TW202237574A - 感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物 - Google Patents

感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物 Download PDF

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錦織克聡
桐山和也
木下奈津子
金子哲朗
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Abstract

一種感放射線性樹脂組成物,含有:具有下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物、以及感放射線性酸產生體。

Description

感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物
本發明是有關於一種感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物。
利用微影進行的微細加工中所使用的感放射線性樹脂組成物是藉由ArF準分子雷射光(波長193 nm)、KrF準分子雷射光(波長248 nm)等遠紫外線、極紫外線(Extreme Ultraviolet,EUV)(波長13.5 nm)等電磁波、電子束等帶電粒子束等放射線的照射而於曝光部產生酸,藉由以該酸為觸媒的化學反應而使曝光部與非曝光部相對於顯影液的溶解速度產生差異,從而於基板上形成抗蝕劑圖案。
對於感放射線性樹脂組成物,除了要求對極紫外線、電子束等曝光光的感度良好以外,還要求線寬粗糙度(Line Width Roughness,LWR)性能、臨界尺寸均勻性(Critical Dimension Uniformity,CDU)性能等優異。
針對該些要求,對感放射線性樹脂組成物中所使用的聚合物、酸產生劑及其他成分的種類、分子結構等進行研究,進而對其組合亦進行詳細研究(參照日本專利特開2010-134279號公報、日本專利特開2014-224984號公報以及日本專利特開2016-047815號公報)。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2010-134279號公報 [專利文獻2]日本專利特開2014-224984號公報 [專利文獻3]日本專利特開2016-047815號公報
[發明所欲解決之課題]
伴隨抗蝕劑圖案的進一步的微細化,曝光/顯影條件的略微的變動對抗蝕劑圖案的形狀或缺陷的產生帶來的影響亦越來越大。亦要求可吸收此種製程條件的略微的變動的製程窗口(process window)(製程裕度)廣的感放射線性樹脂組成物。
然而,所述先前的感放射線性樹脂組成物無法滿足該些全部要求。
本發明是基於所述般的情況而成,其目的在於提供一種可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案的感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題而成的發明為一種感放射線性樹脂組成物,其含有:具有下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物、以及感放射線性酸產生體。 [化1]
Figure 02_image003
(式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基)
為了解決所述課題而成的另一發明為一種抗蝕劑圖案形成方法,其包括:於基板直接或間接地塗敷感放射線性樹脂組成物的步驟;對藉由所述塗敷步驟而形成的抗蝕劑膜進行曝光的步驟;以及對所述經曝光的抗蝕劑膜進行顯影的步驟,所述感放射線性樹脂組成物含有具有下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物、以及感放射線性酸產生體。 [化2]
Figure 02_image005
(式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基)
為了解決所述課題而成的進而另一發明為一種聚合物,其具有下述式(1)所表示的第一結構單元。 [化3]
Figure 02_image007
(式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基)
為了解決所述課題而成的進而另一發明為一種化合物,其由下述式(1')表示。 [化4]
Figure 02_image009
(式(1')中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基) [發明的效果]
根據本發明的感放射線性樹脂組成物及抗蝕劑圖案形成方法,可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。本發明的聚合物可較佳地用作該感放射線性樹脂組成物的成分。本發明的化合物可較佳地用作用於合成該聚合物的單量體。因此,該些可較佳地用於預想今後進一步進行微細化的半導體元件的加工製程等中。
以下,對本發明的感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑圖案形成方法、聚合物及化合物進行詳細說明。
<感放射線性樹脂組成物> 該感放射線性樹脂組成物含有:具有後述的下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物(以下,亦稱為「[A]聚合物」)、以及感放射線性酸產生體(以下,亦稱為「[B]酸產生體」)。該感放射線性樹脂組成物通常含有有機溶媒(以下,亦稱為「[D]有機溶媒」)。該感放射線性樹脂組成物亦可含有酸擴散控制劑(以下,亦稱為「[C]酸擴散控制劑」)作為較佳成分。該感放射線性樹脂組成物亦可於不損及本發明的效果的範圍內含有其他任意成分。
該感放射線性樹脂組成物藉由含有[A]聚合物與[B]酸產生體,可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。關於該感放射線性樹脂組成物藉由包括所述結構而發揮所述效果的理由,雖未必明確,但例如可如以下般推測。即,藉由[A]聚合物中的第一結構單元具有後述的特定的酸解離性基,而酸解離效率提高,結果認為,可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。
該感放射線性樹脂組成物例如可藉由如下方式進行製備:將[A]聚合物及[B]酸產生體、以及視需要的[C]酸擴散控制劑、[D]有機溶媒及其他任意成分等以規定的比例混合,較佳為利用孔徑0.2 μm以下的薄膜過濾器對所獲得的混合物進行過濾。
以下,對該感放射線性樹脂組成物所含的各成分進行說明。
<[A]聚合物> [A]聚合物具有後述的下述式(1)所表示的第一結構單元(以下,亦稱為「結構單元(I)」)。該感放射線性樹脂組成物可含有一種或兩種以上的[A]聚合物。
[A]聚合物較佳為進而具有包含酚性羥基的第二結構單元(以下,亦稱為「結構單元(II)」)。[A]聚合物較佳為進而具有所述結構單元(I)以外的包含酸解離性基的第三結構單元(以下,亦稱為「結構單元(III)」)。[A]聚合物亦可進而具有結構單元(I)~結構單元(III)以外的其他結構單元(以下,亦簡稱為「其他結構單元」)。
作為該感放射線性樹脂組成物中的[A]聚合物的含有比例的下限,相對於該感放射線性樹脂組成物所含的[D]有機溶媒以外的所有成分,較佳為50質量%,更佳為70質量%,進而佳為80質量%。作為所述含有比例的上限,較佳為99質量%,更佳為95質量%。
作為[A]聚合物的利用凝膠滲透層析法(Gel Permeation Chromatography,GPC)而得的聚苯乙烯換算重量平均分子量(Mw)的下限,較佳為1,000,更佳為3,000,進而佳為5,000,進一步佳為6,000,尤佳為7,000。作為所述Mw的上限,較佳為50,000,更佳為30,000,進而佳為20,000,進一步佳為15,000,尤佳為10,000。藉由將[A]聚合物的Mw設為所述範圍,可提高該感放射線性樹脂組成物的塗敷性。[A]聚合物的Mw例如可藉由對合成中使用的聚合起始劑的種類或使用量等進行調整來調節。
作為[A]聚合物的Mw相對於利用GPC而得的聚苯乙烯換算數量平均分子量(Mn)的比(以下,亦稱為「分散度」或「Mw/Mn」)的上限,較佳為2.50,更佳為2.00,進而佳為1.75。作為所述比的下限,通常為1.00,較佳為1.10,更佳為1.20,進而佳為1.30。
[Mw及Mn的測定方法] 本說明書中的[A]聚合物的Mw及Mn是使用基於以下的條件的凝膠滲透層析法(GPC)測定而得的值。 GPC管柱:東曹(Tosoh)(股)的「G2000HXL」2根、「G3000HXL」1根及「G4000HXL」1根 管柱溫度:40℃ 溶出溶媒:四氫呋喃 流速:1.0 mL/分鐘 試樣濃度:1.0質量% 試樣注入量:100 μL 檢測器:示差折射計 標準物質:單分散聚苯乙烯
[A]聚合物例如可藉由利用公知的方法使提供各結構單元的單量體進行聚合來合成。
以下,對[A]聚合物所含有的各結構單元進行說明。
[結構單元(I)] 結構單元(I)為下述式(1)所表示的結構單元。結構單元(I)為具有酸解離性基的結構單元。所謂「酸解離性基」,是指對羧基中的氫原子進行取代、且藉由酸的作用而解離並提供羧基的基。下述式(1)中,羰氧基的醚性氧原子上所鍵結的基(-CH(R 2)-C(R 3)=CR 4R 5)為酸解離性基(以下,亦稱為「酸解離性基(a)」)。藉由利用曝光而自[B]酸產生體等產生的酸的作用,酸解離性基(a)解離,曝光部與非曝光部之間的[A]聚合物於顯影液中的溶解性產生差異,藉此可形成抗蝕劑圖案。藉由[A]聚合物具有結構單元(I),可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。[A]聚合物可具有一種或兩種以上的結構單元(I)。
[化5]
Figure 02_image011
所述式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基。R 5為碳數1~20的一價有機基。L為單鍵或碳數1~20的二價有機基。
所謂「碳數」,是指構成基的碳原子數。所謂「有機基」,是指包含至少一個碳原子的基。
作為R 2、R 3、R 4或R 5所表示的碳數1~20的一價有機基,例如可列舉:碳數1~20的一價烴基、該烴基的碳-碳間包含二價含雜原子的基的基(以下,亦稱為「基(α)」)、所述烴基或所述基(α)所具有的氫原子的一部分或全部經一價含雜原子的基取代而成的基(以下,亦稱為「基(β)」)、將所述烴基、所述基(α)或所述基(β)與二價含雜原子的基組合而成的基(以下,亦稱為「基(γ)」)等。
「烴基」中包含鏈狀烴基、脂環式烴基及芳香族烴基。該「烴基」可為飽和烴基,亦可為不飽和烴基。所謂「鏈狀烴基」,是指不含環狀結構而僅包含鏈狀結構的烴基,包含直鏈狀烴基及分支鏈狀烴基此兩者。所謂「脂環式烴基」是指僅包含脂環結構作為環結構而不包含芳香環結構的烴基,包含單環的脂環式烴基及多環的脂環式烴基此兩者。其中,無須僅包含脂環結構,亦可於其一部分中包含鏈狀結構。所謂「芳香族烴基」,是指包含芳香環結構作為環結構的烴基。其中,無須僅包含芳香環結構,亦可於其一部分中包含鏈狀結構或脂環結構。
作為碳數1~20的一價烴基,例如可列舉:碳數1~20的一價鏈狀烴基、碳數3~20的一價脂環式烴基、碳數6~20的一價芳香族烴基等。
作為碳數1~20的一價鏈狀烴基,例如可列舉:甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、異丁基、第三丁基等烷基;乙烯基、丙烯基、丁烯基、2-甲基丙-1-烯-1-基等烯基;乙炔基、丙炔基、丁炔基等炔基等。
作為碳數3~20的一價脂環式烴基,例如可列舉:環戊基、環己基等單環的脂環式飽和烴基;降冰片基、金剛烷基、三環癸基、四環十二烷基等多環的脂環式飽和烴基;環戊烯基、環己烯基等單環的脂環式不飽和烴基;降冰片烯基、三環癸烯基、四環十二烯基等多環的脂環式不飽和烴基等。
作為碳數6~20的一價芳香族烴基,例如可列舉:苯基、甲苯基、二甲苯基、萘基、蒽基等芳基;苄基、苯乙基、萘基甲基、蒽基甲基等芳烷基等。
作為構成一價或二價含雜原子的基的雜原子,例如可列舉:氧原子、氮原子、硫原子、磷原子、矽原子、鹵素原子等。作為鹵素原子,可列舉:氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。
作為一價含雜原子的基,例如可列舉:鹵素原子、羥基、烷氧基、羧基、氰基、胺基(-NR 2)、巰基(sulfanyl)等。R相同或不同,為氫原子或一價烴基。該些中,較佳為鹵素原子、羥基、烷氧基或胺基,更佳為氟原子、羥基、甲氧基或二甲基胺基。
作為二價含雜原子的基,例如可列舉:-O-、-CO-、-S-、-CS-、-SO 2-、-NR'-、將該些中的兩個以上組合而成的基(例如-O-CO-等)等。R'為氫原子或一價烴基。
作為L所表示的碳數1~20的二價有機基,例如可列舉:自作為R 2、R 3、R 4或R 5所表示的碳數1~20的一價有機基而例示的基中去除一個氫原子而成的基等。
作為R 1,就提供結構單元(I)的單量體的共聚性的觀點而言,較佳為氫原子或甲基,更佳為甲基。
於R 2中,在R 2為碳數1~20的一價有機基的情況下,與R 2為氫原子的情況相比,可進一步提高對曝光光的感度、LWR性能、CDU性能及製程窗口。於R 2為碳數1~20的一價有機基的情況下,酸解離性基(a)藉由二級碳原子而鍵結於羰氧基的醚性氧原子上。另一方面,於R 2為氫原子的情況下,酸解離性基(a)藉由一級碳原子而鍵結於羰氧基的醚性氧原子上。雖不期望限定性的解釋,但推斷藉由羰氧基的醚性氧原子上所鍵結的酸解離性基(a)中的碳原子的級數的不同,而發揮所述進一步的有利的效果。
換言之,作為R 2,就進一步提高對曝光光的感度、LWR性能、CDU性能及製程窗口的觀點而言,較佳為碳數1~20的一價有機基,更佳為碳數1~20的一價烴基、或該烴基所具有的氫原子的一部分或全部經一價含雜原子的基取代而成的基(基(β))。
於R 2為碳數1~20的一價烴基的情況下,作為該烴基,較佳為鏈狀烴基、脂環式烴基或芳香族烴基,更佳為烷基、烯基、單環的脂環式飽和烴基、芳基,進而佳為甲基、乙基、異丙基、第三丁基、2-甲基丙-1-烯-基、環己基或苯基。
於R 2為基(β)的情況下,作為該基(β),較佳為所述烴基所具有的氫原子的一部分或全部經鹵素原子或烷氧基取代而成的基,更佳為所述烴基所具有的氫原子的一部分或全部經氟原子或甲氧基取代而成的基,進而佳為三氟甲基、4,4-二氟環己基、4-氟苯基、4-甲氧基苯基或2,2,2-三氟-1,1-二甲基乙基。
作為R 3,較佳為氫原子或碳數1~20的一價烴基,更佳為氫原子或碳數1~20的一價鏈狀烴基,進而佳為氫原子或烷基,進而更佳為氫原子或甲基。
作為R 4,較佳為氫原子或碳數1~20的一價烴基,更佳為氫原子或碳數1~20的一價鏈狀烴基,進而佳為氫原子或烷基,進而更佳為氫原子或甲基。
作為R 5,較佳為碳數1~20的一價烴基、或者該烴基所具有的氫原子的一部分或全部經一價含雜原子的基取代而成的基(基(β))。
於R 5為碳數1~20的一價烴基的情況下,作為該烴基,較佳為鏈狀烴基或芳香族烴基,更佳為烯基或芳基,進而佳為3-甲基丁-2-烯-1-基、苯基、9-蒽基。
於R 5為基(β)的情況下,作為該基(β),較佳為所述烴基所具有的氫原子的一部分或全部經鹵素原子、羥基、烷氧基或胺基取代而成的基,更佳為芳香族烴基所具有的氫原子的一部分或全部經氟原子、羥基、甲氧基或二甲基胺基取代而成的基,進而佳為4-氟苯基、4-羥基苯基、4-甲氧基苯基或4-二甲基胺基苯基。
作為L,較佳為單鍵。
作為結構單元(I),較佳為下述式(1-1)~式(1-30)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(I-1)~結構單元(I-30)」),更佳為結構單元(I-2)~結構單元(I-30)。
[化6]
Figure 02_image013
作為[A]聚合物中的結構單元(I)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為5莫耳%,更佳為10莫耳%,進而佳為15莫耳%,進而更佳為20莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為80莫耳%,更佳為75莫耳%,進而佳為70莫耳%,進而更佳為65莫耳%。藉由將結構單元(I)的含有比例設為所述範圍,可進一步提高該感放射線性樹脂組成物對曝光光的感度、LWR性能、CDU性能及製程窗口。
[結構單元(II)] 結構單元(II)為包含酚性羥基的結構單元。所謂「酚性羥基」,並不限於直接鍵結於苯環的羥基,是指直接鍵結於芳香環的全部羥基。[A]聚合物可含有一種或兩種以上的結構單元(II)。
於KrF曝光、EUV曝光或電子束曝光的情況下,藉由[A]聚合物具有結構單元(II),可進一步提高該感放射線性樹脂組成物對曝光光的感度。因此,於[A]聚合物具有結構單元(II)的情況下,該感放射線性樹脂組成物可較佳地用作KrF曝光用、EUV曝光用或電子束曝光用的感放射線性樹脂組成物。
作為結構單元(II),例如可列舉下述式(2-1)~式(2-19)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(II-1)~結構單元(II-19)」)等。
[化7]
Figure 02_image015
所述式(2-1)~式(2-19)中,R P為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。
作為R P,就提供結構單元(II)的單量體的共聚性的觀點而言,較佳為氫原子或甲基。
作為結構單元(II),較佳為結構單元(II-1)~結構單元(II-3)、結構單元(II-6)~結構單元(II-11)、結構單元(II-13)、結構單元(II-14)或該些的組合。於為組合的情況下,較佳為兩種的組合,更佳為結構單元(II-1)、與結構單元(II-2)、結構單元(II-3)、結構單元(II-6)~結構單元(II-11)、結構單元(II-13)及結構單元(II-14)中的一種的組合。
於[A]聚合物具有結構單元(II)的情況下,作為[A]聚合物中的結構單元(II)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為20莫耳%,更佳為30莫耳%,進而佳為40莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為80莫耳%,更佳為70莫耳%,進而佳為65莫耳%。
作為提供結構單元(II)的單量體,例如亦可使用酚性羥基(-OH)的氫原子經乙醯基等取代而成的單量體等。該情況下,例如於使所述單量體聚合後,在胺等鹼存在下對所獲得的聚合反應產物進行水解反應,藉此可合成具有結構單元(II)的[A]聚合物。
[結構單元(III)] 結構單元(III)為結構單元(I)以外的結構單元,且為包含酸解離性基的結構單元。結構單元(III)所包含的酸解離性基(以下,亦稱為「酸解離性基(b)」)與結構單元(I)所包含的酸解離性基(a)不同。[A]聚合物可含有一種或兩種以上的結構單元(III)。
作為結構單元(III),例如可列舉下述式(3-1)~式(3-3)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(III-1)~結構單元(III-3)」)等。再者,例如於下述式(3-1)中,源自羧基的醚性氧原子上所鍵結的-C(R X)(R Y)(R Z)相當於酸解離性基(b)。
[化8]
Figure 02_image017
所述式(3-1)、式(3-2)及式(3-3)中,R T分別獨立地為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。
所述式(3-1)中,R X為經取代或未經取代的碳數1~20的一價烴基。R Y及R Z分別獨立地為碳數1~20的一價烴基、或該些基彼此結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成的環員數3~20的飽和脂環結構的一部分。
所述式(3-2)中,R A為氫原子。R B及R C分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價烴基。R D為與R A、R B及R C分別所鍵結的碳原子一起構成環員數4~20的不飽和脂環結構的碳數1~20的二價烴基。
所述式(3-3)中,R U及R V分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價烴基,R W為碳數1~20的一價烴基,或者為R U及R V彼此結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成的環員數3~20的脂環結構的一部分,或者為R U及R W彼此結合並與R U所鍵結的碳原子及R W所鍵結的氧原子一起構成的環員數4~20的脂肪族雜環結構的一部分。
本說明書中,所謂「環員數」,是指構成環結構的原子數,於多環的情況下,是指構成該多環的原子數。
作為R X、R Y、R Z、R B、R C、R U、R V或R W所表示的碳數1~20的一價烴基,例如可列舉與所述式(1)中作為R 2、R 3或R 4中的碳數1~20的一價有機基中的碳數1~20的一價烴基而例示的基相同的基等。
作為所述R X所表示的烴基所具有的取代基,例如可列舉:氟原子等鹵素原子、羥基、羧基、氰基、硝基、烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰氧基、醯基、醯氧基等。該些中,較佳為鹵素原子或烷氧基,更佳為氟原子或甲氧基。
作為R Y及R Z彼此結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成的環員數3~20的飽和脂環結構,例如可列舉:環丙烷結構、環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構等單環的飽和脂環結構;降冰片烷結構、金剛烷結構等多環的飽和脂環結構等。
作為R D所表示的碳數1~20的二價烴基,例如可列舉自所述式(1)中作為R 2、R 3或R 4中的碳數1~20的一價有機基中的碳數1~20的一價烴基而例示的基中去除一個氫原子而成的基等。
作為R D與R A、R B及R C分別所鍵結的碳原子一起構成的環員數4~20的不飽和脂環結構,例如可列舉:環丁烯結構、環戊烯結構、環己烯結構等單環的不飽和脂環結構;降冰片烯結構等多環的不飽和脂環結構等。
作為R U及R V彼此結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成的環員數3~20的脂環結構,例如可列舉:環丙烷結構、環丁烷結構、環戊烷結構、環己烷結構等單環的飽和脂環結構;降冰片烷結構、金剛烷結構、三環癸烷結構、四環癸烷結構等多環的飽和脂環結構;環丙烯結構、環丁烯結構、環戊烯結構、環己烯結構等單環的不飽和脂環結構;降冰片烯結構、三環癸烯結構、四環十二烯結構等多環的不飽和脂環結構等。
作為R U及R W彼此結合並與R U所鍵結的碳原子及R W所鍵結的氧原子一起構成的環員數4~20的脂肪族雜環結構,例如可列舉:氧雜環丁烷結構、氧雜環戊烷結構、氧雜環己烷結構等含有飽和氧的雜環結構;氧雜環丁烯結構、氧雜環戊烯結構、氧雜環己烯結構等含有不飽和氧的雜環結構等。
作為R T,就提供結構單元(II)的單量體的共聚性的觀點而言,較佳為氫原子或甲基。
作為R X,較佳為經取代或未經取代的鏈狀烴基或者經取代或未經取代的芳香族烴基,更佳為未經取代的鏈狀烴基或者經取代或未經取代的芳香族烴基,更佳為未經取代的烷基或者經取代或未經取代的芳基,進而佳為甲基、乙基、異丙基、第三丁基、苯基、4-甲氧基苯基或4-三氟甲基苯基。
作為R Y及R Z,較佳為鏈狀烴基,更佳為烷基,進而佳為甲基。
另外,作為R Y及R Z,亦較佳為該些彼此結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成的環員數3~20的飽和脂環結構的一部分。作為所述飽和脂環結構,較佳為環戊烷結構、環己烷結構、金剛烷結構或四環十二烷結構。
作為R B,較佳為氫原子。
作為R C,較佳為鏈狀烴基,更佳為烷基,進而佳為甲基。
作為R D與R A、R B及R C分別所鍵結的碳原子一起構成的環員數4~20的不飽和脂環結構,較佳為單環的不飽和脂環結構,更佳為環己烯結構。
作為結構單元(III),較佳為結構單元(III-1)或結構單元(III-2)。
作為結構單元(III-1),例如較佳為下述式(3-1-1)~式(3-1-13)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(III-1-1)~結構單元(III-1-13)」)。
[化9]
Figure 02_image019
所述式(3-1-1)~式(3-1-13)中,R T與所述式(3-1)為相同含義。
作為結構單元(III-2),較佳為下述式(3-2-1)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(III-2-1)」)。
[化10]
Figure 02_image021
所述式(3-2-1)中,R T與所述式(3-2)為相同含義。
於[A]聚合物具有結構單元(III)的情況下,作為[A]聚合物中的結構單元(III)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為5莫耳%,更佳為10莫耳%,進而佳為15莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為50莫耳%,更佳為40莫耳%,進而佳為30莫耳%。
[其他結構單元] 作為其他結構單元,例如可列舉:包含醇性羥基的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(IV)」)、包含內酯結構、環狀碳酸酯結構、磺內酯結構或者該些的組合的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(V)」)、後述的<[B]酸產生體>一項中說明的藉由曝光而產生酸的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(VI)」)等。[A]聚合物可具有一種或兩種以上的其他結構單元。
(結構單元(IV)) 結構單元(IV)為包含醇性羥基的結構單元。
作為結構單元(IV),例如可列舉下述式所表示的結構單元等。
[化11]
Figure 02_image022
所述式中,R L2為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。
於[A]聚合物具有結構單元(IV)的情況下,作為結構單元(IV)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為1莫耳%,更佳為5莫耳%,進而佳為10莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為40莫耳%,更佳為35莫耳%,進而佳為30莫耳%。
(結構單元(V)) 結構單元(V)為包含內酯結構、環狀碳酸酯結構、磺內酯結構或該些的組合的結構單元。
作為結構單元(V),例如可列舉下述式所表示的結構單元等。
[化12]
Figure 02_image024
[化13]
Figure 02_image026
[化14]
Figure 02_image028
[化15]
Figure 02_image030
所述式中,R L1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。
作為結構單元(V),較佳為包含內酯結構或環狀碳酸酯結構的結構單元。
於[A]聚合物具有結構單元(V)的情況下,作為結構單元(V)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為1莫耳%,更佳為5莫耳%,進而佳為10莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為40莫耳%,更佳為35莫耳%,進而佳為30莫耳%。
<[B]酸產生體> [B]酸產生體是藉由曝光而產生酸的物質。作為曝光光,例如可列舉與作為後述的該抗蝕劑圖案形成方法的曝光步驟中的曝光光而例示者相同者等。藉由利用曝光而產生的酸,例如[A]聚合物所具有的結構單元(I)中的酸解離性基(a)解離而產生羧基,在曝光部與非曝光部之間抗蝕劑膜於顯影液中的溶解性產生差異,藉此可形成抗蝕劑圖案。
作為自[B]酸產生體產生的酸,例如可列舉磺酸、醯亞胺酸等。
作為該感放射線性樹脂組成物中的[B]酸產生體的含有形態,例如可為後述的低分子化合物(以下,亦稱為「[B]酸產生劑」)的形態,亦可為後述的感放射線性酸產生聚合物(以下,亦稱為「[B]酸產生聚合物」)的形態,亦可為該些兩者的形態。所謂「低分子化合物」,是指不具有分子量分佈的分子量1,000以下的化合物。所謂「感放射線性酸產生聚合物」,是指具有藉由曝光而產生酸的結構單元(結構單元(VI))的聚合物。換言之,[B]感放射線性酸產生聚合物亦可謂將[B]酸產生體作為聚合物的一部分來組入的形態。[B]酸產生聚合物亦可為與[A]聚合物不同的聚合物。該感放射線性樹脂組成物可含有一種或兩種以上的[B]酸產生體。
[[B]酸產生劑] 作為[B]酸產生劑,例如可列舉:鎓鹽化合物、N-磺醯氧基醯亞胺化合物、磺醯亞胺化合物、含鹵素的化合物、重氮酮化合物等。
作為鎓鹽化合物,例如可列舉:鋶鹽、四氫噻吩鎓鹽、錪鹽、鏻鹽、重氮鎓鹽、吡啶鎓鹽等。
作為[B]酸產生劑的具體例,例如可列舉日本專利特開2009-134088號公報的段落0080~段落0113中所記載的化合物等。
作為藉由曝光而產生磺酸的[B]酸產生劑,例如可列舉下述式(4)所表示的化合物(以下,亦稱為「[B]化合物」)等。
[化16]
Figure 02_image032
所述式(4)中,R 6為碳數1~30的一價有機基。R 7為二價連結基。R 8及R 9分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價烴基。R 10及R 11分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。p為0~10的整數。q為0~10的整數。r為0~10的整數。其中,p+q+r為1以上且30以下。於p為2以上的情況下,多個R 7彼此相同或不同。於q為2以上的情況下,多個R 8彼此相同或不同,多個R 9彼此相同或不同。於r為2以上的情況下,多個R 10彼此相同或不同,多個R 11彼此相同或不同。Y +為一價的感放射線性鎓陽離子。
作為R 6所表示的碳數1~30的一價有機基,例如可列舉與作為所述式(1)的R 2、R 3或R 4所表示的碳數1~20的一價有機基而例示的基相同的基等。
作為R 6,較佳為包含環員數5以上的環結構的一價基。作為包含環員數5以上的環結構的一價基,例如可列舉:包含環員數5以上的脂環結構的一價基、包含環員數5以上的脂肪族雜環結構的一價基、包含環員數5以上的芳香族烴環結構的一價基、包含環員數5以上的芳香族雜環結構的一價基等。該些環結構亦可具有取代基。作為取代基,例如可列舉:氟原子、碘原子等鹵素原子、羥基、羧基、氰基、硝基、烷氧基、烷氧基羰基、烷氧基羰氧基、醯基、醯氧基等。
作為環員數5以上的脂環結構,例如可列舉:環戊烷結構、環己烷結構、環庚烷結構、環辛烷結構、環壬烷結構、環癸烷結構、環十二烷結構等單環的飽和脂環結構;環戊烯結構、環己烯結構、環庚烯結構、環辛烯結構、環癸烯結構等單環的不飽和脂環結構;降冰片烷結構、金剛烷結構、三環癸烷結構、四環十二烷結構等多環的飽和脂環結構;降冰片烯結構、三環癸烯結構等多環的不飽和脂環結構、具有類固醇骨架的結構等。
所謂「類固醇骨架」,是指環戊烷並全氫菲(cyclopentano-perhydrophenanthrene)核,是指三個環己烷環與一個環戊烷環縮合而成的骨架、或者該骨架的碳-碳鍵的一個或兩個以上成為雙鍵而成的骨架。
類固醇骨架通常被分類為膽甾烷結構、膽烷(cholane)結構、孕甾烷(pregnane)結構、雄甾烷(androstane)結構以及雌甾烷(estrane)結構此五種。作為提供R 6的類固醇骨架,較佳為膽烷結構。於R 6含有具有類固醇骨架的結構作為環員數5以上的環結構的情況下,作為R 6,較佳為3,7,12-三氧代膽烷-24-基、3,12-二羥基膽烷-24-基、3,7,12-三羥基膽烷-24-基,更佳為3,7,12-三氧代膽烷-24-基。
作為環員數5以上的脂肪族雜環結構,例如可列舉:己內酯(hexanolactone)結構、降冰片烷內酯結構等內酯結構;己磺內酯結構、降冰片烷磺內酯結構等磺內酯結構;氧雜環庚烷結構、氧雜降冰片烷結構等含氧原子的雜環結構;氮雜環己烷結構、二氮雜雙環辛烷結構等含氮原子的雜環結構;硫雜環己烷結構、硫雜降冰片烷結構等含硫原子的雜環結構等。
作為環員數5以上的芳香族烴環結構,例如可列舉:苯結構、萘結構、菲結構、蒽結構等。
作為環員數5以上的芳香族雜環結構,例如可列舉:呋喃結構、吡喃結構、苯並呋喃結構、苯並吡喃結構等含氧原子的雜環結構;吡啶結構、嘧啶結構、吲哚結構等含氮原子的雜環結構等。
作為R 7所表示的二價連結基,例如可列舉:羰基、醚基、羰氧基、氧基羰基、氧基羰氧基、硫醚基、硫羰基、磺醯基、二價烴基、或將該些組合而成的基等。該些中,較佳為羰氧基、磺醯基、烷二基或二價脂環式飽和烴基,更佳為羰氧基或磺醯基。再者,於p為2以上的情況下,除了二價烴基以外的二價連結基通常僅與二價烴基鄰接。
作為R 8或R 9所表示的碳數1~20的一價烴基,例如可列舉碳數1~20的烷基等。
作為R 8或R 9,較佳為氫原子或碳數1~20的烷基,更佳為氫原子。
作為R 10或R 11所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的一價烴基所具有的至少一個氫原子經氟原子取代而成的基等。
作為R 10或R 11,較佳為氟原子或碳數1~20的氟化烷基,更佳為氟原子。
作為p,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為0或1。
作為q,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為0或1。
作為r的下限,較佳為1,更佳為2。藉由將r設為1以上,可提高自[B]化合物產生的酸的強度。作為r的上限,較佳為4,更佳為3,進而佳為2。
作為p+q+r的下限,較佳為2,更佳為4。作為p+q+r的上限,較佳為20,更佳為10。
作為Y +所表示的一價感放射線性鎓陽離子,例如可列舉下述式(r-a)~式(r-c)所表示的一價陽離子(以下,亦稱為「陽離子(r-a)~陽離子(r-c)」)等。
[化17]
Figure 02_image034
所述式(r-a)中,b1為0~4的整數。於b1為1的情況下,R B1為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b1為2以上的情況下,多個R B1彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。b2為0~4的整數。於b2為1的情況下,R B2為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b2為2以上的情況下,多個R B2彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。R B3及R B4分別獨立地為氫原子、碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者表示該些彼此結合而成的單鍵。b3為0~11的整數。於b3為1的情況下,R B5為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b3為2以上的情況下,多個R B5彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。n b1為0~3的整數。
所述式(r-b)中,b4為0~9的整數。於b4為1的情況下,R B6為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b4為2以上的情況下,多個R B6彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。b5為0~10的整數。於b5為1的情況下,R B7為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b5為2以上的情況下,多個R B7彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳原子或碳鏈一起構成的環員數3~20的環結構的一部分。n b3為0~3的整數。R B8為單鍵或碳數1~20的二價有機基。n b2為0~2的整數。
所述式(r-c)中,b6為0~5的整數。於b6為1的情況下,R B9為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b6為2以上的情況下,多個R B9彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。b7為0~5的整數。於b7為1的情況下,R B10為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子。於b7為2以上的情況下,多個R B10彼此相同或不同,為碳數1~20的一價有機基、羥基、硝基或鹵素原子,或者為該些基相互結合並與該些所鍵結的碳鏈一起構成的環員數4~20的環結構的一部分。
作為R B1、R B2、R B3、R B4、R B5、R B6、R B7、R B9或R B10所表示的碳數1~20的一價有機基,例如可列舉與作為所述式(1)的R 2、R 3、R 4或R 5所表示的碳數1~20的一價有機基而例示的基相同的基等。
作為R B8所表示的二價有機基,例如可列舉自作為所述式(1)的R 2、R 3、R 4或R 5所表示的碳數1~20的一價有機基而例示的基中去除一個氫原子而成的基等。
作為R B3及R B4,較佳為氫原子或該些彼此結合而成的單鍵。
作為b1及b2,較佳為0~2,更佳為0或1,進而佳為0。作為b3,較佳為0~4,更佳為0~2,進而佳為0或1。作為n b1,較佳為0或1。
於b3為1以上的情況下,作為R B5,較佳為環己基或環己基磺醯基。
作為b6及b7,較佳為0~3。於b6及b7為1以上的情況下,作為R B9及R B10,較佳為烴基,更佳為鏈狀烴基,進而佳為烷基,進而更佳為異丙基或第三丁基。
作為Y +所表示的一價感放射線性鎓陽離子,較佳為陽離子(r-a)或陽離子(r-c)。
作為陽離子(r-a),例如可列舉下述式(r-a-1)~式(r-a-5)所表示的陽離子(以下,亦稱為「陽離子(r-a-1)~陽離子(r-a-5)」)等。
[化18]
Figure 02_image036
作為陽離子(r-c),例如可列舉下述式(r-c-1)~式(r-c-4)所表示的陽離子(以下,亦稱為「陽離子(r-c-1)~陽離子(r-c-4)」)等。
[化19]
Figure 02_image038
作為[B]化合物,例如可列舉下述式(4-1)~式(4-9)所表示的化合物(以下,亦稱為「化合物(B1)~化合物(B9)」)等。
[化20]
Figure 02_image040
所述式(4-1)~式(4-9)中,Y +與所述式(4)為相同含義。
作為該感放射線性樹脂組成物中的[B]酸產生劑的含量的下限,相對於[A]聚合物100質量份,較佳為5質量份,更佳為10質量份,進而佳為15質量份。作為所述含量的上限,較佳為60質量份,更佳為55質量份,進而佳為50質量份。
[[B]酸產生聚合物] [B]酸產生聚合物是具有藉由曝光而產生酸的結構單元(結構單元(VI))的聚合物。作為結構單元(VI),例如較佳為下述式(4')所表示的結構單元。再者,關於結構單元(VI),可作為構成[A]聚合物的結構單元而被包含,亦可作為構成[A]聚合物以外的聚合物的結構單元而被包含,較佳為作為構成[A]聚合物的結構單元而被包含。再者,於[A]聚合物具有結構單元(VI)的情況下,[A]聚合物亦作為[B]酸產生體發揮功能。
[化21]
Figure 02_image042
所述式(4')中,R 12為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。R 13為二價連結基。R 14及R 15分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價烴基。R 16及R 17分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。s為0~10的整數。t為0~10的整數。u為0~10的整數。其中,s+t+u為1以上且30以下。於s為2以上的情況下,多個R 13彼此相同或不同。於t為2以上的情況下,多個R 14彼此相同或不同,多個R 15彼此相同或不同。於u為2以上的情況下,多個R 16彼此相同或不同,多個R 17彼此相同或不同。Y +為一價感放射線性鎓陽離子。
作為R 12,較佳為氫原子或甲基,更佳為甲基。
作為R 13,例如可列舉與作為所述式(4)的R 7所表示的二價連結基而例示的基相同的基等。作為R 13,較佳為羰氧基。
作為R 14或R 15所表示的碳數1~20的一價烴基,例如可列舉與作為所述式(4)的R 8或R 9所表示的碳數1~20的一價烴基而例示的基相同的基等。作為R 14或R 15,較佳為氫原子或碳數1~20的烷基,更佳為氫原子。
作為R 16或R 17所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉與作為所述式(4)的R 10或R 11所表示的碳數1~20的一價氟化烴基而例示的基相同的基等。作為R 16或R 17,較佳為氟原子或碳數1~20的氟化烷基,更佳為氟原子或三氟甲基。
作為s,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為1。
作為t,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為0。
作為u的下限,較佳為1。藉由將u設為1以上,可提高自所述式(4')所表示的結構單元產生的酸的強度。作為r的上限,較佳為4,更佳為3,進而佳為2。
作為s+t+u的下限,較佳為2,更佳為3。作為s+t+u的上限,較佳為20,更佳為10。
作為結構單元(VI),較佳為下述式(2'-1)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(VI-1)」)。
[化22]
Figure 02_image044
所述式(2'-1)中,R 12及Y +與所述式(4')為相同含義。
於[A]聚合物具有結構單元(VI)的情況下,作為結構單元(VI)的含有比例的下限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為1莫耳%,更佳為5莫耳%。另一方面,作為所述結構單元的含有比例的上限,相對於構成[A]聚合物的所有結構單元,較佳為20莫耳%,更佳為15莫耳%。
<[C]酸擴散控制劑> [C]酸擴散控制劑發揮如下效果:控制藉由曝光而自[B]酸產生體等產生的酸於抗蝕劑膜中的擴散現象,且控制非曝光區域中的欠佳的化學反應。該感放射線性樹脂組成物藉由含有[C]酸擴散控制劑,可進一步提高該感放射線性樹脂組成物對曝光光的感度、LWR性能、CDU性能及製程窗口。該感放射線性樹脂組成物可含有一種或兩種以上的[C]酸擴散控制劑。
作為[C]酸擴散控制劑,例如可列舉:含氮原子的化合物、藉由曝光而感光並產生弱酸的化合物(以下,亦稱為「光降解性鹼」)等。作為[C]酸擴散控制劑,較佳為光降解性鹼。所述情況下,可進一步提高對曝光光的感度、LWR性能、CDU性能及製程窗口。
作為含氮原子的化合物,例如可列舉:三戊基胺、三辛基胺、四丁基水楊酸銨等胺化合物;甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等含醯胺基的化合物;脲、1,1-二甲基脲等脲化合物;吡啶、2,4,5-三苯基咪唑、N-(十一烷基羰氧基乙基)嗎啉、1-(第三丁氧基羰基)-4-羥基哌啶、N-第三戊氧基羰基-4-羥基哌啶等含氮雜環化合物等。
作為光降解性鹼,例如可列舉包含感放射線性鎓陽離子與弱酸的陰離子的化合物等。光降解性鹼於曝光部產生酸而提高[A]聚合物相對於顯影液的溶解性或不溶性,結果抑制顯影後的曝光部表面的粗糙度。另一方面,於非曝光部藉由陰離子發揮高的酸捕捉功能而作為淬滅劑發揮功能,捕捉自曝光部擴散的酸。即,僅於非曝光部作為淬滅劑發揮功能,因此脫保護反應的對比度提高,結果可提高解析性。
作為所述感放射線性鎓陽離子,例如可列舉與作為[B]酸產生劑中的一價感放射線性鎓陽離子而例示者相同者。其中,較佳為三苯基鋶陽離子、苯基二苯並噻吩鎓陽離子、二苯基錪陽離子或苯基(4-氟苯基)錪陽離子。
作為所述弱酸的陰離子,例如可列舉下述式所表示的陰離子等。
[化23]
Figure 02_image045
作為光降解性鹼,可使用將所述感放射線性鎓陽離子與所述弱酸的陰離子適宜組合而成的化合物。
於該感放射線性樹脂組成物含有[C]酸擴散控制劑的情況下,作為該感放射線性樹脂組成物中的[C]酸擴散控制劑的含有比例的下限,相對於[B]酸產生劑100莫耳%,較佳為1莫耳%,更佳為5莫耳%,進而佳為10莫耳%。作為所述含量的上限,較佳為100莫耳%,更佳為60莫耳%,進而佳為50莫耳%。
<[D]有機溶媒> 該感放射線性樹脂組成物通常含有[D]有機溶媒。[D]有機溶媒只要是至少可使[A]聚合物及[B]酸產生體、以及視需要而含有的[C]酸擴散控制劑及其他任意成分溶解或分散的溶媒,則並無特別限定。
作為[D]有機溶媒,例如可列舉:醇系溶媒、醚系溶媒、酮系溶媒、醯胺系溶媒、酯系溶媒、烴系溶媒等。該感放射線性樹脂組成物可含有一種或兩種以上的[D]有機溶媒。
作為醇系溶媒,例如可列舉:4-甲基-2-戊醇、正己醇等碳數1~18的脂肪族單醇系溶媒;環己醇等碳數3~18的脂環式單醇系溶媒;1,2-丙二醇等碳數2~18的多元醇系溶媒;丙二醇-1-單甲醚等碳數3~19的多元醇部分醚系溶媒等。
作為醚系溶媒,例如可列舉:二乙醚、二丙醚、二丁醚、二戊醚、二異戊醚、二己醚、二庚醚等二烷基醚系溶媒;四氫呋喃、四氫吡喃等環狀醚系溶媒;二苯基醚、苯甲醚等含芳香環的醚系溶媒等。
作為酮系溶媒,例如可列舉:丙酮、甲基乙基酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、二乙基酮、甲基-異丁基酮、2-庚酮、乙基-正丁基酮、甲基-正己基酮、二-異丁基酮、三甲基壬酮等鏈狀酮系溶媒;環戊酮、環己酮、環庚酮、環辛酮、甲基環己酮等環狀酮系溶媒;2,4-戊二酮、丙酮基丙酮、苯乙酮等。
作為醯胺系溶媒,例如可列舉:N,N'-二甲基咪唑啉酮、N-甲基吡咯啶酮等環狀醯胺系溶媒;N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二乙基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基丙醯胺等鏈狀醯胺系溶媒等。
作為酯系溶媒,例如可列舉:乙酸正丁酯、乳酸乙酯等單羧酸酯系溶媒;γ-丁內酯、戊內酯等內酯系溶媒;丙二醇乙酸酯等多元醇羧酸酯系溶媒;丙二醇單甲醚乙酸酯等多元醇部分醚羧酸酯系溶媒;乙二酸二乙酯等多元羧酸二酯系溶媒;碳酸二甲酯、碳酸二乙酯等碳酸酯系溶媒等。
作為烴系溶媒,例如可列舉:正戊烷、正己烷等碳數5~12的脂肪族烴系溶媒;甲苯、二甲苯等碳數6~16的芳香族烴系溶媒等。
作為[D]有機溶媒,較佳為醇系溶媒及/或酯系溶媒,更佳為碳數3~19的多元醇部分醚系溶媒及/或多元醇部分醚羧酸酯系溶媒,進而佳為丙二醇-1-單甲醚及/或丙二醇單甲醚乙酸酯。
於該感放射線性樹脂組成物含有[D]有機溶媒的情況下,作為[D]有機溶媒的含有比例的下限,相對於該感放射線性樹脂組成物所含的所有成分,較佳為50質量%,更佳為60質量%,進而佳為70質量%,尤佳為80質量%。作為所述含有比例的上限,較佳為99.9質量%,更佳為99.5質量%,進而佳為99.0質量%。
<其他任意成分> 作為其他任意成分,例如可列舉界面活性劑等。該感放射線性樹脂組成物可含有一種或兩種以上的其他任意成分。
<抗蝕劑圖案形成方法> 該抗蝕劑圖案形成方法包括:於基板直接或間接地塗敷感放射線性樹脂組成物的步驟(以下,亦稱為「塗敷步驟」);對藉由所述塗敷步驟而形成的抗蝕劑膜進行曝光的步驟(以下,亦稱為「曝光步驟」);以及對所述經曝光的抗蝕劑膜進行顯影的步驟(以下,亦稱為「顯影步驟」)。
根據該抗蝕劑圖案形成方法,藉由於所述塗敷步驟中使用所述該感放射線性樹脂組成物作為感放射線性樹脂組成物,可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。
以下,對該抗蝕劑圖案形成方法所包括的各步驟進行說明。
[塗敷步驟] 於本步驟中,於基板直接或間接地塗敷感放射線性樹脂組成物。藉此,於基板直接或間接地形成抗蝕劑膜。
於本步驟中,使用所述該感放射線性樹脂組成物作為感放射線性樹脂組成物。
作為基板,例如可列舉矽晶圓、經二氧化矽、鋁被覆的晶圓等現有公知者等。另外,作為基板,亦可為實施了六甲基二矽氮烷(Hexamethyldisilazane)(以下,亦稱為「HMDS」)處理等疏水化處理等預處理的基板。另外,作為於基板間接地塗敷該感放射線性樹脂組成物的情況,例如可列舉於形成於基板上的抗反射膜上塗敷該感放射線性樹脂組成物的情況等。作為此種抗反射膜,例如可列舉日本專利特公平6-12452號公報或日本專利特開昭59-93448號公報等中所揭示的有機系或無機系的抗反射膜等。
作為塗敷方法,例如可列舉:旋轉塗敷(旋轉塗佈)、流延塗敷、輥塗敷等。於進行塗敷後,為了使塗膜中的溶媒揮發,亦可視需要進行預烘烤(Pre Bake,PB)(以下,亦稱為「PB」)。作為PB的溫度的下限,較佳為60℃,更佳為80℃。作為所述溫度的上限,較佳為150℃,更佳為140℃。作為PB的時間的下限,較佳為5秒,更佳為10秒。作為所述PB的時間的上限,較佳為600秒,更佳為300秒。作為所形成的抗蝕劑膜的平均厚度的下限,較佳為10 nm,更佳為20 nm。作為所述平均厚度的上限,較佳為1,000 nm,更佳為500 nm。
[曝光步驟] 於本步驟中,對藉由所述塗敷步驟而形成的抗蝕劑膜進行曝光。該曝光是藉由介隔光罩(視情況而介隔水等液浸介質)照射曝光光來進行。作為曝光光,根據目標圖案的線寬等,例如可列舉:可見光線、紫外線、遠紫外線、極紫外線(EUV)、X射線、γ射線等電磁波;電子束、α射線等帶電粒子束等。該些中,較佳為遠紫外線、EUV或電子束,更佳為ArF準分子雷射光(波長193 nm)、KrF準分子雷射光(波長248 nm)、EUV(波長13.5 nm)或電子束,進而佳為ArF準分子雷射光、EUV或電子束,尤佳為EUV或電子束。
較佳為於所述曝光後進行曝光後烘烤(Post Exposure Bake,PEB)(以下,亦稱為「PEB」),於抗蝕劑膜的經曝光的部分,藉由利用曝光而自[B]酸產生劑等產生的酸來促進[A]聚合物等所具有的酸解離性基的解離。藉由該PEB,可於曝光部與非曝光部增大於顯影液中的溶解性的差異。作為PEB的溫度的下限,較佳為50℃,更佳為80℃,進而佳為100℃。作為所述溫度的上限,較佳為180℃,更佳為130℃。作為PEB的時間的下限,較佳為5秒,更佳為10秒,進而佳為30秒。作為所述時間的上限,較佳為600秒,更佳為300秒,進而佳為100秒。
[顯影步驟] 於本步驟中,對所述經曝光的抗蝕劑膜進行顯影。藉此,可形成規定的抗蝕劑圖案。一般於顯影後利用水或醇等淋洗液進行清洗並加以乾燥。顯影步驟中的顯影方法可為鹼顯影,亦可為有機溶媒顯影。
於鹼顯影的情況下,作為用於顯影的顯影液,例如可列舉溶解氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、矽酸鈉、偏矽酸鈉、氨水、乙基胺、正丙基胺、二乙基胺、二-正丙基胺、三乙基胺、甲基二乙基胺、乙基二甲基胺、三乙醇胺、四甲基氫氧化銨(Tetramethyl Ammonium Hydroxide)(以下,亦稱為「TMAH」)、吡咯、哌啶、膽鹼、1,8-二氮雜雙環-[5.4.0]-7-十一烯、1,5-二氮雜雙環-[4.3.0]-5-壬烯等鹼性化合物的至少一種而成的鹼性水溶液等。該些中,較佳為TMAH水溶液,更佳為2.38質量%TMAH水溶液。
於有機溶媒顯影的情況下,作為顯影液,可列舉:烴系溶媒、醚系溶媒、酯系溶媒、酮系溶媒、醇系溶媒等有機溶媒;含有所述有機溶媒的溶液等。作為所述有機溶媒,例如可列舉作為所述感放射線性樹脂組成物的[D]有機溶媒而例示的溶媒中的一種或兩種以上等。該些中,較佳為酯系溶媒或酮系溶媒。作為酯系溶媒,較佳為乙酸酯系溶媒,更佳為乙酸正丁酯。作為酮系溶媒,較佳為鏈狀酮,更佳為2-庚酮。作為顯影液中的有機溶媒的含量的下限,較佳為80質量%,更佳為90質量%,進而佳為95質量%,尤佳為99質量%。作為顯影液中的有機溶媒以外的成分,例如可列舉水、矽油等。
作為顯影方法,例如可列舉:使基板於充滿顯影液的槽中浸漬固定時間的方法(浸漬法);藉由利用表面張力使顯影液堆積至基板表面並靜止固定時間來進行顯影的方法(覆液(puddle)法);對基板表面噴射顯影液的方法(噴霧法);一面以固定速度掃描顯影液塗出噴嘴,一面朝以固定速度旋轉的基板上連續塗出顯影液的方法(動態分配法)等。
作為藉由該抗蝕劑圖案形成方法而形成的圖案,例如可列舉線與空間圖案、孔圖案等。
<聚合物> 該聚合物作為所述該感放射線性樹脂組成物中的[A]聚合物進行了說明。該聚合物可較佳地用作該感放射線性樹脂組成物的成分。
<化合物> 該化合物為下述式(1')所表示的化合物(以下,亦稱為「[M]單量體」)。該化合物可較佳地用作該感放射線性樹脂組成物中的[A]聚合物或用於合成該聚合物的化合物。
[化24]
Figure 02_image047
所述式(1')中,R 1、R 2、R 3、R 4及L與所述式(1)為相同含義。
該化合物例如可利用後述的合成例中記載的方法等來合成。 [實施例]
以下,基於實施例對本發明進行具體說明,但本發明並不限定於該些實施例。以下示出各物性值的測定方法。
[重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及分散度(Mw/Mn)] [A]聚合物的Mw及Mn是按照所述[Mw及Mn的測定方法]的項中記載的條件進行測定。聚合物的分散度(Mw/Mn)是根據Mw及Mn的測定結果而算出。
<[M]單量體的合成> 作為[M]單量體,利用下述方法來合成下述式(M-1)~式(M-30)所表示的化合物(以下,亦稱為「單量體(M-1)~單量體(M-30)」)。
[化25]
Figure 02_image049
[合成例1-1]單量體(M-1)的合成 於3 L的茄型燒瓶中量取聚異平醇(prenol)200 g與三乙基胺282 g,使其溶解於二氯甲烷1,500 mL中。將溶媒冷卻至0℃後,以液溫不超過25℃的程度的速度滴加氯化甲基丙烯醯基243 g。滴加結束後,於25℃下攪拌1小時。反應結束後,加入飽和氯化銨水溶液,利用氯化甲烷進行提取,進行減壓濃縮。對所獲得的殘渣利用管柱層析法進行精製,獲得單量體(M-1)233 g(產率65%)。以下示出單量體(M-1)的合成方案。 [化26]
Figure 02_image051
[合成例1-2~合成例1-30]單量體(M-2)~單量體(M-30)的合成 除了適宜變更前驅物以外,與合成例1-1同樣地合成單量體(M-2)~單量體(M-30)。
<[A]聚合物的合成> 於[A]聚合物的合成中,作為[M]單量體以外的單量體,使用下述式(M-31)~式(M-60)所表示的化合物(以下,亦稱為「單量體(M-31)~單量體(M-60)」)。再者,於以下的合成例中,只要無特別說明,則質量份是指將所使用的單量體的合計質量設為100質量份時的值,莫耳%是指將所使用的單量體的合計莫耳數設為100莫耳%時的值。
[化27]
Figure 02_image053
[合成例2-1]聚合物(A-1)的合成 將單量體(M-1)及單量體(M-31)以莫耳比率成為40/60的方式溶解於丙二醇-1-單甲醚(200質量份)中。其次,添加6莫耳%的作為聚合起始劑的偶氮雙異丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)來製備單量體溶液。另一方面,於空的反應容器中加入丙二醇-1-單甲醚(100質量份),一面攪拌一面加熱至85℃。其次,歷時3小時滴加所述製備的單量體溶液,之後進而於85℃下加熱3小時,並實施合計6小時的聚合反應。於聚合反應結束後,將聚合溶液冷卻至室溫。
於己烷(相對於聚合溶液而為500質量份)中投入經冷卻的聚合溶液,並將所析出的白色粉末過濾分離。於利用相對於聚合溶液而為100質量份的己烷將經過濾分離的白色粉末清洗兩次後,進行過濾分離,並使其溶解於丙二醇-1-單甲醚(300質量份)中。其次,加入甲醇(500質量份)、三乙基胺(50質量份)及超純水(10質量份),一面攪拌一面於70℃下實施6小時水解反應。於水解反應結束後,將殘留溶媒蒸餾去除,並使所獲得的固體溶解於丙酮(100質量份)中。滴加至500質量份的水中並使樹脂凝固,對所獲得的固體進行過濾分離。於50℃下乾燥12小時而合成白色粉末狀的聚合物(A-1)。聚合物(A-1)的Mw為7,600,Mw/Mn為1.55。
[合成例2-2~合成例2-60及合成例2-67~合成例2-69]聚合物(A-2)~聚合物(A-60)及聚合物(a-1)~聚合物(a-3)的合成 除了使用下述表1所示的種類及使用比例的單量體以外,與合成例2-1同樣地合成聚合物(A-2)~聚合物(A-60)及聚合物(a-1)~聚合物(a-3)。
[合成例2-61~合成例2-65]聚合物(A-61)~聚合物(A-65)的合成 除了使用下述表1所示的種類及使用比例的單量體並適宜變更聚合起始劑的使用量以外,與合成例2-1同樣地合成聚合物(A-61)~聚合物(A-65)。聚合物(A-61)~聚合物(A-65)為具有與聚合物(A-2)相同的單量體組成、且Mw及Mw/Mn不同的聚合物。
[合成例2-66]聚合物(A-66)的合成 將單量體(M-1)、單量體(M-31)及單量體(M-60)以莫耳比率成為40/50/10的方式溶解於2-丁酮(200質量份)中。添加6莫耳%的作為聚合起始劑的AIBN,來製備單量體溶液。另一方面,於空的反應容器中放入2-丁酮(100質量份),一面進行攪拌一面加熱至80℃。其次,歷時3小時滴加所述製備的單量體溶液,其後,於80℃下進一步加熱3小時,實施合計6小時的聚合反應。於聚合反應結束後,將聚合溶液冷卻至室溫。
於甲醇(相對於聚合溶液而為2,000質量份)中投入經冷卻的聚合溶液,並將所析出的白色粉末過濾分離。使所獲得的固體溶解於丙酮(100質量份)中。滴加至500質量份的水中並使樹脂凝固,對所獲得的固體進行過濾分離。於50℃下乾燥12小時,合成白色粉末狀的聚合物(A-66)。聚合物(A-66)的Mw為8,500,Mw/Mn為1.86。
[合成例2-70]聚合物(a-4)的合成 除了使用下述表1所示的種類及使用比例的單量體以外,與合成例2-66同樣地合成聚合物(a-4)。
將提供合成例2-1~合成例2-70中所獲得的[A]聚合物的各結構單元的單量體的種類及使用比例、以及Mw及Mw/Mn示於下述表1中。再者,表1中,「-」表示未使用相應的單量體。
[表1]
[A]聚合物 提供結構單元 (I)的單量體 提供結構單元 (II)的單量體 提供結構單元 (III)的單量體 提供其他結構 單元的單量體 物性值
種類 使用比例 (莫耳%) 種類 使用比例 (莫耳%) 種類 使用比例 (莫耳%) 種類 使用比例 (莫耳%) Mw Mw/Mn
合成例2-1 A-1 M-1 40 M-31 60 - - - - 7600 1.55
合成例2-2 A-2 M-1 50 M-31 50 - - - - 7300 1.47
合成例2-3 A-3 M-1 60 M-31 40 - - - - 7700 1.53
合成例2-4 A-4 M-2 50 M-31 50 - - - - 6900 1.53
合成例2-5 A-5 M-3 50 M-31 50 - - - - 7100 1.55
合成例2-6 A-6 M-4 50 M-31 50 - - - - 7600 1.58
合成例2-7 A-7 M-5 50 M-31 50 - - - - 7900 1.48
合成例2-8 A-8 M-6 50 M-31 50 - - - - 8100 1.51
合成例2-9 A-9 M-7 50 M-31 50 - - - - 6800 1.59
合成例2-10 A-10 M-8 50 M-31 50 - - - - 7000 1.61
合成例2-11 A-11 M-9 50 M-31 50 - - - - 7100 1.58
合成例2-12 A-12 M-10 50 M-31 50 - - - - 7600 1.55
合成例2-13 A-13 M-11 50 M-31 50 - - - - 8100 1.63
合成例2-14 A-14 M-12 50 M-31 50 - - - - 6600 1.47
合成例2-15 A-15 M-13 50 M-31 50 - - - - 6900 1.52
合成例2-16 A-16 M-14 50 M-31 50 - - - - 7200 1.59
合成例2-17 A-17 M-15 50 M-31 50 - - - - 7800 1.66
合成例2-18 A-18 M-16 50 M-31 50 - - - - 6900 1.53
合成例2-19 A-19 M-17 50 M-31 50 - - - - 7500 1.42
合成例2-20 A-20 M-18 50 M-31 50 - - - - 7200 1.45
合成例2-21 A-21 M-19 50 M-31 50 - - - - 7400 1.44
合成例2-22 A-22 M-20 50 M-31 50 - - - - 7100 1.44
合成例2-23 A-23 M-21 50 M-31 50 - - - - 6900 1.65
合成例2-24 A-24 M-22 50 M-31 50 - - - - 8000 1.61
合成例2-25 A-25 M-23 50 M-31 50 - - - - 7700 1.56
合成例2-26 A-26 M-24 50 M-31 50 - - - - 7500 1.58
合成例2-27 A-27 M-25 50 M-31 50 - - - - 7100 1.54
合成例2-28 A-28 M-26 50 M-31 50 - - - - 7700 1.56
合成例2-29 A-29 M-27 50 M-31 50 - - - - 7600 1.60
合成例2-30 A-30 M-28 50 M-31 50 - - - - 7200 1.53
合成例2-31 A-31 M-29 50 M-31 50 - - - 7400 1.50
合成例2-32 A-32 M-30 50 M-31 50 - - - 7900 1.52
合成例2-33 A-33 M-1 25 M-31/M-32 50/25 - - - - 6500 1.66
合成例2-34 A-34 M-1 50 M-31/M-33 25/25 - - - - 7600 1.54
合成例2-35 A-35 M-1 50 M-31/M-34 25/25 - - - - 7100 1.48
合成例2-36 A-36 M-1 50 M-31/M-35 25/25 - - - - 7700 1.47
合成例2-37 A-37 M-1 50 M-31/M-36 25/25 - - - - 6600 1.44
合成例2-38 A-38 M-1 50 M-31/M-37 25/25 - - - - 8100 1.65
合成例2-39 A-39 M-1 25 M-31/M-38 50/25 - - - - 7200 1.63
合成例2-40 A-40 M-1 50 M-31/M-39 25/25 - - - - 7400 1.58
合成例2-41 A-41 M-1 50 M-31/M-40 25/25 - - - - 6900 1.56
合成例2-42 A-42 M-1 50 M-31/M-41 25/25 - - - - 8200 1.59
合成例2-43 A-43 M-1 25 M-31 50 M-42 25 - - 7400 1.54
合成例2-44 A-44 M-1 25 M-31 50 M-43 25 - - 7700 1.61
合成例2-45 A-45 M-1 25 M-31 50 M-44 25 - - 8300 1.64
合成例2-46 A-46 M-1 25 M-31 50 M-45 25 - - 7400 1.58
合成例2-47 A-47 M-1 25 M-31 50 M-46 25 - - 7100 1.63
合成例2-48 A-48 M-1 25 M-31 50 M-47 25 - - 6600 1.52
合成例2-49 A-49 M-1 25 M-31 50 M-48 25 - - 6800 1.53
合成例2-50 A-50 M-1 25 M-31 50 M-49 25 - - 8000 1.64
合成例2-51 A-51 M-1 25 M-31 50 M-50 25 - - 7800 1.58
合成例2-52 A-52 M-1 25 M-31 50 M-51 25 - - 7200 1.49
合成例2-53 A-53 M-1 35 M-31 45 M-52 20 - - 7300 1.53
合成例2-54 A-54 M-1 35 M-31 45 M-53 20 - - 7500 1.51
合成例2-55 A-55 M-1 35 M-31 45 M-54 20 - - 8200 1.44
合成例2-56 A-56 M-1 35 M-31 45 - - M-55 20 8100 1.46
合成例2-57 A-57 M-1 35 M-31 45 - - M-56 20 7700 1.49
合成例2-58 A-58 M-1 35 M-31 45 - - M-57 20 7100 1.55
合成例2-59 A-59 M-1 35 M-31 45 - - M-58 20 7600 1.49
合成例2-60 A-60 M-1 35 M-31 45 - - M-59 20 7900 1.46
合成例2-61 A-61 M-1 50 M-31 50 - - - - 19500 1.65
合成例2-62 A-62 M-1 50 M-31 50 - - - - 13200 1.65
合成例2-63 A-63 M-1 50 M-31 50 - - - - 9500 1.62
合成例2-64 A-64 M-1 50 M-31 50 - - - - 5600 1.48
合成例2-65 A-65 M-1 50 M-31 50 - - - - 3600 1.57
合成例2-66 A-66 M-1 40 M-31 50 - - M-60 10 8500 1.86
合成例2-67 a-1 - - M-31 50 M-42 50 - - 6500 1.32
合成例2-68 a-2 - - M-31 50 M-43 50 - - 7100 1.37
合成例2-69 a-3 - - M-31 50 M-44 50 - - 7600 1.55
合成例2-70 a-4 - - M-37 50 M-42 50 - - 8200 1.59
<感放射線性樹脂組成物的製備(1)> 以下示出感放射線性樹脂組成物的製備中使用的[B]酸產生劑、[C]酸擴散控制劑及[D]有機溶媒。於以下的實施例及比較例中,只要無特別說明,則質量份是指將所使用的[A]聚合物的質量設為100質量份時的值,莫耳%是指將所使用的[B]酸產生劑的莫耳數設為100莫耳%時的值。
[[B]酸產生劑] 作為[B]酸產生劑,使用下述式(B-1)~式(B-10)所表示的化合物(以下,亦稱為「酸產生劑(B-1)~酸產生劑(B-10)」)。
[化28]
Figure 02_image055
[[C]酸擴散控制劑] 作為[C]酸擴散控制劑,使用下述式(C-1)~式(C-9)所表示的化合物(以下,亦稱為「酸擴散控制劑(C-1)~酸擴散控制劑(C-9)」)。
[化29]
Figure 02_image057
[[D]有機溶媒] 作為[D]有機溶媒,使用下述有機溶媒(D-1)及有機溶媒(D-2)。 (D-1):丙二醇單甲醚乙酸酯 (D-2):丙二醇-1-單甲醚
[實施例1]感放射線性樹脂組成物(R-1)的製備 將作為[A]聚合物的(A-1)100質量份、作為[B]酸產生劑的(B-1)20質量份、相對於(B-1)而為20莫耳%的作為[C]酸擴散控制劑的(C-1)以及作為[D]有機溶媒的(D-1)4,800質量份及(D-2)2,000質量份混合,利用孔徑0.20 μm的薄膜過濾器進行過濾,藉此製備感放射線性樹脂組成物(R-1)。
[實施例2~實施例85及比較例1~比較例4]感放射線性樹脂組成物(R-2)~感放射線性樹脂組成物(R-85)及感放射線性樹脂組成物(CR-1)~感放射線性樹脂組成物(CR-4)的製備 除了使用下述表2所示的種類及含量的各成分以外,與實施例1同樣地製備感放射線性樹脂組成物(R-2)~感放射線性樹脂組成物(R-85)及感放射線性樹脂組成物(CR-1)~感放射線性樹脂組成物(CR-4)。
[表2]
感放射線性 樹脂組成物 [A]聚合物 [B]酸產生劑 [C]酸擴散控制劑 [D]有機溶媒
種類 含量 (質量份) 種類 含量 (質量份) 種類 含有比例 (莫耳%) 種類 含量 (質量份)
實施例1 R-1 A-1 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例2 R-2 A-2 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例3 R-3 A-3 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例4 R-4 A-4 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例5 R-5 A-5 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例6 R-6 A-6 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例7 R-7 A-7 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例8 R-8 A-8 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例9 R-9 A-9 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例10 R-10 A-10 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例11 R-11 A-11 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例12 R-12 A-12 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例13 R-13 A-13 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例14 R-14 A-14 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例15 R-15 A-15 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例16 R-16 A-16 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例17 R-17 A-17 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例18 R-18 A-18 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例19 R-19 A-19 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例20 R-20 A-20 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例21 R-21 A-21 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例22 R-22 A-22 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例23 R-23 A-23 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例24 R-24 A-24 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例25 R-25 A-25 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例26 R-26 A-26 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例27 R-27 A-27 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例28 R-28 A-28 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例29 R-29 A-29 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例30 R-30 A-30 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例31 R-31 A-31 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例32 R-32 A-32 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例33 R-33 A-33 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例34 R-34 A-34 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例35 R-35 A-35 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例36 R-36 A-36 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例37 R-37 A-37 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例38 R-38 A-38 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例39 R-39 A-39 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例40 R-40 A-40 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例41 R-41 A-41 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例42 R-42 A-42 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例43 R-43 A-43 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例44 R-44 A-44 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例45 R-45 A-45 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例46 R-46 A-46 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例47 R-47 A-47 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例48 R-48 A-48 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例49 R-49 A-49 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例50 R-50 A-50 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例51 R-51 A-51 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例52 R-52 A-52 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例53 R-53 A-53 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例54 R-54 A-54 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例55 R-55 A-55 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例56 R-56 A-56 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例57 R-57 A-57 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例58 R-58 A-58 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例59 R-59 A-59 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例60 R-60 A-60 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例61 R-61 A-61 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例62 R-62 A-62 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例63 R-63 A-63 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例64 R-64 A-64 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例65 R-65 A-65 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例66 R-66 A-1 100 B-1 30 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例67 R-67 A-1 100 B-1 40 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例68 R-68 A-1 100 B-2 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例69 R-69 A-1 100 B-3 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例70 R-70 A-1 100 B-4 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例71 R-71 A-1 100 B-5 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例72 R-72 A-1 100 B-6 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例73 R-73 A-1 100 B-1 20 C-2 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例74 R-74 A-1 100 B-1 20 C-3 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例75 R-75 A-1 100 B-1 20 C-4 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例76 R-76 A-66 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例77 R-77 A-1 100 B-1 20 C-5 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例78 R-78 A-1 100 B-1 20 C-6 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例79 R-79 A-1 100 B-7 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例80 R-80 A-1 100 B-8 20 C-2 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例81 R-81 A-1 100 B-9 20 C-3 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例82 R-82 A-1 100 B-10 20 C-3 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例83 R-83 A-1 100 B-1 20 C-7 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例84 R-84 A-1 100 B-1 20 C-8 20 D-1/D-2 4800/2000
實施例85 R-85 A-1 100 B-1 20 C-9 20 D-1/D-2 4800/2000
比較例1 CR-1 a-1 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
比較例2 CR-2 a-2 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
比較例3 CR-3 a-3 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
比較例4 CR-4 a-4 100 B-1 20 C-1 20 D-1/D-2 4800/2000
<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、鹼顯影)> 使用旋塗機(東京電子(Tokyo Electron)(股)的「CLEAN TRACK ACT12」),將所述製備的各感放射線性樹脂組成物塗敷於形成有平均厚度20 nm的下層膜(布魯爾科技(Brewer Science)公司的「AL412」)的12吋的矽晶圓表面。其次,於130℃下進行60秒的預烘烤(PB)後,於23℃下冷卻30秒而形成平均厚度50 nm的抗蝕劑膜。其次,使用EUV曝光機(ASML公司的「NXE3300」,數值孔徑(numerical aperture,NA)=0.33、照明條件:常規(Conventional)s=0.89、遮罩 imecDEFECT32FFR02)對該抗蝕劑膜照射EUV光。於照射後,在130℃下對所述抗蝕劑膜進行60秒的曝光後烘烤(PEB)。繼而,使用2.38質量%的TMAH水溶液作為鹼性顯影液,於23℃下進行30秒顯影,從而形成正型的32 nm線與空間圖案。
<評價> 對於在所述<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、鹼顯影)>一項中形成的各抗蝕劑圖案,依照下述方法,評價感度、LWR性能及製程窗口。對於抗蝕劑圖案的測長,使用掃描式電子顯微鏡(日立先端科技(Hitachi High-Tech)(股)的「CG-4100」)。將評價結果示於下述表3中。
[感度] 將在所述<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、鹼顯影)>一項中形成32 nm線與空間圖案的曝光量設為最佳曝光量,將該最佳曝光量設為Eop(單位:mJ/cm 2)。關於感度,Eop的值越小,表示越良好。
[LWR性能] 使用所述掃描式電子顯微鏡自上部觀察抗蝕劑圖案。於任意的部位測定合計50點的線寬,並根據其測定值的分佈來求出3西格瑪值(sigma value),將所述值設為LWR(單位:nm)。關於LWR性能,LWR的值越小,表示線的晃動越小而良好。
[製程窗口] 所謂「製程窗口」,是指可形成沒有橋接缺陷或崩塌的圖案的抗蝕劑尺寸的範圍。使用形成32 nm線與空間(1L/1S)的遮罩,形成自低曝光量到高曝光量為止的圖案。通常,於低曝光量的情況下,發現圖案間的橋接形成等缺陷,於高曝光量的情況下,發現圖案倒塌等缺陷。將未發現該些缺陷的抗蝕劑尺寸的最大值與最小值的差設為臨界尺寸(Critical Dimension,CD)餘裕(單位:nm)。CD餘裕的值越大,表示製程窗口越廣而良好。
[表3]
感放射線性 樹脂組成物 Eop (mJ/cm 2 LWR (nm) CD餘裕 (nm)
實施例1 R-1 27 3.5 37
實施例2 R-2 26 3.7 36
實施例3 R-3 24 3.8 33
實施例4 R-4 25 3.6 39
實施例5 R-5 24 3.5 36
實施例6 R-6 24 3.7 37
實施例7 R-7 22 3.9 38
實施例8 R-8 29 3.3 31
實施例9 R-9 23 3.5 35
實施例10 R-10 27 3.4 32
實施例11 R-11 30 3.8 31
實施例12 R-12 26 3.6 33
實施例13 R-13 29 3.7 30
實施例14 R-14 25 3.9 31
實施例15 R-15 26 3.7 33
實施例16 R-16 25 3.7 35
實施例17 R-17 27 3.5 31
實施例18 R-18 26 3.7 34
實施例19 R-19 24 3.9 30
實施例20 R-20 30 3.8 33
實施例21 R-21 26 3.7 35
實施例22 R-22 27 3.6 32
實施例23 R-23 30 3.9 34
實施例24 R-24 26 3.5 30
實施例25 R-25 29 3.8 35
實施例26 R-26 28 3.7 31
實施例27 R-27 25 3.7 36
實施例28 R-28 30 3.9 36
實施例29 R-29 29 3.8 34
實施例30 R-30 24 3.9 30
實施例31 R-31 26 3.8 33
實施例32 R-32 30 3.7 31
實施例33 R-33 30 3.3 31
實施例34 R-34 29 3.4 35
實施例35 R-35 28 3.5 37
實施例36 R-36 25 3.7 35
實施例37 R-37 24 3.9 32
實施例38 R-38 26 3.8 32
實施例39 R-39 29 3.5 35
實施例40 R-40 29 3.3 37
實施例41 R-41 27 3.7 32
實施例42 R-42 30 3.3 38
實施例43 R-43 27 3.8 36
實施例44 R-44 26 3.6 35
實施例45 R-45 25 3.7 35
實施例46 R-46 23 3.9 31
實施例47 R-47 30 3.8 33
實施例48 R-48 27 3.6 34
實施例49 R-49 24 3.8 30
實施例50 R-50 30 3.4 33
實施例51 R-51 26 3.5 36
實施例52 R-52 27 3.8 31
實施例53 R-53 29 3.8 32
實施例54 R-54 29 3.8 33
實施例55 R-55 30 4.0 31
實施例56 R-56 28 3.9 33
實施例57 R-57 30 3.9 34
實施例58 R-58 27 3.8 32
實施例59 R-59 29 3.6 35
實施例60 R-60 30 3.8 32
實施例61 R-61 35 3.7 23
實施例62 R-62 33 3.9 28
實施例63 R-63 29 3.6 35
實施例64 R-64 29 3.5 35
實施例65 R-65 27 3.4 36
實施例66 R-66 24 3.7 35
實施例67 R-67 22 3.8 34
實施例68 R-68 28 3.7 36
實施例69 R-69 30 3.8 32
實施例70 R-70 25 3.9 33
實施例71 R-71 23 3.7 31
實施例72 R-72 29 3.5 34
實施例73 R-73 27 3.7 32
實施例74 R-74 29 3.4 33
實施例75 R-75 28 3.6 35
實施例76 R-76 25 3.6 28
實施例77 R-77 38 4.4 25
實施例78 R-78 28 4.2 26
實施例79 R-79 26 4.4 27
實施例80 R-80 25 4.3 29
實施例81 R-81 27 4.7 25
實施例82 R-82 26 4.4 26
實施例83 R-83 25 4.6 28
實施例84 R-84 28 4.8 27
實施例85 R-85 29 4.4 29
比較例1 CR-1 31 4.3 33
比較例2 CR-2 29 4.1 31
比較例3 CR-3 28 3.8 26
比較例4 CR-4 26 4.3 22
[實施例86]感放射線性樹脂組成物(R-86)的製備 調配[A]聚合物(A-1)100質量份、作為[B]酸產生劑的(B-1)10質量份、相對於(B-1)而為40莫耳%的作為[C]酸擴散控制劑的(C-1)以及作為[D]有機溶媒的(D-1)4,800質量份及(D-2)2,000質量份並混合,利用孔徑0.20 μm的薄膜過濾器進行過濾,藉此製備感放射線性樹脂組成物(R-86)。
[實施例87~實施例139及比較例5~比較例8]感放射線性樹脂組成物(R-87)~感放射線性樹脂組成物(R-139)及感放射線性樹脂組成物(CR-5)~感放射線性樹脂組成物(CR-8)的製備 除了使用下述表4所示的種類及含量的各成分以外,與實施例86同樣地製備感放射線性樹脂組成物(R-87)~感放射線性樹脂組成物(R-139)及感放射線性樹脂組成物(CR-5)~感放射線性樹脂組成物(CR-8)。
[表4]
感放射線性 樹脂組成物 [A]聚合物 [B]酸產生劑 [C]酸擴散控制劑 [D]有機溶媒
種類 含量 (質量份) 種類 含量 (質量份) 種類 含有比例 (莫耳%) 種類 含量 (質量份)
實施例86 R-86 A-1 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例87 R-87 A-2 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例88 R-88 A-3 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例89 R-89 A-4 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例90 R-90 A-5 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例91 R-91 A-6 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例92 R-92 A-7 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例93 R-93 A-8 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例94 R-94 A-9 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例95 R-95 A-10 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例96 R-96 A-11 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例97 R-97 A-12 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例98 R-98 A-13 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例99 R-99 A-14 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例100 R-100 A-15 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例101 R-101 A-16 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例102 R-102 A-17 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例103 R-103 A-18 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例104 R-104 A-19 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例105 R-105 A-20 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例106 R-106 A-21 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例107 R-107 A-22 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例108 R-108 A-23 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例109 R-109 A-24 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例110 R-110 A-25 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例111 R-111 A-26 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例112 R-112 A-27 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例113 R-113 A-28 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例114 R-114 A-29 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例115 R-115 A-30 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例116 R-116 A-31 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例117 R-117 A-32 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例118 R-118 A-61 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例119 R-119 A-62 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例120 R-120 A-1 100 B-1 20 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例121 R-121 A-1 100 B-1 30 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例122 R-122 A-1 100 B-2 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例123 R-123 A-1 100 B-3 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例124 R-124 A-1 100 B-4 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例125 R-125 A-1 100 B-5 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例126 R-126 A-1 100 B-6 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例127 R-127 A-1 100 B-1 10 C-2 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例128 R-128 A-1 100 B-1 10 C-3 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例129 R-129 A-1 100 B-2 10 C-4 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例130 R-130 A-66 100 B-3 10 C-5 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例131 R-131 A-1 100 B-4 10 C-6 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例132 R-132 A-1 100 B-5 10 C-7 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例133 R-133 A-1 100 B-7 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例134 R-134 A-1 100 B-8 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例135 R-135 A-1 100 B-9 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例136 R-136 A-1 100 B-10 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例137 R-137 A-1 100 B-1 10 C-7 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例138 R-138 A-1 100 B-1 10 C-8 40 D-1/D-2 4800/2000
實施例139 R-139 A-1 100 B-1 10 C-9 40 D-1/D-2 4800/2000
比較例5 CR-5 a-1 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
比較例6 CR-6 a-2 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
比較例7 CR-7 a-3 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
比較例8 CR-8 a-4 100 B-1 10 C-1 40 D-1/D-2 4800/2000
<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、有機溶媒顯影)> 使用所述旋塗機,將所述製備的感放射線性樹脂組成物塗敷於進行了HMDS處理的12吋的矽晶圓表面。其次,於130℃下進行60秒的PB後,於23℃下冷卻30秒而形成膜厚30 nm的抗蝕劑膜。其次,使用所述EUV曝光機,於環狀(Annular)(σ=0.89/0.70)的光學條件下,介隔20H40P接觸孔遮罩圖案對該抗蝕劑膜照射EUV光。照射後,於130℃下對所述抗蝕劑膜進行60秒的PEB。繼而,使用乙酸正丁酯作為有機溶媒顯影液,於23℃下對所述抗蝕劑膜進行30秒有機溶媒顯影,並進行乾燥,藉此形成負型的孔徑20 nm、間距40 nm的接觸孔圖案(以下,亦稱為「20H40P接觸孔圖案」)。
<評價> 對於在所述<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、有機溶媒顯影)>一項中形成的各抗蝕劑圖案,依照下述方法,評價感度及CDU性能。將評價結果示於下述表5中。
[感度] 將在所述<抗蝕劑圖案的形成(EUV曝光、有機溶媒顯影)>一項中形成20H40P接觸孔圖案的曝光量設為最佳曝光量,將該最佳曝光量設為Eop(單位:mJ/cm 2)。關於感度,Eop的值越小,表示越良好。
[CDU性能] 使用所述掃描式電子顯微鏡自上部觀察抗蝕劑圖案。於任意的部位測定合計27,000點的孔徑,並根據其測定值的分佈來求出3西格瑪值,將所述值設為CDU(單位:nm)。關於CDU性能,CDU的值越小,表示長週期下的孔徑的偏差越小而良好。
[表5]
感放射線性 樹脂組成物 Eop (mJ/cm 2 CDU (nm)
實施例86 R-86 85 3.2
實施例87 R-87 83 3.3
實施例88 R-88 80 3.5
實施例89 R-89 81 3.1
實施例90 R-90 80 3.2
實施例91 R-91 81 3.4
實施例92 R-92 83 3.5
實施例93 R-93 82 3.4
實施例94 R-94 80 3.4
實施例95 R-95 86 3.5
實施例96 R-96 88 3.4
實施例97 R-97 86 3.4
實施例98 R-98 88 3.2
實施例99 R-99 87 3.1
實施例100 R-100 83 3.2
實施例101 R-101 85 3.4
實施例102 R-102 86 3.5
實施例103 R-103 84 3.5
實施例104 R-104 85 3.5
實施例105 R-105 86 3.4
實施例106 R-106 88 3.3
實施例107 R-107 87 3.4
實施例108 R-108 89 3.5
實施例109 R-109 83 3.5
實施例110 R-110 86 3.2
實施例111 R-111 87 3.4
實施例112 R-112 85 3.3
實施例113 R-113 82 3.3
實施例114 R-114 84 3.4
實施例115 R-115 82 3.5
實施例116 R-116 87 3.2
實施例117 R-117 89 3.1
實施例118 R-118 96 3.8
實施例119 R-119 97 4.1
實施例120 R-120 84 3.5
實施例121 R-121 82 3.5
實施例122 R-122 87 3.3
實施例123 R-123 90 3.0
實施例124 R-124 85 3.4
實施例125 R-125 83 3.4
實施例126 R-126 89 3.2
實施例127 R-127 86 3.3
實施例128 R-128 88 3.2
實施例129 R-129 87 3.4
實施例130 R-130 88 3.7
實施例131 R-131 98 4.2
實施例132 R-132 87 4.5
實施例133 R-133 85 4.8
實施例134 R-134 85 4.1
實施例135 R-135 89 4.0
實施例136 R-136 88 4.1
實施例137 R-137 86 4.4
實施例138 R-138 91 4.9
實施例139 R-139 90 4.5
比較例5 CR-5 93 4.6
比較例6 CR-6 89 4.8
比較例7 CR-7 88 3.9
比較例8 CR-8 86 4.3
[產業上之可利用性]
根據本發明的感放射線性樹脂組成物及抗蝕劑圖案形成方法,可形成對曝光光的感度良好、LWR性能及CDU性能優異、且製程窗口廣的抗蝕劑圖案。本發明的聚合物可較佳地用作該感放射線性樹脂組成物的成分。本發明的化合物可較佳地用作用於合成該聚合物的單量體。因此,該些可較佳地用於預想今後進一步進行微細化的半導體元件的加工製程等中。

Claims (11)

  1. 一種感放射線性樹脂組成物,含有:具有下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物、以及 感放射線性酸產生體,
    Figure 03_image059
    式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基。
  2. 如請求項1所述的感放射線性樹脂組成物,其中R 2為碳數1~20的一價有機基。
  3. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中R 2所表示的所述有機基為碳數1~20的一價烴基或所述烴基所具有的氫原子的一部分或全部經一價含雜原子的基取代而成的基。
  4. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中R 3為氫原子或碳數1~20的一價烴基。
  5. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中R 4為氫原子或碳數1~20的一價烴基。
  6. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中R 5為碳數1~20的一價烴基。
  7. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中所述聚合物進而具有包含酚性羥基的第二結構單元。
  8. 如請求項1或請求項2所述的感放射線性樹脂組成物,其中所述聚合物進而具有所述第一結構單元以外的包含酸解離性基的第三結構單元。
  9. 一種抗蝕劑圖案形成方法,包括:於基板直接或間接地塗敷感放射線性樹脂組成物的步驟; 對藉由所述塗敷步驟而形成的抗蝕劑膜進行曝光的步驟;以及 對所述經曝光的抗蝕劑膜進行顯影的步驟, 所述感放射線性樹脂組成物含有 具有下述式(1)所表示的第一結構單元的聚合物、以及 感放射線性酸產生體,
    Figure 03_image061
    式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基。
  10. 一種聚合物,具有下述式(1)所表示的第一結構單元,
    Figure 03_image063
    式(1)中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基。
  11. 一種化合物,由下述式(1')表示,
    Figure 03_image065
    式(1')中,R 1為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 2、R 3及R 4分別獨立地為氫原子或碳數1~20的一價有機基;R 5為碳數1~20的一價有機基;L為單鍵或碳數1~20的二價有機基。
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