TW202419481A - 感放射線性組成物、抗蝕劑圖案形成方法及聚合物 - Google Patents
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- PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N ε-Caprolactone Chemical group O=C1CCCCCO1 PAPBSGBWRJIAAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
一種感放射線性組成物,含有聚合物,所述聚合物具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。
Description
本發明是有關於一種感放射線性組成物、抗蝕劑圖案形成方法及聚合物。
利用微影進行的微細加工中所使用的感放射線性組成物是藉由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,藉由以該酸為起點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。
對於感放射線性組成物,除了要求對極紫外線、電子束等放射線的感度良好以外,還要求臨界尺寸均勻性(Critical Dimension Uniformity,CDU)性能優異。
針對該些要求,對感放射線性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、日本專利特開2016-047815號公報以及日本專利特開2021-009357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
[專利文獻4]日本專利特開2021-009357號公報
[發明所欲解決之課題]
隨著抗蝕劑圖案的進一步的微細化,所述性能的要求水準進一步提高,要求滿足該些要求的感放射線性組成物。特別是,於先前的感放射線性組成物中,藉由放射線的照射而產生的酸的產生效率不充分,因此要求放射線的吸收效率高的感放射線性組成物。
本發明是基於所述般的情況而成,其目的在於提供一種感度及CDU優異的感放射線性組成物及抗蝕劑圖案形成方法。另外,本發明的另一目的在於提供一種對於該感放射線性組成物而言適宜的聚合物。
[解決課題之手段]
為了解決所述課題而成的發明是一種感放射線性組成物,含有聚合物(以下,亦稱為「[A]聚合物」),所述聚合物具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。
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,包括:將所述該感放射線性組成物直接或間接地塗敷於基板上的步驟;對藉由所述塗敷而形成的抗蝕劑膜進行曝光的步驟;以及對所述曝光後的抗蝕劑膜進行顯影的步驟。
為了解決所述課題而成的又一發明為一種聚合物,具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。
[發明的效果]
本發明的感放射線性組成物的感度及CDU優異。藉由本發明的抗蝕劑圖案形成方法,可形成感度良好、CDU優異的抗蝕劑圖案。本發明的聚合物作為感放射線性組成物中所含的聚合物而適宜。因此,該些可適宜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組成物、抗蝕劑圖案形成方法及聚合物進行詳細說明。
<感放射線性組成物>
該感放射線性組成物含有[A]聚合物。該感放射線性組成物通常含有有機溶媒(以下,亦稱為「[D]有機溶媒」)。另外,該感放射線性組成物較佳為含有選自由感放射線性酸產生劑(以下,亦稱為「[B]酸產生劑」)及酸擴散控制劑(以下,亦稱為「[C]酸擴散控制劑」)所組成的群組中的至少一種。進而該感放射線性組成物亦可含有氟原子含有率大於[A]聚合物的聚合物(以下,亦稱為「[F]聚合物」)作為適宜成分。該感放射線性組成物可於不損及本發明的效果的範圍內含有其他任意成分。
該感放射線性組成物藉由含有[A]聚合物,從而感度及CDU優異。關於藉由該感放射線性組成物包括所述結構而發揮所述效果的理由,雖未必明確,但例如如以下般推測。即,碘基的放射線的吸收效率高,藉由具有包含一個以上的感放射線性鎓陽離子結構及兩個以上的碘基的側鏈,從而曝光部中的酸的產生效率提高。結果認為,該感放射線性組成物的感度及CDU優異。
該感放射線性組成物例如可藉由如下方式來製備:將[A]聚合物以及視需要的[B]感放射線性酸產生劑、[C]酸擴散控制劑、[D]有機溶媒、[F]聚合物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以下的過濾器對所獲得的混合物進行過濾。
以下,對該感放射線性組成物所含有的各成分進行說明。
<[A]聚合物>
[A]聚合物所具有的包含酸解離性基的側鏈較佳為包含於包含羧基或酚性羥基的氫原子經酸解離性基取代的部分結構的第一結構單元(以下,亦稱為「結構單元(I)」)中。[A]聚合物所具有的包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈較佳為包含於包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的第二結構單元(以下,亦稱為「結構單元(II)」)中。[A]聚合物為藉由酸的作用而於顯影液中的溶解性發生變化的聚合物。[A]聚合物藉由具有包含酸解離性基的側鏈,從而發揮藉由酸的作用而於顯影液中的溶解性發生變化的性質。該感放射線性組成物可含有一種或兩種以上的[A]聚合物。再者,於本說明書中,所謂「結構單元」,是指將單量體聚合而得的重複單元的一個,包含構成主鏈的一部分的部分及側鏈。所謂「主鏈」,是指構成聚合物的原子鏈中的最長的鏈。所謂「側鏈」,是指構成聚合物的原子鏈中的主鏈以外的鏈。另外,所謂「部分結構」,是指側鏈或結構單元中所含的一部分結構。
[A]聚合物較佳為進而具有包含酚性羥基的側鏈。所述包含酚性羥基的側鏈較佳為包含於包含酚性羥基的第三結構單元(以下,亦稱為「結構單元(III)」)中。[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,亦稱為「其他結構單元」)。[A]聚合物可具有一種或兩種以上的各結構單元。
作為該感放射線性組成物中的[A]聚合物的含有比例的下限,相對於該感放射線性組成物所含有的[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2,000,進而佳為3,000。作為所述Mw的上限,較佳為30,000,更佳為20,000,進而佳為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其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「Mw/Mn」或「多分散度」)的上限,較佳為2.5,更佳為2.0,進而佳為1.7。作為所述比的下限,通常為1.0,較佳為1.1,更佳為1.2,進而佳為1.3。
[Mw及Mn的測定方法]
本說明書中的聚合物的Mw及Mn是使用以下條件下的凝膠滲透層析法(GPC)而測定的值。
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]聚合物所具有的各結構單元進行說明。
[結構單元(I)]
[A]聚合物所具有的包含酸解離性基的側鏈較佳為包含於包含羧基或酚性羥基的氫原子經酸解離性基取代的部分結構的結構單元(第一結構單元;亦稱為結構單元(I))中。
所謂「酸解離性基」,是指對羧基或酚性羥基中的氫原子進行取代、且藉由酸的作用解離而提供羧基或酚性羥基的基。
藉由[A]聚合物具有結構單元(I),從而藉由利用曝光而自[A]聚合物等產生的酸的作用,酸解離性基自結構單元(I)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。
作為結構單元(I),只要是藉由酸的作用解離而提供羧基或酚性羥基的結構單元,則並無特別限定,其中,較佳為包含經下述式(1-1)所表示的酸解離性基(酸解離性基(a-1))或下述式(1-2)所表示的酸解離性基(酸解離性基(a-2))取代的部分結構的結構單元。以後,有時將酸解離性基(a-1)及酸解離性基(a-2)統稱為酸解離性基(a)。酸解離性基(a)為對結構單元(I)中的羧基或酚性羥基所具有的氫原子進行取代的基。換言之,於結構單元(I)中,酸解離性基(a)與羰氧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子鍵結。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。
所述式(1-1)中,Ar
1為自經取代或未經取代的環元數5~30的芳香環結構中去除一個氫原子而成的基。R
1及R
2分別獨立地為經取代或未經取代的碳數1~10的一價脂肪族烴基,或者R
1與R
2相互結合並與Ar
1所鍵結的碳原子一起形成碳數3~8的飽和脂環式烴環。*表示與羧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子的鍵結部位。
所述式(1-2)中,R
v1~R
v3分別獨立地為氫原子或者經取代或未經取代的碳數1~10的一價鏈狀烴基。s為1或2。*表示與羧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子的鍵結部位。
所謂「環元數」,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。「多環」中不僅包含兩個環具有一個共有原子的螺環型多環、或兩個環具有兩個共有原子的縮合多環,而且亦包含兩個環不具有共有原子而是藉由單鍵連結的環集合型多環。「環結構」中包含「脂環結構」及「芳香環結構」。「脂環結構」中包含「脂肪族烴環結構」及「脂肪族雜環結構」。脂環結構中的包含脂肪族烴環結構及脂肪族雜環結構的多環的結構與「脂肪族雜環結構」相符。「芳香環結構」中包含「芳香族烴環結構」及「芳香族雜環結構」。芳香環結構中的包含芳香族烴環結構及芳香族雜環結構的多環的結構與「芳香族雜環結構」相符。所謂「自環結構中去除X個氫原子而成的基」,是指去除與構成環結構的原子鍵結的X個氫原子而成的基。
所謂「碳數」,是指構成基的碳原子數。「烴基」中包含「脂肪族烴基」及「芳香族烴基」。「脂肪族烴基」中包含「飽和烴基」及「不飽和烴基」。就其他觀點而言,「脂肪族烴基」中包含「鏈狀烴基」及「脂環式烴基」。所謂「鏈狀烴基」,是指不含環狀結構而僅由鏈狀結構構成的烴基,包含直鏈狀烴基及分支狀烴基兩者。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兩者。其中,無需僅由脂環結構構成,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,無需僅由芳香環結構構成,亦可於其一部分中包含鏈狀結構或脂環結構。
作為提供Ar
1的環元數5~30的芳香環結構,例如可列舉環元數6~30的芳香族烴環結構、環元數5~30的芳香族雜環結構等。
作為環元數6~30的芳香族烴環結構,例如可列舉:苯結構;萘結構、蒽結構、芴結構、伸聯苯結構、菲結構、芘結構等縮合多環型芳香族烴環結構;聯苯基結構、三聯苯基結構、聯萘結構、苯基萘結構等環集合型芳香族烴環結構等。
作為環元數5~30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;吡咯結構、吡啶結構、嘧啶結構、吲哚結構、喹啉結構等含氮原子的雜環結構;噻吩結構、二苯並噻吩結構等含硫原子的雜環結構等。
作為提供Ar
1的環元數5~30的芳香環結構,較佳為環元數6~30的芳香族烴環結構,更佳為苯結構或縮合多環型芳香族烴環結構,進而佳為苯結構或萘結構。
與構成所述環結構的原子鍵結的一部分或全部氫原子亦可經取代基取代。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,後述的烷基,氟化烷基(烷基所具有的一部分或全部氫原子經氟原子取代而成的基),烷氧基,烷氧基羰基,烷氧基羰氧基,醯基,醯氧基,側氧基(=O)等。該些中,較佳為鹵素原子、烷基、氟化烷基或烷氧基,更佳為氟原子、碘原子、甲基、三氟甲基或甲氧基。於為氟原子或碘原子的情況下,有時該感放射線性組成物的感度進一步提高。
作為提供R
1及R
2的所述碳數1~10的一價脂肪族烴基,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R
1與R
2相互結合並與Ar
1所鍵結的碳原子一起形成的碳數3~8的一價飽和脂環式烴環,例如可列舉:環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環等單環的脂環式飽和烴環;降冰片烷環、金剛烷環等多環的脂環式飽和烴環;環戊烯環、環己烯環等單環的脂環式不飽和烴環;降冰片烯環等多環的脂環式不飽和烴環等。
作為提供R
1及R
2的所述脂肪族烴基,較佳為碳數1~10的一價鏈狀烴基或碳數3~20的一價脂環式烴基,更佳為烷基或單環的脂環式飽和烴基,進而佳為甲基、乙基、異丙基或環丙基。
所述脂肪族烴基中的一部分或全部氫原子亦可經取代基取代。作為取代基,例如可列舉與作為提供Ar
1的所述環結構有時具有的取代基而例示的基相同的基等。作為取代基,較佳為鹵素原子、烷氧基,更佳為碘原子。
作為R
1與R
2相互結合並與Ar
1所鍵結的碳原子一起形成碳數3~8的飽和脂環式烴環時的所述脂環式烴環,例如可列舉:環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環等單環的飽和脂環式烴環;降冰片烷環、金剛烷環等多環的飽和脂環式烴環等。其中,較佳為碳數5或6的單環的飽和脂環式烴環。
作為酸解離性基(a),較佳為對結構單元(I)中的羧基所具有的氫原子進行取代的基。換言之,於結構單元(I)中,酸解離性基(a)較佳為與羰氧基的醚性氧原子鍵結。
作為酸解離性基(a-1),較佳為下述式(a-1-1)~式(a-1-24)所表示的基。
所述式(a-1-1)~式(a-1-24)中,*與所述式(1-1)為相同含義。
作為提供R
v1~R
v3的碳數1~10的一價鏈狀烴基,可列舉與作為R
1及R
2所涉及的碳數1~10的一價脂肪族烴基而例示的基相同的基。
作為酸解離性基(a-2),較佳為下述式(a-2-1)~式(a-2-2)所表示的基。
所述式(a-2-1)~式(a-2-2)中,*與所述式(1-2)為相同含義。
結構單元(I)亦可包含酸解離性基(a)以外的酸解離性基(以下,亦稱為「酸解離性基(b)」)。
藉由[A]聚合物具有酸解離性基(b),可調節感度及CDU的平衡。
作為酸解離性基(b),若為酸解離性基(a)以外的基,則並無特別限制,例如可列舉下述式(b-1)~式(b-3)所表示的酸解離性基(以下,亦稱為「酸解離性基(b-1)~酸解離性基(b-3)」)等。
所述式(b-1)~式(b-3)中,*表示與羧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子的鍵結部位。
所述式(b-1)中,R
X為經取代或未經取代的碳數1~20的一價飽和脂肪族烴基、或者經取代或未經取代的碳數3~20的一價脂環式烴基。R
Y及R
Z分別獨立地為碳數1~20的一價脂肪族烴基、碳數3~20的一價脂環式烴基、或者該些基相互結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成環元數3~20的飽和脂環結構。
所述式(b-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元數4~20的不飽和脂環結構的碳數1~20的二價烴基。
所述式(b-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,且R
W為碳數1~20的一價烴基,或者R
U及R
V相互結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成環元數3~20的脂環結構,且R
W為碳數1~20的一價烴基,或者R
U及R
W相互結合並與R
U所鍵結的碳原子及R
W所鍵結的氧原子一起構成環元數4~20的脂肪族雜環結構,且R
V為氫原子或碳數1~20的一價烴基。
作為R
Y或R
Z所表示的碳數1~20的一價脂肪族烴基,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R
X所表示的碳數3~20的一價飽和脂肪族烴基,可列舉作為所述烷基而列舉的基中的碳數3~20的烷基。
作為R
X、R
Y或R
Z所表示的碳數3~20的一價脂環式烴基,可列舉與所述式(1-1)所涉及的R
1及R
2中說明的基相同的基。
作為R
Y及R
Z相互結合並與該些所鍵結的碳原子一起形成構成的環元數3~20的飽和脂環結構時的飽和脂環結構,例如可列舉:環丙烷環、環丁烷環、環戊烷環、環己烷環等單環的飽和脂環式飽和烴環;降冰片烷環、金剛烷環等多環的飽和脂環式飽和烴環等。
作為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:碳數1~20的一價脂肪族烴基、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的一價脂肪族烴基,可列舉與所述R
X中說明的基相同的基。
作為碳數3~20的一價脂環式烴基,可列舉與所述式(1-1)所涉及的R
1及R
2中說明的基相同的基。
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。
作為所述R
X所表示的脂肪族烴基有時具有的取代基,例如可列舉與作為提供所述式(1-1)中的Ar
1的所述環結構有時具有的取代基而例示的基相同的基等。
作為R
D所表示的碳數1~20的二價烴基,例如可列舉自作為所述R
Y、R
Z、R
B、R
C、R
U、R
V或R
W所表示的碳數1~20的一價烴基而例示的基中去除一個氫原子而成的基等。
作為由R
A、R
B及R
C分別所鍵結的碳原子與R
D構成的環元數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
W相互結合並與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元數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不飽和氧的雜環結構等。
於R
Y及R
Z為碳數1~20的一價烴基的情況下,作為R
Y及R
Z,較佳為鏈狀烴基,較佳為烷基,更佳為甲基。作為此時的R
X,較佳為鏈狀烴基,更佳為烷基,進而佳為甲基。
於R
Y及R
Z相互結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成環元數3~20的飽和脂環結構的情況下,作為所述飽和脂環結構,較佳為單環的飽和脂環結構,更佳為環戊烷結構或環己烷結構。作為此時的R
X,較佳為鏈狀烴基,更佳為烷基,進而佳為甲基、乙基、異丙基或第三丁基。
作為R
Y及R
Z,較佳為該些相互結合並與該些所鍵結的碳原子一起構成環元數3~20的飽和脂環結構的情況。該情況下,可進一步提高該感放射線性組成物的CDU。
作為R
B,較佳為氫原子。
作為R
C,較佳為氫原子或鏈狀烴基,更佳為氫原子或烷基,進而佳為甲基。
作為由R
A、R
B及R
C分別所鍵結的碳原子與R
D一起構成的環元數4~20的不飽和脂環結構,較佳為單環的不飽和脂環結構,更佳為環戊烷結構、環己烯結構。
作為酸解離性基(b),較佳為酸解離性基(b-1)或酸解離性基(b-2)。
作為酸解離性基(b-1),例如可列舉下述式(b-1-1)~式(b-1-13)所表示的基等。作為酸解離性基(b-2),例如可列舉下述式(b-2-1)~式(b-2-2)所表示的基等。
所述式(b-1-1)~式(b-1-13)及式(b-2-1)~式(b-2-2)中,*與所述式(b-1)及式(b-2)為相同含義。
作為結構單元(I),例如可列舉下述式(3-1)或式(3-2)所表示的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(I-1)或結構單元(I-2)」)等。
所述式(3-1)及式(3-2)中,Z為酸解離性基。作為Z,較佳為所述式(1-1)或式(1-2)所表示的酸解離性基(酸解離性基(a-1)或酸解離性基(a-2))或所述式(b-1)~式(b-2)所表示的酸解離性基(酸解離性基(b-1)~酸解離性基(b-2))。
所述式(3-1)中,R
11為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。R
31為二價連結基。m
31為0或1。
作為R
31中的二價連結基,可列舉與作為後述的L
s及Q
s所表示的二價連結基而列舉的基相同的基。其中,較佳為碳數1~10的二價烴基,更佳為伸烷基。
所述式(3-2)中,R
12為氫原子或甲基。R
13為單鍵、氧原子、-COO-或-CONH-。Ar
2為自經取代或未經取代的環元數6~30的芳香族烴環結構中去除兩個氫原子而成的基。R
14為單鍵或-CO-。
作為R
11,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。
作為R
13,較佳為單鍵。
作為提供Ar
2的環元數6~30的芳香族烴環結構,例如可列舉與作為提供所述式(1-1)的Ar
1的環元數5~30的芳香環結構中的、環元數6~30的芳香族烴環結構而例示的環結構相同的環結構等。其中,較佳為苯結構或萘結構。
作為R
14,較佳為單鍵。
作為結構單元(I),較佳為結構單元(I-1)。
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15莫耳%,進而佳為20莫耳%,特佳為25莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為70莫耳%,更佳為60莫耳%,進而佳為50莫耳%,特佳為40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組成物的感度及CDU。本說明書中的與數值範圍的上限及下限相關的記載只要並無特別說明,則上限可為「以下」亦可為「小於」,下限可為「以上」亦可為「超過」。另外,上限值及下限值可任意地組合。
作為[A]聚合物中的結構單元(I)中的具有酸解離性基(a)的結構單元的含有比例的下限,相對於結構單元(I)的含量,為0莫耳%,較佳為15莫耳%,較佳為30莫耳%,更佳為45莫耳%,進而佳為60莫耳%,特佳為75莫耳%。作為所述含有比例的上限,相對於結構單元(I)的含量,為100莫耳%,較佳為85莫耳%,較佳為70莫耳%,更佳為55莫耳%,進而佳為40莫耳%,特佳為25莫耳%。
作為[A]聚合物中的結構單元(I)中的具有含有碘基的酸解離性基的結構單元的含有比例的下限,相對於結構單元(I)的含量,為0莫耳%,較佳為15莫耳%,較佳為30莫耳%,更佳為45莫耳%,進而佳為60莫耳%,特佳為75莫耳%。作為所述含有比例的上限,相對於結構單元(I)的含量,為100莫耳%,較佳為85莫耳%,較佳為70莫耳%,更佳為55莫耳%,進而佳為40莫耳%,特佳為25莫耳%。
具有結構單元(I)的[A]聚合物可藉由利用公知的方法使提供結構單元(I)的單量體進行聚合來合成。
[結構單元(II)]
[A]聚合物所具有的包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈較佳為包含於包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的結構單元(第二結構單元;亦稱為結構單元(II))中。結構單元(II)亦可謂包含藉由放射線的照射(以下,亦稱為「曝光」)而產生酸的部分結構的結構單元。
結構單元(II)中的碘基的數量只要為兩個以上即可,較佳為2個~6個,更佳為2個~4個,進而佳為2個或3個。
較佳為結構單元(II)中的碘基的至少一個與芳香環結構鍵結。作為芳香環結構,可列舉與作為提供所述式(1-1)中的Ar
1的環元數5~30的芳香環結構而例示的環結構相同的環結構。其中,較佳為環元數6~30的芳香族烴環結構,更佳為環元數6~10的芳香族烴環結構,進而佳為苯環。再者,不需要兩個以上的碘基與同一芳香環結構鍵結,亦可具有兩個以上的鍵結有一個碘基的芳香環結構。
作為所述結構單元(II),例如可列舉:包含磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子且磺酸根陰離子與聚合物的側鏈鍵結的結構(以下,亦稱為「結構1」);包含磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子且感放射線性鎓陽離子與聚合物的側鏈鍵結的結構(以下,亦稱為「結構2」)。其中,較佳為結構1。
作為所述感放射線性鎓陽離子,可列舉與作為後述的[B]酸產生劑或身為[C]酸擴散控制劑的光降解性鹼中的感放射線性鎓陽離子而例示的鎓陽離子相同的鎓陽離子。其中,較佳為鋶陽離子,較佳為包含至少一個氫原子經選自由氟原子、含氟原子的基及碘原子所組成的群組中的至少一種基取代的芳香環結構的一價感放射線性鋶陽離子。具體的態樣及較佳的態樣引用後述的[B]酸產生劑的說明中記載的感放射線性鎓陽離子的說明。
作為所述結構單元(II),較佳為所述結構1,例如可列舉包含下述式(II-0)所表示的部分結構的結構單元等。
所述式(II-0)中,R
g1及R
g2分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。n
g為1~10的整數。M
0+為一價感放射線性鎓陽離子。*為與結構單元(II)中的其他部分結構的鍵結鍵。
作為R
g1及R
g2所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的氟化烷基等。作為R
g1及R
g2,較佳為氟原子或碳數1~6的氟化烷基,更佳為氟原子或碳數1~6的全氟烷基,進而佳為氟原子或三氟甲基,特佳為氟原子。
作為n
g,較佳為1~4,更佳為1或2。
結構單元(II)可將包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的(甲基)丙烯酸酯化合物(以下,亦稱為化合物(II-1))、或者包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的乙烯基化合物(以下,亦稱為化合物(II-2))聚合而獲得。
化合物(II-1)可列舉:作為如下鹽、即包含具有(甲基)丙烯醯基氧基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-1-1));作為如下鹽、即包含具有(甲基)丙烯醯基氧基及一個碘基的磺酸根陰離子與具有一個碘基的感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-1-2));作為如下鹽、即包含具有(甲基)丙烯醯基氧基的磺酸根陰離子與具有兩個以上的碘基的感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-1-3))。該些中,較佳為單量體(II-1-1)。
作為所述單量體(II-1-1)中的磺酸根陰離子,可列舉:包含鍵結有兩個以上的碘基的芳香環及一個(甲基)丙烯醯基氧基的磺酸根陰離子;包含兩個以上的鍵結有一個碘基的芳香環、且包含一個(甲基)丙烯醯基氧基的磺酸根陰離子。該些磺酸根陰離子中的碘原子的含有比例的上限以質子與該磺酸根陰離子鍵結而成的磺酸的分子量為基準而較佳為50%以下,更佳為45%以下,進而佳為40%以下,特佳為35%以下。另外,所述含有比例的下限較佳為10%以上,更佳為20%以上,進而佳為25%以上。
化合物(II-2)可列舉:作為如下鹽、即包含具有乙烯基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-2-1));作為如下鹽、即包含具有乙烯基及一個碘基的磺酸根陰離子與具有一個碘基的感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-2-2));作為如下鹽、即包含具有乙烯基的磺酸根陰離子與具有兩個以上的碘基的感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體(以下,亦稱為單量體(II-2-3))。該些中,較佳為單量體(II-2-1)。
作為所述單量體(II-2-1)中的磺酸根陰離子,可列舉:包含鍵結有兩個以上的碘基的芳香環及一個乙烯基的磺酸根陰離子;包含兩個以上的鍵結有一個碘基的芳香環、且包含一個乙烯基的磺酸根陰離子。該些磺酸根陰離子中的碘原子的含有比例的上限以質子與該磺酸根陰離子鍵結而成的磺酸的分子量為基準而較佳為50%以下,更佳為45%以下,進而佳為40%以下,特佳為35%以下。另外,所述含有比例的下限較佳為10%以上,更佳為20%以上,進而佳為25%以上,特佳為30%以上。
作為化合物(II-1),例如可列舉下述式(II-1s)所表示的化合物等。
所述式(II-1s)中,R
s為氫原子或甲基。L
s及Q
s為單鍵或二價連結基。Ar
s為碳數6~20的(m
s+p
s+2)價的芳香族烴基。R
s1及R
s2分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。R
s3為碘基以外的取代基。m
s為0~4的整數。n
s為1~10的整數。p
s為0以上的整數。M
s+為一價感放射線性鎓陽離子。其中,於m
s為0的情況下,L
s包含具有兩個以上的碘基的芳香環,或者包含兩個以上的具有一個碘基的芳香環。另外,於m
s為1的情況下,L
s包含具有一個以上的碘基的芳香環。
作為L
s及Q
s所表示的二價連結基,例如可列舉:羰基、醚基、羰氧基、硫醚基、硫羰基、磺醯基、二價烴基或該些組合而成的基等。構成所述二價烴基的碳原子亦可經羰基或醚基取代。作為L
s,較佳為單鍵或碳數1~10的二價烴基。作為Q
s,較佳為將選自由羰基、醚基、羰氧基及碳數1~20的二價烴基所組成的群組中的一個以上組合而成的基,構成碳數1~20的二價烴基的碳原子亦可經羰基或醚基取代。
再者,於m
s為0的情況下,L
s包含具有兩個以上的碘基的芳香環,或者包含兩個以上的具有一個碘基的芳香環。另外,於m
s為1的情況下,L
s包含具有一個以上的碘基的芳香環。作為此種具有碘基的芳香環,可列舉:碘伸苯基、碘甲伸苯基、碘伸萘基、二碘伸苯基、二碘伸萘基等。所述芳香環亦可進而具有取代基,作為此種取代基,可列舉:氟基、氯基、溴基、烷氧基、羥基、羧基、硝基等。
作為提供Ar
s所表示的碳數6~20的(m
s+p
s+2)價的芳香族烴基的碳數6~20的芳香族烴環,例如可列舉:苯環;萘環、蒽環、芴環、伸聯苯環、菲環、芘環等縮合多環型芳香族烴環;聯苯環、三聯苯環、聯萘環、苯基萘環等環集合型芳香族烴環;9,10-乙橋蒽環;三苯荑(triptycene)環等。其中,較佳為苯環、萘環。Ar
s亦可具有取代基,作為此種取代基,可列舉:鹵素原子、烷氧基、羥基、羧基、硝基等。
作為R
s1及R
s2所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的氟化烷基等。作為R
s1及R
s2,較佳為氟原子或氟化烷基,更佳為氟原子或全氟烷基,進而佳為氟原子或三氟甲基,特佳為氟原子。
作為R
s3所表示的碘基以外的取代基,可列舉:氟基、氯基、溴基、烷氧基、羥基、羧基、硝基等。
作為m
s,較佳為2或3。
作為n
s,較佳為1~4,更佳為1或2。
作為M
s+,可列舉與後述的感放射線性鎓陽離子相同者。
作為化合物(II-1),較佳為下述式(II-1-1)~式(II-1-10)所表示的化合物。
所述式(II-1-1)~式(II-1-10)中,M
s+與所述式(II-1s)為相同含義。
作為化合物(II-2),例如可列舉下述式(II-2t)或式(II-2u)所表示的化合物等。
所述式(II-2t)中,Q
t為單鍵或二價連結基。Ar
t為碳數6~20的(m
t+p
t+1)價的芳香族烴基。R
t1及R
t2分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。m
t為2~4的整數。n
t為1~10的整數。p
t為1或2。M
t+為一價感放射線性鎓陽離子。於p
t為2的情況下,兩個Q
t相同或不同,兩個M
t+相同或不同。於n
t為2以上或p
t為2的情況下,存在多個的R
t1及R
t2分別獨立地相同或不同。
所述式(II-2u)中,L
u為二價連結基。Q
u為單鍵或二價連結基。Ar
u1為碳數6~20的二價芳香族烴基。Ar
u2為碳數6~20的(m
u+p
u+1)價的芳香族烴基。R
u1及R
u2分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。m
u為0~4的整數。n
u為1~10的整數。p
u為1或2。M
u+為一價感放射線性鎓陽離子。於p
u為2的情況下,兩個Q
u相同或不同,兩個M
u+相同或不同。於n
u為2以上或p
u為2的情況下,存在多個的R
u1及R
u2分別獨立地相同或不同。其中,於m
u為0的情況下,Ar
u1包含具有兩個以上的碘基的芳香環,或者包含兩個以上的具有一個碘基的芳香環。另外,於m
u為1的情況下,Ar
u1包含具有一個以上的碘基的芳香環。
作為Q
t、L
u及Q
u所表示的二價連結基,例如可列舉:羰基、醚基、羰氧基、硫醚基、硫羰基、磺醯基、二價烴基等。構成所述二價烴基的碳原子亦可經羰基或醚基取代。作為L
u,較佳為羰氧基。作為Q
t及Q
u,較佳為將選自由羰基、醚基、羰氧基及碳數1~20的二價烴基所組成的群組中的一個以上組合而成的基,構成碳數1~20的二價烴基的碳原子亦可經羰基或醚基取代。
再者,於m
u為0的情況下,Ar
u1包含具有兩個以上的碘基的芳香環,或者包含兩個以上的具有一個碘基的芳香環。另外,於m
u為1的情況下,Ar
u1包含具有一個以上的碘基的芳香環。作為此種具有碘基的芳香環,可列舉:碘伸苯基、碘甲伸苯基、碘伸萘基、二碘伸苯基、二碘伸萘基等。
作為提供Ar
t所表示的碳數6~20的(m
t+p
t+1)價的芳香族烴基、Ar
u1所表示的碳數6~20的二價芳香族烴基、及Ar
u2所表示的碳數6~20的(m
u+p
u+1)價的芳香族烴基的碳數6~20的芳香族烴環,可列舉與作為提供所述Ar
s所表示的碳數6~20的(m
s+p
s+2)價的芳香族烴基的碳數6~20的芳香族烴環而列舉的烴環相同的烴環。其中,較佳為苯環、萘環。Ar
t、Ar
u1及Ar
u2亦可具有取代基,作為此種取代基,可列舉:鹵素原子、烷氧基、羥基、羧基、硝基等。
作為R
t1、R
t2、R
u1及R
u2所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的氟化烷基等。作為R
s1及R
s2,較佳為氟原子或氟化烷基,更佳為氟原子或全氟烷基,進而佳為氟原子或三氟甲基,特佳為氟原子。
作為m
t,較佳為2或3。作為m
u,較佳為1~3,更佳為2或3。
作為n
t及n
u,較佳為1~4,更佳為1或2。
作為M
t+及M
u+,可列舉與後述的感放射線性鎓陽離子相同者。
作為化合物(II-2),較佳為下述式(II-2-1)~式(II-2-17)所表示的化合物。再者,下述式(II-2-9)及式(II-2-17)所表示的化合物與所述式(II-2t)及式(II-2u)中的任一者均不相符。
所述式(II-2-1)~式(II-2-8)及式(II-2-10)中,M
u+與所述式(II-2u)為相同含義。所述式(II-2-11)~式(II-2-16)中,M
t+與所述式(II-2t)為相同含義。所述式(II-2-9)及式(II-2-17)中,M
y+為一價感放射線性鎓陽離子。再者,所述式(II-2-13)及式(II-2-16)中的兩個M
t+分別獨立。
於使用化合物(II-2)作為結構單元(II)的情況下,CDU有時變得良好而較佳。其理由並不確定,但發明者認為可能與[A]聚合物的玻璃轉移溫度有關聯。
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1莫耳%,更佳為3莫耳%,進而佳為5莫耳%,特佳為7莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為40莫耳%,更佳為30莫耳%,進而佳為20莫耳%。藉由將結構單元(II)的含有比例設為所述範圍,可進一步提高該感放射線性組成物的感度及CDU。
[結構單元(III)]
[A]聚合物較佳為進而具有包含酚性羥基的側鏈。所述側鏈較佳為包含酚性羥基的結構單元(第三結構單元;亦稱為結構單元(III))。
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(III),可進一步提高該感放射線性組成物的感度。因此,於[A]聚合物具有結構單元(III)的情況下,該感放射線性組成物可適宜地用作KrF曝光用、EUV曝光用或電子束曝光用的感放射線性組成物。
作為結構單元(III),例如可列舉下述式(III-1)所表示的結構單元(以下,結構單元(III-1))等。
所述式(III-1)中,R
P為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。L
P為單鍵、-COO-、-O-、或-CONH-。Ar
P為自經取代或未經取代的環元數6~30的芳香族烴環結構中去除(p+1)個氫原子而成的基。p為1~3的整數。
作為R
P,就提供結構單元(III-1)的單量體的共聚性的觀點而言,較佳為氫原子或甲基。
作為L
P,較佳為單鍵或-COO-,更佳為單鍵。於L
P為單鍵的情況下,可進一步提高該感放射線性組成物的CDU。
作為提供Ar
P的環元數6~30的芳香族烴環結構,例如可列舉與作為提供所述式(1-1)的Ar
1的環元數5~30的芳香環結構中的、環元數6~30的芳香族烴環結構而例示的環結構相同的環結構等。其中,較佳為苯結構或萘結構,更佳為苯結構。
所述芳香族烴環結構中的一部分或全部氫原子亦可經取代基取代。作為取代基,例如可列舉與作為提供Ar
1的所述環結構有時具有的取代基而例示的基相同的基等。
作為p,較佳為1或2。於p為1的情況下,可進一步提高該感放射線性組成物的CDU。於p為2的情況下,可進一步提高該感放射線性組成物的感度。
另外,於p為1且L
P為-COO-的情況下,較佳為羥基與構成Ar
P的碳原子中和L
P鍵結的碳原子所鄰接的碳原子鍵結。於p為2以上且L
P為-COO-的情況下,較佳為至少一個羥基與構成Ar
P的碳原子中和L
P鍵結的碳原子所鄰接的碳原子鍵結。換言之,至少一個羥基及L
P較佳為於Ar
P中相互鍵結於鄰位位置。該情況下,可抑制由該感放射線性組成物形成的抗蝕劑圖案中的缺陷的產生。
作為結構單元(III-1),可列舉下述式(III-1-1)~式(III-1-20)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-1-20)」)等。
所述式(III-1-1)~式(III-1-20)中,R
P與所述式(III-1)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10莫耳%,更佳為15莫耳%,進而佳為20莫耳%,特佳為25莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為60莫耳%,更佳為50莫耳%,進而佳為45莫耳%,特佳為40莫耳%。
作為提供結構單元(III)的單量體,例如亦可使用4-乙醯氧基苯乙烯或3,5-二乙醯氧基苯乙烯等對酚性羥基(-OH)的氫原子利用乙醯基等進行取代而成的單量體等。該情況下,例如於將所述單量體聚合後,對所獲得的聚合反應產物於胺等鹼存在下進行水解反應,藉此可合成具有結構單元(III)的[A]聚合物。
[其他結構單元]
其他結構單元為所述結構單元(I)~結構單元(III)以外的結構單元。作為其他結構單元,例如可列舉: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(IV)」)、包含醇性羥基的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(V)」)等。
(結構單元(IV))
結構單元(IV)為包含內酯結構、環狀碳酸酯結構、磺內酯結構或者該些的組合的結構單元。藉由[A]聚合物進而具有結構單元(IV),可提高與基板的密接性。
作為結構單元(IV),例如可列舉下述式所表示的結構單元等。
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(IV),較佳為包含內酯結構的結構單元。
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5莫耳%,更佳為10莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為35莫耳%,進而佳為25莫耳%。
(結構單元(V))
結構單元(V)為包含醇性羥基的結構單元(其中,將與結構單元(IV)相符者除外)。藉由[A]聚合物進而具有結構單元(V),可更適度地調整於顯影液中的溶解性。
作為結構單元(V),例如可列舉下述式所表示的結構單元等。
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(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5莫耳%,更佳為10莫耳%。作為所述含有比例的上限,較佳為35莫耳%,進而佳為25莫耳%。
<[B]酸產生劑>
[B]酸產生劑是藉由曝光而產生酸的物質(其中,將[A]聚合物除外),適宜的分子量為2,500以下,特別是1,500以下。作為曝光中使用的放射線,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放射線而例示的放射線相同的放射線等。由於藉由曝光而產生的酸,[A]聚合物等所具有的酸解離性基解離而產生羧基或酚性羥基,於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。再者,作為[B]酸產生劑,亦可使用與[A]聚合物不同的[P]聚合物。本發明的感放射線性組成物於[A]聚合物中具有感放射線性鎓陽離子結構,但[P]聚合物不具有所述感放射線性鎓陽離子結構。
作為自[B]酸產生劑產生的酸,例如可列舉:磺酸、羧酸、醯亞胺酸等。
作為[B]酸產生劑,例如可列舉:鎓鹽化合物、N-磺醯基氧基醯亞胺化合物、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[B]酸產生劑,較佳為鎓鹽化合物,更佳為包含感放射線性鎓陽離子與有機酸根陰離子的鎓鹽化合物。
作為所述感放射線性鎓陽離子,例如可列舉下述式(r-a)~式(r-b)所表示的一價陽離子(以下,亦稱為「陽離子(r-a)~陽離子(r-b)」)等。
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相互相同或不同,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元數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相互相同或不同,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元數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,或者該些相互結合而表示單鍵。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相互相同或不同,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元數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0~5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相互相同或不同,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元數4~20的環結構的一部分。b5為0~5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相互相同或不同,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元數4~20的環結構的一部分。
所謂「有機基」,是指包含至少一個碳原子的基。
作為R
B1、R
B2、R
B3、R
B4、R
B5及R
B6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;於該烴基的碳-碳間包含含二價雜原子的基的基(α);利用含一價雜原子的基對所述烴基或所述基(α)所具有的氫原子的一部分或全部進行取代而成的基(β);將所述烴基、所述基(α)或所述基(β)與含二價雜原子的基組合而成的基(γ)等。
作為碳數1~20的一價烴基,例如可列舉與作為所述式(b-2)~式(b-3)中的R
B、R
C、R
U、R
V或R
W所表示的碳數1~20的一價烴基而例示的基相同的基等。
作為構成含一價或二價的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、碘原子。
作為含二價雜原子的基,例如可列舉:-O-、-CO-、-S-、-CS-、-NR'-、將該些中的兩個以上組合而成的基(例如,-COO-、-CONR'-等)等。R'為氫原子或碳數1~10的一價烴基。
作為R
B1、R
B2、R
B5、R
B6及R
B7,較佳為鹵素原子或碳數1~20的一價烴基所具有的氫原子的一部分或全部經一價鹵素原子取代而成的基。作為此時的鹵素原子,較佳為氟原子、碘原子。該情況下,可實現該感放射線性組成物的感度及CDU的良好的平衡。
作為R
B3及R
B4,較佳為氫原子或該些相互結合而成的單鍵。
作為b1、b2及b3,較佳為0~3。作為n
b1,較佳為0或1。
作為b4及b5,較佳為0或1。
所述陽離子(r-a)~陽離子(r-b)中,較佳為包含至少一個氫原子經選自由氟原子、含氟原子的基及碘原子所組成的群組中的至少一種基取代的芳香環結構的一價感放射線性鎓陽離子(以下,亦稱為「陽離子(P)」)。作為與陽離子(P)相符的陽離子(r-a),可列舉:b1為1~3的整數、且至少一個R
B1為選自由氟原子、含氟原子的基及碘原子所組成的群組中的至少一種基的陽離子。其中,較佳為:b1及b2相互獨立地為1~3的整數、且至少一個R
B1為氟原子或碘原子、且至少一個R
B2為氟原子或碘原子的陽離子。另外,作為與陽離子(P)相符的陽離子(r-b),可列舉:b4為1~5的整數、且至少一個R
B6為氟原子或碘原子的陽離子。其中,較佳為:b4及b5相互獨立地為1~5的整數、且至少一個R
B6為氟原子或碘原子、且至少一個R
B7為氟原子或碘原子的陽離子。
作為所述有機酸根陰離子,例如可列舉:磺酸根陰離子、羧酸根陰離子、醯亞胺酸根陰離子等。
其中,作為[B]酸產生劑,較佳為具有所述陽離子(P)及一價有機酸根陰離子(以下,亦稱為「陰離子(Q)」)的鎓鹽化合物(以下,亦稱為「[Z]化合物」)。
作為陽離子(P),例如可列舉下述式(2-1-1)~式(2-1-12)所表示的陽離子(以下,亦稱為「陽離子(P-1-1)~陽離子(P-1-12)」)等。作為與陽離子(P)不相符的感放射線性鎓陽離子,可列舉三苯基鋶陽離子、二苯基錪陽離子。
[陰離子(Q)]
陰離子(Q)為一價有機酸根陰離子。陰離子(Q)包含一價陰離子基。作為一價陰離子基,可列舉:磺酸根陰離子基、羧酸根陰離子基、醯亞胺酸根陰離子基等。該些中,較佳為磺酸根陰離子基或羧酸根陰離子基。
以下,對陰離子(Q)中的具有磺酸根陰離子基作為一價陰離子基的陰離子(以下,亦稱為「陰離子(Q-1)」)進行說明。
(陰離子(Q-1))
作為陰離子部(Q-1),若為作為鎓鹽型的感放射線性酸產生劑中的陰離子而使用的磺酸根陰離子,則並無特別限制,例如可列舉下述式(4-1)所表示的磺酸根陰離子。
所述式(4-1)中,R
p1為包含環元數5以上的環結構的一價基。R
p2為二價連結基。R
p3及R
p4分別獨立地為氫原子、氟原子、碳數1~20的一價烴基或碳數1~20的一價氟化烴基。R
p5及R
p6分別獨立地為氟原子或碳數1~20的一價氟化烴基。n
p1為0~10的整數。n
p2為0~10的整數。n
p3為0~10的整數。其中,n
p1+n
p2+n
p3為1以上且30以下。於n
p1為2以上的情況下,多個R
p2相互相同或不同。於n
p2為2以上的情況下,多個R
p3相互相同或不同,多個R
p4相互相同或不同。於n
p3為2以上的情況下,多個R
p5相互相同或不同,多個R
p6相互相同或不同。
作為環元數5以上的環結構,例如可列舉:環元數5以上的脂肪族烴環結構、環元數5以上的脂肪族雜環結構、環元數6以上的芳香族烴環結構、環元數5以上的芳香族雜環結構或該些的組合。
作為環元數5以上的脂肪族烴環結構,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、類固醇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等。所謂「類固醇結構」,是指以三個6元環與一個5元環縮合而成的骨架(甾烷骨架)為基本骨架的結構。其中,較佳為類固醇結構。
作為環元數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(hexanosultone)結構、降冰片烷磺內酯結構等磺內酯結構;二氧雜環戊烷結構、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。
作為環元數6以上的芳香族烴環結構,例如可列舉:苯結構;萘結構、蒽結構、芴結構、伸聯苯結構、菲結構、芘結構等縮合多環型芳香族烴環結構;聯苯基結構、三聯苯基結構、聯萘結構、苯基萘結構等環集合型芳香族烴環結構;9,10-乙橋蒽結構;三苯荑結構等。其中,較佳為苯結構、9,10-乙橋蒽結構。
作為環元數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,噻吩結構等含硫原子的雜環結構等。
所述環結構中,與構成環結構的原子鍵結的一部分或全部氫原子亦可經取代基取代。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,烷基,烷氧基,烷氧基羰基,烷氧基羰氧基,醯基,醯氧基,側氧基(=O)等。
作為所述環結構的環元數的下限,較佳為6,更佳為8,進而佳為9,特佳為10。作為所述環元數的上限,較佳為25。
作為R
p1,較佳為包含環元數5以上的脂肪族烴環結構的一價基、包含環元數5以上的脂肪族雜環結構的一價基或包含環元數6以上的芳香族烴環結構的一價基。其中,較佳為包含具有1個~4個碘原子作為取代基的環元數6以上的芳香族烴環結構的一價基。
作為R
p2所表示的二價連結基,例如可列舉:羰基、醚基、羰氧基、硫醚基、硫羰基、磺醯基、二價烴基或該些組合而成的基等。構成所述二價烴基的碳原子亦可經羰基或醚基取代。
作為R
p3及R
p4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
p3及R
p4所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的氟化烷基等。作為R
p3及R
p4,較佳為氫原子、氟原子或氟化烷基,更佳為氫原子、氟原子或全氟烷基,進而佳為氫原子、氟原子或三氟甲基。
作為R
p5及R
p6所表示的碳數1~20的一價氟化烴基,例如可列舉碳數1~20的氟化烷基等。作為R
p5及R
p6,較佳為氟原子或氟化烷基,更佳為氟原子或全氟烷基,進而佳為氟原子或三氟甲基,特佳為氟原子。
作為n
p1,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為0或1。
作為n
p2,較佳為0~5,更佳為0~2,進而佳為0或1。
作為n
p3的下限,較佳為1,更佳為2。藉由將n
p3設為1以上,可提高酸的強度。作為n
p3的上限,較佳為4,更佳為3,進而佳為2。
作為n
p1+n
p2+n
p3的下限,較佳為2,更佳為4。作為n
p1+n
p2+n
p3的上限,較佳為20,更佳為10。
作為陰離子(Q-1),較佳為下述式(4-1-1)~式(4-1-16)所表示的磺酸根陰離子。
陰離子(Q)中的具有羧酸根陰離子基作為一價陰離子基的陰離子可應用將所述式(4-1)中的磺酸根陰離子置換為羧酸根陰離子的陰離子結構。
作為該感放射線性組成物中的[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1質量份,更佳為5質量份,進而佳為10質量份。作為所述含量的上限,較佳為50質量份,更佳為40質量份,進而佳為30質量份。
<[C]酸擴散控制劑>
[C]酸擴散控制劑具有如下作用:控制藉由曝光而自[A]聚合物或[B]酸產生劑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不佳的化學反應。作為[C]酸擴散控制劑,可列舉具有一價感放射線性鎓陽離子與一價有機酸根陰離子的化合物(以下,亦稱為「光降解性鹼」)(其中,將[A]聚合物除外)。光降解性鹼由於藉由曝光而產生酸,因此廣義上亦可稱為酸產生劑,但在藉由曝光而自[A]聚合物或[B]酸產生劑產生的酸使[A]聚合物中的酸解離性基解離的條件下,光降解性鹼不會藉由曝光而使所述酸解離性基解離。光降解性鹼的分子量較佳為2,500以下,更佳為1,500以下。再者,作為[C]酸擴散控制劑,亦可使用具有具備所述作用的重複單元的聚合物。
作為光降解性鹼中的一價感放射線性鎓陽離子,例如可列舉與作為[B]酸產生劑的陽離子而例示的陽離子相同的陽離子等。其中,較佳為包含至少一個氫原子經選自由氟原子、含氟原子的基及碘原子所組成的群組中的至少一種基取代的芳香環結構的一價感放射線性鎓陽離子(陽離子(P))。
光降解性鹼中的一價有機酸根陰離子包含一價陰離子基。作為一價陰離子基,可列舉羧酸根陰離子基、醯亞胺酸根陰離子基等。該些中,較佳為羧酸根陰離子基。
以下,對陰離子(Q)中的具有羧酸根陰離子基作為一價陰離子基的陰離子(以下,亦稱為「陰離子(Q-2)」)進行說明。
作為陰離子(Q-2),若為作為藉由曝光而感光並產生弱酸的光降解性鹼中的陰離子而使用的陰離子,則並無特別限制。其中,較佳為包含1個~3個氫原子經碘基取代的芳香環結構的羧酸根陰離子,更佳為包含2個~3個氫原子經碘基取代的芳香環結構的羧酸根陰離子。
作為陰離子部(Q-2),較佳為下述式(4-2-1)~式(4-2-12)所表示的羧酸根陰離子。
作為光降解性鹼,例如可使用將一價感放射線性鎓陽離子與所述陰離子部(Q-2)適宜組合而成的化合物。
作為[C]酸擴散控制劑,亦可應用含氮原子的化合物作為光降解性鹼以外的化合物。作為含氮原子的化合物,例如可列舉:三戊基胺、三辛基胺等胺化合物;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、N-(十一基羰氧基乙基)嗎啉、N-第三戊基氧基羰基-4-羥基哌啶等含氮雜環化合物等。
於該感放射線性組成物含有[C]酸擴散控制劑的情況下,作為該感放射線性組成物中的[C]酸擴散控制劑的含量的下限,相對於該感放射線性組成物中所含的[A]聚合物100質量份,較佳為1質量份,更佳為3質量份,進而佳為5質量份。作為所述含量的上限,較佳為30質量份,更佳為20質量份,進而佳為15質量份。
作為該感放射線性組成物中的[C]酸擴散控制劑的含量的下限,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50莫耳%,進而佳為30莫耳%。
另外,作為該感放射線性組成物中的[C]酸擴散控制劑的含量的下限,相對於[A]聚合物及[B]酸產生劑的合計100質量份,較佳為1質量份,更佳為2質量份,進而佳為5質量份。作為所述含量的上限,較佳為50質量份,更佳為40質量份,進而佳為30質量份。
<[D]有機溶媒>
該感放射線性組成物通常含有[D]有機溶媒。[D]有機溶媒若為至少能夠溶解或分散[A]聚合物、以及[B]酸產生劑、[C]酸擴散控制劑、[F]聚合物及視需要含有的其他任意成分的溶媒,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、二丙酮醇等碳數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'-二甲基咪唑啶酮、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、酯系溶媒或該些的組合,更佳為碳數3~19的多元醇部分醚系溶媒、多元醇部分醚羧酸酯系溶媒或該些的組合,進而佳為丙二醇單甲醚、丙二醇單甲醚乙酸酯或該些的組合。
於該感放射線性組成物含有[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組成物中所含的所有成分,較佳為50質量%,更佳為60質量%,進而佳為70質量%,特佳為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%。
<[F]聚合物>
[F]聚合物為與[A]聚合物不同的聚合物,且為氟原子含有率大於[A]聚合物的聚合物。通常,疏水性比成為基礎聚合物的聚合物高的聚合物存在偏向存在於抗蝕劑膜表層的傾向。[F]聚合物由於氟原子含有率比[A]聚合物大,因此存在藉由由該疏水性所帶來的特性而偏向存在於抗蝕劑膜表層的傾向。結果,於該感放射線性組成物含有[F]聚合物的情況下,可期待所形成的抗蝕劑圖案的剖面形狀變得良好。另外,於該感放射線性組成物含有[F]聚合物的情況下,可進一步提高抗蝕劑圖案的剖面形狀。
[F]聚合物中的氟原子的含有形態並無特別限定,可與[F]聚合物的主鏈及側鏈的任一者鍵結。作為[F]聚合物中的氟原子的含有形態,較佳為[F]聚合物具有包含氟原子的結構單元(以下,亦稱為「結構單元(F)」)。[F]聚合物亦可進而具有所述結構單元(F)以外的結構單元。[F]聚合物可具有一種或兩種以上的各結構單元。
於該感放射線性組成物含有[F]聚合物的情況下,作為[F]聚合物的含量的下限,相對於[A]聚合物100質量份,較佳為0.1質量份,更佳為0.5質量份。作為所述含量的上限,較佳為10質量份,更佳為5質量份。
<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:將感放射線性組成物直接或間接地塗敷於基板上的步驟(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」);以及對所述曝光後的抗蝕劑膜進行顯影的步驟(以下,亦稱為「顯影步驟」)。
於所述塗敷步驟中,使用所述該感放射線性組成物作為感放射線性組成物。因此,藉由該抗蝕劑圖案形成方法,可形成感度良好、CDU優異的抗蝕劑圖案。
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,將感放射線性組成物直接或間接地塗敷於基板上。藉此,可於基板上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組成物作為感放射線性組成物。
作為基板,例如可列舉:矽晶圓、二氧化矽、由鋁被覆的晶圓等現有公知者等。另外,作為將該感放射線性組成物間接地塗敷於基板上的情況,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(Prebake)(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)照射放射線來進行。作為放射線,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KrF準分子雷射光、EUV或電子束,特佳為EUV或電子束。
較佳為於所述曝光後進行曝光後烘烤(Post Exposure Bake)(以下,亦稱為「PEB」),於抗蝕劑膜的經曝光的部分中,藉由利用曝光而自[A]聚合物等產生的酸的作用來促進來自結構單元(I)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相對於顯影液的溶解性的差異。作為PEB的溫度的下限,較佳為50℃,更佳為80℃。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,對所述曝光後的抗蝕劑膜進行顯影。藉此,可形成規定的抗蝕劑圖案。通常是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組成物的[D]有機溶媒所例示的溶媒等。
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);對基板表面噴霧顯影液的方法(噴霧法);一邊以固定速度掃描顯影液噴出噴嘴,一邊朝以固定速度旋轉的基板上連續噴出顯影液的方法(動態分配法)等。
作為藉由該抗蝕劑圖案形成方法形成的抗蝕劑圖案,例如可列舉線與空間圖案、接觸孔圖案等。
<聚合物>
本發明的聚合物具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。所述包含酸解離性基的側鏈較佳為包含於包含羧基或酚性羥基的氫原子經酸解離性基取代的部分結構的第一結構單元中。所述包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈較佳為包含於包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的第二結構單元(其中,將與第一結構單元相符者除外)中。該聚合物的結構與所述感放射線性組成物所含有的[A]聚合物相同,引用其說明。
[實施例]
以下,基於實施例對本發明加以具體說明,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)及多分散度(Mw/Mn)]
聚合物的Mw及Mn是依照所述[Mw及Mn的測定方法]一項中記載的條件進行測定。聚合物的多分散度(Mw/Mn)是根據Mw及Mn的測定結果來算出。
<[A]聚合物的合成>
藉由公知的方法,合成作為[A]聚合物的聚合物(A-1)~聚合物(A-40)及聚合物(CA-1)~聚合物(CA-3)。[A]聚合物的合成中使用下述式(M-1)~式(M-16)所表示的化合物、以及表1中記載的單量體(pm-101)~單量體(pm-110)、單量體(pm-201)~單量體(pm-217)、單量體(pm-301)及單量體(pm-401)。於以下的合成例中,只要並無特別說明,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。再者,關於pm-213,於式(II-2-13)所表示的化合物中,兩個M
t+均為ca-1所表示的陽離子。關於pm-216,於式(II-2-16)所表示的化合物中,兩個M
t+均為ca-1所表示的陽離子。pm-213及pm-216以外的單量體為包含1 mol的陽離子與1 mol的陰離子的單量體。
[表1]
提供結構單元(II) 的單量體 | 陰離子 | 陽離子 | 提供結構單元(II) 的單量體 | 陰離子 | 陽離子 |
pm-101 | II-1-1 | ca-1 | pm-201 | II-2-1 | ca-1 |
pm-102 | II-1-2 | ca-1 | pm-202 | II-2-2 | ca-1 |
pm-103 | II-1-3 | ca-1 | pm-203 | II-2-3 | ca-1 |
pm-104 | II-1-4 | ca-1 | pm-204 | II-2-4 | ca-1 |
pm-105 | II-1-5 | ca-1 | pm-205 | II-2-5 | ca-1 |
pm-106 | II-1-6 | ca-1 | pm-206 | II-2-6 | ca-1 |
pm-107 | II-1-7 | ca-1 | pm-207 | II-2-7 | ca-1 |
pm-108 | II-1-8 | ca-1 | pm-208 | II-2-8 | ca-1 |
pm-109 | II-1-9 | ca-1 | pm-209 | II-2-9 | ca-1 |
pm-110 | II-1-10 | ca-1 | pm-210 | II-2-10 | ca-1 |
pm-211 | II-2-11 | ca-1 | |||
pm-212 | II-2-12 | ca-1 | |||
pm-213 | II-2-13(1 mol) | ca-1(2 mol) | |||
pm-214 | II-2-14 | ca-1 | |||
pm-215 | II-2-15 | ca-1 | |||
pm-216 | II-2-16(1 mol) | ca-1(2 mol) | |||
pm-217 | II-2-17 | ca-1 | |||
pm-301 | II-1-1 | ca-2 | pm-401 | II-2-1 | ca-2 |
將提供合成例1~合成例43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2中。再者,下述表2中,「-」表示未使用相符的單量體。
[表2]
[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 | 提供結構單元(I) ~(III)以外的結 構單元的單量體 | Mw | Mw/Mn | |||||
種類 | 使用量 (莫耳%) | 種類 | 使用量 (莫耳%) | 種類 | 使用量 (莫耳%) | 種類 | 使用量 (莫耳%) | ||||
合成例1 | A-1 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-101 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7400 | 1.7 |
合成例2 | A-2 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-102 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7400 | 1.7 |
合成例3 | A-3 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-103 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7300 | 1.7 |
合成例4 | A-4 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-104 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8000 | 1.7 |
合成例5 | A-5 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-105 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7800 | 1.7 |
合成例6 | A-6 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-106 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7100 | 1.8 |
合成例7 | A-7 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-107 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7400 | 1.7 |
合成例8 | A-8 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-108 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7200 | 1.7 |
合成例9 | A-9 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-109 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7000 | 1.7 |
合成例10 | A-10 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-110 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8300 | 1.6 |
合成例11 | A-11 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-201 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7900 | 1.7 |
合成例12 | A-12 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-202 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7800 | 1.7 |
合成例13 | A-13 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-203 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8400 | 1.7 |
合成例14 | A-14 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-204 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8500 | 1.7 |
合成例15 | A-15 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-205 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8400 | 1.7 |
合成例16 | A-16 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-206 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8200 | 1.7 |
合成例17 | A-17 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-207 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8000 | 1.7 |
合成例18 | A-18 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-208 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7500 | 1.8 |
合成例19 | A-19 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-209 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7800 | 1.7 |
合成例20 | A-20 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-210 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7900 | 1.7 |
合成例21 | A-21 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-211 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7600 | 1.7 |
合成例22 | A-22 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-212 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7400 | 1.8 |
合成例23 | A-23 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-213 | 5 | M-11/M-12 | 10/30 | M-14 | 5 | 7000 | 1.8 |
合成例24 | A-24 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-214 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7600 | 1.7 |
合成例25 | A-25 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-215 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7600 | 1.7 |
合成例26 | A-26 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-216 | 5 | M-11/M-12 | 10/30 | M-14 | 5 | 7000 | 1.7 |
合成例27 | A-27 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-217 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7200 | 1.6 |
合成例28 | A-28 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-301 | 10 | M-11 | 40 | - | - | 7600 | 1.7 |
合成例29 | A-29 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-401 | 10 | M-12 | 40 | - | - | 8100 | 1.7 |
合成例30 | A-30 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | pm-101 | 10 | M-13 | 40 | - | - | 7800 | 1.7 |
合成例31 | A-31 | M-2/M-4/M-7 | 10/30/10 | pm-104 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7400 | 1.7 |
合成例32 | A-32 | M-1/M-5/M-7 | 10/15/25 | pm-110 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7500 | 1.7 |
合成例33 | A-33 | M-2/M-5/M-8 | 5/10/35 | pm-201 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7900 | 1.7 |
合成例34 | A-34 | M-4/M-5 | 15/15 | pm-204 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | M-14 | 20 | 8600 | 1.7 |
合成例35 | A-35 | M-1/M-2 | 25/15 | pm-207 | 10 | M-11/M-12 | 10/30 | M-14 | 10 | 8200 | 1.7 |
合成例36 | A-36 | M-7/M-9 | 10/50 | pm-210 | 10 | M-11/M-12 | 10/20 | - | - | 8000 | 1.7 |
合成例37 | A-37 | M-3 | 45 | pm-211 | 15 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7800 | 1.6 |
合成例38 | A-38 | M-6/M-10 | 30/15 | pm-217 | 15 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 7300 | 1.7 |
合成例39 | A-39 | M-10 | 50 | pm-101 | 5 | M-11/M-12 | 10/30 | - | - | 8100 | 1.6 |
合成例40 | A-40 | M-4/M-9 | 25/25 | pm-201 | 5 | M-11/M-13 | 5/25 | M-14/M-15 | 5/10 | 7800 | 1.7 |
合成例41 | CA-1 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | - | - | M-11/M-12 | 10/30 | M-16 | 10 | 7700 | 1.7 |
合成例42 | CA-2 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | - | - | M-11/M-12 | 10/25 | M-15/M-16 | 5/10 | 7500 | 1.8 |
合成例43 | CA-3 | M-1/M-4/M-7 | 20/20/10 | - | - | M-11/M-12 | 10/25 | M-15 | 15 | 8300 | 1.7 |
<感放射線性組成物的製備>
以下示出感放射線性組成物的製備中使用的[B]酸產生劑、[C]酸擴散控制劑、[D]有機溶媒及[F]聚合物。於以下的實施例及比較例中,只要並無特別說明,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-5)所表示的化合物(以下,亦稱為「酸產生劑(B-1)~酸產生劑(B-5)」)。
[[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-4)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-4)」)。
[[D]有機溶媒]
作為[D]有機溶媒,使用下述有機溶媒。
(D-1):丙二醇單甲醚乙酸酯
(D-2):丙二醇單甲醚
(D-3):環己酮
(D-4):γ-丁內酯
(D-5):乳酸乙酯
(D-6):二丙酮醇
[[F]聚合物]
作為[F]聚合物,使用下述式(F-1)所表示的聚合物。Mw為8,900,Mw/Mn=2.0。
[實施例1]感放射線性組成物(R-1)的製備
將作為[A]聚合物的(A-1)100質量份、作為[C]酸擴散控制劑的(C-1)5質量份、以及作為[D]有機溶媒的(D-1)5,000質量份及(D-2)2,000質量份混合。利用孔徑0.20 μm的薄膜過濾器對所獲得的混合液進行過濾,製備感放射線性組成物(R-1)。
[實施例2~實施例50及比較例1~比較例3]感放射線性組成物(R-2)~感放射線性組成物(R-50)及感放射線性組成物(CR-1)~感放射線性組成物(CR-3)的製備
除了使用下述表3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組成物(R-2)~感放射線性組成物(R-50)及感放射線性組成物(CR-1)~感放射線性組成物(CR-3)。
<抗蝕劑圖案的形成>
使用旋塗機(東京電子(Tokyo Electron)(股)的「庫林特拉庫(CLEAN TRACK)ACT12」),將所述製備的各感放射線性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英吋的矽晶圓表面上。於130℃下進行60秒預烘烤(PB)後,於23℃下冷卻30秒,形成平均厚度50 nm的抗蝕劑膜。接下來,對於該抗蝕劑膜,使用EUV曝光機(艾斯摩爾(ASML)公司的「NXE3400」,數值孔徑(numerical aperture,NA)=0.33,σ 0.9/0.6,四極照明條件)照射EUV光。於照射後,在130℃下對所述抗蝕劑膜進行60秒曝光後烘烤(PEB)。繼而,使用2.38質量%的TMAH水溶液,於23℃下進行30秒顯影,從而形成正型的接觸孔圖案(直徑25 nm、50 nm間距)。
<評價>
對所述形成的各抗蝕劑圖案,依照下述方法,評價感度及CDU。於抗蝕劑圖案的測長時,使用掃描式電子顯微鏡(日立高新技術(Hitachi High-Technologies)(股)的「CG-4100」)。將評價結果示於下述表3中。
[感度]
於所述抗蝕劑圖案的形成中,將形成直徑25 nm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(mJ/cm
2)。感度的值越小越為高感度,表示越良好。以比較例1的感度為基準,將以超過6%進行高感度化的情況設為「A」,將以超過2%且6%以下進行高感度化的情況設為「B」,將以超過0%且2%以下進行高感度化的情況設為「C」,將沒有高感度化的情況設為「D」並示於表3中。將比較例1的感度表示為「-」。
[CDU]
使用所述掃描式電子顯微鏡自上部觀察抗蝕劑圖案,於任意部位測定合計800個接觸孔圖案的直徑,並根據該測定值的分佈求出3西格瑪值,將其設為CDU(單位:nm)。CDU的值越小,表示長週期下的孔直徑的偏差越小而良好。以比較例1的CDU為基準,將以超過6%進行改善的情況設為「A」,將以超過2%且6%以下進行改善的情況設為「B」,將以超過0%且2%以下進行改善的情況設為「C」,將沒有改善的情況設為「D」並示於表3中。將比較例1的CDU表示為「-」。
[表3]
感放射線性 樹脂組成物 | [A]聚合物 (100質量份) | [B]酸產生劑 (質量份) | [C]酸擴散控制劑 (質量份) | [D]有機溶媒 (質量份) | [F]聚合物 (質量份) | 感度 | CDU | |
實施例1 | R-1 | A-1 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例2 | R-2 | A-2 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例3 | R-3 | A-3 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例4 | R-4 | A-4 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例5 | R-5 | A-5 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例6 | R-6 | A-6 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例7 | R-7 | A-7 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | B |
實施例8 | R-8 | A-8 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例9 | R-9 | A-9 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | B |
實施例10 | R-10 | A-10 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例11 | R-11 | A-11 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例12 | R-12 | A-12 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例13 | R-13 | A-13 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例14 | R-14 | A-14 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例15 | R-15 | A-15 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例16 | R-16 | A-16 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例17 | R-17 | A-17 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例18 | R-18 | A-18 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例19 | R-19 | A-19 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例20 | R-20 | A-20 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例21 | R-21 | A-21 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例22 | R-22 | A-22 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例23 | R-23 | A-23 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例24 | R-24 | A-24 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例25 | R-25 | A-25 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例26 | R-26 | A-26 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例27 | R-27 | A-27 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例28 | R-28 | A-28 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例29 | R-29 | A-29 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | C | A |
實施例30 | R-30 | A-30 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例31 | R-31 | A-31 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例32 | R-32 | A-32 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例33 | R-33 | A-33 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例34 | R-34 | A-34 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例35 | R-35 | A-35 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例36 | R-36 | A-36 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例37 | R-37 | A-37 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例38 | R-38 | A-38 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例39 | R-39 | A-39 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | B |
實施例40 | R-40 | A-40 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例41 | R-41 | A-28 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | F-1(5) | B | B |
實施例42 | R-42 | A-28 | B-1(5) | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | B |
實施例43 | R-43 | A-28 | B-2(5) | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例44 | R-44 | A-28 | B-3(5) | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | A |
實施例45 | R-45 | A-28 | - | C-2(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | A | B |
實施例46 | R-46 | A-28 | - | C-3(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | B | A |
實施例47 | R-47 | A-29 | B-4(5) | C-1(5) | D-1/D-3=5000/2000 | - | C | A |
實施例48 | R-48 | A-29 | B-5(5) | C-1(5) | D-1/D-4=6000/1000 | - | C | A |
實施例49 | R-49 | A-29 | - | C-1/C-4=4/1(5) | D-1/D-5=6000/1000 | - | C | A |
實施例50 | R-50 | A-29 | B-3(5) | C-3(5) | D-1/D-6=6000/1000 | - | B | A |
比較例1 | CR-1 | CA-1 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | - | - |
比較例2 | CR-2 | CA-2 | - | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | D | D |
比較例3 | CR-3 | CA-3 | B-1(5) | C-1(5) | D-1/D-2=5000/2000 | - | D | D |
實施例的感放射線性組成物的感度及CDU均優於比較例的感放射線性組成物。使用酸產生劑(B-1)或酸產生劑(B-3)作為[B]酸產生劑時(實施例42或實施例44)的感度比不使用酸產生劑(B-1)或酸產生劑(B-3)時(實施例28)更優異,所述酸產生劑(B-1)或酸產生劑(B-3)含有包含感放射線性鎓陽離子與有機酸根陰離子的鎓鹽化合物、且包含感放射線性鎓陽離子經氟原子取代的芳香環。使用酸產生劑(B-2)作為[B]酸產生劑時(實施例43)的CDU比不使用酸產生劑(B-2)時(實施例28)更優異,所述酸產生劑(B-2)含有包含感放射線性鎓陽離子與有機酸根陰離子的鎓鹽化合物、且有機酸根陰離子包含具有1個~4個碘原子作為取代基的環元數6以上的芳香族烴環結構。
另外,使用酸擴散控制劑(C-3)作為[C]酸擴散控制劑時(實施例46)的CDU比不使用酸擴散控制劑(C-3)時(實施例28)更優異,所述酸擴散控制劑(C-3)為具有一價感放射線性鎓陽離子與一價有機酸根陰離子的化合物、並且含有包含1個~3個氫原子經碘基取代的芳香環結構的羧酸根陰離子作為有機酸根陰離子。
無
無
Claims (16)
- 一種感放射線性組成物,含有聚合物, 所述聚合物具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。
- 如請求項1所述的感放射線性組成物,其中所述包含酸解離性基的側鏈包含於包含羧基或酚性羥基的氫原子經酸解離性基取代的部分結構的第一結構單元中,所述包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈包含於包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的第二結構單元(其中,將與第一結構單元相符者除外)中。
- 如請求項2所述的感放射線性組成物,其中所述第二結構單元是源自包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的(甲基)丙烯酸酯化合物、或者包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的乙烯基化合物。
- 如請求項3所述的感放射線性組成物,其中所述(甲基)丙烯酸酯化合物是作為如下鹽、即包含具有(甲基)丙烯醯基氧基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體,所述乙烯基化合物是作為如下鹽、即包含具有乙烯基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體。
- 如請求項1所述的感放射線性組成物,其中所述感放射線性鎓陽離子結構含有包含至少一個氫原子經氟原子或含氟原子的基取代的芳香環結構的一價感放射線性鎓陽離子。
- 如請求項1所述的感放射線性組成物,其中所述酸解離性基由下述式(1-1)或式(1-2)表示, 式(1-1)中,Ar 1為自經取代或未經取代的環元數5~30的芳香環結構中去除一個氫原子而成的基;R 1及R 2分別獨立地為經取代或未經取代的碳數1~10的一價脂肪族烴基,或者R 1與R 2相互結合並與Ar 1所鍵結的碳原子一起形成碳數3~8的飽和脂環式烴環;*表示與羧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子的鍵結部位, 式(1-2)中,R v1~R v3分別獨立地為氫原子或者經取代或未經取代的碳數1~10的一價鏈狀烴基;s為1或2;*表示與羧基的醚性氧原子或酚性羥基的氧原子的鍵結部位。
- 如請求項6所述的感放射線性組成物,其中提供所述式(1-1)的Ar 1的經取代或未經取代的環元數5~30的芳香環結構為經取代或未經取代的環元數6~30的芳香族烴環結構。
- 如請求項2所述的感放射線性組成物,其中所述第一結構單元由下述式(3-1)或式(3-2)表示, 式(3-1)及式(3-2)中,Z為酸解離性基; 式(3-1)中,R 11為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基;R 31為二價連結基;m 31為0或1; 式(3-2)中,R 12為氫原子或甲基;R 13為單鍵、氧原子、-COO-或-CONH-;Ar 2為自經取代或未經取代的環元數6~30的芳香族烴環結構中去除兩個氫原子而成的基;R 14為單鍵或-CO-。
- 如請求項1所述的感放射線性組成物,其中所述聚合物進而具有包含酚性羥基的側鏈。
- 如請求項1所述的感放射線性組成物,進而含有選自由感放射線性酸產生劑及酸擴散控制劑所組成的群組中的至少一種。
- 一種抗蝕劑圖案形成方法,包括: 將如請求項1至10中任一項所述的感放射線性組成物直接或間接地塗敷於基板上的步驟; 對藉由所述塗敷而形成的抗蝕劑膜進行曝光的步驟;以及 對所述曝光後的抗蝕劑膜進行顯影的步驟。
- 一種聚合物,具有包含酸解離性基的側鏈、以及包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈。
- 如請求項12所述的聚合物,其中所述包含酸解離性基的側鏈包含於包含羧基或酚性羥基的氫原子經酸解離性基取代的部分結構的第一結構單元中,所述包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的側鏈包含於包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的第二結構單元(其中,將與第一結構單元相符者除外)中。
- 如請求項13所述的聚合物,其中所述第二結構單元是源自包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的(甲基)丙烯酸酯化合物、或者包含兩個以上的碘基及一個以上的感放射線性鎓陽離子結構的乙烯基化合物。
- 如請求項14所述的聚合物,其中所述(甲基)丙烯酸酯化合物是作為如下鹽、即包含具有(甲基)丙烯醯基氧基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體,所述乙烯基化合物是作為如下鹽、即包含具有乙烯基及兩個以上的碘基的磺酸根陰離子與感放射線性鎓陽離子的鹽的單量體。
- 如請求項12所述的感放射線性組成物,其中所述感放射線性鎓陽離子結構含有包含至少一個氫原子經氟原子或含氟原子的基取代的芳香環結構的一價感放射線性鎓陽離子。
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JP2022-167917 | 2022-10-19 |
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TW202419481A true TW202419481A (zh) | 2024-05-16 |
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