TW202414084A - 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及電子器件的製造方法 - Google Patents
感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及電子器件的製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- TW202414084A TW202414084A TW112128167A TW112128167A TW202414084A TW 202414084 A TW202414084 A TW 202414084A TW 112128167 A TW112128167 A TW 112128167A TW 112128167 A TW112128167 A TW 112128167A TW 202414084 A TW202414084 A TW 202414084A
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- radiation
- formula
- resin composition
- onium salt
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 106
- 229920002120 photoresistant polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 103
- 230000005855 radiation Effects 0.000 title claims abstract description 93
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 title claims abstract description 53
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 15
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 101
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 94
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 87
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims abstract description 45
- 150000001450 anions Chemical class 0.000 claims abstract description 36
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 34
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims abstract description 33
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 32
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000012986 chain transfer agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 144
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 claims description 141
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 119
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 94
- -1 polyphenol compounds Chemical class 0.000 claims description 88
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 70
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 46
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 42
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 24
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 23
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 claims description 21
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims description 16
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 claims description 11
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 8
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 claims description 8
- 125000005647 linker group Chemical group 0.000 claims description 7
- 150000002832 nitroso derivatives Chemical class 0.000 claims description 7
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 claims description 6
- 125000005462 imide group Chemical group 0.000 claims description 6
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 6
- 125000000018 nitroso group Chemical group N(=O)* 0.000 claims description 6
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 claims description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 claims description 6
- JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N captafol Chemical group C1C=CC[C@H]2C(=O)N(SC(Cl)(Cl)C(Cl)Cl)C(=O)[C@H]21 JHRWWRDRBPCWTF-OLQVQODUSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 claims description 4
- 150000001735 carboxylic acids Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002828 nitro derivatives Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002989 phenols Chemical class 0.000 claims description 4
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical class I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 65
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 159
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 58
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 31
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 31
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 description 24
- 235000006708 antioxidants Nutrition 0.000 description 22
- 125000001072 heteroaryl group Chemical group 0.000 description 19
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 17
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 17
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 16
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 15
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 14
- 150000002892 organic cations Chemical class 0.000 description 14
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 14
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 14
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 description 13
- 238000011161 development Methods 0.000 description 13
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 13
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 13
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 13
- LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCOC(=O)C(C)O LZCLXQDLBQLTDK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 12
- 125000004434 sulfur atom Chemical group 0.000 description 12
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 11
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 11
- 229910052751 metal Chemical class 0.000 description 11
- 239000002184 metal Chemical class 0.000 description 11
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 11
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 11
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 11
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 11
- 125000002947 alkylene group Chemical group 0.000 description 10
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 10
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N ZrO2 Inorganic materials O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 125000000113 cyclohexyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])C1([H])[H] 0.000 description 9
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 9
- 230000007261 regionalization Effects 0.000 description 9
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical group [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical group [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 8
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 8
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 7
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000001309 chloro group Chemical group Cl* 0.000 description 7
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 7
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 6
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 6
- 229940116333 ethyl lactate Drugs 0.000 description 6
- 238000005227 gel permeation chromatography Methods 0.000 description 6
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 6
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N monopropylene glycol Natural products CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N propylene glycol methyl ether acetate Chemical compound COCC(C)OC(C)=O LLHKCFNBLRBOGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 6
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 6
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical group [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000003775 Density Functional Theory Methods 0.000 description 5
- 125000004414 alkyl thio group Chemical group 0.000 description 5
- 125000000304 alkynyl group Chemical group 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 5
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 description 5
- CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N heptan-2-one Chemical compound CCCCCC(C)=O CATSNJVOTSVZJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 125000000686 lactone group Chemical group 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 5
- JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-ol Chemical compound CCOCC(C)O JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 4
- 125000005196 alkyl carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 4
- 229940072049 amyl acetate Drugs 0.000 description 4
- PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N anhydrous amyl acetate Natural products CCCCCOC(C)=O PGMYKACGEOXYJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000000129 anionic group Chemical group 0.000 description 4
- 125000002029 aromatic hydrocarbon group Chemical group 0.000 description 4
- 125000003710 aryl alkyl group Chemical group 0.000 description 4
- XUPYJHCZDLZNFP-UHFFFAOYSA-N butyl butanoate Chemical compound CCCCOC(=O)CCC XUPYJHCZDLZNFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 4
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 125000000392 cycloalkenyl group Chemical group 0.000 description 4
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VILAVOFMIJHSJA-UHFFFAOYSA-N dicarbon monoxide Chemical group [C]=C=O VILAVOFMIJHSJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 125000004185 ester group Chemical group 0.000 description 4
- BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-ethoxypropanoate Chemical compound CCOCCC(=O)OCC BHXIWUJLHYHGSJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M heptanoate Chemical compound CCCCCCC([O-])=O MNWFXJYAOYHMED-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M hexanoate Chemical compound CCCCCC([O-])=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N isoamyl acetate Chemical compound CC(C)CCOC(C)=O MLFHJEHSLIIPHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 150000002596 lactones Chemical class 0.000 description 4
- 125000002868 norbornyl group Chemical group C12(CCC(CC1)C2)* 0.000 description 4
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 1-benzothiophene Chemical group C1=CC=C2SC=CC2=C1 FCEHBMOGCRZNNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N Thiophene Chemical group C=1C=CSC=1 YTPLMLYBLZKORZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 125000002252 acyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004448 alkyl carbonyl group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004390 alkyl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 3
- 229920005603 alternating copolymer Polymers 0.000 description 3
- 125000003368 amide group Chemical group 0.000 description 3
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 3
- 125000006615 aromatic heterocyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 125000004104 aryloxy group Chemical group 0.000 description 3
- FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N benzyl N-[2-hydroxy-4-(3-oxomorpholin-4-yl)phenyl]carbamate Chemical compound OC1=C(NC(=O)OCC2=CC=CC=C2)C=CC(=C1)N1CCOCC1=O FFBHFFJDDLITSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 3
- 125000001511 cyclopentyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 3
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 3
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 3
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 description 3
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 125000001570 methylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])[*:2] 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 3
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 3
- 150000003512 tertiary amines Chemical group 0.000 description 3
- OJVAMHKKJGICOG-UHFFFAOYSA-N 2,5-hexanedione Chemical compound CC(=O)CCC(C)=O OJVAMHKKJGICOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RXGUIWHIADMCFC-UHFFFAOYSA-N 2-Methylpropyl 2-methylpropionate Chemical compound CC(C)COC(=O)C(C)C RXGUIWHIADMCFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 2-Oxohexane Chemical compound CCCCC(C)=O QQZOPKMRPOGIEB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZPVFWPFBNIEHGJ-UHFFFAOYSA-N 2-octanone Chemical compound CCCCCCC(C)=O ZPVFWPFBNIEHGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 2
- HCFAJYNVAYBARA-UHFFFAOYSA-N 4-heptanone Chemical compound CCCC(=O)CCC HCFAJYNVAYBARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N Acetophenone Chemical compound CC(=O)C1=CC=CC=C1 KWOLFJPFCHCOCG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N Ascorbic acid Chemical compound OC[C@H](O)[C@H]1OC(=O)C(O)=C1O CIWBSHSKHKDKBQ-JLAZNSOCSA-N 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N Indole Chemical compound C1=CC=C2NC=CC2=C1 SIKJAQJRHWYJAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920001774 Perfluoroether Polymers 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M Propionate Chemical compound CCC([O-])=O XBDQKXXYIPTUBI-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N Pyrrole Chemical compound C=1C=CNC=1 KAESVJOAVNADME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 2
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 2
- YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N acetylacetone Chemical compound CC(=O)CC(C)=O YRKCREAYFQTBPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000005073 adamantyl group Chemical group C12(CC3CC(CC(C1)C3)C2)* 0.000 description 2
- 239000005456 alcohol based solvent Substances 0.000 description 2
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004450 alkenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005194 alkoxycarbonyloxy group Chemical group 0.000 description 2
- 125000005910 alkyl carbonate group Chemical group 0.000 description 2
- 125000004644 alkyl sulfinyl group Chemical group 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 2
- 125000005110 aryl thio group Chemical group 0.000 description 2
- NMJJFJNHVMGPGM-UHFFFAOYSA-N butyl formate Chemical compound CCCCOC=O NMJJFJNHVMGPGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N carbamodithioic acid Chemical compound NC(S)=S DKVNPHBNOWQYFE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 2
- 230000021615 conjugation Effects 0.000 description 2
- 150000003983 crown ethers Chemical group 0.000 description 2
- 150000003997 cyclic ketones Chemical class 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N diacetone alcohol Chemical compound CC(=O)CC(C)(C)O SWXVUIWOUIDPGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000003759 ester based solvent Substances 0.000 description 2
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 2
- 239000004210 ether based solvent Substances 0.000 description 2
- JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N ethyl methyl carbonate Chemical compound CCOC(=O)OC JBTWLSYIZRCDFO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AOGQPLXWSUTHQB-UHFFFAOYSA-N hexyl acetate Chemical compound CCCCCCOC(C)=O AOGQPLXWSUTHQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 150000008040 ionic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229940117955 isoamyl acetate Drugs 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005453 ketone based solvent Substances 0.000 description 2
- 150000002576 ketones Chemical class 0.000 description 2
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 2
- BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N methyl 3-methoxypropanoate Chemical compound COCCC(=O)OC BDJSOPWXYLFTNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N methyl formate Chemical compound COC=O TZIHFWKZFHZASV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000006574 non-aromatic ring group Chemical group 0.000 description 2
- VKCYHJWLYTUGCC-UHFFFAOYSA-N nonan-2-one Chemical compound CCCCCCCC(C)=O VKCYHJWLYTUGCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 125000004817 pentamethylene group Chemical group [H]C([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:1] 0.000 description 2
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 2
- 125000003356 phenylsulfanyl group Chemical group [*]SC1=C([H])C([H])=C([H])C([H])=C1[H] 0.000 description 2
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N propylene carbonate Chemical compound CC1COC(=O)O1 RUOJZAUFBMNUDX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003748 selenium group Chemical group *[Se]* 0.000 description 2
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N tellurium atom Chemical group [Te] PORWMNRCUJJQNO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000383 tetramethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 2
- IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 1-benzofuran Chemical group C1=CC=C2OC=CC2=C1 IANQTJSKSUMEQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-yl acetate Chemical compound CCOCC(C)OC(C)=O LIPRQQHINVWJCH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DOVZUKKPYKRVIK-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-yl propanoate Chemical compound CCC(=O)OC(C)COC DOVZUKKPYKRVIK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QQLIGMASAVJVON-UHFFFAOYSA-N 1-naphthalen-1-ylethanone Chemical compound C1=CC=C2C(C(=O)C)=CC=CC2=C1 QQLIGMASAVJVON-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 1-pyrrolidin-3-ylpyrrolidine Chemical compound C1CCCN1C1CNCC1 HFZLSTDPRQSZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NKIZSFXAIKPBCL-UHFFFAOYSA-N 2,5-dichloro-3,6-dimethylpyrazine Chemical compound CC1=NC(Cl)=C(C)N=C1Cl NKIZSFXAIKPBCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 2-Methyl-4-heptanone Chemical compound CC(C)CC(=O)CC(C)C PTTPXKJBFFKCEK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XHIUFYZDQBSEMF-UHFFFAOYSA-N 2-methylbutyl acetate Chemical compound CCC(C)COC(C)=O XHIUFYZDQBSEMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKTLISWEAOSVBS-UHFFFAOYSA-N 2-prop-1-en-2-yloxyprop-1-ene Chemical class CC(=C)OC(C)=C FKTLISWEAOSVBS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QMYGFTJCQFEDST-UHFFFAOYSA-N 3-methoxybutyl acetate Chemical compound COC(C)CCOC(C)=O QMYGFTJCQFEDST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VGVHNLRUAMRIEW-UHFFFAOYSA-N 4-methylcyclohexan-1-one Chemical compound CC1CCC(=O)CC1 VGVHNLRUAMRIEW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N Butyl lactate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)O MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M Butyrate Chemical compound CCCC([O-])=O FERIUCNNQQJTOY-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYVQFUJDGOBPQI-UHFFFAOYSA-N Methyl-2-hydoxyisobutyric acid Chemical compound COC(=O)C(C)(C)O XYVQFUJDGOBPQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical group OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical group C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical group [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N acetic acid trimethyl ester Natural products COC(C)=O KXKVLQRXCPHEJC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001335 aliphatic alkanes Chemical class 0.000 description 1
- 125000005078 alkoxycarbonylalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005079 alkoxycarbonylmethyl group Chemical group 0.000 description 1
- XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N alpha-Methylstyrene Chemical class CC(=C)C1=CC=CC=C1 XYLMUPLGERFSHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 125000002178 anthracenyl group Chemical group C1(=CC=CC2=CC3=CC=CC=C3C=C12)* 0.000 description 1
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002216 antistatic agent Substances 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000005129 aryl carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005199 aryl carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005161 aryl oxy carbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005135 aryl sulfinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004391 aryl sulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005200 aryloxy carbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 235000010323 ascorbic acid Nutrition 0.000 description 1
- 229960005070 ascorbic acid Drugs 0.000 description 1
- 239000011668 ascorbic acid Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RFRXIWQYSOIBDI-UHFFFAOYSA-N benzarone Chemical compound CCC=1OC2=CC=CC=C2C=1C(=O)C1=CC=C(O)C=C1 RFRXIWQYSOIBDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002619 bicyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 239000001191 butyl (2R)-2-hydroxypropanoate Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003917 carbamoyl group Chemical group [H]N([H])C(*)=O 0.000 description 1
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001868 cobalt Chemical class 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005112 cycloalkylalkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005201 cycloalkylcarbonyloxy group Chemical group 0.000 description 1
- 125000005144 cycloalkylsulfonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000001995 cyclobutyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C([H])(*)C1([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001559 cyclopropyl group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])C1([H])* 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 238000007786 electrostatic charging Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N formic acid ethyl ester Natural products CCOC=O WBJINCZRORDGAQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- BGYICJVBGZQOCY-UHFFFAOYSA-N heptyl propanoate Chemical compound CCCCCCCOC(=O)CC BGYICJVBGZQOCY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N hexanal Chemical compound CCCCCC=O JARKCYVAAOWBJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GOKKOFHHJFGZHW-UHFFFAOYSA-N hexyl propanoate Chemical compound CCCCCCOC(=O)CC GOKKOFHHJFGZHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001519 homopolymer Polymers 0.000 description 1
- XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetone Chemical compound CC(=O)CO XLSMFKSTNGKWQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002883 imidazolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003949 imides Chemical class 0.000 description 1
- PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N indole Natural products CC1=CC=CC2=C1C=CN2 PZOUSPYUWWUPPK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N indolenine Natural products C1=CC=C2CC=NC2=C1 RKJUIXBNRJVNHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001041 indolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 1
- 125000003010 ionic group Chemical group 0.000 description 1
- 229930002839 ionone Natural products 0.000 description 1
- 150000002499 ionone derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N iso-butyl acetate Natural products CC(C)COC(C)=O GJRQTCIYDGXPES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M isocaproate Chemical compound CC(C)CCC([O-])=O FGKJLKRYENPLQH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N isovaleric acid methyl ester Natural products COC(=O)CC(C)C OQAGVSWESNCJJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000000468 ketone group Chemical group 0.000 description 1
- 150000003903 lactic acid esters Chemical class 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000004611 light stabiliser Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 150000002734 metacrylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 239000012046 mixed solvent Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000004776 molecular orbital Methods 0.000 description 1
- YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N n-Propyl acetate Natural products CCCOC(C)=O YKYONYBAUNKHLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000001280 n-hexyl group Chemical group C(CCCCC)* 0.000 description 1
- 125000004123 n-propyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N nonanal Chemical compound CCCCCCCCC=O GYHFUZHODSMOHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- NUJGJRNETVAIRJ-UHFFFAOYSA-N octanal Chemical compound CCCCCCCC=O NUJGJRNETVAIRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002891 organic anions Chemical class 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 1
- TWSRVQVEYJNFKQ-UHFFFAOYSA-N pentyl propanoate Chemical compound CCCCCOC(=O)CC TWSRVQVEYJNFKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N phosphine group Chemical group P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005328 phosphinyl group Chemical group [PH2](=O)* 0.000 description 1
- 125000005499 phosphonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- QHLGGLJSGHUBAT-UHFFFAOYSA-N prop-1-en-2-amine Chemical class CC(N)=C QHLGGLJSGHUBAT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N propiophenone Chemical compound CCC(=O)C1=CC=CC=C1 KRIOVPPHQSLHCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ILVGAIQLOCKNQA-UHFFFAOYSA-N propyl 2-hydroxypropanoate Chemical compound CCCOC(=O)C(C)O ILVGAIQLOCKNQA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940090181 propyl acetate Drugs 0.000 description 1
- FOWDZVNRQHPXDO-UHFFFAOYSA-N propyl hydrogen carbonate Chemical compound CCCOC(O)=O FOWDZVNRQHPXDO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003373 pyrazinyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000168 pyrrolyl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000010526 radical polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 229920005604 random copolymer Polymers 0.000 description 1
- GQKZRWSUJHVIPE-UHFFFAOYSA-N sec-amyl acetate Natural products CCCC(C)OC(C)=O GQKZRWSUJHVIPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000547 substituted alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000475 sulfinyl group Chemical group [*:2]S([*:1])=O 0.000 description 1
- 229940124530 sulfonamide Drugs 0.000 description 1
- 150000003456 sulfonamides Chemical class 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000472 sulfonyl group Chemical group *S(*)(=O)=O 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N tetrafluoroethene Chemical compound FC(F)=C(F)F BFKJFAAPBSQJPD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930192474 thiophene Natural products 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N valeric acid Chemical compound CCCCC(O)=O NQPDZGIKBAWPEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 150000003751 zinc Chemical class 0.000 description 1
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、光阻膜、圖案形成方法及包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法,該感光化射線性或感放射線性樹脂組成物包含:(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽;以及(B)聚合物,其係與上述鎓鹽(A)不同之化合物,包含具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,且主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解,上述組成物滿足下述(1)~(3)中的至少一個:(1)上述組成物含有選自由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個;(2)鎓鹽(A)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個;(3)聚合物(B)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
Description
本發明涉及感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及電子器件的製造方法。
自開發了KrF準分子雷射(248nm)用光阻以來,為了補償因光吸收所致的感度降低,開始採用利用化學增幅之圖案形成方法。例如,在正型化學增幅法中,首先,曝光部中含有的光酸產生劑藉由光照射分解而產生酸。然後,在曝光後的烘烤(PEB:Post Exposure Bake)過程等中,藉由所產生的酸的觸媒作用,將感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的樹脂所具有的鹼不溶性之基團改變為鹼可溶性之基團等而改變對於顯影液的溶解性。之後,使用例如鹼性水溶液進行顯影。藉此,去除曝光部而得到期望的圖案。
又,已知一種使用了聚合物的圖案形成方法,該聚合物之主鏈藉由照射光化射線或放射線被切斷。
例如,專利文獻1中記載有一種有機樹脂組成物,其含有藉由吸收深紫外線主鏈被切斷的高分子及阻聚劑,且阻聚劑之含量在特定範圍內。
專利文獻2中記載有一種正型光阻組成物,其含有離子性化合物及具有與離子性化合物中的離子性基團相互作用的相互作用性基之重複單元,並含有主鏈藉由照射X射線、電子束或極紫外線而分解的樹脂。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
專利文獻1:日本特開2020-45471號公報
專利文獻2:國際公開第2021/153466號
[發明所欲解決之課題]
近年來,由於半導體元件之微細化,曝光光源之短波長化及投影透鏡之高數值孔徑(高NA)化不斷邁進,以例如極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)及電子束(Electron Beam)為光源之圖案形成方法亦在研究中。鑒於此等現狀,要求進一步改善感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的性能。
本發明之課題在於,提供一種能夠形成解析度優異且LWR(Line Width Roughness:線寬粗糙度)性能優異之圖案的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。
[解決課題之手段]
本發明人等發現,可藉由以下結構解決上述課題。
<1>
一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其包含:
(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽;以及
(B)聚合物,其係與上述鎓鹽(A)不同之化合物,包含具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,且主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解,
並滿足下述(1)~(3)中的至少一個。
(1)上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有選自由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個。
(2)上述鎓鹽(A)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
(3)上述聚合物(B)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
<2>
如<1>所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,滿足上述(1),且選自由上述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由多元酚化合物、胺化合物、硫醇化合物、磷化合物、糖化合物、硝基化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個。
<3>
如<1>或<2>所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由上述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由多元酚化合物、硫醇化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個。
<4>
如<1>至<3>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由上述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由由下述式(H-1)表示的化合物及由下述式(H-2)表示的化合物所組成之群組中的至少一個。
[化學式1]
式(H-1)中,R
H1表示氫原子、羥基或有機基,R
H2~R
H4各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H1~R
H4中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環。
式(H-2)中,R
H5表示氫原子、羥基或有機基,R
H6~R
H8各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H5與R
H6可以相互鍵結而形成環。R
H7與R
H8可以相互鍵結而形成環。
<5>
如<1>至<4>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,滿足上述(2)及(3)中的至少一個,且選自由上述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、分別被一個以上羥基及羧基取代之芳香族基、胺基、硫醇基、含有磷原子的基團、包含碳-碳雙鍵的兩個碳原子分別被一個羥基取代的結構之基團、硝基及亞硝基所組成之群組中的至少一個。
<6>
如<1>至<5>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由上述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、硫醇基及亞硝基所組成之群組中的至少一個。
<7>
如<1>至<6>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由上述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個為選自由由下述式(H-1S)表示的基團及由下述式(H-2S)表示的基團所組成之群組中的至少一個。
[化學式2]
式(H-1S)中,R
H1S表示氫原子、羥基或有機基,R
H2S~R
H4S各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H1S~R
H4S中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環。其中,將R
H1S~R
H4S中所含的氫原子及R
H1S~R
H4S中相鄰的兩個相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團。
式(H-2S)中,R
H5S表示氫原子、羥基或有機基,R
H6S~R
H8S各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H5S與R
H6S可以相互鍵結而形成環。R
H7S與R
H8S可以相互鍵結而形成環。其中,將R
H5S~R
H8S中所含的氫原子、R
H5S與R
H6S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子、及R
H7S與R
H8S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團。
<8>
如<1>至<7>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述鎓鹽(A)中所含的陰離子的共軛酸為選自由酚化合物、羧酸、亞胺酸、磺醯亞胺酸及硫醇化合物所組成之群組中的至少一個。
<9>
如<1>至<8>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述鎓鹽(A)為選自由鋶鹽及碘鎓鹽所組成之群組中的至少一個。
<10>如<1>至<9>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)含有由下述式(1)表示的重複單元及由下述式(2)表示的重複單元。
[化學式3]
式(1)中,X表示鹵素原子。R
0及A
1各自獨立地表示氫原子或有機基。L
1表示-O-或-NR
1-。R
1表示氫原子或有機基。R
0可以與A
1或R
1相互鍵結而形成環。
式(2)中,Y表示氫原子或烴基。A
2表示有機基。
其中,A
1及A
2中的至少一個具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
<11>
如<10>所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述式(2)所表示的重複單元係選自由由下述式(2)-1表示的重複單元至由下述式(2)-4表示的重複單元所組成之群組中的至少一個。
[化學式4]
式(2)-1中,Y表示氫原子或烴基。Ar表示芳基。
式(2)-2中,Y表示氫原子或烴基。L
2表示單鍵或-CO-。R
a表示烴基。
式(2)-3中,Y表示氫原子或烴基。R
b及R
c各自獨立地表示烴基。R
b與R
c可以相互鍵結而形成環。
式(2)-4中,Y表示氫原子或烴基。L
3表示-O-或-NR
e-。R
e表示氫原子或有機基。R
d表示烴基。
<12>
如<1>至<11>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)所具有的與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基為選自由羥基、羧基、醯亞胺基、磺醯亞胺基及硫醇基所組成之群組中的至少一個。
<13>
如<1>至<12>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)含有具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,
上述重複單元具有兩個以上與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
<14>
如<1>至<13>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)含有由下述式(3)表示的重複單元。
[化學式5]
式(3)中,k表示2~5的整數。A
3表示與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。複數的A
3可以相同亦可以不同。L
4表示單鍵或連結基。複數的L
4可以相同亦可以不同。複數的L
4可以相互鍵結而形成環。
<15>
如<1>至<14>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述聚合物(B)含有由下述式(1)-1表示的重複單元及由下述式(3)-1表示的重複單元。
[化學式6]
式(1)-1中,X表示鹵素原子。R
f表示氫原子或有機基。
式(3)-1中,Z
1表示羥基或羧基。
<16>
一種光阻膜,其使用如<1>至<15>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物而形成。
<17>
一種圖案形成方法,其具有:
使用如<1>至<15>中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物在基板上形成光阻膜之製程;
對上述光阻膜進行曝光之製程;以及
使用含有有機溶劑的顯影液對上述曝光後的光阻膜進行顯影之製程。
<18>
一種電子器件的製造方法,包括如<17>所述之圖案形成方法。
[發明效果]
根據本發明,可提供一種能夠形成解析度優異且LWR性能優異之圖案的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。
以下,對本發明進行詳細說明。
以下所記載的對構成要素之說明,有時係基於本發明之代表性實施態樣而進行,但本發明並不限定於該等實施態樣。
對於在本說明書中的基團(原子團)的表記,只要不與本發明的主旨相反,未記為取代及無取代的表記既包含不具有取代基的基團,亦包含具有取代基的基團。例如,「烷基」不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代烷基),亦包含具有取代基之烷基(取代烷基)。又,本說明書中之所謂「有機基」,係指含有至少一個碳原子的基團。
取代基除非另有說明,則較佳為一價的取代基。
在本說明書中,「可以具有取代基」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。取代基的數量可以為例如一個、兩個、三個或更多個。作為取代基的例子,可舉出除氫原子之外的一價的非金屬原子團。
本說明書中之所謂「光化射線」或「放射線」,例如意指以水銀燈之明線光譜、準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線、X射線及電子束等。本說明書中的「光」意指光化射線或放射線。
若無特別指明,本說明書中之「曝光」則不僅包括利用以水銀燈之明線光譜、準分子雷射為代表之遠紫外線、極端紫外線、X射線及極紫外線等所為之曝光,亦包括利用電子束及離子束等的粒子束所為之描繪。
在本說明書中,所謂「~」係以將其前後記載之數值作為下限值及上限值而包含之意來使用。
在本說明書中所記載的二價的基團之鍵結方向,若無特別指明,則並無限制。例如,「X-Y-Z」之式所表示的化合物中,當Y為-COO-時,Y可以為-CO-O-,亦可以為-O-CO-。又,上述化合物既可以為「X-CO-O-Z」,亦可以為「X-O-CO-Z」。
在本說明書中,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)係以利用GPC(Gel Permeation Chromatography)裝置(東曹(Tosoh)公司製HLC-8120GPC)藉由GPC測定(溶媒:四氫呋喃,流量(樣品注入量):10μL,管柱:東曹公司製TSK gel Multipore HXL-M,管柱溫度:40℃,流速:1.0mL/分,檢測器:示差折射率檢測器(Refractive Index Detector)而得到的聚苯乙烯換算值來定義。
在本說明書中,所謂酸解離常數(pKa),係表示水溶液中之pKa,具體而言,係使用下述軟件包1,將基於哈米特取代基常數及公知文獻值之資料庫的值藉由計算求得的值。本說明書中記載之pKa值,皆表示使用該軟件包藉由計算求出的值。
軟件包1:Advanced Chemistry Development(ACD/Labs)Software V8.14 for Solaris(1994-2007 ACD/Labs)。
另一方面,亦可利用分子軌道計算法求出pKa。作為該具體方法,可舉出藉由基於熱力學循環計算水溶液中的H
+解離自由能來算出的方法。關於H
+解離自由能的計算方法,例如可藉由DFT(密度泛函理論)來計算,但在文獻等中亦報告有其他各種方法,計算方法不限於此。此外,可實施DFT的軟件存在複數種,例如,可舉出Gaussian16。
本說明書中之所謂pKa,如上所述,係指使用軟件包1將基於哈米特取代基常數及公知文獻值之資料庫的值藉由計算求得的值,但在利用該方法無法算出pKa的情況下,採用基於DFT(密度泛函理論)利用Gaussian16得到的值。
又,如上所述,本說明書中之所謂pKa係指「水溶液中的pKa」,於無法算出水溶液中的pKa之情況下,設為採用「二甲基亞碸(DMSO)溶液中的pKa」。
在本說明書中,作為鹵素原子,例如,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子。
在本說明書中,所謂固體成分,係意指形成光阻膜之成分,不包含溶劑。又,若為形成光阻膜之成分,則即使其性狀為液體狀,亦視為固體成分。
[感光化射線性或感放射線性樹脂組成物]
本發明之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物包含:
(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽,以及
(B)聚合物,其係與上述鎓鹽(A)不同之化合物,包含具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,且主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解,
並滿足下述(1)~(3)中的至少一個。
(1)上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有選自由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個。
(2)上述鎓鹽(A)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
(3)上述聚合物(B)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
本發明的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,典型而言,係光阻組成物。以下,將本發明之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物亦稱為「光阻組成物」。
以下,首先對包含於本發明的光阻組成物中的各種成分進行說明。
<(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽>
本發明的光阻組成物包含含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽(亦稱為「鎓鹽(A)」)。
在使用本發明的光阻組成物形成的光阻膜的未曝光部中,鎓鹽(A)與聚合物(B)相互作用,故難以溶解在顯影液中。另一方面,當被曝光時,聚合物(B)之主鏈分解,鎓鹽(A)與聚合物(B)的相互作用被解除,故變得容易溶解在顯影液中。亦即,可認為藉由上述作用,在光阻膜中在未曝光部與曝光部之間的溶解對比變高,從而獲得優異的解析度及LWR性能。
鎓鹽(A)較佳為選自由鋶鹽及碘鎓鹽所組成之群組中的至少一個。
鎓鹽(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子。藉由鎓鹽(A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子,該鎓鹽(A)與聚合物(B)的相互作用增強,溶解對比變高,故較佳。
鎓鹽(A)中所含的陰離子的共軛酸之pKa為2以上,較佳為3以上,更佳為4以上。又,鎓鹽(A)中所含的陰離子的共軛酸之pKa較佳為13以下,更佳為11以下,進一步較佳為8以下,特佳為6以下。pKa可藉由前述方法求得。
鎓鹽(A)中所含的陰離子的共軛酸較佳為選自由酚化合物、羧酸、亞胺酸、磺醯亞胺酸及硫醇化合物所組成之群組中的至少一個,更佳為選自由酚化合物及羧酸所組成之群組中的至少一個。
鎓鹽(A)中所含的陰離子較佳為選自由具有由下述式(An-1)表示的基團的陰離子、具有由下述式(An-2)表示的基團的陰離子、具有由下述式(An-3)表示的基團的陰離子、具有由下述式(An-4)表示的基團的陰離子及具有由下述式(An-5)表示的基團的陰離子所組成之群組中的至少一個,更佳為選自由具有由下述式(An-1)表示的基團的陰離子及具有由下述式(An-2)表示的基團的陰離子所組成之群組中的至少一個。
[化學式7]
式(An-1)、(An-2)、(An-3)、(An-4)及(An-5)中,*分別表示鍵結位置。式(An-5)中,R
A1表示氫原子或一價的有機基。
式(An-1)中的*表示鍵結位置,較佳表示與芳香族基的鍵結位置。
具有式(An-1)所表示的基團的陰離子較佳為由下述式(An-1-1)表示的陰離子。
[化學式8]
式(An-1-1)中,Ar
1表示芳香族基。
式(An-1)中的Ar
1表示的芳香族基可以為芳香族烴基,亦可以為芳香族雜環基,但較佳為芳香族烴基。Ar
1較佳為碳數6~20的芳基或碳數3~20的雜芳基(作為雜原子,例如,可舉出氧原子、硫原子、氮原子等),更佳為碳數6~15的芳基,進一步較佳為苯基或萘基,特佳為苯基。Ar
1表示的芳香族基可以具有取代基。作為取代基,例如,較佳為烷基、環烷基、烷氧基、羥基等。
式(An-2)中的*表示鍵結位置,較佳為表示與芳香族基的鍵結位置。
具有式(An-2)所表示的基團的陰離子較佳為由下述式(An-2-1)表示的陰離子。
[化學式9]
式(An-2-1)中,Ar
2表示芳香族基。
Ar
2的說明、具體例及較佳範圍與前述式(An-1-1)中的Ar
1相同。Ar
2表示的芳香族基可以具有取代基。作為取代基,例如,較佳為烷基、環烷基、烷氧基、羥基、硫醇基等。
式(An-3)中的*分別表示鍵結位置,較佳為表示與烴基的鍵結位置。
具有式(An-3)所表示的基團的陰離子較佳為由下述式(An-3-1)表示的陰離子或由下述式(An-3-2)表示的陰離子。
[化學式10]
式(An-3-1)中,R
N1~R
N4各自獨立地表示氫原子或取代基。作為取代基,例如,較佳為烷基、環烷基、烷氧基、羥基等。R
N1~R
N4較佳為氫原子。
式(An-3-2)中,R
N5表示取代基。V1表示0~4的整數。作為R
N5所表示的取代基,例如,較佳為烷基、環烷基、芳基、烷氧基、羥基等。V1較佳為0或1,更佳為0。
式(An-4)中的*分別表示鍵結位置,較佳為表示與烴基的鍵結位置。
式(An-5)中的*表示鍵結位置,較佳為表示與烴基的鍵結位置。
式(An-5)中的R
A1表示氫原子或一價的有機基。R
A1所表示的一價的有機基較佳為烷基、環烷基或芳基。
R
A1所表示的烷基可以為直鏈狀亦可以為支鏈狀。R
A1所表示的烷的碳數較佳為1~10,更佳為1~5。烷基可以具有取代基,取代基並無特別限制,例如,較佳為環烷基、氟原子或氰基。作為上述取代基的環烷基之例,可舉出後述的R
A1為環烷基時所說明的環烷基。又,R
A1所表示的烷基中的一個以上的-CH
2-可以被羰基取代。
R
A1所表示的環烷基可以為單環亦可以為多環。R
A1所表示的環烷基的碳數較佳為3~20,更佳為5~12。作為R
A1所表示的環烷基,例如,可舉出降冰片基及金剛烷基。R
A1所表示的環烷基可以具有取代基,取代基並無特別限制,較佳為烷基(可以為直鏈狀亦可以為支鏈狀。較佳為碳數1~5)。作為R
A1所表示的環烷基之環員原子的碳原子中,一個以上的碳原子可以被羰基碳原子取代。
R
A1所表示的芳基可以為單環亦可以為多環。R
A1所表示的芳基的碳數較佳為6~20,更佳為6~12。作為R
A1所表示的芳基,例如,可舉出苯基及萘基。R
A1所表示的芳基可以具有取代基,取代基並無特別限制,較佳為烷基、氟原子或氰基。作為上述取代基的烷基之例,可舉出前述R
A1表示烷基時所說明的烷基。
式(An-5)的R
A1較佳為,直接與N
-鍵結的基團並非-CO-及-SO
2-中的任一者。
鎓鹽(A)較佳為藉由光化射線或放射線之照射而產生酸的鎓鹽結構之化合物(光分解型鎓鹽化合物)。當鎓鹽(A)為光分解型鎓鹽化合物時,鎓鹽(A)本身藉由曝光而分解,且分解效率高,故認為上述溶解對比之改善效果進一步提高。
以下,對光分解型鎓鹽化合物進行說明。
光分解型鎓鹽化合物較佳為具有至少一個由陰離子部位及陽離子部位構成的鹽結構部位、且藉由曝光分解而產生酸(較佳為有機酸)的化合物。
光分解型鎓鹽化合物的上述鹽結構部位,從藉由曝光容易分解並且有機酸之生成性更優異之觀點考慮,較佳為由有機陽離子部位及親核性極低的有機陰離子部位構成。
上述鹽結構部位可以為光分解型鎓鹽化合物的一部分,亦可以為全部。此外,上述鹽結構部位為光分解型鎓鹽化合物的一部分的情況例如如同後述的光分解型鎓鹽PG2,相當於兩個以上的鹽結構部位連結而得的結構等。
作為光分解型鎓鹽中的鹽結構部位的個數並無特別限制,較佳為1~10,更佳為1~6,進一步較佳為1~3。
在光分解型鎓鹽化合物中,作為構成鹽結構部位的陽離子部位,較佳為有機陽離子部位,其中,較佳為後述的、式(ZaI)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaI))或式(ZaII)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaII))。
(光分解型鎓鹽化合物PG1)
作為光分解型鎓鹽化合物之較佳態樣之一例,可舉出由「M
+X
-」表示的鎓鹽化合物且藉由曝光產生有機酸的化合物(以下亦稱為「光分解型鎓鹽化合物PG1」)。
在「M
+X
-」所表示的化合物中,M
+表示有機陽離子,X
-表示前述共軛酸之pKa為2以上的陰離子。
以下,對光分解型鎓鹽化合物PG1進行說明。
作為光分解型鎓鹽化合物PG1中的M
+所表示的有機陽離子,較佳為式(ZaI)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaI))或式(ZaII)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaII))。
[化學式11]
在上述式(ZaI)中,
R
201、R
202及R
203各自獨立地表示有機基。
作為R
201、R
202及R
203的有機基之碳數,通常為1~30,較佳為1~20。又,R
201~R
203中的兩個可以鍵結而形成環結構,於環內可以包含氧原子、硫原子、酯基、醯胺基或羰基。作為R
201~R
203中的兩個鍵結而形成的基團,例如,可舉出伸烷基(例如,伸丁基及伸戊基)、及-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-。
作為式(ZaI)中的有機陽離子之較佳態樣,可舉出後述的陽離子(ZaI-1)、陽離子(ZaI-2)、由式(ZaI-3b)表示的有機陽離子(陽離子(ZaI-3b))、及由式(ZaI-4b)表示的有機陽離子(陽離子(ZaI-4b))。
首先,對陽離子(ZaI-1)進行說明。
陽離子(ZaI-1)係芳基鋶陽離子,其中,上述式(ZaI)的R
201~R
203的至少一個為芳基。
芳基鋶陽離子中,可以為R
201~R
203皆為芳基,亦可以為R
201~R
203中的一部分為芳基,餘者為烷基或環烷基。
又,可以為R
201~R
203中的一個為芳基、R
201~R
203中剩餘的兩個鍵結而形成環結構,亦可以為於環內包含氧原子、硫原子、酯基、醯胺基或羰基。作為R
201~R
203中的兩個鍵結而形成的基團,例如,可舉出伸烷基(例如,伸丁基、伸戊基、及-CH
2-CH
2-O-CH
2-CH
2-),其中,一個以上的伸甲基可以被氧原子、硫原子、酯基、醯胺基及/或羰基取代。
作為芳基鋶陽離子,例如,可舉出三芳基鋶陽離子、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有的芳基,較佳為苯基或萘基,更佳為苯基。芳基可以為具有含氧原子、氮原子、或硫原子等之雜環結構的芳基。作為雜環結構,可舉出吡咯殘基、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。芳基鋶陽離子具有兩個以上的芳基時,兩個以上的芳基可以相同亦可以不同。
芳基鋶陽離子視需要而具有的烷基或環烷基,較佳為碳數1~15之直鏈狀烷基、碳數3~15之支鏈狀烷基或碳數3~15之環烷基,更佳為例如甲基、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。
作為R
201~R
203的芳基、烷基及環烷基可以具有的取代基,各自獨立地較佳為烷基(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)、環烷基烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子(例如氟、碘)、羥基、羧基、酯基、亞磺醯基、磺醯基、烷硫基及苯硫基等。
上述取代基若有可能可以進一步具有取代基,例如,亦較佳為上述烷基具有鹵素原子作為取代基、且成為三氟甲基等的鹵化烷基。
接下來,將對陽離子(ZaI-2)進行說明。
陽離子(ZaI-2)係式(ZaI)中的R
201~R
203各自獨立地表示不具有芳香環的有機基的陽離子。在此所謂之芳香環,亦包含含有雜原子的芳香環。
作為R
201~R
203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。
R
201~R
203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,進一步較佳為直鏈狀或支鏈狀的2-氧代烷基。
作為R
201~R
203的烷基及環烷基,例如,可舉出碳數1~10之直鏈狀烷基或碳數3~10之支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基及戊基)、以及碳數3~10之環烷基(例如,環戊基、環己基及降冰片基)。
R
201~R
203可以進一步被鹵素原子、烷氧基(例如碳數1~5)、羥基、氰基、或硝基取代。
接下來,對陽離子(ZaI-3b)進行說明。
陽離子(ZaI-3b)為由下述式(ZaI-3b)表示的陽離子。
[化學式12]
式(ZaI-3b)中,
R
1c~R
5c各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、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。
R
6c及R
7c各自獨立地表示氫原子、烷基(第三丁基等)、環烷基、鹵素原子、氰基或芳基。
R
x及R
y各自獨立地表示烷基、環烷基、2-氧代烷基、2-氧代環烷基、烷氧基羰基烷基、烯丙基或乙烯基。
R
1c~R
5c中的任意兩個以上、R
5c與R
6c、R
6c與R
7c、R
5c與R
x、以及R
x與R
y可以分別相互鍵結而形成環,該環可以各自獨立地包含氧原子、硫原子、酮基、酯鍵或醯胺鍵。
作為上述環,可舉出芳香族或非芳香族的烴環、芳香族或非芳香族的雜環、及兩個以上的此等環組合而成的多環縮合環。作為環,可舉出3~10員環,較佳為4~8員環,更佳為5或6員環。
作為R
1c~R
5c中的任意兩個以上、R
6c與R
7c、及R
x與R
y鍵結而形成的基團,可舉出伸丁基及伸戊基等伸烷基。該伸烷基中的伸甲基可以被氧原子等雜原子所取代。
作為R
5c與R
6c、及R
5c與R
x鍵結而形成的基團,較佳為單鍵或伸烷基。作為伸烷基,可舉出伸甲基及伸乙基等。
R
1c~R
5c、R
6c、R
7c、R
x、R
y、以及R
1c~R
5c中的任意兩個以上、R
5c與R
6c、R
6c與R
7c、R
5c與R
x、以及R
x與R
y分別相互鍵結而形成的環可以具有取代基。
接下來,對陽離子(ZaI-4b)進行說明。
陽離子(ZaI-4b)為由下述式(ZaI-4b)表示的陽離子。
[化學式13]
式(ZaI-4b)中,
l表示0~2的整數。
r表示0~8的整數。
R
13表示氫原子、鹵素原子(例如,氟原子、碘原子等)、羥基、烷基、鹵化烷基、烷氧基、羧基、烷氧基羰基或含有環烷基的基團(可以為環烷基其本身,亦可以為部分含有環烷基的基團)。此等基團可以具有取代基。
R
14表示羥基、鹵素原子(例如,氟原子、碘原子等)、烷基、鹵化烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基、烷基磺醯基、環烷基磺醯基、或含有環烷基的基團(可以為環烷基本身,亦可以為部分含有環烷基的基團)。此等基團可以具有取代基。R
14存在複數個時,分別獨立地表示羥基等上述基團。
R
15分別獨立地表示烷基、環烷基或萘基。兩個R
15可以相互鍵結而形成環。兩個R
15相互鍵結而形成環時,環骨架內可以包含氧原子或氮原子等雜原子。在一態樣中,較佳為兩個R
15為伸烷基、且相互鍵結而形成環結構。此外,上述烷基、上述環烷基及上述萘基、以及兩個R
15相互鍵結而形成的環可以具有取代基。
在式(ZaI-4b)中,R
13、R
14及R
15的烷基較佳為直鏈狀或支鏈狀。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,對式(ZaII)進行說明。
式(ZaII)中,R
204及R
205各自獨立地表示芳基、烷基或環烷基。
作為R
204及R
205的芳基,較佳為苯基或萘基,更佳為苯基。R
204及R
205的芳基可以為具有雜環的芳基,該雜環具有氧原子、氮原子或硫原子等。作為具有雜環的芳基的骨架,例如,可舉出吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯並呋喃及苯並噻吩等。
作為R
204及R
205的烷基及環烷基,較佳為碳數1~10之直鏈狀烷基或碳數3~10之支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基或戊基)、或碳數3~10之環烷基(例如,環戊基、環己基或降冰片基)。
R
204及R
205的芳基、烷基及環烷基可以各自獨立地具有取代基。作為R
204及R
205的芳基、烷基及環烷基可以具有的取代基,例如,可舉出烷基(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、羥基及苯硫基等。
作為光分解型鎓鹽化合物PG1的分子量,較佳為3000以下,更佳為2000以下,進一步較佳為1000以下。
(光分解型鎓鹽化合物PG2)
又,作為光分解型鎓鹽化合物的較佳態樣之另一例,可舉出下述化合物(I)及化合物(II)(以下亦將「化合物(I)及化合物(II)」稱為「光分解型鎓鹽化合物PG2」。)。光分解型鎓鹽化合物PG2係具有兩個以上上述鹽結構部位且藉由曝光產生多價的有機酸之化合物。
以下,對光分解型鎓鹽化合物PG2進行說明。
《化合物(I)》
化合物(I)係具有一個以上下述結構部位X及一個以上下述結構部位Y的化合物,且係藉由光化射線或放射線之照射,產生包含源自下述結構部位X的下述第一酸性部位和源自下述結構部位Y的下述第二酸性部位的酸的化合物。
結構部位X:由陰離子部位A
1 -及陽離子部位M
1 +組成,並且藉由光化射線或放射線之照射形成由HA
1表示的第一酸性部位之結構部位
結構部位Y:由陰離子部位A
2 -及陽離子部位M
2 +組成,並且藉由光化射線或放射線之照射形成由HA
2表示的第二酸性部位之結構部位
其中,化合物(I)滿足下述條件I。
條件I:在上述化合物(1)中,將上述結構部位X中的上述陽離子部位M
1 +及上述結構部位Y中的上述陽離子部位M
2 +取代為H
+而成的化合物PI具有源自將上述結構部位X中的上述陽離子部位M
1 +取代為H
+而成的HA
1所表示的酸性部位的酸解離常數a1(pKa
1)及源自將上述結構部位Y中的上述陽離子部位M
2 +取代為H
+而成的HA
2所表示的酸性部位的酸解離常數a2(pKa
2),並且上述酸解離常數a2大於上述酸解離常數a1。其中,pKa
1及pKa
2為2以上。
上述化合物PI相當於對化合物(I)照射光化射線或放射線時產生的酸。
化合物(I)具有兩個以上的結構部位X時,結構部位X各自可以相同亦可以不同。又,兩個以上上述A
1 -及兩個以上上述M
1 +各自可以相同亦可以不同。
又,化合物(I)中,上述A
1 -及上述A
2 -、以及上述M
1 +及上述M
2 +各自可以相同亦可以不同,但上述A
1 -及上述A
2 -較佳為各自不同。
陰離子部位A
1 -及陰離子部位A
2 -係含有帶負電的原子或原子團之結構部位,較佳為選自由前述的式(An-1)所表示的基團、式(An-2)所表示的基團、式(An-3)所表示的基團、式(An-4)所表示的基團及式(An-5)所表示的基團所組成之群組中的至少一個。
又,陽離子部位M
1 +及陽離子部位M
2 +係包含帶正電荷的原子或原子團之結構部位,例如,可舉出電荷為一價的有機陽離子。此外,作為有機陽離子並無特別限制,較佳為上述式(ZaI)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaI))或式(ZaII)所表示的有機陽離子(陽離子(ZaII))。
《化合物(II)》
化合物(II)係具有兩個以上的上述結構部位X及一個以上的下述結構部位Z的化合物,且係藉由光化射線或放射線之照射而產生包含兩個以上的源自上述結構部位X的上述第一酸性部位和上述結構部位Z的酸的化合物。
結構部位Z:能夠中和酸的非離子性之部位
上述化合物(II)藉由照射光化射線或放射線,可產生具有將上述結構部位X中的上述陽離子部位M
1 +取代為H
+而得的HA
1所表示的酸性部位之化合物PII(酸)。亦即,化合物PII表示具有上述HA
1所表示的酸性部位和作為能夠中和酸的非離子性部位的結構部位Z之化合物。
此外,化合物(II)中,結構部位X的定義以及A
1 -及M
1 +的定義與上述化合物(I)中結構部位X的定義以及A
1 -及M
1 +的定義含義相同,較佳態樣亦相同。
又,上述兩個以上的結構部位X各自可以相同亦可以不同。又,兩個以上上述A
1 -及兩個以上上述M
1 +各自可以相同亦可以不同。
作為能夠中和結構部位Z中的酸之非離子性部位並無特別限制,例如,較佳為包含可與質子靜電地相互作用的基團或具有電子的官能基的部位。
作為可與質子靜電地相互作用的基團或具有電子的官能基,可舉出環狀聚醚等具有大環結構之官能基或具有含有無助於π共軛之非共用電子對的氮原子之官能基等。所謂含有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子,例如為具有下述式所示的部分結構之氮原子。
[化學式14]
作為可與質子靜電地相互作用的基團或具有電子的官能基的部分結構,例如,可舉出冠醚結構、氮雜冠醚結構、1~3級胺結構、吡啶結構、咪唑結構、及吡嗪結構等,其中,較佳為1~3級胺結構。
光分解型鎓鹽化合物PG2的分子量較佳為100~10000,更佳為100~2500,進一步較佳為100~1500。
鎓鹽(A)中所含的陰離子之具體例如下所示,但並不限定於此等。此外,Aa6~Aa9含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
[化學式15]
上述各陰離子的共軛酸之pKa示於下述表1中。
[表1]
鎓鹽(A)中所含的陽離子之具體例如下所示,但並不限定於此等。此外,Ac2含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
[化學式16]
藉由各化合物中所含的陰離子及陽離子之組合,將鎓鹽(A)之具體例(A-1~A-27)示於下述表2中,但鎓鹽(A)並不限定於此等。
[表2]
本發明之光阻組成物中的鎓鹽(A)的含量並無特別限制,但相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為0.5質量%以上,更佳為1.0質量%以上,進一步較佳為5.0質量%以上。又,上述含量較佳為40.0質量%以下,更佳為30.0質量%以下。
鎓鹽(A)可以單獨使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
<聚合物(B)>
本發明之光阻組成物包含聚合物(亦稱為「聚合物(B)」),其具有與上述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,且主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解。
聚合物(B)係與鎓鹽(A)不同的化合物。因此,相當於含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽的聚合物設為不對應於聚合物(B)。
聚合物(B)係主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解(主鏈被切斷)的所謂主鏈切斷型聚合物。聚合物(B)較佳為藉由X射線、電子束或極紫外線之照射主鏈分解的聚合物,更佳為藉由電子束或極紫外線之照射主鏈分解的聚合物。
聚合物(B)可以為均聚物,亦可以為共聚物。
聚合物(B)含有具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元。
與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基較佳為選自由羥基、羧基、醯亞胺基、磺醯亞胺基及硫醇基所組成之群組中的至少一個。作為醯亞胺基,較佳為由下述式(M1)表示的基團。磺醯亞胺基較佳為由下述式(M2)或(M3)表示的基團。
[化學式17]
式(M1)~(M3)中,R
M1~R
M4分別獨立地表示氫原子或取代基。*分別表示取代位置。
作為R
M1~R
M4表示的取代基,較佳為有機基,作為有機基,可舉出後述的有機基W中例示的基團。式(M3)中的R
M3及R
M4較佳為直接與氮原子鍵結的基團既非-CO-,亦非-SO
2-。
聚合物(B)較佳為含有由下述式(1)表示的重複單元及由下述式(2)表示的重複單元。
[化學式18]
式(1)中,X表示鹵素原子。R
0及A
1各自獨立地表示氫原子或有機基。L
1表示-O-或-NR
1-。R
1表示氫原子或有機基。R
0可以與A
1或R
1相互鍵結而形成環。
式(2)中,Y表示氫原子或烴基。A
2表示有機基。
其中,A
1及A
2中的至少一個具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
A
1及A
2中的至少一個具有的與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基較佳為選自由羥基、羧基、醯亞胺基、磺醯亞胺基及硫醇基所組成之群組中的至少一個。
較佳為至少A
1具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
(式(1)所表示的重複單元)
對式(1)所表示的重複單元進行說明。
聚合物(B)藉由含有式(1)所表示的重複單元,主鏈藉由光化射線或放射線之照射而變得容易分解。
作為X所表示的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為X所表示的鹵素原子,從本發明之效果更優異之觀點考慮,較佳為氯原子、溴原子或碘原子,更佳為氯原子。
R
0、R
1及A
1各自獨立地表示氫原子或有機基。作為R
0、R
1及A
1所表示的有機基並無特別限制,例如,可舉出下述有機基W中例示的基團。
(有機基W)
有機基W例如可舉出烷基、環烷基、烯基、環烯基、炔基、環炔基、芳基、雜芳基、芳烷基、氰基、烷氧基、芳氧基、雜環氧基、醯基(烷基羰基或芳基羰基)、醯氧基(烷基羰氧基或芳基羰氧基)、胺甲醯氧基(carbamoyloxy group)、烷氧基羰氧基(alkoxycarbonyloxy group)、芳氧基羰氧基、烷硫基、芳硫基、雜環硫基、烷基或芳基亞磺醯基、烷基或芳基磺醯基、芳氧基羰基、烷氧基羰基、芳基或雜環偶氮基、磺醯胺基、醯亞胺基、醯胺基、胺甲醯基、內酯基等。
又,若有可能,則上述各基團亦可以進一步具有取代基。例如,作為有機基W之一形態,亦包括可以具有取代基的烷基。作為上述取代基並無特別限制,例如,可舉出上述之作為有機基W所表示的各基團中的一個以上的基團、鹵素原子、硝基、1~3級胺基、膦基、氧膦基(phosphinyl group)、氧膦氧基、氧膦胺基、膦醯基、矽烷基、羥基、羧基、磺酸基、磷酸基等(以下,亦將此等稱為「取代基T」)。
又,有機基W所具有的碳數例如為1~20。
又,有機基W所具有的氫原子以外的原子數例如為1~30。
又,作為有機基W中所例示的烷基的碳數,較佳為1~20,更佳為1~10,進一步較佳為1~6。
烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。
作為烷基,例如,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基等直鏈狀或支鏈狀烷基。
在可以具有取代基之烷基中,烷基可以具有的取代基並無特別限制,例如,可舉出上述之以取代基T所例示的基團。
作為在有機基W中所例示的烷氧基(亦包括含有烷氧基的取代基(例如,烷氧基羰氧基)中的烷氧基部分)中的烷基部分、芳烷基中的烷基部分、烷基羰基中的烷基部分、烷基羰氧基中的烷基部分、烷硫基中的烷基部分、烷基亞磺醯基中的烷基部分、以及烷基磺醯基中的烷部分,較佳為上述烷基。又,在可以具有取代基的烷氧基、可以具有取代基的芳烷基、可以具有取代基的烷基羰氧基、可以具有取代基的烷硫基、可以具有取代基的烷基亞磺醯基以及可以具有取代基的烷基磺醯基中,作為烷氧基、芳烷基、烷基羰氧基、烷硫基、烷基亞磺醯基、及烷基磺醯基可以具有的取代基,可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為有機基W中所例示的環烷基,可舉出環戊基、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、金剛烷基等多環的環烷基。上述環烷基的碳數較佳為碳數5~20,更佳為5~15。在可以具有取代基的環烷基中,環烷基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的烯基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。上述烯基的碳數較佳為2~20。在可以具有取代基的烯基中,烯基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的環烯基的碳數較佳為5~20。在可以具有取代基的環烯基中,環烯基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的炔基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。上述炔基的碳數較佳為2~20。在可以具有取代基的炔基中,炔基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的環炔基的碳數較佳為5~20。在可以具有取代基的環炔基中,環炔基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的芳基除非另有說明,可以為單環及多環(例如,2~6環等)中的任一種。
上述芳基的環員原子數較佳為6~15,更佳為6~10。
作為上述芳基,較佳為苯基、萘基或蒽基,更佳為苯基。
在可以具有取代基的芳基中,芳基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
又,在有機基W中所例示的基團中,含有芳基的取代基(例如,芳氧基)中的芳基部分亦可舉出與在上述有機基W中所例示的芳基相同之例。
在有機基W中所例示的雜芳基除非另有說明,可以為單環及多環(例如,2~6環等)中的任一種。
雜芳基作為環員原子所具有的雜原子數例如為1~10。作為上述雜原子,例如,可舉出氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子、及硼原子。
上述雜芳基的環員原子數較佳為5~15。
在可以具有取代基的雜芳基中,雜芳基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
在有機基W中所例示的雜環,係意指含有雜原子作為環員原子之環,並且除非另有說明,可以為芳香族雜環及脂肪族雜環中的任一種,亦可以為單環及多環(例如,2~6環等)中的任一種。
雜環作為環員原子所具有的雜原子數例如為1~10。作為上述雜原子,例如,可舉出氮原子、硫原子、氧原子、硒原子、碲原子、磷原子、矽原子、及硼原子。
上述雜環的環員原子數較佳為5~15。
在可以具有取代基的雜環中,雜環可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為在有機基W中所例示的內酯基,較佳為5~7員環的內酯基,更佳為以形成雙環結構或螺環結構之形式在5~7員環的內酯環上縮環有其他環結構者。
在可以具有取代基的內酯基中,內酯基可以具有的取代基可舉出與可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為R
0及R
1,較佳為氫原子。
作為A
1,較佳為表示有機基。
R
0可以與A
1或R
1相互鍵結而形成環。
作為R
0與A
1或R
1相互鍵結而形成的環並無特別限制,可以為單環及多環中的任一種。上述環可以含有氧原子、氮原子及硫原子等雜原子,以及/或羰基碳作為環員原子。
上述環較佳為5或6員環之脂環。
以下,舉出對應於式(1)所表示的重複單元的單體(藉由聚合給出式(1)所表示的重複單元之單體)之具體例,但並不限定於此等。此外,1-d、1-f、1-h、1-m~1-o具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
[化學式19]
在聚合物(B)中,式(1)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,式(1)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進一步較佳為60莫耳%以下。
在聚合物(B)中,式(1)所表示的重複單元可以單獨包含一種,亦可以包含兩種以上。包含兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
(式(2)所表示的重複單元)
以下,對式(2)所表示的重複單元進行說明。
Y表示氫原子或烴基,較佳為表示烴基。
作為Y所表示的烴基,例如,可舉出直鏈狀或支鏈狀烷基、環烷基、及芳基等。
作為Y所表示的烷基,較佳為作為有機基W所例示的烷基,更佳為碳數1~6的烷基,進一步較佳為甲基或乙基。
作為Y所表示的環烷基,較佳為作為有機基W所例示的環烷基,更佳為環己基。
作為Y所表示的芳基,較佳為作為有機基W所例示的芳基,更佳為苯基或萘基。
作為A
2所表示的有機基並無特別限制,例如,較佳為表示-CH
2-可以被選自由-O-、-CO-、及-NR
T-所組成之群組中的一種以上的基團取代的可以具有取代基的烴基。
上述R
T表示氫原子或有機基。
作為上述可以具有取代基的烴基,例如,可舉出可以具有取代基的烷基(可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。)、可以具有取代基的環烷基、可以具有取代基的芳基(可以為單環及多環中的任一種。)等。
作為上述可以具有取代基的烷基,較佳為作為有機基W所例示的烷基,更佳為可以具有取代基的碳數1~6的烷基。作為上述烷基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為上述可以具有取代基的環烷基,較佳為作為有機基W所例示的環烷基,更佳為可以具有取代基的環己基。作為上述環烷基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為上述可以具有取代基的芳基,較佳為作為有機基W所例示的芳基,更佳為可以具有取代基的苯基。作為上述芳基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
又,作為上述R
T所表示的有機基並無特別限制,例如,可舉出於上段部說明的有機基W。
作為A
2所表示的-CH
2-可以被選自由-O-、-CO-、及-NR
T-所組成之群組中的一種以上的基團取代的可以具有取代基的烴基並無特別限制,例如,可舉出可以具有取代基的烴基、-O-L
2-R
a、-NR
bR
c、及-CO-L
3-R
d等。
R
a~R
d各自獨立地表示烴基。上述烴基可以具有取代基。R
b與R
c可以相互鍵結而形成環。作為上述L
2,表示單鍵或-CO-。作為上述L
3,表示-O-或-NR
e-。R
e表示氫原子或有機基。
又,作為R
b與R
c相互鍵結而形成的環並無特別限制,可以為單環及多環中的任一種。上述環可以含有雜原子及羰基碳中的至少一個作為環員原子。作為雜原子,可舉出氧原子、氮原子、硫原子等。上述環較佳為5或6員的脂環。
作為R
e所表示的有機基並無特別限制,例如,可舉出前述的有機基W。
從本發明之效果更優異之觀點考慮,由式(2)表示的重複單元較佳為選自由由下述式(2)-1表示的重複單元至由下述式(2)-4表示的重複單元所組成之群組中的至少一個,更佳為由式(2)-1表示的重複單元。
[化學式20]
式(2)-1中,Y表示氫原子或烴基。Ar表示芳基。
式(2)-2中,Y表示氫原子或烴基。L
2表示單鍵或-CO-。R
a表示烴基。
式(2)-3中,Y表示氫原子或烴基。R
b及R
c各自獨立地表示烴基。R
b與R
c可以相互鍵結而形成環。
式(2)-4中,Y表示氫原子或烴基。L
3表示-O-或-NR
e-。R
e表示氫原子或有機基。R
d表示烴基。
式(2)-1~(2)-4中的Y與式(2)中的Y含義相同,較佳態樣亦相同。
式(2)-1中,Ar表示芳基,且上述芳基可以具有取代基。
作為Ar表示的芳基,較佳為前述的作為有機基W所例示的芳基,更佳為可以具有取代基的苯基。作為上述芳基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
式(2)-2~式(2)-4中的R
a、R
b、R
c及R
d各自獨立地表示烴基。上述烴基可以具有取代基。
作為R
a、R
b、R
c及R
d所表示的可以具有取代基的烴基,可舉出可以具有取代基的烷基(可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。)、可以具有取代基的環烷基及可以具有取代基的芳基(可以為單環及多環中的任一種。)。
作為上述可以具有取代基的烷基,較佳為作為有機基W所例示的烷基,更佳為可以具有取代基的碳數1~6的烷基。作為上述烷基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為上述可以具有取代基的環烷基,較佳為作為有機基W所例示的環烷基,更佳為可以具有取代基的環己基。作為上述環烷基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
作為上述可以具有取代基的芳基,較佳為作為有機基W所例示的芳基,更佳為可以具有取代基的苯基。作為上述芳基可以具有的取代基,例如,可舉出與作為有機基W上述的可以具有取代基的烷基中的取代基相同之例。
又,R
b與R
c可以相互鍵結而形成環。作為R
b與R
c相互鍵結而形成的環並無特別限制,可以為單環及多環中的任一種。上述環可以含有雜原子及羰基碳中的至少一個作為環員原子。作為雜原子,可舉出氧原子、氮原子、硫原子等。上述環較佳為5或6員的脂環。
式(2)-4中,L
3表示-O-或-NR
e-。R
e表示氫原子或有機基。
作為R
e所表示的有機基並無特別限制,例如,可舉出前述的有機基W。
式(2)所表示的重複單元亦較佳為衍生自選自由α-甲基苯乙烯類、異丙烯基醚類、異丙烯胺類、及甲基丙烯酸酯類所組成之群組中的單體之重複單元。
以下,舉出對應於式(2)所表示的重複單元的單體(藉由聚合給出式(2)所表示的重複單元之單體)之具體例,但並不限定於此等。此外,2-a~2-s及2-x具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。又,2-b、2-c、2-f、2-h、2-m、2-n、及2-n7含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
[化學式21]
[化學式22]
[化學式23]
在聚合物(B)中,式(2)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,式(2)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進一步較佳為60莫耳%以下。
在聚合物(B)中,式(2)所表示的重複單元可以單獨包含一種,亦可以包含兩種以上。包含兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
聚合物(B)較佳為含有具有與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基之重複單元,且上述重複單元更佳為具有兩個以上與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
聚合物(B)較佳為包含由下述式(3)表示的重複單元。由下述式(3)表示的重複單元係上述式(2)所表示的重複單元的較佳態樣之一。
[化學式24]
式(3)中,k表示2~5的整數。A
3表示與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。複數的A
3可以相同亦可以不同。L
4表示單鍵或連結基。複數的L
4可以相同亦可以不同。複數的L
4可以相互鍵結而形成環。
k表示2~5的整數,較佳為表示2~4的整數,更佳為表示2或3。
A
3表示的與鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基較佳為係選自由羥基、羧基、醯亞胺基及硫醇基所組成之群組中的至少一個。
L
4表示的連結基並無特別限定,較佳為二價的有機基,更佳為伸烷基或伸烯基、進一步較佳為碳數1~6的伸烷基或碳數2~6的伸烯基。
複數的L
4可以相互鍵結而形成環,且作為上述環,較佳為芳香環,更佳為苯環。
在聚合物(B)中,式(3)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,式(3)所表示的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進一步較佳為60莫耳%以下。
在聚合物(B)中,式(3)所表示的重複單元可以單獨包含一種,亦可以包含兩種以上。包含兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
聚合物(B)較佳為含有由下述式(1)-1表示的重複單元及由下述式(3)-1表示的重複單元。
[化學式25]
式(1)-1中,X表示鹵素原子。R
f表示氫原子或有機基。
式(3)-1中,Z
1表示羥基或羧基。
作為X所表示的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。作為X所表示的鹵素原子,從本發明之效果更優異之觀點考慮,較佳為氯原子、溴原子或碘原子,更佳為氯原子。
作為R
f所表示的有機基,例如,可舉出前述有機基W,較佳為烷基或芳烷基。
在聚合物(B)中,式(1)-1所表示的重複單元及式(3)-1所表示的重複單元之含量,分別相對於所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,式(1)-1所表示的重複單元及式(3)-1所表示的重複單元之含量,分別相對於所有重複單元,較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進一步較佳為60莫耳%以下。
在聚合物(B)中,式(1)-1所表示的重複單元可以單獨包含一種,亦可以包含兩種以上。包含兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
在聚合物(B)中,上述式(1)所表示的重複單元與上述式(2)所表示的重複單元之合計含量,相對於所有重複單元,較佳為90莫耳%以上,更佳為95莫耳%以上。此外,作為上限值,較佳為100莫耳%以下。
聚合物(B)為含有上述式(1)所表示的重複單元及上述式(2)所表示的重複單元之共聚物時,可以為無規共聚物、嵌段共聚物及交替共聚物(上述式(1)所表示的重複單元與上述式(2)所表示的重複單元交替配置的共聚物)中的任一種形態,較佳為交替共聚物。
作為聚合物(B)的一較佳態樣,亦可舉出聚合物(B)中的交替共聚物之存在比例相對於聚合物(B)的總質量為90質量%以上之態樣(較佳為100質量%)之態樣。
在不影響本發明之效果的範圍內,聚合物(B)亦可以含有上述重複單元之外的其他重複單元。上述重複單元之外的其他重複單元之含量,相對於聚合物(B)中的所有重複單元較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下,進一步較佳為0質量%。
聚合物(B)的重量平均分子量的下限值較佳為25,000以上,從提高耐熱性、抑制耐乾蝕刻性之劣化、以及本發明之效果更優異之觀點考慮,更佳為30,000以上,進一步較佳為35,000以上,特佳為40,000以上,最佳為50,000以上。又,作為上限值,從顯影適應性更優異及能夠進一步抑制因黏度上升而導致製膜性劣化的觀點出發,例如,較佳為200,000以下,更佳為150,000以下,進一步較佳為100,000以下,特佳為85,000以下。此外,上述重量平均分子量之值係藉由GPC法作為聚苯乙烯換算值求得的值。
聚合物(B)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1.2~3.0,進一步較佳為1.2~2.5。當分散度在上述範圍內時,解析度及光阻形狀趨向於更優異。
聚合物(B)可依據常規方法(例如自由基聚合)來合成。
在本發明的光阻組成物中,聚合物(B)的含量相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為50.0質量%以上,更佳為60.0質量%以上,進一步較佳為70.0質量%以上。又,聚合物(B)的含量相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為99.5質量%以下,更佳為99.0質量%以下,進一步較佳為95.0質量%以下。
聚合物(B)可以僅使用一種,亦可以併用複數種。使用兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
鎓鹽(A)與聚合物(B)係不同的化合物。鎓鹽(A)與聚合物(B)為不同的化合物時,容易自由地控制各自的配合比,且能夠增加在顯影液中的溶解度,由此可提高顯影性,其結果,將提高解析度及LWR性能。
本發明的光阻組成物滿足下述(1)~(3)中的至少一個。
(1)光阻組成物含有選自由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個。
(2)上述鎓鹽(A)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
(3)上述聚合物(B)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
本發明的光阻組成物藉由滿足上述(1)~(3)的條件中的至少一個,能夠有效抑制作為由曝光引起的聚合物(B)的主鏈分解反應的副反應之交聯反應,故能夠提高溶解對比,其結果,認為可表現出高解析度及高LWR性能。
包含在由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的化合物亦稱為「化合物(C)」。
包含在由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的基團亦稱為「特定基團(D)」。
<化合物(C)>
對本發明的光阻組成物滿足上述(1)的情況(即,光阻組成物含有至少一個化合物(C)的情況)進行說明。
化合物(C)較佳為與鎓鹽(A)及聚合物(B)不同的化合物。
作為化合物(C),可使用作為抗氧化劑、阻聚劑或鏈轉移劑而公知的化合物。
化合物(C)較佳為選自由多元酚化合物、胺化合物、硫醇化合物、磷化合物、糖化合物、硝基化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個,更佳為選自由多元酚化合物、硫醇化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個。
多元酚化合物為一個芳香環上取代有兩個以上羥基之化合物,更佳為一個芳香族烴環上取代有兩個以上羥基之化合物,進一步較佳為碳數6~20的芳香族烴環上取代有兩個以上羥基之化合物,特佳為苯環或萘環上取代有兩個以上羥基之化合物,最佳為苯環上取代有兩個以上的羥基之化合物。多元酚化合物的一個芳香環上取代有的羥基數較佳為兩個以上且四個以下,更佳為兩個或三個。
作為胺化合物,較佳為受阻胺光穩定劑(HALS)、芳香族胺化合物或二硫代胺基甲酸的金屬鹽(例如二硫代胺基甲酸的鋅鹽)。
作為胺化合物,較佳為選自由由下述式(CA-1)表示的化合物、由下述式(CA-2)表示的化合物、由下述式(CA-3)表示的化合物及由下述式(CA-4)表示的化合物所組成之群組中的至少一個。
[化學式26]
式(CA-1)中,R
C1及R
C2各自獨立地表示氫原子或取代基。
式(CA-2)中,R
C3及R
C4各自獨立地表示氫原子或取代基。R
c5表示取代基。c1表示0~4的整數。存在複數個R
c5時,複數個R
c5可以相同亦可以不同。複數個R
c5可以相互鍵結而形成環。
式(CA-3)中,R
C6及R
C7各自獨立地表示取代基。c2及c3各自獨立地表示0~5的整數。存在複數個R
C6時,複數個R
C6可以相同亦可以不同。複數個R
c6可以相互鍵結而形成環。存在複數個R
C7時,複數個R
C7可以相同亦可以不同。複數個R
C7可以相互鍵結而形成環。
式(CA-4)中,R
C8及R
C9各自獨立地表示取代基。c4及c5各自獨立地表示0~4的整數。存在複數個R
C8時,複數個R
C8可以相同亦可以不同。複數個R
C8可以相互鍵結而形成環。存在複數個R
C9時,複數個R
C9可以相同亦可以不同。複數個R
C9可以相互鍵結而形成環。L
C1表示單鍵或二價的連結基。
作為R
C1及R
C3表示的取代基並無特別限定,例如,可舉出有機基、羥基、鹵素原子、胺基(胺基可以具有取代基,作為取代基,可舉出前述的有機基W)等。作為有機基,可舉出前述有機基W。
作為R
C2及R
C4表示的取代基並無特別限定,例如,可舉出有機基、-O・(氧自由基)等。作為有機基,可舉出前述有機基W。
作為R
C5表示的取代基並無特別限定,例如,可舉出有機基、羥基、鹵素原子、胺基(胺基可以具有有機基W,作為取代基,可舉出前述的有機基W)等。作為有機基,可舉出前述有機基W。
作為R
C6~R
C9表示的取代基並無特別限定,例如,可舉出有機基、羥基、鹵素原子、胺基(胺基可以具有取代基,作為取代基,可舉出前述的有機基W)等。作為有機基,可舉出前述有機基W。
作為L
C1表示的二價的連結基並無特別限定,較佳為伸烷基、-S-、-O-、-SO-、-SO
2-、-CO-、-NR
C10-、或將此等組合兩種以上而成的連結基。R
C10表示氫原子或有機基。作為有機基,可舉出前述有機基W。
作為硫醇化合物,較佳為芳香族硫醇化合物。芳香族硫醇化合物較佳為硫醇基與芳香族基鍵結而成的化合物,作為芳香族基,可舉出芳基及雜芳基,作為芳基及雜芳基,可舉出在前述有機基W中所例示的芳基及雜芳基。
作為磷化合物,較佳為亞磷酸酯化合物,更佳為芳香族亞磷酸酯化合物。作為芳香族亞磷酸酯化合物中所含的芳香族基,可舉出芳基及雜芳基,作為芳基及雜芳基,可舉出在前述有機基W中所例示的芳基及雜芳基。
作為糖化合物,較佳為抗壞血酸。
作為硝基化合物及亞硝基化合物,較佳為芳香族硝基化合物及芳香族亞硝基化合物。芳香族硝基化合物及芳香族亞硝基化合物中所含的芳香環較佳為芳香族烴環。芳香環的環員之碳數較佳為6~20,更佳為6~15。芳香環可以具有取代基,作為取代基,可舉出烷基、環烷基、羥基等。
又,作為化合物(C),較佳為由下述式(CA-5)表示的化合物。
[化學式27]
式(CA-5)中,R
C11及R
C12各自獨立地表示氫原子或烷基。其中,R
C11及R
C12中的至少一個表示烷基。R
c13表示取代基。c6表示0~3的整數。存在複數個R
c13時,複數個R
c13可以相同亦可以不同。複數個R
c13可以相互鍵結而形成環。
較佳為R
C11及R
C12中的至少一個為碳數1~10的烷基,特佳為第三丁基。
R
c13為有機基時,較佳為碳數1~100之有機基,更佳為碳數1~50之有機基。作為R
c13,可舉出前述有機基W。
化合物(C)特佳為選自由由下述式(H-1)表示的化合物及由下述式(H-2)表示的化合物所組成之群組中的至少一個。
[化學式28]
式(H-1)中,R
H1表示氫原子、羥基或有機基,R
H2~R
H4各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H1~R
H4中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環。
式(H-2)中,R
H5表示氫原子、羥基或有機基,R
H6~R
H8各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H5與R
H6可以相互鍵結而形成環。R
H7與R
H8可以相互鍵結而形成環。
式(H-1)中,作為R
H1~R
H4表示的有機基,可舉出前述有機基W,較佳為碳數1~10的有機基。作為有機基,更佳為烷基、烯基、烷氧基、醯基及醯氧基。
作為R
H1~R
H4中相鄰的兩個相互鍵結而形成的環,可以為芳香環,亦可以為非芳香環,較佳為環己烷環或苯環,更佳為苯環。
式(H-2)中,作為R
H5~R
H8表示的有機基,可舉出前述有機基W,較佳為碳數1~10的有機基。作為有機基,更佳為烷基、烯基、烷氧基、醯基及醯氧基。
作為R
H5與R
H6相互鍵結而形成的環、及R
H7與R
H8相互鍵結而形成的環,可以為芳香環,亦可以為非芳香環,較佳為環己烷環或苯環,更佳為苯環。
以下示出化合物(C)之具體例,但並不限定於此等。
[化學式29]
本發明的光阻組成物包含化合物(C)時,化合物(C)的含量相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為0.5質量%以上,更佳為1.0質量%以上,進一步較佳為2.0質量%以上。又,本發明的光阻組成物包含化合物(C)時,化合物(C)的含量相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為30.0質量%以下,更佳為20.0質量%以下,進一步較佳為10.0質量%以下。化合物(C)可以僅使用一種,亦可以併用複數種。使用兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
<特定基團(D)>
對本發明的光阻組成物滿足上述(2)及(3)中的至少一者之情況(即,鎓鹽(A)及聚合物(B)中的至少一個含有至少一個特定基團(D)時)進行說明。
作為特定基團(D),可舉出作為抗氧化基、聚合停止基或鏈轉移基而公知的基團。
聚合物(B)含有特定基團(D)時,特定基團(D)亦可以兼作與前述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
特定基團(D)較佳為包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、分別被一個以上羥基及羧基取代之芳香族基、胺基、硫醇基、含有磷原子的基團、包含碳-碳雙鍵的兩個碳原子分別被一個羥基取代的結構之基團、硝基及亞硝基所組成之群組中的至少一個,更佳為包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、硫醇基及亞硝基所組成之群組中的至少一個。
作為被兩個以上羥基取代之芳香族基,較佳為被兩個以上羥基取代的芳基,更佳為被兩個以上羥基取代的碳數6~20的芳基,進一步較佳為被兩個以上羥基取代的苯基或萘基,特佳為被兩個以上羥基取代的苯基。被兩個以上羥基取代的芳香族基中的羥基數較佳為兩個以上且四個以下,更佳為兩個或三個。
作為分別被一個以上的羥基及羧基取代的芳香族基,較佳為分別被一個以上的羥基及羧基取代的芳基,更佳為分別被一個以上的羥基及羧基取代的碳數6~20的芳基,進一步較佳為分別被一個以上的羥基及羧基取代的苯基或萘基,特佳為分別被一個以上的羥基及羧基取代的苯基。分別被一個以上的羥基及羧基取代的芳香族基中的羥基數及羧基數較佳為分別為一個以上且兩個以下。
作為胺基,較佳為含有-NR
D1-的基團(其中,不包括-CO-NR
D1-CO-及-NR
D1-SO
2-)。R
D1表示氫原子或有機基,作為有機基,可舉出前述有機基W。胺基較佳為選自由除去上述式(CA-1)所表示的化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團、除去上述式(CA-2)所表示的化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團、除去上述式(CA-3)所表示的化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團、及除去上述式(CA-4)所表示的化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團所組成之群組中的至少一個。
硫醇基較佳為與芳香族基鍵結的硫醇基。作為芳香族基,可舉出芳基及雜芳基,作為芳基及雜芳基,可舉出在前述有機基W中所例示的芳基及雜芳基。
作為含磷原子的基團,較佳為除去亞磷酸酯化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團,更佳為除去芳香族亞磷酸酯化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團。作為芳香族亞磷酸酯化合物中所含的芳香族基,可舉出芳基及雜芳基,作為芳基及雜芳基,可舉出在前述有機基W中所例示的芳基及雜芳基。
含有碳-碳雙鍵的兩個碳原子分別被一個羥基的結構取代的基團為由下述式(D-1)表示的基團。
[化學式30]
式(D-1)中,*分別表示取代位置。
又,作為特定基團(D),較佳為除去上述式(CA-5)所表示的化合物中所含的氫原子中的至少一個而形成的基團。
特定基團(D)特佳為選自由由下述式(H-1S)表示的基團及由下述式(H-2S)表示的基團所組成之群組中的至少一個。
[化學式31]
式(H-1S)中,R
H1S表示氫原子、羥基或有機基,R
H2S~R
H4S各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H1S~R
H4S中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環。其中,將R
H1S~R
H4S中所含的氫原子及R
H1S~R
H4S中相鄰的兩個相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團。
式(H-2S)中,R
H5S表示氫原子、羥基或有機基,R
H6S~R
H8S各自獨立地表示氫原子或有機基。R
H5S與R
H6S可以相互鍵結而形成環。R
H7S與R
H8S可以相互鍵結而形成環。其中,將R
H5S~R
H8S中所含的氫原子、R
H5S與R
H6S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子、及R
H7S與R
H8S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團。
式(H-1S)中的R
H1S~R
H4S之具體例及較佳範圍與前述式(H-1)中的R
H1~R
H4的相同。
式(H-2S)中的R
H5S~R
H8S之具體例及較佳範圍與前述式(H-2)中的R
H5~R
H8相同。
上述式(H-1S)所表示的基團及上述式(H-2S)所表示的基團較佳為一價的基團。
本發明的光阻組成物至少滿足上述(2)時(即,當至少一個鎓鹽(A)含有至少一個特定基團(D)時),含特定基團(D)的鎓鹽(A)的含量相對於光阻組成物的總固體成分,較佳為0.5質量%以上,更佳為1.0質量%以上,進一步較佳為5.0質量%以上。又,上述含量較佳為40.0質量%以下,更佳為30.0質量%以下。
本發明的光阻組成物至少滿足上述(3)時(即,當至少一個聚合物(B)含有至少一個特定基團(D)時),聚合物(B)較佳為含有具有特定基團(D)的重複單元。
在聚合物(B)中,具有特定基團(D)的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,具有特定基團(D)的重複單元之含量,相對於所有重複單元,較佳為80莫耳%以下,更佳為70莫耳%以下,進一步較佳為60莫耳%以下。
在聚合物(B)中,具有特定基團(D)的重複單元可以單獨包含一種,亦可以包含兩種以上。包含兩種以上時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
<溶劑>
本發明的光阻組成物較佳為含有溶劑。
溶劑較佳為包含(M1)及(M2)中的至少一者,該(M1)為丙二醇單烷基醚羧酸鹽,該(M2)為選自由丙二醇單烷基醚、乳酸酯、乙酸酯、烷氧基丙酸酯、鏈狀酮、環狀酮、內酯及碳酸伸烷基酯所組成之群組中的至少一者。此外,該溶劑亦可以進一步含有成分(M1)及(M2)以外的成分。
當組合使用這種溶劑和聚合物(B)時,可提高光阻組成物之塗佈性,並且容易形成顯影缺陷數少的圖案。作為其理由,推測為這是由於,此等溶劑在聚合物(B)的溶解性、沸點及粘度之平衡方面優異,故能夠抑制作為光阻組成物的組成物膜之光阻膜的膜厚不均及旋塗時產生析出物等。
作為成分(Ml),較佳為選自由丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA:propylene glycol monomethylether acetate)、丙二醇單甲醚丙酸酯、及丙二醇單乙醚乙酸酯所組成之群組中的至少一個,更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)。
作為成分(M2),較佳為以下成分。
作為丙二醇單烷基醚,較佳為丙二醇單甲醚(PGME:propylene glycol monomethylether)、及丙二醇單乙醚(PGEE:Propylene glycol monoethyl ether)。
作為乳酸酯,較佳為乳酸乙酯、乳酸丁酯、或乳酸丙酯。
作為乙酸酯,較佳為乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸異丁酯、乙酸丙酯、乙酸異戊酯、甲酸甲酯、甲酸乙酯、甲酸丁酯、甲酸丙酯、或乙酸3-甲氧基丁酯。
又,亦較佳為丁酸丁酯。
作為烷氧基丙酸酯,較佳為3-甲氧基丙酸甲酯(MMP:3-Methoxypopionate)或3-乙氧基丙酸乙酯(EEP:ethy 3-ethoxypropionate)。
作為鏈狀酮,較佳為1-辛酮、2-辛酮、1-壬酮、2-壬酮、丙酮、2-庚酮、4-庚酮、1-己酮、2-己酮、二異丁基酮、苯丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、乙醯丙酮、丙酮基丙酮、紫羅蘭酮、雙丙酮醇、乙醯基甲醇、苯乙酮、甲基萘基酮、或甲基戊基酮。
作為環狀酮,較佳為甲基環己酮、異佛爾酮、環戊酮、或環己酮。
作為內酯,較佳為γ-丁內酯。
作為碳酸伸烷基酯,較佳為碳酸伸丙酯。
作為成分(M2),更佳為丙二醇單甲醚(PGME)、乳酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、甲基戊基酮、環己酮、乙酸丁酯、乙酸戊酯、γ-丁內酯、或碳酸伸丙酯。
作為溶劑,除了上述成分之外,亦較佳為含有碳數為7以上(較佳為7~14,更佳為7~12,進一步較佳為7~10)、且雜原子數為2以下的酯系溶劑。
作為碳數為7以上且雜原子數為2以下的酯系溶劑,較佳為乙酸戊酯、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、丙酸丁酯、異丁酸異丁酯、丙酸庚酯,或丁酸丁酯,更佳為乙酸異戊酯。
作為成分(M2),較佳為閃點(以下,亦稱為fp)為37℃以上者。作為此種成分(M2),較佳為丙二醇單甲醚(fp:47℃)、乳酸乙酯(fp:53℃)、3-乙氧基丙酸乙酯(fp:49℃)、甲基戊基酮(fp:42℃)、環己酮(fp:44℃)、乙酸戊酯(fp:45℃)、2-羥基異丁酸甲酯(fp:45℃)、γ-丁內酯(fp:101℃)、或碳酸伸丙酯(fp:132℃)。其中,更佳為丙二醇單乙醚、乳酸乙酯、乙酸戊酯或環己酮,進一步較佳為丙二醇單乙醚或乳酸乙酯。
此外,此處的所謂「閃點」,係意指東京化成工業股份有限公司或Sigma-Aldrich公司的試劑目錄中所記載的值。
溶劑較佳為包含成分(M1)。溶劑更佳為實質上僅包含成分(M1)構成,或者為成分(M1)與其他成分的混合溶劑。在後一種情況下,溶劑進一步較佳為包含成分(M1)和成分(M2)兩者。
成分(M1)與成分(M2)的質量比(M1/M2)較佳為在「100/0」~「15/85」之範圍內,更佳為在「100/0」~「40/60」之範圍內,進一步較佳為在「100/0」~「60/40」之範圍內。亦即,溶劑較佳為僅包含成分(M1),或包含成分(M1)和成分(M2)兩者,並且其質量比如下所示。即,在後一種情況下,成分(M1)與成分(M2)的質量比較佳為15/85以上,更佳為40/60以上,進一步較佳為60/40以上。採用此種構成,可進一步減少顯影缺陷的數量。
此外,當溶劑包含成分(M1)和成分(M2)兩者時,成分(M1)與成分(M2)的質量比,例如,為99/1以下。
溶劑進一步含有成分(M1)及(M2)以外的成分時,成分(M1)及(M2)以外的成分的含量相對於溶劑之總量較佳為5~30質量%。
本發明的光阻組成物中的溶劑之含量,從具有更好的塗佈性之觀點而言,較佳為設定成使固體成分濃度成為0.5~30質量%,更佳為成為1~20質量%。
<界面活性劑>
本發明的光阻組成物可以含有界面活性劑。含有界面活性劑時,能夠形成密著性更優異、顯影缺陷更少的圖案。
界面活性劑較佳為氟系及/或矽系界面活性劑。
作為氟系及/或矽系界面活性劑,可舉出揭露於國際公開第2018/193954號公報之段落[0218]及[0219]之界面活性劑。
界面活性劑可以單獨使用一種,亦可以使用兩種以上。
本發明的光阻組成物包含界面活性劑時,界面活性劑的含量相對於光阻組成物的總固體成分較佳為0.0001~2質量%,更佳為0.0005~1質量%。
[光阻膜、圖案形成方法]
使用上述光阻組成物的圖案形成方法之步驟並無特別限制,較佳為具有以下製程。
製程1:使用光阻組成物在基板上形成光阻膜之製程
製程2:對光阻膜進行曝光之製程
製程3:使用含有有機溶劑的顯影液對曝光後的光阻膜進行顯影之製程
以下,將對上述各個製程之步驟進行詳細描述。
<製程1:光阻膜形成製程>
製程1係使用光阻組成物在基板上形成光阻膜之製程。
關於光阻組成物如前所述。
作為使用光阻組成物在基板上形成光阻膜的方法,例如,可舉出將光阻組成物塗佈在基板上的方法。
此外,較佳為在塗佈之前視需要用過濾器過濾光阻組成物。過濾器的孔徑較佳為0.1μm以下,更佳為0.05μm以下,進一步較佳為0.03μm以下。又,過濾器較佳為聚四氟乙烯製、聚乙烯製、或尼龍製。
光阻組成物可藉由旋塗器或塗佈機等適當的塗佈方法塗佈到諸如用於製造積體電路元件的基板(例如,被覆有矽、二氧化矽)上。塗佈方法較佳為使用旋塗器的旋轉塗佈。使用旋塗器的旋塗時的轉速較佳為1000~3000rpm(rotation per minute)。
塗佈光阻組成物之後,可以將基板乾燥,並形成光阻膜。此外,視需要,可以在光阻膜的下層形成各種底塗層膜(無機膜、有機膜、抗反射膜)。
作為乾燥方法,例如,可舉出加熱進行乾燥的方法。加熱可藉由通常的曝光機及/或顯影機所具備的裝置來實施,亦可使用熱板等來實施。加熱溫度較佳為80~150℃,更佳為80~140℃,進一步較佳為80~130℃。加熱時間較佳為30~1000秒,更佳為60~800秒,進一步較佳為60~600秒。
光阻膜之膜厚並無特別限制,但從可形成更高精度的微細圖案之觀點而言,較佳為10~120nm。其中,在設為EUV曝光及EB曝光之情況下,作為光阻膜之膜厚,更佳為10~65nm,進一步較佳為15~50nm。又,在ArF液浸曝光的情況下,光阻膜之膜厚更佳為10~120nm,進一步較佳為15~90nm。
此外,可以使用頂塗層組成物在光阻膜的上層形成頂塗層。
頂塗層組成物較佳為不與光阻膜混合,而且能狗均勻地塗佈於光阻膜上層。上塗層並無特別限定,可藉由先前公知的方法來形成先前公知的上塗層,例如,可基於日本特開2014-059543號公報之段落[0072]~[0082]的記載來形成上塗層。
例如,較佳為在光阻膜上形成諸如日本特開2013-61648號公報中所記載的包含鹼性化合物之頂塗層。
又,頂塗層亦較佳為包含含有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團或鍵的化合物。
<製程2:曝光製程>
製程2係對光阻膜進行曝光之製程。
作為曝光之方法,可舉出經由規定的遮罩對所形成的光阻膜照射光化射線或放射線之方法。
作為光化射線或放射線,可舉出紅外光、可見光、紫外光、遠紫外光、極紫外線、X射線、及電子束,較佳為250nm以下、更佳為220nm以下、特佳為1~200nm之波長的遠紫外光,具體而言,可舉出KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)、F
2準分子雷射(157nm)、EUV(13nm)、X射線、及電子束。
曝光後,較佳為在進行顯影前進行曝光後熱處理(亦稱為曝光後烘烤。)。藉由曝光後加熱處理可促進曝光部的反應,從而使感度及圖案形狀更加良好。
加熱溫度較佳為80~150℃,更佳為80~140℃,進一步較佳為80~130℃。
加熱時間較佳為10~1000秒鐘,更佳為10~180秒鐘,進一步較佳為30~120秒鐘。
加熱可藉由通常的曝光機及/或顯影機所具備之裝置實施,亦可以使用熱板等進行。
<製程3:顯影製程>
製程3係使用顯影液,對曝光後的光阻膜進行顯影以形成圖案之製程。
顯影液係含有有機溶劑之顯影液(以下,亦稱為有機系顯影液)。
作為顯影方法,例如,可舉出將基板浸漬於裝滿顯影液的槽中一定時間之方法(浸漬法)、藉由表面張力使顯影液堆積於基板表面並靜止一定時間來進行顯影之方法(覆液法)、對基板表面噴灑顯影液之方法(噴塗法)、及在以一定速度旋轉的基板上一邊以一定速度掃描顯影液吐出噴嘴一邊持續噴出顯影液之方法(動態分配法)。
又,在進行顯影之製程之後,亦可以實施一邊置換為其他溶劑一邊停止顯影之製程。
顯影時間只要係使未曝光部的樹脂充分溶解的時間即可,並無特別限制,較佳為10~300秒鐘,更佳為20~120秒鐘。
顯影液的溫度較佳為0~50℃,更佳為15~35℃。
有機系顯影液較佳為含有選自由酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑、及烴系溶劑所組成之群組中的至少一種有機溶劑的顯影液。
上述溶劑可以混合複數種,亦可以與上述以外的溶劑或水混合。作為顯影液整體之含水率較佳為小於50質量%,更佳為小於20質量%,進一步較佳為小於10質量%,特佳為實質上不含水。
有機溶劑相對於有機系顯影液的含量,相對於顯影液的總量,較佳為50質量%以上且100質量%以下,更佳為80質量%以上且100質量%以下,進一步較佳為90質量%以上且100質量%以下,特佳為95質量%以上且100質量%以下。
<其他製程>
上述圖案形成方法較佳為,於製程3之後,包括用沖洗液進行清洗的製程。
在使用了有機系顯影液之顯影製程後的沖洗製程中使用的沖洗液,只要係為不溶解圖案者即可,並無特別限制,可使用含有一般有機溶劑之溶液。沖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之群組中的至少一種有機溶劑的沖洗液。
沖洗製程的方法並無特別限定,例如,可舉出將沖洗液連續噴出到以一定速度旋轉的基板上的方法(旋轉塗佈法)、將基板浸漬在裝滿沖洗液的槽中一定時間的方法(浸漬法)、及向基板表面噴灑沖洗液的方法(噴塗法)等。
又,本發明之圖案形成方法可以在沖洗製程之後包括加熱製程(Post Bake,後烘烤)。藉由本製程,殘留於圖案間及圖案內部的顯影液及沖洗液藉由烘烤而被去除。又,藉由本製程,亦具有使光阻圖案退火、圖案的表面粗糙度得到改善之效果。沖洗製程後之加熱製程通常在40~250℃(較佳為90~200℃)下進行10秒鐘~3分鐘(較佳為30秒鐘~120秒鐘)。
又,可以將所形成的圖案作為遮罩,實施基板的蝕刻處理。亦即,可以將在製程3中所形成的圖案作為遮罩,對基板(或下層膜及基板)進行加工,在基板上形成圖案。
基板(或下層膜及基板)的加工方法並無特別限定,但較佳為將製程3中所形成之圖案作為遮罩,藉由對基板(或下層膜及基板)進行乾式蝕刻,在基板上形成圖案之方法。乾法蝕刻較佳為氧電漿蝕刻。
在光阻組成物及本發明的圖案形成方法中所使用的各種材料(例如,溶劑、顯影液、沖洗液、抗反射膜形成用組成物、頂塗層形成用組成物等)較佳為不含金屬等雜質。此等材料中所包含的雜質含量較佳為1質量ppm(parts per million,百萬分之一)以下,更佳為10質量ppb(parts per billion,十億分之一)以下,進一步較佳為100質量ppt(parts per trillion,萬億分之一)以下,特佳為10質量ppt以下,最佳為1質量ppt以下。在此,作為金屬雜質,例如,可舉出Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Al、Li、Cr、Ni、Sn、Ag、As、Au、Ba、Cd、Co、Pb、Ti、V、W、及Zn等。
作為從各種材料中去除金屬等雜質之方法,例如,可舉出使用過濾器的過濾。在國際公開第2020/004306號公報之段落[0321]中記載有使用過濾器的過濾的細節。
又,作為減少各種材料中所含的金屬等雜質之方法,例如,可舉出選擇金屬含量少的原料作為構成各種材料的原料之方法、對構成各種材料的原料進行過濾器過濾之方法、及利用鐵氟龍(TEFLON、註冊商標)於裝置內形成內襯等而在儘可能抑制污染的條件下進行蒸餾之方法等。
除過濾器過濾之外,可以利用吸附材料去除雜質,亦可以將過濾器過濾與吸附材料組合使用。作為吸附材料,可使用公知的吸附材料,例如能夠使用矽膠及沸石等無機系吸附材料、以及活性碳等有機系吸附材料。為了減少上述各種材料中所含有的金屬等雜質,需要在製造製程中防止金屬雜質的混入。關於金屬雜質是否已從製造裝置中充分去除,可藉由測定用於清洗製造裝置的清洗液中所包含的金屬成分之含量來確認。使用後的清洗液中所包含的金屬成分的含量較佳為100質量ppt以下,更佳為10質量ppt以下,進一步較佳為1質量ppt以下。
又,光阻組成物有時亦含有水作為雜質。含有水作為雜質時,作為水的含量,較佳為盡可能少,亦可以相對於光阻組成物整體包含1~30000質量ppm。
又,光阻組成物有時亦可以含有殘留單體(例如,源自用於合成聚合物(B)的原料單體的單體(monomer))作為雜質。含有殘留單體作為雜質時,作為殘留單體的含量,較佳為盡可能少,亦可以相對於光阻組成物的總固體成分,包含1~30000質量ppm。
在沖洗液等有機系處理液中,可以添加導電性化合物,以防止伴隨靜電帶電及隨後產生的靜電放電,藥液配管及各種部件(過濾器、O型環、管等)出現故障。導電性化合物並無特別限制,例如,可舉出甲醇。添加量並無特別限制,但從維持較佳顯影特性或清洗特性的觀點而言,較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下。
作為藥液配管,例如,可使用SUS(不銹鋼)、或塗覆有已施加防帶電處理的聚乙烯、聚丙烯、或者氟樹脂(聚四氟乙烯或全氟烷氧基樹脂等)之各種配管。同樣,對於過濾器及O型環,亦可使用已施加防帶電處理的聚乙烯、聚丙烯或氟樹脂(聚四氟乙烯或全氟烷氧基樹脂等)。
[電子器件的製造方法]
又,本發明亦涉及包含上述圖案形成方法的電子器件的製造方法、及藉由該製造方法製造的電子器件。
本發明的電子器件可較佳地搭載於電氣電子機器(家電、OA(Office Automation,辦公自動化)、媒體相關機器、光學用機器及通訊機器等)。
[實施例]
以下,基於實施例對本發明進行更詳細的說明。以下的實施例中所示的材料、使用量、比例、處理內容、及處理步驟等,只要不脫離本發明的主旨,可適當變更。因此,本發明之範圍不應被如下所示之實施例限定性地解釋。
[感光化射線性或感放射線性樹脂組成物之成分]
對實施例及比較例的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(光阻組成物)中所使用的成分進行說明。
〔聚合物〕
表3中所示的聚合物(B-1~B-20、BR-1~BR-3)係使用藉由已知的方法合成者。此外,B-1~B-20相當於聚合物(B),BR-1~BR-3不相當於聚合物(B)。
表3中示出了聚合物B-1~B-20、BR-1~BR-3中的各重複單元的種類及含量。各重複單元的含量係相對於所有重複單元之各重複單元的莫耳比(莫耳%)。各重複單元的種類藉由對應於各重複單元之單體的種類來表示。各重複單元的結構如上所示。
又,表3中亦記載有各聚合物的重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)。
聚合物的重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)藉由GPC(載體:四氫呋喃(THF))測定(係聚苯乙烯換算量)。又,聚合物的各重複單元的含量藉由
13C-NMR(Nuclear Magnetic Resonance,核磁共振)測定。
[表3]
〔鎓鹽〕
下述表4及表5的各光阻組成物中使用的鎓鹽,除了AX-1及AX-2之外,係作為鎓鹽(A)之具體例如上所述者。AX-1及AX-2分別是具有下述結構的鎓鹽。AX-2藉由已知方法合成。AX-2的各重複單元的含量係相對於所有重複單元之莫耳比。以下亦示出AX-2的重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)。AX-2的Mw及Mw/Mn藉由GPC(載體:THF)測定(係聚苯乙烯換算)。又,AX-2的各重複單元的含量藉由
13C-NMR測定。
由於AX-1中所含的陰離子的共軛酸之pKa為-1.9,故AX-1不相當於鎓鹽(A)。
由於AX-2中所含的陰離子的共軛酸之pKa為4.20,故AX-2相當於鎓鹽(A)。AX-2不相當於聚合物(B)。
實施例及比較例中使用的鎓鹽均相當於光分解型鎓鹽化合物。
[化學式32]
[化學式33]
〔化合物(C)〕
下述表4及表5的各光阻組成物中使用的化合物(C)係作為化合物(C)之具體例如上所述者。
〔溶劑〕
以下示出所使用的溶劑。
G1:丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)
G2:丙二醇單甲醚(PGME)
G3:乳酸乙酯
G4:環戊酮
[光阻組成物的製備]
將下述表4及表5中所示的溶劑以外的各成分與下述表4及表5中所示的溶劑混合,使得固體成分濃度為1.3質量%。接下來,將所得的混合液用孔徑為0.03μm的聚乙烯過濾器過濾以製備光阻組成物(Re-1~Re-30、Hre-1~Hre-7)。在此,所謂固體成分係意指除溶劑之外的所有成分。將所得的光阻組成物用於實施例及比較例中。
下述表4及表5中示出使用的各成分的種類及含量(相對於光阻組成物的總固體成分的質量比(質量%))。又,下述表4及表5中記載了使用的溶劑的種類及混合比(質量比)。又,下述表4及表5中亦記載有在聚合物中有無特定基團(D)以及在鎓鹽中有無特定基團(D)。
[圖案形成及評價]
〔藉由EUV曝光之圖案形成及評價:實施例1~30、比較例1~7〕
<圖案形成>
將下層膜形成用組成物SHB-A940(信越化學工業公司製)塗佈於矽晶圓上,並在205℃下烘烤60秒鐘,藉此形成了膜厚20nm的下層膜。在此之上,塗佈下述表4及表5中所示的光阻組成物,並在100°C下烘烤60秒鐘,從而形成膜厚30nm的光阻膜。藉此,形成了具有光阻膜的矽晶圓。
使用EUV曝光裝置(Exitech公司製,Micro Exposure Tool,NA0.3,Quadrupol,外西格瑪0.68,內西格瑪0.36),對藉由上述步驟所獲得的具有光阻膜的矽晶圓進行了圖案照射。此外,作為光罩(reticle),使用了線尺寸為20nm,且線:空間=1:1的遮罩。
將曝光後的光阻膜在90°C下烘烤60秒鐘後,用乙酸丁酯顯影30秒鐘,進一步用乙酸丁酯進行沖洗,並將其旋轉乾燥而得到圖案。
〔解析度(極限解析,nm)〕
在上述<圖案形成>中,以最佳曝光量Eop(μC/cm
2)(使用光阻組成物形成的圖案再現用於曝光的遮罩的圖案時的曝光量)進行曝光。
接下來,實施從最佳曝光量Eop逐漸改變曝光量來形成線與空間圖案的試驗。此時,使用測長掃描型電子顯微鏡(SEM((股)日立製作所S-9380II))求出不崩塌而解析的圖案的最小尺寸。將此設為「極限解析(nm)」。極限解析值愈小,解析度愈良好。
解析度評價較佳為20.0nm以下,更佳為18.0nm以下,進一步較佳為16.0nm以下,進一步更佳為14.0nm以下,特佳為12.0nm以下,最佳為11.0nm以下。
〔LWR性能(nm)〕
使用測長掃描型電子顯微鏡(SEM(股)日立製作所S-9380II))自圖案上方觀察在由上述<圖案形成>中得到的圖案。於250處觀察圖案的線寬,並求出其標準偏差(σ)。以3σ評價線寬的測定偏差,並將3σ的值設為LWR(nm)。LWR值越小,LWR性能越好。
LWR較佳為4.2nm以下,更佳為3.9nm以下,進一步較佳為3.7nm以下,進一步更佳為3.5nm以下,特佳為3.3nm以下,最佳為3.0nm以下。
[表4]
[表5]
從表4及表5中所示的結果可知,實施例的光阻組成物與比較例的光阻組成物相比,解析度優異,且所形成的圖案之LWR性能優異。
〔藉由EB曝光的圖案形成及評價:實施例1A~30A〕
即使在使用實施例的各光阻組成物形成光阻膜,並利用電子束進行曝光來進行圖案形成的情況下,亦獲得與藉由EUV曝光進行圖案形成的情況同樣傾向的結果。
[產業上之可利用性]
根據本發明,可提供一種能夠形成解析度優異且LWR性能優異之圖案的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。
儘管詳細地且參照特定實施態樣對本發明進行了說明,但對於本領域技術人員而言,顯而易見地能夠在不脫離本發明之精神和範圍的情況下進行各種改變和修改。
本申請係基於2022年7月29日提交的日本專利申請(日本特願2022-122349),其內容作為參照併入本文中。
無
無
Claims (18)
- 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其包含: (A)含有共軛酸之pKa為2以上的陰離子的鎓鹽;以及 (B)聚合物,其係與所述鎓鹽(A)不同之化合物,包含具有與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元,且主鏈藉由光化射線或放射線之照射而分解, 並滿足下述(1)~(3)中的至少一個: (1)所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有選自由抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個; (2)所述鎓鹽(A)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個; (3)所述聚合物(B)含有選自由抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,滿足所述(1),且選自由所述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由多元酚化合物、胺化合物、硫醇化合物、磷化合物、糖化合物、硝基化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由所述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由多元酚化合物、硫醇化合物及亞硝基化合物所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項2或3所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由所述抗氧化劑、阻聚劑及鏈轉移劑所組成之群組中的至少一個為選自由由下述式(H-1)表示的化合物及由下述式(H-2)表示的化合物所組成之群組中的至少一個, [化學式1] 式(H-1)中,R H1表示氫原子、羥基或有機基,R H2~R H4各自獨立地表示氫原子或有機基,R H1~R H4中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環, 式(H-2)中,R H5表示氫原子、羥基或有機基,R H6~R H8各自獨立地表示氫原子或有機基,R H5與R H6可以相互鍵結而形成環,R H7與R H8可以相互鍵結而形成環。
- 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,滿足所述(2)及(3)中的至少一個,且選自由所述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、分別被一個以上羥基及羧基取代之芳香族基、胺基、硫醇基、含有磷原子的基團、包含碳-碳雙鍵的兩個碳原子分別被一個羥基取代的結構之基團、硝基及亞硝基所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項5所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由所述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個包含選自由被兩個以上羥基取代之芳香族基、硫醇基及亞硝基所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項5或6所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,選自由所述抗氧化基、聚合停止基及鏈轉移基所組成之群組中的至少一個為選自由由下述式(H-1S)表示的基團及由下述式(H-2S)表示的基團所組成之群組中的至少一個, [化學式2] 式(H-1S)中,R H1S表示氫原子、羥基或有機基,R H2S~R H4S各自獨立地表示氫原子或有機基,R H1S~R H4S中相鄰的兩個可以相互鍵結而形成環,其中,將R H1S~R H4S中所含的氫原子及R H1S~R H4S中相鄰的兩個相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團, 式(H-2S)中,R H5S表示氫原子、羥基或有機基,R H6S~R H8S各自獨立地表示氫原子或有機基,R H5S與R H6S可以相互鍵結而形成環,R H7S與R H8S可以相互鍵結而形成環,其中,將R H5S~R H8S中所含的氫原子、R H5S與R H6S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子、及R H7S與R H8S相互鍵結而形成的環中所含的氫原子中的至少一個去除以形成基團。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述鎓鹽(A)中所含的陰離子的共軛酸為選自由酚化合物、羧酸、亞胺酸、磺醯亞胺酸及硫醇化合物所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述鎓鹽(A)為選自由鋶鹽及碘鎓鹽所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述聚合物(B)含有由下述式(1)表示的重複單元及由下述式(2)表示的重複單元, [化學式3] 式(1)中,X表示鹵素原子,R 0及A 1各自獨立地表示氫原子或有機基,L 1表示-O-或-NR 1-,R 1表示氫原子或有機基,R 0可以與A 1或R 1相互鍵結而形成環, 式(2)中,Y表示氫原子或烴基,A 2表示有機基, 其中,A 1及A 2中的至少一個具有與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
- 如請求項10所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述式(2)所表示的重複單元係選自由由下述式(2)-1表示的重複單元至由下述式(2)-4表示的重複單元所組成之群組中的至少一個, [化學式4] 式(2)-1中,Y表示氫原子或烴基,Ar表示芳基, 式(2)-2中,Y表示氫原子或烴基,L 2表示單鍵或-CO-,R a表示烴基, 式(2)-3中,Y表示氫原子或烴基,R b及R c各自獨立地表示烴基,R b與R c可以相互鍵結而形成環, 式(2)-4中,Y表示氫原子或烴基,L 3表示-O-或-NR e-,R e表示氫原子或有機基,R d表示烴基。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述聚合物(B)所具有的與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基為選自由羥基、羧基、醯亞胺基、磺醯亞胺基及硫醇基所組成之群組中的至少一個。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述聚合物(B)含有具有與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基的重複單元, 所述重複單元具有兩個以上與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述聚合物(B)包含由下述式(3)表示的重複單元, [化學式5] 式(3)中,k表示2~5的整數,A 3表示與所述鎓鹽(A)相互作用的相互作用性基,複數的A 3可以相同亦可以不同,L 4表示單鍵或連結基,複數的L 4可以相同亦可以不同,複數的L 4可以相互鍵結而形成環。
- 如請求項1或2所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述聚合物(B)含有由下述式(1)-1表示的重複單元及由下述式(3)-1表示的重複單元, [化學式6] 式(1)-1中,X表示鹵素原子,R f表示氫原子或有機基, 式(3)-1中,Z 1表示羥基或羧基。
- 一種光阻膜,其使用請求項1至請求項15中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物而形成。
- 一種圖案形成方法,其具有: 使用請求項1至請求項15中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物在基板上形成光阻膜之製程; 對所述光阻膜進行曝光之製程;以及 使用含有有機溶劑的顯影液對所述曝光後的光阻膜進行顯影之製程。
- 一種電子器件的製造方法,其包括如請求項17所述之圖案形成方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022-122349 | 2022-07-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW202414084A true TW202414084A (zh) | 2024-04-01 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI804590B (zh) | Euv光用負型感光性組成物、圖案形成方法、電子元件的製造方法 | |
WO2021039244A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、レジスト膜、電子デバイスの製造方法 | |
CN115023652A (zh) | 正型抗蚀剂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法及电子器件的制造方法 | |
CN115917431A (zh) | 感光化射线性或感放射线性树脂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法、电子器件的制造方法 | |
US20230069221A1 (en) | Composition for resist underlayer film formation, and method of producing semiconductor substrate | |
CN113168100A (zh) | 感光化射线性或感辐射线性树脂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法及电子器件的制造方法 | |
TW202200635A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑膜、圖案形成方法及電子元件的製造方法 | |
WO2021060071A1 (ja) | 感放射線性樹脂組成物の製造方法、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法 | |
JP6336136B2 (ja) | 感放射線性又は感活性光線性組成物、並びに、それを用いた膜、マスクブランクス、レジストパターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
TW202104143A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的製造方法、圖案形成方法及電子元件的製造方法 | |
WO2019093145A1 (ja) | レジスト膜形成用組成物及びレジストパターン形成方法 | |
TW202323231A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、及電子器件的製造方法 | |
TW202414084A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法及電子器件的製造方法 | |
TW202419480A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、電子器件之製造方法及聚合物 | |
WO2024024692A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
TW202419486A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法 | |
TW202347030A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、電子器件的製造方法 | |
WO2024116798A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
TW202413457A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法 | |
TW202419476A (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、光阻膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法 | |
WO2024048462A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法及び重合体 | |
WO2023157712A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、重合体 | |
WO2024122346A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2024048463A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2024116797A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、レジスト膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 |