TW552475B - A resist composition - Google Patents
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Description
552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 1 A7 五、發明說明(1 ) [發明背景] 本發明係有關作為在製造半導體元件等所用之表面解 像製程之光阻組成物成分用之一種聚合物,及有關使用該 聚合物之光阻組成物。(光阻組成物之原文為resist composition,為 photoresist composition 之簡稱。原意為 「光致抗蝕組成物」,本文中依一般習慣稱為「光阻組成 物」)。 為了順應半導體裝置高度整合之超細微製程需求,近 來於微影製程中所用之曝光光源已從i光束(3 65 nm)改變 成具有較短波長之光束,例如KrF激元雷射(248 nm)與ArF 激元雷·射(I93 nm),進一步改變成激元雷射(m nm)與 EB(電子束)。 由於曝光光源之改變,圖案形成之主流也轉移至使用 所謂化學倍增式光阻組成物者,其中聚合物藉由以酸為觸 媒(係由感光性化合物所產生)之作用而產生化學變化成為 驗可溶者,然後以鹼性顯影液予以顯影。於此圖案形成中, 由於使用驗性顯影液形成圖案,一般咸認由於圖案塌陷及 由於殘留於光阻圖案間的水蒸發之表面張力使圖案頂部形 狀成為圓形而有依比例減少之傾向之嚴重問題,造成無法 得到超細微圖案之所需形狀。 為了解決此類問題,即研究出表面解像製程,包括將 光阻經化學變化之表面矽烷化取代使用鹼性顯影溶液,然 後利用氧氣電漿#刻技術予以乾顯影(下文簡稱石夕烧化表 面解像製程)。然而,使用迄今已知之化學倍增式光阻組居 表紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 311472 -----------裝--------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 552475 A7 ----_____ 五、發明說明(2 ) 物進行此矽烷化表面解像製程時,發現許多問題。亦即, 例如,當於此製程中使用USp第4,552,833號揭示之聚(對 -第二丁氧羰氧苯乙烯)、Epc公開案第〇2649〇8號揭示之 聚(對-第二丁氧羰氧苯乙烯/N1基馬來醯亞胺)、Epc公開 案第0284864號揭示之聚(對_第三丁氧苯乙烯/甲基丙烯酸 甲酯)、曰本專利公開案第223858/1991號揭示之聚(對_第 二丁氧苯乙烯/富馬腈)等作為聚合物成分時,觀察到彼等 聚合物對曝光產生之酸很難有發生化學變化之傾向,僅能 於曝光區域引發不足之化學變化,及於接下來之製程步驟 中產生不足之矽烧化反應,造成無法得到高對比之問題。 另一方面’當於此製程中使用日本專利公開案第 171262/1996號揭示之易藉由酸進行化學變化之聚[對_(ι_ 乙氧乙氧苯乙烯)]時,觀察到藉由該化學變化,甚至於部 分未曝光區域亦會發生矽烷化作用而無法得到高對比,及 由於聚合物本身之低耐熱性而未能實現充分圖案形成之問 題。再者,使用含有許多易矽烷化傾向單體單元之聚合物 時[例如,衍生自羥苯乙烯之單體單元(如聚[對气丨_乙氧乙 氧本乙稀)/對-經苯乙稀])],例如日本專利公開案第 273934/1994號及第24682/1993號揭示之光阻組成物,發 現石夕娱:化作用亦發生於未曝光區域而無法得到需要的對比 之問題。再者,使用其分子中原含有Si之聚合物[例如j c
McFarland et al·,Proc· SPIE,920, 162 (1988)揭示之聚(對、 三甲基矽烷氧基苯乙烯/對羥苯乙烯)]之光阻組成物時,亦 發現由於未曝光區域之矽烷化作用使對比不足而無法形成 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) ------- 2 311472 -----------•裝--------訂--------'^9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁> 552475 A7 __B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明(3 ) 需要之超細微圖案之問題。特別是於使用ArF激元雷射 (193 nm)作為曝光光源之微影製程中,當使用僅由苯乙烯 型單體單元[例如對-(1-乙氧乙氧苯乙烯)、對-第三丁氧羰 氧基苯乙稀、苯乙稀等]構成之聚合物時,觀察到該聚合物 對ArF激元雷射具有極低之透光性而使有化學變化傾向之 部分僅局限於光阻表面之一小部分,導致圖案邊緣比中心 部位具有更低曝光之不均勻化學變化,而造成不均勻矽烷 化反應之問題。基於此因,在矽烷化作用之後進行蝕刻製 程之情形下,一般認為會產生圖案邊緣蝕刻不均而使邊緣 粗糙度變大之問題。 因Λ,藉由矽烷化表面解像製程開發可以得到具有極 佳矩形形狀超細微圖案之聚合物,及開發使用該聚合物之 光阻組成物成為現階段強烈需求之課題。 [發明概述] 本發明係慮及上述情形而達成,其目的為於使用化學 倍增式光阻組成物作為單一層或多層中之最上層之矽烷化 表面解像製程中,提供可形成具有極佳矩形形狀的超細微 圖案之一種聚合物,及使用該聚合物之光阻組成物。 亦即,本發明人為了解決於使用已知光阻組成物之矽 烷化表面解像製程中觀察到之上述問題,經精深之研究而 發現使用含有下列通式Π】所示聚合物之光阻組成物,可於 曝光區域及未曝光區域之間得到高對比,而製得具耐熱性 之矩形超細微圖案,基於此項發現而得以完成本發明。 為了達成上述目的,本發明包括下列技術特徵。 本紙張尺度翻了Λ家鮮(CNS)A4規格⑽X 297公釐) 3 311472 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝 (7; -4. 552475 A7 五、發明說明(4 ) (1) 一種由下列通式[1]所示之聚合物:
^?4 R6 [1] - OR4 R5
OH
[式中Rl為氫原子或甲基,R2與R3各自為氫原子或具有j 至6個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(R2與R3二者均為氫原 子之情形不包括在内),r4為具有i至6個碳原子之直鏈、 分支鏈或環狀烷基、芳烷基或苯基,及R2與R3、R2與R4 或R3离R4分別可一起形成環,R5為氫原子、具有1至6 個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、具有1至6個碳原 子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基、第三丁氧羰氧基、四氫 吼喃氧基、乙醯氧基或_OCH2CO〇c(CH3)3基,R6為氫原子 或氰基,R7為-COOR8基(式中R8為具有1至6個碳原子之 直鏈、分支鏈或環狀烷基或具有7至12個碳原子之橋聯脂 環烴基)、氰基或由下列通式[8]所示之基: -----------裝--------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 R9 [81 (式中R9為氫原子、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈 或環狀烷基或具有1至6個破原子之直鏈、分支鏈或環狀 烧氧基),及R6與R7可一起形成-C0-0-C0-基或-CO-NR1G-CO-基(式中rig為氫原子、具有1至6個破原子之直 鏈、分支鏈或環狀烷基或具有1至6個碳原子之直鏈、分 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(21〇 x 297公釐) 4 311472 552475
CH2—C-^— [1]
OH A7 五、發明說明(5 ) 支鏈或環狀烷氧基),k為正整數,卜111與11各自為〇或正 整數(惟 0.1 S k/(k+l + m+n)$ 〇·9,〇$ l/(k+l+m+n)g 〇 9,〇 g m/(k+l + m+n)$ 0·8,及 〇$ n/(k+l + m + n)<0.1,但 1 與 m 均為〇之情形不包括在内)]。 (2) —種用於光阻組成物之聚合物,包括如上述(1)項 之聚合物。 (3) —種光阻組成物,包括如上述(丨)項之聚合物。 (4) 一種光阻組成物,包括由下列通式[丨]所示之聚合 物、經光化輻射照射後可產生酸之化合物、及可溶解彼等 之溶劑: R1 ^CH2—Μ
O-^-OR4 R5 [式中R1為氫原子或甲基,R2與R3各自為氫原子或具有 至ό個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(R2與R3二者均為氫原 子之情形不包括在内),R4為具有1至6個碳原子之直鏈、 分支鏈或環狀烷基、芳烷基或苯基,及R2與R3、R2與R4 或R3與R4分別可一起形成環,R5為氫原子、具有1至6 個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、具有1至6個碳原 子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基、第三丁氧羰氧基、四氫 吼喃氧基、乙醯氧基或-OCH2CO〇C(Ch3)3基,R6為氫原子 或氰基’ R7為-COOR8基(式中R8為具有!至6個碳原子之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(2ΐθ χ 297公爱)---- 5 Ή1479 -----------•裝--------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 552475 A7 B7 五、發明說明(6 ) f鏈、分支鏈或環狀烷基或具有7至12個碳原子之橋聯脂 環烴基)、氰基或由下列通式所示之基: (式中R9為氫原子、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈 或環狀烷基或具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀 烷氧基),及R6與R7可一起形成_c〇_〇_c〇基或_c〇_ NR1G-co-基(式中Rl〇為氫原子、具有i至6個碳原子之直 鏈、分支鏈或環狀烷基或具有i至6個碳原子之直鏈、分 支鏈或環狀燒乳基),k為正整數,ι、^與η各自為〇或正 整數(惟 0.1$k/(k+l + m + n)g〇.9,〇gl/(k+l + m+n)g〇 9,〇 gm/(k+l + m+n)s(K8,及 〇gn/(k+1+m+n)<〇」,但丨與❿ 均為0之情形不包括在内)]。 [圖示簡單說明] 第1圖為使用含本發明聚合物之光阻組成物製得之L & S圖案良好形狀之截面剖視圖。 第2圖為使用不含本發明聚合物之光阻組成物製得之 L & S圖案不良解像形狀之截面剖視圖。 第3圖為使用含本發明聚合物之光阻組成物製得之乙 & S圖案良好形狀之截面剖視圖。 第4圖為使用不含本發明聚合物之光阻組成物製得之 L & S圖案不良解像形狀之截面剖視圖。 第5圖為使用含本發明聚合物之光阻組成物製得之l & S圖案良好形狀之截面剖視圖。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公们 度) 6 311472 i 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 社 印 製 552475 之
A7 五、發明說明(7 / — 第6圖為使用不含本發明聚合物之光阻組成 未解像形狀之截面剖視圖。 [較佳具體實例說明] 本發明所用之聚合物為含有由下列通式[2]、通式_ /或通式[4]所示之單體單元作為主要構成單元者,若需 要’則進-步含有由通式[5]所示之單體單元,更詳十之, 其具體實例可為通式[2]與通式[3]單體單元之組合;通式[2 與通式[4]單體單元之組合;通式[2]、通式[3]與通式⑷單 體單元之組合;通式[2]、通式[3]與通式[5]單體單元之組 合;通式[2]、通式[4]與通式[5]單體單元之組合及通式[2]、 通式[3]、通式[4]與通式[5]單體單元之組合: Ϊ21 0 tb «^------—tr--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁)
R 中 式
2 R
義 意 同 相 之 上 如 有 具 4 R 及 3 R 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製
[31 R5 義 意 同 相 之 上 如 有 具 5 R 及 1 R 中 式 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 7 311472 552475 A7 B7 五、發明說明(8 ) [5] [41 (式中R1、!^及R7具有如上之相同意義) R1
OH (式中R1具有如上之相同意義)。 彼等聚合物中,以下列通式[1’]、[6]、[6,]、[6,,]、[6,,,]、 [6,,’,]、.m、[7,]、[17]及[17Ί所示之聚合物為較佳,且以 通式[6]、[6,,,,]、[7]、[7,]、[17]及[17,]為特佳,因為在彼 等樹脂中於圖案形成後,幾乎沒有殘留物餘留於基板上(換 言之,餘刻後,基板表面之光阻組成物幾乎完全可被移、 除)°當使用KrF激元雷射作為光源時,為了得到高解像 度,上述聚合物中,由通式[2]所示之單體單元組成比率較 佳為10%至70%,及通式[4]所示之單體單元組成比率為 70¾或更低’較佳為60%或更低。再者,當使用ArF激元 雷射作為光源時,為了得到對ArF激元雷射之高透光性, 上述聚合物中,較好通式[4]所示之單體單元組成比率為 30。/。至70%,較佳為4〇%至6G%。彼等較佳聚合物卜以 下列通式[17]所示之聚合物為㈣,因為在彼等聚合物中 於圖案形成後,幾乎沒有殘留物餘留於基板±(換言之1 刻後,基板表面之光阻組成物1乎完全可被移除),且易於 本紙張尺度適用中關家鮮(CNS)A4規格⑵〇 x 297公餐)- 311472 --------^--------- (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 8 552475
五、發明說明(9 ) 製得對ArF激元雷射具有高透光性之聚合物。為了上述目 通式[6]及通式[17]所示之聚合物中,由通式[4]所示單 體單元組成比率為3〇%至70%,較佳為40%至60%。 - •CH2—C- 'CH2- [r] 〇-宁-OR4· R5, '〇H [式中R4’為甲基或乙基,R5,為氫原子、第三丁氧基、第三 丁氧幾氧基或四氫吡喃氧基,R1,為氫原子或甲基,R7,為甲 氧幾基·、環己氧羰基或異莰氧羰基,及k、l、m與η具有 如上之相同意義]; —丨
* i¥ V Λ I I-----------裝--------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 [式中 m’為正整數,Ri、r2 ' R3、r4、r5、r6 ' r7、k 與 j 具有如上之相同意義];
本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 9 311472 552475 A7 B7 五、發明說明(11 相同意義]; R1
k [7] R2 α-C-OR4 R5 [式中R1、R2、R3、R4、R5、k與Γ具有如上之相同意義, 惟 0.1 S k/(k+l,)S 0.9];
[17] [式中R1、R2、R3、R4、R6、R7、k與m,具有如上之相同 意義,惟 0·2€ k/(k+m’)S 0.9,0·1 € m’/(k + m,)S 0.8]; Η --------------------訂----- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 華 -αν -CHg- [7·] 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 Ιμ.
Cl^ [式中R4’為甲基或乙基,R5’為氫原子、第三丁氧基、第三 丁氧羰氧基或四氫吡喃氧基,及k與Γ具有如上之相同意 義]; 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 11 311472 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552475 A7 _ B7 五、發明說明(12 )
[式中R4為甲基或乙基’R1為氫原子或甲基,r7’為甲氧魏 基、環己氧羰基或異莰氧羰基,及]^與111,具有如上之相同 意義]。 通式[1]、[2]、[3]、[4]、[6]、[6’]、[6”]、[7]及[17] *1R2、R3、R4、R5、R8(tRi-C〇〇R^)、R9eR7 為通式[8]所示之基時)或R1G(當r6與R7 一起形成4〇_ NR1G-CO_基時)所示之具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈 或環狀烧基包含甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、 正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、異戊基、 環戊基、正己基、環己基等。通式 [6’’]、[7]及[17]中,由R5、R9(當R7為通式[8]所示之基時) 或R1G(當R6與R7 —起形成_CO_NRl()_c〇_基時)所示之具有 1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基包含甲氧基、 乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、環丙氧基、正丁氧基、第 二丁氧基、異丁氧基、第三丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、 環戊氧基、正己氧基、環己氧基等。通式π]、[4]、[6]、 [6]及[17]中,由r (當r7為_c〇〇R8時)所示之橋聯脂環烴 基包含具有7至12個碳原子者,例如金剛烷基、2_金剛 烧基、二%[5,2,1,02,6]癸基、去获基、異获基、雙環[33 • i *Φ ------------裝--------訂--------- § (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁) 本紙張尺度刺巾目目家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 12 311472 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 A7
五、發明說明(U 壬基及雙環[3,2,n辛基。通式⑴、m 丙基、甲基笨甲基、甲基苯乙基、▲、本乙基、苯 與R3形成之環包含環燒烴環,例如環:由R2 由R2與R3或由R1R4形成之環包含;^及壤己燒環, 如四氫咲喃環及四氫π比喃環。 3氣飽和雜壞,例 由通式[1]所示本發明聚合物 ft /备婪7膝, < 特疋實例為聚(對-1-乙 乳乙氧苯乙烯/對-第三丁氧苯乙 7祕/斜筮-匕 ;歎(對_1_甲氧乙氧笨 乙烯/對-苐二丁氧苯乙烯)、聚(對 g ^ ^乙氣乙氧苯乙烯/對- 異丙乳本乙烯)、聚(對-1·乙氧丙氧苯乙稀/對-第三丁氧笨 乙稀)、.聚(對小乙氧乙氧苯乙婦/對_四氫吼喃氧基苯乙 浠)、聚(對小乙氧乙氧苯乙稀/對_第三丁氧幾氧基苯乙 烯)、聚(對]-環己氧乙氧苯乙稀/對·第三丁氧苯乙稀)、聚 (對_1_苯氧^氧苯乙烯/苯乙烯)、聚(對小乙氧乙氧苯乙歸/ 對-第三丁氧苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯)、聚(對_丨_苯甲氧乙 氧苯乙烯/對-甲氧苯乙烯/富馬腈)、聚(對乙氧乙氧笨乙 烯/苯乙烯/甲基丙烯酸環己酯)、聚(對_i_乙氧乙氧笨乙烯/ 對-第三丁氧苯乙烯/對-羥苯乙烯)、聚(對乙氧乙氧笨乙 烯/甲基丙烯酸-1-金剛烷酯)、聚(對-b乙氧乙氧苯乙烯/笨 乙烯/丙烯酸異莰酯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸2_ 金剛烷酯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯)、聚 (對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸-2-金剛烧酯/對-羥苯乙 烯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯/對-羥苯乙 烯)、聚(對-卜環己氧乙氧苯乙烯/丙烯酸環己酯/對-羥笨 裝--------訂--------- § (請先閱讀背面之注咅?事項再填寫本頁〕 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 13 311472 A7
五、發明說明(U 意 事 項 i 、)聚(對-1_甲氧基_1_甲基乙氧苯乙浠/富馬臆/對_窥笨乙 烯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/甲基丙烯酸環己酯/對_羥苯 乙烯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸三環[5,21,〇2 6]癸 酯/對-羥苯乙烯)、聚(對乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸雙環 [3,3,1]壬酯/對-羥苯乙烯)、聚(對乙氧乙氧苯乙烯/對_ 乙醯氧苯乙烯/對-羥苯乙烯)、聚(對甲氧基-1-甲基乙氧 笨乙烯/甲基丙烯酸雙環[3,2,1]辛酯/對-羥苯乙烯)、聚(間 1乙氧乙氧笨乙烯/間-羥苯乙烯/甲基丙烯酸異莰酯)、聚 (對1-異丁氧乙氧苯乙烯/對_乙酿氧苯乙稀)、聚(對環己 氧乙氧苯乙烯/對_四氳吡喃氧基苯乙烯)、聚(對-1 _環已氧 乙氧苯·乙烯/對_第三丁氧羰氧基苯乙烯)、聚(對-1ββ乙氧乙 氧苯乙烯/對-第三丁氧苯乙烯)、聚(對乙氧乙氧笨乙烯/ 馬來酸酐)、聚(對-h甲氧基“·甲基乙氧苯乙烯/丙烯酸異 莰酯)、聚(對_1_環己氧乙氧苯乙烯/馬來酸酐)、聚(對q-異丁氧乙氧苯乙稀/甲基丙烯酸去莰酯)、聚(對乙氧丙氧 苯乙烯/丙烯酸環己酯)、聚(對-:〖_乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸 雙環[3,2,1]壬酯)、聚(對-!_乙氧乙氧苯乙烯/對_第三丁氧 苯乙烯/丙烯酸環己酯)、聚(對環己氧乙氧苯乙烯/對_乙 醯氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯)、聚(對_1β環己氧乙氧苯乙烯/ 對-第三丁氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯)、聚(對4 _環己氣乙氧 苯乙烯/對-第三丁氧羰氧基苯乙烯/丙烯酸異莰酯)、聚(對 -卜乙氧乙氧苯乙烯/對-第三丁氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯)、 聚(對-1-乙氧丙氧苯乙烯/對-第三丁基苯乙烯/丙烯酸異莰 酯)、聚(對-Ι-f氧乙氧苯乙烯/對-第三丁氧苯乙烯/對_羥苯 I本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 14 311472 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制农 A7 五、發明說明(l5 ) 乙烯)、聚(對-1-乙氧乙氧苯乙 乙稀)、晴-i-乙氧丙氧苯乙歸/對異丙氧苯乙 經苯乙烯)、聚(對小乙氧乙氧裳對·第二丁氧苯乙稀/對-乙稀/對-經苯乙稀)、聚(對乙/烯/對·四氫D比喃氧基苯 势备氧乙乳苯乙烯/對-第三丁氣 斂氧基苯乙烯/對-羥笨乙烯彳、1 了乐丁虱 針第-TP mLh環己氧乙氧苯乙稀/ 對-第二丁氧苯乙烯/對-羥 ^ ^ 7 歸)、聚(對·1β苯氧乙氧苯乙 席本乙烯/對·經苯乙稀)、 =丁氧芨,膝n 氧乙氧苯乙烯/對-第 一』軋本乙烯/甲基丙稀酸甲酷 ^ ^ ^ ^ T /對β羥苯乙烯)、聚(對-1-苯 甲氧乙氧本乙晞/對-甲氣! 烯/畐馬腈/對-羥苯乙烯)、聚 (對_1-乙氧乙氧苯乙烯/苯 烯/甲基丙烯酸環己酯/對-羥苯 乙稀)等惟樹脂絕不以任何方式受限於上述實例。 由通式[1]所示之本發明咿人 發月I a物可依日本專利公開案第 58/1992 號、第 249682/1993 號、第 53621/1998 號等 所述方法’藉由例如下列四種方法輕易製備。 [方法A] 使用下列通式[2,]、[3,]及[4,]所示之單體作為起始 物,進行以有機過氧化物或偶氮化合物為聚合作用引發劑 之本質已知的自由基聚合作用,使用正丁經或萘钟之本質 已矣的陰離子活性聚合作用,或使用二氣乙酸_2_經乙醋、 H-氣苯乙綱或其他南素化合物或有機過氧化物、偶 氮化合物等作為引發劑,及釕錯合物、鐵錯合物、銅錯合 物或其他過渡金屬錯合物作為觸媒之活性自由基聚合作 用’ 後以習知方法進行後處理,因而製得標的聚合物。 β V m t i--------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) [方法B] 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格 15 311472 552475 A7 B7 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 五、發明說明() 使用市售可^呈4 一 仔之對-第三丁氧苯乙烯及通式[3,]及[4,J 所不之單體作 ^ ^ 為起始物,以如上述方法Α之相同方式進行 聚口作用及以習知方法於酸觸媒存在下,自所得聚合物 中移除適篁第二丁基,然後以習知方法使適量乙烯基化合 或八仃生物與所得聚合物之酚型羥基反應,因而製得標 的聚合物。 [方法C] 使用市售可得之對_乙醯氧苯乙烯及通式[3,]及[4,]所 示之單體作為起始物,以如上述方法A之相同方式進行聚 口作用’及以習知方法於鹼性觸媒存在下,自所得聚合物 中移除·適量乙醯基,然後以習知方法使適量乙烯基化合物 或-衍生物與所得聚合物之酴型經基反應,因而製得標的 聚合物。 [方法D] 使用市售可得之對-第三丁氧苯乙烯’及需要時使用通 式[4 ]所不之單體作為起始物,以如上述方法a之相同方 式進行聚合作用,及以習知方法於酸觸媒存在下自所得 聚合物中移除第三丁基,得到聚(對羥苯乙烯)或包括源自 對·羥苯乙烯單體單元及源自通式[4,]所示單體單元之聚合 物’然後以習知方法使適量乙烯基化合物或其衍生物與; 得聚合物之酚型羥基反應,並使生成物進行第三丁氧羰基 化反應或四氫呋喃基化反應,因而製得標的聚合 X 土 0卿。聚(對 -羥苯乙烯)或包括源自對-羥苯乙烯單體單元及 、曰通式 [4’]所示單體單元之聚合物亦可藉使用市售可得之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 1〇 311472
請 先 閱 讀 背 之 注 意 事 項 I4 · |裝 頁I 訂 i 552475 五、發明說明(η , 氧苯乙烯’及需要時使用通式[4’]所示之單體作為起始 物,以如上述方& A之相目方式進行聚合剌,隨後以習 知方法於鹼性觸媒存在下移除乙醯基而製得。 [21]
(式中R1、R2、R3及R4具有如上之相同意義) CH2= [3.] (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) R5 (式中R1及R5具有如上之相同意義)
Μ 經濟部智慧財產局員工消費合作社印制衣 (式中R1、R6及R7具有如上之相同意義)。 上述方法所用之乙烯基化合物或其衍生物包含由下列 通式[18]所示者:
Ff=〒-OR4 [181 (式中R2’ =為亞烷基,R3及R4具有如上之相同意義)。 通式[18]中,R2’ =所示之亞烷基可為直鏈或分支鏈者 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公董) 17 311472 552475
A7 B7 五、發明說明(18 ) 較佳為具有1至6個碳原子者,其特定實例為亞甲基、亞 乙基、正亞丙基、異亞丙基、正亞丁基、異亞丁基、第二 亞丁基、第三亞丁基、正亞戊基、異亞戊基、正亞己基等。 其中’以下列通式[18’]所示之乙烯基化合物或其衍生 物為較佳: [Iff] (式中R4’具有如上之相同意義)。 通式[1 8 ]所示之乙稀基化合物或其衍生物之特定實例 為乙基乙稀基鍵、壞己基乙稀基鱗等。 上球方法中,為乙烯基化合物或其衍生物之通式[18, 所示化合物與衍生自聚合物(該聚合物係藉使用市售可得 之對-第三丁氧苯乙烯或對-乙醯氧苯乙烯及通式[3,]及[4 所示單體作為起始物之聚合作用所製得)之聚(對·經苯乙 稀)之典型反應係由下述[反應式1]所示:
本發明通式[1]所示聚合物之分子量,以使用聚苯乙$ 作為標準之GPC測定法之重量平均分子量計,通常為 3,〇〇〇至500,000,較佳為5,_至2〇M〇〇,聚合物之分^ 性(重量平均分子量對數量平均分子量之比)通常為i 〇〇 ^ 本紙張尺度適用中國國家鮮(CNS)A4規格⑵G x 297公愛) 18 31147? w m I 裝_ 訂· S (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
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1 3·〇〇,較佳為 1.02 至 2.00。 經光化帛射照射後可產生酸之感純化合物可為經 KrF激元雷射及其他深紫外線照㈣光或經乂射線、電子 束等照射曝光後可產生酸,且對光阻圖案形成沒有不良影 響之任何化合物,於本發明中,特佳者包含下列通式[9]、 [10]、[12]、[13]、[14]、[16]等所示者: ^Π- Α丨一R12 [S3 Ο N2 [式中R11及R12各自為烷基或鹵烷基,A,為磺醯基或羰 基];
14 [式中R13為氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或鹵烧基, 及R14為烷基、鹵烷基或下列通式[11]之基: R15 * V. m m -----------裝--------訂---------^9 (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 调 [11] {式中R15為氫原子、鹵素原子、烷基、烷氧基或齒烧基, 及q為0或1至3之整數}]; 針 Π—R,7 [121 [式中R16為氫原子、鹵素原子、烷基或三氟甲基,及R17 311472 ^紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公复) 552475 A7 B7 五、發明說明() 為烷基、芳烷基、烷氧基、苯基或甲苯基] R^W1S〇fR20 Μ [式中R18為烷基、苯基、經取代之苯基或芳烷基,Rl9及 R2G各自為氫原子、烷基、苯基、經取代之苯基或芳烷基, 及R21為氟烷基、三氟甲基苯基、甲基、萘基或甲苯基];
[14] (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ·裝--------訂 [式中R22為烷基、氟烷基、苯基、經取代之苯基或芳烷基, Q’為磺醯基或羰基,R23及R24各自為氫原子、甲基、甲氧 基、硝基、氰基、羥基或下列通式[15]所示之基: [1^ (式中R26為烷基、氟烷基、苯基、經取代之苯基或芳烷基 Q’為磺醯基或羰基),及R25為氫原子、甲基或乙基];
[160 [式t R27為烷基、氟烷基、苯基、經取代之苯基或芳烷基, R28為氫原子、甲基、氟烷基、甲氧基 '硝基、氰基、羥 華 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) 20 311472 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(Μ 基或上述通式[15]所示之基]。 口、通式[9]中,由RU與Ri2所示之烷基或鹵烷基中之烷基 可為直鏈、分支鏈或環狀者且較佳為具有1至1Q個碳原 子,其特定實例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、 正丁基、異丁基、第三丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、 第二戊基、1·甲基戊基、環戊基、正己基、異己基、環己 基、庚基、辛基、壬基、癸基等。 該邊烷基中之齒素包含氣 '溴、氟及碘。 通式[10]中,由R13所示之烷基或鹵烷基中之烷基可為 直鏈、分支鏈或環狀者且較佳為具有1至5個碳原子,其 特定實例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁 基、第二丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、 1-甲基戊基等,由R13所示之南素原子或齒烷基中之鹵素 包含氣、溴、氟及碘。由R13所示之烷氧基可為直鏈或分 支鏈且較佳為具有1至5個碳原子者,其特定實例為甲氧 基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、 第二丁氧基、第二丁氧基、正戊氧基、異戊氧基等。由 所示之烷基或_烷基中之烷基可為直鏈、分支鏈或環狀者 且較佳為具有1至10個碳原子,其特定實例為甲基、乙基、 正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、 第二丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、J•甲基戊基、環 戊基、正己基、異己基、環己基、庚基、辛基、壬基、癸 基等’該齒燒基中之鹵素包含氣、溴、氟及峨。 通式[11]中,由5所示之烷基或鹵烷基中之烷基可為 -----------裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本、,、氏張尺度適用中國國豕標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 21 311472 552475 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) 22 A7 五、發明說明(22 ) 鏈或刀支鏈者且較佳為具有1至6個碳原子,其特定實 例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第 —丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、1-甲基 戊基、正己基、異己基等。由Rl5所示之烧氧基可為直鍵 或分支鏈且較佳為具有個碳原子者,其特定實例為 I氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁 乳基、第三丁氧基、第二丁氧基、正戊氧基、異戊氧基、 正己氧基、異己氧基等,及Rl5所示之函素原子或齒貌基 中之鹵素包含氯、溴、氟及碘。 通式[12]中,由所示之烧基可為直鏈或分支鍵者且 較仏為具有1至5個碳原子,其特定實例為甲基、乙基、 正丙基、異丙基 '正丁基、異丁基、第三丁基、第二丁基、 正戊基、異戊基、第三戊基、^甲基戊基等,及Rl 6所示 之鹵素原子包含氯、溴、氟及碘。由R17所示之烷基可為 直鏈、分支鏈或環狀者且較佳為具有1至1〇個碳原子,其 特疋實例為甲基、乙基'正丙基、異丙基、環丙基'正丁 基、異丁基、第三丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、第 一戊基、1-甲基戊基、環戊基、正己基、異己基、環己基、 庚基、辛基、壬基、癸基等。 R17所示之芳烷基包含苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基 笨曱基、甲基笨乙基、乙基苯甲基等。所示之烷氧基 可為直鏈或分支鏈者,其實例為具有1至6個碳原子者, 例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、 異丁氧基、第三丁氧基、第二丁氧基、正戊氧基、異戊氧 311472 ------------裝--------訂---------^9, (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 五、發明說明(23 ) 基、正己氧基及異己氧基。 通式[13]中,由Ru、以9與R2〇所示之烷基可為直鏈、 刀支鏈或環狀者且較佳為具有丨至8個碳原子,其特定實 例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、環丙基、正丁基、異 丁基、第三丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、第三戊基、 1麵甲基戊基、環戊基、正己基、異己基、環己基、庚基、 辛基等,及經取代之苯基包含甲苯基、乙苯基、第三丁苯 基'氣苯基等。芳燒基包含苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲 基苯甲基、甲基苯乙基、乙基苯甲基等。R21所示之氟烧 基中之烷基可為直鏈或分支鏈者且較佳為具有1至8個碳 原子,·其特定實例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁 基、異丁基、第三丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、第 二戊基、1-甲基戊基、正己基、異己基、庚基、辛基等, 且經取代之氟原子總數較佳為1至1 7個。 通式[14]中,由R22所示之烷基可為直鏈、分支鏈或環 狀者且較佳為具有丨至6個碳原子,其特定實例為甲基、 乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、第 一丁基、正戊基、異戊基、環戊基、正己基、環己基等, 經取代之苯基包含甲苯基、乙苯基、第三丁苯基、氣苯基 等,及芳烷基包含苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基苯甲基、 甲基笨乙基、乙基苯甲基等。氟烷基中之烷基可為直鏈或 分支鍵者且較佳為具有丨至8個碳原子,其特定實例為甲 基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、 第二丁基、正戊基、異戊基、正己基、庚基、辛基等。經 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 裝--------訂----- 奉 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) 23 311472 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 24 A7 五、發明說明(24 取代之氟原子總數較佳為1至1 7個。 通式[15]中,由R26所示之烷基可為直鏈、分支鏈或環 狀者且較佳為具有丨至6個碳原子,其特定實例為甲基、 乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、第 一丁基、正戊基、異戊基、環戊基、正己基、環己基等, 經取代之苯基包含甲苯基、乙苯基、第三丁苯基、氣苯基 等’及芳烷基包含苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基苯甲基、 甲基苯乙基、乙基苯甲基等。氟烷基中之烷基可為直鏈或 分支鏈者且較佳為具有丨至8個碳原子,其特定實例為甲 基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、 第二丁棊、正戊基、異戊基、正己基、庚基、辛基等。經 取代之氟原子總數較佳為1至17個。 通式[16]中,由r27所示之烷基可為直鏈、分支鏈或環 狀者且較佳為具有1至6個碳原子,其特定實例為甲基、 乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基、第 二丁基、正戊基、異戊基、環戊基、正己基、環己基等, 經取代之苯基包含甲苯基、乙苯基、第三丁笨基、氣苯基 等,及芳烷基包含苯甲基、苯乙基、苯丙基、甲基苯甲基、 甲基苯乙基、乙基苯甲基等。由R27與R28所示之氟烷基 中之烧基可為直鏈或分支鏈者且較佳為具有!至8個碳原 子,其特定實例為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、 異丁基、第三丁基、第二丁基、正戊基、異戊基、正己基、 庚基、辛基等。經取代之氟原子總數較佳為i i η個。 本發明所用酸產生劑之特定較佳實例如下:由通式[9] ^氏張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規;fi (210 X 297公爱) 311472 --------^--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 B7 五、發明說明(25 ) 所示者包含卜環己基磺醯基二甲基乙基碍驢義 >重氮
甲烷、雙(1,1-二甲基乙基磺醯基)重氮甲烷、罅M 叉V h甲基乙
基磺醯基)重氮甲烷、雙(環己基磺醯基)重氮甲P L τ坑、1-環己 基磺醯基-1-環己基羰基重氮甲烷、1-重氮基q Jf;:7 辰己基績醯 基-3,3-二甲基丁-2-酮、1-重氮基-1-甲基磺醯基笨其丁 -2-闕、1_重氮基-1-(1,1-二甲基乙基崎醜基)一 ,·〜甲基-2- 丁酮、1-乙醯基-1-(1-甲基乙基磺醯基)重氮甲、 9 由 式[10]所示者包含雙(對-甲苯磺醯基)重氮甲燒、_ 曱苯磺醯基)重氮甲烷、甲基磺醯基·對-甲笨磺醯 ’ 一 重氣甲 烷、雙(對-第三丁苯基磺醯基)重氮甲烷 '雙(對/ _ ^ 氣本基績
醯基)重·氮甲烷、環己基磺醯基-對-甲苯磺醯基重氣甲P 等;由通式[12]所示者包含1-對-甲苯磺醯基援 衣匕基艘基 重氮甲烷、1-重氮基-1-(對-甲苯磺醯基)-3 3--田甘 ,一甲基丁 -2- _、1-重氮基-1-苯磺醯基-3,3-二甲基丁-夂_、·!杳备甘 1 -置氮基- 1-(對-甲苯磺醯基)-3-甲基丁-2-酮等;由通式π 3]所示者包 含三苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽、三苯基毓/全氟辛燒續酸 鹽、二苯基-對-甲苯基鏡/全氟辛烷磺酸鹽、叁(對-甲苯基) 鏑/全氟辛烧續酸鹽、套(對-氣苯)鏑/三氟甲燒續酸鹽、鑫 (對-甲苯基)鏑/三氟甲烷磺酸鹽、三甲基毓/三氟甲烷磺酸 鹽、二甲基苯基锍/三氟甲烷磺酸鹽、二甲基-對-甲苯基毓 /三氟甲烷磺酸鹽、二甲基-對-甲苯基毓/全氟辛烷磺酸鹽、 三苯基锍/對-甲苯磺酸鹽、三苯基毓/甲烷磺酸鹽、三苯基 毓/10-樟腦磺酸鹽、二苯基-對-甲苯基毓/三氟甲烧石黃酸 鹽、二苯基-對-甲苯基毓/甲烷磺酸鹽、二苯基-對-甲苯基 -----------裝--------訂--------- §_ (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(210 X 297公釐) 25 311472 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552475 A7 B7 五、發明說明(26 ) 毓/對-甲苯磺酸鹽、二苯基·對-甲苯基毓/對-三氟甲基苯基 磺酸鹽、二苯基-對-甲苯基鏑/2-萘磺酸鹽、二苯基-對-甲 苯基毓/10_樟腦磺酸鹽、二苯基-對-第三丁苯基毓/三氟甲 烷磺酸鹽、二苯基-對-第三丁基锍/對-甲苯磺酸鹽、二苯基 -對-第三丁苯基鏑/全氟辛烷磺酸鹽、二苯基-對-第三丁苯 基毓/10-樟腦磺酸鹽、二苯基-對·第三丁氧苯基鏑/三氟甲 烷磺酸鹽、二苯基-對-第三丁氧苯基毓/對-甲苯磺酸鹽、二 苯基·對-第三丁氧苯基鏑/全氟辛烷磺酸鹽、二苯基-對-第 三丁氧苯基毓/10-樟腦磺酸鹽、二苯基-對-第三丁氧羰氧苯 基毓/10-樟腦磺酸鹽、二苯基-對-第三丁氧羰氧苯基毓/三 氟甲烷磺酸鹽、二苯基-對-第三丁氧羰氧苯基毓/對-甲苯磺 酸鹽、二苯基-對-第三丁氧羰氧苯基鏑/全氟辛烧橫酸鹽、 二苯基_對_環已基苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽、二苯基-對-環 已基苯基毓/對·甲苯磺酸鹽、二苯基-對-環已基苯基鏑/全 氟辛烷磺酸鹽、二苯基-對-環已基苯基毓/10-樟腦磺酸鹽 等;由通式[14]所示者包含2,6-二-三氟甲烷磺醯氧基苯乙 酮、2,6_二-三氟甲烷磺醯氧基苯丙酮、2,3,4-叁-三氟甲烷 磺醯氧基苯乙酮、2,6-二-甲烷磺醯氧基苯乙酮、2,6-二-甲 烷磺醯氧基苯丙酮、2,3,4·叁-甲烷磺醯氧基苯乙酮、2-三 氟甲烷磺醯氧基苯乙酮、2-甲烷磺醯氧基苯乙酮、2-正丁 烷磺醯氧基苯乙酮、2,6·二-正丁烷磺醯氧基苯乙酮、2,3,4-羞-正丁烷績醯氧基苯乙酮、2,6-二-全氟丙烷羧基苯乙酮、 2,3,4·叁-全氟丙烷羧基苯乙酮、2,6-二-對-甲苯磺醯基苯乙 酮、2,6-二-對-甲苯磺醯基苯丙酮、2,6-二-三氟乙醯氧基苯 -----------裝--------訂--------- (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(210 X 297公釐) 26 311472 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 552475 — 1 ........ -——— 五、發明說明(27 ) 乙嗣、2-二氟乙醯氧基_6_甲氧基苯乙酮、6_羥基_2_全氟丁 烷磺醯氧基苯乙酮、2-三氟乙醯氧基_心硝基苯乙酮、2,3,4_ 叁-二氟乙醯氧基苯乙酮、2,6-二·全氟丙醯氧基苯乙酮等; 由通式[16]所示者包含^^―叁―甲烷磺醯氧基苯、123_ 套-對-甲苯續醯氧基笨、三氟甲烧磺醯氧基苯、 H3-叁-全氟丁烷飧醯氧基苯、n%叁-環己基磺醯氧基 苯、1,2-二-甲烧續酿氧基_3_硝基苯、2,%二_甲烷磺醯氧基 盼、1,2,4-塞-對·甲笨磺醯氧基苯、丨以备甲烷磺醯氧基 苯、1,2,4-叁·二氟甲烷磺醯氧基笨、^仁叁·環己基磺醯 氧基苯、1,2-二-正丁烷磺醯氧基-3_硝基苯、H3·叁-全氟 辛烷% .醯氧基苯、1,2_二-全氟丁烷磺醯氧基酚等。該等酸 產生劑可單獨使用或以其兩種或兩種以上之組合使用。本 發明之酸產生劑可藉日本專利公開案第21〇96〇/1992號、 第211258/1992號、第249682/1993號等所揭示之方法輕 易製得。 本發明光阻組成物中聚合物成分對酸產生劑之比率, 相對於100重量份聚合物,通常為例如1至30重量份,較 佳為1至20重量份。 本發明之溶劑為可溶解本發明聚合物、酸產生劑及需 要時所用其他成分(例如驗性化合物、界面活性劑、紫外線 吸收劑及溶解促進劑)之任何溶劑,通常係使用具有良好的 膜形成能力者,包含甲基溶纖素乙酸酯、乙基溶纖素乙酸 酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、乳酸乙 酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、3-甲氧丙酸甲酯、N_甲基 本紙張尺度適用中關家標準(CNS)A4規格(210 X 297公爱) ~ -----------裝--------訂--------- (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552475 A7 ____B7 五、發明說明(28 ) -2-Π比略㈣、2_庚剩、環己_、二甘醇單乙醚、二甘醇二 甲醚等,惟不受此限。 本發明光阻組成物令聚合物成分對溶劑之比率,相對 於1重量份聚合物,通常為例如3至3G重量份,較佳 至20重量份。溶劑可單獨使用或以其兩種或兩種以上之組 合使用。 Ά 本發明光阻組成物需要時所用之感光調節劑 (sensitivity adjustor)包含聚乙烯基吡啶、聚(乙烯基吡咬/ 甲基丙烯酸m)nN•甲基_2_哦錢酮、單烧基胺 類[該烷基包含具有1至12個碳原子之直鏈、分支鏈或環 狀者,/列如2-甲基環己基及4_第三丁基環己基】、二烷基 胺類[該烷基包含具有1至12個碳原子之直鏈分支鏈或 環狀者,例如二環己胺及二_N_辛胺為較佳特定實例]、三 烷基胺類[該烷基包含具有丨至12個碳原子之直鏈、分支 鏈或環狀者,例如三正丙胺、三正丁胺、三己胺、二環己 基甲胺、二辛基甲胺及二甲基辛胺為較佳特定實例】、單… 二-或三烷醇胺類[詳言之,三異丙醇胺為較佳特定實例]、 經 濟 部 智 慧 財 產 局 消 費 合 作 社 印 製 虱氧化四烧銨[該烧基包含具有1至12個碳原子之直鍵、 分支鏈或環狀者,例如氫氧化四甲銨及氫氧化四正丁胺為 較佳特定實例]等,惟不受此限。 所用感光調節劑之量,相對於100重量份聚合物,較 佳為0.001至10重量份,更佳為〇·〇1至5重量份。感光 調節劑可單獨使用或以其兩種或兩種以上之組合使用。 本發明光阻組成物需要時所用之界面活性劑包含非離 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 28 311472 552475 A7 B7 五、發明說明(29 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 子性者,例如聚乙二醇二硬酸脂、聚乙二醇二月桂酸酯、 聚乙二醇、聚丙二醇、聚氧乙烯硬脂基醚及聚氧乙烯鯨臘 基_ ;含氟陽離子性者;含氟非離子性者;含氟陰離子性 者;陽離子性者;陰離子性者等。其中,本發明之特佳者 為具有良好光阻臈形成能力者,例如含氟非離子性界面活 性劑包含Fluorad(住友3M股份有限公司之商品名)、 Surflon(昭日玻璃股份有限公司之商品名)、Unidyne(Daikin 工業股份有限公司之商品名)、Megafac(大日本油墨&化學 股份有限公司之商品名)及Eftop(Tohkem產物公司之商品 名),惟不受此限。 所甩界面活性劑之量,相對於1 00重量份聚合物,為 〇·〇〇1至10重量份,較佳為〇 〇〇5至5重量份。 本發明光阻組成物需要時所用之紫外線吸收劑包含9_ 重氮芴酮、9-(2-甲氧乙氧甲基)蒽、9_(2-乙氧乙氧甲基)蒽、 9-芴酮、2-羥咔唑、鄰·萘醌二疊氮化物衍生物、仁重氮基 -1,7-二苯基戊_3,5·二酮等。彼等可單獨使用或以其兩種或 兩種以上之組合使用。 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 本發明所用紫外線吸收劑之量可自此項技術領域中通 常使用之範圍予以選定。 本發明光阻組成物需要時所用之溶解促進劑包含比… 二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、厂丁内酯等。彼等可 單獨使用或以其兩種或兩種以上之組合使用。 本發明所用溶解促進劑之量可自此項技術領域中通常 使用之範圍予以選定。 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公愛) 552475 經 濟 部 智 慧 財 產 局 員 工 消 費 合 作 社 印 製 311472 A7 五、發明說明(3〇 ) 本發明之光阻組成物特別適用於表面解像製程(亦即 石夕燒化之表面解像製程)之單一層或多層中之最上層,該製 程包括使經化學變化之光阻表面矽烷化,然後藉氧氣乾電 槳餘刻予以乾顯影。 藉由石夕烷化之表面解像製程之圖案形成包含以下所述 者。 亦即’將本發明之光阻組成物施敷於半導體基板上, 然後烘烤而得光阻膜,透過光罩使光化輻射選擇性地照射 於其上’需要時,接著再予以烘烤,然後藉由與適當矽烷 化劑接觸而使曝光區域矽烷化,接著再經乾蝕刻顯影,因 而可形成需要之圖案。 更詳言之,可述及以下之具體實例。 藉由石夕燒化之表面解像製程,使用本發明化學倍增式 光阻組成物作為單一層之圖案形成可如下進行。 亦即’將本發明之光阻組成物旋轉塗覆於半導體基板 上’例如Si02(氧化膜)、聚矽酮、SiN、si〇N、TiN等,於 5〇至120°C之熱板上加熱〇 5至2分鐘而得到〇 3至 厚之光阻膜。接著透過光罩選擇性地照射光化輻射(例如 248.4 nm之KrF激元雷射、少於300 nm之深紫外線電 子束、軟X射線等),需要時,於50至150°C之熱板上烘 烤〇·5至2分鐘(後烘烤),令生成物與矽烷化劑[例如 HMDS(六甲基二矽烷胺)' 四甲基二矽烷胺' DMSDMa(二 甲基矽烷基二甲胺)、二甲基矽烷基二乙胺、N,N_:乙胺基 _夂f基石夕、燒及N,N-二甲胺基三甲基矽烷]之蒸氣接觸 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4涵^21() χ 297公髮) 裝--------訂---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 552475 A7 五、發明說明(31 1 〇分鐘’因而使曝光區域矽烷化,隨後使用平行平板型〇2 電裝(RIE ;反應性離子蝕刻)、ECr蝕刻等進行乾蝕刻顯影 而形成所需之圖案。 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 兹參照實施例及比較例詳細說明本發明於下,惟本發 明絕不為其以任何方式所局限。 實施例及比較例所用之部分聚合物及酸產生劑係依據 曰本專利公開案第210960/1992號(USP第5216135號); 曰本專利公開案第211258/1992號(USP第5350660號,EPC 公告案第0440374號);日本專利公開案第249682/1993號 (EPC公告案第0520642號);日本專利公開案第 251259/1992 號;Y· Endo et al·,Chem· Pharm· Bull·,29Π2\ 3753 (1981); M. Desbois et al.? Bull. Chem. Soc. France, 112A,1956 或 C· D· Beard et al·,J· 〇rg. Chem·,坑 3673 (1973)等所揭示之方法予以合成。 [實例] 艾^丄聚(對-第三丁氧苯乙烯/對_丨_乙氧乙氧苯乙烯) 之合成 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (1)於100克(〇·567莫耳)對第三丁氧苯乙烯中添加3 克2,2’-偶氮雙(2-甲基丙酸甲酯),隨後在込4-二噚烷中、 於80 C氮氣流下’進行聚合反應6小時。俟冷卻後,將反 應液傾入5000毫升甲醇水溶液中使產生沉澱。過濾回收結 晶,減壓乾燥,得到95·5克呈白色粉末結晶之聚(對_第三 丁氧苯乙烯)。使用聚苯乙稀為標準之Gpc測定法測出其 重量平均分子量為約20000。 表紙張尺度適用中國國家標準CC'NS)A4規格(210 x 297公f ) 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 A7 ------__ 五、發明說明(32 ) ⑺使70克上述⑴所得聚(對第三丁氧苯乙稀)溶於 1,4_二噚烷中,於其内添加7〇毫升濃鹽酸,隨後於攪動下, 在赃進行反應2小時。俟冷卻後,將反應液傾入删 毫升離子交換水中使產生沉殿。過遽回收結晶’水洗,減 壓乾燥,得到48.7克呈白色粉末結晶之聚(對_第三丁氧苯 乙烯/對-羥苯乙烯)。利用定法測出所得聚合物 中對-第三丁氧苯乙烯單元對對-羥苯乙烯單元之比率為約 35:65 〇 (3)使15克上述(2)所得聚(對-第三丁氧苯乙烯/對_羥苯 乙烯)與8克乙基乙烯基醚溶於15〇毫升匕仁二曙燒中,於 其内又·添加催化用量之對·甲苯磺酸吡啶鏺,隨後於攪動 下,在室溫進行反應24小時。反應後,將反應液傾入2〇〇〇 毫升離子交換水中使產生沉澱。過濾回收結晶,水洗,減 壓乾燥,得到14.7克呈白色粉末結晶之聚(對_第三丁氧苯 乙烯/對-1-乙氧乙氧本乙浠)。利用1HNMR測定法測出所 得聚合物中對-第三丁氧苯乙烯單元對對乙氧乙氧苯乙 烯單元之比率為約35:65,使用聚苯乙烯為標準之Gpc測 定法測出聚合物之重量平均分子量為約20000。 實施例2 對-第二丁氧幾氧基苯乙浠/對-1-乙氧乙氧苯| 乙浠/丙烯酸環己酯)之合成 (1)於50克(0.284莫耳)對-第三丁氧苯乙烯與43.8克 (0.284莫耳)丙稀酸環己酯中添加3克2,2,-偶氮雙(2 -甲基 丙酸甲酯),隨後在1,4-二噚烷中、於8(rc氮氣流下,進 行聚合反應6小時。俟冷卻後,將反應液傾入5〇〇〇毫升甲 --------1--------- (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(210 X 297公釐) 32 311472 552475 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 33 A7 五、發明說明(33 醇水溶液中使產生沉澱。過濾回收結晶,減壓乾燥,得到 89.2克呈白色粉末結晶之聚(對·第三丁氧苯乙烯/丙烯酸 環己酯)。使用聚苯乙烯為標準之Gpc測定法測出聚合物 之重量平均分子量為約21000。 (2) 使80克上述(1)所得聚(對·第三丁氧苯乙烯/丙烯酸 環己酯)溶於1,4-二噚烷中,於其内添加7〇毫升濃鹽酸, 隨後於攪動下,在7(TC進行反應3小時。俟冷卻後,將反 應液傾入3000毫升離子交換水中使產生沉澱^過濾回收結 晶,水洗,減壓乾燥,得到65·4克呈白色粉末結晶之聚(對 .羥苯乙烯/丙烯酸環己酯)。利用lHNMR_定法測出所得 聚合物·中對-羥苯乙烯單元對丙烯酸環己酯單元之比率為 約 50 : 50 〇 (3) 使20克上述(2)所得聚(對_羥苯乙烯/丙烯酸環己酯) 與3.5克乙基乙烯基醚溶於15〇毫升14二噚烷中於其 内又添加催化用量之對·甲苯磺酸吡啶鏺,隨後於攪動下, 在室溫進行反應24小時。反應後,將反應液傾入2〇〇〇毫 升離子交換水中使產生沉殿。過渡回收結晶,水洗,減麼 乾燥’得到22.7克呈白色粉末結晶之聚(對_經苯乙稀♦ 1 -乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸環己酯)。利用! H N m r測定法測 出所得聚合物中對-丨_乙氧乙氧苯乙烯單元、對-羥苯乙烯 单元及丙烯酸環己酯單元之比率為約3〇:2〇:5〇,使用聚苯 乙烯為標準之GPC測定法測出聚合物之重量平均分子<量 為約20000 。 (4) 使20克上述(3)所得聚(對_羥苯乙烯/對·丨_乙氧乙氧 參紙張G週用中國國家標準(CNS)A4規格⑽χ 297公董_ 311472 --------^---------^9. (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 55247^ A7 五、發明說明(34 ) 苯乙烯/丙烯酸環己醋)溶於1〇〇毫 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 添加6.5克二碳酸二第三丁酯及“乙S曰中’於其内 於授動下,在室溫進行反應6小時。反=碳酸卸’隨後 入劃毫升離子交換水中使 將反應液傾 洗,減壓乾燥,得到19 f°過滤回收結晶,水 :)=MR…氧乙氧—稀酸環己 氧矣苯乙稀單-測出所得聚合物"卜第三丁氧幾 氧基本乙科^對小乙氧
醋單元之比率為約价^使用聚::-及丙稀酸環己 刎—、土相丨丨山取人 更用t本乙烯為標準之GPC 出“物之重量平均分子量為約21000。 $(對,氫吡喊氧基苯乙烯/對小 烯/丙烯酸異莰酯)之合成 虱本乙 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 ⑴於7〇克(〇.397莫耳)對·第三丁氧笨乙稀及35.4克 (〇】莫耳)丙稀酸異莰醋中添加。克以、偶氮雙(2_甲 基丙酸甲醋),隨後在ΐ54·二料中、於8『c氮氣流下, 進行聚合反應6小時。俟冷卻後’將反應液傾入测毫升 甲醇水溶液中使產生沉殿。過滤回收結晶,減壓乾燥,得 到102.2克呈白色粉末結晶之聚(對_第三丁氧苯乙稀/丙稀 酸異获醋)。使用聚苯乙烯為標準之_測定法測出其重 量平均分子量為約56000。 (2)使80克上述(1)所得聚(對_第三丁氧苯乙烯/丙烯酸 異获醋)溶於M-二噚燒中,於其内添加8〇毫升濃鹽酸, 隨後於授動下,在7(TC進行反應3小時。俟冷卻後,將反 應液傾入3000毫升離子交換水中使產生沉澱。過濾回收妹 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 34 311472 552475 A7 五、發明說明(35 ) 晶,水洗,減壓乾燥,得到52.3克呈白色粉末結晶之聚(對 -羥苯乙烯/丙烯酸異莰酯)。利用lHNMR測定法測出所得 聚合物中對-羥苯乙烯單元對丙烯酸異莰酯單元之比率為 約 70:30。 (3)使15克上述(2)所得聚(對-羥苯乙烯/丙烯酸異莰酯 與6克乙基乙烯基醚與3.2克3,4-2氫-2H-吡喃)溶於15〇 笔升1,4-一噚燒中,於其内又添加催化用量之對_甲苯續酸 吡啶鐵,隨後於攪動下,在室溫進行反應24小時。反應後, 將反應液傾入2000毫升離子交換水中使產生沉澱。過濾回 收結晶,水洗,減壓乾燥,得到14 7克呈白色粉末結晶之 聚(對氳吡喃氧基苯乙烯/對甲氧乙氧苯乙烯/丙烯酸 異莰酯)。利用1HNMR測定法測出所得聚合物中對_四氫吡 喃氧基苯乙烯單元、對甲氧乙氧苯乙烯單元及丙烯酸異 莰酯單το之比率為約20:50:30,使用聚苯乙烯為標準之 GPC測定法測出聚合物之重量平均分子量為約57〇〇〇。 宜聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/丙烯酸異莰酯)之合成 (1)於50克(〇 .284莫耳)對-第三丁氧苯乙烯及589克 (0.284莫耳)丙烯酸異莰酯中添加3克2,2,_偶氮雙(2_甲基 丙酸f酯),隨後在1,仁二噚烷中、於8〇t氮氣流下,進 行聚合反應6小時。俟冷卻後,將反應液傾入5〇〇〇亳升甲 醇水溶液中使產生沉澱。過濾回收結晶,減壓乾燥,得到 105.4克呈白色粉末結晶之聚(對_第三丁氧苯乙烯/丙烯酸 異莰酯)。使用聚苯乙烯為標準之GPC測定法測出其重量 平均分子量為約22000 ^紙張尺度適i中關家標準(CNS)A4規格(21G x 297公爱_) 35 311472 552475 A7 五、發明說明(36 ) (2)使80克上述⑴所得聚(對·第三丁氧苯乙婦/丙稀酸 異莰醋)溶於1,4-二曙燒中,於其内添加7〇毫升漠鹽酸 隨後於授動下,在70tit行反應3小時。俟冷卻後,將反 請 先 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 本 頁 應液傾人侧毫升離子交換水中使產生㈣。過濾回收結 晶,水洗’減廢乾燥,得到58」克呈白色粉末結晶之聚(對 -經苯乙稀/丙稀酸異获醋)β利用加職測定法測出所得 聚合物中對-羥苯乙烯單元對丙烯酸異莰酯單元之比率為 約 50:50 。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 (3)使15克上述(2)所得聚(對-羥苯乙烯/丙烯酸異莰酯) 與3.5克乙基乙烯基醚溶於15〇毫升込心二嗜燒中,於其 内又添·加催化用量之對-甲苯磺酸吡啶鏺,隨後於攪動下/、, 在室溫進行反應24小時。反應後,將反應液傾入2〇〇〇毫 升離子交換水中使產生沉澱。過濾回收結晶,水洗,減= 乾燥,得到14.7克呈白色粉末結晶之聚(對_丨_乙氧乙氧苯 乙烯/丙烯酸異莰酯)。利用iHNMR測定法測出所得聚合2 中對-1-乙氧乙氧苯乙烯單元及丙烯酸異莰酯單元之比率 為約50:50,使用聚苯乙烯為標準之GPC測定法測出聚合 物之重量平均分子量為約21000。 實施例5 製備含有下列成分之光阻組成物。 聚[對-第三丁氧苯乙烯/對-(1_乙氧乙氧苯乙烯) 45克 0·3克 〇15克 苯乙烯](35:65) 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 雙(對-甲苯磺醯基)重氮甲烷 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 311472 552475 A7 B7 五、發明說明(37 ) 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 0.003克 三-正丙胺 0.05克 丙二醇單甲醚乙酸酯 27克 將上述成分互相摻合並通過0 · 2 // m孔徑之渡器過濾 而得到光阻組成物。使用此組成物,藉由下列製程進行圖 案形成。 將上述組成物旋轉塗覆於矽晶圓上,於90°C之熱板上 烘烤90秒而得到〇·5μηι厚之光阻膜。透過光罩使248.2 nm(NA=0.55)之KrF激元雷射選擇性地於其上曝光,隨後 於105°C之熱板上後烘烤90秒。最後令生成物與HMDS(六 甲基二?夕烷胺)蒸氣接觸3分鐘使曝光區域矽烷化,接著使 用平行平板型02電聚(RIE)#刻進行乾顯影。由上述製程 得到如第1圖所示之0.12/zmL&S矩形及成直角之圖 案。曝光劑量為42 mJ/cm2。 實施例6 $ 8 製備表1之光阻組成物並如實施例5進行圖案形成。 (請先閱讀背面之注咅?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) 37 311472 552475 五、發明說明(38
表1 實施例 6 實施例 7 實施例 8 聚[對-第三丁氧幾氧基苯乙烯/對-(1_乙氧乙氧 苯乙稀/甲基丙烯酸甲酯](40:50:10) 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者> 氫氧化四丁銨 丙二醇單甲醚乙酸醋_ 聚[對-四氫吡喃氧基苯乙烯 苯乙烯/對-羥苯乙烯](35:60:5) 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 三苯基銃/全氟辛烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 氳氧化四丁銨 丙二醇單甲醚乙酸酯 4·5克 克 0.003 克 0.03 克 4.5克 〇·3克 〇15克 0.003 克 〇_〇5 克 27克 «-----------#裝—— (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} 聚[對_第三丁氧苯乙烯/對_(1_乙氧乙氧)苯乙稀/ 丙烯酸異莰酯/對-羥苯乙烯](1〇:5〇:35:5) 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 三苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 二環己基甲胺 丙二醇單甲醚乙酸酯 4·5克 〇·3克 0.15 克 0.003 克 0.06 克 27吉 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 2 表 實施例 曝光劑量 mJ/cm2 解像力 & S 形狀 6 38 0.11 良好 7 44 0.12 良好 8 42 0.12 良好 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 38 311472 552475 A7 五、發明說明(39 ) 比鮫例1 以聚(對·第三丁氧羰氧基苯乙烯)取代實施例丨之聚合 物,製備下列光阻組成物,並依實施例丨之相同方法進行 圖案形成。 4·5克 〇·3克 〇·15 克 〇·〇〇5 克 〇·〇5 克 27克 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 聚(對-第三丁氧羰氧基苯乙烯) 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 雙(對-甲苯磺醯基)重氮甲烷 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 三-正丙胺 丙二醇單甲醚乙酸酯 如.第2圖所示,解像結果為0 Mem L & s,惟因對 比不足,圖案微細程度較未解像時低。 實施例9 製備下列光阻組成物。 聚[對_第三丁氧羰氧基苯乙烯/對-(1-乙氧乙氧)苯乙烯/ 丙烯酸異莰酯](20:30:50) 2 2克 二苯基-對-甲苯基毓/全氟辛烧續酸鹽 0.11克 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 0.002克 二-正丁胺 〇·〇1克 丙二醇單甲醚乙酸酯 53克 將上述成分互相捧合並通過0 · 2 // m孔徑之濾器過淚 而得到光阻組成物。使用此組成物,藉由下列製程進行圖 案形成。 將使用盼酸清漆樹脂為主要樹脂成分之光阻旋轉塗覆 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 39 311472 552475 A7 五、發明說明(40 於石夕晶圓上,隨後於200°C之熱板上硬烘烤120秒使其硬 化而得到0.5μπι光阻膜。接著,將上述組成物旋轉塗覆於 石夕晶圓上形成O.lpm層,隨後於9(rc之熱板上烘烤9〇秒 而得到〇·6μπι厚之光阻膜。透過光罩使193 〇Ilm(NA=0.60) 之ArF激元雷射選擇性地於其上曝光,然後於1 〇 51之熱 板上後烘烤90秒。最後令生成物與HMDS(六甲基二矽烷 胺)蒸氣接觸3分鐘使曝光區域矽烷化,接著使用平行平板 型RIE蝕刻以進行乾顯影。由上述製程得到如第3圖所示 之〇.l〇emL&S矩形及成直角之圖案。曝光劑量為13 mJ/cm2 ° 實施例10至12 製備表3之光阻組成物並以如實施例9之相同方法進 行圖案形成。 請 先 閱 背 面 之 注 意 事 項 再赢 Ϊ · 窝裝 I i I I 訂 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) 311472 40 552475 A7 Β7 五、發明說明( 表3 實施例 10 實施例 11 聚[對-第三丁氧苯乙烯/對-(1-乙氧乙氧) 苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯](20:40:20) 三苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活劑(市售可得者) 氫氧化四甲銨 丙二醇單甲醚乙酸酯 聚[對-第三丁祕氧基苯乙^ 苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯](35:35:30> 二苯基-對-甲苯基疏/全氟辛燒續酸鹽 三苯基毓/全氟甲烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活劑(市售可得者) 三乙胺 丙二醇單甲醚乙酸酯 2·2克 〇11克 0.002 克 0.01 克 53^ 2·2克 〇·〇5 克 0.06 克 0.002 克 0·03 克 53克 實施例 12 聚[對·四氫Π比喃氧基苯乙烯/終(μ乙氧乙和苯乙娵 丙烯酸異莰醋/對-經苯乙烯](ι〇:45:4〇·5) 2.2克 三苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽 0.07 克 三甲基毓/三氟甲烷磺酸鹽 0.05 克 含氟非離子性界面活劑(市售可得者) 0.002 克 二環己基甲胺 0.06 克 丙二醇單甲醚乙酸酯 53克 ------------*裝--------tr--------- (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 實施例 13 聚[對-(1-乙氧乙氧)苯乙烯/ 丙烯酸異莰酯](50:50) 三笨基蔬/三氟甲烷磺酸鹽 三甲基毓/三氟甲烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活劑(市售可得者 一壞己基甲胺 苎二醇單甲_乙酸酯 2·2克 0·07 克 0.05 克 0.002 克 0.06 克 53克 311472 41 552475 A7 _ B7 五、發明說明(42 ) 表4 實施例 曝光劑量 mJ/cm2 解像力 ju m L & S 形狀 10 11 0Λ0 良好 11 13 0.11 良好 12 12 0.12 良好 13 11 0.10 良好一_ (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁) 直例2 以聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯)取代實施例8之聚合物’ 製備下列光阻組成物,並依實施例8之相同方法進行圖案 形成。 聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯) 2·2克 三苯基蔬/三氟甲烧續酸鹽 0.11克 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者)0.002克 三-正丙胺 0.01克 丙二醇單甲醚乙酸酯 53克 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 如第4圖所示,解像結果為0.15emL&S,惟因對 比不足,圖案微細程度較未解像時低。 實施例14 製備下列光阻組成物。 聚[苯乙烯/對- (1-乙氧乙氧)苯乙埽/ 對-羥苯乙烯](3 0:65:5) 22克 三苯基毓/三氟甲烷磺酸鹽 〇 u免 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者)〇 〇〇2克 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 42 311472 552475 0.01 克 53克 〇·2 // m孔徑之濾器過濾 A7 五、發明說明(43 三己胺 丙二醇單甲醚乙酸醋 將上述成:¾互相捧合並通過 ,—…〜"必时❽娜 而得到光阻組成物。使用此組成物,藉由下列製程進行圖 案形成。 將使用酚醛清漆樹脂為主要樹脂成分之光阻旋轉塗覆 於梦aa圓上’隨後於2GG°C之熱板上硬烘烤12()秒使盆硬 化而得到0·5μΙη光阻膜。接著,將上述組成物旋轉塗㈣ 石夕晶圓表面上形成〇·1μηι層,隨後於9『c之熱板上洪烤A 秒而得到〇細厚之光阻媒。接著,使用eb曝光機將生 成物選·擇性曝光’然後於1G5t之熱板上後烘烤%秒 後令生成物與HMDS(六甲基二錢胺)蒸氣接觸3分 曝光區域㈣化,接著使用平行平板型则_以進行载 顯影。由上述製程得到如第5圖所示之〇 〇5一“矩 形及成直角之圖案。曝光劑量為8 “ C/em2。 實施例15斑1 6 製備表5之光阻組成物並以如 行圖案形成。 冑關12之相同方法造 ‘紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐 311472 -----------^裝--------訂---------^9. (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 552475 Α7 Β7 五、發明說明(44 ) 表5 實施例 15 聚[對_第三丁氧苯乙烯/對-(1-乙氧乙氧) 苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯](20:70:10) 二苯基-對-甲苯基鏡/全氟辛烷磺酸鹽 含氟非離子性界面活劑(市售可得者) 三乙醇胺 丙二醇單甲醚乙酸酯 2.2克 0.10 克 0.002 克 0.01 克 53克 實施例 聚[苯乙烯/對-(1 -乙氧乙氧)苯乙烯/ 16 對-羥苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯](5:80:5:10) 2.2克 三甲基鏑/三氟甲烷磺酸鹽 0.10 克 含氟非離子性界面活劑(市售可得者) 0.002 克 三異丙醇胺 0.01 克 丙二醇單甲醚乙酸酯 53克 表6 實施例 曝光劑量 解像力 形狀 μ C/cm2 μ m L & S 15 9 0.05 良好 16 8 0.06 良好 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 攀裝-------- 訂---------^9. 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 比較例3 以聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/對-羥苯乙烯)取代實施例 12之聚合物,製備下列光阻組成物,並依實施例12之相 同方法進行圖案形成。 聚(對-1-乙氧乙氧苯乙烯/對-羥苯乙烯)(30:70) 2.2克 雙(環己基磺醯基)重氮甲烷 〇·15克 含氟非離子性界面活性劑(市售可得者) 〇·〇7克 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐) 44 311472 552475 A7 B7 五、發明說明(45 ) 三·正丙胺 0.02克 丙二醇單甲醚乙酸酯 53免 結果,如第6圖所示,由於對比不足而未解析出圖案c 重^例17及比齡例4與5 以表7之諸光阻組成物取代實施例4之聚合物,進行 圖案形成。結果示於表8,表8亦顯示實施例4之結果。 表7 實施例 17 聚[對-第三丁氧苯乙稀/對-(1-乙氧乙氣)苯乙烯/ 對魂苯乙烯](35:58:7) 4.5克 比較例 聚[對_第三丁氧苯乙烯/對-(1_乙氧乙氧)苯乙烯/ 4 對·羥苯乙烯](35:53:12) 4.5克 比較例 5. 聚[對-第三丁氧苯乙烯/對-(1-乙氧乙氧)苯乙烯/ 對-羥苯乙烯](35··35··30) 4·5克 曝光劑量 mJ/cm2 解像力 βmL & S 圖案上 之殘留物 實施例4 42 0.12 無 實施例17 41 0.12 少許殘留物 比較例4 39 0.13 有殘留物 比較例5 35 0.15 許多殘留物 從表8之結果顯見,當聚合物中源自對-羥苯乙烯之單 體單元比率較高時,形成圖案之後,基板上殘留物之量會 變多’因此得知較好將該比率調整至10〇/〇或少於10〇/〇。 本發明提供用於矽烷化表面解像製程之聚合物及光阻 組成物’藉使用本發明光阻組成物進行矽烷化表面解像製 (請先閱讀背面之注音?事項再填寫本頁} 寶裝-------- 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) 45 311472 552475 A7 _B7 五、發明說明(46 ) 程,矽烷化作用之對比增加而可能得到無關曝光能量種類 之超細微圖案,因此本發明對超高積體電路之製造可提供 顯著之貢獻。 -----------裝--------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) 46 311472
Claims (1)
- 蛵濟部中央標準局員工福利委員會印製 :式且中R1為氫原子或甲基,r2與r3各自為氯原子 ^ 1至6個奴原子之直鏈或分支鏈燒基(R2與 一者均為氫原子之情形不包括在内),R4為具濟 1至、6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、芳蜣 基或笨基,及R2與R3、R2與R4或R3與R4分別外 一起形成環,R5為氫原子、具有i至6個碳原子之 直鍵刀支鏈或環狀烧基、具有1至6個碳原子之 直鏈、分支鏈或環狀烷氧基、第三丁氧羰氧基、奴 氳吡喃氧基、乙醯氧基或_〇CH2COOC(CH3)3基,R6 為氫原子或氰基,以7為-COOR8基(式中R8為具有1 至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或具有7 至1 2個碳原子之橋聯脂環烴基)、氰基或由下列通 式[8]所示之基: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4&格(210 x 297公釐 311472 552475 (式中R9為氫原子、具有1至6個碳原子之直鏈、 分支鍵或環狀烧基或具有1至6個;ε炭原子之直鏈、 分支鏈或環狀烷氧基),及R6與R7可一起形成_ CO-O-CO-基或- C〇-NRl0-c〇_基(式中R10為氫原 子、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷 基或具有1至6個碳原孑之直鏈、分支鏈或環狀烷 氧基)’k為正整數,l、m與η各自為〇或正整數(惟 0.1gk/(k + l + m + n)$0.9,〇‘l/(k+l + m + n)g〇.9,〇 S m/(k+l + m + n) S 0.8,及 〇 $ n/(k+l + m + n)<〇. 1,但 ι 與m均為〇之情形不包括在内)]。 2 ·如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[1,]所示者:Cli3 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 [式中R4為曱基或乙基,R5為氫原子、第三丁氧基、 第三丁氧羰氧基或四氫吡喃氧基,R1’為氫原子或 甲基,R7’為甲氧羰基、環己氧羰基或異莰氧幾基, 及k、1、m與η具有如上之相同意義]。 3.如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 x 297公釐) 2 311472 552475 H3 由下列通式[6 ]所示者: R1 I ^ ~CH2——C- R1 -CHs"R1-CH—C-)- I [6] 0-C-0R4 R5 [式中 m,為正整數,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、 k與1具有如上之相同意義]。 4.如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[6’]所示者: R1 -CH2- -CH2- f. [6*] OC—OR4 R5 OH 經濟部中央標準局員工福利娄員會印製 [式中1’為正整數,R1、R2、R3、R4、R5、k與η具 有如上之相同意義]。 5.如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[6’’]所示者:R1 R1 R1 ^~(-CH2—[6"] CH <p~OR4 OH 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 3 311472 552475 H3 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 [式中 m,為正整數,R1、R2、R3、R4、R6、R7、k 與 n具有如上之相同意義]。 6.如申請專利範圍第4項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[6’”]所示者: Η Η -CH2- [6m] O-C-OR4, R5_ CKb ΗOH [式中R4’為甲基或乙基,R5’為氫原子、第三丁氧基、 第三丁氧羰氧基或四氫吡喃氧基,及k、Γ與η具 有如上之相同意義]。 7.如申請專利範圍第4項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[6””]所示者: Η Η丨… 丨、 -CH2—C )k ( CH2—C-) R1· CH2—C— [6"··] Η CHC-OR4 CH3 R5' [式中R4’為甲基或乙基,R5’為氫原子、第三丁氧基、 第三丁氧羰氧基或四氫吡喃氧基,R1’為氫原子或 甲基,R7’為甲氧羰基、環己氧羰基或異莰氧羰基, 及k、1與m具有如上之相同意義]。 8.如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 X 297公釐) 4 311472 552475 Η3 由下列通式[7 ]所示者: fCHa—0Λ—fCHs—C-) [7] R11 R2 CHC-OR4 R1R5 [式中R1、R2、R3、R4、R5、k與1’具有如上之相同 意義,惟 0.1 S k/(k + l’)S 0.9]。 9.如申請專利範圍第1項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[17]所示者: R1I , -CH2-p^ +〒Η— [17] R2 R7 OC-OR4 [式中 R1、R2、R3、R4、R6、R7、k 與 m,具有如上 之相同意義,惟 〇·2$ k/(k + m’)S 0.9, 0.1 S m’/(k + m’) S 0·8]。 經濟部中央標準局員工福利委員會印制衣 1 0.如申請專利範圍第9項之聚合物,其中該聚合物係 由下列通式[17’]所示者: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 5 311472 552475fCH2[17·] [式中R4為曱基或乙基,RPih 马氣原子或曱基,R7, 為甲氧羰基、環己氧羰基或里 土4異坎虱羰基,及k盥 m’具有如上之相同意義]。 11 ·如申請專利範圍第8項 < + β物,其中該聚合物係 由下列通式[7’]所示者·· Η ^CH2—n-V-fCH2_( [7'] O-9-OR4, XR5* 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 [式中R4’為甲基或乙基,R5’為氫原子、第三丁氧基 弟二丁氧幾氧基或四氫D比喃氧基,及k與1,具有:ί 上之相同意義]。 12.—種光阻組成物,包括(Α)下列通式[丨]所示之聚乂 物、其重量平均分子量為3,000至500,000者、(E 經光化輻射照射後可產生酸之化合物、及(c)可溶 解彼等之溶劑,而(A)與(B)之比為對100重量份 (A),(B)為1至30重量份者: 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 x 297公釐) 6 311472 [1] 552475 R1 R2- OR4R5 OH 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 [式中R1為氫原子或甲基,R2與R3各自為氫原子或 具有1至6個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(R2與R3 者均為鐵i原子之情形不包括在内),R4為呈有1 至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、芳烧基 或笨基,及R2與R3、R2與R4或R3與R4分別可一 起形成環’ R5為氫原子、具有1至6個碳原子之直 鍵、分支鏈或環狀烷基、具有1至6個碳原子之直 鍵、分支鏈或環狀烷氧基、第三丁氧羰氧基、四氫 吡喃氧基、乙醯氧基或-0CH2C00C(CH3)3基,R6 為氫原子或氰基,R7為-COOR8基(式中R8為具有i 至ό個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或具有7 至12個碳原子之橋聯脂環烴基)、氰基或由下列通 式[8 ]所示之基: R9 [81 (式中R9為氫原子、具有1至6個碳原子之直鏈 分支鏈或環狀:):完基或具有1至6個碳原子之直鏈 分支鏈或環狀烷氧基),及R6與R7可一起形成-C0-0-C0-基或-CO-NR10-CO-基(式中為氫原 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) A4規格(210 x 297公爱) 7 311472 552475 H3 子、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷 基或具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷 氧基),k為正整數,卜爪與n各自為〇或正整數(惟 0.1 ^ k/(k + l + m + n)^ 0.9 , l/(k+l + m + n)^ 0.9 ^ 0 $ m/(k+1 + m + n)$ 〇·8,及 〇$ n/(k+l + m + n)<0.1,但 1 與m均為〇之情形不包括在内)]; 13.如申請專利範圍第12項之組成物,其中該聚合物 係由下列通式[6]所示者: CH2—C^7~("CH2—C-V 1 R1 、 R6 R7 [6] R5 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 Ο 令-OR4 [式中 m’為正整數,Rl、R2、R3、R4、R5、R6、r7、 k與1具有如上之相同意義]。 14·如申請專利範圍第12項之組成物,其中該聚合物 係由下列通式[6,]所示者: "CH2—C ) ^CH2~ 亡Chfe—找 [6'] OC—OR4 R5 0H [式中Γ為正整數,R1、 有如上之相同意義]。 R R4及R5、k與η具 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 x 297公釐) 8 311472 552475 H3 15·如申請專利範圍第12項之組成物,其中該聚合物 係由下列通式[7]所示者: -CHg—〇-CHg- [7] b-i-OR4 R5 [式中R1、R2、R3、R4、R5、k與Γ具有如上之相同 意義,惟 0·1 S k/(k+l,)S 0.9]。 16·如申請專利範圍第12項之組成物,其中該聚合物 係由下列通式[17]所示者: [17] 令 CH2— R7 -C-OR4 R3 [式中 Rl、R2、R3、R4、R6、R7、k 與 m,具有如上 經濟部中央標準局員工福利委員會印制衣 之相同意義,惟 〇·2 $ k/(k+m,)$ 0.9, o.l s m,/(k + m,) $ 0·8]。 17·—種用於矽烷化表面的解像製程之光阻組成物,包 括如申請專利範圍第12至16項任一項之光阻組成 物。 18.—種形成圖案之方法,係包括施敷包括下列成份之 光阻組成物之製程者, 9 311472 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS) Α4規格(210 X 297公釐) 心2475 該光阻組成物係包括(A)下列通式[i]所示之 聚合物’其重量平均分子量為3,000至500,000者、 (B)經光化輻射照射後可產生酸之聚合物及(C)可 溶解彼等之溶劑,而(A)與B之比為對1〇〇重量份 (A) ’(B)為1至3〇重量份者。 —f - OR4 R5OH 經濟部中央標準局員工福利委員會印製 [式中R1為氫原子或甲基,尺2與R3各自為氫原子或 具有1至6個碳原子之直鏈或分支鏈烷基(R2與R3 二者均為氳原子之情形不包括在内),R4為具有ι 至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、芳烷基 或苯基,及R2與r3 ' R2與R4或R3與R4分別可一 起开/成環,R為氫原子、具有1至6個碳原子之直 鏈、分支鏈或環狀烷基、具有丨至6個碳原子之直 鏈、分支鏈或環狀烷氧基、第三丁氧羰氧基、四氫 吡喃氧基、乙醯氧基或_OCh2C〇〇c(CH3)3基,R6 為氫原子或氰基,R7為-C00R8基(式中R8為具有1 至6個碳原子乏直鏈、分支鏈或環狀烷基或具有7 至12個碳原子之橋聯脂環烴基)、氰基或由下列通 式[8]所示之基: 本紙張尺度適用tiiii^_(CNS) A4規格(21〇χ29屬 311472 552475經濟部中央標準局員工福利委員會印製 (式中R9為氫原子、具有1至6個碳原子之直鏈、 分支鏈或環狀烷基或具有1至6個碳原子之直鏈、 分支鏈或環狀烷氧基),及R6與R7可一起形成_ C0-0-CCK基或-C〇-NR10-C〇-基(式中RM為氫原 子、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀垸 基或具有1至6個碳原孑之直鏈、分支鏈或環狀烧 氧基),k為正整數,卜nl與η各自為〇或正整數(惟 〇·1$ k/(k + l + m + n)$ 〇·9,〇$ l/(k+l + m + n)$ 〇.9,〇 S m/(k+l + m + n)$ 〇·8,及 〇$ n/(k+l + m + n)<〇.i,但! 與m均為〇之情形不包括在内; (2) 烘烤基板之製程; (3) 使光化輕射線透過光罩照射基板之製程; (4) 使基板之曝光區域與石夕烧化劑接觸而石夕燒 化之製程,必要時可於烘烤後再進行,以及 (5) 經乾蝕刻顯影之製程。 本紙張尺度適用中國國家標準(cns 11 311472
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