1)。
(A1)-2:上述高分子化合物(A1-2)。
(A2)-1:上述高分子化合物(A2-1)。
(A2)-2:上述高分子化合物(A2-2)。
(D1)-1:下述化學式(d1-11)所表示之化合物、共軛酸之pKa2.85。
(D1)-2:下述化學式(d1-12)所表示之化合物、共軛酸之pKa1.53。
(D1)-3:下述化學式(d1-13)所表示之化合物、共軛酸之pKa2.45。
(D1)-4:下述化學式(d1-14)所表示之化合物、
共軛酸之pKa0.37。
(D2)-1:下述化學式(d2-11)所表示之化合物、共軛酸之pKa3.01。
(B)-1:由下述化學式(B)-1所表示之化合物所形成之酸產生劑。
(E)-1:水楊酸。
(F)-1:下述化學式(F)-1所表示之含氟高分子化合物。GPC測定所求得之標準聚苯乙烯換算之質量平均分子量(Mw)為26100、分子量分散度(Mw/Mn)為1.50。依13C-NMR所求得之共聚組成內容比(構造式中的各結構單位之比例(莫耳比))為l/m=80/20。
(S)-1:γ-丁內酯。
(S)-2:PGMEA/PGME/環己酮(質量比45/30/25)之混合溶劑。
將有機系抗反射膜組成物「ARC95」(商品名、普力瓦科技公司製),使用旋轉塗佈器塗佈於12英吋之矽晶圓上,於加熱板上,進行205℃、60秒鐘燒成、乾燥結果,形成膜厚90nm之有機系抗反射膜。
將實施例1~5及比較例1~6之各光阻組成物,分別塗佈於該有機系抗反射膜上,於加熱板上,進行110℃、60秒鐘之預燒焙(PAB)處理,經由乾燥結果,形成膜厚90nm之光阻膜。
其次,使用浸潤用ArF曝光裝置NSR-S610C〔尼康公司製;Cross-pole(0.78/0.98)w/A-pol.浸潤介質:水〕,介由LS用遮罩,以ArF準分子雷射(193nm)對對該光阻膜進行選擇性照射。
隨後,進行95℃、60秒鐘之曝光後加熱(PEB)處理。
其次,於23℃下,使用氫氧化四甲基銨(TMAH)之2.38質量%水溶液(商品名:NMD-3、東京應化工業股份有限公司製)進行10秒鐘之鹼顯影。
其結果,無論任一例示中,皆形成線路寬45nm/間距寬90nm之線路與空間的光阻圖型(以下,亦稱為「LS圖型」)。
求取上述光阻圖型形成中,形成標靶尺寸(線路寬45nm/間距幅90nm)之LS圖型時之最佳曝光量(mJ/cm2)。其結果以「Eop(mJ/cm2)」標記如表2及表3所示。
於上述光阻圖型形成中所形成之LS圖型中,求取標示LWR之尺度的3σ。
「3σ」為,使用掃瞄型電子顯微鏡(加速電壓800V、商品名:S-9380、日立高科技公司製),由線路的長度方向測定400處線路位置,由該測定結果所求得之標準偏差(σ)之3倍值(3σ)(單位:nm)。
該3σ之值越小時,表示可得到線路側壁之粗糙度越小,而可得到更均勻寬度的LS圖型之意。
因此,以使用「3σ」作為指標之下述評估基準為基礎,對圖型形狀進行評估。其結果以「LWR(nm)」標示如表2及表3所示。
將實施例1~5及比較例1~6之各光阻組成物,分別於25℃下靜置3週予以保存。使用保存後的光阻組成物,依上述〔光阻圖型之形成〕相同之方法形成LS圖型。
使用表面缺陷觀察裝置(KLA丹克爾公司製、製品名:KLA2371),觀察所得之LS圖型,並測定晶圓內的全部缺陷數(全Defect數)。其結果以「Defect(數值)」標示如表2及表3所示。
提供該測定之晶圓,於各例中分別使用2枚,並採用其平均值。
由表2所示結果得知,使用本發明之實施例1~4的光阻組成物,與本發明範圍外之比較例1的光阻組成物相比較時,其「Defect(數值))」明顯較小,得知可提高其存放安定性。
由表3所示結果得知,使用本發明之實施例5的光阻組成物,與本發明範圍外之比較例2及3的光阻組成物相比較時,其「LWR(nm)」之值明顯較小,而確認其可提高微影蝕刻特性。
由實施例5與比較例2、3之對比,及比較例4與比較例5、6之對比得知,經由結構單位(a0)與化合物(D1)之組合,而確認可使微影蝕刻特性更向上提升。
Claims (6)
- 一種光阻組成物,其為經由曝光而產生酸,且經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的光阻組成物,其特徵為,含有經由酸之作用而對顯影液之溶解性產生變化的基材成份(A),與酸擴散控制劑成份(D),前述基材成份(A)為含有,具有下述通式(a0-1)所表示之結構單位(a0)之高分子化合物(A1),前述酸擴散控制劑成份(D)為含有,共軛酸之酸解離常數(pKa)未達3之化合物(D1),
- 如請求項1之光阻組成物,其中,前述化合物(D1)為共軛酸之酸解離常數(pKa)3未達之下述通式(d1)所表示之化合物,
- 如請求項1之光阻組成物,其中,前述化合物(D1)之含量,相對於前述基材成份(A)100質量份為0.5~10質量份。
- 如請求項1之光阻組成物,其中,前述高分子化合物(A1),尚具有含有經由酸之作用而增大極性之酸分解性基的結構單位(a1)。
- 如請求項1之光阻組成物,其尚含有經由曝光而產生酸的酸產生劑成份(B)(但,前述化合物(D1)除外)。
- 一種光阻圖型之形成方法,其特徵為,具有使用請求項1之光阻組成物,於支撐體上形成光阻膜之步驟、使前述光阻膜曝光之步驟,及 使前述曝光後的光阻膜顯影,而形成光阻圖型之步驟。
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