TW520357B - Novel ester compounds, polymers, resist compositions and patterning process - Google Patents

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Tsunehiro Nishi
Takeshi Kanou
Takeshi Watanabe
Mutsuo Nakajima
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Shinetsu Chemical Co
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520357 A7 __ B7 五、發明説明(1 ) 發明所屬技術領域 {請先閲讀背面之注意事¾再填寫本頁} 本發明係有關(1 )特定酯化合物,(2 )含有該t 合物之構成單位,且作爲基底樹脂加入光阻材料時能形成 具高靈敏度及良好解像性,特別是能賦予適用爲超L S I 製造用微細圖型材料之光阻材料的高分子化合物,(3 ) 含有該高分子化合物之光阻材料及(4 )使用該光阻材料 之圖型形成方法。 目前技術 .近年來隨著L S I高集成化及高速度化,而需求圖型 規格微細化,因此,遠紫外線右版印刷有望成爲次世代微 細加工技術。又,追切希望K r F激元激光,A r F激元 .激光爲光源之照相平版印刷能實現,成爲0 . 3 # m以下 超微細加工之不可欠缺之技術。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 事實上就K I* F激元激光用光阻材料而言,同時具有 實用以準之透光性及耐蝕性的聚羥苯乙烯係標準基底樹脂 。對A r F激元激光用光阻材料則開始檢討主鏈含有聚丙 烯酸、聚甲基丙烯酸之衍生物或脂肪族環狀化合物的高分 子化合物爲材料。因任何基本型均爲,以適當酸脫離性基 保護部分或全部碱可溶性樹脂之碱易溶部位,故可利用酸 脫離性保護基之選擇,調整光阻材料全體性能。 酸脫離性保護基例如,t e r t -丁氧基羰基(特公 平2 — 2 7 6 6 0號公報等所記載)、t e r t -丁基( 特開昭 6 2 — 1 1 5 4 4 0 號公報、J· Photoplym. Sci. 本紙1尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) — -4- 520357 A7 ___B7_ 五、發明説明(2 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
Technol. 7〔3〕,507 (1994)等所記載)、2 —四氫吡喃基(特開平2 - 80515號、特開平5 -88367號公報等所記載)、1 一乙氧基乙基(特開平 2 - 19847號、特開平4 — 215661號公報等所 記載)等。但,需求圖型規格更進一步微細化之情況下, 這些酸脫離性保護基均無法發揮充分性能。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 即,t e r t — 丁氧基羰基或t e r t —丁基會明顯 降低對酸之反應性,而爲了確保曝光前後之溶解速度差, 需以足夠量之能量線進行照射,以產生充分酸量。因產酸 劑爲強產酸型時,既使酸產量較少亦能進行反應,故可將 曝光量壓低。但,相對地會提升空氣中碱性物質使所產生 酸失活之影響力,而有圖型成爲丁冠等問題。又,2 —四 .氫吡喃基或1 -乙氧基乙基對酸之反應性過高,因此,無 需加熱處理而僅因曝光產生酸就能無秩序地進行脫離反應 ,而增加曝光一加熱處理、顯像間尺寸變化。若使用羧酸 保護基時,會因減低對碱之阻止溶解效果而提高未曝光部 之溶解速度,而減少顯像時之膜,因此會有使用高取代物 而極端降低耐熱性之缺點。因前者均無法確保曝光前後之 溶解速度差,故作爲光阻材料時顯像性極低。 發明所欲解決之問題 有鑑於此,本發明之目的係提供小形成酸分解性優良 之高分子化合物用酯化合物,(2 )作爲基底樹脂加入光 阻材料時能實現大幅提升目前用品之靈敏度及顯像性的高 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) -5- 520357 A7 _B7____ 五、發明説明(3 ) 分子化合物,(3 )以該高分子化合物作爲基底樹脂的光 阻材料,(4 )使用該光阻材料之圖型形成方法。 解決問題之方法及發明實施形態 爲了完成上述目的,經本發明者專心檢討後發明,以 後述方法製得之下列一般式(1 )所示新穎酯化合物適用 爲具有優良酸分解性之高分子化合物的原料,且以使用該 化合物而得重量平均分子量1,0 0 0至5 0 0,0 0 0 之新穎高分子化合物作爲基底樹脂的光阻材料具有高靈敏 度及高解像性,因此該光阻材料對精密微細加工極有效。 即,本發明係提供下列酯化合物。 〔I〕下列一般式(1 )所7^:之醋化合物。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) R2 R1
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式中,R1爲氫原子、甲基或CH2C〇2R3 ; R2爲氫 原子、甲基或C〇2R3 ; R3爲碳數1至1 5之直鏈狀、 支鏈狀或環狀烷基;Z爲與鍵結之碳原子形成單環或交聯 環之碳數2至2 0可含雜原子的2價烴基;m爲0或1 , 11爲〇、 1、2 或 3,且 2m+n = 2 或 3)。 又’本發明係提供下列高分子化合物。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -6 - 520357 A7 _ B7 _ 五、發明説明(4 ) 〔π〕特徵爲,以上述一般式(1 )所示之酯化合物 爲原料而含有下列一般式(1 a )所示重覆單位之重量平 均分子量1,000至500,000的高分子化合物。 R2 R1 斜)
H ζΟΛ-(οη ν (式中,R1、R2、Z、m、n同上述。) 〔m〕至少含有1個下列式(2 a )〜(1 0 a )所 示重覆單位之〔Π〕所記載的高分子化合物。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝· 訂 R2 R1 R2 R1 R2 R1 R2 R1ΊΆ、奸奸、 H C〇2R h co2r9 h co2r14 h co2r15 (2a) (3a) (4a) (5a)(XX Ώ5 ^ I Γ _線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 'X- R5- •R8 •R13 R2 - -R1 R2- -R1 R11 R12 (7a) H C02Ru (8a) H C02R15 (9a) R6 R7 (6a)
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 520357 A7 __B7_ 五、發明説明(5 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (式中,R1、R2同上述;k爲〇或1 ; R4爲氫原子、 碳數1至1 5含有羧基或羥基之1價烴基;R5至R8中至 少1個爲碳數1至1 5含羧基或羥基之1價烴基,其餘各 自獨立爲氫原子或碳數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀 烷基;R5至R8可相互形成環,此時R5至R8中至少1個 爲碳數1至1 5含羧基或羥基的2價烴基,其餘各自獨立 爲單鍵、碳數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基; R9爲碳數3至1 5含有一 C〇2 -部分構造之1價烴基; R1 ◦至R13中至少丄個爲碳數2至1 5含有一 C〇2 -部 分構造之1價烴基,其餘各自獨立爲氫原子、碳數1至 1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;R 1 ^至R 1 3可相互形 成環,此時R1(D至R13中至少1個爲碳數1至1 5含有 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .一 C〇2 -部分構造之2價烴基,其餘各自獨立爲單鍵、碳 數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基;R 1 4爲碳數 7至1 5含有多環式烴基或多環式烴基之烷基;R15爲酸 不安定基;X爲一CH2 —或一〇一;Y爲一〇一或一( NR16) -,R16爲氫原子、碳數1至1 5之直鏈狀、直 鏈狀或環狀烷基。) 又,本發明係提供下列光阻材料。 〔IV〕特徵爲,含有上述〔Π〕或〔Ή〕所記載之高 分子化合物的光阻材料。 〔V〕特徵爲,含有上述〔Π〕或〔瓜〕所記載之高 分子化合物及能感應高能量線或電子線而產酸之化合物及 有機溶劑的光阻材料。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格< 210X297公釐) -8 - 520357 A7 _____B7_ 五、發明説明(6 ) 另外,本發明係提供下列圖型形成方法。 〔VI〕特徵爲,含有將〔IV〕或〔V〕之光阻材料塗 布於基板上的步驟及,加熱處理後介有照相圖罩以高能量 線或電子線進行曝光之步驟及,於必要之加熱處理後利用 顯像液顯像的步驟之圖型形成方法。 上述一般式(1 )之酯化合物至以式(1 a )爲構成 單位之高分子化合物所使用的酸脫離性保護基爲,下列式 (1 b )所示環烷基環烷基或環烷基環鏈烯基,因此能解 決t e ir t - 丁氧基羰基或t e r t - 丁基對酸之反應性 較低及,2 -四氫吡喃基或1 -乙氧基乙基對酸之反應性 過高且對碱顯像液之耐性較弱的缺點。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式中,Z、m、η同上述。鏈線爲鍵手(以下均同)。 ) 上述一般式(1 )之酯化合物於酸性條件下生成烯烴 化合物的同時會分解而產生羧酸。該機構本身雖同 t e r t - 丁基酯等三級烷基酯之分解,但進行速度有大 差距。即,三級烷基酯之利用酸的分解步驟爲,先生成羧 酸及三級烷基陽離子,再利用釋放質子以消除陽離子而形 成烯烴化合物後結束反應。該分解反應之反應速率控制步 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇X297公釐) ' " -9 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 ___B7 _ 五、發明説明(7 ) 驟爲後半之陽離子消除步驟,因上述一般式(1 )之酯化 合物能減輕環應變或形成共軛系等而成爲極強推動力,故 該步驟之進行速度非常快。又,所生成之烯烴的再反應性 極低,因此能大幅超越其他三級烷基酯實現酸分解性。 因上述式(1 )之酯化合物基本上爲三級烷基酯,故 不會產生2 -四氫吡喃基或1 -乙氧基乙基般於曝光一顯 像間進行無限制分解,而顯像時膜減少之情形。因此,以 含有該化合物之構成單位的高分子化合物爲基底樹脂加入 光阻材料時,能得到未曝光部之溶解速度極慢,且接受適 當曝光量之光照射的領域可快速變成碱可溶性之,具有高 溶解控制性的高靈敏度及高解像度之光阻材料。 下面將更詳細說明本發明。 本發明之新穎的酯化合物爲下列一般式(1 )所示之 物。 R2 R1
其中,R1爲氫原子、甲基或CH2C〇2R3。R3之 具體例如後述。R 2爲氫原子、甲基或C〇2 R 3。R 3爲碳 數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,具體例如,甲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) _ " --1---L---^裝----:---訂------ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -10- 520357 A7 ____ B7_ 五、發明説明(8 ) 基、乙基、丙基、異丙基、w -丁基、seC - 丁基、 tert - 丁基、tert -戊基、n —戊基、η -己基 、環戊基、環己基、乙基環戊基、丁基環戊基、乙基環己 基、丁基環己基、金剛烷基、乙基金剛烷基、丁基金剛烷 基等。ζ爲與鍵結之碳原子形成單環或交聯環的碳數2至 2 0可含雜原子之2價烴基,具體例如,形成環丙烷、環 丁烷、環戊烷、環己烷、環庚烷、環辛烷等單環之烴基, 或形二環〔2 · 2 · 1〕庚烷、二環〔2 · 2 · 2〕辛烷 、二環〔4.4.0〕癸烷、三環〔5.2.1.02’6 〕癸烷等交聯環之烴基,或形成前者所含部分氫原子受烷 基、羥基、烷氧基、醯氧基、烷基羰基、羥基羰基、烷氧 基羰基、羰基等取代之環的羥基。m爲0或1 ,η爲0、 1、2或3,且2111+11 = 2或3。 本發明之酯化合物的具體例如下所示,但非限於此例 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(21〇Χ297公釐) -11 - 520357 A7 B7 五、發明説明(9 ) 本發明之酯化合物可製造步驟如下所示’但非限於此 例。
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中,R1、R2、Z、m、η同上述。Ha 1爲溴或 氯。 A步驟爲,對環狀酮化合物之羰基進行親核加成反應 ,使其成爲三級醇之步驟。具體例如,格利雅反應等,但 非限於此例。該反應易於已知條件下進行,但又以於四氫 呋喃、二乙基醚等溶劑中,混合環狀酮化合物原料、鹵化 烷酯及鎂,且必要時進行加熱或冷卻等爲佳。 B步驟爲,使前步驟所得之三級醇成爲不飽和酸之酯 的步驟。該反應易於已知條件下進行,但又以於氯化甲烯 等溶劑中,混合三級醇原料、丙烯酸氯化物或甲基丙烯酸 氯化物等不飽和羧酸鹵化物及三乙基胺等碱,且必要時進 行冷卻等爲佳。 本發明係提供特徵爲,含有(1 )上述一般式(1 ) 所示酯化合物爲原料之下列一般式(1 a )所示重覆單位 的重量平均分子量1,000至500,000,又以 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) " -12- 520357 ——)—(〇Η A7 B7 五、發明説明(10) 5,000至100,000爲任之高分子化合物 R2 R1 Η -(〇H2)n (la) 其中,R1、 R2、 Z、 m、 n同上述。 此時,本發明之高分子化合物可含有,以下列一般式 2 )至(1 0 )爲單體而得之下列一般式(2 a )至( 0 a )所示單位1種以上的構成單位。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) R2 R1 R1 R2 R1 R2 R1
H C02R4 H co2r9 H C02Rm (2) (3) (4)Ο Ο Ο Ο 1 Γ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R5 I__^L_I Κ L •R8 R10 - R6 R7 ⑹
\ Y (10) ‘X’ /」k ι \ 父 / » -R13 R2 \ — (- -R1 R2 - R11 R12⑺ H C02Rw (8) -χ- 7-TR, H C02R15 (9) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -13- 520357 A7 B7 五、發明説明(11 ) R2 R1 R2 Rl R2 R1 R2 R1 科)料斜…· H co2r4 h co2r9 h co2rm h co2r15 (2a) (3a) (4a) (5a) (一~7-K—)(- ^ R5- R6 R7 (6a) -)
. \ X /-Jk ( —R1 R2 、--------(-R1 H C02R (8a) 14 H C02R15 (9a) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
Y d〇a) 其中,X爲一CH2 —或一〇一。Y爲一〇一或( NR16) -,R16爲氫原子或碳數1至1 5之直鏈狀、支 鏈狀或環狀烷基。k爲〇或1。因此,可以下列式(6 a —1)至(9a — 2)表示式(6a)至(9a)。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -14- 520357 A7 _______B7 五、發明説明(12 )
(细·2) (7a-2) (8a-2) (9a-2) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 其中’ Rl、R2、X同上述。R4爲氫原子或碳數1 至1 5含殘基或羥基之1價烴基,具體例如,羧基乙基、 羧基丁基、羧基環戊基、羧基環己基、羧基降莰烷基、竣 基金剛烷基、羥基乙基、羥基丁基、羥基環戊基、羥基環 己基、羥基降莰烷基、羥基金剛烷基等。R 5至r 8中至少 1個爲碳數1至1 5含羧基或羥基之1價烴基,其餘各自 獨立爲氫原子、碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀垸 基。碳數1至15含有羧基或羥基之1價烴基的具體例如 ,羧基、羧基甲基、羧基乙基、羧基丁基、羧基甲基、經 基乙基、羥基丁基、2 —羧基乙氧基羰基、4 -羥基丁氧 基羰基、2 -羥基乙氧基羰基、4 -羥基丁氧基羰基、竣 基環戊基氧羰基、羧基環己基氧羰基、羧基降莰烷基氧線 基、羧基金剛烷基氧羰基、羥基環戊基氧羰基、羥基環己 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -15- 520357 A7 B7 五、發明説明(13 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基氧羰基、羥基降莰烷基氧羰基、羥基金剛烷基氧羰基等 。碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基之具體例如 R3所示。R5至R8可相互形成環,此時R5至R8中至少 1個爲碳數1至1 5含有羧基或羥基之2價烴基’其餘各 自獨立爲單鍵、碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸 烷基。碳數1至15含有羧基或羥基之2價烴基的具體例 如,由上述含有竣基或經基之1價烴基例示除去1個氫原 子者等。碳數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基的 具體例如,由R3所示例示除去1個氫原子者等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R9爲碳數3至1 5含有一 C〇2 —部分構造之1價烴 基,具體例如,2 —二氧五圜院一 3 —基、4,4 一二甲 基一 2 —二氧五圜院一 3 —基、4 一甲基一 2 —鑛基υ惡院 —4 —基、2 —羰基一 1 ,3 —二茂烷一4 —基甲基、5 —甲基一2 —二氧五圜院一5 —基等。R1。至R13中至少 1個爲碳數2至1 5含有一 C〇2 -部分構造之1價烴基, 其餘各自爲氫原子、碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環 狀烷基。碳數2至1 5含有一 CO 2 -部分構造之1價烴基 的具體例如,2 -二氧五圜烷一 3 —基氧羰基、4,4 一 二甲基一 2 —二氧五圜烷一3 —基氧羰基、4 一甲基一 2 一羰基噁烷—4 —基氧羰基、2 -羰基—1 ,3 —二茂院 一 4 —基甲基氧羰基、5_甲基一2 —二氧五圜烷一 5 — 基氧羰基等。碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基 之具體例同R 3所示。R 1 ^至R 1 3可相互形成環,此時 R1Q至R13中至少一個爲碳數1至1 0含有—C〇2 —部 I紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -16- 520357 A7 __B7_ 五、發明説明(14) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 分構造之2價烴基,其餘各自獨立爲單鍵、碳數1至1 5 之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸院基。碳數1至15含有 一 C〇2 —部分構造之2價烴基的具體例如,1 一羰基一 2 —噁丙烷—1 ,3 —二基、1 ,3 —二羰基一 2 —噁丙院 —1,3 —二基、1—羰基一 2 —噁丁烷—1,4 —二基 、1 ,3 -二羰基—2 -噁丁烷一 1 ,4 —二基等,或由 上述含有- C〇2 -部分構造之1價烴基所示例示去除1個 氫原子者等。碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸院 基的具體例如,由R 3所示例子去除1個氫原子者等。 R14爲碳數7至1 5含有多環式烴基或多環式烴基之 烷基,具體例如,降莰烷基、二環〔3 · 3 · 1〕己基、 三環〔5 · 2 · 1 · 02’ 6〕丁癸基、金剛烷基、乙基金 剛院基、丁基金剛院基、降茨院基甲基、金剛垸基甲基等 。R15爲酸不安定基。k爲0或1。X爲—CH2 —或— 〇一,Y爲一〇一或一 (NR16) —,R16爲氫原子、碳 數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,具體例同R3所 不 ° 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 1 5之酸不安定基的具體例如,下列一般式(L 1 ) 〜(L4)所示之基或碳數4至20,又以4至15爲佳 之三級烷基,各烷基各自爲碳數1至6之三烷基矽烷基或 碳數4至2 0之羰基烷基等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -17- β〇357 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1、發明説明(15) Run I .....C-OR (LI) 式中,RLQ1、RU2爲氫原子或碳數1至1 8,又 以1至1 0爲佳之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,具體例如 ’甲基、乙基、丙基、異丙基、η—丁基、sec—丁基 、tert — 丁基、環戊基、環己基、2 —乙基己基、η 〜辛基等。RU3爲碳數1至18,又以1至10爲佳之 可含氧原子等雜原子的1價烴基,例如,直鏈狀、支鏈狀 或環狀烷基,其部分氫原子受羥基、烷氧基、羰基、胺基 、烷基胺基等取代者,具體例如,下列取代烷基等。 RL。1 及 RLQ2、RLQ1 及 R 形成環,形成環時RU1、 RU 至1 8,又以1至1 〇爲佳之直鏈狀或支鏈狀伸烷基。 R u 4爲碳數4至2 〇,又以4至1 5爲佳之烷基、 各烷基各自爲碳數1至6之三烷基矽烷基或碳數4至2 0
0 3、R L 0 2 及 R L ° 3 可 、R ί() 3各自爲碳數1 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -18- 520357 A7 _ B7___ 五、發明説明(16 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 之羰基烷基,上述一般式(L 1 )所示之基,其中,三級 烷基之具體例如,t e r t — 丁基、t e r t -戊基、1 ,1 一二乙基丙基、1 一乙基環戊基、1 一 丁基環戊基、 1—乙基環己基、1一 丁基環己基、1 一乙基一 2 —環戊 烯基I 1—乙基一2 —環己烷基、2 —甲基一 2 —金剛烷 基等,三烷基矽烷基之具體例如,三甲基矽烷基、三乙基 矽烷基、二甲基一 t e r t - 丁基矽烷基等,羰基烷基之 具體例如,3 -羰基環己基、4 —甲基一 2 -羰基噁烷一 4 —基、5 -甲基一 5 —二氧五圜環—4 一基等。y爲0 至6之整數。
Rl°5爲碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基、碳數6 至2 0可受取代之芳基,其中,直鏈狀、支鏈狀或環狀烷 基之具體例如’甲基、乙基、丙基、異丙基、η-丁基、 sec — 丁基、ter t — 丁基、ter t —戊基、η — 戊基、η -己基等’可受取代之芳基的具體例如,苯基、 甲基苯基、萘基、蒽基、菲基、芘基等。m爲〇或1 ,η 爲 0、1、2 或 3’ 且 2m + n = 2 或 3。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 RL。6爲碳數1至8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、 碳數6至2 0可受取代之芳基,具體例同rl。5所示。 rL·。7至rL16各自獨立爲氫原子、碳數1至1 &可含有 雜原子之1價烴基,例如,甲基、乙基、丙基、異丙基、 η— 丁基、sec — 丁基、tert - 丁基、tert — 戊基、η—戊基、己基、n—辛基、η—壬基、n— 癸基、環戊基、環己基、環戊基甲基、環戊基乙基、環戊 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -- -19 - 520357 A7 ____ B7 五、發明説明(17) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基丁基、環己基甲基、環己基乙基、環己基丁基等直鏈狀 、支鏈狀或環狀烷基,或其部分氫原子受羥基、烷氧基、 羧基、烷氧基羰基、羰基、胺基、胺基胺基、氰基、锍基 、院基硫基、擴基等取代者。7至RL16可相互形成 環(例如,R L ◦ 7 及 R L ° 8、R L Q 7 及 R L ◦ 9、R L Q 8 及 rl1Q、RL〇9 及 RL1〇、rL11 及 rL12、rL13 及 RL14等),此時其爲碳數1至15可含有雜原子之2價 烴基,例如,由前述1價烴基例示去除1個氫原子者等。 又’ 中與鄰接之碳鍵結者可無需介有他物 而鍵結形成雙鍵(例如,R L ◦ 7及R L Q 9、R L。9及R 1 5 、R L 1 3 及 R L i 5 等)。 上述式(L 1 )所示酸不安定基中,直鏈狀或支鏈狀 之具體例如下列基。
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述式(L 1 )所示酸不安定基中,環狀之具體例如 ,四氫呋喃一 2 —基、2 —甲基四氫呋喃一 2 —基、四氫 吡喃一 2 —基、2 —甲基四氫吡喃一2 —基等。 上述式(L2)之酸不安定基的具體例如,ter t 一 丁氧基羰基、t ert — 丁氧基羰基甲基、ter t — 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -20- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 _B7___ 五、發明说明(18 ) 戊氧基羰基、t ert 一戊氧基羰基甲基、i’1—二乙 基丙基氧羰基、1’1 一二乙基丙基氧羰基甲基、1 一乙 基環戊基氧羰基、1—乙基環戊基氧鑛基甲基、1 一乙基 一 2 —環戊烯基氧鑛基、1 一乙基一 2 -環戊_基氧碳基 甲基、i 一乙氧基乙氧基羰基甲基、2 —四氫吡喃基氧羰 基甲基、2-四氫呋喃基氧羰基甲基等。 上述式(L3)之酸不安定基的具體例如’ 1 -甲基 環戊基、1 一乙基環戊基、1 一 η —丙基環戊基、1—異 丙基環戊基、l — n_· 丁基環戊基、1 — sec 一丁基環 戊基、1 一甲基環己基、1 一乙基環己基、3 —甲基一 1 一環戊嫌一 3 一基、3 -乙基一 1—環戊嫌—3 -基、3 —甲基一 1 一環己嫌一 3 —基、3 —乙基一 1—環己_一 3 _基等。 上述式(L4)之酸不安定基的具體例如下列基。
本發明之高分子化合物的製造方法可爲,以上 式(1 )之酯化合物爲第1單體,再以上述一般式(2 ) 至(1 0 )所示化合物中所選出1種以上爲第2以彳轰之單 體,進行共聚合反應。 本紙1尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) "" -- ---------^裝----:---訂------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) •21 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 ——___B7 -一 五、發明説明(19 ) 又’共聚合反應中可適當調節各單體之含有比率’而 得到作爲光阻材料時能發揮良好性能之高分子化合物。 此時,本發明之高分子化合物除了 (i )上述式(1 )之單體, (ϋ)上述式(2)至(1 0)中至少1種之單體 以外,還可與 (迅)除上述(i)、 (ii)以外之含有碳一碳雙鍵 的單體,例如,甲基丙烯酸甲酯、巴豆酸甲酯、馬來酸二 甲酯、衣康酸二甲酯等取代丙烯酸酯類,或馬來酸、富馬 酸、衣康酸等不飽和羧酸,或降莰烯、降莰烯- 5 -竣酸 甲酯等取代降羑烯類,或衣康酸酐等不飽和酸酐’其他單 體共聚石。 本發明之高分子化合物中, (I)以上述式(1)單體爲基準的式(la)構成 單位之含量爲,超過0莫耳%至1 0 0莫耳%,又以2 0 至9 0莫耳%爲佳,更佳爲3 0至8 0莫耳%, (Π )以上述式(2 )至(1 0 )單體爲基準的式( 2 a )至(1 〇 a )構成單位1種或2種以上之含量爲, 〇莫耳%以上1 〇 〇莫耳%以下,又以1至9 5莫耳%爲 佳,更佳爲5至90莫耳%,又,必要時 (ΙΠ)以上述(iii)單體爲基準之構成單位1種或2 種以上的含量可爲0至8 0莫耳%,又以〇至7 0莫耳% 爲佳,更佳爲0至5 0莫耳%。 本發明之高分子化合物的重量平均分子量爲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
-22- 520357 A7 B7 五、發明説明(2〇) 1, 000至500, 000,又以3, 000至 100, 000爲佳。若超出此範圍會極端降低耐触性, (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 且無法確保曝光前後之溶解速度差而降低解像性。 又,本發明之高分子化合物的製造方法可爲,使上述 〜般式(1 )之酯化合物及含有碳-碳雙鍵之其他化合物 (上述(ϋ)及/或(iii)之單體)進行自由基聚合。 自由基聚合反應之反應條件較佳爲’(a )以苯等煙 類、四氫呋喃等醚類、乙醚等醇類或甲基異丁基酮等酮類 作爲溶劑,(b )以2,2 > -偶氮雙異丁腈等偶氮化合 物或過氧化苯醯、過氧化月桂醯等過氧化物作爲聚合引發 劑,(c )反應溫度保持於0 °C至1 〇 〇 t:及(d )反應 時間爲0 · 5小時至4 8小時,但不排除此範圍外。 本發明之高分子化合物適用爲光阻材料之基底聚合物 ,因此本發明係提供特徵爲,含有該高分子化合物之光阻 材料。 又,本發明之光阻材料的特徵可爲,含有該高分子化 合物及能感應高能量線或電子線而產酸之化合物及有機溶 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 劑。 本發明所使用之產酸劑如, i ·下列一般式(P 1 a — 1 )、 ( P 1 a — 2 )或 (p 1 b )之鐵鹽, Π .下列一般式(p 2 )之二偶氮甲烷衍生物, iii ·下列一般式(P 3 )之乙二肟衍生物, iv ·下列一般式(P 4 )之雙硕衍生物, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -23- 520357 A7 B7 五、發明説明(21) V ·下列一般式(p 5 )之N -羥亞胺化合物之擴酸 酯, (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) vi · /5 —氧代磺酸衍生物, vii ·二硕衍生物, viii ·硝基苄基磺酸酯衍生物, ix ·磺酸酯衍生物等。
Dl〇1b ^101a J* p101a_|_j^lOlb K* K·
Pla-1 Pla-2 (式中,R1。1' R101b、R101c各自爲碳數1至1 2 之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、鏈烯基、羰基烷基或羰基 .鏈烯基、碳數6至2 0之芳基、碳數7至1 2之芳烷基或 芳基羰基烷基,或前者之部分或全部氫原子受烷氧基等取 代。又,R 1 ◦ 1 b及R 1。1。可形成環,形成環時R 1。1 b、 R 1 ° 1 e各自爲碳數1至6之伸烷基。K —爲非親核性對向 離子。) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述R1Qla、R1Qlb、R1Q1(:可相同或相異,具體 之烷基如,甲基、乙基、丙基、異丙基、η—丁基、 sec — 丁基、tert -丁基、戊基、己基、庚基、辛 基、環戊基、環己基、環庚基、環丙基甲基、4 -甲基環 己基、環己基甲基、降茨烷基、金剛烷基等。鏈烯基如, 乙烯基、烯丙基、丙烯基、丁烯基、己烯基、環己烯基等 。羰基烷基如,2-羰基環戊基、2-羰基環己基,或2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -24- 520357 A7 B7 五、發明説明(22) —羰基丙基、2—環戊基一2-羰基乙基、2—環己基一 2 一羰基乙基、2 — (4 —甲基環己基)一 2 —羰基乙基 等。芳基如,苯基、萘基等或P 一甲氧基苯基、 基苯基、〇—甲氧基苯基、乙氧基苯基、P—t 丁氧基苯基、m — t e r t - 丁氧基苯基等院氧 或2—甲基苯基、3—甲基苯基、4一甲基苯基 基、4 一 — 丁基苯基、4 一丁基苯基、 基 萘 基 基 m ) 2 氯 萘基等烷基萘基 、二甲基萘基、 、二乙氧基萘基 m —甲氧 e r t -基苯基, 、乙基苯 二甲基苯 、甲氧基 二乙基萘 等二烷氧 等烷基苯基、甲基萘基、乙基 基、乙氧基萘基等焼氧基萘基 等二烷基萘基、二甲氧基萘基 萘基等。芳烷基如,苄基、苯基乙基、苯乙基等。芳基 基烷基如,2 -苯基—2 —羰 —2 —碳基乙基、2— (2 — 基乙基、2 —(1 一萘基 萘基)一 2 -羰 一芳基一 2 -羰基乙基等。k —之非親核性對向 化物離子、溴化物離子等鹵化物離子、三氟化 ,1 -三氟乙烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯等氟 基乙基等 離子如, 物、1, 院基礦酸 酯、對甲苯磺醯酯、苯磺酸酯、4 -氟苯磺酸酯、 2 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 3,4,5 -五氟苯磺酸酯等芳基磺酸酯、甲磺醯酯、 烷磺酸酯等烷基磺酸酯。 ?104a_
R102» 轳。Λ ^~_R1I κ· κ· Plb (式中,R1Q2a、R1Q2b各自爲碳數1至8之直鏈狀、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) 25 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 _B7_ 五、發明説明(23) 支鏈狀或環狀烷基。R1C)3爲碳數1至1 〇之直鏈狀、支 鏈狀或環狀伸烷基。R1C34a、R.1()4b各自爲爲碳數3至 7之2 -羰基烷基。K —爲非親核性對向離子。) 上述R1Q2a、R1Q2b之具體例如,甲基、乙基、丙 基、異丙基、η — 丁基、sec — 丁基、tert -丁基 、戊基、己基、庚基、辛基、環戊基、環己基、環丙基甲 基、4 一甲基環己基、環己基甲基等。R1C)3如,伸甲基 、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、 伸辛基、伸壬基、1 ,4 一環伸己基、1 ,2 —環伸己基 、1,3 —環伸戊基、1,4 一環伸辛基、1,4 一環己 烷二伸甲基等。R 1 ◦ 4 a、R 1 D 4 b如,2 —羰基丙基、2 -羰基環戊基、2 -羰基環己基、2 -羥基環庚基等。K — 同(Pla — 1)及(Pla — 2)所示。
P2 (式中,R1Q5、R1Q6爲碳數1至1 2之直鏈狀、支鏈 狀或環狀烷基或鹵化烷基、碳數6至2 0之芳基或鹵化芳 基、碳數7至12之芳烷基)。 R1Q5、R1。6之烷基如,甲基、乙基、丙基、異丙 基、η _ 丁基、sec — 丁基、tert -丁基、戊基、 己基、庚基、辛基、戊基、環戊基、環己基、環庚基、降 茨烷基、金剛烷基等。鹵化烷基如,三氟甲基、1 ,1 , 1—三氟乙基、1,1 ,1—三氯乙基、水氧丁基等。芳 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-26- 520357 A7 __—_ B7_五、發明説明(24 ) 基如,苯基、p —甲氧基苯基、m —甲氧基苯基、〇 —甲 氧基苯基、乙氧基苯基、p — t e r t — 丁氧基苯基、m —t e i· t - 丁氧基苯基等烷氧基苯基,或2 -甲基苯基 、3 —甲基苯基、4 一甲基苯基、乙基苯基、4 一 t e r t — 丁基苯基、4 一丁基苯基、二甲基苯基等烷基 苯基。齒化方基如,氯苯基、氯苯基、1 ,: 5-五氟苯基等。芳烷基如,苄基、苯乙基等 4 〇1〇8 »109 -〇-S〇2~R107 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) P3 式中,R 1
R
R 0 9 爲碳數1至12之直鏈 狀、支鏈狀或環狀烷基或鹵化烷基、碳數6至2 0之芳基 或鹵化芳基、碳數7至12之芳烷基。R1Q8、R1Q 9可 相互鍵結形成環狀構造,形成環狀構造時R 1 ^ 8、R 各自爲碳數1至6之直鏈狀、支鏈狀伸烷基。) R107、 R108、 R109 1 0 9
R 之烷基、鹵化烷基、芳基、
鹵化芳基、芳烷基例示同R 1 0 5
R 1 0 6 所示。又 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 R 1 ^ 8、R 1 G 9之伸烷基如,伸甲基、伸乙基、伸丙基、 伸丁基、伸己基等。 2—S~R101b
ila_|_CH P4 (式中,:Ri〇ia、RlQlb同上述 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格{ 21〇X297公釐) -27- 520357 A7 B7____ 五、發明説明(25 )
X R110 'N~O-S02-R111 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) Y P5 (式中,R11。爲碳數6至1 〇之伸芳基、碳數1至6之 伸烷基或碳數2至6之伸鏈烯基,又,前者之部分或全部 的氫原子可受碳數1至4之直鏈狀或支鏈狀烷基或烷氧基 、硝基、乙醯基或苯基取代。R 1 1 1爲碳數1至8之直鏈 狀、支鏈狀或取代之烷基、鏈烯基或烷氧基、苯基或萘基 ,又,前者之部分或全部氫原子可受碳數1至4之烷基或 烷氧基;可受碳數1至4之烷基、烷氧基、硝基或乙醯基 取代之苯基;碳數3至5之雜芳香族基;氯原子、氟原子 等取代。) R11 ◦之伸芳基如,1 ,2 —伸苯基、1 ,8 -伸萘 基等,伸烷基如,伸甲基、1 ,2 —伸乙基、1 ,3 —伸 丙基、1 ,4 一伸丁基、1 一苯基一 1 ,2 —伸乙基、降 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 莰烷一 2,3 —二基等,伸鏈烯基如,1 ,2 -伸乙嫌基 、1—苯基—1 ,2 —伸乙烯基、5 —降莰烯〜2,3 — 二基等。Riii之烷基例示同,鏈烯基 如,乙烯基、1一丙烯基、烯丙基、1一丁烯基、3-丁 少布基、異戊一^嫌基、1 一戊燃基、3 -戊燦基、4: 一戊烯 基、二甲基烯丙基、1 一己烯基、3 —己烯基、5 —己嫌 基、1 一庚烯基、3 —庚烯基、6 -庚烯基、7 -辛稀基 等,烷氧基烷基如,甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) "' -28 - 520357 A7 B7 五、發明説明(26 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基、丁氧基甲基、戊氧基甲基、己氧基甲基、庚氧基甲基 、甲氧基乙基、乙氧基乙基、丙氧基乙基、丁氧基乙基、 戊氧基乙基、己氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基丙基、丙 氧基丙基、丁氧基丙基、甲氧基丁基、乙氧基丁基、丙氧 基丁基、甲氧基戊基、乙氧基戊基、甲氧基己基、甲氧基 庚基等。 又’可受取代之碳數1至4烷基如,甲基、乙基、丙 基、異丙基、η -丁基、異丁基、t e r t — 丁基等,碳 數1至4之烷氧基如,甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧 基、η-丁氧基、異丁氧基、tert—丁氧基等,可受 碳數1至4之烷基、烷氧基、硝基或乙醯基取代之苯基如 ,苯基、甲苯基、p—tert — 丁氧基苯基、p —乙醯 基苯基、P -硝基苯基等,碳數3至5之雜芳香族基如, 吡啶基、呋喃基等。 具體例如,三氟甲烷磺酸二苯基碘鏺、三氟甲烷磺酸 (p — t er t — 丁氧基苯基)苯基職鐵、p —甲苯磺酸 二苯基磺鑰、P —甲苯磺酸(p — t e r t — 丁氧基苯基 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 )苯基碘鑰、三氟甲烷磺酸三苯基銃、三氟甲烷磺酸(p 一 t e r t - 丁氧基苯基)二苯基锍、三氟甲烷磺酸雙( p - t e r t — 丁氧基苯基)苯基硫、二氣甲院礦酸三( P - t e r t - 丁氧基苯基)銃、p —甲苯磺酸三苯基銃 、p -甲苯磺酸(p- ter t —丁氧基苯基)二苯基銃 、p —甲苯磺酸雙(p— t e r t — 丁氧基苯基)苯基銃 、P —甲苯磺酸三(P - t e r t — 丁氧基苯基)銃、九 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(2i〇X297公釐) -29- 520357 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(27) 氟丁烷磺酸三苯基銃、丁烷磺酸三苯基銃、三氟甲烷磺酸 三甲基銃、P —甲苯磺酸三甲基銃、三氟甲烷磺酸環己基 甲基(2 —羰基環己基)銃、P —甲苯磺酸環己基甲基( 2-羰基環己基)銃、三氟甲烷磺酸二甲基苯基銃、P-甲苯磺酸二甲基苯基銃、三氟甲烷磺酸二環己基苯基銃、 p -甲苯磺酸二環己基苯基銃、三氟甲烷磺酸三萘基銃、 三氟甲烷磺酸環己基甲基(2 —羰基環己基)銃、三氟甲 烷磺酸(2 -降莰烷基)甲基(2 -羰基環己基)銃、伸 乙基雙〔甲基(2 -羰基環戊基)銃三氟甲烷磺酸酯〕、 1 ,2 / -萘基羰基甲基四氫噻吩三氟化物等鐵鹽,或雙 (苯磺醯)二偶氮甲烷、雙(p —甲苯磺醯)二偶氮甲烷 、雙(二甲苯磺醯)二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯)二偶 氮甲烷、雙(環戊基磺醯)二偶氮甲烷、雙(η —丁基磺 醯)二偶氮甲烷、雙(異丁基磺醯)二偶氮甲烷、雙( s e c -丁基磺醯)二偶氮甲烷、雙一丙基磺醯)二 偶氮甲烷、雙(異丙基磺醯)二偶氮甲烷、雙(t e r t 一丁基磺醯)二偶氮甲烷、雙(n —戊基磺醯)二偶氮甲 烷、雙(異戊基磺醯)二偶氮甲烷、雙(s e c -戊基磺 醯)二偶氮甲烷、雙(t e r t 一戊基磺醯)二偶氮甲烷 、1—環己基磺醯—1 一(ter t -丁基磺醯)二偶氮 甲;(¾. 1 一環己基磺醯一1 一( t e r t —戊基磺醯)二 偶氮甲$兀、1 一 t e r t —戊基磺酸一 1— ( t e r t — 丁基磺醯)二偶氮甲烷等二偶氮甲烷衍生物,或雙一〇一 (P —甲苯磺醯)一 α —二甲基乙二肟、雙一〇一 (p_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐)" 一 -30 - I — Γ-----^裝----Ί.--訂------- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 520357 A7 _ B7 五、發明説明(28 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 甲苯磺醯)一 α —二苯基乙二肟、雙一〇—(P —甲苯擴 醯)一α —二環己基乙二肟、雙一 ◦一(Ρ 一甲苯磺醯) —2 ,3 —戊二酮乙二月亏、雙一〇—(Ρ 一甲苯磺醯)— 2 —甲基一 3 ,4 —戊二酮乙二肟、雙一〇一(η — 丁院 磺醯)一α —二甲基乙二肟、雙一〇一(η —丁烷磺醯) 一 α —二苯基乙二月亏、雙一〇一(η — 丁院磺醯)一α — 二環己基乙二肟、雙一〇一(η — 丁烷磺醯)一2 ,3 — 戊二酮乙二肟、雙一〇一(η —丁烷磺醯)一 2 —甲基一 3 ,4 —戊二酮乙二月亏、雙一〇一(甲院磺醯)一 α —二 甲基乙二0亏、雙一〇一(三氟甲院擴醯)一“一二甲基乙 —•月弓、雙一〇一(1 ,1 ,1 一二氯乙院礦酸)一 α — —^ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 甲基乙二肟、雙一〇一 (t e r t —丁烷磺醯)一 α —二 甲基乙二肟、雙一〇一(全氟辛烷磺醯)一 α —二甲基乙 二肟、雙一〇一(環己烷磺醯)一α —二甲基乙二肟、雙 一〇一(苯磺醯)一 α—二甲基乙二肟、、雙一〇一(ρ 一氟苯磺醯)一 α —一甲基乙二I亏、雙一〇一 (Ρ — t e r t 一丁基苯磺醯)一 α —二甲基乙二肟、、雙一〇一( 二甲苯磺醯)一 α —二甲基乙二肟、、雙一〇一(莰烷磺 醯)—α —二甲基乙二肟等乙二肟衍生物,或雙萘磺醯甲 烷、雙三氟甲基磺醯甲烷、雙甲基磺醯甲烷、雙乙基磺醯 甲烷、雙丙基磺醯甲烷、雙異丙基磺醯甲烷、雙一ρ—甲 苯磺醯甲烷、雙苯磺醯甲烷等雙硕衍生物,或2 -環己基 羰基—2 —(Ρ-甲苯磺醯)丙烷、2 —異丙基羰基—2 —(ρ -甲苯磺醯)丙烷等0 -氧代砚衍生物,或二苯基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -31 - 520357 A7 ___B7___ 五、發明説明(29 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) =硕、二環己基二硕等二硕衍生物,或p -甲苯磺酸2, 6 一二硝基苄酯、P —甲苯磺酸2,4 一二硝基苄基等硝 基苄基磺酸酯衍生物,或1 ,2,3 -三(甲烷磺醯氧基 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 )苯、1,2,3 —三(三氟甲烷磺醯氧基)苯、1,2 ’ 3〜三(p -甲苯磺醯氧基)苯等磺酸酯衍生物,或N 一羥基琥珀銑酵亞胺甲烷磺酸酯、N-羥基琥珀銑酵亞胺 三氟甲烷磺酸酯、N-羥基琥珀銑酵亞胺乙烷磺酸酯、N 一羥基琥珀銑酵亞胺1 -丙烷磺酸酯、N -羥基琥珀銑酵 亞胺2 -丙烷磺酸酯、N -羥基琥珀銑酵亞胺1 -戊烷磺 酸酯、N-羥基琥珀銑酵亞胺1一辛烷磺酸酯、N-羥基 琥珀銑酵亞胺p -甲苯磺酸酯、N -羥基琥珀銑酵亞胺p -甲氧基苯磺酸酯、N-羥基琥珀銑酵亞胺2-氯乙烷磺 酸酯、N \-羥基琥珀銑酵亞胺苯磺酸酯、N -羥基琥珀銑 酵亞胺—2,4,6 -三甲基苯磺酸酯、N -羥基琥珀銑 酵亞胺1-萘磺酸酯、N-羥基琥珀銑酵亞胺2-萘磺酸 酯、N -羥基一 2 -苯基琥珀銑酵亞胺甲烷磺酸酯、N -羥基烏來亞胺甲烷磺酸酯、N -羥基烏來亞胺酸酯、N -羥基-2-苯基烏來亞胺甲烷磺酸酯、N-羥基戊二醯亞 胺甲烷磺酸酯、N -羥基戊二醯亞胺苯磺酸酯、N -羥基 酞醯亞胺甲烷磺酸酯、N-羥基酞醯亞胺磺酸酯、N-羥 基酞醯亞胺三氟甲烷磺酸酯、N -羥基酞醯亞胺p -甲苯 磺酸酯、N-羥基萘二甲醯亞胺甲烷磺酸酯、N—羥基萘 二甲醯亞胺苯磺酸酯、N -羥基一 5 -降莰烯一 2,3 — 二羧基亞胺甲烷磺酸酯、N -羥基一 5 —降莰烯一 2,3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -32· 520357 Α7 Β7 五、發明説明(3〇) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 一二羧基亞胺三氟甲烷磺酸酯、N-羥基一5-降莰烯一 2,3 -二羧基亞胺P -甲苯磺酸酯等N -羥基亞胺化合 物之磺酸酯衍生物等,又以三氟甲烷磺酸三苯基銃、三氟 甲烷磺酸(P — t e r t — 丁氧基苯基)二苯基銃、三氟 甲烷磺酸三(p— ter t — 丁氧基苯基)銃、p —甲苯 磺酸三苯基銃、P —甲苯磺酸(P — t e r t - 丁氧基苯 基)二苯基銃、p —甲苯磺酸三(p—tert — 丁氧基 苯基)锍、三氟甲烷磺酸三萘基銃、三氟甲烷磺酸環己基 甲基(2 -羰基環己基)銃、三氟甲烷磺酸(2 —降莰烷 基)甲基(2 —羰基環己基)銃、1 ,2 / —萘基羰基甲 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 基四氫噻吩三氟化物等鏺鹽,或雙(苯磺醯)二偶氮甲烷 、雙(P -甲苯磺醯)二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯)二 偶氮甲烷、雙(η -丁基磺醯)二偶氮甲烷、雙(異丁基 磺醯)二偶氮甲烷、雙(s e c -丁基磺醯)二偶氮甲烷 、雙(η -丙基磺醯)二偶氮甲烷、雙(異丙基磺醯)二 偶氮甲烷、雙(t e r t -丁基磺醯)二偶氮甲烷等二偶 氮甲烷衍生物,或雙一〇一(P —甲苯磺醯)一α —二甲 基乙二肟、雙一〇一(η —丁烷磺醯)一 α —二甲基乙二 肟等乙二肟衍生物,或雙萘基磺醯甲烷等雙硕衍生物,或 Ν-羥基琥珀銑酵亞胺甲烷磺酸酯、Ν-羥基琥珀銑酵亞 胺三氟甲烷磺酸酯、Ν -羥基琥珀銑酵亞胺1 -丙烷磺酸 酯、Ν -羥基琥珀銑酵亞胺2 -丙烷磺酸酯、Ν -羥基琥 珀銑酵亞胺1 -戊烷磺酸酯、Ν —羥基琥珀銑酵亞胺ρ -甲苯磺酸酯、Ν—羥基萘二甲醯亞胺甲烷磺酸酯、Ν-羥 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) -33- 520357 A7 B7 五、發明説明(31) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 基萘二甲醯亞胺苯磺酸酯等N -羥基亞胺化合物之磺酸酯 衍生物爲佳。又,該產酸劑可單獨使用或2種以上組合使 用。因鏺鹽具有優良之提升矩形性效果,二偶氮甲烷衍生 物及乙二肟衍生物具有優良之減低定在波效果,故組合兩 者時可進行輪廓微調。 產酸劑對基底樹脂1 0 0單位(重量單位,以下均同 )之添加量較佳爲0 . 1至1 5單位,又以0 · 5至8單 位爲佳。若少於0 . 1單位時,會使靈敏度變差,又,超 過1 5單位時,會降低透明性而降低解像性。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本發明所使用之有機溶劑可爲,能溶解基底樹脂、產 酸劑及其他添加劑等之有機溶劑。其例如,環己酮、甲基 一2—η—戊基甲酮等酮類,或3—甲氧基丁醇、3—甲 基—3 —甲氧基丁醇、1 一甲氧基一2 —丙醇、1 一乙氧 基一2—丙醇等醇類,或丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基 醚、丙二醇單乙基醚、乙二醇單乙基醚、丙二醇二甲基醚 、二乙二醇二甲基醚等醚類,或丙二醇單甲基醚乙酸鹽、 丙二醇單乙基醚乙酸鹽、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、醋酸丁 酯、3 —甲氧基丙酸甲酯、3 —乙氧基丙酸乙酯、醋酸 t e I· t - 丁酯、丙酸t e r t - 丁酯、丙二醇單 t e r t - 丁基醚乙酸鹽等酯類,又,可單獨使用或2種 以上混用,且非限於此例。就本發明而言,除了其中對光 阻成分中產酸劑之溶解性最優良的二乙二醇二甲基醚、1 -乙氧基- 2 —丙醇外,又以使用安全溶劑之丙二醇單甲 基醚乙酸鹽及其混合溶劑爲佳。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -34- 520357 A 7 B7 五、發明説明(32 ) 有機溶劑對基底樹脂1 0 0單位之使用量爲2 〇 〇至 1, 000單位,又以400至800單位爲佳。 本發明之光阻材料中,具有上述一般式(1 a )所示 重覆單位之高分子化合物可添加其他高分子化合物。 該高分子化合物之具體例如,下列式(R 1 )及/或 下列式(R2)所示重量平均分子量1, 〇〇〇至 500, 000,又以5, 000至100, 000爲佳 之物,但非限於此例。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 〇002ρ001 500¾00 一)a1.卜 co3rw
ibV co2ru i—)cr co2r014 ic2· 叶一)dr co2r°,5
w)a2. Ώ)&2' Kk2' Ώ nn<;' J^nR ^nm1 / JAi_ntn \一 〇00? \ /—1 H007 R ie* (Rl) yia3. hyxy")b3· \ / J^boa roip ^006^007 ^01 i^o
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co2R015 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 d〇〇2»00 R002! .001
If (- λ t〇2R004 H C02R015
(式中,X同上述;R
c Η 2 C 0 2 R 0 0 3 0 0 1 爲氫原子、甲基或
;RQQ2爲氫原子、甲基或C〇2R 0 0 3 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -35- 520357 A7 B7 五、發明説明(33) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ;R003爲碳數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基; R004爲氫原子或碳數1至1 5含羧基或羥基之1價烴基 。r°〇5至rQD3中至少1個爲碳數1至1 5含羧基或羥 基之1價烴基,其餘各自獨立爲氫原子、碳數1至1 5之 直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;R ^ Q 5至R ^ ^ 8可相互形成 環,此時RQQ5至RQC)8中至少1個爲碳數1至1 5含有 羧基或羥基之2價烴基,其餘各自獨立爲單鍵、碳數1至 1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基;R ^ ^ 9爲碳數3至 1 5含有一 c〇2 —部分構造之1價烴基;R。1。至RQ13 中至少1個爲碳數2至1 5含有—CO 2 -部分構造之1價 烴基,其餘各自獨立爲氫原子、碳數1至1 5之直鏈狀、 支鏈狀或環狀烷基;R ^ 1。至R。1 3可相互形成環’此時 R〇1°至R013中至少1個爲碳數1至15含有一C〇2-部分構造之2價烴基,其餘各自獨立爲單鍵、碳數1至 1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基;R014爲碳數7至 1 5含有多環式烴基或多環式烴基之烷基·,R°15爲酸不 安定基;RQ16爲氫原子、甲基;R。17爲碳數1至8之 直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;k /爲0或1 ; a 1 /、 a2' a3' bl' b2' b3' cl' c2' c3' dl'、d2' d3,、〆爲 〇 以 上1以下之數,且a 1 ^ + a2 ^ + a3 ^+b 1 ' + b2 一 + b3,+ cl 一 + c2^ + c3,+dl> + d2 + d 3 +e — 1 » f 、 g 、h 、i 、 j —爲0以上、以下之數,且i >+g>+h/ + i / + 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -36- 520357 A7 B7____ 五、發明説明(34 ) y' 爲0至3之整數,且 y 一 + z^‘5、lSy^ + z。) 又,該基之具體例同R1至R15所示。 具有上述一般式(1 a )所示重覆單位之高分子化合 物與其他高分子化合物之添加比率爲1 〇 〇 : 〇至1〇: 90,又以100 : 0至20 : 80爲佳。若具有上述一 般式(1 a )所示重覆單位之高分子化合物的添加比率少 於此時,將無法得到良好的光阻材料性能。又,適當改變 上述添加比率時,可調整光阻材料之性能。 上述高分子化合物非限1種,可添加2種以上。又使 用複數種高分子化合物時,可調整光阻材料性能。 本發明之光阻材料可添加溶解控制劑。其例如,平均 分子量100至1,000,又以150至80 0爲佳之 ,分子內具有2個以上苯酚性羥基之化合物的全部該苯酚 性羥基之氫原子的平均0至1 0 0莫耳%受酸不安定基取 代之化合物,或分子內具有羧基之化合物的全部該羧基之 氫原子的平均5 0至1 0 0莫耳%受酸不安定基取代之化 合物。 苯酚性羥基之氫原子的酸不安定基取代率平均爲,全 部苯酸性經基之0莫耳%以上,又以3 0莫耳%以上爲佳 ’且上限爲1 0 0莫耳%,又以8 0莫耳%爲佳。羧基之 氫原子的酸不安定基取代率平均爲,全部竣基之5 〇莫耳 %以上’又以7 0莫耳%以上爲佳,且上限爲1 Q 〇莫耳 % 〇 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS )八4規格(210X297公董) 〜- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -37- 520357 A7 B7 五、發明説明(35 ) 該具有2個以上苯酚性羥基之化合物或具有羧基之化 合物較佳爲,下列式(D 1 )至(D 4 )所示之物。 (〇Η), pH,
(CH3)2CH
ch3 ϋΗ D1
Ϊ302 _ /->r(〇H)r D4 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) R301 D3
(〇H), R201
::^〇F R201.
D6
D8
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 D9
〇5c
H2)hCOOH D13 D12
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -38- 520357 Α7 Β7 五、發明説明(36) (式中,R2Q1、R2Q2各自爲氫原子、碳數1至8之直 鏈狀或支鏈狀烷基或鏈烯基;R2()3爲氫原子、碳數1窆 8之直鏈狀或支鏈狀烷基或鏈烯基,或 —(R207) hC〇〇H ; R2 04 爲一 (CH2) ! — ( i 二2至10)、碳數6至10之伸芳基、羰基、磺醯基、 氧原子或硫原子;R2(35爲碳數1至1 〇之伸烷基、碳數 6至1 0之伸芳基、羰基、磺醯基、氧原子或硫原子; R2()6爲氫原子、碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基、_ 烯基,或各自受羥基取代之苯基或萘基;R2C)7爲碳數1 至10之直鏈狀或支鏈狀伸烷基;R2()8爲氫原子或羥基 ;』爲0至5之整數;u、h爲〇或1 ; s、 t、 s 一、 t'、 s"、 t"各自爲 s + t = 8、 s' + t^ = 5、 s 〃 + t 〃 = 4,且各苯基骨架中至少具有1個羥基之數 ;^係使式(D8)、 (D9 )化合物之分子量爲1 0 q 至1,0 0 0之數。) 上述式中R2。1、R2。2例如,氫原子、甲基、乙_ 、丁基、丙基、乙炔基、環己基,R2()3之例示同R2〇i 、R202或一C〇〇H、 一 CH2C〇〇H,R204例如, 伸乙基、伸苯基、羰基、磺醯基、氧原子、硫原子等,R2 ° 5例如,伸甲基或同R 2 ° 4、R 2 ° 6例如,氫原子、甲基 、乙基、丁基、丙基、乙炔基、環己基’各自受羥基取代 之苯基、萘基等。 溶解控制劑之酸不安定基如’下列一般式(L 1 )至 (L4)所示之基、碳數4至20之三級烷基、各烷基之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210Χ297公釐) Γ請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁j 訂 Φ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 -39 - 520357 A7 B7 五、發明説明(37) 碳數各自爲1至6的二垸基的院基、碳數4至2 0之羯基 烷基等。
.....C-OR i02 (LI) (式中,RL。1、R\°2爲氫原子、碳數1至1 8之直鏈 狀、支鏈狀或環狀烷基;RLG3爲碳數1至1 8之可含有 氧原子等雜原子之1價烴基;RU1及RL。2、RLQ1及 RU3、rU2及rU3可形成環,無成環時rLQ1、 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) .-_(CH^y-C-OR。
(L2) °2、各自爲碳數1至18之直鏈狀或支鏈狀伸烷基 ;RtQ4爲碳數4至2 0之三級烷基、各烷基各自爲碳數 1至6之三烷基矽烷基、碳數4至20之羰基烷基或上述 一般式(L 1 )所示之基;RU5爲碳數1至8之直鏈狀 、支鏈狀或環狀烷基、碳數6至20可受取代之芳基; Κί()6爲碳數1至8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、碳數 6至2 0可受取代之芳基;R1^7至RLi6各自獨立爲氫 原子、碳數1至1 5可含雜原子之1價烴基;至 RL16可相互形成環,此時爲碳數1至1 5可含雜原子之 2價烴基;又,R l ^ 7至R l 1 6中與鄰接之碳鍵結者可不 介有他物而形成雙鍵;y爲0至6之整數;m爲0或1, η 爲 〇、1、2 或 3,且 2m+n = 2 或 3。) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -40- 520357 A7 B7 五、發明説明(38) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 上述溶解控制劑對基底樹脂1 0 0單位之添加量爲0 至5 0單位,又以5至5 0單位爲佳,更佳爲1 0至3 0 單位,又,可單獨使用或2種以上混用。若添加量低於5 單位時,將無法提升解像性,又,超過5 0單位時,會減 少圖型之膜及降低解像度。 上述般溶解控制劑之合成方法可爲,對具有苯酚性羥 基或羥基的化合物利用有機化學性處方導入酸不安定基。 另外,本發明之光阻材料可添加碱性化合物。 適用之碱性化合物爲,能控制光阻膜中產酸劑所產生 之酸擴散時之擴散速度的化合物。添加碱性化合物時,可 抑制光阻膜中酸之擴散速度而提升解像度及抑制曝光後靈 敏度變化,且減少基板或環境依賴性及提升曝光充裕度或 +圖型輪廓等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該碱性化合物如,第一級、第二級、第三級之脂肪族 胺類、混合胺類、芳香族胺類、雜環胺類、具有羧基之含 氮化合物、具有磺醯基之含氮化合物、具有羥基之含氮化 合物、具有羥基苯基之含氮化合物、醇性含氮化合物、醯 胺衍生物、亞胺衍生物等。 具體之第一級脂肪族胺類如,氨、甲基胺、乙基胺、 η -丙基胺、異丙基胺、η -丁基胺、異丁基胺、s e c 一丁基胺、t e r t - 丁基胺、戊基胺、t e r t -戊基 胺、環戊基胺、己基胺、環己基胺、庚基胺、辛基胺、壬 基胺、癸基胺、月桂基胺、醇蜡基胺、伸甲基二胺、伸乙 基二胺、四伸乙基戊胺等,第二級脂肪族胺類如,二甲基 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -41 - 520357 A7 ___B7___ 五、發明説明(39 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 胺、二乙基胺、二一 η -丙基胺、二異丙基胺、二—η -丁基胺、二異丁基胺、二一 s e c - 丁基胺、二戊基胺、 二環戊基胺、二己基胺、二環己基胺、二庚基胺、二辛基 胺、二壬基胺、二癸基胺、二月桂基胺、二鯨蜡基胺、N ,N—二甲基伸甲基二胺、N,N —二甲基伸乙基二胺、 N,N —二甲基四伸乙基戊胺等,第三級脂肪族胺類如’ 三甲基胺、三乙基胺、三—η -丙基胺、三異丙基胺、三 一 η — 丁基胺、三異丁基胺、三—s e c - 丁基胺、三戊 基胺、三環戊基胺、三己基胺、三環己基胺、三庚基胺、 三辛基胺、三壬基胺、三癸基胺、三月桂基胺、三鯨蜡基 胺、N,N,N > ,N / —四甲基伸甲基二胺、N,N, ,N^ —四甲基伸乙基二胺、N,N,N' ,N^ — 四甲基四伸乙基戊胺等。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 混合胺類如,二甲基乙基胺、甲基乙基丙基胺、苄基 胺、苯乙基胺、苄基二甲基胺等。芳香族胺類及雜環胺類 之具體例如,苯胺衍生物(例如,苯胺、N -甲基苯胺、 N —乙基苯胺、N —丙基苯胺、N,N —二甲基苯胺、2 一甲基苯胺、3—甲基苯胺、4一甲基苯胺、乙基苯胺、 丙基苯胺、三甲基苯胺、2 -硝基苯胺、3 -硝基苯胺、 4 —硝基苯胺、2,4 一二硝基苯胺、2,6 —二硝基苯 胺、3,5 —二硝基苯胺、N,N —二甲基甲苯胺等)、 二苯基(p -甲苯基)胺、甲基二苯基胺、三苯基胺、伸 苯基二胺、萘基胺、二胺基萘、吡咯衍生物(例如,吡咯 、2 Η —吡咯、1 一甲基吡咯、2 ,4 —二甲基吡咯、2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) ' -42- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 _____B7_ 五、發明説明(4〇) ’ 5〜二甲基吡咯、n —甲基吡咯等)、噁唑衍生物(例 如’噁唑、異噁唑等)、噻唑衍生物(例如,噻唑、異噻 _等)、咪唑衍生物(咪唑、4 —甲基咪唑、4 一甲基一 2 -苯基咪唑等)、吡唑衍生物、呋β衍生物、吡咯啉衍 生物(例如,吡咯啉、2 -甲基一 1 一吡咯啉等)、吡咯 烷衍生物(例如,吡咯烷、N -甲基吡咯烷、吡咯烷酮、 N -甲基吡咯烷酮等)、吡唑啉衍生物、吡唑烷衍生物、 吡啶衍生物(例如,吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、丙基吡 啶、丁基吡啶、4 一( 1 一丁基戊基)吡啶、二甲基吡啶 、三甲基吡啶、三乙基吡啶、苯基吡啶、3 —甲基一 2 — 苯基吡啶、4 — t e r t -丁基吡啶、二苯基吡啶、苄基 吡啶、甲氧基吡啶、丁氧基吡啶、二甲氧基吡啶、1 一甲 基一 2 —吡啶、4 —吡咯烷基吡啶、1 一甲基一 4 一苯基 吡啶、2 —( 1 一乙基丙基)吡啶、胺基吡啶、二甲基胺 基吡啶等)、噠嗪衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、吡 唑啉衍生物、吡咯烷衍生物、哌啶衍生物、哌嗪衍生物、 嗎啉衍生物、吲哚衍生物、異吲哚衍生物、1 Η -吲唑衍 生物、吲哚滿衍生物、喹啉衍生物(例如,喹啉、3 -喹 啉腈等)、異喹啉衍生物、噌啉衍生物、喹唑啉衍生物、 喹喔啉衍生物、酞嗪衍生物、嘌呤衍生物、蝶啶衍生物、 咔唑衍生物、菲啶衍生物、凡啶衍生物、吩嗪衍生物、1 ,1 0 -菲繞啉衍生物、腺嘌呤衍生物、腺苷衍生物、鳥 嘌呤衍生物、鳥苷衍生物、尿嘧啶衍生物、尿苷衍生物等 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS〉Α4規格(210Χ297公釐) -43㈣ m i —^n —IL» - - «- mu ϋ—i In mi Hi m In、一一、m I In Hi (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 520357 A7 __B7 五、發明説明(41 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 具有羧基之含氮化合物如,胺基安息香酸、吲哚羧酸 、胺基酸衍生物(例如,煙酸、丙胺酸、精胺酸、天冬胺 酸、谷胺酸、甘胺酸、組胺酸、異亮胺酸、甘胺醯亮胺酸 、亮胺酸、蛋胺酸、苯基丙胺酸、蘇胺酸、賴胺酸、3 -胺基吡嗪- 2 -羧酸、甲氧基丙胺酸等)等,具有磺醯基 之含氮化合物如,3 -吡啶磺酸、P -甲苯磺酸吡啶鎗等 ,具有羥基之含氮化合物,具有羥基苯基之含氮化合物、 醇性含氮化合物如,2 -羥基吡啶、胺基甲酚、2,4 一 喹啉二醇、3 —吲哚甲醇水合物、單乙醇胺、二乙醇胺、 三乙醇胺、N —乙基二乙醇胺、N,N —二乙基乙醇胺、 三異丙醇胺、2,2 / —亞胺基二醇、2 —胺基乙醇、3 一胺基—1—丙醇、4 —胺基一 1— 丁醇、4 一(2 —羥 .基乙基)嗎啉、2 — ( 2 —羥基乙基)吡啶、1 一( 2 -羥基乙基)哌嗪、1 一〔 2 —( 2 —羥基乙氧基)乙基〕 哌嗪、哌陡乙醇、1 — ( 2 —羥基乙基)吡咯烷、1 -( 2 -羥基乙基)—2 -吡咯烷酮、3 —哌啶基一 1 ,2 — 丙二醇、3 -吡略烷基—1 ,2 -丙二醇、8 -羥基久洛 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 尼定、3 —喹吖啶醇、3 —托品醇、1 一甲基一 2 —吡略 院乙醇、1一氮雜環丙院乙醇、N—(2-經基乙基)敌 醯亞胺、N -( 2 -羥基乙基)異煙醯胺等。醯胺衍生物 如,甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N—二甲基甲醯胺、 乙醯胺、N —甲基乙醯胺、N,N —二甲基乙醯胺、丙醯 胺、苯醯胺等。亞胺衍生物如,酞醯亞胺、琥珀銑酵亞胺 、馬來亞胺等。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐1 -44 - 520357 A7 _B7 五、發明説明(42 ) 又,可添加下列一般式(B 1 )所示碱性化合物中所 選出1種或2種以上。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) N ( X ) n ( Y ) 3 - η Β 1 (式中,η = 1、2或3。Υ爲各自獨立爲氫原子、碳數 1至2 0之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,又,可含羥基或 醚。X爲各自獨立之下列一般式(XI )至(Χ3)所示 之任何基,又,2個或3個X可鍵結形成環。) 0 0 一R30。一 0-R30’ *R302—〇—r303—ς_ρ304 一p305_Q_Q_p306 X1 X2 X3 (式中,R3〇°、R3°2、R3Q5爲碳數1至4之直鏈狀 或支鏈狀伸烷基;R 3 1、R 3 Q 4.爲氫原子、碳數1至 2〇之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,又,可含1個或複數 個羥基、醚、酯或內酯環;R3Q3爲單鍵、碳數1至4之 直鏈狀或支鏈狀伸烷基。) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 上述一般式(Β 1 )所示化合物之具體例如,三(2 一甲氧基甲氧基乙基)胺、三{ 2 — ( 2 —甲氧基乙氧基 )乙基}胺、三{ 2 — (2 —甲氧基乙氧基甲氧基)乙基 }胺、二{2 —(1 一甲氧基乙氧基)乙基}胺、三{2 —(1—乙氧基乙氧基)乙基}胺、二{ 2 — ( 1—乙氧 基丙氧基)乙基}胺、三一〔2 — {2 —(2 —羥基乙氧 基)乙氧基}乙基〕胺、4,7,13,16,21, 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -45- 520357 A7 B7 五、發明説明(43) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 24 —六卩惡—1 ,10 — 一氮雜一環〔8 · 8 · 8〕廿六 烷、4 ,7 ,13 ,18 —四噁一1 ,10 —二氮雜二環 〔8.5.5〕二十烷、1,4,10,13 —四噁—7 ,16 —二氮雜二環十八烷、1—氮雜一 12 —冠一 4、 1 一氮雜—15 —冠—5、 1—氮雜—18 —冠—6、三 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (2 —甲醯氧乙基)胺、三(2 —甲醯基氧乙基)胺、三 (2 -乙醯氧基乙基)胺、三(2 —丙醯基氧乙基)胺、 三(2 — 丁醯基氧乙基)胺、三(2 —異丁醯基氧乙基) 胺、三(2 —戊醯基氧乙基)胺、三(2 —三甲基乙醯氧 乙基)胺、N,N —雙(2 —乙醯氧基乙基)2 —(乙薩 氧基乙醯氧基)乙基胺、三(2 —甲氧基羰基氧乙基)胺 、三(2 - t e r t -丁氧基羰基氧乙基)胺、三〔2 -.(2 -羰基丙氧基)乙基〕胺、三〔2 —(甲氧基羰基甲 基)氧乙基〕胺、三〔2 —(t e r t —丁氧基羰基甲基 氧基)乙基〕胺、三〔2—(環己基氧羰基甲基氧基)乙 基〕胺、三(2 —甲氧基羰基乙基)胺、三(2 —乙氧基 羰基乙基)胺、N,N —雙(2 —羥基乙基)2 —(甲氧 基羰基)乙基胺、N,N -雙(2 —乙醯氧基乙基)2 — (甲氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 —羥基乙基)2 一(乙氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 —乙醯氧基乙 基)2—(乙氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 -羥基 乙基)2— (2 —甲氧基乙氧基羰基)乙基胺、N,N -雙(2 —乙醯氧基乙基)2 —(2 —甲氧基乙氧基羰基) 乙基胺、N,N —雙(2 —羥基乙基)2 —(2 —羥基乙 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -46- 520357 A7 B7 五、發明説明(44 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 —乙醯氧基乙基)2 一(2 —乙醯氧基乙氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 一羥基乙基)2 —〔(甲氧基羰基)甲氧基羰基丁乙基胺 、N,N —雙(2 —乙醯氧基乙基)2 — 〔(甲氧基羰基 )甲氧基羰基〕乙基胺、N,N —雙(2 —羥基乙基)2 一(2 —羰基丙氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 -乙 醯氧基乙基)2 —(2 -羰基丙氧基羰基)乙基胺、N, N -雙(2 -羥基乙基)2 —(四氫糖基氧羰基)乙基胺 、N,N —雙(2 —乙醯氧基乙基)2 —(四氫糠基氧羰 基)乙基胺、N,N —雙(2 —羥基乙基)2 —〔 (2 — 羰基四氫呋喃一 3 —基)氧羰基〕乙基胺、N,N —雙( 2 —乙醯氧基乙基)2 —〔(2 —羰基四氫呋喃一 3 —基 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 .)氧羰基〕乙基胺、N,N -雙(2 —羥基乙基)2 —( 4 一羥基丁氧基羰基)乙基胺、N,N —雙(2 —甲醯基 氧乙基)2 — (4 —甲醯基氧丁氧基羰基)乙基胺、N, N —雙(2 —甲醯基氧乙基)2 — (2 —甲醯基氧乙氧基 羰基)乙基胺、N,N —雙(2 —甲氧基乙基)2 — (甲 氧基羰基)乙基胺、N —(2 -羥基乙基)雙〔2 —(甲 氧基羰基)乙基〕胺、N -(2 —乙醯氧基乙基)雙〔2 一(甲氧基羰基)乙基〕胺、N —(2 —羥基乙基)雙〔 2 —(乙氧基羰基)乙基〕胺、N —(2 —乙醯氧基乙基 雙〔2 —(乙氧基羰基)乙基〕胺、N —(3 —羥基一 1 一丙基)雙〔2 —(甲氧基羰基)乙基〕胺、N —(3 — 乙醯氧基1 一丙基)雙〔2 —(甲氧基羰基)乙基〕胺、 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -47- 520357 A7 B7 五、發明説明(45 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) N — (2 —甲氧基乙基)雙〔2 — (甲氧基羰基)乙基〕 胺、N -丁基雙〔2 —(甲氧基羰基)乙基〕胺、N -丁 基雙〔2 —(2 —甲氧基乙氧基羰基)乙基〕胺、N —甲 基雙(2 —乙醯氧基乙基)胺、N —乙基雙(2 —乙醯氧 基乙基)胺、N —甲基雙(2 —三甲基乙醯氧乙基)胺、 N —乙基雙〔2 —(甲氧基羰基氧基)乙基〕胺、N —乙 基雙〔2 -( t e I· t - 丁氧基羰基氧基)乙基〕胺、三 (甲氧基羰基甲基)胺、三(乙氧基羰基甲基)胺、N — 丁基雙(甲氧基羰基甲基)胺、N —己基雙(甲氧基羰基 甲基)胺、/5 —(二乙基胺基)一6 —戊內酯等。 上述碱性化合物對產酸劑1單位之添加量爲 〇.〇〇1至10單位,又以0·01至1單位爲佳。若 .添加量低於0 · 〇 〇 1單位時,將無法得到充分之添加劑 效果,又,超過1 0單位時,會降低解像度或靈敏度。 又,本發明之光阻材料中可添加分子內具有 三(3 — COOH所示之基的化合物。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 所使用之分子內具有三C 一 C〇OH所示之基的化合 物如,下列I群及Π群中所選出1種或2種以上化合物, 但非限於此例。添加該成分可提升光阻之P E D安定性及 改善氮化膜基板上之邊粗糙。 〔I群〕 下列一般式(A1 )至(A 1 〇)所示化合物之苯酚 性羥基的部分或全部氫原子受一 R 4 G 1 — C〇Ο Η ( 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) 一 •48- 520357 A7 B7 五、發明説明(46 子耳 群下 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 彳分莫 Π R 且的 ί
代 D --[------φ裝-----Ί--訂------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -49 - 520357 A7 B7五、發明説明(47 ) (式中,R4。8爲氫原子或甲基;R4。2、R4。3各自爲 氫原子、碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基或鏈烯基; r4()4爲氫原子、碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基或鏈 烯基、一(r409) h— C〇〇R>基(R/爲氫原子、
-R
C Ο 〇 Η ) ; R 4 0 5 爲一 (C Η 2 2至10)、碳數6至10伸芳基、羰基、磺醯基、 子或硫原子;R4°6爲碳數1至之伸院基、碳數 1 0之伸芳基、羰基、磺醯基、氧原子或硫原子;R 爲氫原子、碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基、鏈嫌 各自受羥基取代之苯基或萘基;R4。9爲碳數1至1 直鏈狀或支鏈狀伸烷基;R 4 1 ◦爲氫原子、碳數1至
直鏈狀或支鏈狀烷基、鏈烯基、一 R C Ο Ο Η 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 r 4 1 1爲碳數1至1 〇之直鏈狀或支鏈狀伸烷基;j 至5之整數;u、h爲〇或1 ; si、 tl、 s2、 、s3、 t3、 s4、 t4 各自爲 sl + tl = 8、 + t2 = 5、s 3 + t 3 = 4 > s4+t4 = 6,旦 苯基骨架中具有至少1個羥基之數;k係使式(A 6 化合物的重量平均分子量爲1,〇〇〇至5,0 0〇 ;λ係使式(A7)之化合物的重量平均分子量爲 1, 000至10, 000之數。) 氧原 6至 4 〇 7 基、 0之 8之 基; 爲〇 t 2 s 2 使各 )之 之數 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) —^装. 訂 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(21〇><297公楚) 50 520357 A7 B7 五、發明説明(48) (〇H)6> r402s R403
It411 COOH All
OOH A12
;H2)h*C〇〇H A14 A13
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (R 4 0 2 . R4°3、R411同上述;R412爲氫原子或羥基 ;s5、 t5 爲,s520、 t5$0 且 s5+t5 = 5 之數;h /爲0或1。) 該成分之具體例如,下列一般式A I - 1至1 4及 Α Π - 1至1 0所示化合物,但非限於此例。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -51 - 520357 A7 B7 五、發明説明(49 )
m —I— rl·. m nl· - - ~ HI HI I n I In HI、一s。i m» m I I. —I (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 AI-5 r,x>~C^ch^Q^〇r· AI-7
R"0
R.O
1-2
^Hj-COOR·· AI-4
AI-12
Rm〇—{ /)CH2COOR-AI-14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -52- 520357 Α7 Β7 五、發明説明(50) (R〃爲氫原子或CH2CO〇H基’又’各化合物之R" 中10至100莫耳%爲〇112〇〇〇11基;a、 k同上述
ΑΙΙ·2
AII-3
:Hf-C〇〇H ΑΙΙ-4 ch2c〇〇h (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝·
AII-7 ΑΙΙ-6 ;ΟΟΗ
2cooh AII-9 ΑΙΙ-8
經濟部智慧財產局w工消費合作社印製 上述分子內具有三c- C ΟΟΗ所示之基的化合物可 單獨使用或2種以上組合使用。 上述分子內具有三c 一 C 〇〇Η所示之基的化合物對 基底樹脂1 0 0單位之添加量爲〇至5單位,又以0 · 1 至5單位爲佳,更佳爲0 · 1至3單位,最佳爲0 · 1至 2單位,若多於5單位時,會降低光阻材料之解像性。 本發明之光阻材料中可添加炔醇衍生物之添加劑,而 提升保存安定性。 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) Α4規格(210Χ297公釐) -53- 520357 A7 B7 五、發明説明(51 ) 適用之炔醇衍生物如,下列一般式(s 1 )、 ( S 2 )所示之物。
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (式中,R5〇l、R5 02、r 5(D3、r5〇4、r5〇5 各自爲
氫原子、碳數1至8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,X、 Y 爲 0 或正數,且 0SX‘30、0SYS30、0 ^ X + Y S 4 0。) 炔醇衍生物較佳如,撒飛諾6 1、撒飛諾8 2、撒飛 諾104、撒飛諾104E、撒飛諾104H、撒飛諾 1 04 A、撒飛諾TG、撒飛諾PC、撒飛諾4 4 0、撒 飛諾 4 6 5、撒飛諾 4 8 5 ( Air Products and Chemicals
Inc.製)、撒飛諾E 1 0 04 (日信化學工業(股)製)等 〇 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 該炔醇衍生物對光阻材料1 0 0重量%之添加量爲 0·01至2重量%,又以0·02至1重量%爲佳。若 低於0 . 0 1重量%時,將無法得到充分之改善塗布性及 保存安定性效果,又,多於2重量%時,會降低光阻材料 之解像性。 除了上述成分外,爲了提升塗布性,本發明之光阻材 料可添加慣用表面活性劑之隨意成分。又,於不妨害本發 明之效果下,該成分之添加量可爲一般量。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -54- 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 520357 A7 B7 五、發明説明(52 ) 表面活性劑較佳爲非離性之物,例如,全氟烷基聚環 氧伸乙基乙醇、氟化烷基酯、全氟烷基胺氧化物、全氟烷 基E D加成物、含氟有機矽氧烷系化合物等。具體例如, 佛洛特「F C — 4 3 0」、「F C — 4 3 1」(均爲住友 3M (股)製)、撒佛隆「S — 141」、「S — 145 」(均爲旭硝子(股)製)、尤尼泰「DS - 40 1」、 「DS — 403」、 「DS — 45」(均爲泰金工業(股 )製)、美加克「F — 8 1 5 1」(大日本油墨工業(股 )製)、「X-70 - 092」、「X- 70 - 093」 (均爲信越化學工業(股)製)等。又以佛洛特「F C -430」(住友 3M (股)製)、「X— 70 — 093」 (信越化學工業(股)製)爲佳。 使甩本發明之光阻材料形成圖型時,可採用已知之右 版印刷技術,例如,以旋轉塗布等方法將材料塗布於砂回 路基板上等,使膜厚爲0 · 3至2 · 0//m後將其置於熱 板上,進行60至150 °C、1至10分鐘,又以80至 13 0°C、 1至5分鐘爲佳之預烤。其次將目的圖型成型 用圖罩置於該光阻膜上,利用遠紫外線、激元激光、χ線 等高能量線或電子線,進行曝光量1至2 0 〇 m j / c ιτί ’又以1 0至1 0 0 m J / c m2之照射後,置於熱板上進 行60至150 °C、1至5分鐘,又以80至130 °C、 1至3分鐘爲佳之後曝光烘烤(P E B )。接著利用 〇· 1至5%,又以2至3%爲佳之四甲基錢經化物( T M A Η )等碱水溶液之顯像液,以〇 · Ί至3分鐘,又 本紙張尺度適用中国國家標準(CNS ) Α4規格(210X297公釐) '一-- (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁)
-55- 520357 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明説明(53) 以0 · 5至2分鐘爲佳之浸漬(d i p )法、攪拌( puddle )法、噴霧(spvay )法等常法顯像,而於基板上形 成目的圖型。又,本發明材料最適合利用高能量線中 2 4 8至19 3 nm之遠紫外線或激元激光、X線及電子 線形成微細圖型。又,超出前述範圍時將無法得到目的圖 型。 發明效果 以本發明之高分子化合物爲基底樹脂之光阻材料因能 感應高能量線及具有優良之靈敏度、解像性、耐鈾性,故 適用於電子線或遠紫外線之微細加工。特別是對A r F激 元激光、K r F激元激光之曝光波長的吸收性較小,因此 具有易形成微細且垂直於基板之圖型的特性。 實施例 下面將以合成例及實施例具體說明本發明,但非限於 此例。 〔合成例〕 以下列方式合成本發明之酯化合物及含其之高分子化 合物。 〔合成例1 — 1〕合成Monomer 1 將氯環己烷168 · 〇g溶解於二乙基醚500J中 。6 0 X:以下1小時將金屬鎂2 6 · 4 g滴入該反應混合 物中,室溫下持續攪拌2小時後,6 5 °C以下以4 5分鐘 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) --[--ί——·裝----Ν——訂-----------0 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -56 - 520357 A7 B7 五、發明説明(54 ) 將環戊酮8 4 · 0 g滴入其中,室溫下繼續攪拌1小時後 ,進行一般反應後處理,減壓下對所得油狀物質進行蒸餾 ,得1 一環己基環戊醇97 · 3g。收獲率爲57 · 9% 〇 將1一環己基環戊醇92·4g溶解於氯化甲烯 中。一 20 °C以下以1〇分鐘將丙烯酸氯化物74 · 3g 滴入該反應混合物。加入4 — ( N,N —二甲基胺基)Dtt 啶1 · 0 g後,一 2 0 °C以下以1小時滴入三乙基肢 1 2 5 · 0 g。室溫下持續攪拌1 5小時後,進行一般R 應後處理,減壓下對所得油狀物質進行蒸餾,得汚嫌酸1 —環己基環戊酯(Monomerl)。收獲率9 0 · 5%° 沸點·· 8 3 至 8 5 t / 5 3 · 3 P a 'H-NMR (CDC13^ 300MHz) · 0 · 90— 1 · 33 (5H,m) ,51 . 45 - 1·90(11Η,ιη),51.95 -2·1〇(Ζ ,m),占 2.40(lH,tt,J = 2.9, 11.7Hz) ,55.71(lH,dd,J"=1·5 ,1〇·3Ηζ) 03(lH^dd^^ 10·3,17·1Ηζ),56.28(lH’dd’ J 二 1·5,17·1Ηζ) 〔合成例1 — 2至8〕合成Monomer2至8 同上述或以已知方法合成Monomer 2至8。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本覓)
、1T it 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -57- 520357 A7 B7 五、發明説明(55)
Monomer 1 Monomer 2 Monomer 3 Monomer 4
Monomer 5 Monomer 6 Monomer 7 Monomer 8 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 〔合成例2 - 1〕合成p〇lymer 1 混合丙烯酸1 —環己基環戊酯(Monomer 1 ) 66 .6g、2 —降莰烯—5 —羧酸2 —二氧五圆烷一 3 —基7 7 . 7g、馬來酸酐34 · 3g及1 ,4 —二噁院 1 7 8 . 6 g。將該反應混合物加熱至6 0 t:後,加入2 ,2 / —偶氮雙(2,4 —二甲基戊腈)7 · 4g,係持 於6 0 °C下攪拌1 5小時。冷卻至室溫後將其溶解於丙酮 5 〇 中,再滴入激烈攪拌之異丙醇1 〇 <中。濾取所 生成之固形物後,4 0 °C下進行1 5小時真空乾燥’得下 列式Polymer 1所示白色粉末固體狀之高分子化合物。收獲 量爲80 · 9g,收獲率爲45 · 3%。又,Mw爲’聚 苯乙烯換算下之G P C所測得的重量平均分子量。 〔合成例2至1 2〕合成Polymer 2至1 2 同上述或以已知方法合成P〇lymer2至1 2。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -58- 520357 A7 B7 五、發明説明(56) (Polymer 1) (x-0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=l 0,700)
(> V.....)b
H (Polymer 2) (x=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=9,200)
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (Polymer 3) (x==0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=9,800)
Η H ()'fix H
Q
(.1
H 經濟部智慧財產苟員工消費合作社印製 (Polymer 4) (^=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=8,900) (厂-t- ύ
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -59- 520357 A7 B7 五、發明説明(57 ) (Polymer 5) (x-0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=l 1,500)
{ r-\ )b
(Polymer 6) H (^=0.30, b=0.35, ¢=0.35, Mw=ll,100) q
e-7—γ-ib
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) (Polymer 7) (x=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=9,300)
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (Polymer 8) h (^=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=8,500) 0
(7- \ %
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -60- 520357 A7 B7 五、發明説明(58) (Polymer 9) (x=0.50, b=0.50, Μλυ=1 0,300)
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) -裝_ (Polymer 10) b=0.50, Mw=12,500)
訂 (Polymer 11) (]e=0.50, a=0.50, Mw=l 1,300)
一線 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (Polymer 12) (3F=0.40, a=0.40, b=0.20, Mw=10,700)
本纸張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -61 - 520357 A7 B7 j、發明説明(59) [;實施例〕 評估本發明之光阻材料利用A r F激元激光曝光之解 像性。 [實施例1至2 1及比較例1至4〕評估光阻之解像性 以上述式所示聚合物(Polymer 1至1 2 )及比較用下 列式所示聚合物(Polymer 1 3至1 6 )爲基底樹脂,且以 _ 1所示組成混合下列式所示產酸劑(P A G 1、2 ), 下列式所示溶解控制劑(D R R 1至4 )、碱性化合物、 下列式所示分子內具有三C 一 C〇〇Η所示之基的化合物 (A C C 1、2 )及溶劑。以特氟隆製過濾器(孔徑 〇 · 2 // m )過濾後,得光阻材料。 (Polymer 13) η (x=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw=8,800)
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (Polymer 14) (x=0.30, b=0.35, e=0.35, Mw= 10,200)
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -62- 520357 A7 B7 五、發明説明(60) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
(請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -63 - 520357 A7 B7 五、發明説明(61 ) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 將光阻液回轉塗布於塗布著反射防止膜(曰產化學公 司製ARC 2 5、7 7 nm)之矽回路板上,進行1 3 0 、9 0秒之熱處理後,形成厚3 7 5 n m之光阻膜。利 用ArF激元激光進階機(尼康公司製,ΝΑ=0 · 55 )進行曝光後,進行1 1 0 °C、9 0秒之熱處理,再利用 2 . 3 8 %之四甲基銨羥化物水溶液進行6 0秒攪拌顯像 ,形成1 : 1線與空間圖型。觀察切斷顯像後回路板所得 之物的剖面S E Μ (掃描型電子顯微鏡),再利用0 · 2 μ m線與空間以1 : 1方式解像時之曝光量(最適曝光量 二E 〇 p、m J / c m2 )下的線與空間之最小線幅(// m )評估光阻之解像度。又,將此時之圖型形狀歸類爲矩形 、圓頭T冠、順錐形、逆錐形。 各光阻之組成及評估結果如表1、2所示。又,表1 、2中溶劑及碱性化合物如下列所示。所使用之溶劑均含 有FC — 430 (住友3M (股)製)0 · 01重量%。 PGMEA :丙二醇甲基醚乙酸鹽 T E A :三乙醇胺 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 TMMEA:三甲氧基甲氧基乙基胺 TMEMEA :三甲氧基乙氧基甲氧基乙基胺 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) _ 64 - 520357
7 7 A B 五、發明説明(62 ) 【表1】 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 實施例 樹脂 (重量單位) 產酸劑 (重量單位) 溶解控制劑 (重量單位) 碱性化合物 (重量單位) 溶劑 (重量單位) 最適曝光量 (mJ/cm2) 解像度 _) 形狀 1 Polymer 1 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 22.0 0.16 矩形 2 Polymer 2 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 24.0 0.16 矩形 3 Polymer 3 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 18.0 0.16 矩形 4 Polymer 4 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 20.0 0.15 矩形 5 Polymer 5 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 21.0 0.16 矩形 6 Polymer 6 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 20.0 0.16 矩形 7 Polymer 7 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 26.0 0.16 矩形 8 Polymer 8 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 19.0 0.15 錐形 9 Polymer 9 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 25.0 0.16 矩形 10 Polymer 10 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 23.0 0.16 矩形 11 Polymer 11 (80) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 27.0 0.16 矩形 12 Polymer 12 (B0) PAG 1(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 27.0 0.16 矩形 13 Polymer 2 (80) PAG 2(1) - TEA (0.125) PGMEA (480) 25.0 0.16 矩形 14 Polymer 2 (80) PAG 2(1) - TMMEA (0.236) PGMEA (480) 26.0 0.15 矩形 15 Polymer 2 (80) PAG 2(1) - TMEMEA (0.347) PGMEA (480) 26.0 0.15 矩形 16 Polymer 12 (70) PAG 2(1) DRR 1 (10) TMMEA (0.236) PGMEA (480) 22.0 0.16 矩形 17 Polymer 12 (70) PAG 2(1) DRR 2 (10) TMMEA (0.236) PGMEA (480) 24.0 0.16 矩形 18 Polymer 12 (70) PAG 2(1) DRR 3 (10) TMMEA (0.236) PGMEA (480) 30.0 0.16 矩形 19 Polymer 12 (70) PAG 2(1) DRR 4 (10) TMMEA (0.236) PGMEA (480) 25.0 0.15 矩形 20 Polymer 12 (80) PAG 2(1) ACC 1 (4) TMMEA (0.236) PGMEA (480) 27.0 0.16 矩形 21 Polymer 12 (80) PAG 2(1) ACC 2 ⑷ TMMEA (0.236) PGMEA (480) 30.0 0.17 矩形 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X29*7公釐) -65· 520357
A B 五、發明説明(63 )【表2】 比較例 樹脂 產酸劑 溶解控制劑 碱性化合物 溶劑 最適曝光量 解像度 形狀 (重量單位) (重量單位) (重量單位) (重量單位) (重量單位) (mJ/cm2) (μπι) 1 Polymer 13 PAG 1(1) - TEA PGMEA 38.0 0.19 Τ冠 (80) (0.125) (480) 2 Polymer 14 PAG 1(1) - TEA PGMEA 40.0 0.18 Τ冠 (80) (0.125) (480) 3 Polymer 15 PAG 1(1) - TEA PGMEA 36.0 0.17 Τ冠 (80) (0.125) (480) 4 Polymer 16 PAG 1(1) - TEA PGMEA 40.0 0.18 τ冠 (80) (0.125) (480) (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 由表1、2得知,比較目前使用品,本發明之光阻材 料對A r F激元激光具有高靈敏度及高解像性。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS ) A4規格(210X297公釐) -66-

Claims (1)

  1. 520357 霣1>1!1,|1—1«丨_丨隸·丨·_._丨"••細丨…:, B8 今告本____S 六、中讀‘利範圍 1 · 一種酯化合物’其爲,下列一般式(1 )所示之 物, R2 Rl
    (式中,R1爲氫原子、甲基或CH2C〇2R3 ; R2爲氯 原子、甲基或C〇2R3 ; R3爲碳數1至1 5之直鏈狀、 支鏈狀或環狀院基,z爲與鍵結之碳原子形成單環或交聯 環之碳數2至2 0可含雜原子之2價烴基·,m爲0或1 , η 爲 〇、1、2 或 3,且 2m+n = 2 或 3)。 2. —種重量平均分子量1,000至 500, 000之高分子化合物,其特徵爲,含有以―般 式(1 )所示酯化合物爲原料之下列一般式(1 a } $ 之重覆單位, ----.ί — l· l·-----------訂 ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
    本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -67- 520357 A8 B8 C8
    六、申請專利範圍 3 ·如申請專利範圍第2項之高分子化合物,其中含 有下列式(2a)至(l〇a)所示至少1個之重覆單位
    d〇a) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁} 裝 · 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (式中,R1、R2同上述;k爲〇或1 ; R4爲氫原子、 碳數1至1 5含有羧基或羥基之1價烴基;R5至R8中至 少1個爲碳數1至1 5含有羧基或羥基之1價烴基,其餘 各自獨立爲氫原子、碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環 狀烷基;R 5至R 8可相互形成環,此時R 5至R 8中至少1 個爲碳數1至1 5含有羧基或羥基之2價烴基,其餘各自 獨立爲單鍵、碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷 基;R9爲碳數3至1 5含有一 C〇2 -部分構造之1價烴 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) -68- 520357 A8 B8 C8 D8 夂、申請專利範圍 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 基;R10至R13中至少1個爲碳數2至15含有—C〇2 一部分構造之1價烴基,其餘各自獨立爲氫原子、碳數1 至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;R1C)至R13可相互 形成環,此時R1 ◦至R13中至少1個爲碳數1至1 5含有 一 C 〇2 -部分構造之2價烴基,其餘各自獨立爲單鍵、碳 數1至1 5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基;R14爲碳數 7至1 5含有多環式烴基或多環式烴基乏烷基;R15爲酸 不安定基;X爲一CH2 —或一〇一;Y爲一〇一或一( NR16) -,R16爲氫原子、碳數1至1 5之直鏈狀、直 鏈狀或環狀烷基)。 4 · 一種光阻材料,其特徵爲,含有如申請專利範圍 第2或3項之高分子化合物。 5 · —種光阻材料,其特徵爲,含有如申請專利範圍 第2或3項之高分子化合物及,能感應高能量線或電子線 而產酸之化合物及有機溶劑。 6 · —種圖型形成方法,其特徵係包含,將如申請專 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 利範圍第4或5項之光阻材料塗布於基板上之步驟及,加 熱處理後介有照相圖罩以高能量線或電子線進行曝光之步 驟及,於必要時之加熱處理後利用顯像液顯像之步驟。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
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