TWI336711B - Polymer, resist composition and patterning process - Google Patents
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Description
1336711 (1) 九、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關(1 )適合作爲微細加工技術之光阻材 料的基礎樹脂之新穎高分子化合物,(2)含有此高分子 化合物作爲基礎樹脂之光阻材料,與(3 )使用此光阻材 料的圖形之形成方法等發明。
【先前技術】 近年來,隨著LSI之高集積化及高速度化,在尋求圖 形線路微細化之中,號稱下一世紀之微細加工技術之遠紫 外線蝕刻印刷術爲目前極有望之技術。其中極需實現以 KrF準分子雷射、ArF準分子雷射作爲光源之光微影蝕刻 術以進行0 · 3 μιυ以下之超微細加工的技術。 準分子雷射光,特別是對使用於以波長193nm之ArF 準分子雷射光作爲光源之光微影蝕刻處理之增強化學型光 阻材料而言,除需求可確保該波長下之高度透明性以外, 仍尋求一種可對應於薄膜化之高蝕刻耐性、無須負擔高價 光學系統之高感度,及更需要兼具有可正確形成微細圖形 之高解析性之性能。爲滿足前述要求,必須開發出一種具 有高透明性、高乾蝕刻耐性且具有高反應性之基礎樹脂, 此點即於目前已被廣泛的進行硏究開發。 高透明性樹脂,已知例如丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物 之共聚物(例如專利文獻】:特開平4 -3 9665號公報)所 記載般,但其乾蝕刻耐性極低,故作爲光阻材料用之基礎 -6- (2) 1336711 樹脂使用時,將難稱其具有實用性 * 有以金剛烷結構爲代表之多環結構 。 ,但會造成此時高分子化合物全體 基板之密著性,而造成圖形剝落, ‘缺陷。因此,未得到高触刻耐性而 ' 會使圖形剝落,或造成顯影缺陷等 ‘ 導入量較少時,而陷入未能達到具 Φ 果。於尋求圖形線路更進一步微細 種除具有可發揮優良感度、解析度 良好蝕刻耐性與優良基板密著性, 料用高分子化合物。 [專利文獻1]特開平4-39665號 【發明內容】
本發明即是鑒於上述情事所j Φ 300nm以下之波長,特別是以ArF 之微影蝕刻技術中,具有高感度、 * ’且具有優良基板密性與顯影液親 子化合物,含該高分子化合物之光 材料之圖形之形成方法等爲發明之 本發明者們,爲達前述目的而 各自含有1種以上下述式(1)及: 特徵之重量平均分子量爲1,000至 極適合作爲光阻材料用樹脂,此高 。雖可導入相當量之含 的單位以彌補前述缺點 之疏水性提高,降低與 顯影液不能附著等顯影 大量導入多環結構時將 而不合實際使用。又, 有實用化蝕刻耐性之結 化之過程中,極需要一 等性能以外,尙需具有 顯影液親和性等光阻材 公報 是出者,而提供一種於 準分子雷射光作爲光源 高解析度與高蝕刻耐性 和性之光阻材料用高分 阻材料,與使用該光阻 目的。 經深入硏究結果,得知 式(2)所示重複單位爲 50,000之高分子化合物 分子化合物作爲基礎樹 (3) 1336711 脂時’光阻材料具有高解析度與蝕刻耐性,且具有優良之 基板密著性、顯影液親和性等各種必要之特性,故此光阻 材料極適合用於精密之微細加工製程。 即,本發明提供下述高分子化合物。 Π]—種重量平均分子量爲1,000至50,000之高分子 化合物’其係爲各自含有1種以上下述式(1)及式(2) 所示重複單位者;
[式中’ R1、R3各自獨立爲氫原子或甲基;R4爲碳數〗至 20之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基,R4可被含有氧之官 能基所取代,及/或碳-碳鍵結間亦可夾有氧原子;R2爲由 下述式(R2-l )至(R2-7 )所選出之酸不穩定基; [化2] •卢# •卢·产 R6^ ^ S, 识2-1) (R2-2) (R2-3) (R2-4) (R2-5) (R2-6) (R2-7) (式中’虛線爲鍵結位置及鍵結方向,R5各自獨立爲碳數 1至10之直鏈狀' 支鏈狀或環狀烷基;R6' R7爲各自獨 ©
I (5) 1336711 (式中,R1、R3、R8、R1D各自獨立爲氫原子或甲基;r2 、r4、r9與先前所述內容相同;R11、R12各自獨立爲氫原 子或羥基)。 [IV]—種重量平均分子量爲1,〇〇〇至50,000之高分 子化合物,其係爲各自含有〗種以上下述式(1)、式(2 )、式(4)、式(5)所示重複單位者; [化5]
[(式中,R1、R3. Rie、R13各自獨立爲氫原子或甲基: R2、R4、R11、R12與先前所述內容相同:R14爲由下述式 (R 14 -1 )至(R 14 - 5 )所選出之具有內酯結構之基;
(R14-3) (Km-4) (R^-5) (式中,虛線爲鍵結位置及鍵結方向,R15爲碳數1至10 之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;R16、R17各自獨立爲氫原 子、或碳數1至10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,或r>6 ' R 17相互鍵結並與其鍵結之碳原子共同形成環亦可)]。 -10- (6) 1336711 [V] 如[I]至[IV]之高分子化合物,其中,上述式(1) 至式(5)所示重複單位之莫耳分率至少爲3% 。 [VI] —種光阻材料,其特徵爲含有⑴至[V]中任一項 之高分子化合物。 [VII] —種圖形之形成方法,其特徵爲包含將[VI]之光 阻材料塗佈於基板上之步驟,與加熱後介由光罩以波長 • 3 OOnm以下之高能量線或電子線曝光之步驟,與加熱處理 ^後,使用顯影液進行顯影之步驟。 如前所述般,一般丙烯酸或甲基丙烯酸衍生物之共聚 物對於乾蝕刻耐性極低,一般必須大量導入含有以金剛烷 結構爲代表之脂環結構之單位以彌補此缺點,但其將會造 成高分子化合物全體之疏水性提高,並使基板密著性、顯 影液親和性降低等。
本發明者們,就考慮導入多環結構與使用高極性重複 單位所造成高分子化合物之剛直性與親水性之平衡下,於 倂用上述式(1 )所示重複單位及式(2 )所示重複單位時 ,即可達成上述之目的。 具有上述式(1)所示重複單位之脂環結構時,即可 發揮出大量導入所可達實用程度之乾蝕刻耐性。又,因上 述式(〗)所示重複單位具有極高之酸分解性反應性,故 可實現高感度與高解析度之目的。一般而言,導入碳密度 極低之極性基時,將會降低乾蝕刻耐性,但過量時將會使 親水性提高。若爲上述式(2 )所示重複單位時,少量導 入將會降低高分子化合物之親水性,故可達到同時具有該 Ϊ -11 - (7) 1336711 蝕刻耐性與基板密著性、顯影液親和性等效果。 因此,使用具有上述式(1)與式(2)重複單位之高 分子化合物作爲基礎樹脂之光阻材料,可具有良好触刻耐 性、優良基板密著性、顯影液親和性,且具有優良感度、 解析度等,而極適合用於形成微細圖形材料。 ‘本發明之高分子化合物,爲一種具有適合光阻材料, • 特別是增強化學性光阻材料之基礎樹脂使用之高感度、解 φ 析度、蝕刻耐性等特性的同時,亦具有優良基板密著性、 顯影液親和性之高分子化合物。 本發明之新穎高分子化合物,係以各自含有1種以上 下述式(1)及式(2)所示重複單位爲特徵之重量平均分 子量1,〇〇〇至50,000之高分子化合物。 [化7]
⑴ (2) 上述式中’ R1、R3各自獨立爲氫原子或甲基;R4爲 碳數1至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基,R4可被含 有氧之官能基所取代,及/或碳-碳鍵結間亦可夾有氧原子 ·,R2爲由下述式(RM )至(R2_7 )所選出之酸不穩定基
-12 - (9) 1336711 例如上述式(R2-3)爲由下述式(R2-3-l) 、(R2-3- 2 )所示之基所選出之1種或2種之混合物爲代表。 [化9]
(R2-3-l) (R2-3-2) 上述式中,虛線爲鍵結位置及鍵結方向’ R5與先前所
又,上述式(R2-4)爲由下述式(R2-4-l)至(R2-4-4)所示之基所選出之1種或2種之混合物爲代表》 [化 10]
(R2-4-l) (R2-4-2) (R2-4-3) (R2-4-4)
上述式中’虛線爲鍵結位置及鍵結方向’ R5與先前所 述內容相同。 上述式(R2-1 )至(r2-4 )與上述式(R2-3-l )、( R2-3-2) 、 ( R2-4-l )至(R2-4-4 )分別代表各別之立體 異構物。 又,上述式(R2·])至(R2-4)與上述式(R2-3-l) 、(R2-3-2 ) 、 ( R2-4-l )至(R2-4-4 )之鍵結方向,於 各自相對於二環[2.2·1]庚環爲exo側時,對於酸觸媒之解 離反應可實現高反應性(參考特開2000-3 3 6 1 2 1號公報) -14 - (10) (10)1336711 。製造含有具有前述二環[2.2.1]庚烷骨架之三級exo-烷基 作爲取代基之單體時,若含有(R2-l-endo )至(R2-4-endo)所示endo -‘垸基所取代之單體時,爲實現良好之反 應性,故e X 〇比例以5 0 %以上爲佳,e X 〇比例爲8 0 %以上 時爲更佳。 [化 1 1 ]
(R2-l-endc>) (Ra-2-endo) (R2-3-endo) (Tl2-4-endo) 上述式中,虛線爲鍵結位置及鍵結方向,R5與先前所 述內容相同。 上述式(1 )所示重複單位之具體例,例如以下所說 明者,但本發明並不受其內容所限定。 (11)1336711 [化 12]
•Η
又,上述式(2)中,R4爲碳數1至20,特別是1至 15之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基,且其氫原子被含氧取 代基,例如羰基之氧(=〇 )等所取代者亦可,又,碳-碳 -16· (§) (12) (12)1336711 鍵結間亦可夾有氧原子。 上述式(2 )所示重複單位之具體例如下所示’但本 發明並不僅限定於此。 [化 13]
又,本發明之高分子化合物以各自含有1種以上下述 式(1)至(3)所示重複單位’且重量平均分子量爲 -17- (13) 1336711 1,〇〇〇至50,000者爲佳。 [化】4]
上述式中,R1、R3、R8各自獨立爲氫原子或甲基,R2 、R4具有與先前說明之相同內容;R9爲具有內酯結構之 基;上述式(3)所示重複單位之具體例如下所示內容, 但本發明並不僅限定於此。
又,本發明之高分子化合物以各自含有〗種以上下述 式(1)至(4)所示重複單位,且重量平均分子量爲 1,000至50,000者爲佳。 -18- (14)1336711 [it 16]
上述式中,R1' R3、R8、R1G各自獨立爲氫原子或甲 φ 基,R2、R4、R9具有與先前說明之相同內容;RU、R12各 自獨立爲氫原子或羥基;上述式(4)所示重複單位之具 體例如下所示內容。 [化 17]
又,本發明之高分子化合物以各自含有I種以上下述 式(1) 、(2) 、 (4) 、(5)所示重複單位,且重量平 均分子量爲U 〇〇〇至50,000者爲更佳。 [化 18]
q q 4 R2 /R4 COOH 0
R1" (1) ⑵ W (5) 上述式中,R1' R3' RIG、R13各自獨立爲氫原子或甲 -19- (15) 1336711 基’ R2、R4、R11、R12具有與先前說明之相同內容; 爲具有由下述式(Rl4-1 )至(R14·5 )所選出內酯結構之 基。 [化 19]
上述式中,虛線爲鍵結位置,R15爲碳數1至1 〇之直 鏈狀、支鏈狀或環狀烷基。具體而言,例如甲基、乙基、 丙基、異丙基、η - 丁基、s e c - 丁基、t e r t - 丁基、t e r t、戊基 、n -戊基、n -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、金剛烷基等。
R16、R17各自獨立爲氫原子,或碳數]至10之直鍵 狀、支鏈狀或環狀烷基,或R16、R17亦可相互鍵結,並與 其鍵結之碳原子共同形成環。R16、R17爲碳數1至〗〇 & 直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基之具體例,如甲基' 乙基、@ 基、異丙基、η-丁基、sec-丁基、tert-丁基、tert-戊基、 η -戊基、η -己基、η -癸基等。R16、R17相互鍵結形成環時 ,可與其鍵結之伸烷基,例如伸乙基、伸丙基、伸三甲基 、伸四甲基等,環之碳數例如爲3至2 0,特別是3至1 〇 者爲佳。 上述式(5 )所示重複單位之具體例如以下所述者’ 但本發明並不受其所限定。 -20- (16) (16)1336711 [化 20]
本發明之高分子化合物中,於上述式(1)至(5)所 示重複單位中,構成各高分子化合物之重複單位之莫耳分 率以分別爲3 %以上爲佳,又以5 %以上爲更佳,以8 %以 上爲最佳。 又,本發明之重量平均分子量以聚苯乙烯換算下,經 凝膠滲透色層分析法(GPC )測定結果時爲1,000至 50,000,又以2,000至30,000爲更佳。超過此範圍時,蝕 刻耐性將會極度降低,而未能確保曝光前後之溶解速度差 -21 - (17) 1336711 下,使解析度降低。 本發明之商分子化合物之製造方法,例如將由下述式 (1 a )所示化合物所選出之1種或2種以上單體、I種或 2種以上下述式(2a)所示單體,與需要時添加之1種或 2種以上下述式(3a)或(5a)所示單體,更需要時添加 之1種或2種以上下述式(4a)所示單體進行共聚反應而 製得》 鲁[化21]
(la) (2a) (3a) (4a) (5η) (式中’ 1^至RM具有與上述相同之內容)
共聚合反應中’可經由適度調整各單體之存在比例, 而製作於形成光阻材料時可發揮較佳性能之高分子化合物 此時’本發明之闻分子化合物,除 (i) 1種或2種以上上述式(la)所示單體, (ii) 1種或2種以上上述式(2a)所示單體, (iii) 1種或2種以上上述式(3a)或(5a)所示單 (iv ) 1種或2種以上下述式(4a )所示單體, 以外,可再與 -22- (18) 1336711 (v)上述(i)至(iv)以外之含有碳-碳雙鍵之單^ ’例如甲基丙烯酸甲酯 '巴豆酸甲酯、馬來酸二甲醋、依 康酸二甲酯等經取代丙烯酸酯類,馬來酸、富馬酸、依κ 酸等不飽和羧酸、原菠烯、原菠烯-5-羧酸甲酯等經取代原 菠烯類,馬來酸酐、依康酸酐等不飽和酸酐,5,5 -二甲基. 3-伸甲基-2-氧代四氫呋喃等α,/3不飽和內酯,或其他單 體進行共聚亦可。
本發明之高分子化合物中,以各單體爲基準之各重複 單位之較佳含有比例,例如可如下述(1 )至(6 )所示般 各自含有,但並不僅限定於此。 (1 )使用1種以式(1 a )單體爲基礎之式(1 )所示 重複單位時,爲3至90莫耳% ,較佳爲5至80莫耳% , 更佳爲1 〇至7 0莫耳% 。使用2種以上以式(1 a )單體爲 基礎之式(1)所示重複單位時,其合計量爲3至90莫耳 % ,較佳爲5至80莫耳% ,更佳爲]0至70莫耳% 。 (2)使用1種以式(2a)單體爲基礎之式(2)所示 重複單位時,爲3至50莫耳% ,較佳爲5至45莫耳% , 更佳爲8至40莫耳% 。使用2種以上以式(2a )單體爲 基礎之式(2)所示重複單位時,其合計量爲3至50莫耳 % ,較佳爲5至45莫耳% ,更佳爲8至40莫耳% 。 (3)使用〗種以式(3a)單體爲基礎之式(3)所示 重複單位時,爲3至80莫耳% ,較佳爲5至70莫耳% ’ 更佳爲8至60莫耳% 。使用2種以上以式(3a )單體爲 基礎之式(3)所示重複單位時,其合計量爲3至80莫耳 -23- (19) 1336711 % ,較佳爲5至70莫耳% ’更佳爲8至60莫耳% 。 (4 )使用]種以式(4a )單體爲基礎之式(4 )所示 重複單位時,爲3至8 0莫耳% ’較佳爲5至7 0莫耳% ’ 更佳爲8至60莫耳!。使用2種以上以式(4a )單體爲 基礎之式(4)所示重複單位時’其合計量爲3至80莫耳 % ,較佳爲5至70莫耳% ,更佳爲8至60莫耳% 。 , (5)使用1種以式(5a)單體爲基礎之式(5)所示 Φ 重複單位時’爲3至80莫耳% ,較佳爲5至70莫耳% ’ 更佳爲8至60莫耳% 。使用2種以上以式(5a)單體爲 基礎之式(5)所示重複單位時,其合計量爲3至80莫耳 % ,較佳爲5至70莫耳% ,更佳爲8至60莫耳% 。 (6)使用1種以其他單體爲基礎之重複單位時,爲0 至60莫耳% ,較佳爲〇至40莫耳% ,更佳爲0至30莫
耳% 。使用2種以上以其他單體爲基礎之其他重複單位時 ,其合計量爲〇至60莫耳% ,較佳爲〇至40莫耳% ,更 佳爲0至30莫耳% 。 本發明之高分子化合物之必要成份之一的式(1 )單 位之基礎的式(la)單體,可依公知之有機化學方法進行 予以製得。上述式(R2-l)至(R2-4)作爲取代基之單體 例如可依特開2000-3361 2 1號公報所記載之方法,上述式 (R2-5 ) 、 ( R2-6 )作爲取代基之單體例如可依特開 2004- 1 43 1 53號公報所記載之方法,上述式(R2_7 )作爲 取代基之單體例如可依特開2 0 0 2 - 0 0 3 5 3 7號公報所記載之 方法予以製得。作爲本發明高分子化合物必要成份之式( -24 - (20) 1336711 2)單元來源之式(2a)之單體,例如可依公知之各種有 ‘ 機化學方法製得;作爲式(3)單元來源之式(3a)之單 * 體’例如可使用市售之物質,或依公知之各種有機化學方 法製得;作爲式(4 )單元來源之式(4 a )之單體,例如 /可使用市售之物質,或依公知之各種有機化學方法製得; . 作爲式(5 )單元來源之式(5 a )之單體,例如可依公知 ' 之各種有機化學方法製得:上述式(ΙΙΙ4·1 ) 、 ( R,4-2 ) ^ 作爲取代基之單體例如可依特開2000-159758號公報所記 載之方法,上述式(R14-3) 、 (RM-4)作爲取代基之單 體例如可依特開2002-37 1 1 1 4號公報所記載之方法,上述 式(R14-5)作爲取代基之單體例如可依特開2003-2883號 公報與特開20〇4- 1 1 5486號公報所記載之方法製造。 製造本發明之高分子化合物之共聚反應例如有各種例 示’較佳者例如自由基聚合反應。自由基聚合反應條件爲 ’ (a )溶劑係使用苯等烴類、四氫呋喃等醚類、乙醇等 ^ 醇類或甲基異丁酮等酮類,(b)聚合起始劑係使用2,2,-偶氮雙異丁腈、二甲基-2,2’·偶氮雙(2-甲基丙酸酯)等偶 氮化合物’或過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯等過氧化物, (c)反應溫度保持在0°C至1〇〇。<3之範圍,(d)反應時 間以在〇 · 5小時至4 8小時間之範圍爲佳,但反應並不限 定需在此範圍以內。 本發明之局分子化合物,極適合作爲光阻材料之用途 ’本發明爲提供含有此高分子化合物爲特徵之光阻材料, 特別是增強化學型正型光阻材料。 (21) 1336711 本發明之高分子化合物,可作爲光阻材料,特別是增 強化學型正型光阻材料之基礎樹脂使用。 此時,增強化學型正型光阻材料含有, (A )作爲基礎樹脂之本發明高分子化合物, (B )可感應高能量線或電子線而產生酸之化合物( 光酸產生劑), (C)有機溶劑,
(D )酸增殖化合物, (E)與上述(A)成份不同之高分子化合物(又,添 加此(E )成份之高分子化合物時,光阻材料之基礎樹脂 則由(A )成份與(E )成份所構成), (F )溶解阻礙劑, (G )含氮有機化合物(鹼性化合物), (H)分子內具有ξ C-COOH所示基之化合物,
(I )炔醇衍生物, (J )界面活性劑。 添加光酸產生劑時,只要可經由照射高能量線產生酸 之化合物即可,較佳之酸產生劑例如锍鹽、碘鑰鹽、磺醯 二偶氮甲烷、N-磺醯氧醯亞胺型酸產生劑等。如以下所示 般,其可單獨使用或將2種以上混合使用。 銃鹽爲锍陽離子與磺酸酯之鹽,锍陽離子例如有三苯 基銃、(4 一第三丁氧苯基)二苯基锍、雙(4 —第三丁氧 苯基)苯基锍、三(4 一第三丁氧苯基)锍、(3_第三丁 -26- (22) 1336711 氧苯基)二苯基锍、雙(3 —第三丁氧苯基)苯基锍 '三 第三丁氧苯基)锍、(3,4_二第三丁氧苯基)二 苯基錡 '雙(3,4_二第三丁氧苯基)苯基銃、三(3,4 ''二第三丁氧苯基)銃、二苯基(4 —硫苯氧苯基)锍、 (4~·第三丁氧羰基甲氧苯基)二苯基锍、三(4 -第三丁 氧羯基甲氧苯基)銃、(4 一第三丁氧苯基)雙(4_二甲 胺苯基)锍、三(4 一二甲基胺苯基)锍、2-萘基二苯基 鏡、二甲基2-萘基銃、4 —羥苯基二甲基锍、4一甲氧苯 基二甲基锍,三甲基锍、2_羰基環己基環己基甲基銃、 Ξ蔡基銃、三苄基銃、二苯基甲基銃、二甲基苯基銃、2 —鑛基-2-苯基乙基硫雜環戊錫等。磺酸酯例如有三氟 甲院磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2,2 ’ 2 -三氟乙烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯、4 -三氟甲基苯磺 酸醋、4 —氟基苯磺酸醋、均三甲苯(mesityl ene)擴酸醋
、2’ 4’ 6 —三異丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯 '苯磺酸酯 、4一(V-甲苯磺醯氧基)苯磺酸酯、荛磺酸酯、樟腦磺 酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲 烷磺酸酯等,及前述組合之鏑鹽等。 碘錫鹽爲确鏡陽離子與擴酸醋之鹽,例如有二苯基确 鑰、雙(4 一第三丁基苯基)碘鎰、4_第三丁氧苯基苯基 碘鐵、4 -甲氧苯基苯基碘錫等之芳基姚鐵陽離子,與擴 酸酯之三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛院擴 酸酯、2,2,2_三氟乙烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯、4 —= 氟甲基苯磺酸酯、4一氟苯磺酸酯、来基磺酸醋、2, (§: -27- (23) 1336711 一三異丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、4一 (4一 •甲苯磺醯氧基)苯磺酸酯、萘磺酸酯、樟腦磺酸酯、辛烷 . 磺馀酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等 ' ,及前述組合之锍鹽等。' '磺醯二偶氮甲烷例如有雙(乙基磺醯基)二偶氮甲烷 " 、雙(1 一甲基丙基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2_甲基丙 ' 基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(1,1_二甲基乙基磺醯基) % 二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(全氟 異丙基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(苯基磺醯基)二偶氮甲 烷、雙(4 -甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,4一 二甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2-萘基磺醯基) 二偶氮甲烷、雙(4 -乙醯氧基苯基磺醯基)二偶氮甲烷 、雙(4 -甲烷磺醯氧基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(4 一 (4 -甲苯磺醯氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷 '雙(4 _正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2_甲基_4 ^ -(正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,5_二 甲基-4-(正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(3 ,5—二甲基一 4 一 (正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷 、雙(2_甲基一 5 —異丙基一 4一 (正己氧基)苯基磺醯 基)二偶氮甲烷、4 -甲基苯基磺醯基苯醯基二偶氮甲烷 、第三丁基羰基一 4 -甲基苯基磺醯二偶氮甲烷、2—萘基 磺醯苯醯基二偶氮甲烷' 4-甲基苯基磺醯基- 2 -萘醯基 二偶氮甲烷、甲基磺醯苯醯基二偶氮甲烷、第三丁氧羰基 - 4 -甲基苯基磺醯基二偶氮甲烷等之雙磺醯二偶氮甲烷 -28- (24) 1336711 與磺醯羰基二偶氮甲烷。 N _磺醯氧醯亞胺型光酸產生劑例如有琥珀醯亞胺、 萘二羧酸醯亞胺、苯二甲酸醯亞胺' 環己基二羧酸醯亞胺 、5_原菠烯_2’ 3 —二羧酸醯亞胺、7 -噁雙環〔2,2, 1〕— 5—庚烯- 2 ’3 —二羧酸醯亞胺等之醯亞胺骨架與三 氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2 ’ 2’ 2-三氟乙院磺酸_、五氟苯擴酸醋、4 一三氟甲基 苯磺酸酯、4 一氟苯磺酸酯、均三甲苯(mesitylene)磺酸 酯、2’ 4’ 6 -三異丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸 酯、萘磺酸酯、樟腦磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺 酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等組合之化合物。 苯偶因磺酸酯型光酸產生劑例如有苯偶因甲苯磺酸酯 、苯偶因甲烷磺酸酯、苯偶姻丁烷磺酸酯等。 焦掊酚三磺酸酯型光酸產生劑例如有焦掊酚、氟胺基
乙烷醇、鄰苯二酚、間苯二酚、對苯二酚之全部羥基被三 氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2 ,2,2-三氟乙烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯、4一三氟甲基 苯磺酸酯、4 —氟苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、萘 磺酸酯、樟腦磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、 丁烷磺酸酯 '甲烷磺酸酯等所取代的化合物。 硝基苄基磺酸酯型光酸產生劑例如有2,4-二硝基苄 基磺酸酯' 2 -硝基苄基磺酸酯、2,6一二硝基苄基磺酸 醋’擴酸酯之具體例有三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯 、十七氟辛烷磺酸酯、2 ’ 2 ’ 2 -三氟乙烷磺酸酯、五氟 -29- (25) 1336711 苯磺酸酯、4 -三氟甲基苯磺酸酯、4 -氟苯磺酸酯、甲苯 磺酸酯、苯磺酸酯、萘磺酸酯、樟腦磺酸酯、辛烷擴酸醋 、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等。又, 例如亦可使用將苄基側之硝基以三氟甲基取代之化合物。
磺化(sulfone)型光酸產生劑例如有雙(苯磺醯基) 甲烷、雙(4 —甲基苯磺醯基)甲烷、雙(2 —萘基磺醯基 )甲烷、2,2 —雙(苯基磺醯基)丙烷、2,2—雙(4 — 甲基苯磺醯基)丙烷、2,2 —雙(2 -萘磺醯基)丙烷、2 一甲基—2—(對一甲苯磺醯基)苯丙酮、2—(環己基羰 基)—2-(對—甲苯磺醯基)丙烷、2,4_二甲基— (對一甲苯磺醯基)戊烷—3 —酮等。 乙二肟衍生物型之光酸產生劑,例如專利第2906999 號公報或日本特開平9 — 3 〇 ] 94 8號公報所記載之.化合物, 具體例如雙一 0-(對一甲苯擴酷基)—α —二甲基乙二月弓 、雙—〇—(對一甲苯磺醯基)_α —二苯基乙二肟、雙_ 〇_ (對—甲苯磺醯基)—α —二環己基乙二肟、雙—〇_ (對—甲苯磺醢基)_2,3 -戊二酮乙二肟、雙_〇—( 正丁烷磺醯基)—α—二甲基乙二肟、雙—〇— (正丁烷磺 醯基)—ct —二苯基乙二肟、雙_〇-(正丁烷磺醯基)_. α ——環己基乙二月亏、雙一 〇—(甲院擴酿基)一 α —二甲 基乙二肟、雙~〇_ (三氣甲院擴酷基)- α—二甲基乙二 肟、雙一 0— (2,2,2 —三氟乙院磺醯基)·~α —二甲基 乙二肟、雙一〇— (10 -樟腦磺醯基)—二甲基乙二肟 —0-(苯搞醢基)一 α -二甲基乙二時、雙一 〇—( -30- (26) (26)
1336711 對一氟苯磺醯基)-α —二甲基乙二肟、雙-0_ (對 甲基苯磺醯基)—α -二甲基乙二肟、雙一 0-(二甲 醯基)_α—二甲基乙二肟、雙一 〇—(三氟甲烷磺醯 一環己一鋼一 0弓、雙-·〇— (2,2,2-三氟乙垸擴醯 —環己二酮二肟、雙一 〇~ (10 —樟腦磺醯基)—環 酮二肟、雙一 0—(苯磺醯基)一環己二酮二肟、雙 —(對氟苯確醯基)一環己二酮二Η、雙_0— (對 甲基苯磺醯基)—環己二酮二肟、雙_〇—(二甲苯 基)一環己二酮二肟等。 又,例如美國專利第6004724號說明書所記載之 酸酯,特別是例如(5 - ( 4 —甲苯磺醯基)肟基—5 Η 吩-2—亞基)苯基乙腈、(5— (10 —樟腦磺醯基) _5Η_噻吩—2 —亞基)苯基乙腈、(5_正辛烷磺醯 基_5Η —噻吩一2_亞基)苯基乙腈、(5 - (4 —甲 醯基)肟基一 5Η -噻吩一 2 —亞基)(2_甲苯基)乙 (5— (10 —樟腦磺醯基)肟基一 5Η-噻吩—2 —亞基 2 —甲苯基)乙腈、(5 —正辛烷磺醯基肟基_5Η~噻 2~亞基)(2_甲苯基)乙腈等。 又例如美國專利第626 1 73 8號說明書、日本特開 -3 1 495 6號公報中所記載之肟磺酸酯,特別是例如 ’ 2 —三氟—苯基—乙酮肟—〇 —甲基磺酸酯:2, —三氟—1—苯基一乙酮肟一 〇 -(10 -樟腦基磺酸醋 2,2,2 —三氟一】—苯基一乙酮肟_〇 —(4 —甲氧基 磺酸酯);2,2,2-三氟一 1—苯基一乙酮肟一〇 — 二氟 苯磺 基) 基) 己二 -Ο 二氟 磺醯 肟磺 -噻. 肟基 基肟 苯磺 腈、 )( 吩_ 2000 2,2 2,2 ); 苯基 -31 - 〔1 — (27) 1336711 萘基磺酸酯);2,2,2_三氟_1 一苯基_乙酮肟_0_ (2 —萘基磺酸酯);2,2,2-三氟—】_苯基一乙酮肟 —0- (2,4,6 -三甲基苯基磺酸酯);2,2,2 -三氟 -:!- (4 —甲苯基)—乙酮肟一 0- (10 -樟腦基磺酸酯 );2,2,2 —三氟_1_ (4_甲苯基)_乙酮肟-0— ( ‘ 甲基磺酸酯);2,2,2_三氟一 1-(2 -甲苯基)_乙 ‘ 酮肟- 〇_(1〇 -樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1一 ® (2,4_二甲苯基)-乙酮肟一 Ο- (10 -樟腦基磺酸酯 );2,2,2-三氟-1-(2,4一二甲苯基)—乙嗣肟一 〇 -(1—蔡基磋酸醋);2,2’2-二氣—1—(2’4_ 一 甲苯基)一乙酮肟-0_ (2_萘基磺酸酯):2,2,2- 三氟一1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟一〇-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2 —三氟-1 - ( 2,4,6 —三甲 苯基)_乙酮肟一〇— (〗一萘基磺酸酯);2,2,2:_三 氟一 1_ (2,4,6 —三甲苯基)—乙酮肟一 0_ (2_萘基 參磺酸酯);2,2,2_三氟_1一 (4 一甲氧基苯基)_乙 酮肟_〇 —甲基磺酸酯;2,2,2 -三氟一 1- (4_甲基苯 硫基)一乙酮肟一 〇 —甲基磺酸酯;2,2,2_三氟一 1_ (3,4 —二甲氧基苯基)-乙酮肟-0_甲基磺酸酯;2, 2,3,3,4,4,4_ 七氣一 1_ 苯基—丁嗣把一0_ (10 — 樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(苯基)一乙酮肟 -0 —甲基磺酸酯;2,2,2-三氟一 1一 (苯基)一乙酮 月弓一 Ο - 10-掉腦基擴酸醋;2’ 2,2_二氣_1_ (苯基 )一乙酮肟一 〇- (4_甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2- -32 - (28) 1336711 三氟一 1 一(苯基)-乙酮肟一 0_ (1 -萘基)磺酸酯;2 ‘ ,2,2—二氟—1—(苯基)一乙酮后一0— (2_蔡基) .磺酸酯;2,2,2-三氟一1_(苯基)_乙酮肟_〇_(2 ,4,6_三甲基苯基)磺酸酯;2,2,2 —三氟-1— (4 _甲苯基)一乙酮|弓_0_ (10-棒腦基)擴酸醋;2,2 • ,2-三氟—1- (4 一甲苯基)-乙酮肟-0-甲基磺酸酯 ' ;2,2,2 —三氟一 1— (2—甲苯基)-乙酮肟一0— (10 ^ -樟腦基)磺酸酯;2,2,2 —三氟-1 一 (2,4 一二甲苯 基)—乙酮肟_〇_ (1 —萘基)磺酸酯;2,2,2_三氟 —1— (2,4_二甲苯基)_乙酮肟— Ο— (2 —萘基)磺 酸酯;2,2,2-三氟一 1— (2,4,6—三甲苯基)-乙 酮肟-Ο - ( 1 0 -樟腦基)磺酸酯;2,2,2 -三氟—1 一 (2,4,6_二甲基苯基)_乙嗣H_0— (1 —蔡基)石黃 酸酯;2,2,2_三氟—〗一 (2,4,6 —三甲苯基)—乙 酮肟—Ο— (2 —萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟—1— (4 ^ —甲氧基苯基)一乙酮肟一 〇-甲基磺酸酯;2’ 2’ 2 —三 氟-1- (4 -硫甲基苯基)-乙酮肟一 ◦一甲基磺酸酯;2 ,2,2 —三氟一 1一 (3,4_二甲氧基苯基)_乙酮肟_0 _甲基磺酸酯;2’ 2,2 —三氟_1_ (4 —甲氧基苯基) _乙酮肟-〇- (4-甲苯基)磺酸酯;2,2,2_三氟_1 —(4_甲氧基苯基)一乙酮肟一 0- (4 -甲氧基苯基) 石黃酸酯;2,2,2-三氟—1一 (4 一甲氧基苯基)一乙酮 月弓_〇 一 (4_十二烷基苯基)磺酸酯;2,2,2_三氟一 1 一 (4 一甲氧基苯基)-乙酮肟一 〇-辛基磺酸酯;2,2, -33 - (29) 1336711 2 -三氟-1- (4 -甲硫基苯基)一乙酮肟一Ο— (4 -甲 氧基苯基)磺酸酯;2,2,2 -三氟-1- (4 -甲硫基苯 基)_乙酮肟一 〇_ (4 —十二烷基苯基)磺酸酯;2,2, 2 —三氟-1- (4 一甲硫基苯基)一乙酮肟_0-辛基磺酸 酯;2,2,2_三氟_1_ (4 —甲硫基苯基)_乙酮肟一 0 ' 一 (2—萘基)磺酸酯;2,2,2_三氟_1一 (2_甲苯基 k )_乙酮肟_〇-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1一(4_ Φ 甲苯基)-乙酮肟_〇_苯基磺酸酯:2,2,2_三氟_1 一(4_氯苯基)_乙酮肟_0_苯基磺酸酯;2,2,3,3 ,4,4,4_七氟一1-(苯基)_ 丁酮肟一 0_ (10 —樟 腦基)磺酸酯;2,2,2 -三氟—1-萘基一乙酮肟-0-甲基磺酸酯;2,2,2 -三氟-2-萘基-乙酮肟一0 -甲 基磺酸酯;2,2,2_三氟_1_ 〔4_苯甲基苯基〕—乙 酮肟_〇 —甲基磺酸酯;2,2,2_三氟一1— 〔4-(苯基 -1,4 —二氧雜丁醯一1 一基)苯基〕_乙酮肟一0_甲基 ^ 磺酸酯;2,2,2 —三氟一 1_萘基—乙酮肟丙基磺 酸酯;2,2,2_三氟-2-萘基一乙酮肟一0_丙基磺酸 酯;2,2,2_三氟一1—〔4 -苯甲基苯基〕_乙酮肟_〇 _丙基磺酸酯;2,2,2 —三氟_1_ 〔4_甲基磺醯基苯 基〕—乙酮肟一 〇_丙基磺酸酯;I,3 —雙〔〗_ (4_苯 氧基苯基)一 2,2,2-三氟乙酮肟一0-磺醯基〕苯基; 2,2,2 -三氟_1_ 〔4 —甲基磺醯氧基苯基〕一乙酮肟 -0 -丙基磺酸酯;2,2,2-三氟一〔4 -甲基羰氧基 苯基〕—乙酮肟_〇_丙基磺酸酯;2,2,2 —三氟一 1_ -34 - (30) 1336711 〔6只,7只—5,8-二羰基萘醯-2—基〕—乙酮肟-0-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟_1_ 〔4 一甲氧基羰基甲氧 基苯基〕-乙酮肟一 Ο-丙基磺酸酯;2,2,2 —三氟-1 一 〔4-(甲氧基羰基)—(4 -胺基一 1 一氧雜一戊一 1一 基)苯基〕_乙酮肟_〇-丙基磺酸酯;2,2,2_三氟— * 1- 〔3,5—二甲基-4-乙氧基苯基〕一乙酮肟-0-丙 ‘ 基擴酸醋;2’ 2’ 2_二氟一]—〔4一苯甲氧基苯基〕一 Φ 乙酮肟_〇-丙基磺酸酯;2,2,2—三氟一 1_ 〔2-苯硫 基〕一乙酮肟_〇—丙基磺酸酯;及2,2,2_三氟_1 一 〔1—二氧雜噻吩一 2_基〕—乙酮肟_0_丙基磺酸酯。 又例如日本特開平 9 一 9 5 4 7 9號公報、特開平 9 -2 3 05 8 8號公報或其說明書中之先前技術所記載之肟磺酸酯 、α_ (對一甲苯磺醯基肟基)苯基乙腈、α— (對-氯苯 磺醯基肟基)苯基乙腈、α- (4-硝基苯磺醯基肟基)苯 基乙腈、α - (4 一硝基一 2_三氟甲基苯磺醯基肟基)苯 ^ 基乙腈、α—(苯磺醯基肟基)-4 一氯苯基乙腈、α—( 苯磺醯基肟基)一 2,4_二氯苯基乙腈、α— (苯磺醯基 肟基)-2,6—二氯苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)—4 —甲氧基苯基乙腈、ct_ (2_氯苯磺醯基肟基)_4 一甲 氧基苯基乙腈、α —(苯磺醯基肟基)一 2 —噻嗯基乙腈、 α_ (4 -十二烷基苯磺醯基肟基)一苯基乙腈、α- 〔 (4 一甲苯磺醯基肟基)-4 一甲氧基苯基〕乙腈、α— 〔(十 二烷基苯磺醯基肟基)- 4一甲氧苯基〕乙腈、α— (甲苯 磺醯基肟基)一 3 -噻嗯基乙腈、α — (甲基磺醯基肟基) -35- (31) 1336711 一 1 一環戊烯基乙腈、α— (乙基磺醯基肟基)_1 一環戊 ‘ 烯基乙腈、a-(異丙基磺醯基肟基)一 1-環戊烯基乙腈 ' α-(正丁基磺醯基肟基)_1 一環戊烯基乙腈、α_ ( 乙基磺醯基肟基)-1 -環己烯基乙腈、α_ (異丙基磺醯 ^ 基肟基)- I -環己烯基乙腈、α-(正丁基磺醯基肟基) / _ 1 —環己烯基乙腈等。 ‘ 又例如,雙肟磺酸酯之日本特開平9 - 20 8 5 54號公報 ^ 之化合物,特別是雙(α - ( 4 -甲苯磺醯氧基)亞胺基) 一對苯二乙腈、雙(α- (苯磺醯氧基)亞胺基)一對苯 二乙腈、雙(α — (甲烷磺醯氧基)亞胺基)一對苯二乙 腈、雙(α- (丁烷磺醯氧基)亞胺基)一對苯二乙腈、 雙(α_ (10 —樟腦磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、 雙(α 一 (4 -甲苯磺醯氧基)亞胺基)_對苯二乙腈、雙 (α - (三氟甲烷磺醯氧基)亞胺基)一對苯二乙腈、雙 (α - (4一甲氧基苯磺醯氧基)亞胺基)一對苯二乙腈、 ^ 雙(α— (4 -甲苯磺醯氧基)亞胺基)一間苯二乙腈、雙 (α - (苯磺醯氧基)亞胺基)_間苯二乙腈、雙(α_ ( 甲烷磺醯氧基)亞胺基)一間苯二乙腈、雙(α — (丁烷 磺醯氧基)亞胺基)一間苯二乙腈、雙(α— (10 -樟腦 磺醯氧基)亞胺基)_間苯二乙腈、雙(α- (4 一甲苯磺 醯基氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α — (三氟甲烷 磺醯基氧基)亞胺基)一間苯二乙腈 '雙(α- (4 —甲氧 基苯磺醯基氧基)亞胺基)-間苯二乙腈等。 其中較佳之光酸產生劑爲锍鹽、雙磺醯基二偶氮甲烷 -36 - (32) (32)
1336711 、N -磺醯氧基醯亞胺、乙二肟衍生物。更佳之光 劑爲锍鹽、雙磺醯基二偶氮甲烷、N -磺醯氧基醯 具體例有三苯基锍對甲苯磺酸酯、三苯基銃樟腦磺 三苯基銃五氟苯磺酸酯、三苯基锍九氟丁烷磺酸酯 基鏑4- (4’一甲苯磺醯氧基)苯磺酸酯、三苯基i 4 ’ 6 —三異丙基苯磺酸酯、4 一第三丁氧基苯基二 對甲苯磺酸酯、4 -第三丁氧基苯基二苯基鏑樟腦 、4 —第三丁氧基苯基二苯基锍4- 甲苯磺醯 苯磺酸酯、三(4-甲基苯基)锍樟腦磺酸酯 '三 三丁基苯基)锍樟腦磺酸酯、雙(4_第三丁基磺 二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯基)二偶氮甲烷、雙 —二甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(4 一正己 苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2-甲基-4一(正 )苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,5-二甲基-正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(3,5-—4—(正己氧基)苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙 基一 5 —異丙基—4一 (正己氧基)苯基磺醯基)二 烷、雙(4一第三丁基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、N 磺醯氧基—5—原菠烯—2,3 —二羧酸醯亞胺' N — 磺醯氧基—5—原菠烯一 2,3 —二羧酸醯亞胺等。 本發明之光阻材料之光酸產生劑之添加量並未 定’一般係對於光阻材料中之固形份1 0 0份(質量 下相同)時,添加0以上1 0份以下,較佳爲〇以 以下。光酸產生劑之比例太高時,會有引起解析度 酸產生 亞胺。 酸酯、 、三苯 - 2, 苯基硫 磺酸酯 氧基) (4-第 醯基) (2,4 氧基) 己氧基 -4 -( 二甲基 (2-甲 偶氮甲 一樟腦 對甲苯 有所限 份,以 上5份 劣化或 -37 - (33) 1336711 顯像/光阻剝離時產生異物等問題。上述光酸產生劑可單 獨或將2種以上混合使用。又,使用曝光波長中透過率較 低之光酸產生劑時,可使用其添加量以控制光阻膜中的透 過率。
本發明之光阻材料中可添加經由酸分解產生酸的化合 物(酸增殖化合物)。适些化合物記載於J· Photopolym. Sci.and Tech., 8.4 3 -44,4 5 -46( 1 995 ), J. Photopolym. Sci. and Tech·, 9.29-30 ( 1 996)。 酸增殖化合物例如第三丁基2-甲基2 -甲苯氧磺醯 氧基甲基乙酸酯、2 —苯基2 —(2—甲苯磺醯氧基乙基)1 ’ 3 _二環氧丁烷等’但並不受此限制。公知之光酸產生 劑中’安定性’特別是熱安定性較差的化合物大部分具有 酸增殖化合物的特性。 本發明之光阻材料中之酸增殖化合物的添加量爲,相 對於光阻材料中之基礎樹脂1 0 0份爲添加2份以下,更佳 爲1份以下。添加量過多時,將因不容易控制擴散狀態, 而容易引起解析度劣化 '圖形形狀劣化等。 本發明所使用之有機溶劑只要是可溶解高分子化合物 、酸產生劑、其他添加劑等之有機溶劑即可.。前述有機溶 劑例如環己酮、甲基_2 —戊酮等之酮類;3 -甲氧基丁醇 、3 —甲基—3_甲氧基丁醇、1 一甲氧基—2 -丙醇、1 — 乙氧基_2 —丙醇等醇類;丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚 、丙二醇單乙醚、乙二醇單乙醚、丙二醇二甲醚、二乙二 醇二甲醚等醚類:丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙 -38- (34)1336711
酸酯 酸甲 丁酯 酯類 定於 產生 氧基 200 物不 、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸丁酯、3 一甲氧基丙 酯、3 -乙氧基丙酸乙酯、乙酸第三丁酯、丙酸第三 、丙二醇單第三丁醚乙酸酯等酯類;γ_ 丁內酯等內 ’其可單獨使用1種或將2種以上混合使用,且不限 上述溶劑。本發明中’前述溶劑中對於光阻成份中酸 劑具有優良溶解性者,例如二乙二醇二甲醚或】_乙 一 2 -丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯及其混合溶劑。 有機溶劑之使用量係對於基礎樹脂1 00份,爲使用 g 1 , 〇 〇 0份,特別是以4 0 0至8 0 0份爲更佳。 本發明之光阻材料中,可添加與本發明之高分子化合 同之其他高分子化合物。 該高分子化合物之具體例有下述式(R1 )及/或下述 式(R2)表示之重量平均分子量1,000〜50,〇〇〇,較佳爲 3,000〜30, 〇〇〇者,但並不限定於此。 (35)1336711 [化 22] H COjR004 H COjR009 H CO2R014 H CO2R015
(式中,RQ(M爲氫原子、甲基或CH2C02Rfl<)3。R0()2爲氫原 子、甲基或C02RQ()3。RQQ3爲碳數1〜15之直鏈狀、支鏈 狀或環狀烷基。RG()4爲氫原子或碳數1至15之含羧基或 羥基之一價烴基。RQQ5至RG()8中之至少1個爲碳數1至 15之含羧基或羥基之一價烴基,其餘爲各自獨立之氫原子 或碳數】至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀之烷基。RG()5至 RQQ8可互相鍵結形成環,此時R〇〇5至rg〇8中之至少1個 爲碳數1至15之含羧基或羥基之二價烴基,其餘爲各自 獨立之單鍵或碳數1至】5之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷 基。R^9爲碳數3至1 5之含有—C02 —部分結構之一價烴 -40- (36) 1336711 基。R〇i。至R〇 13中之至少1個爲碳數2至15之含有_ C〇2 -部分結構之一價烴基,其餘爲各自獨立之氫原子或 碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基。1^1()至Rfln 可互相鍵結形成環,此時RG1G至RG13中之至少1個爲碳 數1至15之含有一 C02_部分結構之二價烴基,其餘爲各 自獨立之單鍵或碳數1至15之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸 ‘烷基。11°14爲碳數7至15之多環式烴基或含有多環式烴 ^ 基之烷基。R1115爲酸不穩定基。R016係氫原子或甲基。 RQ17係碳數1至8之直鏈狀、支鏈狀或環狀之烷基。X爲 CH2 或氧原子。L爲 0 或 1。al·、a2、a3' bl'、b2、b3^ 、cl'、c2·、c3·、dl1、d2’、d3_、e·係 0 以上未達 1 之數 ,且滿足 al' + a2· + a3' + bl· + b2,+ b3' + cr + c2· + c3. + dl· + d2’ + d3’ + e’ = l。f’、g·、h·、i'、j_係 0 以上未達 1 之數,且滿足 f' + g' + h’ + i’+j’=l » χ·、y’、ζ·係 0〜3 之整 數,且滿足 l$x' + y' + z'S5,l$y' + z'S3)。
又,前述各基之具體例如與前述說明相同。 本發明之高分子化合物與其他之高分子化合物的配合 比例係100 : 〇〜10 : 90質量比,特別是以100 : 0〜20 : 80質量比之範圍爲佳。本發明之高分子化合物之配合比低 於上述範圍時,作爲光阻材料時會有未能得到理想性能之 可能性。又,適當改變上述配合比例可調整光阻材料之性 上述高分子化合物不限制1種,亦可添加2種以上。 使用多種高分子化合物時,可調整光阻材料之性能。 -41 - (37)1336711 本發明之光阻材料中可再添加溶解控制劑。溶解控制 劑之平均分子量爲100〜1,000,較佳爲150〜800’且以 分子內具有2個以上之苯酚性羥基之化合物的該苯®性淫 基中之氫原子被酸不穩定基以全體平均0〜100莫耳%的 比例取代的化合物,或分子內具有羧基之化合物的該殘基 之氫原子被酸不穩定基以全體平均50至100莫耳%之比 例取代的化合物爲佳。
又,苯酚性羥基之氫原子被酸不穩定基取代之取代率 係平均苯酚性羥基全體之0莫耳%以上,較佳爲30莫耳 %以上,其上限爲100莫耳% ,更佳爲80莫耳% 。羧基 中氫原子之酸不穩定基取代率,平均而言,爲羧基全體之 50莫耳%以上,較佳爲70莫耳%以上,其上限爲1〇〇莫 耳% 。 此時,具有2個以上前述苯酚性羥基之化合物或具有 羧基之化合物,例如下式(D1)〜(D14)所示之化合物 (38)1336711 [化 23]
(〇H), R101, (〇H) R201
R2〇~r=ry^ R2〇^Xri^X
^〇C
(1)4) (D6·)
(其中,上述式中,R2(n、R2Q2各自爲氫原子、或碳數] 至8之直鏈狀或支鏈狀之烷基或烯基。R2()3爲氫原子或碳 數 1至 8之直鏈狀或支鏈狀之烷基或烯基,或- -43 - 6 (39) 1336711 (R207)hCOOH 爲一 (Ch2), - (i = 2 至 10)、碳數 2 0 5 、 之 或 〇 ,1 之 % 相 乙 例 子 羥 20 基
至】〇之伸芳基、羰基、磺醯基、氧原子或硫原子。R 爲碳數1至10之伸烷基、碳數6至10之伸芳基、羰基 磺醯基 '氧原子或硫原子。r2Q6爲氫原子、碳數1至8 直鏈狀或支鏈狀之烷基、烯基或分別被羥基取代之苯基 萘基。R2G7爲碳數1至]〇之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基 爲氫原子或羥基。j爲0至5之整數。u'h爲0或 。s、t、s’、t1、s’· ' t"係分別滿足 s + t = 8、+ Γ = 5 s’’ + t’’ = 4 ’且爲各苯基骨架中至少具有一個羥基之數。 爲式(D8) 、(〇9)之化合物之分子量爲]00至〗,000 數。) 上述式中,R2Q1、R2Q2例如爲氫原子、甲基、乙基 丁基、丙基、乙烯基、環己基,R203係與R2(n、R2G2爲 同之內容者,或—COOH、一 CH2COOH。R204例如爲伸 基、伸苯基、羰基、磺醯基、氧原子、硫原子等。R2G5 如爲伸甲基或與R2D4爲相同之內容者。R2G6爲例如氫原 、甲基、乙基、丁基、丙基、乙烯基、環己基、分別被 基取代之苯基或萘基等。 溶解阻礙劑之酸不穩定基可使用各種的酸不穩定基 例如下述一般式(L1)至(L4)所示之基、碳數4至 之三級烷基、各烷基之碳數分別爲1至6之三烷基矽烷 、碳數4至20之羰烷基等。 -44 - (40)1336711 [it 24]
(Ll) (L2) (L3) (L4) . (式中,虛線爲鍵結位置及鍵結方向。Rl()I、係表示 % 氫原子或碳數1至丨8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基。 RU3係表示碳數1至18之可具有氧原子等雜原子之一價 烴基。RL(n 與 RL()2、RL0l 與 RLG3、RL02 與 RL03 可相互鍵 結形成環,形成環時,RLQ1、rLG2、rLG3分別爲碳數I至 1 8之直鏈狀或支鏈狀伸烷基。R L(M爲碳數4至20之三級 烷基,各烷基分別爲碳數1至6之三烷基矽烷基、碳數4 至20之羰烷基或以上述一般式(L1)所示之基。RLQ5爲 碳數〗至8之可含有雜原子之一價烴基或碳數6至20之 可被取代之芳基。RL()6爲碳數】至8之可含有雜原子之一 價烴基或碳數6至20之可被取代之芳基。尺^7至rM6爲 各自獨立之氫原子或碳數1至15之可含有雜原子之一價 烴基。rl〇7至rli6可相互鍵結形成環’此時表示爲碳數1 至15之可含有雜原子之二價烴基。R LG7至R Ll6係相鄰 接之碳鍵結,其可未經由其他原子而直接鍵結形成雙鍵° y爲0〜ό之整數。m爲〇或l,n爲0、】'2或3,且滿 足2m + n = 2或3之數)° 各基之具體例如與前述說明爲相同之內容。 -45 - (41) 1336711 上述溶解阻礙劑之添加量爲,相對於基礎樹脂1 00份 爲添加〇至5 0份,較佳爲0至4 0份,更佳爲0至3 0份 ’其可使用1種或將2種以上混合使用。添加量超過50 份時,將會造成圖形之膜衰減,解析度降低等情形。 又,上述之溶解控制劑對於具有苯酚性羥基或羧基之 化合物,可使用有機化學的處方,以導入酸不穩定基之方 式合成。
又,本發明之光阻材料中可再添加〗種或2種以上之 含氮有機化合物。 含氮有機化合物,只要可抑制因酸發生劑所產生之酸 擴散至光阻膜中之擴散速度的化合物即可。添加含氮有機 化合物時,可抑制光阻膜中之酸之擴散速度,提高解析度 ’抑制曝光後之感度變化,或降低基板或環境之依存性, 增加曝光寬容度或圖形之外觀等。 前述含氮有機化合物例如有第1級、第2級、第3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、具有羥苯基之含氮化合物、醇性含氮化合 物、醯胺類、醯亞胺類、胺基甲酸酯類等。 具體而言’第1級之脂肪胺類例如有氨、甲胺、乙胺 、正丙胺、異丙胺、正丁胺、異丁胺、第二丁胺、第三丁 胺、戊胺、第三戊胺、環戊胺、己胺 '環己胺、庚胺、辛 胺 '壬胺、癸胺、月桂胺、十六烷胺' 甲二胺、乙二胺、 四乙撐戊胺等。第二級之脂肪胺族類例如有二甲胺、二乙 -46 - (42) 1336711 胺、二正丙胺、二異丙胺、二正丁胺 '二異丁胺、二第二 丁胺、二戊胺、二環戊胺、二己胺、二環己胺、二庚胺'
, 二辛胺、二壬胺、二癸胺、二月桂胺、二—十六烷胺、N ,N -二甲基甲撐二胺、N,N —二甲基乙二胺、N,N —二 ‘甲基四乙撐戊胺等。第三級之脂肪族胺類例如有三甲胺、 ; 三乙胺、三正丙胺、三異丙胺、三正丁胺、三異丁胺 '三 k 第二丁胺、三戊胺、三環戊胺、三己胺、三環己胺、三庚 胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺、三月桂胺、三_十六院胺 、:Ν,Ν,Ν,,Ν' -四甲基甲二胺、N,N,N.,N1— 四甲 基乙二胺、Ν,Ν,Ν’,Ν’ —四甲基四乙烯戊胺等。 又,混合胺類例如有二甲基乙胺、甲基乙基丙胺 '苯 甲胺、苯乙胺、苯甲基二甲胺等。芳香族胺類及雜環胺類 之具體例有苯胺衍生物(例如苯胺、Ν -甲基苯胺、Ν -乙基苯胺、Ν -丙基苯胺、Ν,Ν —二甲基苯胺、2 —甲基 苯胺、3 -甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺 ^ 、三甲基苯胺、二硝基苯胺、3 -硝基苯胺、4 -硝基苯胺 、2,4 _二硝基苯胺、2,6 -二硝基苯胺、3,5 -二硝基 苯胺、Ν,Ν -二甲基甲苯胺等)、二苯基(對甲苯基) 胺、甲基二苯胺、三苯胺、苯二胺、萘胺、二胺基萘、吡 咯衍生物(例如吡咯、2Η _吡咯、1 _甲基吡咯、2,4 -二甲基吡咯、2,5 —二甲基吡咯、Ν —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、異噻唑等)、咪唑衍生物(例如咪唑、4 -甲基咪唑 、4 -甲基一 2 -苯基咪唑等)、吡唑衍生物、呋咱衍生物 -47 - (43) 1336711
、吡咯啉衍生物(例如吡咯啉、2 -甲基一 1 —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)、咪唑啉衍生物、咪唑並吡啶 衍生物、吡啶衍生物(例如吡啶、甲基Dtt啶、乙基吡啶、 丙基吡啶、丁基吡啶、4 — ( 1 一丁基戊基)吡啶、二甲基 吡啶、三甲基吡啶、三乙基吡啶、苯基咄啶、3 -甲基一 2 -苯基吡啶、4_第三丁基吡啶、二苯基吡啶、苯甲基吡 啶、甲氧基吡啶、丁氧基吡啶、二甲氧基吡啶、4 -吡咯 烷基吡啶、2 — ( 1 —乙基丙基)吡啶、胺基吡啶、二甲胺 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、吡唑烷衍生物、哌啶衍生物、哌嘻衍生物、 嗎啉衍生物 '吲哚衍生物、異吲哚衍生物、]Η -吲唑衍生 物、吲哚啉衍生物、哇啉衍生物(例如鸣啉、3 _曈啉腈 等)、異喹啉衍生物、噌啉衍生物、鸣唑啉衍生物、D奎喔 啉衍生物、酞嗪衍生物、嘌呤衍生物、喋啶衍生物、咔唑 衍生物、菲繞啉衍生物 '吖啶衍生物、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、脲嘧啶衍生物、尿苷衍生物等等。 又,具有羧基之含氮化合物,例如胺基苯甲酸、吲哚 羧酸、胺基酸衍生物(例如尼古丁酸、丙氨酸、精氨酸、 天冬氨酸、檸檬酸、甘氨酸、組氨酸、異賴氨酸、甘氨醯 白氨酸 '白氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸 ' 3 -胺基吡嗪—2 _羧酸、甲氧基丙氨酸)等。具有磺醯 基之含氮化合物例如3 -吡啶磺酸、對甲苯磺酸吡啶鎰等 -48- (44) 1336711 。具有羥基之含氮化合物、肖有羥苯基之含氮化合物、醇 性曰氮化合物例如有2 -羥基吡陡胺基甲酴、2,4 _ D奎 啉一醇、3 -吲哚甲醇氫化;^、單乙醇胺、=乙醇胺、三 乙g?胺、N —乙基—乙醇胺、N,N —二乙基乙醇胺、三異 丙醇胺、2’ 2’-亞胺基=乙醇、2_胺基乙醇、3_胺基_ 1_丙醇、4 —胺基—1— 丁醇、4_ (2_羥乙基)嗎啉、2 一 (2 —經乙基)吼啶' 】—(2 —羥乙基)哌嗪、1 — 〔 2 一 (2 —經基乙氧基)乙基〕哌嗪 '哌嗪乙醇、1 _ ( 2 — 經乙基)卩比咯烷、1 — ( 2 —羥乙基)_ 2 一吡咯烷酮、3 -吡咯烷基_1’ 2_丙二醇、3_吡咯烷基一 1,2 —丙二醇 、8 —經基久洛尼啶、3 -喂啶醇、3 —托品醇、1 _甲基一 2—毗咯烷乙醇、1一氮雜環丙烷乙醇、n_ (2_羥乙基) 肽醯亞胺、N- (2 -羥乙基)異尼古丁醯胺等。醯胺類例
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、Ν’ N—二甲基乙醯胺、丙醯胺、苯 醯胺、1 -環己基吡咯烷酮等。醯亞胺衍生物例如有酞醯 亞胺、琥珀醯亞胺、馬來醯亞胺等。胺基甲酸酯例如有Ν —第三丁氧基羰基_Ν,Ν —二環己胺、Ν_第三丁氧基羰 基苯倂咪唑、噁唑酮等。 又,例如下述式(Β ) - 1所示之含氮有機化合物。 Ν ( X) η ( Υ) 3- π ( Β ) -1 (式中η爲1、2或3 ;側鏈X可爲相同或相異,例如下 -49- (45) 1336711 述式(X ) - 1至(x ) - 3所示者。側鏈Y可爲相同或相 異之氫原子或直鏈狀、支鏈狀或環狀之碳數1至20的烷 基,其可含有醚基或羥基,又,X間可彼此鍵結形成環) [化 25]
式中r3〇0、r3〇2 ' R3〇5爲碳數1至4之直鏈狀、支鏈狀伸 烷基,R3(n、R3 ^爲氫原子或碳數1至20之直鏈狀、支鏈 狀或環狀烷基,可含有1個或多數個羥基、醚基、酯基或 內酯環。 R3()3可爲單鍵或碳數1至4之直鏈狀或支鏈狀伸烷基 ;R31)6爲氫原子、碳數1至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀 烷基,其可含有1個或多數個羥基 '醚基、酯基或內酯環 上述式(Β ) -]所示化合物具體而言,例如三(2 ~ 甲氧甲氧乙基)胺、三{2 - (2—甲氧乙氧基)乙基}胺、 三{2- (2 —甲氧乙氧甲氧基)乙基}胺、三{2- (1—甲 氧乙氧基)乙基}胺、三{2- (1-乙氧乙氧基)乙基}胺 、三{2- (1—乙氧丙氧基)乙基}胺、三〔2—{2— (2~ 羥基乙氧基)乙氧基}乙基〕胺、4’ 7’ 13’ 16’ 21,24 一六氧雜一 1,10 —二氮雜二環〔8,8,8〕二十六烷、4 ,7,13,18 -四氧雜一 1,10 -二氮雜二環〔8,5,5〕 -50 - (46) 1336711 二十烷' 1,4,10,13 -四氧雜一 7,16 —二氮雜二環十 八院、1 一氮雜一 12 —冠—4、1—氮雜一]5 —冠—5、1 — 氮雜一 18 —冠一 6、三(2_甲醯氧乙基)胺、三(2_乙 醯氧乙基)胺、三(2 -丙醯氧乙基)胺、三(2 - 丁醯氧 乙基)胺、三(2-異丁醯氧乙基)胺、三(2-戊醯氧乙 ' 基)胺、三(2 -己醯氧乙基)胺、N,N -雙(2 -乙醯 • 氧乙基)2-(乙醯氧乙醯氧基)乙胺、三(2-甲氧羰氧 ^ 乙基)胺、三(2_第三丁氧羰氧乙基)胺、三[2_(2_ 羰丙氧基)乙基]胺、三[2 _(甲氧羰甲基)氧乙基]胺、 三[2- (第三丁氧羰甲基氧基)乙基]胺、三[2- (環己氧 基羰甲氧基)乙基]胺、三(2 -甲氧羰乙基)胺、三(2 _乙氧基羰乙基)胺、N,N_雙(2_羥乙基)2_ (甲 氧羰基)乙胺,N,N -雙(2 -乙醯氧基乙基)2-(甲 氧羰基)乙胺、N,N -雙(2_羥乙基)2_ (乙氧羰基 )乙胺、N,N —雙(2 —乙醯氧乙基)2 - (乙氧羰基) _乙胺' N,N-M (2 -經乙基)2-(2 -甲氧乙氧幾基) 乙胺、N,N_雙(2 —乙醯氧乙基)2 — (2—甲氧乙氧羰 基)乙胺、N,N -雙(2 —羥乙基)2—(羥基乙氧羰基 )乙胺、N,N —雙(2_乙醯氧乙基)2—(乙醯氧乙氧 羰基)乙胺、N,N_雙(2_羥乙基)2-[(甲氧羰基) 甲氧羰基]乙胺、N,N—雙(2 -乙醯氧乙基)2 —[(甲氧 羰基)甲氧羰基]乙胺、N,N -雙(2 —羥乙基)2- (2 — 羰丙氧羰基)乙胺、N,N —雙(2 -乙醯氧乙基)2— (2 —羰丙氧羰基)乙胺、N,N_雙(2 —羥乙基)2 — (四 -51 - (47) 1336711 氫糠氧基羰基)乙胺、N,N -雙(2 -乙醯氧乙基)2 — > (四氫糠氧基羰基)乙胺、N,N -雙(2 -羥乙基)2-[2 • 一 (羰基四氫呋喃-3-基)氧羰基]乙胺、N,N -雙(2 _乙醯氧乙基)2 - [(2-羰基四氫呋喃一 3_基)氧羰基] ’ 乙胺、N,N-雙(2 -羥乙基)2- (4 一羥基丁氧羰基) .‘ 乙胺、N,N -雙(2-甲醯氧乙基)2— (4 —甲醯氧基丁 • 氧羰基)乙胺、N,N -雙(2 -甲醯氧乙基)2- (2 -甲 % 醯氧乙氧基羰基)乙胺、N,N-雙(2 -甲氧乙基)2 — (甲氧羰基)乙胺、N- (2 -羥乙基)雙[2-(甲氧羰基
)乙基]胺、N- (2 -乙醯氧乙基)雙[2-(甲氧羰基) 乙基]胺、N- (2-羥乙基)雙[2 _(乙氧羰基)乙基]胺 、N- (2-乙醯氧乙基)雙[2-(乙氧羰基)乙基]胺、N 一 (3 -羥基—1_丙基)雙[2 _(甲氧羰基)乙基]胺、N 一 (3 -乙醯氧基一 1_丙基)雙[2 -(甲氧羰基)乙基]胺 、N— (2—甲氧乙基)雙[2 — (甲氧羰基)乙基]胺、N- 丁基雙[2 - (甲氧羰基)乙基]胺、Ν - 丁基雙[2- (2 -甲氧乙氧羰基)乙基]胺' Ν_甲基雙(2 -乙醯氧乙基) 胺、Ν—乙基雙(2 —乙醯氧乙基)胺、Ν—甲基雙(2 — 三甲基乙醯氧乙基)胺、Ν_乙基雙[2 _(甲氧基羰氧基 )乙基]胺、Ν-乙基雙[2 — (第三丁氧羰氧基)乙基]胺 、三(甲氧羰甲基)胺、三(乙氧羰甲基)胺、Ν-丁基 雙(甲氧羰甲基)胺、Ν—己基雙(甲氧羰甲基)胺、β — (二乙胺基)一 δ-戊內醯胺等。 又,例如具有下式(Β ) - 2所示之環狀結構的含氮 -52- (48) 1336711 有機化合物。 [化 26]
(Β)-2 • (式中,X係如上所述,R3e7爲碳數2至20之直鏈狀或 ^ 支鏈狀伸烷基,其可含有1個或多數個羰基、醚基、酯基 或硫酸)。 上述式(B) _2之具體例如1— [2_ (甲氧甲氧基) 乙基]Dth咯烷、1_[2—(甲氧甲氧基)乙基]哌啶、4— [2 —(甲氧甲氧基)乙基]嗎啉、1 一 [2 - [2_ (甲氧乙氧基 )甲氧基]乙基]吡咯烷、1 — [2~ [2— (甲氧乙氧基)甲氧
基]乙基]哌啶、4_[2-[2—(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基] 嗎啉、乙酸2 — Μ —吡咯基)乙酯、乙酸2 -哌啶基乙酯 、乙酸2-嗎啉乙酯、甲酸(I —咄咯基)乙酯、丙酸 2—哌啶基乙酯、乙醯氧乙酸2 -嗎啉乙酯、甲氧基乙酸2 _ (1—吡咯基)乙酯、4 — [2 ~ (甲氧羰氧基)乙基]嗎啉 、1— [2—(第三丁氧羯氧基)乙基]哌啶、4一 [2- (2 —甲氧乙氧羰氧基)乙基]嗎啉、3 — (1_吡咯基)丙酸 甲酯、3 —哌啶基丙酸甲酯、3一嗎啉基丙酸甲酯、3_ ( 硫基嗎啉基)丙酸甲酯、2~甲基一 3- 一吡咯基)丙 酸甲酯、3 -嗎啉基丙酸乙酯' 3 一哌啶基丙酸甲氧羰基甲 酯、3 -(卜吼咯基)丙酸2 —羥乙酯、3 —嗎啉基丙酸2 -53- (49) 1336711
~乙醜氧乙酯、3- (1 —吡咯基)丙酸2 -羰基四氫呋喃 ~ 3〜酯、3 —嗎啉基丙酸四氫糠酯' 3 -哌啶基丙酸縮水 甘油酯、3 -嗎啉基丙酸2 —甲氧基乙酯、3— (1-吡咯基 )丙酸2 — (2-甲氧乙氧基)乙酯、3 -嗎啉基丙酸丁酯 ' 3〜哌啶基丙酸環己酯、α— (1 一吡咯基)甲基_γ 一丁 內醋、β —哌啶基一 γ — 丁內酯、β—嗎啉基_δ —戊內酯、 1'~ Μ咯基乙酸甲酯、哌啶基乙酸甲酯、嗎啉基乙酸甲酯 '硫基嗎啉基乙酸甲酯、1 -吡咯基乙酸乙酯、嗎琳基乙 酸2~甲氧基乙酯。 [it 27]
RJ08一CN ] (B)-3
〇·
R308一CN (B)-4
(B)-5
(Β)-ό (式中X ' R307 ' n係與前述內容相同,R3G8、R3Q9係爲相 同或相異之碳數1至4之直鏈狀或支鏈狀伸烷基) 上述式(B) - 3至(B) _6所示之具有氰基之含氮 有機化合物之具體例如3 - (二乙胺基)丙腈、N,N -雙 -54 - (50) 1336711 (2 -羥乙基)-3-胺基丙腈、N,N -雙(2 -乙醯氧乙 基)_3 -胺基丙腈、N,N -雙(2 -甲醯氧乙基)- 3-.胺基丙腈、N,N —雙(2-甲氧乙基)_3_胺基丙腈、N ,N_雙[2— (甲氧甲氧基)乙基]-3 —胺基丙腈、N—( ’ 2_氰乙基)_N — (2 —甲氧乙基)—3 —胺基丙酸甲酯、 * N - (2-氰乙基)—N— (2—羥乙基)—3 -胺基丙酸甲 ( 酯、N— (2 -乙醯氧乙基)-N- (2_氛乙基)一3_胺 % 基丙酸甲酯、N— (2_氰乙基)-N —乙基_3_胺基丙 腈、N— (2 -氰乙基)一N— (2 -羥乙基)—3 -胺基丙 腈、N— (2 -乙醯氧乙基)—N- (2 -氛乙基)-3—胺 基丙腈、N— (2 -氰乙基)-N- (2-甲醯氧乙基)-3 一胺基丙腈、N- (2_氰乙基)—N— (2 -甲氧乙基) -3 -胺基丙腈、N— (2 -氛乙基)-N— [2-(甲氧甲氧 基)乙基]_3_胺基丙腈、N— (2 -氰乙基)_N_ (3- 羥基_] 一丙基)—3 —胺基丙腈'N— (3_乙醯基_1_
丙基)一 N— (2 —氰乙基)—3_胺基两膳、N— (2 —氰 乙基)一 N— (3_甲醯氧基—1_丙基)—3 —胺基丙腈、 N - (2_氰乙基)—N —四氫糠基_3—胺基丙腈、N,N —雙(2_氰乙基)_3_胺基丙腈、二乙胺基乙腈、N, N -雙(2_羥乙基)胺基乙腈、N,N—雙(2_乙醯氧乙 基)胺基乙腈、N,N -雙(2-甲醯氧乙基)胺基乙腈、 N,N —雙(2 —甲氧乙基)胺基乙腈、N,N -雙[2—(甲 氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N —氰甲基一 N- (2 —甲氧乙 基)-3—胺基丙酸甲酯、N—氰甲基一 N— (2 —羥乙基 -55- (51) 1336711 )一 3 -胺基丙酸甲酯、N_ (2 —乙醯氧乙基)一N —氰 甲基_3 -胺基丙酸甲酯、N —氰甲基一N— (2 -羥乙基 )胺基乙腈、N_ (2 -乙醯氧乙基)-N—(氰甲基)胺 基乙腈、N_氰甲基-N— (2—甲醯氧乙基)胺基乙腈、 N—氰甲基一 N- (2_甲氧乙基)胺基乙腈、N -氰甲基 ' —N-[2_ (甲氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N-(氰甲基 ‘ )一N— (3 -羥基-1 一丙基)胺基乙腈、N- (3 -乙醯 % 氧基一 1-丙基)一 N—(氛甲基)胺基乙腈、N—氰甲基 -N- (3 -甲醯氧基一 1-丙基)胺基乙腈、N,N—雙( 氰甲基)胺基乙腈、1 -吡咯烷基丙腈、1 -哌啶基丙腈、 4 _嗎啉基丙腈、1 _吡咯烷基乙腈、哌啶基乙腈、4 一 嗎啉基乙腈、3 —二乙胺基丙酸氰甲酯、N,N -雙(2 _ 羥乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、:N,N -雙(2 -乙醯氧 乙基)一3 -胺基丙酸氰甲酯、N,N -雙(2 -甲醯氧乙 基)—3 -胺基丙酸氰甲酯、N,N—雙(2 —甲氧乙基) β — 3 —胺基丙酸氰甲酯、N,N_雙[2 — (甲氧甲氧基)乙 基]—3—胺基丙酸氰甲酯、3 -二乙胺基丙酸(2 -氰乙基 )酯、N,N-雙(2 —羥乙基)一3 -胺基丙酸(2_氰乙 基)酯、N,N —雙(2_乙醯氧乙基)一3_胺基丙酸(2 一氰乙基)酯、N,N—雙(2 —甲醢氧乙基)_3 —胺基 丙酸(2-氰乙基)酯、N,N—雙(2—甲氧乙基)-3 — 胺基丙酸(2_氰乙基)酯、N,N —雙[2_ (甲氧甲氧基 )乙基]-3 -胺基丙酸(2-氰乙基)酯、]一吡咯烷基丙 酸氰甲酯' 1 -哌啶基丙酸氰甲酯、4 -嗎啉基丙酸氰甲酯
-56 - (52) 1336711 、1 一吡咯烷基丙酸(2 -氰乙基)酯、1 —哌啶基丙酸(2 一氰乙基)酯、4一嗎啉基丙酸(2-氰乙基)酯。 又,例如下述式(B ) - 7所示具有咪唑骨架及極性 官能基之含氮有機化合物。 [化 2 8] D310 CB)-7
R川 N^r
(式中,R3I<)爲碳數2〜20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之具 有極性官能基的烷基,極性官能基爲含有1個或多數個羥 基、羰基、酯基、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基、縮醛 基》R311、R3^、R313係氫原子、碳數]〜10之直鏈狀、 支鏈狀或環狀烷基、芳基或芳烷基)。
又,例如式(B ) - 8所示之含有苯倂咪唑骨架與極 性官能基之含氮有機化合物。 [化 29] R·”4
(B)-8 (式中R314爲氫原子、碳數1〜10之直鏈狀、支鏈狀或環 狀烷基、芳基或芳烷基。R315爲碳數1〜20之直鏈狀、支 鏈狀或環狀之具有極性官能基的烷基,其爲含有I個以上 酯基、縮醛基、氰基等極性官能基,其他例如可含有1個 -57- (53) 1336711 以上之羥基、羰基、醚基、硫醚基、碳酸酯基)。 又,例如下述式(B) — 9及(B) — 10所不之具有極 性官能基之含氮雜環化合物。 [it 30]
R316 (式中A爲氮原子或eC — R3 22。B爲氮原子或三C — R323 。而R316爲碳數2〜20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之具有極 性官能基的烷基,其可含有1個以上之羥基、羰基、酯基 、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基 '縮醛基等極性官能基 。R317、R318、R319、R32G係氫原子、碳數1〜10之直鏈狀 、支鏈狀或環狀烷基或芳基,或R317與R318、R319與R32Q 各自鍵結形成苯環、萘環或吡啶環。R321爲氫原子、碳數 1〜10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基或芳基。R322、R3 23 爲氫原子、碳數1〜10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基或芳 基。R321與R 3 2 3可鍵結形成苯環或萘環)。 含氮有機化合物之添加量’相對於高分子化合物1 〇 〇 份時’爲0·00】〜2份’又以0.01〜1份爲更佳。添加量低 於〇· 〇〇 1份時,則未能顯現添加效果,超過2份時亦會有 感度過度降低之情形。 -58- (54) 1336711 又’本發明之光阻材料中可添加具有羧基之化合物。 具有羧基之化合物例如可使用1種或2種以上由下述〔I 群〕及〔Π群〕所選出之化合物,但不僅限定於此。添加 本成份可提高光阻之PED安定性,而可改善氮化膜基板上 之邊緣粗糙度。 〔I群〕
下述式(A】)〜(A10)所示之化合物之苯酚性羥基 之龜原子的一部分或全部被—r4G1— co〇h ( R4(H爲碳數1 至10之直鏈狀或支鏈狀之伸烷基)取代所成’且分子中 之苯酚性羥基(C)與一〇 - R4<H_co〇H所示之基(D) 之莫耳比爲C / ( C + D ) = 0 · 1〜1 .0的化合物。 (55)1336711 [化川
(OH),2
(〇H)t2
s2 ,402 (A4)
(式中,r4G8爲氫原子或甲基。R4G2、R4()3係分別爲氫原 子或碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基或烯基。R4M爲氫 -60- (56) 1336711
原子或碳數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基或烯基,或( R4Q9) h-COOIT 基(IV 爲氫原子或—R409-COOH) 。r4°5 爲-(CH2) (i = 2〜10)、碳數6至10之伸芳基、羰 基、磺醯基、氧原子或硫原子。R4<)6爲碳數1至1〇之伸 烷基、碳數6至10之伸芳基、羰基、磺醯基、氧原子或 硫原子。R407爲氫原子或碳數丨至8之直鏈狀或支鏈狀之 烷基、烯基、分別被羥基所取代之苯基或萘基。R4D9爲碳 數1至10之直鏈狀或支鏈狀伸烷基。R4I()爲氫原子或碳 數1至8之直鏈狀或支鏈狀烷基或烯基或—R411— COOH 基。R411爲碳數1至10之直鏈狀或支鏈狀伸烷基。j爲0 至 2 之整數,u、h 爲 0 或 1。si' tl、s2、t2、s3、t3、s4 、係分別滿足 sl+tl=8、s2 + t2 = 5、s3 + t3 = 4、s4 + t.4 = 6, 且爲各苯基骨架中至少具有]個羥基之數。K爲式(A6) 化合物之重量平均分子量1,〇〇〇〜5,000之數;λ爲式(A7 )化合物之重量平均分子量1,000〜1 0,000之數)。 〔η群〕 下述一般式(All)〜(A15)所示化合物。 -61 - (57)1336711 [化 32] (0¾ p402 K s5
Aooh (〇H),5
R402sS
R41】-COOH (A12) (All)
(A15)
COOH
(R4Q2、R4G3、R41 1具有與上述相同之意義。R412係氫原 子或羥基。s5、t5爲s520、t520’且滿足s5+t5 = 5之數 。0 S h,S 2 )。 本成份之具體例如下述一般式(AI — 1)〜(AI—]4 )及(All -〜(All - 10 )所示化合物,但不僅限定 於下述化合物。 -62- (58) 1336711 [化 33]
9H2 COOR1
(AI-3)
(AI-14) -63- (59) 1336711 (R"爲氫原子或_CH2COOH基,各化合物中,R’’之10〜 100莫耳%爲一 CH2COOH基,κ、λ具有與前述相同之意 義)。 [化 34]
—CH2COOH (AH-5)
HO 丨、Jj—C:H2COOH (ΑΠ-6)
COOH
COOH
(ΑΠ-8) C0 (ΑΠ-7)
(ΑΠ-10) 上述具有羧基之化合物的添加量爲相對於基礎樹脂 1 〇 〇份爲〇〜5份,較佳爲0 . 1〜5份,更佳爲0 . 1〜3份, -64- (60) 1336711 最佳爲〇· 1〜2份。超過5份時,光阻材料之解析度會有 降低之可能性。 又,本發明之光阻材料中可再添加作爲添加劑之炔醇 衍生物,添加後,可使保存安定性向上提昇。炔醇衍生物 以使用以下述一般式(S 1 )、 ( S2 )所示化合物爲較佳。 [化 35] 5 502
R.
R 504 -〇f>02 505 λ ΐί·^/ΐ人 τ-> 503
tJ-(C:H2CH20)YH
0~(CH2CH20)yH (SI) (S2)
(式中,R5(M、R502、R5〇3、r5〇4、r5〇5各自爲氫原子、或 碳數1至8之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;X、Y爲〇或 正數,且滿足下述數値。0SX各30,0各Υ各30,0忘X + YS 40卜
炔醇衍生物較佳者爲過苯酚61,過苯酚82,過苯酚 104,過苯酚104Ε,過苯酚ι〇4Η,過苯酚104Α,過苯酚 TG,過苯酌PC’過苯酣440,過苯酣465,過苯酣485 ( 氣體製造及化學公司製)、過苯酚E1 004 (日信化學工業 (株)製)等。 上述炔醇衍生物之添加量,以對光阻材料I 0 0重量% 中爲0.01至2重量% ,更佳爲〇.〇2至1重量% 。低於 0 · 0 1重量%時’則未能得到充份的塗布性及保存安定性之 效果,超過2重量%時則會使光阻材料之解析度降低。 本發明之光阻材料,可在爲提高塗佈性之目的上添加 -65 - (61) (61)
1336711 上述成份以外之任意慣用成份作爲界面 意成份之添加量爲在不妨礙本發明效果 加量。 其中,界面活性劑以非離子性者爲 聚串1乙快醇、氣化丨兀醋、全氣院基胺 E0附加物、含氟有機矽氧烷系化合物 FC-43 0」、「FC-43I」(皆爲住友3M 「S-141」、「S-145」、「KH-10」' 30」' 「KH-40」(皆爲旭硝子公司g 401」、「DS-403」、「DS-451」(皆 )、美格氟「F-8151」(大日本油墨公 092」、「X‘70-093」(皆爲信越化學 。其中較佳者爲氟萊特「F C - 4 3 0」(住 「KH-20」、「KH-30」(皆爲旭硝子 093」(信越化學工業公司製)等。 使用本發明之光阻材料以形成圖形 知之微影蝕刻技術等,例如於矽晶圓等 方式塗佈厚度0.1至2.0/zm之膜,將 至150 °C、1至10分鐘、較佳爲80至 之預熱。其次在上述光阻膜上覆蓋欲形 後,以遠紫外線、準分子雷射線、X線 線在曝光量爲1至200mJ/cm2左右, / cm2下照射。曝光係使用一般的曝光 於光罩與光阻間浸漬液體的1 m m e r s i 〇 η 活性劑。又,此任 之範圍內之一般添 佳,例如全氟烷基 氧化物、全氟烷基 等。例如氟萊特「 公司製)' 沙氟隆 「ΚΗ-20」、「ΚΗ- ε )、優尼但「DS-爲大金工業公司製 :司製)、「X -70-工業公司製)等等 友3Μ公司製)、 > 司製)、「X -70- 之方法,可採用公 基板上以旋轉塗佈 其於加熱板上以60 1 3 0 °C、〗至5分鐘 成目的圖形之光罩 [等高能量線或電子 較佳爲5至]〇〇mJ 法,有時也可使用 方法。接著在加熱 -66- (62) 板卜 、 ’以60至】5(rc、1至5分鐘,較佳爲8〇至i3〇t、 1 3分鐘進行曝光後燒培(PEB )。再使用0.〗至5% , 較f圭胃 9 $ ^ ^ 3 %之四甲基氫氧化銨(ΤΗ AM )等鹼性水溶 顯像液’以〇 · I至3分鐘,較佳爲〇 · 5至2分鐘以浸 潰(H· 、 一 α】Ρ』法、攪拌(puddle )法、噴撒法(spray )法等 用顯影方法,在基板上形成目的之圖形。本發明之光阻 材料特別適合於高能線中,以248〜1 93nm之遠紫外線或 $·」子雷射、X射線及電子線之微細圖形描繪。又,超出 上述範圍之上限或下限時,將有無法得到目的圖形之情形 〇 【實施方式】 w T ’將以合成例及實施例對本發明作更具體之說明 Μ旦本發明不僅限定於下述實施例。 (合成例) 本發明之高分子化合物,例如依以下所示之配方而合 成。 (合成例1 ) Polymer 1之合成 於燒杯中放置187.5g之PGMEA (丙二醇甲基醚乙酸 酯),於攪拌中加熱至80 3C,再將83.6g之甲基丙烯酸3 _乙基—3— ^〇-四環[4.4.0_12,5.]7’1()]十二烷、45.98之2-[2·(甲基丙烯醯氧基)乙氧羰基]環己烷羧酸、】20.5§之 -67 - (63) 1336711
甲基丙烯酸9 -甲氧羰基·4·氧雜三環[4.2.1.03’7]壬-5-酮- 2-基、5.88g之2,2、偶氮二異丁腈、〇.70g之2-氫硫基乙醇 ,及562.5 g之PGMEA混合所得之溶液以4小時時間滴入 燒杯中,滴下後,於8 0 °C下進行2小時熟成。冷卻至室溫 後,在劇烈攪拌下滴入1 0公升己烷中。將所得固形份過 濾後,以401下真空乾燥15小時,得到下述式Polymer 1 所示白色粉末固體狀之高分子化合物。產量爲221 .3g、產 率88.5% 。由iH—NMR光譜之積分比得知共聚組成比爲 3 0/20/50。以GPC分析之聚苯乙烯換算之重量平均分子量 (Mw)爲 6,600。 (合成例2〜47) P〇lymer2〜47之合成 依上述相同方法,或公知之方法合成之P〇丨ymer 2〜 47 °
-68- 乂J (64)1336711 【化3 6】 (polymer 1) p=0.30. q=i.20. if=0J>0. Mw=6,600
(polpuer 2) p=0.50. q=0.10. ¢--0.40, Mw^.POO
(pd)i))er 3) p=0.30. q=0.20. s=0^0. Mw=6.600 (polymer 4) p=0.50. q=0.10. £--=0.40. Mw=6.000
(polymer 5) p=0.25. q=^.10.sMMO. Mw=6.800
(polymer 6) p=0.2i. q=0.10.1=0.25. s=0.40. Mw=6.700
H
OCH3 -69- (65)1336711 【化3 7】 (pol>aner 7) p=0.30.r=0.25‘ s=0.35. M'v=6.600 H >=0
(polymer 8) p=0.45. q=0.I5.1=0.20. ^=0.20. Mvv-6.100
H )=0 H )=0
(pol^ner 9) p=0.50. q=0.10. r=0.20. s=0.20. Μλν=6.000
(pol)iner 10) p=0.25· q=0.10· r=0.25. !?=0·40. Mw=6.(S00
O Η >=0
Ο
(polymer 11) p=0.30. q=0.10.1=0.25. ^=0.35. Mw=6.600
H >=0 H ^=0 Η (poi}7i)er 12) p=0.45.1)=0.15.1^=0.20. s=0.20. Mw-=6.000 H /=0 \ ώ
-70 - (66)1336711
【化3 8】 {ρ〇1>Ί)1β1 13) 1^=0.50. q=0.10, r=0.20. ^=0.20. Mw=5,900 H (polymer 14) h p=0.25. q=0.10.1=0.1^.^0.20. t=0.20 Mw=6.700 (polymei 15) ρ=0.25. ι]=<». 10.1=0.25. s=0.40. Μ^ό.βΟΟ (palvmer 16) p=0.25. q=0.10.1=0.25. $=0.40, Mw=6.700
(pol>〇iier 17) p=0.25. q=0.10.p=0.25. s^=0.40. Mw=6.500
(polymei 】8) p=0.25. q=O.10.1=0.25. ^=0.40. Mw=6.600
-71 - (67)1336711 【化3 9】 (polymer 19) p=0.25. i]=0.10.i=0.2.\ s=0.40. Mw=6.700
H
H =0
(pol^ncr 20) p=0.50. q=0.10.1=0.20. s=0.20, Mw^.OOO
H )q :〇 H
OCH3
(poljmer 21) , p=0.25. q=<).10. r=^).25. ^=0.40. Mw=6.600 (polymer 22) 1^0.50.1)=0.10.1=0.20. >-=0.20. Mw=5.900 (pdymei.23) p=0.25. q=4).10.1=0.25, ^=0.40. Mw=6.700 (pd>ii)er24) p=0.25. q=0.10.1=0.25. >^=0.40. Mw=6.500
-72- (68)1336711
【化4 0】 (polymer 25) 1^=0.25. q=0.10,1=0.25. ί.·=0.40. Mw=6.500 (polyiiiei 26) p=0.30. q=0.I0.1=0.25. ί>=03χ Μ\\=6.400
(polymer 27) p=0.45.1)=0.15.1=^).20. ^=0.20. Mvv=6.100
(polymei 28) p=0.50, q=0.10. j^C.20. ^=0.20. M\\=6.000 (polymer 29) p=0.25.1)=^).10. r=0.25. sM).40. Mw=6.600
H
och3
-73 - (69)1336711 L化4 1】 (pol>mei 31) p=0.45. q=0.15.1=0.20. ^-0.20. Mw~6.200
(polymer 35) p=0.25. q=0.10.1=0.25. sM).40. Mw*=6.800 (polymei 34) p=0.25. q=0.10.1=0.25. jp=0.40. Μ\λ^=6.400
(polymer 36) p=0.25. q=0.10.1=0.25. ί.·=0.40. Mw=6.100
-74 - (70)1336711 【化4 2】 (pohmci 37) p=0.25. q=0.10.1^=0.25. s-0.40. Mw=6.400
(pol)i)ier 38) jy=0.25. q=0.10.1-=0.25. fi=0.40. Mw=6.500 (pol>aiici 39) p=0.30. q=0.10.i=0.25. s=0.35. Mw=6.800 (pol>wei*40) p=0.30. q=K).10.1=0.25. i=0.35. Mw^.SOO
(pdymei 41) p=0.25. q=0.10.1=0.25. sM).40. Mw=6.700
(poivjner 42) p=0:50. (j=0.10. r=O+20. s=0.20. M\v=6.000
-75- Φ、 (71)1336711 【化4 3】 (pohaner 43) ρ=0:25, <τ〇·10, ι=0·25, s=〇.4(>,Mvv=6;800
H
H
H P 0
H )=0
(pdyiuei p=0.50, (T=0.10,1=0.2(丨,s=0.2(丨,Μνν=·%900 (polvinei A5) p=0:50, q=0.10, γ=0·20, s=0,20, Mw=7,500
(polymer 46) p=0.50, <f=0.10, r=0.20, s=0.20? Mvv=7,500 (polymer 47) P=0.50? q=0.10, r=0.20, s=0.20? Mw=7;300
-76 (72) 1336711 (實施例) 對於含有本發明之高分子化合物之光阻材料進行解析 度之評估。 (實施例1〜3 1及比較例1〜5 )
使用上述式所示高分子化合物及作爲比較之下述式所 示高分子化合物(Polymer 48〜52),與酸產生劑 '鹼性 化合物及溶劑依表1所示組成內容進行混合。接著使用鐵 氟隆(註冊商標)過濾器(孔徑〇. 2 μπι )過濾,調製光阻 材料。 -77- (73)1336711 [化 44] (pohauer 48) p=0.50. s=0.50, Mw=63800
(ροΙλ'ηκτ A9) ρ=0.35,Γ=0.25, s=0.40, Mw=6,700
°R (polymer 50) p=0.60,1=0.20, s=0.20, Mvv=6,100 (polyiuei 51) p=0.35,1=0.25, s=0.40. Mw=6,^00
H
to Ο—
(poI>mer 52) !>=().35,1=0.25, s=0.*i0, Mw=6,i00 將此光阻液旋轉塗佈於塗佈有抗反射膜(日產化學公 司製ARC29A、78nm)之矽晶圓上,施予130°C、60秒之 熱處理,形成厚度30〇nm之光阻膜。然後使用ArF準分子 雷射步進機(Nikon (股)公司製’ ΝΑ = 0·68)進行曝光, -78- (74) 1336711 再進行1 Ο 5〜1 3 0 °C、6 0秒之熱處理後,使用2 · 3 8質量% 之四甲基氫氧化銨水溶液進行60秒之攪拌顯像,形成1 : 1之線路與空間圖形。以SEM (掃描型電子顯微鏡)觀察
將顯像後晶圓切斷之截面,使0.1 3 μηι線路與空間以1 : 1 解像之曝光量(最佳曝光量=Eop、nW/cm2 )下形成分離之 線路與空間之最小線寬(μηι )爲評估光阻之解析度。又, 此時之圖形形狀記載於表中,同時觀察是否有圖形剝離之 情形’將其結果分類爲Ο及X '以作爲基板密著性之評估 。顯像缺陷之評估則使用形成有0 · 1 4 μ m之線路與空間圖 形之晶圓,以WIN-WIN50 l2〇OL (亞特蘭大科技公司)測 定缺陷之槪略數目。 實施例之各光阻之組成與評估結果係如表丨m 。t匕 較例之各光阻之組成與評估結果如表2所示。χ^ 表2中,酸產生劑、鹼性化合物及溶劑如下所述。又,溶 劑係全部使用含有〇.〇 1質量%之KH - 20 (旭硝子公司製 )者。 -79- (75)1336711 【表1】
贲施例 樹脂 (質量份) 酸產生劑 (質量份) 絵性化合物 (質a份) 溶劑 (質量份) PEB溫度 (°C) 最佳谣光a (mj/cm2) 解析度 (/zm) 形狀 基板 密著性 顯像 缺陷數 1 polymer 1 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 26 0.13 矩形 〇 <10 2 polymer 2 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 105 23 0.13 矩形 〇 10 〜20 3 polymer 6 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 4 polymer 9 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 24 0.11 矩形 〇 <10 5 polymer 10 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 6 polymer 12 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 25 0.11 矩形 〇 <10 7 polymer 13 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 24 0.11 矩形 〇 <10 8 polymer 15 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 26 0.12 矩形 〇 20 〜50 9 polymer 16 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 27 0.12 矩形 〇 20 〜50 10 polymer 19 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 24 0.12 矩形 〇 <10 11 polymer 20 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 22 0.11 矩形 〇 <10 12 polymer 21 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 13 polymer 22 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 23 0.11 矩形 〇 <10 14 polymer 24 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 15 polymer 25 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 24 0.12 矩形 〇 <10 16 polymer 26 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 23 0.11 矩形 〇 <10 17 polymer 27 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 25 0.11 矩形 〇 <10 18 polymer 28 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 24 0.11 矩形 〇 <10 19 polymer 29 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 20 polymer 30 (SO) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 23 0.11 矩形 〇 <10 21 polymer 31 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 24 0.11 矩形 〇 <10 22 polymer 32 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 23 0.11 矩形 〇 <10 23 polymer 33 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 28 0.12 矩形 〇 10 〜20 24 polymer 34 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 23 0.12 矩形 〇 <10 25 polymer 36 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 26 0.12 矩形 〇 10 〜20 26 polymer 38 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 25 0.12 矩形 〇 <10 27 polymer 41 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 24 0.12 矩形 〇 <10 28 polymer 43 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 115 24 0.12 矩形 〇 <10 29 polymer 45 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) 110 24 0.11 矩形 〇 <10 30 polymer 46 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 25 0.11 矩形 〇 <10 31 polymer 47 (80) TPSNF (2.18) ΤΜΜΕΑ (0.472) PGMEA (640) no 24 0.11 矩形 〇 <10 -80- 1336711 (76) 【表2】 比較例 樹脂 (質量份) 酸產生劑 (質跫份) 鹼性 化合物 (質虽份) 溶劑 (質虽份) PEB 溫度 (°C) S佳 筲光适 (mj/cm2) 解析度 (#m) 形狀 基板 密著性 顯像 缺陷數 polymer 48 (80) TPSNF (2.18) TMMEA (0.472) PGMEA (640) 125 27 0.13 矩形 〇 200〜500 2 polymer 49 (80) TPSNF (2.18) TMMEA (0.472) PGMEA (640) 130 30 0.13 τ- 冠狀 〇 500 〜1000 3 polymer 50 (80) TPSNF (2.18) TMMEA (0.472) PGMEA (640) 125 22 - - X 剝離 200〜500 4 polymer 51 (80) TPSNF (2.18} TMMEA (0.472) PGMEA (640} 115 23 0.12 矩形 〇 100 〜200 5 polymer 52 (80) TPSNF (2.18) TMMEA (0.472) PGMEA (640) 115 22 0.12 矩形 〇 50 〜100 TPSNF :九氟丁烷磺酸三苯基锍 TMMEA :三甲氧基甲氧基乙胺 PGMEA :丙二醇甲基醚乙酸酯 由表1與表2結果得知’本發明之光阻材料’於ArF 準分子雷射曝光中,顯示出優良之感度、解析度、基板密 著性等,且僅出現少許之顯像缺陷。
Claims (1)
1336711 / 公告本 第094 1 20480號專利申請案中文申請專利範圍修正本 .· 民國99年1 1月1〇日修正 ' 十、申請專利範圍 ‘ 1· 一種重量平均分子量爲1,000至50,000之高分子化 合物’其係爲各自含有1種以上下述式(1)、式(2)、 式(4)、式(5)所示重複單位者; V [化7]
⑴ (2) (4) (5)
[式中’ R1、R3、R1G、RI3各自獨立爲氫原子或甲基;R4 爲碳數1至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基,R4可被 含有氧之官能基所取代,及/或碳-碳鍵結間亦可夾有氧原 子;R2爲由下述式(R2-l)至(R2-7)所選出之酸不穩定 基; [化8] ^ ^ ^ ^ Φ ^ 氣 (R2-l) (R2-2) (R2-3) (R2-4) (R2-5) (R2-6) (R2-7) (式中,虛線爲鍵結位置及鍵結方向,R5各自獨立爲碳數 1至10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基;R6、R7爲各自獨 立爲碳數丨至10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,或R6與 1336711 R7相互鍵結並與其鍵結之碳原子共同形成環亦可;Z爲與 鍵結之碳原子共同形成單環或交聯環的碳數2至20之可 含有氧原子的二價烴基,m爲〇或1); R11、R12各自獨立爲氫原子或羥基;R14爲由下述式 (R14-l)至(R14-4)所選出之具有內酯結構之基; [化9]
(R14-l) (R14-2) (R14-3) (R14-4) (式中’虛線爲鍵結位置,R15爲碳數1至1 〇之直鏈狀、 支鍵狀或環狀烷基)]。 2 ·如申請專利範圍第1項之高分子化合物,其中,式 (2)所示重複單位爲下述式所示任意之重複單位,
-2- 1336711
3 ·如申請專利範圍第1或2項之高分子化合物,其中 ,各重複單位之莫耳分率各自爲至少3 % 。 4.如申請專利範圍第3項之高分子化合物,其中,式 (1)所示重複單位之含量爲3〜90莫耳%,式(2)所示 C -3- 1336711 重複單位之含量爲3〜50莫耳%,式(4)所示重複單位 之含量爲3〜80莫耳%,式(5)所示重複單位之含量爲3 〜80莫耳%。 5. —種光阻材料,其特徵爲含有申請專利範圍第1至 4項中任一項之高分子化合物。 6. —種圖形之形成方法,其特徵爲包含將申請專利範 圍第5項之光阻材料塗佈於基板上之步驟,與加熱後介由 光罩以波長3 00nm以下之高能量線或電子線進行曝光之步 驟,與加熱處理後’使用顯影液進行顯影之步驟。
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