TW535033B - Novel photoresist monomer having hydroxy group and carboxy group, copolymer thereof and photoresist composition using the same - Google Patents
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Description
535033 A7 _____B7__ _ 五、發明說明(ί ) 發明領域 本發明關於用於製備光阻劑共聚物之新穎單體,其共 聚物,及由彼等所製備之光阻劑組成物。更特別地,本發 明亦關於適合曝光於深紫外線之光譜區域的此類單體、共 聚物及光阻劑組成物。 發明背景 以使用深紫外線光,特別爲ArF雷射之光敏性膜必須 滿足數種要求;其必須具有在193nm波長下之低光吸收度 ,極佳抗蝕刻性及對基板之黏著性,且可在2.38%或2.6% 四甲基氫氧化銨(在此之後,簡稱爲TMAH)水溶液中顯影 。直至今日,硏究者已將焦點放在硏究具有高透明度及在 ,193nm之波長下具有抗蝕刻性的酚醛淸漆樹脂基板上。例 如,貝爾實驗硏究中心之硏究員已改善光阻劑共聚物之抗 蝕刻性,其是藉由添加脂環族單元至主鏈上來達成。此外 ,日本富士通及美國SpM之硏究員係活躍於硏究以甲基丙 烯酸酯及丙烯酸酯化合物作爲光阻劑聚合物。然而,上述 技術並沒有解決抗蝕刻性的問題,且又牽涉到因加入脂環 族基至聚合物中所增加的生產成本。此外,由先前技藝之 光阻劑所顯現之低黏著力爲不利的,因爲光微影圖案不能 建立150nm或更少整合度的L/S圖案。 發明摘述 本發明之目的爲解決前述之問題’並提供一種新穎單 體,其可被使用來形成具有極佳黏著力及感光度之共聚物 ,且可容易地以低生產成本生產,本發明亦提供一種用於 _^^ 一— --------— 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂·.--------線一 535033 A7 ____B7 _ 五、發明說明(1 ) 製備單體之方法。 本發明之另一目的爲提供新穎單體之共聚物,及製備 該共聚物之方法。 本發明之另一目的爲提供使用共聚物之光阻劑組成物 及製備該光阻劑組成物之方法。 本發明之又一目的爲提供使用該光阻劑組成物所製造 之半導體元件。 本發明提供一種以下列化學式1表示之新穎化合物: <化學式1>
OH 其中, 、R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(Ci_Ci。)烷基,取 代或未經取代(G-G。)醚,取代或未經取代(Ci_Ci。)酯,或取 代或未經取代(G-CW酮; X及Y分別爲CH2,CILCH”氧或硫;且 i爲0或爲1至2的整數。 爲了翻其它技術目的,本發明之另—具體實施例提 二巳括式1之賴之龍單元的光随共聚物。較佳共聚 物爲以下列化學式100及100a表示: <化學式100> i紙張尺家標準(cns)A4^^〇x 2975公餐) ---- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------訂---------線 535033 A7 B7 五、發明說明(
OH <化學式100a> 0:
OH R* (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 其中 訂、--------線 R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(ChG〇)烷基,取 代或未經取代(CVCi〇)醚,取代或未經取代(Cl_Cl。)酯,或取 代或未經取代(ChCuO酮; X ’ Y ’ V及w分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫; 1及j分別爲0或1至2的整數; R*爲酸可反應基;且 a,b及c表示單體之聚合反應的比例。 在化學式1〇〇之例中,a : b : c之較佳莫耳當量比例爲 (0·01 - 0.2) : (0.1 - 0.4) : 0.5。 根據本發明之光阻劑組成物包括⑴根據本發明之光阻 劑共聚物,光酸生成劑及傳統有機溶劑。 此後,本發明將更詳細說明。 發明詳述 已發現化學式1之化合物特別有用於製備化學增幅光 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 A7 B7 五、發明說明(t ) 阻劑共聚物。化學式1之化合物具有增進光阻劑與晶圓基 板間之黏著力的羥基’及具有同時可增進感光性之羧酸基 。此外’該化合物可以簡卓地合成而不會有有毒氣味’並 可在水中立即結晶而不需使用任何複雜分離裝置,例如蒸 餾或柱型色層分離法。因此’本發明之化合物在低成本大 量生產上爲有利的。 在化學式1之較佳化合物中,R爲下述化學式la所表 示: <化學式la> ΐ1 —(CH2)m—z—(CH2)n— 其中, z爲碳或氧; 1及R2分別爲H或(G-C5)烷基;且 m及n分別爲0或1至5之整數。 根據本發明之光阻劑單體的製備係可在有機溶劑,例 如四氫呋喃、二甲基甲醯胺、二噁烷、苯及甲苯中,將(1) 二醇,例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇 、2,2-二乙基-ΐ,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇及二甘醇 與(η)酐,例如5-原冰片烯-2,3-二羧酸酐及外向-3,6-環氧-U,3,6-四氫肽酸酐進行反應。 例如,由下述化學式2所表示之化合物,其中一化合 物以上述式1所表示,可在酸催化劑或驗之存在下,將化 學式2a和2b之化合物進行反應來獲得式2化合物: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----f I 訂、--------| 535033 A7 ___ B7 五、發明說明(f ) <化學式2>
OH—(CH2)m—Z—(CH2)n—OH R2 <化學式2b>
ο 广請先閱讀背面M注意事頊存瓖寫本 其中, Υ 爲 CH2,CH2CH2,氧或硫; Z爲碳或氧; R:及R2分別爲Η或(CVG)烷基;且 m及η分別爲0或1至5的整數。 化學式2a之化合物可以相對於化學式2b之化合物的 相同份量或過量來使用。
NaH,KH,CaHb,NasCCb,LDA(二異丙基醯胺鋰 (lithium diisopropylamide))或其類似之物可被用來作爲鹼’ 且硫酸、醋酸或硝酸可被用來作爲酸催化劑。 根據本發明之新穎單體(由化學式1所表示之化合物) 亦可由狄爾斯-阿德爾(Diels-Alder)反應來製備。 例如,由上述化學式2所表示之化合物可由下列反應 式(1)及(2)來製備: _____« ______ 張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公度^ "~ 線,·----.——Ί------- 535033 A7 B7 五、發明說明(6 ) <反應式1>
其中, Y 爲 CH2,CH2CH2,氧或硫; z爲碳或氧; Ri及分別爲Η或(CVC0烷基;且 m及η分別爲〇或1至5之整數。 亦即,首先,中間產物的獲得係在酸催化劑之存在下 ,於有機溶劑,例如苯,四氫呋喃、二甲基甲醯胺或二嚼 烷中,將馬來酐與二醇進行反應,如反應式1所顯示,且 然後,最終產物物質的獲得係在有機溶劑,例如苯及四氫 呋喃中進行狄爾斯-阿德爾反應,如反應式2所顯示。 根據本發明之較佳光阻劑共聚物包括作爲第一共聚單 體之化學式1化合物的重複單元及包括作爲第二共聚單體 之下述化學式3之化合物的重複單元: <化學式3> Μ · Aw — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂 —μ -線 ___ 2_ 本·紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格297公釐) 535033 A7 ____B7 五、發明說明(rj )
..——1_________#11 ^ < -ίν (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) A* 其中, v及W分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫; j爲0或1至2之整數;且 Μ爲酸可反應基。 在化學式3中,當在光阻劑組成物中之酸生成劑產生 酸時,R*會被釋放與酸反應。因此,雖然在光阻劑層之曝 光區域中,光阻劑聚合物變爲可溶於顯影溶液中,在未曝 光區域中之聚合物則不溶於顯影溶液中,因爲酸並無生成 於其中且因此酸可反應基仍鍵結至光阻劑聚合物上。結果, 形成預先決定之圖案。 ,-線. 因此,化學式3之化合物具有增進光阻劑聚合物感光 性的能力,其藉由增加在曝光區域和未曝光區域之間於顯 影溶液中的溶解度差異。 合適酸可反應(酸不安定(acid labile))基包括特丁基,2-四氫呋喃基扣的1^(11*(^1^1171),2-四氬卩比喃基,2-乙氧基乙 基,特-丁氧基乙基等。在最佳具體實施例中,第二共聚單 體爲特-丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯,下述化學式3a之化合 物爲: <化學式3a> 各纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
535033 A7 -------- B7 五、發明說明u ) 宁=〇 〇 十 可添加馬來酐或馬來醯亞胺衍生物作爲促進聚合反應 之單體,其用於使環烯烴化合物間之聚合反應更爲有效率 。然而,當使用金屬催化劑進行聚合反應時,並不一定需 要此類促進聚合反應之單體。 包含於根據本發明之光阻劑共聚物之式1第一共聚單 體及式3之第二共聚單體,每個包含具有大型位阻現象之 取代基。因此,在較佳共聚物中,間隔基(spacer)共聚單體 ,例如下述化學式4之化合物,係加至聚合物主鏈中,不 只是爲了使位阻現象降低(因此增加合成產率,較佳超過 40%),亦可適當調整分子量至所欲範圍內(較佳在7,000 * 8,000 內)。 <化學式4>
其中, U爲CH2,CH2CH2,氧或硫;且 R’爲氫或Ci-Cs烷基。 更佳地,R’爲氫或甲基。 下述化學式100,200,100a及200a代表根據本發明 之較佳光阻劑共聚物。 <化學式100> ^!^尺度適闬中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
訂L-------線J 535033 A7 B7 五、發明說明(?)
<化學式200>
Ύ'
-ο—RIC
-C丨OIR <化學式l〇〇a>
OH (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) I Hi n - Ξ ϋ n 一 n n I n Hi n n I I* n n V n . 其中, X,Y,V,W及U分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫; R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(CVG。)烷基,取 ί、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ~J_ 五、發明說明(卜) ^或未經職(GA)醚,取代或未經職(GA)酯,或取 代或未經取代(Ci-Go)酮; R*爲酸可反應基; R’爲氫或eves烷基; i及j分別爲0或1至2之整數;且 a,b,〇及d分別爲共聚單體之聚合反應的比例。 根據本發明之光阻劑共聚物之分子量爲3,⑻0至 12,0〇〇,較佳爲5,〇〇〇至1〇,〇〇〇。 雖然由化學式100及2〇〇所表示之共聚物主要是由使 用聚合反應引發劑之合成方法來獲得,由化學式100a及 200a所表不之共聚物主要是由使用金屬觸媒之合成方法來 獲得。 使用聚合反應引發劑之合成方法的進行是在有機溶劑 中於聚合反應引發劑之存在下將共聚單體進行反應。現今 較佳有機溶劑包括四氫呋喃,二甲基甲醯胺,二甲基亞硼 ’二噁烷,甲基乙基酮,苯,甲苯或可使用二甲苯。傳統 自由基聚合反應引發劑,例如2,2-偶氮雙異丁腈(AIBN), 乙醯基過氧化物,月桂基過氧化物及特丁基過氧化物可被 使用在本發明之共聚物之合成中。 此外,使用金屬觸媒之合成方法係藉由在有機溶劑中 於金屬觸媒存在下反應除了馬來酐或馬來醯亞胺以外之共 聚單體來進行的。此外,示範性金屬觸媒爲六氟銻酸銀 (AgSF6)或烯丙基氯化鈀(CH2=CHCH2-PdCl)。 根據本發明之光阻劑組成物於使用深紫外光源,例如 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ίδι‘ * - -線· 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公f ) 535033 A7 ___B7 五、發明說明((丨) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
ArF之光微影方法中爲有用地,該光阻劑組成物的製備可 將根據本發明之光阻劑共聚物與傳統光酸生成劑一起溶於 傳統有機溶劑中。 -線· 較佳以硫化合物或鎗類型化合物作爲光酸生成劑。光 酸生成劑可爲一或多個化合物,其選擇自由二苯基碘六氟 憐酸鹽’ 一苯基确六氟砷酸鹽,、二苯基澳六氣鍊酸鹽,二 苯基對-甲氧基苯基三氟甲烷磺酸鹽,二苯基對-甲苯基三 氟甲烷磺酸鹽,二苯基對-異丁基苯基三氟甲烷磺酸鹽,二 苯基對-特丁基苯基三氟甲烷磺酸鹽,三苯基銃六氟磷酸鹽 ,三苯基銃六氟砷酸鹽,三苯基銃六氟銻酸鹽,三苯基銃 三氟甲烷磺酸鹽及二丁基萘基毓三氟甲烷磺酸鹽所組成之 族群中。所使用之光酸生成劑的量爲所使用之光阻劑共聚 物的0.05至10重量%。若光酸生成劑的量少於〇.〇5重量% 時,光阻劑之感光性變爲較弱。另一方面,若超過10%之 量時,光酸生成劑立即吸收深紫外線以提供具有較差剖面 表面之圖案。 可使用在本發明之光阻劑組成物中之傳統有機溶劑, 例如乙基3-乙氧基丙酸酯,甲基3-甲氧基丙酸酯,環己酮 ,丙二醇甲基醚醋酸酯,或其類似之物。使用之溶劑量爲 光阻劑共聚物的200至1000重量%,以獲得所欲厚度之光 阻層。根據本發明之實驗,當溶劑量爲600重量%時,獲 得具有0.5/zm厚度之光阻層。 傳統形成光阻劑圖案之方法可以使用根據本發明所製 備之光阻劑組成物,例如下述所示; 本紙張尺度適《中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 A7 ___ B7____ 五、發明說明(R ) 首先’將本發明之光阻劑組成物旋轉塗覆於矽晶圓上 以形成薄膜,然後將該薄膜進行軟烤(亦即,在烤箱中或熱 板上於70至200°C下加熱歷時1至5分鐘,較佳在80至 150°C) ’且使用利用深紫外線光源,例如具有小於25〇nm 之波長的ArF光及KrF光之曝光裝置將其進行曝光。然後 ,晶圓進行後烘烤(亦即,於70至200 °C下加熱,更佳於 100至200 T下)。然後,晶圓浸漬在2.38%水性TMAH顯 影溶液中L5分鐘以獲得光阻劑圖案。 在上述步驟中’曝光能量較佳爲0.1至30 mJ/cm2且, 可使用E-電子束,X-射線,EUV,vuv(真空紫外線)或相 似光源以代替深紫外線光源。 藉由利用根據本發明之光阻劑組成物,可獲得具有極 佳黏著性及解析度之線/間隙(L/S)光阻劑圖案,而圖案不會 崩潰’即使分離時亦不超過70 nm。 根據本發明,具有極佳抗蝕刻性及黏著性之光阻劑組 成物可以低成本大量生產,且可從其製備具有極佳可靠度 之半導體元件。 較佳具體實施例詳述 本發明將以下列實施例更詳細說明,應注意本發明不 被該實施例所限制。 光阻劑單體之合成 實成5-原冰片H羧酸-3-(2-羥乙基酸西旨 將乙二醇(0.1莫耳)加至1〇〇毫升四氫呋喃中,將混合 物冷卻至-20 °C。經冷卻混合物在鹼催化劑,例如,〇.丨莫 τ、纸張尺度刺+關家鮮(CNS)A4祕(21Q χ 29^公爱]~一 '奪 — I — r---------0 — (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 卜訂*l· A7 535033 ____B7 五、發明說明(6 ) 耳氫化鈉存在下進行攪拌20至3Q分鐘。然後,將0.1莫 耳5-原冰片烯-2,3-二羧酸酐緩慢加入該混合物中,且將溫 度升至室溫以進行反應24小時。當反應完成時,將四氫呋 喃蒸餾去除,且殘餘物與0.2 N氫氯酸溶液(500毫升)混合 ,且混合物在冷凍機中結晶數天。然後,過濾所得物質, 以冷水(100毫升)淸洗,再乾燥以獲得如純無色固體之化學 式11化合物(19.4克/產率:86%)。 <化學式11>
^ ^y^COOH ^-coo-ch2ch2oh 在上述說明之方法中,結晶步驟需要進行長時間(不少 於一星期)。爲了解決此問題,以氫氯酸處理而得之物質係 以500毫升醋酸乙酯進行萃取,再以脫水劑乾燥,例如無 水硫酸鎂,並且過濾。在經降低壓力下蒸發濾液,獲得一 白色固體物,其之後再從丙酮/石油醚中進行再結晶以提供 爲純狀態之化學式11化合物(17.6克/產率:78%)。 實施例2;合成5-原冰片烯-2-雜酸-3-(3-¾基丙基)錢酸酷 重複實施例1之步驟,但使用1,3-丙二醇代替乙二醇 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式12的化合物(21.1 克/產率:88%)。 <化學式12〉 __________nil (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂: •線'
實施例3;合成原冰片烯-2-羧酸-3-(4·麗基丁基)羧酸酷 重複實施例1之步驟,但使用1,3-丁二醇代替乙二醇 幸、纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 A7 --- —___B7____ 五、發明說明(,* ) 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式13的化合物(22.6 克/產率:89%)。 <化學式13>
广 ^^^-COOH ^^-coo-ch2ch2ch2ch2oh 實施例4;合成5-原冰片烯-2-羧酸-3-(5-羥某戊某)羧酸酯 重複實施例1之步驟,但使用1,5-戊二醇代替乙二醇 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式14的化合物(22.8 克/產率:85%)。 <化學式14〉
^ -^-^COOH ^^1 ^-coo-ch2ch2ch2ch2ch2oh 實應例5;合成5-原冰片烯-2-羧酸-3-C3-羥某-(2,2-二乙基) 基1羧酸酯 重複實施例1之步驟,但使用2,2-二乙基-U-丙二醇 代替乙二醇作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式15的 化合物(26.9克/產率:91%)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) · -.線· <化學式15>
Ξ·基1羧酸酯 重複實施例1之步驟,但使用2,2-二甲基-1,3-丙二醇 代替乙二醇作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式16的 本·紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 A7 _________B7 五、發明說明() 化合物(24.1克/產率:90%)。 <化學式16>
___________·丨丨 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 合成5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥某氧基)乙某 羧酸酯 重複實施例1之步驟,但使用二甘醇代替乙二醇作爲 反應物,以獲得如無色固體之化學式17的化合物(19.2克/ 產率:71%)。 <化學式17> ^,^-coo-ch2ch2och2ch2oh 實施例8;合成D萌雙環「2.2J1-庵-5-烯-2-羧酸K2-羥甚7,甚 )羧酸酯 -線· 將乙二醇(0.1莫耳)加至1〇〇毫升四氫呋喃中,將混合 物冷卻至-20 °C。將氫化鈉(〇.1莫耳)加入,且攪拌所得混合 物20至30分鐘。然後,將Q.i莫耳外向_3,6胃環氧-1,2,3,6-四氫酞酐緩慢加入該混合物中,且將溫度升至室溫以進行 反應24小時。當反應完成時,將四氫呋喃蒸餾去除,且殘 餘物與0.2 N氫氯酸溶液(5〇〇毫升)混合,且混合物在冷凍 機中結晶數天。然後,過濾所得物質,以冷水(1〇〇毫升)淸 洗’再乾燥以獲得如無色固體之化學式18的化合物(19.4 克/產率:86%)。 <化學式18> -— ---------- 1 Q _ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 29Γ公tT ' 535033 A7 ________B7 _ ___ 五、發明說明(…) 1 -coo,ch2ch2oh 在上述說明製備化學式18之化合物之方法中’結晶步 驟需要進行不少於一星期之長時間。爲了解決此問題,以 氫氯酸處理而得之物質係以500毫升醋酸乙酯進行萃取’ 再以脫水劑乾燥,例如無水硫酸鎂,並且過濾。在經降低 壓力之下蒸發濾液之後,獲得一白色固體物,其之後再從 丙酮/石油醚中進行再結晶以提供純狀態之化學式18的化 合物(17.6克/產率:78%)。 實施例9;合成噁雙環「2.2.11-庚-5-烯-2-羧酸-3-(3-羥基丙_基 )羧酸酯. 重複實施例8之步驟,但使用1,3-丙二醇代替乙二醇 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式19的化合物(20.8 克/產率:86%)。 <%學式19> ^^^-coo-ch2ch2ch2oh 亶旒篮10;合成噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基_ )羧酸酯 重複實施例8之步驟,但使用1,4-丁二醇代替乙二醇 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式20的化合物(22.3 克/產率:87%)。 <化學式20> 〇
^^^-"CO〇-CH2CH2CH2CH2OH ^-----— ] 9____ ... -- T、紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ----^訂- l· —------線|肩 535033 A7 _B7_______ 五、發明說明(ΙΊ ) 實施例11;合成噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊某 )羧酸酯 重複實施例8之步驟,但使用1,5-戊二醇代替乙二醇 作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式19的化合物(23.8 克/產率:88%)。 <化學式21〉 Q ' /COOH coo-ch2ch2ch2ch2ch2oh 實施例12;合成噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-f3-羥基-(2,2-二乙基)丙基l羧酸酯 重複實施例8之步驟,但使用2,2-二乙基-1,3-丙二醇 代替乙二醇作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式22的 化合物(27.7克/產率:93%)。 <化學式22〉 〇
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂.
COOH CH2CH3 coo-ch2cch2oh ch2ch3 實施例13;合成噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-「3-羥基-(2,2^·二甲某)丙基l羧酸酯 重複實施例8之步驟,但使用2,2-二甲基-1,3-丙二醇 代替乙二醇作爲反應物,以獲得如無色固體之化學式23的 化合物(23.6克/產率:86%)。 <化學式23〉 Q 、-COOH CH3 coo-ch2cch2oh ch3 _90 ____
-線- 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) 535033 A7 B7
五、發明說明(以) 實施例14;合成噁雙環「2.2.11庚-5:烯-2^^3_(2_@其7^ 基)乙_基羧酸酯 工土 重複實施例8之步驟,但使用二甘醇代替乙二醇作爲 反應物,以獲得如無色固體之化學式24的化合物(21.2克/ 產率:78%)。 <化學式24> Q
-COOH -coo-ch2ch2och2ch2oh 合成光阻劑共聚物 實施例15:合成聚(5-原冰片烯-2-羧酸-羥基彳7 基)丙基1羧酸酯/特丁某5-原冰片烯-2-羧Μ旨/馬夾Bfl 將5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]殘酸 酯(〇·2莫耳),特丁基5-原冰片烯-2-羧酸酯(〇·8莫耳),與馬 來酐(1.0莫耳)溶於四氫呋喃中。然後,添加0.5至1〇克 ΑΙΒΝ(偶氮雙異丁腈)作爲聚合反應引發劑,且所得混合物 係在氮氣或氬氣下於約60-70 °C進行反應4至24小時。 因此所得聚合物係在乙醚或正己烷中進行沉澱,再乾 燥以獲得下述化學式101的化合物(產率:39%)。
HO (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) « l·訂· —線· 實施例 成聚(星-I經甚-(2.2-二乙基)丙基雙^2^1 拿、纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 B7 五、發明說明() 辛-5-烯-2,3-二羧酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬夾酐) 重複實施例15的步驟但使用單-3-羥基-(2,2-二乙基)丙 基雙環[2,2,2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酯(0.2莫耳)以代替5-原冰 片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]羧酸酯(0.2莫耳) ,以獲得下述化學式102所代表的化合物(產率:36%)。
HO 實施例17;合成聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-Π-羥某-(2.2-二乙 基)丙基酸酯/特丁基雙環「2,2,21辛-5-內向-2-羧酸酯/馬來 酐) 重複實施例15的步驟但使用特丁基雙環[2,2,2]辛-5-內 向-2-羧酸酯(0.8莫耳)以代替特丁基5-原冰片烯-2-羧酸酯 (0.8莫耳),以獲得下述化學式1〇3所代表的化合物(產率: 38%)。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 1«·丨丨丨丨—丨卜;π-丨丨丨丨丨I--線丨^^-
1施例18;合成聚羥某-(2·2-二乙某)丙基雙環「2,2.21 辛:i-_烯-273-二羧酸酯^丁基雙環「2,2,21辛_5_內向_2_羧酸酯 木纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格 1210 X 29Γ公餐) -- 535033 A7 r---*----------B7________ 五、發明說明(/ ) /MMMl 重複實施例16的步驟但使用特丁基雙環[2,2,2]辛內 向-2-f酸酯(〇·8莫耳)以代替特丁基5_原冰片烯羧酸酯 (0.8旲耳),以獲得下述化學式1〇4所代表的化合物(產率: 42%)。 .<化學式104>
酯原冰片蓋-碰酸酯/馬夾酐/堅述片嫌) 將5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯(1〇毫莫耳 )’馬來酐(100毫莫耳),原冰片烯(2〇毫莫耳),特丁基-5_ 原冰片細-2-羧酸目日(70毫吴耳)及AIBN (〇·3〇克)溶解在25 耄升四氫呋喃中,且溶液在65 °C下反應1〇小時。當反應 完成時,反應混合物倒入結晶用溶劑,例如石油醚中,以 獲得純固體,其之後進行過濾與乾燥以得到化學式1〇5所 表示之化合物(11.3克/產率:42%)。 <化學式1〇5>
實施例20:合庞藍(1^冰片烯-2-羧酸羥某丙某)雜西芳 ______1'___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) '·-- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n n n ϋ n ϋ I ϋ n n 9l f— I n f— 535033 A7 B7 五、發明說明(W )酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片輝、 重複實施例19之步驟但使用5-原冰片烯-2-竣酸-3-(3-羥基丙基)羧酸酯作爲反應物,以取代5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得化學式1〇6所代表之無色固 體的化合物(11.58克/產率:41%)。 <化學式106> 〇=Ρ〇ΟΗ 4τ· (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) .0
OH 實施例21:合成聚(5-原冰片烯-2-簿酶-K4-·某丁基)雜酸 酯/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬速酐/原冰片烯、 重複實施例19之步驟但使用5-原冰片烯羧酸-3-(4_ 羥基丁基)羧酸酯作爲反應物,以取代5-原冰片烯羧酸_ 3-(2-羥基乙基)竣酸酯,以獲得化學式1〇7所代表之無色固 體的化合物(11.36克/產率:40%)。 <化學式107> '〇^〇
| 貫J也例_22:合成聚(5-原冰片嫌-2-錄酸K5-羯某戊墓)雜酸 廬/特丁基-5-原冰片烯-2-錢酸醋/馬皇軒/原冰片;歸、 重複實施例19之步驟但使用5-原冰片烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊基)羧酸酯作爲反應物,以取代孓原冰片烯羧酸_ 3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得化學式ι〇8所代表之無色固 74 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ..
--------線U 535033 A7 B7 五、發明說明(y>) 體的化合物(11.7克/產率:41%) <化學式108>
OH
COOH 寛施例23:合成聚〜原冰片烯门 一了 勤遜遭麵歷X棊-5-原冰片稀-通2祕 片烯) 重複實施例19之步驟但使用5-原冰片你q 〇 一 Λ庁烯I羧酸-3-[3- 羥基-(2,2-二乙基)丙基]羧酸酯作爲反應物, ^ ^ J 以取代5-原冰 片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲徨 心㈠化學式1〇9所 代表之無色固體的化合物(27.6克/產率:45%)。 <化學式1〇9> 丄
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂-------線—邊 實施例24:合成聚(5-原冰 二甲— ^夾肝 / 酿 片烯) -n I n n 重複實施例19之步驟但使用^ 所冰片烯-2-羧酸-3- (2,2-二甲基)羥基丙基羧酸酯作爲反應物,以取代5原冰片 烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)竣酸酯,以獲得化擧式11〇'所代 表之無色固體的化合物(H.7克/產率:43%)。 <化學式11〇>
9S 衣纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 A7 ___— _B7 五、發明說明(A )
1ML25:合成聚(5-原冰片烯:2-羧酸-3-(2-羥某乙氣基)乙 墓逡盤廳/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬夾酐/原冰片烯) 重複實施例19之步驟但使用5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-乙氧基)乙醇羧酸酯作爲反應物,以取代5-原冰片烯羧酸 -3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得化學式ιη所代表之無色 固體的化合物(10.9克/產率:39%)。
貫·施例26:合成聚(卩惡望里[2.2.1]麼^^嫌_2-錢酸冬(2_羥基 乙基)殘酸酯/特丁棊:5-原冰片烯-2-霞既酯/馬來酐/原冰片烯 1 將嚼雙環[2.2.1]羊-5-烯-2-殘酸1(2-羥基乙基)殘酸酯 (10鼋旲耳)’馬來野(100晕;旲耳)’原冰片嫌(2〇毫莫耳), 特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯(70毫莫耳)及BN(() 3〇克)溶 ^ 25 ^ 65 ? * 當反應完成之後’反應混合物倒入二乙酸中以獲得純固體 ’其之後進行乾燥以得到下述化學式U2所表示之化合物 (11 克/產率:41%)。 _______If,___ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 x 297公釐) ----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
l· 訂-I-------線U
535033 A7 __B7 五、發明說明(W ) <化學式112>
HO 實施例27:合成聚(噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-(3-羥基 丙基)羧酸酯/馬來酐/原冰片烯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯 1 重複實施例26之步驟.,但使用噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(3-羥基丙基)羧酸酯作爲反應物,以取代噁雙環 [2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得下述 化學式113所代表之無色固體的化合物(11.3克/產率:42%)
OH 實施例28:合成聚(噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羚酸-3-(4-羥某 丁某)羧酸酯/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬夾酐/!¥冰 1 重複實施例26之步驟,但使用噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基)羧酸酯作爲反應物,以取代嚼雙環 [2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得下述 化學式114所代表之無色固體的化合物(11.1克/產率:42%) ____22__ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) " ' (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) n 1 n n n n 一-OJe l· n I n n n I I 1- 535033 A7 B7 五、發明說明( <化學式114>
o=c HO 實施例29:合成聚(噁雙環「2.2.11庚-5-烯-2-羧酸-3-(5-羥某 戌基)靈酸酯/特丁基-5 J:冰片烯-2-羧酸酯/馬夾酐/原冰片烯 1 重複實施例26之步驟,但使用噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊基)羧酸酯作爲反應物,以取代噁雙環 [2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得下述 化學式115所代表之無色固體的化合物(10.9克/產率:40%)
(請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -1 |線· wm.m 30: 二乙基)丙某1羧酸酯/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來 gf/厘冰片烯) 重複實施例26之步驟,但使用噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-0羥基-(2,2-二乙基)丙基]羧酸酯作爲反應物,以取 代噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)竣酸酯,以 獲得下述化學式116所代表之無色固體的化合物(12.1克/產 28_ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐)
535033 A7 _________________________________ 一J_____ 五、發明說明(4 ) 率:44%) 〇 <化學式116> c=o 丄 丁 實施例31:合成聚(噁零擐「2.2.11审-5-烯-2-羧酸-3丄3-羥隻^ C2,2-二甲基)丙基1羧酸_/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬! 酐/原冰片烯) 重複實施例26之步驟,但使用噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二甲基)丙基]竣酸酯作爲反應物,以取 代噁雙環[2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以 獲得下述化學式117所代表之無色固體的化合物(11.7克/產 率:43%)。
實施例32:合成聚(噁雙環庚-5-烯-2-羧酸-3-Q-Z氧 基,)乙醇羧酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬夾酐/原冰片 組 重複實施例26之步驟,但使用噁雙環[2·2·ι]辛烯 羧酸-3-(2-乙氧基)乙醇竣酸酯作爲反應物,以取代嚼雙環 [2.2.1]辛-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)羧酸酯,以獲得下述 化學式118所代表之無色固體的化合物(ι〇·7克/產率:39%) __7Q_ 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) '^ '一^—- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -----l· ------- 535033 A7 _________Β7 五、發明說明(刈) <化學式118>
在前述實施例中,利用石油醚或二乙醚作爲結晶用溶 劑。另外,亦可利用醇類,例如甲醇,乙醇或異丙醇。 製備實施例1:製備金屬觸媒溶液 在100毫升氯苯中,加入烯丙基氯二聚物 chloride dimmer)(0.60 克)及 AgSbF6(1.7 克),並反應歷時 4 小時。在反應後,所得溶液係通過注射過濾器以獲 得金屬觸媒溶液。 一 實施例33合成聚(5-原冰片烯-2-羧酸各(2-羥乙基1殘_酸_ 西旨/特丁某-5-原冰片烯-2-羧酸酯/原冰片烯1 在150毫升氯苯中,溶解5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥乙 基)羧酸酯(1克),原冰片烯(10克),特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯(9克),將在前述製備實施例1所製備之金屬觸媒溶 液加入於其中,而溶液在室溫下反應歷時24小時。當反應 完成時,沉澱反應混合物於乙醚中,以獲得純固體物,其 然後過濾去除並乾燥以得到標題化合物(Mwl4650/多分散性 1.87) 製備光阻劑組成物及形成光阻劑圖案 實施例Μ 在40克3-甲氧基甲基丙酸酯中溶解來自實施例15之 _________ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) l·訂·
-n n n I ϋ ϋ n Ί— n n n n II ·ϋ n n ϋ n ·ϋ ϋ· n -ϋ n n ϋ n I 535033 A7 _____B7__ 五、發明說明(d ) 10g聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]羧酸 酯/特丁基5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐),且添加三苯基銃 三氟甲烷磺酸鹽或二丁基萘基銃三氟甲烷磺酸鹽(〇.〇1-1克 )作爲光酸生成劑。在攪拌之後,將所得混合物經過0.10/Z m過濾器進行過濾以獲得光阻劑組成物。因此獲得之光阻 劑組成物係塗覆在表面上至約0.3/zm厚,並使用193 nm 之ArF光源進行曝光。然後,後烘烤光阻劑,將半導體元 件浸漬在2.38%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液中進行顯影 ,並因此獲得0.13/zm L/S圖案。 窨施例35 重複實施例34之步驟,但使用來自實施例16之光阻 劑共聚物以取代實施例15的共聚物,並因此獲得0.13//m L/S圖案。 奮施例36 將實施例19之共聚物(10克)與作爲光酸生成劑之三苯 基銃三氟甲烷磺酸鹽(0.12克)溶於乙基3-乙氧基丙酸酯溶 劑(60克)中,且所得混合物經由0.10/zm過濾器過濾以製 備光阻劑溶液。因此所得光阻劑溶液係旋轉塗覆在矽晶圓 上,並在110 °C下軟烤90秒。在烘烤之後,使用ArF雷射 曝光機(exposer)並以0.1至1〇 mJ7cm2的曝光能量照射晶圓 ,且晶圓再於110 °C下後烘烤90秒。當完成後烘烤時,將 其在2.38重量%TMAH(四甲基氫氧化銨)水溶液中顯影40 秒,以獲得0.11 Am L/S圖案。 眚施例37 -----—---— ----- 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂L-------線丨- 535033 A7 ___B7_ 五、發明說明(>1 ) 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例20之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13/zm L/S 圖案。 實施例38 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例21之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13/z m L/S 圖案。 實施例39 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例22之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13/zm L/S 圖案。 實施例40 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例23之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13// m L/S 圖案。 實施例41 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例24之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13//m L/S 圖案。 實施例42 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例25之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.12 // m L/S 圖案。 實施例43 ___12____ 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) • --------L 訂 ------------- A7 535033 _B7 _ 五、發明說明(P ) 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例26之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 〇· 12 // m L/S 圖案。 實施例44 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例27之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.11 # m L/S 圖案。 實施例45 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例28之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13 // m L/S 圖案。 實施例46 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例29之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0· 13 /z m L/S 圖案。 實施例47 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例30之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.12/z m L/S 圖案。 實施例48 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例31.之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13 // m L/S 圖案。 實施例49 ___n —____ _ 本纸張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
• n n n n n n n^OJI n n n n n n n I >1 n n n n n ΙΊ n n n n ϋ n n I 535033 A7 ______B7___ 五、發明說明(?丨) 重複實施例36之步驟,但使用來自實施例32之相同 份量的共聚物以取代實施例19之共聚物,並因此獲得 0.13 /Z m L/S 圖案。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -------L 訂.!
-n 1>1 ·ϋ 11 I ·1 I 衣紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)
Claims (1)
- 535033申請專利範園 Lί 1· 一種下述化學式1所代表之光阻劑單體, <化學式1>OH 其中, 、&爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(OCi。)烷基,取 代或未經取代(G-G。)醚,取代或未經取代(Ci_Ci。)酯,或 代或未經取代(G-Cu))酮; ’ X及Y分別爲Cm,CH2CH2,氧或硫;且 i爲0或爲1至2的整數。 2·根據申請專利範圍第1項之光阻劑單體,其中該r 由下述化學式la所代表: & ^ ^ <化學式la> ΐ1 —(CH2)m—z—(CH2)n— R2 其中, z爲碳或氧; l及R2分別爲H或(G-C5)烷基;且 m及η分別爲0或爲1至5之整數。 3.根據申請專利範圍第1項之光阻劑單體,其中該土 爲零。 4·根據申請專利範圍第1項之光阻劑單體,其中該光 用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、\二口 535033 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 阻劑單體由下述化學式2所代表: <化學式2>(請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) Y 爲 CH2,CH2CH2,氧或硫; Z爲碳或氧; h及R2分別爲Η或(CVC5)烷基;且 m及η分別爲0或1至5的整數。 I 5.根據申請專利範圍第1項之光阻劑單體,其中該光 阻劑單體係選擇自由下述所組成之族群: 5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)殘酸酯; 5-原冰片烯-2-羧酸-3-(3-羥基丙基)羧酸酯; 5-原冰片烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基)羧酸酯; 5-原冰片烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊基)竣酸酯; 5-原冰片烯I羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]殘酸酯 5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二甲基)丙基]錢酸酯 j 5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙氧基)乙基羧酸酯; 噁雙環[2.2.1]-庚-5-烯-2-羧酸各(2-羥基乙基)竣酸酯; 噁雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(3-羥基丙基)殘酸酯; 噁雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基)殘酸酯; 2 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 _S 六、申請專利範圍 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 口惡雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-駿酸經基戊基)羧酸酯; 噁雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸1[3-羥基_(2,二乙基)丙 基]羧酸酯; 噁雙環[2_2.1]庚-5-烯-2-羧酸羥基_(2,2_二甲基)丙 基]羧酸酯;及 螺雙環[2·2·1]庚-5-烯-2-狻酸-3-(2-羥基乙氧基)乙基竣 酸酯。 6· —種合成由下述化學式1所代表的光阻劑單體之方 法,其包括: (a) 在有機溶劑中溶解下列化學式5之二醇化合物; (b) 在攪拌之下,添加酸催化劑或鹼催化劑至所得溶液 中,其中該酸催化劑爲選擇自由硫酸、醋酸及硝酸所組成 之族群中,而鹼催化劑爲選擇自由NaH、KH、CaH2、 Na2C〇3及LDA(二異丙基醯胺鋰)所組成之族群中;且 (c) 添加下列化學式6之酐化合物至所得溶液中以獲得 式1的化合物: <化學式1>OH <化學式5> HO-R-OH ^_ 尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 、申凊專利範圍其中, 代或未取代之直鍵或支鏈(C1_C1°)垸基,取 代或未經取代取代或未經取代(C1_C1D)酯’或取 x^Y分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫;且 1爲〇或爲1至2的整數。 择6处方法,其中該酐化合物 =5-原冰片落外心,㈣氧^认四錄 酸酐。 8·讎申騎卿_ 6啦方法,其巾該二醇化合 物係選擇自由乙二醇,},用二醇,um5_戊二醇 ,2,2-一乙基4,3-丙一醇,2,2-二甲基」,3-丙二醇及二甘醇 所組成之族群中。 9·根據申請專利範圍第6項之方法,其中該有機溶劑 係選擇自由四氫呋喃,二甲基甲醯胺,二嚼院,苯及甲苯 所組成之族群中。 10.—種合成下述化學式2所代表的光阻劑單體之方法 ,其包括: (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 、一工口 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐〉 535033OH-feH2)m —ί—(CH2)n-〇H A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 (a) 如下述反應式1所表示,在酸催化劑存在之下,將 馬來酐與二醇化合物進行反應;及 (b) 如下述反應式2所表示,以所得產物進行狄爾斯-阿 德爾(Diels-Alder)反應: <化學式2> Y(CH2)n—OH <反應式1> 广 OOH R, L^OC>(Cm)m-Z—(CH2)n-〇H .!」......r----------------裝------ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) <反應式2> c< :OOH :00KCH2)m-Z--(CH2)n--0H〇〇H R, :〇〇(CH2)m-i—(CH2)n-〇H 、1T·, 其中, Y 爲 CH2,CH2CH2,氧或硫; z爲碳或氧; L及R2分別爲H或(G心)院基;且 m及η分別爲0或1至5的整數。 11·一種光阻劑聚合物,其包括由化學式1所代表的第 單體,及由化學式3所代表之第二單體: <化學式1> 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 六、申請專利範園OH 其中, 代妹經取代(c,醚 呱基’取 或取 代或未經取代(Cl句酮;_未經取代(C,酷 ^及^別爲CH2’CH.2,氧或硫;且 1爲〇或爲1至2的整數; <化學式3>L· 其中, v及w分別爲cm,cmcH”氧或硫 R*爲酸可反應基,·且 j爲0或1至2之整數。 gra㈣副則丨項之光咖共 『二爲特丁基,2铺呋喃基—2_:随_基中 2_乙氧基乙基,或-丁氧基乙基。 13·根據申請專利範圍第U項之光阻劑共聚物,其中 該 i := j = 〇 〇 535033 A8 Βδ C8 D8 六、申請專利範圍 Η·根據申請專利範圍第u項之光阻劑共聚物,宜中 表示爲化學式3之該化合物_丁基.5_原冰片烯销酸酯 ,下述化學式3a之化合物,或下述化學式3b之化合物: <化學式3a>15·根據申請專利範圍第π之光阻劑共聚物,其進一 步包括促進聚合反應之單體,其係選擇自由馬來酐及馬來 醯亞胺衍生物所組成之族群中。 16.根據申請專利範圍第11項之光阻劑共聚物,該光 阻劑共聚物進一步包括間隔基(spacer)物質,其由下述化學 式4所表示: <化學式4> Q Rf 其中, U爲CH2,CH愚,氧或硫;且 R’爲氫或CVC5烷基。 7 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) '^----- — — — — — · · I I- 1 ϋ I (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 、一 έ 535033 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 17.根據申請專利範圍第11項之光阻劑共聚物,其中 該光阻劑共聚物係選擇自由下述化學式100,200,100a及 200a所組成之族群中: (請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁)其中 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 033 A8 B8 C8 D8 、申請專利範圍 X,Y,V及w分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫; R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(Cl_c一烷基,取 代或未經取代(Ci-Cl。)醚,取代或未經取代(Ci-Cl。)醋,或取 代或未經取代(OGo)酮; R*爲酸可反應基; R’爲氫或cvg烷基; i及j爲獨立的0或爲獨立之1至2的整數;且 a ’ b,c及d分別爲單體聚合反應的比例。 其中 18. 根據申請專利範圍第η項之光阻劑共聚物 該光阻劑共聚合物之平均分子量爲3,〇〇〇至12,000。 其中 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 19. 根據申請專利範圍第11項之光阻劑共聚物 該光阻劑共聚合物係選擇自由下述所組成之族群: 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]竣 酸酯/特丁基5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐); 聚(單-3-羥基-(2,2-二乙基)丙基雙環[2,2,2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基靡 酸酯/特丁基雙環[2,2,2]辛-5-內向=2-羧酸酯/馬來酐); 聚(單-3-羥基-(2,2-二乙基)丙基雙環[2,2,2]辛-5-烯-2,3-二羧酸酯/特丁基雙環[2,2,2]辛-5-內向-2-羧酸酯/馬來酐); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)竣酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-H3-羥基丙基)竣酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 535033 C8 D8 六、申請專利範圍 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基)羧酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); — — — — — 11111111111 — — — — — — — — — — · - — — — 11 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊基)殘酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基)丙基]羧 酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-[羥基-(2,2-二甲基)丙基]羧酸 酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(5-原冰片烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙氧基)乙基羧酸酯/特 丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(螺雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(2-羥基乙基)竣酸酯/ 特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(卩惡雙環[2·2·1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(3-羥基丙基)竣酸酯/ 馬來酐/原冰片烯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯); 聚(卩惡雙環[2·2·1]庚烯-2-羧酸-3-(4-羥基丁基)竣酸酯/ 特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(卩惡雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(5-羥基戊基)殘酸酯/ 特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯); 聚(嚼雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二乙基) 丙基]羧酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯 ); 聚(卩惡雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-[3-羥基-(2,2-二甲基) 丙基]竣酸酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯 );及 10 本紙張ϋ適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公^--- 535033 A8 B8 C8 、申請專利範圍 聚(螺雙環[2.2.1]庚-5-烯-2-羧酸-3-(2-乙氧基)乙醇殘酸 酯/特丁基-5-原冰片烯-2-羧酸酯/馬來酐/原冰片烯)。 20.—種合成光阻劑共聚合物之方法,其包括: (a) 在有劑溶劑中溶解⑴由下述化學式1所代表之化 合物,(ii)由下述化學式3所代表之化合物,且(出)至少一 馬來酐及馬來醯亞胺衍生物;及 (b) 添加聚合反應自由基引發劑至所得溶液中以誘導聚 合反應; <化學式1> 一/=\、R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(Ci-Ci())烷基,取 代或未經取代(Cl_Cl°)醚,取代或未經取代(CVC!。)酯,或取 代或未經取代(CVGo)酮; 氧或硫;且 •L.....,,.................裝------- (請先閲讀背面之注意事項济塡f本貢) X及Y分別爲CH2,CH2CH2 i爲0或爲1至2的整數; <化學式3>R* 11 本紙張尺度國家標準(CNS)AiiF(Ii_0 X 297公^7 535033 C8 D8 六、申請專利範圍 其中, V及w分別爲CH2,CH2CH2,氧或硫; R*爲酸可反應基;且 j爲0或1至2之整數。 21·根據申請專利範圍第20項之方法,其中該有機溶 劑係選擇自由四氫呋喃,二甲基甲醯胺,二甲基亞礪,二 噁烷’甲基乙基酮,苯,甲苯及二甲苯所組成之族群中。 22·根據申請專利範圍第20項之方法,其中該聚合反 應引發劑係選擇自由2,2-偶氮雙異丁腈(AIBN),乙醯基過 氧化物,月桂基過氧化物及特丁基過氧化物所組成之族群 中0 23·根據申請專利範圍第20項之方法,其中該⑻步驟 進一步包括添加由下述化學式4代表之間隔基單體至有機 溶劑中: <化學式4> 其中, U爲CH2,CH2CH2,氧或硫;且 R’爲氫或CVC5烷基。 24.—種合成光阻劑共聚物之方法,其包栝: (a)在有劑溶劑中溶解⑴由下述化學式1所代表之化合 物,(π)由下述化學式3所代表之化合物,及視需要之(111) 由下列化學式4所代表之間隔基單體;且 12 度適用中國國家i準(CNS)七―規格(210 X 297公愛)一 --------— — — ^------.-------------______ (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 訂: W5〇33 A8 B8 C8 D8 六 、申請專利範圍 (b)添加金屬催化劑至所得溶液中以誘導聚合反應 <化學式1>HO OH 其中, 、R爲經取代或未經取代之直鏈或支鏈(G-G。)烷基,取 代或未經取代(G-Go)醚,取代或未經取代((:1<1())酯,或取 代或未經取代(Cl-Cl())酮; X及Y分別爲CH2 ’ CH2CH2,氧或硫;且 i爲0或爲1至2的整數; <化學式3>其中, v及W分別爲cm,CmciL,氧或硫; R*爲酸可反應基;且 j爲0或1至2之整數, <化學式4> Rf (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝 馨- 13 535033 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 其中, U爲CH2,CH2CH2,氧或硫;且 R’爲氫或G-C5烷基。 25.根據申請專利範圍第24項之方法,其中該金屬觸 媒爲六氟銻酸銀(AgSbFO或烯丙基氯化鈀(CH2=CHCH2-PdCl) 〇 26·—種光阻劑組成物,其包括⑴如申請專利範圍第11 、15或16項之光阻劑共聚物;(ii)光酸生成劑,其份量範 圍爲光阻劑共聚物之〇.〇5到10重量%,及(iii)有機溶劑, 其份量範圍爲光阻劑共聚物之200到1000重量%。 27. 根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該光酸生成劑爲硫化合物或錄類型化合物。 28. 根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該光酸生成劑係選擇自由二苯基碘六氟磷酸鹽,二苯基碘 六氟砷酸鹽,二苯基碘六氟銻酸鹽,二苯基對-甲氧基苯基 三氟甲烷磺酸鹽,二苯基對-甲苯基三氟甲烷磺酸鹽,二苯 基對-異丁基苯基三氟甲烷磺酸鹽,二苯基對-特丁基苯基 三氟甲烷磺酸鹽,三苯基銃六氟磷酸鹽,三苯基銃六氟砷 酸鹽,三苯基銃六氟銻酸鹽,三苯基銃三氟甲烷磺酸鹽及 二丁基萘基銃三氟甲烷磺酸鹽所組成之族群中。 29·根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該有機溶劑係選擇自由乙基3-乙氧基丙酸酯,甲基3-甲氧 S丙酸酯,環己酮,及丙二醇甲基醚醋酸酯所組成之族群 中。 14 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21G X 297公變) (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝 -vtl 轉· 535033 A8B8C8D8 六、申請專利範圍 30·根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其係 用於形成一種以下列步驟之方法所形成之光阻劑圖案,該 方法包括: (a) 將申請專利範圍第26項之光阻劑組成物塗覆於半 導體基板上以形成光阻膜; (b) 使用曝光裝置將光阻膜曝光·,且 (c) 顯影光阻膜。 31.根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其進 一步包括在該步驟(a)之後進行軟烤的步驟。 32·根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該軟烤在70-200°C下進行。 33. 根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其進 一步包括在該步驟(b)之後進行後烘烤的步驟。 34. 根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該後烘烤在70-200°C下進行 35·根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該曝光裝置利用具有小於250nm波長的光源。 36.根據申請專利範圍第26項之光阻劑組成物,其中 該曝光裝置利用選自由ArF,KrF,E-電子束,離子束, VUV(真空紫外線),EUV及X-射線所組成之光源族群之中 15 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) il· i:卜.............N 裝.!_! (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 、一έ] 轉·
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