TW202144914A - 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法 - Google Patents

感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法 Download PDF

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福﨑英治
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Abstract

本發明提供一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、利用所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成的感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法,所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有:(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及(B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由特定的通式表示的化合物,其中,所述樹脂(A)包含由特定的通式表示的重複單元。

Description

感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法
本發明是有關於一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法。更詳細而言,本發明是有關於一種可較佳地用於在超大型積體電路(Large Scale Integration,LSI)以及高容量微晶片的製造製程、奈米壓印用模具製作製程以及高密度資訊記錄媒體的製造製程等中可應用的超微影製程以及其他的感光蝕刻加工(photofabrication)製程的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法。
以往,於積體電路(Integrated Circuit,IC)或LSI等半導體元件的製造製程中,一直藉由使用光阻劑(photoresist)組成物的微影來進行微細加工。近年來,隨著積體電路的高積體化,開始要求形成次微米(submicron)區域或四分之一微米(quarter micron)區域的超微細圖案。伴隨於此,曝光波長亦如自g射線至i射線、進而至KrF準分子雷射光般顯現短波長化的傾向,當前正在開發以具有193 nm波長的ArF準分子雷射為光源的曝光機。另外,作為進一步提高解析力的技術,自先前以來正在進行於投影透鏡與試樣之間充滿高折射率的液體(以下亦稱為「液浸液」)的所謂的液浸法的開發。
另外,當前除了準分子雷射光以外,亦正在開發使用電子束(Electron Beam,EB)、X射線及極紫外線(Extreme Ultra Violet,EUV)等的微影。伴隨於此,正在開發有效感應各種放射線且感度及解析度優異的化學增幅型抗蝕劑組成物。
例如,於專利文獻1中記載了一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其含有:(A)具有藉由酸的作用發生分解而產生極性基的基的樹脂;以及(C1)具有藉由光化射線或放射線的照射而產生第一酸性官能基的基、與藉由光化射線或放射線的照射而產生與所述第一酸性官能基不同的第二酸性官能基的基的化合物、及(C2)具有兩種以上的藉由光化射線或放射線的照射而產生特定結構的基的化合物中的至少一個。
另外,於專利文獻2中記載了一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有:藉由酸的作用發生分解而於鹼顯影液中的溶解度增大的樹脂;以及藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由特定的式子表示的化合物。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1:日本專利特開2014-149409號公報 專利文獻2:國際公開第2020/045534號
[發明所欲解決之課題]
然而,近年來,由於要形成的圖案的進一步微細化等,尋求一種於超微細(尤其是線寬或空間寬度為30 nm以下)的圖案形成方法中可進一步提高線寬粗糙度(line width roughness,LWR)、解析力的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。
本發明的課題在於提供一種於超微細(尤其是線寬或空間寬度為30 nm以下)的圖案形成中可高維地兼顧粗糙度性能的提高、及解析力的提高的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。另外,本發明的其他課題在於提供一種使用所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法。 [解決課題之手段]
本發明者等人發現,可藉由以下的結構來達成所述課題。
[1] 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有: (A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及 (B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(AI)所表示的重複單元。
[化1]
Figure 02_image001
通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基。 LA 表示單鍵或二價連結基。 ArA 表示(n+1)價的芳香環基。ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。
[化2]
Figure 02_image003
通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子。 X表示單鍵或(m+1)價的連結基。 A1 - 、及A2 - 分別獨立地表示陰離子性基。A1 - 表示與A2 - 所表示的酸根陰離子基不同的結構。 m表示1或2。於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同。於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同。 其中,通式(I)所表示的化合物的M1 + 及M2 + 分別經氫原子取代而成的化合物(PI)具有HA1 所表示的基的酸解離常數a1以及A2 H所表示的基的酸解離常數a2,酸解離常數a1比酸解離常數a2低,酸解離常數a1為-1.5以上。
[2] 如[1]所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述通式(I)中,A1 - 、及A2 - 分別獨立地為選自由下述通式(B-1)~通式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基。
[化3]
Figure 02_image005
[化4]
Figure 02_image007
通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基。 Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基。 Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra表示有機基。
通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra1 表示有機基。 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基。 Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb表示氫原子、或有機基。 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb1 表示氫原子、或有機基。
通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基。 Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc表示有機基。 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc1 表示有機基。 通式(B-9)中, YF5 表示氟原子、或全氟烷基。 Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd表示有機基。
通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd1 表示有機基。 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 o表示1~4的整數。 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同。
通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基。 Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基。 Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf表示有機基。
通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf1 表示有機基。 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基。 Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg表示有機基。 Rh表示有機基。 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg1 表示有機基。 Rh1 表示有機基。
通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基。 Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基。 Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri表示有機基。 Rj表示有機基。
通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri1 表示有機基。 Rj1 表示有機基。 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 p表示1~4的整數。 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同。 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 q表示1~4的整數。 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同。 Rc2 表示有機基。
通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rc3 表示有機基。 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rd2 表示有機基。 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置。
[3] 如[1]或[2]所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述化合物(PI)中,所述酸解離常數a1與所述酸解離常數a2之差為2.0以上。 [4] 如[1]至[3]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述化合物(PI)中,所述酸解離常數a2為2.0以上。
[5] 如[2]至[4]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述通式(I)中,A1 - 為所述通式(B-2)或所述通式(B-23)所表示的基。 [6] 如[2]至[5]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述通式(I)中,A1 - 為所述通式(B-2)所表示的基。
[7] 如[1]至[6]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂包含具有酸分解性基的重複單元,所述具有酸分解性基的重複單元是選自由藉由酸的作用發生分解而產生羧基的基、及藉由酸的作用發生分解而產生酚性羥基的基所組成的群組中的重複單元。
[8] 如[7]所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元包含選自下述通式(3)~通式(7)所表示的重複單元中的一種以上。
[化5]
Figure 02_image009
通式(3)中,R5 、R6 、及R7 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L2 表示單鍵、或二價連結基。 R8 ~R10 分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R8 ~R10 中的兩個可相互鍵結而形成環。
通式(4)中,R11 ~R14 分別獨立地表示氫原子或有機基。其中,R11 及R12 中的至少一者表示有機基。 X1 表示-CO-、-SO-、或-SO2 -。 Y1 表示-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、或-NR34 -。R34 表示氫原子或有機基。 L3 表示單鍵、或二價連結基。 R15 ~R17 分別獨立地表示烷基、可具有氟原子的環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R15 ~R17 中的兩個可相互鍵結而形成環。
通式(5)中,R18 及R19 分別獨立地表示氫原子或有機基。R20 及R21 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R20 與R21 可相互鍵結而形成環。
通式(6)中,R22 、R23 、及R24 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L4 表示單鍵或二價連結基。 Ar1 表示芳香環基。 R25 ~R27 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R26 與R27 可相互鍵結而形成環。另外,Ar1 可與R24 或R25 鍵結而形成環。
通式(7)中,R28 、R29 、及R30 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L5 表示單鍵、或二價連結基。 R31 及R32 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。 R33 表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R32 與R33 可相互鍵結而形成環。
[9] 如[8]所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元包含選自所述通式(6)所表示的重複單元、及所述通式(7)所表示的重複單元中的一種以上。 [10] 如[7]至[9]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元不含鹵素原子。
[11]一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有:(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及(B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(A)所表示的重複單元。
[化6]
Figure 02_image011
通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基。 LA 表示單鍵或二價連結基。 ArA 表示(n+1)價的芳香環基。ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。
[化7]
Figure 02_image013
通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子。 X表示(m+1)價的連結基。 A1 - 、及A2 - 分別獨立地為選自由下述通式(B-1)~通式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基。
[化8]
Figure 02_image015
[化9]
Figure 02_image017
通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基。 Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基。 Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra表示有機基。
通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra1 表示有機基。 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基。 Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb表示氫原子、或有機基。 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb1 表示氫原子、或有機基。
通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基。 Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc表示有機基。 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc1 表示有機基。 通式(B-9)中, YF5 表示氟原子、或全氟烷基。 Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd表示有機基。
通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd1 表示有機基。 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 o表示1~4的整數。 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同。
通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基。 Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基。 Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf表示有機基。
通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf1 表示有機基。 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基。 Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg表示有機基。 Rh表示有機基。 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg1 表示有機基。 Rh1 表示有機基。
通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基。 Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基。 Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri表示有機基。 Rj表示有機基。
通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri1 表示有機基。 Rj1 表示有機基。 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 p表示1~4的整數。 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同。 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 q表示1~4的整數。 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同。 Rc2 表示有機基。
通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rc3 表示有機基。 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rd2 表示有機基。 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置。 A1 - 表示與A2 - 所表示的基不同的結構。 m表示1或2。於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同。於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同。
[12] 一種感光化射線性或感放射線性膜,利用如[1]至[11]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成。 [13] 一種圖案形成方法,包括:抗蝕劑膜形成步驟,使用如[1]至[11]中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜;曝光步驟,對所述抗蝕劑膜進行曝光;以及顯影步驟,使用顯影液對經曝光的所述抗蝕劑膜進行顯影。 [14] 一種電子元件的製造方法,包括如[13]所述的圖案形成方法。 [發明的效果]
根據本發明,可提供一種於超微細(尤其是線寬或空間寬度為30 nm以下)的圖案形成中可高維地兼顧粗糙度性能的提高、及解析力的提高的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。根據本發明,可提供一種使用所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下記載的構成要件的說明有時是基於本發明的代表性實施方式而成,但本發明並不限定於此種實施方式。 本說明書中的所謂「光化射線」或「放射線」,例如是指水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)、X射線、軟X射線、及電子束(EB:Electron Beam)等。本說明書中的所謂「光」,是指光化射線或放射線。本說明書中的所謂「曝光」,只要無特別說明,則不僅是指利用水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線、X射線、及EUV等進行的曝光,亦包括利用電子束、及離子束等粒子束進行的描繪。 於本說明書中,「~」是以包含「~」的前後所記載的數值作為下限值及上限值的含義使用。 只要無特別說明,則於本說明書中表述的二價基的鍵結方向並無限制。例如,於通式「X-Y-Z」所表示的化合物中的Y為-COO-的情況下,Y可為-CO-O-,亦可為-O-CO-。另外,所述化合物可為「X-CO-O-Z」,亦可為「X-O-CO-Z」。
於本說明書中,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中的至少一種。另外,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸中的至少一種。 於本說明書中,樹脂的重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)、及分散度(亦稱為分子量分佈)(Mw/Mn)被定義為藉由利用凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)裝置(東曹(Tosoh)股份有限公司製造的HLC-8120GPC)的GPC測定(溶劑:四氫呋喃、流量(樣品注入量):10 μL、管柱:東曹(Tosoh)股份有限公司製造的TSK gel Multipore HXL-M、管柱溫度:40℃、流速:1.0 mL/分鐘、檢測器:示差折射率檢測器(Refractive Index Detector)所得的聚苯乙烯換算值。
關於本說明書中的基(原子團)的表述,未記載經取代及未經取代的表述亦包含不具有取代基的基與具有取代基的基。例如,所謂「烷基」不僅包含不具有取代基的烷基(未經取代的烷基),而且亦包含具有取代基的烷基(經取代的烷基)。另外,本說明書中的所謂「有機基」是指包含至少一個碳原子的基。
另外,於本說明書中,提及「可具有取代基」時的取代基的種類、取代基的位置、及取代基的數量並無特別限定。取代基的數量例如可為一個、兩個、三個、或三個以上。作為取代基的例子,可列舉氫原子以外的一價非金屬原子團,例如可自以下的取代基T中選擇。
(取代基T) 作為取代基T,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等鹵素原子;甲氧基、乙氧基及第三丁氧基等烷氧基;苯氧基及對甲苯氧基等芳基氧基;甲氧基羰基、丁氧基羰基及苯氧基羰基等烷氧基羰基;乙醯氧基、丙醯氧基及苯甲醯氧基等醯基氧基;乙醯基、苯甲醯基、異丁醯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基及甲氧草醯基(methoxalyl)等醯基;甲基巰基及第三丁基巰基等烷基巰基;苯基巰基及對甲苯巰基等芳基巰基;烷基(例如,碳數1~10);環烷基(例如,碳數3~20);芳基(例如,碳數6~20);雜芳基;羥基;羧基;甲醯基;磺基;氰基;烷基胺基羰基;芳基胺基羰基;磺醯胺基;矽烷基;胺基;單烷基胺基;二烷基胺基;芳基胺基;硝基以及該些的組合。
於本說明書中,所謂酸解離常數(pKa)表示在水溶液中的pKa,具體而言是使用下述軟體包1,藉由計算求出基於哈米特(Hammett)的取代基常數及公知文獻值的資料庫的值而得的值。本說明書中記載的pKa的值全部表示使用所述軟體包並藉由計算而求出的值。 軟體包1:高級化學發展(Advanced Chemistry Development(ACD/Labs) Solaris系統用軟體 V8.14(Software V8.14 for Solaris)(1994-2007 ACD/Labs)。
另一方面,pKa亦可藉由分子軌域計算法求出。作為該具體的方法,可列舉藉由基於熱力學循環計算溶媒中的H+ 解離自由能量而算出的手法。(再者,於本說明書中,作為所述溶媒,通常使用水,於在水中無法求出pKa的情況下使用二甲基亞碸(dimethylsulfoxide,DMSO)。) 關於H+ 解離自由能量的計算方法,例如可藉由密度泛函法(Density Functional Theory,DFT)進行計算,除此以外亦於文獻等中報告了其他各種方法,並不限制於此。再者,存在多個可實施DFT的軟體,例如可列舉高斯(Gaussian)16。
所謂本說明書中的pKa如上所述是指使用軟體包1、藉由計算求出基於哈米特的取代基常數及公知文獻值的資料庫的值而得的值,但於無法藉由該手法算出pKa的情況下,採用基於DFT(密度泛函法)並藉由高斯(Gaussian)16而得的值。
[感光化射線性或感放射線性樹脂組成物] 本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(以下,亦稱為「本發明的組成物」)含有: (A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及 (B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(AI)所表示的重複單元。
[化10]
Figure 02_image019
通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基。 LA 表示單鍵或二價連結基。 ArA 表示(n+1)價的芳香環基。ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。
[化11]
Figure 02_image003
通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子。 X表示單鍵或(m+1)價的連結基。 A1 - 、及A2 - 分別獨立地表示陰離子性基。A1 - 表示與A2 - 所表示的酸根陰離子基不同的結構。 m表示1或2。於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同。於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同。 其中,通式(I)所表示的化合物的M1 + 及M2 + 分別經氫原子取代而成的化合物(PI)具有HA1 所表示的基的酸解離常數a1以及A2 H所表示的基的酸解離常數a2,酸解離常數a1比酸解離常數a2低,酸解離常數a1為-1.5以上。
本發明的組成物較佳為抗蝕劑組成物,可為正型的抗蝕劑組成物,亦可為負型的抗蝕劑組成物。另外,可為鹼顯影用的抗蝕劑組成物,亦可為有機溶劑顯影用的抗蝕劑組成物。其中,較佳為正型的抗蝕劑組成物且為鹼顯影用的抗蝕劑組成物。 另外,本發明的組成物較佳為化學增幅型的抗蝕劑組成物,更佳為化學增幅正型抗蝕劑組成物。
關於本發明的組成物於超微細(尤其是線寬或空間寬度為30 nm以下)的圖案形成中可高維地兼顧粗糙度性能的提高、及解析力的提高的理由,雖未完全明確,但本發明者等人推斷如下。 首先,自先前以來,分別以單獨的化合物的形式包含光酸產生劑及酸擴散控制劑的抗蝕劑組成物廣為人知。於由此種抗蝕劑組成物形成的抗蝕劑膜中,未曝光部中的酸擴散控制劑於曝光部中捕捉由光酸產生劑產生的酸,從而認為可抑制酸向未曝光部的過度擴散。作為酸擴散控制劑,已知有與光酸產生劑所產生的酸相比酸強度弱的酸的鹽(所謂的弱酸鹽)。 如此,認為藉由於抗蝕劑組成物中包含光酸產生劑以及如所述弱酸鹽般的酸擴散控制劑,可形成解析力優異的圖案,但於近年的形成超微細的圖案的要求下,先前的抗蝕劑組成物難以於優異的解析力的基礎上亦高維地兼顧優異的粗糙度性能等,難以獲得所要求的性能。 本發明者等人進行了努力研究,結果認為,於利用先前的所述抗蝕劑組成物形成的抗蝕劑膜中,分別以單獨的化合物的形式包含的光酸產生劑及酸擴散控制劑嚴格而言容易於光酸產生劑彼此之間、及酸擴散控制劑彼此之間發生凝聚,換言之,於所形成的抗蝕劑膜中,容易存在光酸產生劑的濃度高的(或低的)部分、以及酸擴散控制劑的濃度高的(或低的)部分,其結果,光酸產生劑及酸擴散控制劑的濃度分佈變得不均勻。認為此種不均勻性成為導致當抗蝕劑膜被曝光時、尤其是於超微細的圖案的形成中粗糙度性能下降等的原因。
另一方面,本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有(B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由所述通式(I)表示的化合物。 所述通式(I)所表示的化合物於一分子中包含具有相當於光酸產生劑的功能的結構部位(A1 - M1 + )、以及具有相當於酸擴散控制劑的功能的結構部位(A2 - M2 + (捕捉由所述A1 - M1 + 產生的酸的結構部位))兩者,因此於抗蝕劑膜中,可使作為光酸產生劑且亦作為酸擴散控制劑發揮功能的化合物更均勻地存在。 因此,於獲得優異的解析力的同時,顯影後所獲得的圖案的寬度容易穩定。即,認為所形成的圖案的粗糙度性能得到進一步改善。 本發明的組成物中的樹脂(A)具有後述的通式(A)所表示的重複單元。認為藉由所述化合物(B)與所述重複單元的末端的羥基相互作用,可進一步抑制化合物(B)的凝聚,進一步改善所形成的圖案的粗糙度性能。 另外,於由光酸產生劑產生的酸的強度過強的情況下,於曝光部中產生的酸不會滯留於曝光部中,有發生向未曝光部的過度擴散的傾向。 但是,所述通式(I)所表示的化合物的M1 + 及M2 + 分別經氫原子取代而成的化合物(PI)的酸解離常數a1成為-1.5以上。換言之,於所述化合物(B)中,由具有相當於光酸產生劑的功能的結構部位(A1 - M1 + )產生的酸的強度成為適度抑制了強度的酸,從而可抑制所述向未曝光部的過度擴散,尤其是於超微細的圖案形成中,推測所形成的圖案的粗糙度性能得到進一步改善。
[(B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物] 如上所述,本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有(B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物(亦稱為「化合物(B)」、「光酸產生劑(B)」)。 化合物(B)是藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的化合物(光酸產生劑)。
<通式(I)所表示的化合物>
[化12]
Figure 02_image003
通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子。 X表示單鍵或(m+1)價的連結基。 A1 - 、及A2 - 分別獨立地表示陰離子性基。A1 - 表示與A2 - 所表示的酸根陰離子基不同的結構。 m表示1或2。於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同。於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同。 其中,通式(I)所表示的化合物的M1 + 及M2 + 分別經氫原子取代而成的化合物(PI)具有HA1 所表示的基的酸解離常數a1以及A2 H所表示的基的酸解離常數a2,酸解離常數a1比酸解離常數a2低,酸解離常數a1為-1.5以上。
關於通式(I)中M1 + 、及M2 + 所表示的陽離子,如後所述。
通式(I)中,m為1時的X所表示的二價連結基並無特別限制,可列舉:-NR-、-CO-、-O-、伸烷基(較佳為碳數1~8。可為直鏈狀,亦可為支鏈狀)、伸環烷基(較佳為碳數3~15)、伸烯基(較佳為碳數2~6)、二價脂肪族雜環基(較佳為於環結構內具有至少一個N原子、O原子、S原子、或Se原子的5員環~10員環,更佳為5員環~7員環,進而較佳為5員環~6員環。)、二價芳香族雜環基(較佳為於環結構內具有至少一個N原子、O原子、S原子、或Se原子的5員環~10員環,更佳為5員環~7員環,進而較佳為5員環~6員環。)、二價芳香族烴環基(較佳為6員環~10員環,更佳為6員環。)、以及將該些的多個組合而成的基等。所述R可列舉氫原子或一價有機基。一價有機基並無特別限制,例如較佳為烷基(較佳為碳數1~6)。 該些二價連結基可進一步包含選自由-S-、-SO-、及-SO2 -所組成的群組中的基。 另外,所述伸烷基、所述伸環烷基、所述伸烯基、以及所述二價脂肪族雜環基、二價芳香族雜環基、二價芳香族烴環基亦可具有取代基。取代基並無特別限定,例如可列舉所述取代基T。
作為m為2時的三價連結基的具體例,可較佳地列舉自二價連結基的所述具體例中除去一個任意的氫原子而成的基。
作為A1 - 及A2 - 所表示的陰離子性基,只要是酸解離常數a1比酸解離常數a2低、且酸解離常數a1為-1.5以上的基,則並無特別限定,例如可分別獨立地列舉選自由下述通式(B-1)~通式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基。
[化13]
Figure 02_image023
[化14]
Figure 02_image025
通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基。 Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基。 Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra表示有機基。
通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra1 表示有機基。 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基。 Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb表示氫原子、或有機基。 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb1 表示氫原子、或有機基。
通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基。 Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc表示有機基。 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc1 表示有機基。 通式(B-9)中, YF5 表示氟原子、或全氟烷基。 Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd表示有機基。
通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd1 表示有機基。 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 o表示1~4的整數。 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同。
通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基。 Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基。 Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf表示有機基。
通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf1 表示有機基。 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基。 Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg表示有機基。 Rh表示有機基。 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg1 表示有機基。 Rh1 表示有機基。
通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基。 Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基。 Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri表示有機基。 Rj表示有機基。
通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri1 表示有機基。 Rj1 表示有機基。 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 p表示1~4的整數。 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同。 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 q表示1~4的整數。 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同。 Rc2 表示有機基。
通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rc3 表示有機基。 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rd2 表示有機基。 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置。
通式(B-1)中,YF1 所表示的全氟烷基的碳數較佳為1~15,更佳為1~10,進而較佳為1~6。 作為Y1 所表示的不具有氟原子的取代基,只要是不具有氟原子的取代基,則並無特別限定,較佳為不具有氟原子的有機基,例如可列舉除氟原子及全氟烷基以外的有機基,較佳為除全氟烷基以外的烷基(可為直鏈狀、或支鏈狀的任一者)、環烷基。 所述烷基並無特別限定,可為直鏈狀或支鏈狀,較佳為碳數1~15的烷基,更佳為碳數1~10的烷基。 環烷基可為單環型,亦可為多環型,並無特別限定,較佳為碳數3~15的環烷基,更佳為碳數3~10的環烷基。 所述烷基、所述環烷基亦可具有氟原子以外的取代基。取代基並無特別限定,可列舉所述取代基T(氟原子除外)。
通式(B-2)中,作為Y2 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 通式(B-3)中,作為YF2 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y3 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。
Ra所表示的有機基並無特別限定,例如可列舉碳數1~30的有機基。有機基並無特別限定,較佳為可列舉:烷基、環烷基、或芳基。 所述烷基並無特別限定,可為直鏈狀或支鏈狀,較佳為碳數1~15的烷基,更佳為碳數1~10的烷基。 環烷基可為單環型,亦可為多環型,並無特別限定,較佳為碳數3~15的環烷基,更佳為碳數3~10的環烷基。 芳基並無特別限定,較佳為碳數6~20的芳基,更佳為碳數6~10的芳基。 所述烷基、環烷基、芳基亦可具有取代基。取代基並無特別限定,可列舉所述取代基T。
通式(B-4)中,作為Y4 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Ra1 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-5)中,作為YF3 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y5 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rb所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-6)中,作為Y6 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rb1 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-7)中,作為YF4 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y7 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rc所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-8)中,作為Y8 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rc1 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-9)中,作為YF5 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為不具有Y9 所表示的氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rd所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-10)中,作為Y10 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rd1 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-12)中,作為Re所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Re所表示的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。
通式(B-13)中,作為YF6 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y11 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 通式(B-14)中,作為Y12 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-15)中,作為YF7 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y13 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rf所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-16)中,作為Y14 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rf1 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-17)中,作為YF8 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y15 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rg、Rf所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-18)中,作為Y16 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rg1 、Rf1 所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-19)中,作為YF9 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y17 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 通式(B-20)中,作為Y18 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-21)中,作為YF10 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y19 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Ri、Rj所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-22)中,作為Y20 所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Ri1 、Rj1 所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-23)中,作為Rk所表示的不具有氟原子的取代基,與所述通式(B-1)中的Y1 所表示的不具有氟原子的取代基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-24)中,作為Rl所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。 另外,作為較佳的一態樣,Rl所表示的有機基較佳為不具有氟原子的有機基。 作為Rl所表示的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。 作為Rc2 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-25)中,作為YF11 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rc3 所表示的有機基,與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-26)中,作為YF12 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Rd2 所表示的有機基,分別與所述通式(B-3)中的Ra所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。
通式(B-27)中,作為YF13 所表示的全氟烷基,與所述通式(B-1)中的YF1 所表示的全氟烷基為相同含義,較佳態樣亦相同。
於所述通式(I)中,A1 - 較佳為所述通式(B-1)、通式(B-2)、通式(B-3)、通式(B-4)或通式(B-23)所表示的基,更佳為所述(B-2)或(B-23)所表示的基,進而較佳為所述(B-2)所表示的基。 於所述通式(I)中,A2 - 較佳為所述通式(B-6)、通式(B-8)、通式(B-10)、通式(B-11)、通式(B-12)或通式(B-24)所表示的基,更佳為所述(B-10)、(B-11)、(B-12)或(B-24)所表示的基,進而較佳為所述(B-11)或(B-24)所表示的基。 於所述通式(I)中,A1 - 與A2 - 的組合更佳為A1 - 與A2 - 各自的較佳的基的組合。
再者,酸解離常數a1及酸解離常數a2可藉由所述方法求出。 關於化合物PI的酸解離常數a1及酸解離常數a2,以下進行具體說明。 於通式(I)中m表示1的情況下,當求出化合物PI的酸解離常數時,化合物PI(化合物PI相當於「具有HA1 與HA2 的化合物」。)成為「具有A1 - 與HA2 的化合物」時的pKa為酸解離常數a1,所述「具有A1 - 與HA2 的化合物」成為「具有A1 - 與A2 - 的化合物」時的pKa為酸解離常數a2。 於通式(I)中m表示2的情況下,求出化合物PI的酸解離常數時的化合物PI相當於「具有兩個HA1 與HA2 的化合物」。當求出該化合物PI的酸解離常數時,化合物PI成為「具有一個A1 - 以及一個HA1 與HA2 的化合物」時的pKa為酸解離常數a1,「具有兩個A1 - 與HA2 的化合物」成為「具有兩個A1 - 與A2 - 的化合物」時的pKa為酸解離常數a2。即,於化合物PI具有兩個來源於HA1 所表示的酸性部位的酸解離常數的情況下,將其最小的值視為酸解離常數a1。 另外,所述化合物PI相當於藉由對通式(I)所表示的化合物照射光化射線或放射線而產生的酸。
就所形成的圖案的粗糙度性能更優異的方面而言,於所述化合物PI中,酸解離常數a1與所述酸解離常數a2之差較佳為2.0以上,更佳為3.0以上。再者,酸解離常數a1與所述酸解離常數a2之差的上限值並無特別限制,例如為15.0以下。
另外,就更優異地抑制酸向未曝光部的過度擴散的方面而言,於所述化合物PI中,酸解離常數a2例如較佳為2.0以上,更佳為3.0以上,進而較佳為4.0以上。 另外,酸解離常數a2的上限值並無特別限制,例如為10.0以下,較佳為7.0以下,更佳為6.0以下。
另外,於所述化合物PI中,酸解離常數a1為-1.5以上,更佳為-1.2以上,進而較佳為-1.0以上。再者,酸解離常數a1的上限值並無特別限制,例如為2.0以下,較佳為1.5以下。
對通式(I)中M1 + 、及M2 + 所表示的陽離子的較佳形態進行詳述。 於m表示1的情況下,M1 + 與M2 + 可經由單鍵或連結基鍵結而形成二價陽離子。 另外,於m表示2的情況下,兩個M1 + 與M2 + 中的至少兩個可經由單鍵或連結基鍵結而形成二價或三價的陽離子。 M1 + 及M2 + 所表示的陽離子並無特別限定,但分別獨立地較佳為鎓陽離子,且較佳為下述通式(ZIA)、或通式(ZIIA)所表示的陽離子。
[化15]
Figure 02_image027
於所述通式(ZIA)中, R201 、R202 及R203 各自獨立地表示氫原子或取代基。 作為R201 、R202 及R203 的取代基較佳為有機基,有機基的碳數通常為1~30,較佳為1~20。 另外,R201 ~R203 中的兩個可相互鍵結而形成環(亦稱為環結構),環內可包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、或羰基。作為R201 ~R203 中的兩個相互鍵結而形成的基,可列舉伸烷基(例如,伸丁基、伸戊基)及-CH2 -CH2 -O-CH2 -CH2 -。
作為通式(ZIA)的陽離子的較佳的態樣可列舉後述的陽離子(ZI-11)、陽離子(ZI-12)、通式(ZI-13)所表示的陽離子(陽離子(ZI-13))及通式(ZI-14)所表示的陽離子(陽離子(ZI-14))。 陽離子可為具有多個通式(ZIA)所表示的結構的陽離子。作為此種陽離子,例如可列舉具有通式(ZIA)所表示的陽離子的R201 ~R203 中的至少一個、與通式(ZIA)所表示的另一種陽離子的R201 ~R203 中的至少一個經由單鍵或連結基而鍵結的結構的二價陽離子等。
首先,對陽離子(ZI-11)進行說明。 陽離子(ZI-11)是所述通式(ZIA)的R201 ~R203 中的至少一個為芳基的陽離子,即芳基鋶陽離子。 芳基鋶陽離子中,可為R201 ~R203 全部為芳基,亦可為R201 ~R203 的一部分為芳基,剩餘為烷基或環烷基。 作為芳基鋶陽離子,例如可列舉:三芳基鋶陽離子、二芳基烷基鋶陽離子、芳基二烷基鋶陽離子、二芳基環烷基鋶陽離子、及芳基二環烷基鋶陽離子。
作為芳基鋶陽離子中所含的芳基,較佳為苯基、或萘基,更佳為苯基。芳基可為包含具有氧原子、氮原子、或硫原子等的雜環結構的芳基。作為雜環結構,可列舉:吡咯殘基、呋喃殘基、噻吩殘基、吲哚殘基、苯並呋喃殘基、及苯並噻吩殘基等。於芳基鋶陽離子具有兩個以上的芳基的情況下,所具有的兩個以上的芳基可相同亦可不同。 芳基鋶陽離子視需要具有的烷基或環烷基較佳為碳數1~15的直鏈狀烷基、碳數3~15的支鏈狀烷基、或碳數3~15的環烷基,例如可列舉:甲基、乙基、丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、及環己基等。
R201 ~R203 的芳基、烷基、及環烷基可各自獨立地具有烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基、內酯環基或苯硫基作為取代基。 作為內酯環基,例如,可列舉自後述的(LC1-1)~(LC1-21)的任一者所表示的結構中除去氫原子後的基。
接下來,對陽離子(ZI-12)進行說明。 陽離子(ZI-12)是式(ZIA)中的R201 ~R203 各自獨立地表示不具有芳香環的有機基的化合物。此處,所謂芳香環,亦包括含有雜原子的芳香族環。 作為R201 ~R203 的不具有芳香環的有機基通常為碳數1~30,較佳為碳數1~20。 R201 ~R203 各自獨立地較佳為烷基、環烷基、烯丙基、或乙烯基,更佳為直鏈狀或支鏈狀的2-氧代烷基、2-氧代環烷基、或烷氧基羰基甲基,進而較佳為直鏈狀或支鏈狀的2-氧代烷基。
作為R201 ~R203 的烷基及環烷基,較佳為可列舉碳數1~10的直鏈狀烷基或碳數3~10的支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、及戊基)、及碳數3~10的環烷基(例如環戊基、環己基、及降冰片基)。 R201 ~R203 可經鹵素原子、烷氧基(例如碳數1~5)、羥基、氰基、或硝基進一步取代。
接下來,對陽離子(ZI-13)進行說明。
[化16]
Figure 02_image029
通式(ZI-13)中,M表示烷基、環烷基、或芳基,於具有環結構時,所述環結構亦可包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、及碳-碳雙鍵中的至少一種。R1c 及R2c 各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或芳基。R1c 與R2c 可鍵結而形成環。Rx 及Ry 各自獨立地表示烷基、環烷基、或烯基。Rx 及Ry 可鍵結而形成環。另外,選自M、R1c 及R2c 中的至少兩個可鍵結而形成環結構,所述環結構中亦可包含碳-碳雙鍵。
通式(ZI-13)中,作為M所表示的烷基及環烷基,較佳為碳數1~15(較佳為碳數1~10)的直鏈狀烷基、碳數3~15(較佳為碳數3~10)的支鏈狀烷基、或碳數3~15(較佳為碳數1~10)的環烷基,具體而言,可列舉:甲基、乙基、丙基、正丁基、第二丁基、第三丁基、環丙基、環丁基、及環己基、以及降冰片基等。 作為M所表示的芳基,較佳為苯基、或萘基,更佳為苯基。芳基可為包含具有氧原子或硫原子等的雜環結構的芳基。作為雜環結構,可列舉:呋喃環、噻吩環、苯並呋喃環、及苯並噻吩環等。
所述M亦可進而具有取代基。作為該態樣,例如可列舉苄基等作為M。 再者,於M具有環結構的情況下,所述環結構可包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、及碳-碳雙鍵中的至少一種。
作為R1c 及R2c 所表示的烷基、環烷基、及芳基,可列舉與所述M相同的基,其較佳的態樣亦相同。另外,R1c 與R2c 可鍵結而形成環。 作為R1c 及R2c 所表示的鹵素原子,例如可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。
作為Rx 及Ry 所表示的烷基、及環烷基,可列舉與所述M相同的基,其較佳的態樣亦相同。 作為Rx 及Ry 所表示的烯基,較佳為烯丙基或乙烯基。 所述Rx 及Ry 亦可進而具有取代基。作為該態樣,例如可列舉2-氧代烷基或烷氧基羰基烷基等作為Rx 及Ry 。 作為Rx 及Ry 所表示的2-氧代烷基,例如可列舉碳數1~15(較佳為碳數1~10)的基,具體而言,可列舉2-氧代丙基、及2-氧代丁基等。 作為Rx 及Ry 所表示的烷氧基羰基烷基,例如可列舉碳數1~15(較佳為碳數1~10)的基。另外,Rx 與Ry 亦可鍵結而形成環。 Rx 與Ry 相互連結而形成的環結構亦可包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、或碳-碳雙鍵。
通式(ZI-13)中,M與R1c 可鍵結而形成環結構,所形成的環結構亦可包含碳-碳雙鍵。
其中,所述陽離子(ZI-13)較佳為陽離子(ZI-13A)。 陽離子(ZI-13A)是由下述通式(ZI-13A)表示的苯甲醯甲基鋶陽離子。
[化17]
Figure 02_image031
通式(ZI-13A)中, R1c ~R5c 各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、烷氧基、芳基氧基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基、環烷基羰基氧基、鹵素原子、羥基、硝基、烷硫基或芳硫基。 作為R6c 及R7c ,與所述通式(ZI-13)中的R1c 及R2c 為相同含義,其較佳的態樣亦相同。 作為Rx 及Ry ,與所述通式(ZI-13)中的Rx 及Ry 為相同含義,其較佳的態樣亦相同。
R1c ~R5c 中的任意兩個以上、Rx 與Ry 可各自鍵結而形成環結構,所述環結構可各自獨立地包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵、或碳-碳雙鍵。另外,R5c 及R6c 、R5c 及Rx 可各自鍵結而形成環結構,所述環結構可各自獨立地包含碳-碳雙鍵。另外,R6c 與R7c 可各自鍵結而形成環結構。 作為所述環結構,可列舉:芳香族或非芳香族的烴環、芳香族或非芳香族的雜環、以及將該些環組合兩個以上而成的多環縮合環。作為環結構,可列舉3員環~10員環,較佳為4員環~8員環,更佳為5員環或6員環。
作為R1c ~R5c 中的任意兩個以上、R6c 與R7c 、以及Rx 與Ry 鍵結而形成的基,可列舉伸丁基、及伸戊基等。 作為R5c 與R6c 、以及R5c 與Rx 鍵結而形成的基,較佳為單鍵或伸烷基。作為伸烷基,可列舉亞甲基、及伸乙基等。
接下來,對陽離子(ZI-14)進行說明。 陽離子(ZI-14)由下述通式(ZI-14)表示。
[化18]
Figure 02_image033
通式(ZI-14)中, l表示0~2的整數。 r表示0~8的整數。 R13 表示氫原子、氟原子、羥基、烷基、環烷基、烷氧基、烷氧基羰基、或者具有單環或多環的環烷基骨架的基。該些基亦可具有取代基。 於R14 存在多個的情況下,各自獨立地表示烷基、環烷基、烷氧基、烷基磺醯基、環烷基磺醯基、烷基羰基、烷氧基羰基、或者具有單環或多環的環烷基骨架的烷氧基。該些基亦可具有取代基。 R15 各自獨立地表示烷基、環烷基、或萘基。該些基亦可具有取代基。兩個R15 可相互鍵結而形成環。於兩個R15 相互鍵結而形成環時,環骨架中亦可包含氧原子、或氮原子等雜原子。於一態樣中,較佳為兩個R15 為伸烷基,且相互鍵結而形成環結構。
於通式(ZI-14)中,R13 、R14 及R15 的烷基為直鏈狀或支鏈狀。烷基的碳數較佳為1~10。作為烷基,更佳為甲基、乙基、正丁基、或第三丁基等。
接下來,對通式(ZIIA)進行說明。 通式(ZIIA)中,R204 及R205 各自獨立地表示芳基、烷基或環烷基。 作為R204 及R205 的芳基,較佳為苯基、或萘基,更佳為苯基。R204 及R205 的芳基可為包含具有氧原子、氮原子、或硫原子等的雜環結構的芳基。作為具有雜環結構的芳基的骨架,例如可列舉:吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯並呋喃、及苯並噻吩等。 作為R204 及R205 的烷基及環烷基,較佳為碳數1~10的直鏈狀烷基或碳數3~10的支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、及戊基)、或碳數3~10的環烷基(例如環戊基、環己基、及降冰片基)。
R204 及R205 的芳基、烷基、及環烷基可各自獨立地具有取代基。作為R204 ~R207 的芳基、烷基、及環烷基可具有的取代基,例如可列舉:烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~15)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基、內酯環基及苯硫基等。 作為內酯環基,例如,可列舉自後述的(LC1-1)~(LC1-21)的任一者所表示的結構中除去氫原子後的基。
以下示出作為M1 + 、M2 + 的陽離子的較佳的例子,但本發明並不限定於該些。Me表示甲基。
[化19]
Figure 02_image035
[化20]
Figure 02_image037
[化21]
Figure 02_image039
[化22]
Figure 02_image041
以下示出通式(I)所表示的化合物中陰離子部分的較佳的例子,但本發明並不限定於該些。Me表示甲基。
[化23]
Figure 02_image043
[化24]
Figure 02_image045
[化25]
Figure 02_image047
以下示出化合物(B)的較佳的例子,但本發明並不限定於該些。Me表示甲基。另外,作為化合物(B)的較佳的例子,亦可列舉將所述陰離子與所述陽離子組合而成的化合物。
[化26]
Figure 02_image049
[化27]
Figure 02_image051
[化28]
Figure 02_image053
[化29]
Figure 02_image055
[化30]
Figure 02_image057
所述化合物(B)的分子量較佳為300~3000,更佳為300~2000,進而較佳為300~1500。
化合物(B)可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。 本發明的組成物中,以組成物的總固體成分為基準,化合物(B)的含量(於存在多種的情況下為其合計)較佳為0.1質量%~35質量%,更佳為0.5質量%~25質量%,進而較佳為1質量%~20質量%,特佳為5質量%~20質量%。
[(B')所述化合物(B)以外的藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的化合物] 本發明的組成物於不損害本發明的效果的範圍內,可含有化合物(B)以外的藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的化合物。
[(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂] 對(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂(以下,亦稱為「酸分解性樹脂」或「樹脂(A)」)進行說明。
再者,如後所述,樹脂(A)亦可包含具有光酸產生基的重複單元。 於使用了包含樹脂(A)的抗蝕劑組成物的圖案形成中,典型而言,於採用鹼顯影液作為顯影液的情況下,可較佳地形成正型圖案,於採用有機系顯影液作為顯影液的情況下,可較佳地形成負型圖案。 樹脂(A)通常包含藉由酸的作用發生分解而極性增大的基(以下,亦稱為「酸分解性基」),較佳為包含具有酸分解性基的重複單元。 以下,對樹脂(A)可包含的重複單元進行說明。
所述樹脂(A)包含下述通式(AI)所表示的重複單元。
[化31]
Figure 02_image059
通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基。 LA 表示單鍵或二價連結基。 ArA 表示(n+1)價的芳香環基。於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。
作為通式(AI)中的RA 、RB 、及RC 的烷基,較佳為甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、及十二烷基等碳數20以下的烷基,更佳為碳數8以下的烷基,進而較佳為碳數3以下的烷基。
作為通式(AI)中的RA 、RB 、及RC 的環烷基,可為單環型,亦可為多環型。其中,較佳為環丙基、環戊基、及環己基等碳數為3個~8個的單環型的環烷基。 作為通式(AI)中的RA 、RB 、及RC 的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子,較佳為氟原子。 作為通式(AI)中的RA 、RB 、及RC 的烷氧基羰基中所含的烷基,較佳為與所述RA 、RB 、及RC 中的烷基相同的烷基。
所述各基可具有取代基。所述各基中的較佳的取代基並無特別限定,例如可列舉:烷基、環烷基、芳基、胺基、醯胺基、脲基、胺基甲酸酯基、羥基、羧基、鹵素原子、烷氧基、硫醚基、醯基、醯氧基、烷氧基羰基、氰基、及硝基。取代基的碳數較佳為8以下。
ArA 表示(n+1)價的芳香環基。n為1時的二價芳香環基例如較佳為伸苯基、甲伸苯基、伸萘基、及伸蒽基等碳數6~18的伸芳基或含有噻吩環、呋喃環、吡咯環、苯並噻吩環、苯並呋喃環、苯並吡咯環、三嗪環、咪唑環、苯並咪唑環、三唑環、噻二唑環、及噻唑環等雜環的二價芳香環基。再者,所述芳香環基可具有取代基。
作為n為2以上的整數時的(n+1)價的芳香環基的具體例,可列舉自二價芳香環基的所述具體例中除去(n-1)個任意的氫原子而成的基。 (n+1)價的芳香環基可進而具有取代基。
所述烷基、環烷基、烷氧基羰基、及(n+1)價的芳香環基可具有的取代基並無特別限定,例如可列舉於通式(I)中的RA 、RB 、及RC 中列舉的烷基、甲氧基、乙氧基、羥基乙氧基、丙氧基、羥基丙氧基、及丁氧基等烷氧基;苯基等芳基等。
LA 的二價連結基並無特別限定,可列舉:-COO-、-CONR64 -、伸烷基、或將該些基的兩種以上組合而成的基。R64 表示氫原子或烷基。 伸烷基並無特別限定,較佳為亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、及伸辛基等碳數1~8的伸烷基。 作為R64 的烷基,可列舉甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、及十二烷基等碳數20以下的烷基,較佳為碳數8以下的烷基。
作為ArA ,較佳為碳數6~18的芳香環基,更佳為苯環基、萘環基、及伸聯苯環基。 通式(AI)所表示的重複單元較佳為包括羥基苯乙烯結構。即,ArA 較佳為苯環基。 n較佳為1~3的整數,更佳為1或2。
以下例示通式(AI)所表示的重複單元。式中,a表示1、2或3。
[化32]
Figure 02_image061
[化33]
Figure 02_image063
[化34]
Figure 02_image065
再者,通式(AI)所表示的重複單元較佳為以下具體記載的重複單元。式中,R表示氫原子或甲基,a表示1、2、或3。
[化35]
Figure 02_image067
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,通式(AI)所表示的重複單元的含量較佳為30莫耳%以上,更佳為40莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進而較佳為80莫耳%以下。
(具有酸分解性基的重複單元) 所謂酸分解性基是指藉由酸的作用發生分解而產生極性基的基。酸分解性基較佳為具有極性基經藉由酸的作用而脫離的脫離基保護的結構。即,樹脂(A)包含如下的重複單元:該重複單元具有藉由酸的作用發生分解而產生極性基的基。包含該重複單元的樹脂藉由酸的作用而極性增大且相對於鹼顯影液的溶解度增大、相對於有機溶劑的溶解度減少。 作為極性基,較佳為鹼可溶性基,例如可列舉:羧基、酚性羥基、氟化醇基、磺酸基、磷酸基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)亞甲基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基羰基)亞甲基、雙(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基磺醯基)亞甲基、雙(烷基磺醯基)醯亞胺基、三(烷基羰基)亞甲基、及三(烷基磺醯基)亞甲基等酸性基、以及醇性羥基等。 其中,作為極性基,較佳為羧基、酚性羥基、氟化醇基(較佳為六氟異丙醇基)、或磺酸基。作為極性基,尤其更佳為羧基、或酚性羥基。即,作為酸分解性基,較佳為藉由酸的作用發生分解而產生羧基的基、或藉由酸的作用發生分解而產生酚性羥基的基。 所述樹脂(A)包含具有酸分解性基的重複單元,所述具有酸分解性基的重複單元較佳為選自由藉由酸的作用發生分解而產生羧基的基、及藉由酸的作用發生分解而產生酚性羥基的基所組成的群組中的重複單元。
作為藉由酸的作用而脫離的脫離基,例如可列舉式(Y1)~式(Y4)所表示的基。 式(Y1):-C(Rx1 )(Rx2 )(Rx3 ) 式(Y2):-C(=O)OC(Rx1 )(Rx2 )(Rx3 ) 式(Y3):-C(R36 )(R37 )(OR38 ) 式(Y4):-C(Rn)(H)(Ar)
式(Y1)及式(Y2)中,Rx1 ~Rx3 分別獨立地表示烷基(直鏈狀或支鏈狀)、環烷基(單環或多環)、芳基(單環或多環)、芳烷基(直鏈狀或支鏈狀)、或烯基(直鏈狀或支鏈狀)。再者,於Rx1 ~Rx3 全部為烷基(直鏈狀或支鏈狀)的情況下,較佳為Rx1 ~Rx3 中的至少兩個為甲基。 其中,Rx1 ~Rx3 較佳為分別獨立地表示直鏈狀或支鏈狀的烷基,Rx1 ~Rx3 更佳為分別獨立地表示直鏈狀的烷基。 Rx1 ~Rx3 中的兩個可相互鍵結而形成環(可為單環及多環的任一者)。 作為Rx1 ~Rx3 的烷基,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、及第三丁基等碳數1~5的烷基。 作為Rx1 ~Rx3 的環烷基,較佳為環戊基、及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。 作為Rx1 ~Rx3 的芳基,較佳為碳數6~10的芳基,例如可列舉:苯基、萘基、及蒽基等。 作為Rx1 ~Rx3 的芳烷基,較佳為由碳數6~10的芳基(較佳為苯基)對所述Rx1 ~Rx3 的烷基中的一個氫原子進行取代而成的基,例如可列舉苄基等。 作為Rx1 ~Rx3 的烯基,較佳為乙烯基。 作為Rx1 ~Rx3 中的兩個鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為Rx1 ~Rx3 中的兩個鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 Rx1 ~Rx3 中的兩個鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。 式(Y1)或式(Y2)所表示的基例如較佳為以下態樣:Rx1 為甲基或乙基,Rx2 與Rx3 鍵結而形成了所述環烷基。
式(Y3)中,R36 ~R38 分別獨立地表示氫原子或一價有機基。R37 與R38 可相互鍵結而形成環。作為一價有機基,可列舉:烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基等。R36 亦較佳為氫原子。 再者,於所述烷基、環烷基、芳基、及芳烷基中,可包含氧原子等雜原子及/或羰基等具有雜原子的基。例如,所述烷基、環烷基、芳基、及芳烷基中,例如亞甲基的一個以上可經氧原子等雜原子及/或羰基等具有雜原子的基取代。 另外,R38 亦可與重複單元的主鏈所具有的其他取代基相互鍵結而形成環。R38 與重複單元的主鏈所具有的其他取代基相互鍵結而形成的基較佳為亞甲基等伸烷基。
作為式(Y3),較佳為下述式(Y3-1)所表示的基。
[化36]
Figure 02_image069
此處,L1 及L2 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、或者將該些組合而成的基(例如,將烷基與芳基組合而成的基)。 M表示單鍵或二價連結基。 Q表示可包含雜原子的烷基、可包含雜原子的環烷基、可包含雜原子的芳基、胺基、銨基、巰基、氰基、醛基、或者將該些組合而成的基(例如,將烷基與環烷基組合而成的基)。 烷基及環烷基中,例如亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、或羰基等具有雜原子的基取代。 再者,較佳為L1 及L2 中的一者為氫原子,另一者為烷基、環烷基、芳基、或將伸烷基與芳基組合而成的基。 Q、M、及L1 中的至少兩個可鍵結而形成環(較佳為5員環或6員環)。 就圖案的微細化的方面而言,L2 較佳為二級烷基或三級烷基,更佳為三級烷基。作為二級烷基,可列舉異丙基、環己基或降冰片基,作為三級烷基,可列舉第三丁基或金剛烷基。該些態樣中,由於Tg(玻璃轉移溫度)及活性化能量變高,因此不僅可確保膜強度,亦可抑制灰霧。
式(Y4)中,Ar表示芳香環基。Rn表示烷基、環烷基、或芳基。Rn與Ar可相互鍵結而形成非芳香族環。Ar更佳為芳基。
就重複單元的酸分解性優異的方面而言,於保護極性基的脫離基中,於非芳香族環與極性基(或其殘基)直接鍵結的情況下,所述非芳香族環中的、與所述極性基(或其殘基)直接鍵結的環員原子所鄰接的環員原子亦較佳為不具有氟原子等鹵素原子作為取代基。
藉由酸的作用而脫離的脫離基除此以外亦可為3-甲基-2-環戊烯基之類的具有取代基(烷基等)的2-環戊烯基、以及1,1,4,4-四甲基環己基之類的具有取代基(烷基等)的環己基。
具有酸分解性基的重複單元較佳為包含選自下述通式(3)~通式(7)所表示的重複單元中的一種以上,更佳為包含選自下述通式(6)所表示的重複單元、及下述通式(7)所表示的重複單元中的一種以上。
[化37]
Figure 02_image071
通式(3)中,R5 、R6 、及R7 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L2 表示單鍵、或二價連結基。 R8 ~R10 分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R8 ~R10 中的兩個可相互鍵結而形成環。
作為R5 、R6 、及R7 所表示的烷基,可為直鏈狀及支鏈狀的任一者。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 作為R5 、R6 、及R7 所表示的環烷基,較佳為環戊基、及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。 作為R5 、R6 、及R7 所表示的鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子,較佳為氟原子或碘原子。 作為R5 、R6 、及R7 所表示的烷氧基羰基中所含的烷基,可為直鏈狀及支鏈狀的任一者。烷氧基羰基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。
作為L2 所表示的二價連結基,可列舉:-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、烴基(例如,伸烷基、伸環烷基、伸烯基、伸芳基等)、及該些的多個連結而成的連結基等。
作為R8 ~R10 所表示的烷基,可為直鏈狀及支鏈狀的任一者。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。R8 ~R10 所表示的烷基中,亞甲基可經-CO-及/或-O-取代。 作為R8 ~R10 所表示的環烷基,較佳為環戊基、及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。 作為R8 ~R10 所表示的芳基,較佳為苯基。 作為R8 ~R10 所表示的芳烷基,較佳為由碳數6~10的芳基(較佳為苯基)對所述R8 ~R10 所表示的烷基中的一個氫原子進行取代而成的基,例如可列舉苄基等。 作為R8 ~R10 所表示的烯基,較佳為乙烯基。 作為R8 ~R10 中的兩個鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為R8 ~R10 中的兩個鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 R8 ~R10 中的兩個鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。
通式(3)中的所述各基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
[化38]
Figure 02_image073
通式(4)中,R11 ~R14 分別獨立地表示氫原子或有機基。其中,R11 及R12 中的至少一者表示有機基。 X1 表示-CO-、-SO-、或-SO2 -。 Y1 表示-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、或-NR34 -。R34 表示氫原子或有機基。 L3 表示單鍵、或二價連結基。 R15 ~R17 分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R15 ~R17 中的兩個可相互鍵結而形成環。
作為R11 ~R14 所表示的有機基,表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。 作為R11 ~R14 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基,可列舉與所述通式(3)中的R8 ~R10 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基相同的基。
作為X1 ,其中較佳為-CO-。 作為R34 所表示的有機基,與所述R11 ~R14 所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為Y1 ,較佳為-O-。 作為L3 所表示的二價連結基,與所述通式(3)中的L2 所表示的二價連結基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為R15 ~R17 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基,可列舉與所述通式(3)中的R8 ~R10 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基相同的基。
作為R1 5 ~R1 7 中的兩個鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為R1 5 ~R1 7 中的兩個鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 R1 5 ~R1 7 中的兩個鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。
通式(4)中的所述各基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
[化39]
Figure 02_image075
通式(5)中,R18 及R19 分別獨立地表示氫原子或有機基。 R20 及R21 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R20 與R21 可相互鍵結而形成環。 作為R18 及R19 所表示的有機基,與所述通式(4)中的R1 1 ~R1 4 所表示的有機基為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為R20 及R21 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基,可列舉與所述通式(3)中的R8 ~R10 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基相同的基。 R20 及R21 所表示的所述烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
作為R20 及R21 鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為R20 及R21 鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 R20 及R21 鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。
[化40]
Figure 02_image077
通式(6)中,R22 、R23 、及R24 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L4 表示單鍵、或二價連結基。 Ar1 表示芳香環基。 R25 ~R27 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R26 與R27 可相互鍵結而形成環。另外,Ar1 可與R24 或R25 鍵結而形成環。
R22 、R23 、R24 、及L4 與通式(3)中的R5 、R6 、R7 、及L2 為相同含義,較佳態樣亦相同。 Ar1 所表示的芳香環基並無特別限制,例如可列舉苯環或萘環,較佳為苯環。 作為R25 ~R27 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基,可列舉與所述通式(3)中的R8 ~R10 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基相同的基。 R25 ~R27 所表示的所述烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
作為R26 與R27 、Ar1 與R24 、及R25 與Ar1 鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為R26 與R27 、Ar1 與R24 、及R25 與Ar1 鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 R26 與R27 、Ar1 與R24 、及R25 與Ar1 鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。
[化41]
Figure 02_image079
通式(7)中,R28 、R29 、及R30 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。 L5 表示單鍵、或二價連結基。 R31 及R32 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。 R33 表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基。再者,R32 與R33 可相互鍵結而形成環。
R28 、R29 、及R30 、及L5 與通式(3)中的R5 、R6 、R7 、及L2 為相同含義,較佳態樣亦相同。 作為R31 、R32 、及R33 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基,可列舉與所述通式(3)中的R8 ~R10 所表示的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基相同的基。 R31 、R32 、及R33 所表示的所述烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。 作為R32 與R33 鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為R32 與R33 鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或環己基等單環的環烷基、或者降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 R32 與R33 鍵結而形成的環烷基中,例如構成環的亞甲基的一個可經氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基、或亞乙烯基取代。另外,該些環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基的一個以上可經伸乙烯基取代。
具有酸分解性基的重複單元可包含鹵素原子,亦可不包含鹵素原子,但較佳為不包含鹵素原子。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有酸分解性基的重複單元的含量較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上,進而較佳為15莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為95莫耳%以下,更佳為90莫耳%以下,特佳為85莫耳%以下。
以下示出具有酸分解性基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。再者,式中,Xa1 表示H、CH3 、CF3 、及CH2 OH的任一者,Rxa及Rxb分別表示碳數1~5的直鏈狀或支鏈狀的烷基。
[化42]
Figure 02_image081
[化43]
Figure 02_image083
[化44]
Figure 02_image085
[化45]
Figure 02_image087
[化46]
Figure 02_image089
[化47]
Figure 02_image091
[化48]
Figure 02_image093
[化49]
Figure 02_image095
樹脂(A)亦可包含所述重複單元以外的重複單元。 例如,樹脂(A)亦可包含選自由以下的A群組所組成的群組中的至少一種重複單元、及/或選自由以下的B群組所組成的群組中的至少一種重複單元。 A群組:由以下的(20)~(29)的重複單元所組成的群組。 (20)後述的具有酸基的重複單元 (21)後述的具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元 (22)後述的具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元 (23)後述的具有光酸產生基的重複單元 (24)後述的通式(V-1)或通式(V-2)所表示的重複單元 (25)後述的式(A)所表示的重複單元 (26)後述的式(B)所表示的重複單元 (27)後述的式(C)所表示的重複單元 (28)後述的式(D)所表示的重複單元 (29)後述的式(E)所表示的重複單元 B群組:由以下的(30)~(32)的重複單元所組成的群組。 (30)後述的具有選自內酯基、磺內酯基、碳酸酯基、羥基、氰基、及鹼可溶性基中的至少一種基的重複單元 (31)後述的具有脂環烴結構且不顯示酸分解性的重複單元 (32)後述的不具有羥基及氰基的任一者、且由通式(III)所表示的重複單元
於本發明的組成物用作EUV用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的情況下,樹脂(A)較佳為包含選自由所述A群組所組成的群組中的至少一種重複單元。 另外,於組成物用作EUV用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的情況下,樹脂(A)較佳為含有氟原子及碘原子中的至少一者,更佳為含有氟原子。於樹脂(A)含有氟原子及碘原子此兩者的情況下,樹脂(A)可包含含有氟原子及碘原子此兩者的一個重複單元,樹脂(A)亦可包含含有氟原子的重複單元以及含有碘原子的重複單元此兩種。 另外,於組成物用作EUV用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的情況下,樹脂(A)亦較佳為包含具有芳香族基的重複單元。
(具有酸基的重複單元) 樹脂(A)亦可包含與通式(AI)所表示的重複單元不同的具有酸基的重複單元。 作為酸基,例如較佳為羧基、氟化醇基(較佳為六氟異丙醇基)、磺酸基、磺醯胺基、或異丙醇基等。 另外,所述六氟異丙醇基中,氟原子的一個以上(較佳為1個~2個)可經氟原子以外的基(烷氧基羰基等)取代。如此形成的-C(CF3 )(OH)-CF2 -作為酸基亦較佳。另外,氟原子的一個以上亦可被取代為氟原子以外的基而形成包含-C(CF3 )(OH)-CF2 -的環。 具有酸基的重複單元較佳為具有極性基經藉由所述酸的作用而脫離的脫離基保護的結構的重複單元、以及與後述的具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元不同的重複單元。
具有酸基的重複單元可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
作為具有酸基的重複單元,較佳為式(B)所表示的重複單元。
[化50]
Figure 02_image097
R3 表示氫原子、或一價有機基。 作為一價有機基,較佳為-L4 -R8 所表示的基。L4 表示單鍵、或酯基。R8 可列舉烷基、環烷基、芳基、或將該些組合而成的基。
R4 及R5 分別獨立地表示氫原子、氟原子、碘原子、或烷基。
L2 表示單鍵、或酯基。 L3 表示(n+m+1)價的脂環式烴環基。作為脂環式烴環基,可為單環,亦可為多環,例如可列舉環烷基環基。 R6 表示羥基、或氟化醇基(較佳為六氟異丙醇基)。 R7 表示鹵素原子。作為鹵素原子,可列舉氟原子、氯原子、溴原子、或碘原子。 m表示1以上的整數。m較佳為1~3的整數,更佳為1~2的整數。 n表示0或1以上的整數。n較佳為1~4的整數。 再者,(n+m+1)較佳為1~5的整數。
式(B)中的所述各基可具有取代基,作為取代基,例如可列舉所述取代基T。
以下例示具有酸基的重複單元。
[化51]
Figure 02_image099
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有酸基的重複單元的含量較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為70莫耳%以下,更佳為60莫耳%以下,進而較佳為50莫耳%以下。
(具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元) 樹脂(A)除了包含所述「(具有酸分解性基的重複單元)」及「(具有酸基的重複單元)」以外,亦可包含具有氟原子或碘原子的重複單元。另外,此處所述的「(具有氟原子或碘原子的重複單元)」較佳為與後述的「(具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元)」、及「(具有光酸產生基的重複單元)」等屬於A群組的其他種類的重複單元不同。 再者,所述「(具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元)」較佳為主鏈中不包含環員原子(換言之,構成環結構的原子)。
作為具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元,較佳為式(C)所表示的重複單元。
[化52]
Figure 02_image101
L5 表示單鍵、或酯基。 R9 表示氫原子、或者可具有氟原子或碘原子的烷基。 R10 表示氫原子、可具有氟原子或碘原子的烷基、可具有氟原子或碘原子的環烷基、可具有氟原子或碘原子的芳基、或者將該些組合而成的基。
以下例示具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元。
[化53]
Figure 02_image103
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有氟原子或碘原子且不顯示酸分解性的重複單元的含量較佳為0莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上,進而較佳為10莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為50莫耳%以下,更佳為45莫耳%以下,進而較佳為40莫耳%以下。
(具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元) 樹脂(A)亦可包含具有選自由內酯基、磺內酯基、及碳酸酯基所組成的群組中的至少一種的重複單元(以下,亦總稱為「具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元」)。 具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元亦較佳為不具有六氟丙醇基等酸基。
作為內酯基或磺內酯基,只要具有內酯結構或磺內酯結構即可。內酯結構或磺內酯結構較佳為5員環內酯結構~7員環內酯結構或5員環磺內酯結構~7員環磺內酯結構。其中,更佳為其他環結構以形成雙環結構或螺環結構的形態於5員環內酯結構~7員環內酯結構中進行縮環而成者、或者其他環結構以形成雙環結構或螺環結構的形態於5員環磺內酯結構~7員環磺內酯結構中進行縮環而成者。 樹脂(A)較佳為具有如下重複單元:所述重複單元具有自下述通式(LC1-1)~通式(LC1-21)的任一者所表示的內酯結構、或者下述通式(SL1-1)~通式(SL1-3)的任一者所表示的磺內酯結構的環員原子中去掉一個以上的氫原子而成的內酯基或磺內酯基。 另外,內酯基或磺內酯基亦可與主鏈直接鍵結。例如,內酯基或磺內酯基的環員原子亦可構成樹脂(A)的主鏈。
[化54]
Figure 02_image105
所述內酯結構或磺內酯結構部分亦可具有取代基(Rb2 )。作為較佳的取代基(Rb2 ),可列舉:碳數1~8的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數1~8的烷氧基、碳數1~8的烷氧基羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基、及酸分解性基等。n2 表示0~4的整數。於n2 為2以上時,存在多個的Rb2 可不同,另外,存在多個的Rb2 彼此可鍵結而形成環。
作為含有具有通式(LC1-1)~通式(LC1-21)的任一者所表示的內酯結構或通式(SL1-1)~通式(SL1-3)的任一者所表示的磺內酯結構的基的重複單元,例如可列舉下述通式(AI)所表示的重複單元等。
[化55]
Figure 02_image107
通式(AI)中,Rb0 表示氫原子、鹵素原子、或碳數1~4的烷基。 作為Rb0 的烷基可具有的較佳的取代基,可列舉羥基、及鹵素原子。 作為Rb0 的鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子等。Rb0 較佳為氫原子或甲基。 Ab表示單鍵、伸烷基、具有單環或多環的脂環烴結構的二價連結基、醚基、酯基、羰基、羧基、或者將該些組合而成的二價基。其中,較佳為單鍵或-Ab1 -CO2 -所表示的連結基。Ab1 為直鏈狀或支鏈狀的伸烷基、或者單環或多環的伸環烷基,較佳為亞甲基、伸乙基、伸環己基、伸金剛烷基、或伸降冰片基。 V表示自通式(LC1-1)~通式(LC1-21)的任一者所表示的內酯結構的環員原子中去掉一個氫原子而成的基、或者自通式(SL1-1)~通式(SL1-3)的任一者所表示的磺內酯結構的環員原子中去掉一個氫原子而成的基。
於在具有內酯基或磺內酯基的重複單元中存在光學異構體的情況下,可使用任意的光學異構體。另外,可單獨使用一種光學異構體,亦可混合使用多種光學異構體。於主要使用一種光學異構體的情況下,其光學純度(對映體過量(enantiomeric excess,ee))較佳為90以上,更佳為95以上。
作為碳酸酯基,較佳為環狀碳酸酯基。 作為具有環狀碳酸酯基的重複單元,較佳為下述通式(A-1)所表示的重複單元。
[化56]
Figure 02_image109
通式(A-1)中,RA 1 表示氫原子、鹵素原子、或一價有機基(較佳為甲基)。 n表示0以上的整數。 RA 2 表示取代基。於n為2以上的情況下,存在多個的RA 2 分別可相同亦可不同。 A表示單鍵或二價連結基。作為所述二價連結基,較佳為伸烷基、具有單環或多環的脂環烴結構的二價連結基、醚基、酯基、羰基、羧基、或者將該些組合而成的二價基。 Z表示與式中的-O-CO-O-所表示的基一起形成單環或多環的原子團。
以下例示具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元。
[化57]
Figure 02_image111
[化58]
Figure 02_image113
[化59]
Figure 02_image115
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元的含量較佳為1莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為85莫耳%以下,更佳為80莫耳%以下,進而較佳為70莫耳%以下,特佳為60莫耳%以下。
(具有光酸產生基的重複單元) 樹脂(A)亦可包含具有藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的基(以下亦稱為「光酸產生基」)的重複單元作為上述以外的重複單元。 該情況下,可認為所述具有光酸產生基的重複單元相當於後述的藉由光化射線或放射線的照射而產生酸的化合物(亦稱為「光酸產生劑」)。 作為此種重複單元,例如可列舉下述通式(4)所表示的重複單元。
[化60]
Figure 02_image117
R41 表示氫原子或甲基。L41 表示單鍵、或二價連結基。L42 表示二價連結基。R40 表示藉由光化射線或放射線的照射發生分解而於側鏈產生酸的結構部位。
以下例示具有光酸產生基的重複單元。
[化61]
Figure 02_image119
[化62]
Figure 02_image121
[化63]
Figure 02_image123
除此以外,作為通式(4)所表示的重複單元,例如可列舉日本專利特開2014-041327號公報的段落<0094>~段落<0105>中記載的重複單元。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有光酸產生基的重複單元的含量較佳為1莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,進而較佳為30莫耳%以下。
(通式(V-1)或通式(V-2)所表示的重複單元) 樹脂(A)亦可包含下述通式(V-1)或下述通式(V-2)所表示的重複單元。 下述通式(V-1)及下述通式(V-2)所表示的重複單元較佳為與上述重複單元不同的重複單元。
[化64]
Figure 02_image125
式中, R6 及R7 分別獨立地表示氫原子、羥基、烷基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR或-COOR:R為碳數1~6的烷基或氟化烷基)、或羧基。作為烷基,較佳為碳數1~10的直鏈狀、支鏈狀或環狀的烷基。 n3 表示0~6的整數。 n4 表示0~4的整數。 X4 為亞甲基、氧原子、或硫原子。 以下例示通式(V-1)或通式(V-2)所表示的重複單元。
[化65]
Figure 02_image127
(用於降低主鏈的運動性的重複單元) 就可抑制產生酸的過度擴散或顯影時的圖案倒塌的觀點而言,樹脂(A)較佳為玻璃轉移溫度(Tg)高者。Tg較佳為大於90℃,更佳為大於100℃,進而較佳為大於110℃,特佳為大於125℃。再者,過高的Tg化會導致於顯影液中的溶解速度降低,因此Tg較佳為400℃以下,更佳為350℃以下。 再者,於本說明書中,樹脂(A)等的聚合物的玻璃轉移溫度(Tg)藉由以下的方法算出。首先,藉由比塞納諾(Bicerano)法分別算出僅包含聚合物中所含的各重複單元的均聚物的Tg。以後,將所算出的Tg稱為「重複單元的Tg」。接著,算出聚合物中的各重複單元相對於全部重複單元的質量比例(%)。接著,使用福克斯(Fox)的式(記載於「材料快報(Materials Letters)」62(2008)3152等中),算出各質量比例下的Tg,將該些求和,設為聚合物的Tg(℃)。 比塞納諾(Bicerano)法記載於「聚合物性能預測(Prediction of polymer properties)」, 馬塞爾•德克爾公司(Marcel Dekker Inc), 紐約(New York)(1993)等中。另外,基於比塞納諾(Bicerano)法的Tg的算出可使用聚合物的物性概算軟體MDL聚合物(Polymer)(MDL資訊系統公司(MDL Information Systems, Inc.))來進行。
為了增大樹脂(A)的Tg(較佳為使Tg超過90℃),較佳為使樹脂(A)的主鏈的運動性降低。降低樹脂(A)的主鏈的運動性的方法可列舉以下的(a)~(e)的方法。 (a)向主鏈中導入體積大的取代基 (b)向主鏈中導入多個取代基 (c)向主鏈附近導入誘發樹脂(A)間的相互作用的取代基 (d)以環狀結構形成主鏈 (e)環狀結構與主鏈連結 再者,樹脂(A)較佳為具有均聚物的Tg顯示130℃以上的重複單元。 再者,均聚物的Tg顯示130℃以上的重複單元的種類並無特別限制,只要是藉由比塞納諾(Bicerano)法算出的均聚物的Tg為130℃以上的重複單元即可。再者,根據後述的式(A)~式(E)所表示的重複單元中的官能基的種類,相當於均聚物的Tg顯示130℃以上的重複單元。
(式(A)所表示的重複單元) 作為所述(a)的具體的達成手段的一例,可列舉於樹脂(A)中導入式(A)所表示的重複單元的方法。
[化66]
Figure 02_image129
式(A)中,RA 表示具有多環結構的基。Rx 表示氫原子、甲基、或乙基。所謂具有多環結構的基是指具有多個環結構的基,多個環結構可縮合亦可不縮合。 作為式(A)所表示的重複單元的具體例,可列舉下述重複單元。
[化67]
Figure 02_image131
[化68]
Figure 02_image133
[化69]
Figure 02_image135
所述式中,R表示氫原子、甲基、或乙基。 Ra表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR'''或-COOR''':R'''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,Ra所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 另外,R'及R''分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR'''或-COOR''':R'''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R'及R''所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 L表示單鍵或二價連結基。作為二價連結基,例如可列舉:-COO-、-CO-、-O-、-S、-SO-、-SO2 -、伸烷基、伸環烷基、伸烯基、以及該些的多個連結而成的連結基等。 m及n分別獨立地表示0以上的整數。m及n的上限並無特別限制,多數情況下為2以下,更多情況下為1以下。
(式(B)所表示的重複單元) 作為所述(b)的具體的達成手段的一例,可列舉於樹脂(A)中導入式(B)所表示的重複單元的方法。
[化70]
Figure 02_image137
式(B)中,Rb1 ~Rb4 分別獨立地表示氫原子或有機基,Rb1 ~Rb4 中的至少兩個以上表示有機基。 另外,於有機基的至少一個為於重複單元中的主鏈直接連結有環結構的基的情況下,其他有機基的種類並無特別限制。 另外,於有機基的任一者均並非為於重複單元中的主鏈直接連結有環結構的基的情況下,有機基的至少兩個以上為除了氫原子以外的構成原子的數量為3個以上的取代基。
作為式(B)所表示的重複單元的具體例,可列舉下述重複單元。
[化71]
Figure 02_image139
所述式中,R分別獨立地表示氫原子或有機基。作為有機基,可列舉可具有取代基的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基等有機基。 R'分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR''或-COOR'':R''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R'所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 m表示0以上的整數。m的上限並無特別限制,多數情況下為2以下,更多情況下為1以下。
(式(C)所表示的重複單元) 作為所述(c)的具體的達成手段的一例,可列舉於樹脂(A)中導入式(C)所表示的重複單元的方法。
[化72]
Figure 02_image141
式(C)中,Rc1 ~Rc4 分別獨立地表示氫原子或有機基,Rc1 ~Rc4 中的至少一個為自主鏈碳起於原子數3以內具有氫鍵性的氫原子的基。其中,較佳為於誘發樹脂(A)的主鏈間的相互作用的基礎上,於原子數2以內(更靠主鏈附近側)具有氫鍵性的氫原子。
作為式(C)所表示的重複單元的具體例,可列舉下述重複單元。
[化73]
Figure 02_image143
所述式中,R表示有機基。作為有機基,可列舉可具有取代基的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、及酯基(-OCOR或-COOR:R為碳數1~20的烷基或氟化烷基)等。 R'表示氫原子或有機基。作為有機基,可列舉烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基等有機基。再者,有機基中的氫原子亦可經氟原子或碘原子取代。
(式(D)所表示的重複單元) 作為所述(d)的具體的達成手段的一例,可列舉於樹脂(A)中導入式(D)所表示的重複單元的方法。
[化74]
Figure 02_image145
式(D)中,「Cyclic」表示以環狀結構形成了主鏈的基。環的構成原子數並無特別限制。
作為式(D)所表示的重複單元的具體例,可列舉下述重複單元。
[化75]
Figure 02_image147
所述式中,R分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR''或-COOR'':R''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 所述式中,R'分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR''或-COOR'':R''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R'所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 m表示0以上的整數。m的上限並無特別限制,多數情況下為2以下,更多情況下為1以下。
(式(E)所表示的重複單元) 作為所述(e)的具體的達成手段的一例,可列舉於樹脂(A)中導入式(E)所表示的重複單元的方法。
[化76]
Figure 02_image149
式(E)中,Re分別獨立地表示氫原子或有機基。作為有機基,可列舉可具有取代基的烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基等。 「Cyclic」是包含主鏈的碳原子的環狀基。環狀基中所含的原子數並無特別限制。
作為式(E)所表示的重複單元的具體例,可列舉下述重複單元。
[化77]
Figure 02_image151
[化78]
Figure 02_image153
另外,作為式(E)所表示的重複單元的具體例,亦可較佳地使用來源於下述單體的重複單元。
[化79]
Figure 02_image155
所述式中,R分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR''或-COOR'':R''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 R'分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、及烯基、羥基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR''或-COOR'':R''為碳數1~20的烷基或氟化烷基)、或羧基。再者,所述烷基、所述環烷基、所述芳基、所述芳烷基、及所述烯基亦可分別具有取代基。另外,R'所表示的基中的與碳原子鍵結的氫原子可經氟原子或碘原子取代。 m表示0以上的整數。m的上限並無特別限制,多數情況下為2以下,更多情況下為1以下。 另外,式(E-2)、式(E-4)、式(E-6)、及式(E-8)中,兩個R可相互鍵結而形成環。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,式(A)~式(E)所表示的重複單元的含量較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為60莫耳%以下,更佳為55莫耳%以下。
(具有選自內酯基、磺內酯基、碳酸酯基、羥基、氰基、及鹼可溶性基中的至少一種基的重複單元) 樹脂(A)亦可包含具有選自內酯基、磺內酯基、碳酸酯基、羥基、氰基、及鹼可溶性基中的至少一種基的重複單元。 作為樹脂(A)所包含的具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元,可列舉所述「(具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元)」中說明的重複單元。較佳的含量亦如所述「(具有內酯基、磺內酯基、或碳酸酯基的重複單元)」中說明般。
樹脂(A)亦可包含具有羥基或氰基的重複單元。藉此,基板密接性、顯影液親和性提高。 具有羥基或氰基的重複單元較佳為具有經羥基或氰基取代的脂環烴結構的重複單元。 具有羥基或氰基的重複單元較佳為不具有酸分解性基。作為具有羥基或氰基的重複單元,可列舉下述通式(AIIa)~通式(AIId)所表示的重複單元。
[化80]
Figure 02_image157
通式(AIIa)~通式(AIId)中, R1c 表示氫原子、甲基、三氟甲基或羥基甲基。 R2c ~R4c 分別獨立地表示氫原子、羥基或氰基。其中,R2c ~R4c 中的至少一個表示羥基或氰基。較佳為R2c ~R4c 中的一個或兩個為羥基,其餘為氫原子。更佳為R2c ~R4c 中的兩個為羥基,其餘為氫原子。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有羥基或氰基的重複單元的含量較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上。另外,作為其上限值,較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,進而較佳為30莫耳%以下。
以下列舉具有羥基或氰基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於該些。
[化81]
Figure 02_image159
樹脂(A)亦可包含具有鹼可溶性基的重複單元。 作為鹼可溶性基,可列舉羧基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、雙磺醯亞胺基、α位經拉電子基取代的脂肪族醇基(例如,六氟異丙醇基),較佳為羧基。藉由樹脂(A)包含具有鹼可溶性基的重複單元,於接觸孔用途中的解析性增加。 作為具有鹼可溶性基的重複單元,可列舉:來源於丙烯酸及甲基丙烯酸的重複單元之類的於樹脂的主鏈直接鍵結有鹼可溶性基的重複單元、或者經由連結基而於樹脂的主鏈鍵結有鹼可溶性基的重複單元。再者,連結基亦可具有單環或多環的環狀烴結構。 作為具有鹼可溶性基的重複單元,較佳為來源於丙烯酸或甲基丙烯酸的重複單元。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,具有鹼可溶性基的重複單元的含量較佳為0莫耳%以上,更佳為3莫耳%以上,進而較佳為5莫耳%以上。作為其上限值,較佳為20莫耳%以下,更佳為15莫耳%以下,進而較佳為10莫耳%以下。
以下示出具有鹼可溶性基的重複單元的具體例,但本發明並不限定於此。具體例中,Rx表示H、CH3 、CH2 OH或CF3
[化82]
Figure 02_image161
作為具有選自內酯基、羥基、氰基、及鹼可溶性基中的至少一種基的重複單元,較佳為具有選自內酯基、羥基、氰基、及鹼可溶性基中的至少兩個的重複單元,更佳為具有氰基與內酯基的重複單元,進而較佳為具有於通式(LC1-4)所表示的內酯結構上取代有氰基的結構的重複單元。
(具有脂環烴結構且不顯示酸分解性的重複單元) 樹脂(A)亦可包含具有脂環烴結構且不顯示酸分解性的重複單元。藉此,可減少液浸曝光時低分子成分自抗蝕劑膜向液浸液中的溶出。作為此種重複單元,例如可列舉來源於(甲基)丙烯酸1-金剛烷酯、(甲基)丙烯酸二金剛烷酯、(甲基)丙烯酸三環癸酯、或(甲基)丙烯酸環己酯的重複單元等。
(不具有羥基及氰基的任一者、且由通式(III)所表示的重複單元) 樹脂(A)亦可包含不具有羥基及氰基的任一者、且由通式(III)所表示的重複單元。
[化83]
Figure 02_image163
通式(III)中,R5 表示具有至少一個環狀結構且不具有羥基及氰基的任一者的烴基。 Ra表示氫原子、烷基或-CH2 -O-Ra2 基。式中,Ra2 表示氫原子、烷基或醯基。
R5 所具有的環狀結構包括單環式烴基及多環式烴基。作為單環式烴基,例如可列舉碳數3~12(更佳為碳數3~7)的環烷基、或碳數3~12的環烯基。
作為多環式烴基,可列舉環集合烴基及交聯環式烴基。作為交聯環式烴基,可列舉:二環式烴環、三環式烴環、及四環式烴環等。另外,作為交聯環式烴環,亦包含多個5員~8員環烷烴環縮合而成的縮合環。 作為交聯環式烴基,較佳為降冰片基、金剛烷基、雙環辛基、或三環[5.2.1.02,6]癸基,更佳為降冰片基或金剛烷基。
脂環式烴基可具有取代基,作為取代基,可列舉鹵素原子、烷基、經保護基保護的羥基、以及經保護基保護的胺基。 作為鹵素原子,較佳為溴原子、氯原子、或氟原子。 作為烷基,較佳為甲基、乙基、丁基、或第三丁基。所述烷基亦可進而具有取代基,作為取代基,可列舉:鹵素原子、烷基、經保護基保護的羥基、或者經保護基保護的胺基。
作為保護基,例如可列舉:烷基、環烷基、芳烷基、經取代的甲基、經取代的乙基、烷氧基羰基、及芳烷基氧基羰基。 作為烷基,較佳為碳數1~4的烷基。 作為經取代的甲基,較佳為甲氧基甲基、甲氧基硫代甲基、苄基氧基甲基、第三丁氧基甲基、或2-甲氧基乙氧基甲基。 作為經取代的乙基,較佳為1-乙氧基乙基、或1-甲基-1-甲氧基乙基。 作為醯基,較佳為甲醯基、乙醯基、丙醯基、丁醯基、異丁醯基、戊醯基、及三甲基乙醯基等碳數1~6的脂肪族醯基。 作為烷氧基羰基,較佳為碳數1~4的烷氧基羰基。
相對於樹脂(A)中的全部重複單元,不具有羥基及氰基的任一者、且由通式(III)所表示的重複單元的含量較佳為0莫耳%~40莫耳%,更佳為0莫耳%~20莫耳%。 以下列舉通式(III)所表示的重複單元的具體例,但本發明並不限定於該些。式中,Ra表示H、CH3 、CH2 OH、或CF3
[化84]
Figure 02_image165
(其他重複單元) 進而,樹脂(A)亦可包含所述重複單元以外的重複單元。 例如樹脂(A)亦可包含選自由具有氧硫雜環己烷(oxathiane)環基的重複單元、具有噁唑啉酮(oxazolone)環基的重複單元、具有二噁烷環基的重複單元、以及具有乙內醯脲環基的重複單元所組成的群組中的重複單元。 以下例示此種重複單元。
[化85]
Figure 02_image167
樹脂(A)除了所述重複結構單元以外,亦可為了調節耐乾式蝕刻性、標準顯影液適應性、基板密接性、抗蝕劑輪廓、解析力、耐熱性、及感度等而具有各種重複結構單元。
樹脂(A)可依照常規方法(例如自由基聚合)合成。 藉由GPC法,以聚苯乙烯換算值計,樹脂(A)的重量平均分子量較佳為1,000~200,000,更佳為2,000~30,000,進而較佳為3,000~20,000。藉由將樹脂(A)的重量平均分子量設為1,000~200,000,可進一步抑制耐熱性及耐乾式蝕刻性的劣化。另外,亦可進一步抑制顯影性的劣化、及黏度變高而製膜性劣化的情況。 樹脂(A)的分散度(分子量分佈)通常為1.0~5.0,較佳為1.0~3.0,更佳為1.0~2.5,進而較佳為1.0~2.0。分散度越小,解析度、及抗蝕劑形狀更優異,進而抗蝕劑圖案的側壁更平滑,粗糙度性能亦更優異。
於本發明的組成物中,相對於組成物的總固體成分,樹脂(A)的含量較佳為50質量%~99.9質量%,更佳為60質量%~99.0質量%。 再者,所謂固體成分是指去除組成物中的溶劑後的成分,若為溶劑以外的成分,則即便為液狀成分,亦視為固體成分。 另外,樹脂(A)可使用一種,亦可併用多種。
[酸擴散控制劑] 本發明的組成物較佳為含有酸擴散控制劑。酸擴散控制劑作為淬滅劑發揮作用,所述淬滅劑捕獲曝光時由光酸產生劑等產生的酸,抑制因多餘的產生酸引起的未曝光部中的酸分解性樹脂的反應。 作為酸擴散控制劑,例如可使用如下化合物作為酸擴散控制劑:鹼性化合物(DA);藉由光化射線或放射線的照射而鹼性降低或消失的鹼性化合物(DB);相對於酸[光酸]產生劑而言成為相對弱酸的鎓鹽(DC);具有氮原子且具有藉由酸的作用而脫離的基的低分子化合物(DD);或者於陽離子部具有氮原子的鎓鹽化合物(DE)等。於本發明的組成物中,可適宜使用公知的酸擴散控制劑。例如,可較佳地使用美國專利申請案公開2016/0070167A1號說明書的段落[0627]~段落[0664]、美國專利申請案公開2015/0004544A1號說明書的段落[0095]~段落[0187]、美國專利申請案公開2016/0237190A1號說明書的段落[0403]~段落[0423]、及美國專利申請案公開2016/0274458A1號說明書的段落[0259]~段落[0328]中揭示的公知的化合物作為酸擴散控制劑。
作為鹼性化合物(DA),較佳為具有下述通式(A)~通式(E)所表示的結構的化合物。
[化86]
Figure 02_image169
通式(A)及通式(E)中, R200 、R201 及R202 可相同亦可不同,且各自獨立地表示氫原子、烷基(較佳為碳數1~20)、環烷基(較佳為碳數3~20)或芳基(碳數6~20)。R201 與R202 可相互鍵結而形成環。 R203 、R204 、R205 及R206 可相同亦可不同,且各自獨立地表示碳數1~20的烷基。
通式(A)及通式(E)中的烷基可具有取代基亦可未經取代。 關於所述烷基,作為具有取代基的烷基,較佳為碳數1~20的胺基烷基、碳數1~20的羥基烷基、或碳數1~20的氰基烷基。 通式(A)及通式(E)中的烷基更佳為未經取代。
作為鹼性化合物(DA),較佳為噻唑、苯並噻唑、噁唑、苯並噁唑、胍、胺基吡咯啶、吡唑、吡唑啉、哌嗪、胺基嗎啉、胺基烷基嗎啉、哌啶,或者較佳為具有該些結構的化合物,更佳為具有噻唑結構、苯並噻唑結構、噁唑結構、苯並噁唑結構、咪唑結構、二氮雜雙環結構、氫氧化鎓結構、羧酸鎓鹽結構、三烷基胺結構、苯胺結構或吡啶結構的化合物,具有羥基及/或醚鍵的烷基胺衍生物、或者具有羥基及/或醚鍵的苯胺衍生物等。
藉由光化射線或放射線的照射而鹼性降低或消失的鹼性化合物(DB)(以下,亦稱為「化合物(DB)」)為如下化合物:具有質子受體性官能基,且藉由光化射線或放射線的照射進行分解而質子受體性降低、消失、或自質子受體性變化為酸性。
所謂質子受體性官能基,是指具有可與質子發生靜電相互作用的基或電子的官能基,例如是指具有環狀聚醚等大環結構的官能基,或含有具有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子的官能基。所謂具有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子,例如為具有下述式表示的部分結構的氮原子。
[化87]
Figure 02_image171
作為質子受體性官能基的較佳的部分結構,例如可列舉:冠醚結構、氮雜冠醚結構、一級胺結構~三級胺結構、吡啶結構、咪唑結構、及吡嗪結構等。
化合物(DB)藉由光化射線或放射線的照射發生分解而質子受體性降低或消失、或者產生由質子受體性變化為酸性的化合物。此處,所謂質子受體性的降低或消失、或者由質子受體性向酸性的變化,是於質子受體性官能基上加成質子而引起的質子受體性的變化,具體而言,是指於由具有質子受體性官能基的化合物(DB)與質子生成質子加成物時,其化學平衡中的平衡常數減少。 質子受體性可藉由進行pH測定來確認。
化合物(DB)藉由光化射線或放射線的照射發生分解而產生的化合物的酸解離常數pKa較佳為滿足pKa<-1,更佳為滿足-13<pKa<-1,進而較佳為滿足-13<pKa<-3。
於本發明的組成物中,可將相對於光酸產生劑而言成為相對弱酸的鎓鹽(DC)用作酸擴散控制劑。 於將光酸產生劑、與產生相對於由光酸產生劑產生的酸而言為相對弱酸的酸的鎓鹽混合使用的情況下,若藉由光化射線或放射線的照射而由光酸產生劑產生的酸與未反應的具有弱酸根陰離子的鎓鹽碰撞,則藉由鹽交換而釋放出弱酸並產生具有強酸根陰離子的鎓鹽。於該過程中強酸被交換為催化能力更低的弱酸,因此於表觀上,酸失活而可控制酸擴散。
作為相對於光酸產生劑而言成為相對弱酸的鎓鹽,較佳為下述通式(d1-1)~通式(d1-3)所表示的化合物。
[化88]
Figure 02_image173
式中,R51 為可具有取代基的烴基,Z2c 為可具有取代基的碳數1~30的烴基(其中,設為於鄰接於S的碳上未取代有氟原子者),R52 為有機基,Y3 為直鏈狀、支鏈狀或環狀的伸烷基或伸芳基,Rf為包含氟原子的烴基,M+ 各自獨立地為銨陽離子、鋶陽離子或錪陽離子。
關於作為M+ 所表示的鋶陽離子或錪陽離子的較佳的例子,可列舉通式(ZIA)中例示的鋶陽離子及通式(ZIIA)中例示的錪陽離子。
相對於光酸產生劑而言成為相對弱酸的鎓鹽(DC)亦可為於同一分子內具有陽離子部位與陰離子部位、且陽離子部位與陰離子部位藉由共價鍵連結的化合物(以下,亦稱為「化合物(DCA)」。)。 作為化合物(DCA),較佳為下述通式(C-1)~通式(C-3)的任一者所表示的化合物。
[化89]
Figure 02_image175
通式(C-1)~通式(C-3)中, R1 、R2 、及R3 各自獨立地表示碳數1以上的取代基。 L1 表示連結陽離子部位與陰離子部位的二價連結基或單鍵。 -X-表示選自-COO- 、-SO3 - 、-SO2 - 、及-N- -R4 中的陰離子部位。R4 表示在與鄰接的N原子的連結部位具有羰基(-C(=O)-)、磺醯基(-S(=O)2 -)、及亞磺醯基(-S(=O)-)中的至少一個的一價取代基。 R1 、R2 、R3 、R4 、及L1 可相互鍵結而形成環結構。另外,於通式(C-3)中,將R1 ~R3 中的兩個一併表示為一個二價取代基,亦可藉由雙鍵與N原子鍵結。
作為R1 ~R3 中的碳數1以上的取代基,可列舉:烷基、環烷基、芳基、烷基氧基羰基、環烷基氧基羰基、芳基氧基羰基、烷基胺基羰基、環烷基胺基羰基、及芳基胺基羰基等。較佳為烷基、環烷基、或芳基。
作為二價連結基的L1 可列舉直鏈狀伸烷基或支鏈狀伸烷基、伸環烷基、伸芳基、羰基、醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、胺基甲酸酯鍵、脲鍵、及將該些的兩種以上組合而成的基等。L1 較佳為伸烷基、伸芳基、醚鍵、酯鍵、或將該些的兩種以上組合而成的基。
具有氮原子且具有藉由酸的作用而脫離的基的低分子化合物(DD)(以下,亦稱為「化合物(DD)」。)較佳為於氮原子上具有藉由酸的作用而脫離的基的胺衍生物。 作為藉由酸的作用而脫離的基,較佳為縮醛基、碳酸酯基、胺甲酸酯基、三級酯基、三級羥基、或半胺縮醛醚基,更佳為胺甲酸酯基、或半胺縮醛醚基。 化合物(DD)的分子量較佳為100~1000,更佳為100~700,進而較佳為100~500。 化合物(DD)可於氮原子上含有具有保護基的胺甲酸酯基。作為構成胺甲酸酯基的保護基,由下述通式(d-1)表示。
[化90]
Figure 02_image177
通式(d-1)中, Rb 各自獨立地表示氫原子、烷基(較佳為碳數1~10)、環烷基(較佳為碳數3~30)、芳基(較佳為碳數3~30)、芳烷基(較佳為碳數1~10)、或烷氧基烷基(較佳為碳數1~10)。Rb 可相互鍵結而形成環。 Rb 表示的烷基、環烷基、芳基、及芳烷基可各自獨立地經羥基、氰基、胺基、吡咯啶基(pyrrolidino)、N-六氫吡啶基(piperidino)、嗎啉基、側氧基等官能基、烷氧基、或鹵素原子取代。關於Rb 表示的烷氧基烷基,亦同樣。
作為Rb ,較佳為直鏈狀或支鏈狀的烷基、環烷基、或芳基,更佳為直鏈狀或支鏈狀的烷基、或環烷基。 作為兩個Rb 相互連結而形成的環,可列舉:脂環式烴、芳香族烴、雜環式烴及其衍生物等。 作為通式(d-1)所表示的基的具體結構,可列舉美國專利公報US2012/0135348A1號說明書的段落[0466]中揭示的結構,但並不限定於此。
化合物(DD)較佳為具有下述通式(6)所表示的結構。
[化91]
Figure 02_image179
於通式(6)中, l表示0~2的整數,m表示1~3的整數,且滿足l+m=3。 Ra 表示氫原子、烷基、環烷基、芳基或芳烷基。當l為2時,兩個Ra 可相同亦可不同,兩個Ra 可相互連結並與式中的氮原子一同形成雜環。可於該雜環中包含式中的氮原子以外的雜原子。 Rb 與所述通式(d-1)中的Rb 為相同含義,較佳的例子亦相同。 於通式(6)中,作為Ra 的烷基、環烷基、芳基、及芳烷基可各自獨立地經如下基取代,所述基與關於可取代作為Rb 的烷基、環烷基、芳基、及芳烷基的基而敘述的基相同。
作為所述Ra 的烷基、環烷基、芳基、及芳烷基(該些基可經所述基取代)的具體例,可列舉與關於Rb 敘述的具體例相同的基。 作為本發明中的特佳的化合物(DD)的具體例,可列舉美國專利申請案公開2012/0135348A1號說明書的段落[0475]中揭示的化合物,但並不限定於此。
於陽離子部具有氮原子的鎓鹽化合物(DE)(以下,亦稱為「化合物(DE)」。)較佳為於陽離子部具有包含氮原子的鹼性部位的化合物。鹼性部位較佳為胺基,更佳為脂肪族胺基。更佳為鹼性部位中的與氮原子鄰接的原子全部為氫原子或碳原子。另外,就鹼性提高的觀點而言,相對於氮原子,較佳為拉電子性的官能基(羰基、磺醯基、氰基、及鹵素原子等)不直接鍵結。 作為化合物(DE)的較佳的具體例,可列舉美國專利申請案公開2015/0309408A1號說明書的段落[0203]中揭示的化合物,但並不限定於此。
以下示出酸擴散控制劑的較佳的例子,但本發明並不限定於該些。Me表示甲基。
[化92]
Figure 02_image181
[化93]
Figure 02_image183
[化94]
Figure 02_image185
[化95]
Figure 02_image187
[化96]
Figure 02_image189
[化97]
Figure 02_image191
[化98]
Figure 02_image193
於本發明的組成物中,酸擴散控制劑可單獨使用一種,亦可併用兩種以上。 相對於組成物的總固體成分,酸擴散控制劑於本發明的組成物中的含量(於存在多種的情況下為其合計)較佳為0.001質量%~20質量%,更佳為0.01質量%~5質量%。
[溶劑] 本發明的組成物較佳為含有溶劑。 於本發明的組成物中,可較佳地使用公知的抗蝕劑溶劑。例如可較佳地使用美國專利申請案公開2016/0070167A1號說明書的段落[0665]~段落[0670]、美國專利申請案公開2015/0004544A1號說明書的段落[0210]~段落[0235]、美國專利申請案公開2016/0237190A1號說明書的段落[0424]~段落[0426]、及美國專利申請案公開2016/0274458A1號說明書的段落[0357]~段落[0366]中揭示的公知的溶劑。 作為製備組成物時可使用的溶劑,例如可列舉:烷二醇單烷基醚羧酸酯、烷二醇單烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、環狀內酯(較佳為碳數4~10)、可具有環的單酮化合物(較佳為碳數4~10)、碳酸伸烷基酯、烷氧基乙酸烷基酯、及丙酮酸烷基酯等有機溶劑。
作為有機溶劑,可使用將結構中具有羥基的溶劑與不具有羥基的溶劑混合而成的混合溶劑。 作為具有羥基的溶劑及不具有羥基的溶劑,可適宜地選擇前述的例示化合物,但作為含有羥基的溶劑,較佳為烷二醇單烷基醚、或乳酸烷基酯等,更佳為丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethyl ether,PGME)、丙二醇單乙醚(propylene glycol monoethyl ether,PGEE)、2-羥基異丁酸甲酯、或乳酸乙酯。另外,作為不具有羥基的溶劑,較佳為烷二醇單烷基醚乙酸酯、烷基烷氧基丙酸酯、可具有環的單酮化合物、環狀內酯、或乙酸烷基酯等,該些中,更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)、乙基乙氧基丙酸酯、2-庚酮、γ-丁內酯、環己酮、環戊酮或乙酸丁酯,進而較佳為丙二醇單甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、乙基乙氧基丙酸酯、環己酮、環戊酮或2-庚酮。作為不具有羥基的溶劑,亦較佳為碳酸伸丙酯。 具有羥基的溶劑與不具有羥基的溶劑的混合比(質量比)為1/99~99/1,較佳為10/90~90/10,更佳為20/80~60/40。含有50質量%以上的不具有羥基的溶劑的混合溶劑就塗佈均勻性的方面而言較佳。 溶劑較佳為含有丙二醇單甲醚乙酸酯,可為丙二醇單甲醚乙酸酯單獨溶劑,亦可為含有丙二醇單甲醚乙酸酯的兩種以上的混合溶劑。
[界面活性劑] 本發明的組成物可進而包含界面活性劑。藉由含有界面活性劑,於使用波長為250 nm以下、尤其是220 nm以下的曝光光源的情況下,可以良好的感度及解析度形成密接性及顯影缺陷更少的圖案。 作為界面活性劑,特佳為使用氟系及/或矽系界面活性劑。 作為氟系及/或矽系界面活性劑,例如可列舉美國專利申請案公開第2008/0248425號說明書的[0276]中記載的界面活性劑。另外,亦可使用:艾福拓(Eftop)EF301或艾福拓(Eftop)EF303(新秋田化成(股)製造);弗洛德(Fluorad)FC430、弗洛德(Fluorad)431或弗洛德(Fluorad)4430(住友3M(股)製造);美佳法(Megafac)F171、美佳法(Megafac)F173、美佳法(Megafac)F176、美佳法(Megafac)F189、美佳法(Megafac)F113、美佳法(Megafac)F110、美佳法(Megafac)F177、美佳法(Megafac)F120或美佳法(Megafac)R08(迪愛生(DIC)(股)製造);沙福隆(Surflon)S-382、沙福隆(Surflon)SC101、沙福隆(Surflon)102、沙福隆(Surflon)103、沙福隆(Surflon)104、沙福隆(Surflon)105或沙福隆(Surflon)106(旭硝子(股)製造);托利所(Troysol)S-366(特洛伊化學(Troy Chemical)(股)製造);GF-300或GF-150(東亞合成化學(股)製造);沙福隆(Surflon)S-393(清美化學(Seimi Chemical)(股)製造);艾福拓(Eftop)EF121、艾福拓(Eftop)EF122A、艾福拓(Eftop)EF122B、艾福拓(Eftop)RF122C、艾福拓(Eftop)EF125M、艾福拓(Eftop)EF135M、艾福拓(Eftop)EF351、艾福拓(Eftop)EF352、艾福拓(Eftop)EF801、艾福拓(Eftop)EF802或艾福拓(Eftop)EF601(三菱材料電子化成(Jemco)(股)製造);PF636、PF656、PF6320或PF6520(歐諾法(OMNOVA)公司製造);或者FTX-204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D或222D(尼歐斯(Neos)(股)製造)。再者,聚矽氧烷聚合物KP-341(信越化學工業(股)製造)亦可用作矽系界面活性劑。
另外,界面活性劑不僅可使用以上所示的公知的界面活性劑,亦可使用藉由短鏈聚合(telomerization)法(亦稱為短鏈聚合物(telomer)法)或寡聚合(oligomerization)法(亦稱為寡聚物法)所製造的氟脂肪族化合物來合成。具體而言,亦可使用包括由該氟脂肪族化合物所衍生的氟脂肪族基的聚合物作為界面活性劑。該氟脂肪族化合物例如可藉由日本專利特開2002-90991號公報中記載的方法來合成。 另外,亦可使用美國專利申請案公開第2008/0248425號說明書的[0280]中記載的氟系及/或矽系以外的界面活性劑。
該些界面活性劑可單獨使用一種,亦可組合使用兩種以上。
於本發明的組成物包含界面活性劑的情況下,以組成物的總固體成分為基準,其含量較佳為超過0質量%~2質量%,更佳為0.0001質量%~2質量%,進而較佳為0.0005質量%~1質量%。
[其他添加劑] 本發明的組成物不僅包含以上所說明的成分,亦可適宜含有羧酸、羧酸鎓鹽、「國際光學工程學會會議記錄(Proceeding of SPIE(The International Society for Optical Engineering))」(2724,355(1996))等中記載的分子量3000以下的溶解抑制化合物、染料、塑化劑、光增感劑、光吸收劑、抗氧化劑等。
尤其亦可為了提高性能而較佳地使用羧酸。作為羧酸,較佳為苯甲酸、萘甲酸等芳香族羧酸。
於本發明的組成物包含羧酸的情況下,相對於組成物的總固體成分,羧酸的含量較佳為0.01質量%~10質量%,更佳為0.01質量%~5質量%,進而較佳為0.01質量%~3質量%。
就提高解析力的觀點而言,本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物較佳為以10 nm~250 nm的膜厚使用,更佳為以20 nm~200 nm的膜厚使用,進而較佳為以30 nm~100 nm使用。將組成物中的固體成分濃度設定為適當的範圍而使其具有適度的黏度,從而提昇塗佈性、製膜性,藉此可設為此種膜厚。
本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的固體成分濃度通常為1.0質量%~10質量%,較佳為1.5質量%~5.7質量%,更佳為1.8質量%~5.3質量%。藉由將固體成分濃度設為所述範圍,可將抗蝕劑溶液均勻地塗佈於基板上,進而可形成線寬粗糙度優異的抗蝕劑圖案。 所謂固體成分濃度,是指除溶劑以外的其他成分的質量相對於感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總質量之質量百分率。
[用途] 本發明的組成物是有關於一種藉由光化射線或放射線的照射發生反應而性質發生變化的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。更詳細而言,本發明的組成物是有關於一種於IC(Integrated Circuit)等的半導體製造步驟、液晶或熱能頭(thermal head)等的電路基板的製造、壓印用模具結構體的製作、其他的感光蝕刻加工(photofabrication)步驟、或平版印刷版、或酸硬化性組成物的製造中使用的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。本發明中形成的圖案可用於蝕刻步驟、離子注入步驟、凸塊電極形成步驟、再配線形成步驟、及微機電系統(Micro Electro Mechanical Systems,MEMS)等中。
[感光化射線性或感放射線性膜] 本發明亦有關於一種藉由本發明的感光化射線性或感放射線性組成物而形成的感光化射線性或感放射線性膜(較佳為抗蝕劑膜)。此種膜例如可藉由將本發明的組成物塗佈於基板等支撐體上而形成。該膜的厚度較佳為0.02 μm~0.1 μm。作為塗佈於基板上的方法,可藉由旋塗、輥塗、流塗、浸塗、噴塗、刮刀塗佈等適當的塗佈方法塗佈於基板上,但較佳為旋轉塗佈,其轉速較佳為1000 rpm~3000 rpm(每分鐘轉數(rotations per minute))。塗佈膜於60℃~150℃下預烘烤1分鐘~20分鐘,較佳為於80℃~120℃下預烘烤1分鐘~10分鐘而形成薄膜。 關於構成被加工基板及其最表層的材料,例如於半導體用晶圓的情況下,可使用矽晶圓,作為成為最表層的材料的例子,可列舉:Si、SiO2 、SiN、SiON、TiN、WSi、BPSG、SOG、有機抗反射膜等。
亦可於形成抗蝕劑膜之前,於基板上預先塗設抗反射膜。 作為抗反射膜,可使用鈦、二氧化鈦、氮化鈦、氧化鉻、碳、非晶矽等的無機膜型、以及包含吸光劑與聚合物材料的有機膜型的任一者。另外,作為有機抗反射膜,亦可使用布魯爾科技(Brewer Science)公司製造的DUV30系列或DUV-40系列;希普勵(Shipley)公司製造的AR-2、AR-3、AR-5等市售的有機抗反射膜。
再者,於本發明的圖案形成方法中,可於抗蝕劑膜的上層形成頂塗層。頂塗層較佳為不與抗蝕劑膜混合,進而可均勻地塗佈於抗蝕劑膜上層。 頂塗層並無特別限定,可藉由現有公知的方法形成現有公知的頂塗層,例如可基於日本專利特開2014-059543號公報的段落0072~段落0082的記載而形成頂塗層。 例如,較佳為於抗蝕劑膜上形成如日本專利特開2013-61648號公報中記載的含有鹼性化合物的頂塗層。頂塗層可含有的鹼性化合物的具體例與所述酸擴散抑制劑相同。 另外,頂塗層較佳為含有包含至少一個選自由醚鍵、硫醚鍵、羥基、硫醇基、羰基鍵及酯鍵所組成的群組中的基或鍵的化合物。
另外,頂塗層較佳為含有樹脂。頂塗層可含有的樹脂並無特別限定,可使用與感光化射線性或感放射線性組成物中可包含的疏水性樹脂相同的樹脂。 關於疏水性樹脂,可參考日本專利特開2013-61647號公報的[0017]~[0023](對應的美國公開專利公報2013/244438號的[0017]~[0023])、及日本專利特開2014-56194號公報的[0016]~[0165]的記載,將該些內容併入至本申請案說明書中。 頂塗層較佳為含有包含具有芳香環的重複單元的樹脂。藉由包含具有芳香環的重複單元,尤其是於電子束或EUV曝光時,二次電子的產生效率、及來自藉由光化射線或放射線而產生酸的化合物的酸產生效率變高,於圖案形成時可期待高感度化、高解析化的效果。
於頂塗層含有多種樹脂的情況下,較佳為含有至少一種具有氟原子及/或矽原子的樹脂(XA)。更佳為使頂塗層組成物含有至少一種具有氟原子及/或矽原子的樹脂(XA)、及氟原子及/或矽原子的含有率小於樹脂(XA)的樹脂(XB)。藉此,當形成頂塗層膜時,樹脂(XA)偏向存在於頂塗層膜的表面,因此可改良顯影特性或液浸液追隨性等性能。
另外,頂塗層可含有酸產生劑、交聯劑。
頂塗層典型地由頂塗層形成用組成物形成。 頂塗層形成用組成物較佳為將各成分溶解於溶劑中並進行過濾器過濾。作為過濾器,較佳為細孔尺寸(pore size)0.1 μm以下、更佳為0.05 μm以下、進而較佳為0.03 μm以下的聚四氟乙烯製、聚乙烯製、或尼龍製的過濾器。另外,於組成物的固體成分濃度高的情況(例如為25質量%以上)下,用於過濾器過濾的過濾器的細孔尺寸較佳為3 μm以下,更佳為0.5 μm以下,進而較佳為0.3 μm以下。所述過濾器較佳為聚四氟乙烯製、聚乙烯製、或尼龍製過濾器。於過濾器過濾中,例如如日本專利申請案公開第2002-62667號說明書(日本專利特開2002-62667)中揭示般,可進行循環過濾,亦可將多個種類的過濾器串聯或並聯連接來進行過濾。另外,亦可對組成物進行多次過濾。進而,亦可於過濾器過濾的前後對組成物進行脫氣處理等。 頂塗層形成用組成物較佳為不含金屬等雜質。作為該些材料中所含的金屬成分的含量,較佳為10 ppm以下,更佳為5 ppm以下,進而較佳為1 ppm以下,特佳為實質上不含有(為測定裝置的檢測極限以下)。 為了使抗蝕劑組成物的金屬雜質的含量為少量(例如為質量ppm級),亦較佳為對抗蝕劑組成物的原料(樹脂及光酸產生劑等)的製造步驟(合成原料的步驟等)中使用的裝置的裝置內進行一部分或全部玻璃內襯處理。此種方法例如記載於2017年12月21日的化學工業日報中。
於將後述的曝光設為液浸曝光的情況下,頂塗層配置於抗蝕劑膜與液浸液之間,亦作為使抗蝕劑膜不直接接觸液浸液的層發揮功能。該情況下,作為頂塗層(頂塗層形成用組成物)具有的較佳的特性,是對抗蝕劑膜的塗佈適應性、對放射線尤其是對193 nm的透明性、對液浸液(較佳為水)的難溶性。另外,頂塗層較佳為不與抗蝕劑膜混合且進而可均勻地塗佈於抗蝕劑膜的表面。 再者,為了使頂塗層形成用組成物於不溶解抗蝕劑膜的情況下均勻地塗佈於抗蝕劑膜的表面,頂塗層形成用組成物較佳為含有不溶解抗蝕劑膜的溶劑。作為不溶解抗蝕劑膜的溶劑,進而較佳為使用與之後詳述的含有有機溶劑的顯影液(有機系顯影液)不同成分的溶劑。
頂塗層形成用組成物的塗佈方法並無特別限定,可使用現有公知的旋塗法、噴霧法、輥塗法、浸漬法等。
頂塗層的膜厚並無特別限制,就對曝光光源的透明性的觀點而言,以通常為5 nm~300 nm、較佳為10 nm~300 nm、更佳為20 nm~200 nm、進而較佳為30 nm~100 nm的厚度形成。 形成頂塗層後,視需要對基板進行加熱(預烘烤(Prebake,PB))。 就解析性的觀點而言,頂塗層的折射率較佳為接近抗蝕劑膜的折射率。 頂塗層較佳為不溶於液浸液,更佳為不溶於水。 關於頂塗層的後退接觸角,就液浸液追隨性的觀點而言,液浸液相對於頂塗層的後退接觸角(23℃)較佳為50度~100度,更佳為80度~100度。 於液浸曝光中,液浸液需要追隨曝光頭高速地於晶圓上進行掃描而形成曝光圖案的動作,而於晶圓上移動,因此動態狀態下的液浸液相對於頂塗層的接觸角變得重要,為了獲得更良好的抗蝕劑性能,較佳為具有所述範圍的後退接觸角。
當將頂塗層剝離時,可使用有機系顯影液,亦可另外使用剝離劑。作為剝離劑,較佳為對抗蝕劑膜的滲透小的溶劑。就頂塗層的剝離可與抗蝕劑膜的顯影同時進行的方面而言,較佳為可藉由有機系顯影液來剝離頂塗層。作為剝離中使用的有機系顯影液,只要是能夠將抗蝕劑膜的低曝光部溶解去除的有機系顯影液,則並無特別限制。
就利用有機系顯影液來剝離的觀點而言,頂塗層相對於有機系顯影液的溶解速度較佳為1 nm/sec~300 nm/sec,更佳為10 nm/sec~100 nm/sec。 此處,頂塗層相對於有機系顯影液的溶解速度是指於形成頂塗層後暴露於顯影液中時的膜厚減少速度,於本發明中設為浸漬於23℃的乙酸丁酯中時的速度。 藉由將頂塗層相對於有機系顯影液的溶解速度設為1/sec秒以上、較佳設為10 nm/sec以上,而具有減少對抗蝕劑膜進行顯影後的顯影缺陷產生的效果。另外,藉由設為300 nm/sec以下、較佳設為100 nm/sec,很可能由於液浸曝光時的曝光不均勻減少的影響,而具有對抗蝕劑膜進行顯影後的圖案的線邊緣粗糙度變得更良好的效果。 頂塗層亦可使用其他公知的顯影液、例如鹼水溶液等而去除。作為可使用的鹼水溶液,具體而言可列舉四甲基氫氧化銨的水溶液。
[圖案形成方法] 本發明亦有關於一種圖案形成方法,所述圖案形成方法包括:抗蝕劑膜形成步驟,使用本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜;曝光步驟,對抗蝕劑膜進行曝光;以及顯影步驟,使用顯影液對經曝光的抗蝕劑膜進行顯影。 於本發明中,所述曝光較佳為使用電子束、ArF準分子雷射或極紫外線進行,更佳為使用電子束或極紫外線進行。
於精密積體電路器件的製造等中,於抗蝕劑膜上的曝光(圖案形成步驟)較佳為首先對本發明的抗蝕劑膜以圖案狀進行ArF準分子雷射、電子束或極紫外線(EUV)照射。關於曝光量,以於ArF準分子雷射的情況下為1 mJ/cm2 ~100 mJ/cm2 左右、較佳為20 mJ/cm2 ~60 mJ/cm2 左右;於電子束的情況下為0.1 μC/cm2 ~20 μC/cm2 左右、較佳為3 μC/cm2 ~10 μC/cm2 左右;於極紫外線的情況下為0.1 mJ/cm2 ~20 mJ/cm2 左右、較佳為3 mJ/cm2 ~15 mJ/cm2 左右的方式進行曝光。 繼而,於加熱板上,較佳為於60℃~150℃下進行5秒~20分鐘、更佳為於80℃~120℃下進行15秒~10分鐘、進而較佳為於80℃~120℃下進行1分鐘~10分鐘的曝光後加熱(曝光後烘烤(postexposure bake)),繼而,藉由顯影、沖洗、乾燥而形成圖案。此處,曝光後加熱根據樹脂(A)中的具有酸分解性基的重複單元的酸分解性進行適宜調整。於酸分解性低的情況下,亦較佳為曝光後加熱的溫度為110℃以上、加熱時間為45秒以上。 顯影液可適宜選擇,較佳為使用鹼顯影液(代表性的為鹼水溶液)或含有有機溶劑的顯影液(亦稱為有機系顯影液)。於顯影液為鹼水溶液的情況下,於四甲基氫氧化銨(tetramethylammonium hydroxide,TMAH)、四丁基氫氧化銨(tetrabutylammonium hydroxide,TBAH)等的0.1質量%~5質量%、較佳為2質量%~3質量%的鹼水溶液中,藉由浸漬(dip)法、覆液(puddle)法、噴霧(spray)法等常規方法顯影0.1分鐘~3分鐘、較佳為0.5分鐘~2分鐘。於鹼顯影液中可添加適量的醇類及/或界面活性劑。如此,於負型圖案的形成中,未曝光部分的膜溶解,經曝光的部分不易溶解於顯影液,另外,於正型圖案的形成中,經曝光的部分的膜溶解,未曝光部的膜不易溶解於顯影液,藉此,於基板上形成目標圖案。
於本發明的圖案形成方法具有使用鹼顯影液進行顯影的步驟的情況下,作為鹼顯影液,例如可使用:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水等無機鹼類,乙基胺、正丙基胺等一級胺類,二乙基胺、二正丁基胺等二級胺類,三乙基胺、甲基二乙基胺等三級胺類,二甲基乙醇胺、三乙醇胺等醇胺類,四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨、四丙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、四戊基氫氧化銨、四己基氫氧化銨、四辛基氫氧化銨、乙基三甲基氫氧化銨、丁基三甲基氫氧化銨、甲基三戊基氫氧化銨、二丁基二戊基氫氧化銨等四烷基氫氧化銨,三甲基苯基氫氧化銨、三甲基苄基氫氧化銨、三乙基苄基氫氧化銨、二甲基雙(2-羥基乙基)氫氧化銨等四級銨鹽,吡咯、哌啶等環狀胺類等的鹼性水溶液。 進而,亦可向所述鹼性水溶液中添加適量的醇類、界面活性劑來使用。 鹼顯影液的鹼濃度通常為0.1質量%~20質量%。 鹼顯影液的pH通常為10.0~15.0。 尤其理想的是四甲基氫氧化銨的2.38質量%的水溶液。
作為於鹼顯影後進行的淋洗處理中的淋洗液,使用純水,亦可添加適量的界面活性劑來使用。 另外,於顯影處理或淋洗處理後,可進行利用超臨界流體去除附著於圖案上的顯影液或淋洗液的處理。
於本發明的圖案形成方法包括使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟的情況下,作為所述步驟中的所述顯影液(以下,亦稱為有機系顯影液),可使用酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑等極性溶劑及烴系溶劑。
於本發明中,所謂酯系溶劑是指於分子內具有酯基的溶劑,所謂酮系溶劑是指於分子內具有酮基的溶劑,所謂醇系溶劑是指於分子內具有醇性羥基的溶劑,所謂醯胺系溶劑是指於分子內具有醯胺基的溶劑,所謂醚系溶劑是指於分子內具有醚鍵的溶劑。於該些溶劑中,亦存在於一分子內具有多種所述官能基的溶劑,於該情況下,設為相當於含有該溶劑所具有的官能基的任一溶劑種類。例如,二乙二醇單甲醚相當於所述分類中的醇系溶劑、醚系溶劑的任一種。另外,所謂烴系溶劑是指不具有取代基的烴溶劑。 特佳為含有選自酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑及醚系溶劑中的至少一種溶劑的顯影液。
就可抑制抗蝕劑膜的膨潤的方面而言,顯影液較佳為使用碳原子數為7以上(較佳為7~14,更佳為7~12,進而較佳為7~10)、且雜原子數為2以下的酯系溶劑。 所述酯系溶劑的雜原子為碳原子及氫原子以外的原子,例如可列舉:氧原子、氮原子、硫原子等。雜原子數較佳為2以下。 作為碳原子數為7以上且雜原子數為2以下的酯系溶劑的較佳的例子,可列舉乙酸戊酯、乙酸異戊酯、乙酸2-甲基丁酯、乙酸1-甲基丁酯、乙酸己酯、丙酸戊酯、丙酸己酯、丙酸庚酯、丁酸丁酯、異丁酸異丁酯等,特佳為使用乙酸異戊酯、或異丁酸異丁酯。
顯影液亦可使用所述酯系溶劑及所述烴系溶劑的混合溶劑、或所述酮系溶劑及所述烴溶劑的混合溶劑來代替所述碳原子數為7以上且雜原子數為2以下的酯系溶劑。於該情況下,對於抑制抗蝕劑膜的膨潤亦有效。 於組合使用酯系溶劑與烴系溶劑的情況下,較佳為使用乙酸異戊酯作為酯系溶劑。另外,作為烴系溶劑,就調整抗蝕劑膜的溶解性的觀點而言,較佳為使用飽和烴溶劑(例如,辛烷、壬烷、癸烷、十二烷、十一烷、十六烷等)。 作為酮系溶劑,例如可列舉:1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮(甲基戊基酮)、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二異丁基酮、2,5-二甲基-4-己酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醯丙酮、丙酮基丙酮、紫羅酮、二丙酮基醇、乙醯基甲醇、苯乙酮、甲基萘基酮、異佛爾酮、碳酸伸丙酯等,特佳為使用二異丁基酮、2,5-二甲基-4-己酮。 作為酯系溶劑,例如可列舉:乙酸甲酯、乙酸丁酯、乙酸乙酯、乙酸異丙酯、乙酸戊酯(pentyl acetate)、乙酸異戊酯、乙酸戊酯(amyl acetate)、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、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、丁酸丁酯、2-羥基異丁酸甲酯等。 作為醇系溶劑,例如可列舉:甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、4-甲基-2-戊醇、第三丁醇、異丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇等醇,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇系溶劑,乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、甲氧基甲基丁醇等二醇醚系溶劑等。 作為醚系溶劑,例如可列舉所述二醇醚系溶劑、以及苯甲醚、二噁烷、四氫呋喃等。 作為醯胺系溶劑,例如可使用:N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、六甲基磷醯三胺、1,3-二甲基-2-咪唑啶酮等。 作為烴系溶劑,例如可列舉:甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑,戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十一烷等脂肪族烴系溶劑。 再者,關於作為烴系溶劑的脂肪族烴系溶劑,可為碳數相同但結構不同的化合物的混合物。例如,於使用癸烷作為脂肪族烴系溶媒的情況下,可於脂肪族烴系溶媒中包含作為碳數相同但結構不同的化合物的2-甲基壬烷、2,2-二甲基辛烷、4-乙基辛烷、異辛烷等。 另外,可僅包含一種、亦可如上所述般包含多種所述碳數相同但結構不同的化合物。 所述溶劑可混合多種,亦可與上述以外的溶劑或水混合來使用。其中,為了充分地發揮本發明的效果,較佳為顯影液整體的含水率未滿10質量%,更佳為實質上不含水分。 有機系顯影液中的有機溶劑(混合多種時為合計)的濃度較佳為50質量%以上,更佳為50質量%~100質量%,進而較佳為85質量%~100質量%,進而更佳為90質量%~100質量%,特佳為95質量%~100質量%。最佳為實質上僅包含有機溶劑的情況。再者,所謂實質上僅包含有機溶劑的情況,設為包括含有微量的界面活性劑、抗氧化劑、穩定劑、消泡劑等的情況。 特佳為有機系顯影液為含有選自由酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑的顯影液。
有機系顯影液的蒸氣壓於20℃下較佳為5 kPa以下,進而較佳為3 kPa以下,特佳為2 kPa以下。藉由將有機系顯影液的蒸氣壓設定為5 kPa以下,顯影液於基板上或顯影杯(cup)內的蒸發得到抑制,晶圓面內的溫度均勻性提高,結果晶圓面內的尺寸均勻性變良好。 作為具有5 kPa以下的蒸氣壓的具體例,可列舉:1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、2-庚酮(甲基戊基酮)、4-庚酮、2-己酮、二異丁基酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮、甲基異丁基酮等酮系溶劑,乙酸丁酯、乙酸戊酯(pentyl acetate)、乙酸異戊酯、乙酸戊酯(amyl acetate)、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯等酯系溶劑,正丙醇、異丙醇、正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、異丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇等醇系溶劑,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇系溶劑,乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、甲氧基甲基丁醇等二醇醚系溶劑,四氫呋喃等醚系溶劑,N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺系溶劑,甲苯、二甲苯等芳香族烴系溶劑,辛烷、癸烷等脂肪族烴系溶劑。 作為具有作為特佳範圍的2 kPa以下的蒸氣壓的具體例,可列舉:1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、2-庚酮、4-庚酮、2-己酮、二異丁基酮、環己酮、甲基環己酮、苯基丙酮等酮系溶劑,乙酸丁酯、乙酸戊酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙基-3-乙氧基丙酸酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乳酸丙酯等酯系溶劑,正丁醇、第二丁醇、第三丁醇、異丁醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、正癸醇等醇系溶劑,乙二醇、二乙二醇、三乙二醇等二醇系溶劑,乙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、丙二醇單乙醚、二乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、甲氧基甲基丁醇等二醇醚系溶劑,N-甲基-2-吡咯啶酮、N,N-二甲基乙醯胺、N,N-二甲基甲醯胺等醯胺系溶劑,二甲苯等芳香族烴系溶劑,辛烷、癸烷、十一烷等脂肪族烴系溶劑。
有機系顯影液亦可包含鹼性化合物。作為本發明中使用的顯影液可包含的鹼性化合物的具體例及較佳例,與所述感光化射線性或感放射線性組成物可包含的鹼性化合物中的具體例及較佳例相同。
於有機系顯影液中,視需要可添加適量的界面活性劑。 界面活性劑並無特別限定,例如可使用離子性或非離子性的氟系界面活性劑及/或矽系界面活性劑等。作為該些氟系界面活性劑及/或矽系界面活性劑,例如可列舉日本專利特開昭62-36663號公報、日本專利特開昭61-226746號公報、日本專利特開昭61-226745號公報、日本專利特開昭62-170950號公報、日本專利特開昭63-34540號公報、日本專利特開平7-230165號公報、日本專利特開平8-62834號公報、日本專利特開平9-54432號公報、日本專利特開平9-5988號公報、美國專利第5405720號說明書、美國專利第5360692號說明書、美國專利第5529881號說明書、美國專利第5296330號說明書、美國專利第5436098號說明書、美國專利第5576143號說明書、美國專利第5294511號說明書、美國專利第5824451號說明書中記載的界面活性劑,較佳為非離子性的界面活性劑。非離子性的界面活性劑並無特別限定,進而較佳為使用氟系界面活性劑或矽系界面活性劑。 相對於顯影液的總量,界面活性劑的使用量較佳為0.0001質量%~2質量%,進而較佳為0.0001質量%~1質量%,特佳為0.0001質量%~0.1質量%。
作為顯影方法,例如可應用:將基板於充滿顯影液的槽中浸漬一定時間的方法(浸漬法);藉由利用表面張力將顯影液堆積於基板表面並靜止一定時間來進行顯影的方法(覆液(puddle)法);將顯影液噴霧至基板表面的方法(噴霧法);於以一定速度旋轉的基板上,一邊使顯影液噴出噴嘴以一定速度掃描一邊連續噴出顯影液的方法(動態分配法)等。 於所述各種顯影方法包括自顯影裝置的顯影噴嘴向抗蝕劑膜噴出顯影液的步驟的情況下,所噴出的顯影液的噴出壓力(所噴出的顯影液的每單位面積的流速)較佳為2 mL/sec/mm2 以下,更佳為1.5 mL/sec/mm2 以下,進而較佳為1 mL/sec/mm2 以下。流速並不特別存在下限,若考慮到處理量(throughput),則較佳為0.2 mL/sec/mm2 以上。 藉由將噴出的顯影液的噴出壓力設為所述範圍,可顯著減少顯影後的來源於抗蝕劑殘渣的圖案的缺陷。 其詳細機制雖不確定,但認為其原因有可能在於:藉由將噴出壓力設為所述範圍,顯影液對抗蝕劑膜賦予的壓力變小,可抑制抗蝕劑膜、圖案被無意中削去或崩壞的情況。 再者,顯影液的噴出壓力(mL/sec/mm2 )為顯影裝置中的顯影噴嘴出口處的值。
作為調整顯影液的噴出壓力的方法,例如可列舉:利用泵等調整噴出壓力的方法、或藉由來自加壓罐的供給來調整壓力而改變噴出壓力的方法等。
另外,於使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟之後,亦可實施一邊替換為其他溶媒一邊停止顯影的步驟。
於使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟之後,亦可包括使用淋洗液進行清洗的步驟,但就處理量(生產性)、淋洗液使用量等觀點而言,亦可不包括使用淋洗液進行清洗的步驟。
作為使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟後的淋洗步驟中所使用的淋洗液,只要不使抗蝕劑圖案溶解,則並無特別限制,可使用含有一般的有機溶劑的溶液。作為所述淋洗液,較佳為使用含有選自由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑及醚系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑的淋洗液。 作為烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑及醚系溶劑的具體例,可列舉與含有有機溶劑的顯影液中所說明的具體例相同者,尤其可較佳地列舉乙酸丁酯及甲基異丁基甲醇。 於使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟後,更佳為實施使用含有選自由酯系溶劑、醇系溶劑、烴系溶劑所組成的群組中的至少一種有機溶劑的淋洗液進行清洗的步驟,進而較佳為實施使用含有醇系溶劑或烴系溶劑的淋洗液進行清洗的步驟。
作為淋洗液中所含的有機溶劑,有機溶劑中亦較佳為使用烴系溶劑,更佳為使用脂肪族烴系溶劑。作為淋洗液中所使用的脂肪族烴系溶劑,就其效果進一步提高的觀點而言,較佳為碳數5以上的脂肪族烴系溶劑(例如,戊烷、己烷、辛烷、癸烷、十一烷、十二烷、十六烷等),更佳為碳原子數為8以上的脂肪族烴系溶劑,進而較佳為碳原子數為10以上的脂肪族烴系溶劑。 再者,所述脂肪族烴系溶劑的碳原子數的上限值並無特別限定,例如可列舉16以下,較佳為14以下,更佳為12以下。 所述脂肪族烴系溶劑中,特佳為癸烷、十一烷、十二烷,最佳為十一烷。 如此,藉由使用烴系溶劑(尤其是脂肪族烴系溶劑)作為沖洗液中所含的有機溶劑,顯影後少量滲入抗蝕劑膜的顯影液被沖洗掉,從而進一步抑制膨潤,進一步發揮抑制圖案倒塌的效果。
所述各成分可混合多種,亦可與上述以外的有機溶劑混合使用。
淋洗液中的含水率較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下,特佳為3質量%以下。藉由將含水率設為10質量%以下,可獲得良好的顯影特性。
於使用含有有機溶劑的顯影液進行顯影的步驟後所使用的淋洗液的蒸氣壓於20℃下較佳為0.05 kPa以上且5 kPa以下,進而較佳為0.1 kPa以上且5 kPa以下,最佳為0.12 kPa以上且3 kPa以下。藉由將淋洗液的蒸氣壓設為0.05 kPa以上且5 kPa以下,晶圓面內的溫度均勻性提高,進而因淋洗液的滲透所引起的膨潤得到抑制,晶圓面內的尺寸均勻性變良好。
於淋洗液中,亦可添加適量的界面活性劑來使用。
於淋洗步驟中,使用所述含有有機溶劑的淋洗液對使用含有有機溶劑的顯影液進行了顯影的晶圓進行清洗處理。清洗處理的方法並無特別限定,例如可應用:將淋洗液連續噴出至以一定速度旋轉的基板上的方法(旋轉塗佈法)、將基板於充滿淋洗液的槽中浸漬一定時間的方法(浸漬法)、將淋洗液噴霧至基板表面的方法(噴霧法)等,其中較佳為利用旋轉塗佈方法來進行清洗處理,於清洗後使基板以2000 rpm~4000 rpm的轉速旋轉,將淋洗液自基板上去除。另外,亦較佳為於淋洗步驟之後包括加熱步驟(後烘烤(Post Bake))。藉由烘烤將殘留於圖案間及圖案內部的顯影液及淋洗液去除。淋洗步驟之後的加熱步驟通常於40℃~160℃、較佳為70℃~95℃下,通常進行10秒~3分鐘、較佳為30秒至90秒。
於不包括使用淋洗液進行清洗的步驟的情況下,例如可採用日本專利特開2015-216403的段落〔0014〕~段落〔0086〕中記載的顯影處理方法。
另外,本發明的圖案形成方法亦可包括使用有機系顯影液的顯影步驟、及使用鹼顯影液的顯影步驟。藉由使用有機系顯影液的顯影而將曝光強度弱的部分去除,藉由進行使用鹼顯影液的顯影而亦將曝光強度強的部分去除。藉由以所述方式進行多次顯影的多重顯影製程,僅不使中等曝光強度的區域溶解而進行圖案形成,因此可形成較通常更微細的圖案(與日本專利特開2008-292975號公報的段落[0077]相同的機制)。
本發明的感光化射線性或感放射線性組成物、及本發明的圖案形成方法中使用的各種材料(例如,抗蝕劑溶劑、顯影液、淋洗液、抗反射膜形成用組成物、頂塗層形成用組成物等)較佳為不含有金屬、包含鹵素的金屬鹽、酸、鹼、包含硫原子或磷原子的成分等雜質。此處,作為包含金屬原子的雜質,可列舉:Na、K、Ca、Fe、Cu、Mn、Mg、Al、Cr、Ni、Zn、Ag、Sn、Pb、Li、或該些的鹽等。 作為該些材料中所含的雜質的含量,較佳為1 ppm以下,更佳為1 ppb以下,進而較佳為100 ppt(兆分之~(parts per trillion))以下,特佳為10 ppt以下,最佳為實質上不含有(為測定裝置的檢測極限以下)。 作為自各種材料去除金屬等雜質的方法,例如可列舉使用過濾器的過濾。作為過濾器孔徑,較佳為細孔尺寸為10 nm以下,更佳為5 nm以下,進而較佳為3 nm以下。作為過濾器的材質,較佳為聚四氟乙烯製、聚乙烯製、尼龍製的過濾器。過濾器亦可為將該些材質與離子交換介質組合而成的複合材料。過濾器可使用利用有機溶劑事先進行了清洗者。過濾器過濾步驟中,亦可將多種過濾器串聯或並聯連接而使用。於使用多種過濾器的情況下,可組合使用孔徑及/或材質不同的過濾器。另外,可對各種材料進行多次過濾,多次過濾的步驟亦可為循環過濾步驟。 另外,作為減少各種材料中所含的金屬等雜質的方法,可列舉以下等方法:選擇金屬含量少的原料作為構成各種材料的原料;對構成各種材料的原料進行過濾器過濾;利用鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)使裝置內形成內襯等並於盡可能抑制了污染的條件下進行蒸餾。對構成各種材料的原料進行的過濾器過濾中的較佳條件與所述條件相同。 除過濾器過濾以外,亦可利用吸附材進行雜質的去除,亦可將過濾器過濾與吸附材組合使用。作為吸附材,可使用公知的吸附材,例如可使用矽膠、沸石等無機系吸附材,活性碳等有機系吸附材。 另外,作為減少本發明的有機系處理液中所含的金屬等雜質的方法,可列舉以下等方法:選擇金屬含量少的原料作為構成各種材料的原料;對構成各種材料的原料進行過濾器過濾;利用鐵氟龍(Teflon)(註冊商標)使裝置內形成內襯等並於盡可能抑制了污染的條件下進行蒸餾。對構成各種材料的原料進行的過濾器過濾中的較佳條件與所述條件相同。 除過濾器過濾以外,亦可利用吸附材進行雜質的去除,亦可將過濾器過濾與吸附材組合使用。作為吸附材,可使用公知的吸附材,例如可使用矽膠、沸石等無機系吸附材,活性碳等有機系吸附材。
[收容容器] 關於可用於顯影液及淋洗液的有機溶劑(亦稱為「有機系處理液」),較佳為使用保存於具有收容部的化學增幅型或非化學增幅型抗蝕劑膜的圖案化用有機系處理液的收容容器中者。作為該收容容器,例如較佳為抗蝕劑膜的圖案化用有機系處理液的收容容器,該收容容器的收容部的與有機系處理液接觸的內壁是由與聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、及聚乙烯-聚丙烯樹脂均不同的樹脂或者實施有防鏽、防金屬溶出處理的金屬所形成。可於該收容容器的所述收容部中收容用作抗蝕劑膜的圖案化用有機系處理液的預定的有機溶劑,於抗蝕劑膜的圖案化時,使用自所述收容部中排出的有機溶劑。
於所述收容容器更具有用以將所述收容部密閉的密封部的情況下,該密封部較佳為亦由與選自由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、及聚乙烯-聚丙烯樹脂所組成的群組中的一種以上的樹脂不同的樹脂或者實施有防鏽、防金屬溶出處理的金屬所形成。
此處,所謂密封部,是指可將收容部與外部氣體阻斷的構件,可較佳地列舉襯墊(packing)或O形環等。
與選自由聚乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、及聚乙烯-聚丙烯樹脂所組成的群組中的一種以上的樹脂不同的樹脂較佳為全氟樹脂。
作為全氟樹脂,可列舉:四氟乙烯樹脂(PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚樹脂(FEP)、四氟乙烯-乙烯共聚物樹脂(ETFE)、三氟氯乙烯-乙烯共聚樹脂(ECTFE)、偏二氟乙烯樹脂(PVDF)、三氟氯乙烯共聚樹脂(PCTFE)、氟乙烯樹脂(PVF)等。
作為特佳的全氟樹脂,可列舉:四氟乙烯樹脂、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚樹脂。
作為實施有防鏽、防金屬溶出處理的金屬中的金屬,可列舉:碳鋼、合金鋼、鎳鉻鋼、鎳鉻鉬鋼、鉻鋼、鉻鉬鋼、錳鋼等。
作為防鏽、防金屬溶出處理,較佳為應用皮膜技術。
皮膜技術大致分為金屬被覆(各種鍍敷)、無機被覆(各種化成處理、玻璃、混凝土、陶瓷等)及有機被覆(防鏽油、塗料、橡膠、塑膠)此三種。
作為較佳的皮膜技術、可列舉利用防鏽油、防鏽劑、腐蝕抑制劑、螯合化合物、可剝性塑膠、內襯劑的表面處理。
其中,較佳為各種鉻酸鹽、亞硝酸鹽、矽酸鹽、磷酸鹽、油酸、二聚酸、環烷酸等羧酸、羧酸金屬皂、磺酸鹽、胺鹽、酯(高級脂肪酸的甘油酯或磷酸酯)等腐蝕抑制劑、乙二胺四乙酸、葡萄糖酸、氮川基三乙酸、羥基乙基乙二胺三乙酸、二乙烯三胺五乙酸等螯合化合物及氟樹脂內襯。特佳為磷酸鹽處理及氟樹脂內襯。
另外,雖與直接的被覆處理相比較並非直接防鏽,但亦較佳為採用作為進行防鏽處理之前的階段的「預處理」來作為有助於延長藉由被覆處理的防鏽期間的處理方法。
作為此種預處理的具體例,可較佳地列舉:藉由清洗或研磨將存在於金屬表面的氯化物或硫酸鹽等各種腐蝕因子去除的處理。
作為收容容器,具體可列舉以下容器。
·英特格(Entegris)公司製造的氟純淨(FluoroPure)PFA複合筒(接液內表面:PFA樹脂內襯) ·JFE公司製造的鋼製筒缸(接液內表面:磷酸鋅皮膜)
另外,作為可於本發明中使用的收容容器,亦可列舉日本專利特開平11-021393號公報[0013]~[0030]、及日本專利特開平10-45961號公報[0012]~[0024]中記載的容器。
為了防止與靜電帶電、繼而產生的靜電放電相伴的藥液配管或各種部件(過濾器、O形環、管等)的故障,本發明的有機系處理液亦可添加導電性的化合物。導電性的化合物並無特別限制,例如可列舉甲醇。添加量並無特別限制,就維持較佳的顯影特性的觀點而言,較佳為10質量%以下,進而較佳為5質量%以下。關於藥液配管的構件,可使用SUS(不鏽鋼)、或者由實施了抗靜電處理的聚乙烯、聚丙烯、或氟樹脂(聚四氟乙烯、全氟烷氧基樹脂等)所被膜的各種配管。關於過濾器或O形環亦同樣,可使用實施了抗靜電處理的聚乙烯、聚丙烯、或氟樹脂(聚四氟乙烯、全氟烷氧基樹脂等)。
再者,顯影液及淋洗液一般於使用後通過配管而收容至廢液罐中。此時,若使用烴系溶媒作為淋洗液,則為了防止溶解於顯影液中的抗蝕劑析出而附著於晶圓背面或配管側面等,有再次將抗蝕劑溶解的溶媒通過配管的方法。作為通過配管的方法,可列舉:於利用淋洗液進行清洗後,利用溶解抗蝕劑的溶媒對基板的背面或側面等進行清洗而流通的方法,或者不與抗蝕劑接觸而以溶解抗蝕劑的溶劑通過配管的方式流通的方法。 作為通過配管的溶劑,只要為可溶解抗蝕劑者,則並無特別限定,例如可列舉所述有機溶媒,可使用丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、丙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚丙酸酯、丙二醇單乙醚丙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚(PGME)、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、2-庚酮、乳酸乙酯、1-丙醇、丙酮等。其中,較佳為可使用PGMEA、PGME、環己酮。
[電子元件的製造方法] 另外,本發明亦有關於一種包括所述圖案形成方法的電子元件的製造方法。藉由本發明的電子元件的製造方法製造的電子元件可較佳地搭載於電氣電子設備(例如家電、辦公自動化(Office Automation,OA)相關設備、媒體相關設備、光學用設備、及通訊設備等)中。
另外,本發明亦有關於一種下述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有: (A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及 (B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(A)所表示的重複單元。
[化99]
Figure 02_image195
通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基。 LA 表示單鍵或二價連結基。 ArA 表示(n+1)價的芳香環基。ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基。 n表示1~5的整數。 [化100]
Figure 02_image013
通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子。 X表示(m+1)價的連結基。 A1 - 、及A2 - 分別獨立地為選自由下述式(B-1)~式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基。
[化101]
Figure 02_image198
[化102]
Figure 02_image200
通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基。 Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基。 Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra表示有機基。
通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ra1 表示有機基。 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基。 Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb表示氫原子、或有機基。 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rb1 表示氫原子、或有機基。
通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基。 Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc表示有機基。 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rc1 表示有機基。 通式(B-9)中,YF5 表示氟原子、或全氟烷基。 Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd表示有機基。
通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rd1 表示有機基。 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 o表示1~4的整數。 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同。
通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基。 Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基。 Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf表示有機基。
通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rf1 表示有機基。 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基。 Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg表示有機基。 Rh表示有機基。 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Rg1 表示有機基。 Rh1 表示有機基。
通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基。 Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基。 Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri表示有機基。 Rj表示有機基。
通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 Ri1 表示有機基。 Rj1 表示有機基。 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基。 p表示1~4的整數。 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同。 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子。 q表示1~4的整數。 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同。 Rc2 表示有機基。
通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rc3 表示有機基。 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 Rd2 表示有機基。 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基。 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置。 A1 - 表示與A2 - 所表示的基不同的結構。 m表示1或2。於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同。於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同
通式(AI)中的RA 、RB 、RC 、LA 、ArA 、及n分別與所述樹脂(A)中的通式(A1)中的RA 、RB 、RC 、LA 、ArA 、及n相同。 通式(I)中的M1 + 、M2 + 、X、及通式(B-1)~通式(B-27)中的各基分別與所述化合物(B)中的通式(I)中的M1 + 、M2 + 、X、及通式(B-1)~通式(B-27)中的各基相同。 [實施例]
以下,基於實施例來對本發明進一步進行詳細說明。以下的實施例中示出的材料、使用量、比例、處理內容、及處理程序等只要不脫離本發明的主旨,則可適宜變更。因此,本發明的範圍不應由以下所示的實施例限定性地解釋。
<樹脂(A)> 以下示出所使用的樹脂(A)的重複單元的結構及其含量(莫耳比率)、重量平均分子量(Mw)、及分散度(Mw/Mn)。 再者,樹脂A'-1並非樹脂(A),但方便起見,記載於以下。
[化103]
Figure 02_image202
[化104]
Figure 02_image204
[化105]
Figure 02_image206
[化106]
Figure 02_image208
[化107]
Figure 02_image210
[化108]
Figure 02_image212
[化109]
Figure 02_image214
[化110]
Figure 02_image216
樹脂(A-30)中的標註於右側的重複單元上的數字表示所述重複單元的含量(莫耳比率)。
<光酸產生劑(B)> 化合物(B-1)~化合物(B-27)是將表1中記載的陽離子與表1中記載的陰離子組合而成者。再者,關於陽離子,亦一併記載了化合物中所含的陽離子的數量。
於比較例中,使用了下述化合物(B'-1)。
[化111]
Figure 02_image218
[表1] 表1
光酸產生劑 陽離子 陰離子
種類 數量 種類
B-1 1 2 1
B-2 2 2 2
B-3 3 2 3
B-4 4 2 4
B-5 5 2 5
B-6 6 2 6
B-7 7 2 7
B-8 8 2 8
B-9 1 1 9
9 1
B-10 10 2 10
B-11 11 2 11
B-12 12 2 12
B-13 13 2 13
B-14 14 2 14
B-15 15 3 15
B-16 16 2 16
B-17 17 2 17
B-18 18 2 18
B-19 19 2 19
B-20 1 2 20
B-21 1 2 21
B-22 1 2 22
B-23 1 2 23
B-24 1 2 24
B-25 1 2 25
B-26 1 2 26
B-27 1 2 27
以下示出表1中記載的陽離子的結構。Me表示甲基,Bu表示正丁基。
[化112]
Figure 02_image220
[化113]
Figure 02_image222
以下示出表1中記載的陰離子的結構。Me表示甲基,Bu表示正丁基。
[化114]
Figure 02_image224
[化115]
Figure 02_image226
[化116]
Figure 02_image228
(由光酸產生劑產生的酸的酸解離常數pKa) 於表2中示出由光酸產生劑產生的酸的酸解離常數pKa。 再者,於測定由光酸產生劑產生的酸的酸解離常數pKa時,具體而言,以將化合物B-1~化合物B-27中的各陽離子部位置換為H+ 而形成的化合物(例如,於化合物B-1的情況下,將三苯基鋶陽離子置換為H+ 而形成的化合物)為對象,如上所述般使用ACD/Labs公司的軟體包1,藉由計算基於哈米特的取代基常數及公知文獻值的資料庫的值而求出。另外,於無法藉由所述手法算出pKa的情況下,採用基於DFT(密度泛函法)並藉由高斯16而得的值。 下述表中,所謂「pKa1」表示第一階段的酸解離常數,所謂「pKa2」表示第二階段的酸解離常數,所謂「pKa3」表示第三階段的酸解離常數。pKa的值越小,意味著酸度越高。
如上所述,化合物B-1~化合物B-14、化合物B-16~化合物B-27相當於所述化合物(B)。此處,pKa1相當於所述酸解離常數a1,pKa2相當於所述酸解離常數a2。
另外,如上所述,化合物B-15亦相當於所述化合物(B)。此處,pKa1相當於所述酸解離常數a1,pKa3相當於所述酸解離常數a2。 由於由化合物B-15產生的酸(將化合物B-15的鋶陽離子置換為H+ 而形成的化合物)為對稱結構,因此兩個第一酸性部位(HA1 )的酸解離常數pKa於理論上為相同值。然而,於所述算出方法中,兩個第一酸性部位(HA1 )的酸解離常數是作為第一階段的酸解離常數pKa1與第二階段的酸解離常數pKa2而求出。關於由化合物B-15產生的酸,兩個第一酸性部位(HA1 )的酸解離常數pKa中最小的值(即酸解離常數pKa1)相當於所述酸解離常數a1。
[表2] 表2
光酸產生劑B pKa1 pKa2 pKa3
B-1 -0.83 4.14
B-2 -0.92 1.92
B-3 -0.82 4.24
B-4 -0.83 3.96
B-5 -0.86 3.32
B-6 -0.95 4.58
B-7 -0.8 3.90
B-8 0.05 4.15
B-9 0.07 4.24
B-10 0.05 3.98
B-11 0.86 4.49
B-12 -0.05 4.15
B-13 -0.05 3.97
B-14 -0.05 4.24
B-15 0.79 1.53 4.16
B-16 0.42 4.06
B-17 -0.82 -0.56
B-18 -0.92 1.92
B-19 -0.58 9.09
B-20 -1.3 4.64
B-21 1.64 2.3
B-22 1.44 4.86
B-23 -1.47 3.89
B-24 1.01 2.5
B-25 -0.54 5.72
B-26 -0.29 4.61
B-27 1.08 5.68
B'-1 -3.41 -0.24
<酸擴散控制劑> 以下示出所使用的酸擴散控制劑的結構。
[化117]
Figure 02_image230
[化118]
Figure 02_image232
[化119]
Figure 02_image234
[化120]
Figure 02_image236
<光酸產生劑(B')> 以下示出所使用的光酸產生劑(B')的結構。
[化121]
Figure 02_image238
[化122]
Figure 02_image240
<界面活性劑> 作為界面活性劑,使用下述W-1~W-4。 W-1:美佳法(Megafac)R08(大日本油墨化學工業(股)製造;氟系及矽系) W-2:聚矽氧烷聚合物KP-341(信越化學工業(股)製造;矽系) W-3:托利所(Troysol)S-366(特洛伊化學(Troy Chemical)(股)製造;氟系) W-4:PF6320(歐諾法(OMNOVA)公司製造;氟系)
<溶劑> 以下示出所使用的溶劑。 S-1:丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) S-2:丙二醇單甲醚(PGME) S-3:乳酸乙酯(EL) S-4:3-乙氧基丙酸乙酯(EEP) S-5:2-庚酮(MAK) S-6:3-甲氧基丙酸甲酯(MMP) S-7:乙酸3-甲氧基丁酯
[抗蝕劑組成物的塗液製備及塗設] (1)支撐體的準備 準備蒸鍍有氧化氮化Cr的8吋晶圓(通常的空白光罩(photo mask blank)中使用的實施了遮蔽膜處理的晶圓)。 (2)抗蝕劑組成物的製備 將表3所示的成分溶解於該表所示的溶劑中來製備溶液,利用具有0.03 μm的細孔尺寸的聚乙烯過濾器對該溶液進行過濾,製備出抗蝕劑組成物。 (3)抗蝕劑膜的製作 使用東京電子製造的旋塗機馬克(Mark)8,將抗蝕劑組成物塗佈於所述8吋晶圓上,以120℃、600秒於加熱板上進行乾燥,獲得膜厚100 nm的抗蝕劑膜。即,獲得塗佈有抗蝕劑的晶圓。
[EB曝光及顯影] (4)抗蝕劑圖案的製作 使用電子束描繪裝置(愛德萬測試(ADVANTEST)(股)製造;F7000S,加速電壓50 KeV),對所述(3)中獲得的抗蝕劑膜進行圖案照射。照射後,以100℃、600秒於加熱板上進行加熱,使用2.38質量%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液浸漬60秒後,利用水淋洗30秒後進行乾燥。
[評價] (5)抗蝕劑圖案的評價 利用下述方法對所獲得的圖案評價解析性、粗糙度性能。將結果示於後述表4中。
將解析線寬50 nm的1:1線與空間圖案時的照射能量作為感度(Eop)。
<L/S解析性> 將顯示出所述感度(Eop)的曝光量下的極限解析力(線與空間(線:空間=1:1)進行分離解析的最小的線寬)作為解析力(nm)。
<孤立空間圖案(IS)解析性> 求出所述感度(Eop)下的孤立空間(線:空間=100:1)的極限解析力(線與空間進行分離解析的最小的空間寬度)。而且,將該值作為「孤立空間圖案解析力(nm)」。該值越小,表示性能越良好。
<粗糙度性能(LWR)> 針對以解析線寬為平均30 nm的線圖案時的最佳曝光量進行了解析的20 nm(1:1)的線與空間圖案,使用測長掃描式電子顯微鏡(SEM(Scanning Electron Microscopy)(日立製作所(股)的S-9380II))自圖案上部進行觀察,此時,於任意點處觀測線寬,並利用3σ(nm)評價其測定偏差。值越小,表示越為良好的性能。
再者,於下述表3中,溶劑以外的各成分的含量(質量%)是指相對於總固體成分的含有比率。另外,於下述表3中記載所使用的溶劑相對於所有溶劑的含有比率(質量%)。
[表3] 表3
抗蝕劑 組成物 樹脂(A) 光酸產生劑(B) 酸擴散控制劑(C) 光酸產生劑(B') 界面活性劑 溶劑 固體成分濃度 (質量%)
種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 (0.01質量%) 溶劑1 溶劑1的含有比率 (質量%) 溶劑2 溶劑2的含有比率 (質量%) 溶劑3 溶劑3的含有比率 (質量%)
R-1 (A-1) 89.79 (B-1) 10.00 (C-1) 0.20 W-1 S-1 70 S-2 30 2.5
R-2 (A-2) 34.90 (B-2) 15.00 (C-2) 0.10 S-1 80 S-2 10 S-3 10 3.0
R-3 (A-3) 89.79 (B-3) 10.00 (C-3) 0.20 W-1 S-1 70 S-2 20 S-3 10 3.0
R-4 (A-4) 88.90 (B-4) 10.00 (C-4) 0.10 (D-1) 1.00 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
R-5 (A-5) 77.29 (B-5) 20.00 (C-5) 0.20 (D-2) 2.50 W-2 S-1 80 S-2 10 S-3 10 3.0
R-6 (A-6) 79.80 (B-6) 20.00 (C-6) 0.20 S-1 50 S-2 20 S-4 30 3.0
R-7 (A-7) 79.80 (B-7) 15.00 (C-7) 0.20 (D-3〕 5.00 S-1 60 S-3 30 S-5 10 2.5
R-8 (A-8) 77.20 (B-8) 20.00 (C-8) 0.30 (D-4) 2.50 S-1 70 S-2 20 S-3 10 3.0
R-9 (A-9) 84.89 (B-9) 15.00 (C-9) 0.10 W-4 S-1 50 S-2 20 S-6 30 3.0
R-10 (A-10) 89.70 (B-10) 10.00 (C-10) 0.30 S-1 60 S-4 20 S-5 20 3.0
R-11 (A-11) 84.80 (B-11) 15.00 (C-11) 0.20 S-1 70 S-2 20 S-4 10 2.5
R-12 (A-12) 79.90 (B-12) 20.00 (C-12) 0.30 S-1 50 S-2 30 S-3 20 3.0
R-13 (A-13) 89.89 (B-13) 10.00 (C-13) 0.10 W-1 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
R-14 (A-14) 82.30 (B-14) 15.00 (C-14) 0.20 (D-5) 2.50 S-1 80 S-3 20 - - 2.5
R-15 (A-15) 89.80 (B-15) 10.00 (C-1) 0.20 S-1 50 S-2 20 S-3 30 2.5
R-16 (A-16) 84.79 (B-16) 15.00 (C-2) 0.20 W-2 S-1 70 S-4 20 S-5 10 2.0
R-17 (A-17) 79.90 (B-17) 20.00 (C-3) 0.10 S-1 60 S-3 30 S-4 10 3.0
R-18 (A-18) 94.70 (B-18) 5.00 (C-4) 0.30 S-1 80 S-4 10 S-5 10 2.5
R-19 (A-19) 88.90 (B-19) 10.00 (C-5) 0.10 (D-6) 1.00 S-1 50 S-2 20 S-3 30 2.0
R-20 (A-20) 94.69 (B-20) 5.00 (C-5) 0.30 W-1 S-1 80 S-3 10 S-7 10 3.0
[表4] 表3(續)
抗蝕劑 組成物 樹脂(A) 光酸產生劑(B) 酸擴散控制劑(C) 光酸產生劑(B') 界面活性劑 溶劑 固體成分濃度 (質量%)
種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 含量 (質量%) 種類 (0.01質量%) 溶劑1 溶劑1的含有比率 (質量%) 溶劑2 溶劑2的含有比率 (質量%) 溶劑3 溶劑3的含有比率 (質量%)
R-21 (A-21) 89.80 (B-21) 10.00 (C-7) 0.20 S-1 70 S-2 20 S-3 10 2.5
R-22 (A-22) 94.70 (B-22) 5.00 (C-8) 0.30 S-1 60 S-4 20 S-7 20 2.0
R-23 (A-23) 79 90 (B-23) 20.00 (C-9) 0.10 S-1 80 S-2 10 S-3 10 2.5
R-24 (A-24) 89.80 (B-24) 10.00 (C-10) 0.20 S-1 70 S-3 20 S-7 10 3.0
R-25 (A-25) 84.90 (B-25) 15.00 (C-11) 0.10 S-1 40 S-4 20 S-6 40 2.0
R-26 (A-26) 89.89 (B-26) 10.00 (C-12) 0.10 W-1 S-1 50 S-2 20 S-3 30 2.5
R-27 (A-27) 94.80 (B-27) 5.00 (C-13) 0.20 S-1 80 S-2 10 S-3 10 2.0
R-28 (A-28) 87.30 (B-1) 10.00 (C-10) 0.20 (D-7) 2.50 S-1 70 S-3 20 S-7 10 3.0
R-29 (A-29) 79.90 (B-2) 15.00 (C-11) 0.10 (D-8) 5.00 S-1 40 S-4 20 S-6 40 2.0
R-30 (A-30) 89.89 (B-3) 10.00 (C-12) 0.10 W-1 S-1 50 S-2 20 S-3 30 2.5
R-31 (A-31) 94.80 (B-4) 5.00 (C-13) 0.20 S-1 80 S-2 10 S-3 10 2.0
R-32 (A-32) 89.69 (B-5) 10.00 (C-14) 0.30 W-2 S-1 50 S-4 30 S-5 20 3.0
R-33 (A-33) 78.90 (B-6) 20.00 (C-15) 0.10 (D-9) 1.00 S-1 70 S-4 20 S-6 10 2.5
R-34 (A-34) 89.79 (B-7) 10.00 (C-16) 0.20 W-3 S-1 40 S-2 30 S-3 30 2.0
R-35 (A-1) 95.00 (B-8) 5.00 S-2 80 S-4 10 S-5 10 3.0
R-36 (A-2) 89.89 (B-9) 10.00 (C-1) 0.10 W-I S-1 50 S-2 20 S-3 30 3.0
R-37 (A-1) 94.90 (C-1) 0.10 (D-10) 5.00 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
R-38 (A-1) 89.80 (C-2) 0.20 (D-11) 10.00 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
R-39 (A-1) 84.69 (B'-1) 15.00 (C-3) 0.30 W-1 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
R-40 (A'-1) 79.79 (B-1) 20.00 (C-4) 0.20 W-2 S-1 60 S-2 20 S-3 20 2.5
[表5] 表4
   抗蝕劑 組成物 L/S解析性 [nm] 孤立空間圖案(IS) 解析性 [nm] LWR [nm]
實施例1a R-1 24 22 4.6
實施例2a R-2 25 23 4.7
實施例3a R-3 23 21 4.6
實施例4a R-4 24 21 4.5
實施例5a R-5 23 20 4.6
實施例6a R-6 21 18 4.4
實施例7a R-7 22 19 4.5
實施例8a R-8 20 19 4.2
實施例9a R-9 21 19 4.3
實施例10a R-10 20 18 4.3
實施例11a R-11 21 19 4.2
實施例12a R-12 24 22 4.6
實施例13a R-13 26 24 4.7
實施例14a R-14 23 22 4.6
實施例15a R-15 24 22 4.5
實施例16a R-16 20 19 4.2
實施例17a R-17 26 24 4.8
實施例18a R-18 25 24 4.7
實施例19a R-19 21 18 4.5
實施例20a R-20 23 20 4.6
[表6] 表4(續)
   抗蝕劑 組成物 L/S解析性 [nm] 孤立空間圖案(IS) 解析性 [nm] LWR [nm]
實施例21a R-21 22 18 4.4
實施例22a R-22 21 19 4.3
實施例23a R-23 22 18 4.5
實施例24a R-24 23 22 4.5
實施例25a R-25 23 20 4.6
實施例26a R-26 22 18 4.4
實施例27a R-27 22 19 4.5
實施例28a R-28 25 23 4.8
實施例29a R-29 29 26 5.1
實施例30a R-30 27 26 4.9
實施例31a R-31 27 24 4.9
實施例32a R-32 25 23 4.8
實施例33a R-33 25 23 4.7
實施例34a R-34 26 24 4.7
實施例35a R-35 21 19 4.2
實施例36a R-36 20 18 4.3
比較例1a R-37 28 33 7.1
比較例2a R-38 29 28 6.8
比較例3a R-39 41 35 4.7
比較例4a R-40 41 35 4.7
根據表4的結果可知,利用本發明的圖案形成方法獲得的圖案的解析性、粗糙度性能優異。
[極紫外線(EUV)曝光及顯影] (4)抗蝕劑圖案的製作 針對所述(3)中所獲得的塗佈有抗蝕劑膜的晶圓,使用EUV曝光裝置(艾科泰克(Exitech)公司製造的微曝光工具(Micro Exposure Tool),數值孔徑(開口數(Numerical Aperture,NA))0.3,四極(Quadrupole),外西格瑪(outer sigma)0.68,內西格瑪(inner sigma)0.36)、並使用曝光遮罩(線/空間=1/1)進行圖案曝光。曝光後,於加熱板上以100℃加熱90秒後,使用2.38質量%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液浸漬60秒後,利用水淋洗30秒。然後,於以4000 rpm的轉速使晶圓旋轉30秒後,以95℃進行60秒烘烤而進行乾燥。
[評價] (5)抗蝕劑圖案的評價 利用下述方法對所獲得的圖案評價解析性、粗糙度性能。將結果示於後述表5中。
將解析線寬50 nm的1:1線與空間圖案時的照射能量作為感度(Eop)。
<L/S解析性> 將顯示出所述感度(Eop)的曝光量下的極限解析力(線與空間(線:空間=1:1)進行分離解析的最小的線寬)作為解析力(nm)。
<孤立空間圖案(IS)解析性> 求出所述感度(Eop)下的孤立空間(線:空間=100:1)的極限解析力(線與空間進行分離解析的最小的空間寬度)。而且,將該值作為「孤立空間圖案解析力(nm)」。該值越小,表示性能越良好。
<粗糙度性能(LWR)> 針對以解析線寬為平均30 nm的線圖案時的最佳曝光量進行了解析的20 nm(1:1)的線與空間圖案,使用測長掃描式電子顯微鏡(SEM(日立製作所(股)的S-9380II))自圖案上部進行觀察,此時,於任意點處觀測線寬,並利用3σ(nm)評價其測定偏差。值越小,表示越為良好的性能。
[表7] 表5
   抗蝕劑 組成物 L/S解析性 [nm] 孤立空間圖案(IS) 解析性 [nm] LWR [nm]
實施例1b R-1 24 21 4.5
實施例2b R-2 25 23 4.7
實施例3b R-3 24 22 4.6
實施例4b R-4 24 23 4.6
實施例5b R-5 23 20 4.5
實施例6b R-6 21 18 4.4
實施例7b R-7 22 18 4.5
實施例8b R-8 20 19 4.2
實施例9b R-9 21 19 4.2
實施例10b R-10 20 18 4.3
實施例11b R-11 21 19 4.2
實施例12b R-12 24 23 4.6
實施例13b R-13 25 23 4.8
實施例14b R-14 24 23 4.5
實施例15b R-15 23 22 4.5
實施例16b R-16 20 19 4.3
實施例17b R-17 26 23 4.7
實施例18b R-18 26 24 4.8
實施例19b R-19 21 18 4.4
實施例20b R-20 23 21 4.5
[表8] 表5(續)
   抗蝕劑 組成物 L/S解析性 [nm] 孤立空間圖案(IS) 解析性 [nm] LWR [nm]
實施例21b R-21 22 19 4.7
實施例22b R-22 21 18 4.2
實施例23b R-23 22 18 4.4
實施例24b R-24 24 22 4.6
實施例25b R-25 23 20 4.6
實施例26b R-26 21 18 4.4
實施例27b R-27 22 19 4.5
實施例28b R-28 25 23 4.7
實施例29b R-29 28 27 5.2
實施例30b R-30 27 25 4.9
實施例31b R-31 26 24 5.0
實施例32b R-32 24 23 4.7
實施例33b R-33 25 24 4.7
實施例34b R-34 24 24 4.8
實施例35b R-35 20 18 4.3
實施例36b R-36 21 19 4.2
比較例1b R-37 28 35 7.3
比較例2b R-38 29 28 6.9
比較例3b R-39 43 35 4.9
比較例4b R-40 43 35 4.9
根據表5的結果可知,利用本發明的圖案形成方法獲得的圖案的解析性、粗糙度性能優異。 [產業上之可利用性]
根據本發明,可提供一種於超微細(尤其是線寬或空間寬度為30 nm以下)的圖案形成中可高維地兼顧粗糙度性能的提高、及解析力的提高的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。根據本發明,可提供一種使用所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子元件的製造方法。
雖然詳細地且參照特定的實施方式對本發明進行了說明,但對於本領域從業人員而言明確的是,可不脫離本發明的精神與範圍地施加各種變更或修正。 再者,本申請案是基於2020年3月31日申請的日本專利申請案(日本專利特願2020-65191)者,將所述日本專利申請案的內容作為參照併入至本文中。

Claims (14)

  1. 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有: (A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及 (B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(AI)所表示的重複單元, [化1]
    Figure 03_image242
    通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基;其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基; LA 表示單鍵或二價連結基; ArA 表示(n+1)價的芳香環基;ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基; n表示1~5的整數; [化2]
    Figure 03_image013
    通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子; X表示單鍵或(m+1)價的連結基; A1 - 、及A2 - 分別獨立地表示陰離子性基;A1 - 表示與A2 - 所表示的酸根陰離子基不同的結構; m表示1或2;於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同;於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同; 其中,通式(I)所表示的化合物的M1 + 及M2 + 分別經氫原子取代而成的化合物(PI)具有HA1 所表示的基的酸解離常數a1以及A2 H所表示的基的酸解離常數a2,酸解離常數a1比酸解離常數a2低,酸解離常數a1為-1.5以上。
  2. 如請求項1所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述通式(I)中,A1 - 、及A2 - 分別獨立地為選自由下述通式(B-1)~通式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基, [化3]
    Figure 03_image245
    [化4]
    Figure 03_image247
    通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基; Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基; Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ra表示有機基; 通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ra1 表示有機基; 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基; Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rb表示氫原子、或有機基; 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rb1 表示氫原子、或有機基; 通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基; Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rc表示有機基; 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rc1 表示有機基; 通式(B-9)中, YF5 表示氟原子、或全氟烷基; Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rd表示有機基; 通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rd1 表示有機基; 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子; o表示1~4的整數; 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同; 通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基; Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基; Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rf表示有機基; 通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rf1 表示有機基; 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基; Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rg表示有機基; Rh表示有機基; 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rg1 表示有機基; Rh1 表示有機基; 通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基; Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基; Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ri表示有機基; Rj表示有機基; 通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ri1 表示有機基; Rj1 表示有機基; 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; p表示1~4的整數; 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同; 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子; q表示1~4的整數; 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同; Rc2 表示有機基; 通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; Rc3 表示有機基; 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; Rd2 表示有機基; 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置。
  3. 如請求項1或請求項2所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述化合物(PI)中,所述酸解離常數a1與所述酸解離常數a2之差為2.0以上。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述化合物(PI)中,所述酸解離常數a2為2.0以上。
  5. 如請求項2至請求項4中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述通式(I)中,A1 - 為所述通式(B-2)或所述通式(B-23)所表示的基。
  6. 如請求項2至請求項5中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,於所述通式(I)中,A1 - 為所述通式(B-2)所表示的基。
  7. 如請求項1至請求項6中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,(A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂包含具有酸分解性基的重複單元,所述具有酸分解性基的重複單元是選自由藉由酸的作用發生分解而產生羧基的基、及藉由酸的作用發生分解而產生酚性羥基的基所組成的群組中的重複單元。
  8. 如請求項7所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元包含選自下述通式(3)~通式(7)所表示的重複單元中的一種以上, [化5]
    Figure 03_image249
    通式(3)中,R5 、R6 、及R7 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基; L2 表示單鍵、或二價連結基; R8 ~R10 分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基;再者,R8 ~R10 中的兩個可相互鍵結而形成環; 通式(4)中,R11 ~R14 分別獨立地表示氫原子或有機基;其中,R11 及R12 中的至少一者表示有機基; X1 表示-CO-、-SO-、或-SO2 -; Y1 表示-O-、-S-、-SO-、-SO2 -、或-NR34 -;R34 表示氫原子或有機基; L3 表示單鍵、或二價連結基; R15 ~R17 分別獨立地表示烷基、可具有氟原子的環烷基、芳基、芳烷基、或烯基;再者,R15 ~R17 中的兩個可相互鍵結而形成環; 通式(5)中,R18 及R19 分別獨立地表示氫原子或有機基; R20 及R21 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基;再者,R20 與R21 可相互鍵結而形成環; 通式(6)中,R22 、R23 、及R24 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基; L4 表示單鍵或二價連結基; Ar1 表示芳香環基; R25 ~R27 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基;再者,R26 與R27 可相互鍵結而形成環;另外,Ar1 可與R24 或R25 鍵結而形成環; 通式(7)中,R28 、R29 、及R30 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基; L5 表示單鍵、或二價連結基; R31 及R32 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基; R33 表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基、或烯基;再者,R32 與R33 可相互鍵結而形成環。
  9. 如請求項8所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元包含選自所述通式(6)所表示的重複單元、及所述通式(7)所表示的重複單元中的一種以上。
  10. 如請求項7至請求項9中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述具有酸分解性基的重複單元不含鹵素原子。
  11. 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,含有: (A)藉由酸的作用而極性增大的樹脂;以及 (B)藉由光化射線或放射線的照射而產生酸、且由下述通式(I)表示的化合物, 所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,所述樹脂(A)包含下述通式(A)所表示的重複單元, [化6]
    Figure 03_image251
    通式(AI)中, RA 、RB 、及RC 分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基;其中,RC 可與ArA 鍵結而形成環,此情況下的RC 表示單鍵或伸烷基; LA 表示單鍵或二價連結基; ArA 表示(n+1)價的芳香環基;ArA 於與RC 鍵結而形成環的情況下表示(n+2)價的芳香環基; n表示1~5的整數; [化7]
    Figure 03_image003
    通式(I)中, M1 + 、及M2 + 分別獨立地表示陽離子; X表示(m+1)價的連結基; A1 - 、及A2 - 分別獨立地為選自由下述通式(B-1)~通式(B-27)所表示的基所組成的群組中的基, [化8]
    Figure 03_image254
    [化9]
    Figure 03_image256
    通式(B-1)中, YF1 表示氟原子、或全氟烷基; Y1 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-2)中, Y2 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-3)中, YF2 表示氟原子、或全氟烷基; Y3 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ra表示有機基; 通式(B-4)中, Y4 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ra1 表示有機基; 通式(B-5)中, YF3 表示氟原子、或全氟烷基; Y5 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rb表示氫原子、或有機基; 通式(B-6)中, Y6 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rb1 表示氫原子、或有機基; 通式(B-7)中, YF4 表示氟原子、或全氟烷基; Y7 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rc表示有機基; 通式(B-8)中, Y8 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rc1 表示有機基; 通式(B-9)中, YF5 表示氟原子、或全氟烷基; Y9 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rd表示有機基; 通式(B-10)中, Y10 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rd1 表示有機基; 通式(B-12)中, Re表示氫原子、有機基、或鹵素原子; o表示1~4的整數; 於o表示2以上的整數的情況下,多個Re可相同亦可不同; 通式(B-13)中, YF6 表示氟原子、或全氟烷基; Y11 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-14)中, Y12 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-15)中, YF7 表示氟原子、或全氟烷基; Y13 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rf表示有機基; 通式(B-16)中, Y14 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rf1 表示有機基; 通式(B-17)中, YF8 表示氟原子、或全氟烷基; Y15 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rg表示有機基; Rh表示有機基; 通式(B-18)中, Y16 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Rg1 表示有機基; Rh1 表示有機基; 通式(B-19)中, YF9 表示氟原子、或全氟烷基; Y17 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-20)中, Y18 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; 通式(B-21)中, YF10 表示氟原子、或全氟烷基; Y19 表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ri表示有機基; Rj表示有機基; 通式(B-22)中, Y20 分別獨立地表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; Ri1 表示有機基; Rj1 表示有機基; 通式(B-23)中, Rk表示氫原子、或不具有氟原子的取代基; p表示1~4的整數; 於p表示2以上的整數的情況下,多個Rk可相同亦可不同; 通式(B-24)中, Rl表示氫原子、有機基、或鹵素原子; q表示1~4的整數; 於q表示2以上的整數的情況下,多個Rl可相同亦可不同; Rc2 表示有機基; 通式(B-25)中, YF11 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; Rc3 表示有機基; 通式(B-26)中, YF12 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; Rd2 表示有機基; 通式(B-27)中, YF13 分別獨立地表示氟原子、或全氟烷基; 於通式(B-1)~通式(B-27)中, *表示鍵結位置; A1 - 表示與A2 - 所表示的基不同的結構; m表示1或2;於m表示2的情況下,多個M1 + 可相同亦可不同;於m表示2的情況下,多個A1 - 可相同亦可不同。
  12. 一種感光化射線性或感放射線性膜,利用如請求項1至請求項11中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成。
  13. 一種圖案形成方法,包括:抗蝕劑膜形成步驟,使用如請求項1至請求項11中任一項所述的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜;曝光步驟,對所述抗蝕劑膜進行曝光;以及顯影步驟,使用顯影液對經曝光的所述抗蝕劑膜進行顯影。
  14. 一種電子元件的製造方法,包括如請求項13所述的圖案形成方法。
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