TWI499598B - 化合物、樹脂及光阻組成物 - Google Patents

化合物、樹脂及光阻組成物 Download PDF

Info

Publication number
TWI499598B
TWI499598B TW100123275A TW100123275A TWI499598B TW I499598 B TWI499598 B TW I499598B TW 100123275 A TW100123275 A TW 100123275A TW 100123275 A TW100123275 A TW 100123275A TW I499598 B TWI499598 B TW I499598B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
group
hydrocarbon group
examples
represented
resin
Prior art date
Application number
TW100123275A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201206961A (en
Inventor
Hyungjoo Kim
Akira Kamabuchi
Yuichi Mukai
Original Assignee
Sumitomo Chemical Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Chemical Co filed Critical Sumitomo Chemical Co
Publication of TW201206961A publication Critical patent/TW201206961A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI499598B publication Critical patent/TWI499598B/zh

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C317/00Sulfones; Sulfoxides
    • C07C317/26Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton
    • C07C317/30Sulfones; Sulfoxides having sulfone or sulfoxide groups and nitrogen atoms, not being part of nitro or nitroso groups, bound to the same carbon skeleton with sulfone or sulfoxide groups bound to carbon atoms of rings other than six-membered aromatic rings of the carbon skeleton
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/10Esters
    • C08F220/38Esters containing sulfur
    • C08F220/387Esters containing sulfur and containing nitrogen and oxygen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D275/00Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings
    • C07D275/02Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings not condensed with other rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D275/00Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings
    • C07D275/04Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D275/00Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings
    • C07D275/04Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems
    • C07D275/06Heterocyclic compounds containing 1,2-thiazole or hydrogenated 1,2-thiazole rings condensed with carbocyclic rings or ring systems with hetero atoms directly attached to the ring sulfur atom
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D291/00Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen, oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D291/02Heterocyclic compounds containing rings having nitrogen, oxygen and sulfur atoms as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F20/00Homopolymers and copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride, ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F20/02Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms, Derivatives thereof
    • C08F20/10Esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L33/00Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L33/04Homopolymers or copolymers of esters
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0045Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0047Photosensitive materials characterised by additives for obtaining a metallic or ceramic pattern, e.g. by firing
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • G03F7/0397Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition the macromolecular compound having an alicyclic moiety in a side chain

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Thiazole And Isothizaole Compounds (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Description

化合物、樹脂及光阻組成物
本發明係有關一種新穎化合物、包含衍生自該化合物之結構單位之樹脂及包含該樹脂之光阻組成物。
US2006/0194982 A1揭示一種包含衍生自如下式代表之化合物之結構單位之樹脂:
及包含該樹脂之光阻組成物。
本發明係有關下列:<1>一種如式(I)代表之化合物:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,X1 代表C2-C36雜環基,且C2-C36雜環基中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,R2 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C24烴基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,且m代表0至10之整數;<2>根據<1>項之化合物,其係如下式(II)代表:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 分別獨立代表氫原子或C1-C24烴基,且選自R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C24烴基及該環中一個或多個氫原子可被:鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,且C1-C24烴基及該環中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,及t1代表0至3之整數;<3>根據<1>或<2>項之化合物,其係如下式(III)代表:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 分別獨立代表氫原子或C1-C12烴基,且選自R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C12烴基及該環中一個或多個氫原子可被鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,且C1-C12烴基及該環中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,且t2及t3分別獨立代表0至3之整數;<4>根據<1>、<2>或<3>項之化合物,其係如下式(IV)代表:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R19 代表鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,及t4代表0至8之整數;<5>一種樹脂,其包含衍生自<1>至<4>項中任一項之化合物之結構單位;<6>根據<5>項之樹脂,其中該樹脂具有對酸不穩定之基團,且其本身不可溶或難溶於鹼性水溶液,但經酸之作用即可溶於鹼性水溶液;<7>一種光阻組成物,其包含酸發生劑及根據<5>或<6>項之樹脂;<8>根據<7>項之光阻組成物,其中該光阻組成物進一步包含鹼性化合物;<9>一種製造光阻圖案之方法,其包括下列步驟(1)至(5):
(1)在基材上塗佈根據<7>或<8>項之光阻組成物之步驟,
(2)藉由乾燥法形成光阻膜之步驟,
(3)讓光阻膜曝露於輻射之步驟,
(4)烘烤已曝光之光阻膜之步驟,及
(5)使用鹼顯影劑使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
本發明化合物為一種如下式(I)代表之化合物:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,X1 代表C2-C36雜環基,且C2-C36雜環基中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,R2 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C24烴基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,且m代表0至10之整數(下文中簡稱為化合物(I))。
R1 代表之鹵原子實例包括氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。
R1 代表之C1-C6烷基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基,以C1-C4烷基較佳,以C1-C2烷基更佳,且以甲基尤其佳。C1-C6烷基可以具有一個或多個鹵原子,且具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基實例包括全氟甲基、全氟乙基、全氟丙基、全氟異丙基、全氟丁基、全氟第二丁基、全氟第三丁基、全氟戊基、全氟己基、全氯甲基、全溴甲基及全碘甲基。
R1 較佳為氫原子或C1-C6烷基,更佳為氫原子或C1-C4烷基,及尤其佳為氫原子或甲基。
A1 所代表之二價連結基實例包括*-T1 -(CH2 )n-CO-,其中T1 代表-O-或-NH-,n代表1至4之整數,及*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置,及T1 較佳為-O-,及n較佳為1。A1 之實例包括單鍵、*-O-CH2 -CO-、*-O-(CH2 )2 -CO-、*-O-(CH2 )3 -CO-、*-O-(CH2 )4 -CO-、*-O-(CH2 )5 -CO-、*-O-(CH2 )6 -CO-、*-NH-CH2 -CO-、*-NH-(CH2 )2 -CO-、*-NH-(CH2 )3 -CO-、*-NH-(CH2 )4 -CO-、*-NH-(CH2 )5 -CO-及*-NH-(CH2 )6 -CO-,其中*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置。
式(IA)代表之基團:
其中X1 如上述相同定義,且*代表與A1 鍵結之位置,其實例包括下列基團
R2 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C24烴基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,且較佳為R2 每次出現時分別獨立為烷基,更佳為R2 每次出現時分別獨立為C1-C12烷基。鹵原子實例包括氟原子、氯原子、溴原子及碘原子,且以氟原子較佳。C1-C24烴基實例包括脂族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基。脂族烴基實例包括C1-C12烷基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基與辛基。飽和環狀烴基可為單環或多環,且其實例包括單環脂族烴基,如:C3-C12環烷基(例如:環戊基、環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基及環辛基)及多環脂族烴基,如:十氫萘基、金剛烷基、原冰片基、甲基原冰片基及下列基團:
芳香族烴基實例包括C6-C24芳基,如:苯基、萘基、蒽基、對甲基苯基、對第三丁基苯基、對金剛烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯基(cumyl)、菜基(mesityl)、聯苯基、菲基、2,6-二乙基苯基及2-甲基-6-乙基苯基。C1-C12烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基及己氧基。C2-C4醯基實例包括乙醯基、丙醯基及丁醯基,且C2-C4醯氧基實例包括乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。
較佳為m係0至6之整數,且更佳為m係0至4之整數。
化合物(I)較佳為如式(II)代表之化合物:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 分別獨立代表氫原子或C1-C24烴基,且選自R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C24烴基及該環中一個或多個氫原子可被:鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,且C1-C24烴基及該環中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,及t1代表0至3之整數;且更佳為如式(III)代表之化合物:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 分別獨立代表氫原子或C1-C12烴基,且選自R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C12烴基及該環中一個或多個氫原子可被鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,且C1-C12烴基及該環中一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,且t2及t3分別獨立代表0至3之整數;且尤其佳為如式(IV)代表之化合物:
其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表二價連結基,R19 代表鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,及t4代表0至8之整數。
化合物(I)實例包括下列。
化合物(I)之製法可為例如:由2,10-樟腦基磺內醯胺與丙烯酸或甲基丙烯酸,於強鹼(如:氫化鈉)之存在下反應。該反應較佳係在10至30℃下進行,及較佳為在溶劑(如:四氫呋喃及N,N-二甲基甲醯胺)中進行。化合物(I)之單離法可使用有機溶劑(如:乙酸乙酯)自反應混合物中萃取,然後濃縮所得之有機層。所得之化合物(I)可進一步採用習知之純化法(如:管柱層析法)純化。本發明樹脂包含衍生自化合物(I)之結構單位。本發明樹脂中除了衍生自化合物(I)之結構單位外,尚可包含一個或多個衍生自不同於化合物(I)之單體之結構單位。除了衍生自化合物(I)之結構單位外,另包含一個或多個衍生自不同於化合物(I)之單體之結構單位之樹脂中,以樹脂中所有結構單位為100莫耳%計算,該衍生自化合物(I)之結構單位含量通常為3至80莫耳%,較佳為5至70莫耳%,及更佳為10至50莫耳%。不同於化合物(I)之單體實例包括具有對酸不穩定基團之單體及不含對酸不穩定基團之酸穩定性單體。該樹脂可依據已知聚合法製備。
本發明樹脂較佳為其本身不可溶或難溶於鹼性水溶液,但在酸之作用下則可溶於鹼性水溶液。本說明書中,“對酸不穩定之基團”係指該基團可被酸之作用消除。本說明書中,“酯基團”係指“具有羧酸之酯之結構”。明確言之,“第三丁酯基”為“具有羧酸之第三丁酯結構”,且可表示為“-COOC(CH3 )3 ”。對酸不穩定之基團實例包括具有羧酸之酯之結構,如:烷基酯基團(其中與氧原子相鄰之碳原子為四級碳原子)、脂環族酯基團(其中與氧原子相鄰之碳原子為四級碳原子)及內酯基團(其中與氧原子相鄰之碳原子為四級碳原子)。“四級碳原子”係指“該碳原子與氫原子以外之四個取代基結合”。對酸不穩定之基團實例包括如式(10)代表之基團:
其中Ra1 、Ra2 及Ra3 分別獨立代表C1-C8脂族烴基或C3-C20飽和環狀烴基,且Ra1 及Ra2 可互相結合,且與其所鍵結之碳原子共同形成C3-C20環。C1-C8脂族烴基實例包括C1-C8烷基。C1-C8烷基之明確實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基與辛基。C3-C20飽和環狀烴基可為單環狀或多環狀,其實例包括單環脂環族烴基,如:C3-C20環烷基(例如:環戊基、環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基及環辛基)及多環脂環族烴基,如:十氫萘基、金剛烷基、原冰片基、甲基原冰片基及下列基團:
飽和環狀烴基較佳為具有5至16個碳原子。由Ra1 與Ra2 互相結合且與其所鍵結之碳原子共同形成之環實例包括下列基團,且該環較佳為具有3至12個碳原子。
其中Ra3 係如上述之相同定義。較佳為:式(10)代表之基團中,Ra1 、Ra2 與Ra3 分別獨立代表C1-C8烷基,如:第三丁基者;式(10)代表之基團中Ra1 與Ra2 互相結合形成金剛烷基環,且Ra3 為C1-C8烷基,如:2-烷基-2-金剛烷基者;及式(10)代表之基團中Ra1 與Ra2 為C1-C8烷基及Ra3 為金剛烷基,如:1-(1-金剛烷基)-1-烷基烷氧基羰基者。具有對酸不穩定之基團之單體(下文中簡稱為單體(a1))較佳為具有如式(10)所代表之對酸不穩定之基團及碳-碳雙鍵之單體,更佳為在其側鏈具有如式(10)所代表之對酸不穩定之基團之丙烯酸酯單體或在其側鏈具有如式(10)所代表之對酸不穩定之基團之甲基丙烯酸酯單體。單體(a1)之較佳實例包括具有C5-C20飽和環狀烴基之單體。當光阻組成物包含衍生自具有大型結構(如:飽和環狀烴基)之單體之樹脂時,容易得到具有極佳解析度之光阻組成物。
單體(a1)之較佳實例包括如式(a1-1)代表之單體及如式(a1-2)代表之單體:
其中Ra4 與Ra5 分別獨立代表氫原子或甲基,Ra6 與Ra7 分別獨立代表C1-C8脂族烴基或C3-C10飽和環狀烴基,La1 及La2 分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2 )k1 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及k1代表1至7之整數,m1代表0至14之整數,n1代表0至10之整數,及n2代表0或1。Ra4 與Ra5 較佳為甲基。
脂族烴基較佳為具有1至6個碳原子,且該飽和環狀烴基較佳為具有3至8個碳原子及更佳為3至6個碳原子。脂族烴基實例包括C1-C8烷基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基及辛基。飽和環狀烴基可為單環狀或多環狀。飽和單環狀烴基實例包括環烷基,如:環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基、甲基環庚基,且飽和多環狀烴基實例包括十氫萘基、金剛烷基、原冰片基、甲基原冰片基及下列基團:
La1 較佳為*-O-或*-O-(CH2 )f1 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及f1代表1至4之整數,更佳為*-O-或*-O-CH2 -CO-O-,及尤其佳為*-O-。La2 較佳為*-O-或*-O-(CH2 )f1 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及f1如上述之相同定義,更佳為*-O-或*-O-CH2 -CO-O-,尤其佳為*-O-。式(a1-1)中,m1較佳為0至3之整數,更佳為0或1。式(a1-2)中,n1較佳為0至3之整數,更佳為0或1。如式(a1-1)代表之單體實例包括下列:
其中較佳為丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基酯、丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷基酯及甲基丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷基酯,及更佳為甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷基酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷基酯及甲基丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷基酯。如式(a1-2)代表之單體實例包括下列:
其中較佳為丙烯酸1-乙基-1-環己基酯、甲基丙烯酸1-乙基-1-環己基酯、丙烯酸1-乙基-1-環戊基酯及甲基丙烯酸1-乙基-1-環戊基酯,及更佳為甲基丙烯酸1-乙基-1-環己基酯及甲基丙烯酸1-乙基-1-環戊基酯。樹脂中衍生自單體(a1)之結構單位含量,以樹脂中所有結構單位為100莫耳%計算,通常為10至95莫耳%,較佳為15至90莫耳%,及更佳為20至85莫耳%。樹脂可具有兩種或多種衍生自單體(a1)之結構單位。單體(a1)之其他實例包括如式(a1-3)代表之單體:
其中Ra9 代表氫原子、可具有一個或多個取代基之C1-C3脂族烴基、羧基、氰基或-COORa13 基團(其中Ra13 代表C1-C8脂族烴基或C3-C8飽和環狀烴基),該C1-C8脂族烴基及C3-C8飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,且C1-C8脂族烴基與C3-C8飽和環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-O-或-CO-置換,Ra10 、Ra11 及Ra12 分別獨立代表C1-C12脂族烴基或C3-C12飽和環狀烴基,或Ra10 與Ra11 可互相結合,並與Ra10 及Ra11 所鍵結之碳原子共同形成環,且C1-C12脂族烴基及C3-C12飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,且C1-C12脂族烴基及C3-C12飽和環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-O-或-CO-置換。取代基實例包括羥基。可具有一個或多個取代基之C1-C3脂族烴基實例包括甲基、乙基、丙基、羥基甲基及2-羥基乙基。Ra13 實例包括甲基、乙基、丙基、2-側氧基-氧雜環戊烷-3-基及2-側氧基-氧雜環戊烷-4-基。Ra10 、Ra11 及Ra12 實例包括甲基、乙基、環己基、甲基環己基、羥基環己基、側氧基環己基及金剛烷基,由Ra10 與Ra11 互相結合並與Ra10 及Ra11 所鍵結之碳原子共同形成之環實例包括環己烷環及金剛烷環。
如式(a1-3)代表之單體實例包括5-原冰片烯-2-羧酸第三丁酯、5-原冰片烯-2-羧酸1-環己基-1-甲基乙基酯、5-原冰片烯-2-羧酸1-甲基環己基酯、5-原冰片烯-2-羧酸2-甲基-2-金剛烷基酯、5-原冰片烯-2-羧酸2-乙基-2-金剛烷基酯、5-原冰片烯-2-羧酸1-(4-甲基環己基)-1-甲基乙基酯、5-原冰片烯-2-羧酸1-(4-羥基環己基)-1-甲基乙基酯、5-原冰片烯-2-羧酸1-甲基-1-(4-側氧基環己基)乙基酯及5-原冰片烯-2-羧酸1-(1-金剛烷基)-1-甲基乙基酯。當樹脂包含衍生自式(a1-3)所代表單體之結構單位時,衍生自式(a1-3)所代表單體之結構單位之含量基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為10至95莫耳%,較佳為15至90莫耳%,更佳為20至85莫耳%。單體(a1)之其他實例包括如式(a1-4)代表之單體:
其中R10 代表氫原子、鹵原子、C1-C6烷基或C1-C6鹵化烷基,R11 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C2-C4醯基、C2-C4醯氧基、丙烯醯基或甲基丙烯醯基,1a代表0至4之整數,R12 及R13 分別獨立代表氫原子或C1-C12烴基,Xa2 代表單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中一個或多個-CH2 -可被-O--CO-、-S-、-SO2 -或-N(Rc )-置換,其中Rc 代表氫原子或C1-C6烷基,且Ya3 代表C1-C12脂族烴基、C3-C18飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,且該C1-C12脂族烴基、C2-C18飽和環狀烴基及C6-C18芳香族烴基可具有一個或多個取代基。
鹵原子實例包括氟原子。C1-C6烷基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基,以C1-C4烷基較佳,且以C1-C2烷基更佳及以甲基尤其佳。C1-C6鹵化烷基實例包括三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、七氟異丙基、九氟丁基、九氟-第二丁基、九氟-第三丁基、全氟戊基及全氟己基。C1-C6烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基及己氧基,且以C1-C4烷氧基較佳,以C1-C2烷氧基更佳,以甲氧基尤其佳。
C2-C4醯基實例包括包括乙醯基、丙醯基及丁醯基,且C2-C4醯氧基實例包括乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。C1-C12烴基實例包括C1-C12脂族烴基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基及十二烷基,及C3-C12飽和環狀烴基,如:環己基、金剛烷基、2-烷基-2-金剛烷基、1-(1-金剛烷基)-1-烷基及異冰片基。
C1-C17二價飽和烴基實例包括C1-C17烷二基,如:亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一烷-1,11-二基、十二烷-1,12-二基、十三烷-1,13-二基、十四烷-1,14-二基、十五烷-1,15-二基、十六烷-1,16-二基及十七烷-1,17-二基。C1-C12脂族烴基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基及十二烷基。C3-C18飽和環狀烴基實例包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、原冰片基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、異冰片基及下列基團:
C6-C18芳香族烴基實例包括苯基、萘基、蒽基、對甲基苯基、對第三丁基苯基及對金剛烷基苯基。如式(a1-4)所代表單體之實例包括下列:
當樹脂包含衍生自式(a1-4)所代表單體之結構單位時,衍生自式(a1-4)所代表單體之結構單位之含量基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為10至95莫耳%,較佳為15至90莫耳%,更佳為20至85莫耳%。本發明樹脂較佳包含一個或多個衍生自化合物(I)之結構單位、一個或多個衍生自單體(a1)之結構單位及一個或多個衍生自不含對酸不穩定之基團之單體之結構單位。該樹脂可具有兩種或多種衍生自不含對酸不穩定之基團之單體之結構單位。當樹脂包含一個或多個衍生自單體(a1)之結構單位及一個或多個衍生自不含對酸不穩定之基團之單體之結構單位時,該衍生自單體(a1)之結構單位之含量基於樹脂中所有結構單位為100莫耳%計算,通常為10至80莫耳%,較佳為20至60莫耳%。由光阻組成物之乾式蝕刻抗性觀點而言,衍生自單體(a1)之結構單位中,衍生自具有金剛烷基之單體(a1)(尤其是式(a1-1)代表之單體)之結構單位含量較佳為15莫耳%以上。該樹脂較佳為包含衍生自不含對酸不穩定之基團之酸穩定性單體之結構單位。不含對酸不穩定之基團之酸穩定性單體較佳包含一個或多個羥基或內酯環。當該樹脂包含衍生自不含對酸不穩定之基團且具有一個或多個羥基或內酯環之酸穩定性單體之結構單位時,容易得到具有良好解析度且光阻劑對基材具有良好附著性之光阻組成物。下文中,不含對酸不穩定之基團且具有一個或多個羥基之酸穩定性單體簡稱為單體(a2),且不含對酸不穩定之基團且具有內酯環之酸穩定性單體簡稱為單體(a3)。
當本發明光阻組成物用於KrF準分子雷射(波長:248nm)微影技術、EUV微影技術及EB微影技術時,本發明樹脂較佳係包含衍生自不含對酸不穩定之基團且具有一個或多個酚系羥基之酸穩定性單體之結構單位。該樹脂可具有兩種或更多種衍生自不含對酸不穩定之基團且具有一個或多個酚系羥基之酸穩定性單體之結構單位。不含對酸不穩定之基團且具有一個或多個酚系羥基之酸穩定性單體實例包括如式(a2-0)代表之單體:
其中R8 代表氫原子、鹵原子、C1-C6烷基或C1-C6鹵化烷基,R9 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C6烷基、C1-C6烷氧基、C2-C4醯基、C2-C4醯氧基、丙烯醯基或甲基丙烯醯基,ma代表0至4之整數。式(a2-0)中,鹵原子實例包括氟原子。C1-C6烷基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基及己基,且以C1-C4烷基較佳,以C1-C2烷基更佳,以甲基尤其佳。C1-C6烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、異丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基及己氧基,以C1-C4烷氧基較佳,及以C1-C2烷氧基更佳,以甲氧基尤其佳。C2-C4醯基實例包括乙醯基、丙醯基及丁醯基,及C2-C4醯氧基實例包括乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。式(a2-0)中,ma較佳為0、1或2,更佳為0或1,及尤其佳為0。包含衍生自式(a2-0)所代表單體之結構單位之樹脂,其製法為例如:使用以乙醯基保護如式(a2-0)所代表單體中之羥基後所得之單體與其他單體進行聚合後,使用鹼脫除所得聚合物之乙醯基。
式(a2-0)所代表單體實例包括下列:
其中,較佳為4-羥基苯乙烯及4-羥基-α-甲基苯乙烯。當樹脂包含衍生自如式(a2-0)所代表單體之結構單位時,該衍生自如式(a2-0)所代表單體之結構單位之含量,基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為5至90莫耳%,較佳為10至85莫耳%,更佳為15至80莫耳%。當本發明光阻組成物用於ArF準分子雷射(波長:193 nm)微影技術時,本發明樹脂較佳包含衍生自如式(a2-1)所代表單體之結構單位:
其中Ra14 代表氫原子或甲基,Ra15 與Ra16 分別獨立代表氫原子、甲基或羥基,La3 代表*-O-或*-O-(CH2 )k2 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及k2代表1至7之整數,及o1代表0至10之整數。式(a2-1)中,Ra14 較佳為甲基,Ra15 較佳為氫原子,Ra16 較佳為氫原子或羥基,La3 較佳為*-O-或*-O-(CH2 )f1 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及fl代表1至4之整數,更佳為*-O-,及O1較佳為0、1、2或3,更佳為0或1。如式(a2-1)所代表單體實例包括下列:
其中較佳為丙烯酸3-羥基-1-金剛烷基酯、甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷基酯、丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷基酯、甲基丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷基酯、丙烯酸1-(3,5-二羥基-1-金剛烷基氧羰基)甲基酯及甲基丙烯酸1-(3,5-二羥基-1-金剛烷基氧羰基)甲基酯,更佳為甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷基酯及甲基丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷基酯。
當本發明樹脂包含衍生自如式(a2-1)所代表單體之結構單位時,該衍生自如式(a2-1)所代表單體之結構單位含量,基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為3至40莫耳%,較佳為5至35莫耳%,及更佳為5至30莫耳%。
具有內酯環且不含對酸不穩定之基團之酸穩定性單體中之內酯環實例包括單環狀內酯環,如:β-丙內酯環、γ-丁內酯環及γ-戊內酯環,及由單環狀內酯環與其他環形成之縮合環。其中,較佳為γ-丁內酯環及由γ-丁內酯環與其他環形成之縮合環。具有內酯環且不含對酸不穩定之基團之酸穩定性單體之較佳實例包括如式(a3-1)、(a3-2)及(a3-3)所代表之單體:
其中La4 、La5 及La6 分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2 )k3 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及k3代表1至7之整數,Ra18 、Ra19 及Ra20 分別獨立代表氫原子或甲基,Ra21 代表C1-C4脂族烴基,Ra22 及Ra23 每次出現時分別獨立為羧基、氰基或C1-C4脂族烴基,及p1代表0至5之整數,q1與r1分別獨立代表0至3之整數。La4 、La5 及La6 之實例包括如La3 中所述之相同實例。較佳為La4 、La5 及La6 分別獨立代表*-O-或*-O-(CH2 )d1 -CO-O-,其中*代表與-CO-鍵結之位置,及d1代表1至4之整數,更佳為La4 、La5 及La6 為*-O-。Ra18 、Ra19 及Ra20 較佳為甲基。Ra21 較佳為甲基。較佳為Ra22 及Ra23 每次出現時分別獨立為羧基、氰基或甲基。較佳為p1為0至2之整數,更佳為p1為0或1。較佳為q1與r1分別獨立代表0至2之整數,更佳為q1與r1分別獨立代表0或1。如式(a3-1)所代表單體實例包括下列:
雖然下列單體為具有內酯環之對酸不穩定之單體,但樹脂仍可包含衍生自下列單體之結構單位。
如式(a3-2)所代表單體實例包括下列:
雖然下列單體為具有內酯環之對酸不穩定之單體,但樹脂仍可包含衍生自下列單體之結構單位。
如式(a3-3)所代表單體實例包括下列:
雖然下列單體為具有內酯環之對酸不穩定之單體,但樹脂仍可包含衍生自下列單體之結構單位。
其中較佳為丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基酯、甲基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基酯、丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃基酯、甲基丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃基酯、丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基氧基)-2-側氧基乙基酯及甲基丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基氧基)-2-側氧基乙基酯,更佳為甲基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基酯、甲基丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃基酯及甲基丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7 ]壬烷-2-基氧基)-2-側氧基乙基酯。
當本發明樹脂包含衍生自具有內酯環且不含對酸不穩定之基團之酸穩定性單體之結構單位時,其含量基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為5至50莫耳%,較佳為10至45莫耳%及更佳為15至40莫耳%。
不含對酸不穩定之基團之其他單體實例包括如式(a4-1)、(a4-2)與(a4-3)所代表單體:
其中Ra25 及Ra26 分別獨立代表氫原子、可具有一個或多個取代基之C1-C3脂族烴基、羧基、氰基或-COORa27 基團(其中Ra27 代表C1-C36脂族烴基或C3-C36飽和環狀烴基),且C1-C36脂族烴基與C3-C36飽和環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-O-或-CO-置換,但其限制條件為與-COORa27 中Ra27 與-O-所鍵結之碳原子不為三級碳原子,或Ra25 與Ra26 可共同結合形成如-C(=O)OC(=O)-所代表之羧酸酐殘基。C1-C3脂族烴基之取代基實例包括羥基。可具有一個或多個取代基之C1-C3脂族烴基實例包括C1-C3烷基,如:甲基、乙基與丙基,及C1-C3羥基烷基(如:羥基甲基及2-羥基乙基)。如R5 代表之C1-C36脂族烴基較佳為C1-C8脂族烴基,更佳為C1-C6脂族烴基。如R25 代表之C3-C36飽和環狀烴基較佳為C4-C36飽和環狀烴基,更佳為C4-C12飽和環狀烴基。R25 之實例包括甲基、乙基、丙基、2-側氧基-氧雜環戊烷-3-基及2-側氧基-氧雜環戊烷-4-基。如式(a4-3)所代表單體實例包括2-原冰片烯、2-羥基-5-原冰片烯、5-原冰片烯-2-羧酸、5-原冰片烯-2-羧酸甲基酯、5-原冰片烯-2-羧酸2-羥基乙基酯、5-原冰片烯-2-甲醇及5-原冰片烯-2,3-二羧酸酐。當樹脂包含衍生自如式(a4-1)、(a4-2)或(a4-3)所代表單體之結構單位時,其含量基於樹脂中所有結構單位之總莫耳數計算,通常為2至40莫耳%及較佳為3至30莫耳%及更佳為5至20莫耳%。較佳樹脂為包含一種或多種衍生自化合物(I)之結構單位、一種或多種衍生自單體(a1)之結構單位,及衍生自單體(a2)及/或衍生自單體(a3)之結構單位。單體(a1)較佳為如式(a1-1)所代表單體或如式(a1-2)所代表單體,更佳為如式(a1-1)所代表單體。單體(a2)較佳為如式(a2-1)所代表單體,及單體(a3)較佳為如式(a3-1)或(a3-2)所代表單體。
本發明樹脂可依據已知聚合法製備,如:自由基聚合。本發明樹脂較佳為具有2,500以上之重量平均分子量,較佳為3,000以上之重量平均分子量。本發明樹脂較佳為具有50,000以下之重量平均分子量,較佳為30,000以下之重量平均分子量。重量平均分子量可採用凝膠滲透層析法測定。本發明光阻組成物包含本發明樹脂。光阻組成物中樹脂含量,基於固體組成份總量計,較佳為80重量%以上。下文中“固體組成份”係指光阻組成物中除溶劑以外之所有其他組成份。本發明光阻組成物包含酸發生劑。酸發生劑之含量通常為相對於每100重量份樹脂有1重量份以上,較佳為3重量份以上。酸發生劑通常為相對於每100重量份樹脂有30重量份以下,較佳為25重量份以下。酸發生劑為一種物質,該物質本身或含該物質之光阻組成物受到如:光、電子束,等等照射後即分解產生酸。該酸發生劑所產生之酸對樹脂作用,造成樹脂中所含對酸不穩定之基團發生裂解。酸發生劑實例包括非離子性酸發生劑、離子性酸發生劑及其組合。非離子性酸發生劑實例包括有機-鹵素化合物、碸化合物(如:二碸、酮基碸與磺醯基重氮甲烷)、磺酸酯化合物(如:2-硝基苯甲基磺酸酯、芳香族磺酸酯、肟磺酸酯、N-磺醯基氧亞胺、磺醯氧基酮及DNQ 4-磺酸酯)。離子性酸發生劑實例包括鎓鹽化合物,如:重氮鎓鹽、鏻鹽、鋶鹽與碘鎓鹽。鎓鹽之陰離子實例包括磺酸陰離子、磺醯基亞胺陰離子及磺醯基甲基化物陰離子。以鎓鹽化合物較佳。
酸發生劑之其他實例包括記載於JP63-26653 A、JP55-164824 A、JP62-69263A、JP63-146038 A、JP 63-163452 A、JP 62-153853 A、JP 63-146029 A、美國專利案案號3,779,778、美國專利案案號3,849,137、DE專利案案號3914407及EP專利案案號126,712之酸發生劑。酸發生劑之較佳實例包括含氟酸發生劑,且更佳之酸發生劑係如式(B1)代表之鹽類:
其中Q1 及Q2 分別獨立代表氟原子或C1-C6全氟烷基,Lb1 代表單鍵或C1-C17飽和二價烴基(其可具有一個或多個取代基),且飽和二價烴基中一個或多個-CH2 -可被-O-或-CO-置換,Y代表C1-C18脂族烴基或C3-C18飽和環狀烴基,且脂族烴基及飽和環狀烴基可具有一個或多個取代基,且脂族烴基與飽和環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-O-、-SO2 -或-CO-置換,Z+ 代表有機陽離子。C1-C6 全氟烷基實例包括三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基、十一氟戊基及十三氟己基,且以三氟甲基較佳。Q1 及Q2 較佳分別獨立代表氟原子或三氟甲基,及Q1 及Q2 更佳為氟原子。
C1-C17飽和二價烴基實例包括C1-C17伸烷基及具有脂環族二價烴基之二價基團。伸烷基實例包括直鏈烷二基,如:亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基、庚烷-1,7-二基、辛烷-1,8-二基、壬烷-1,9-二基、癸烷-1,10-二基、十一烷-1,11-二基、十二烷-1,12-二基、十三烷-1,13-二基、十四烷-1,14-二基、十五烷-1,15-二基、十六烷-1,16-二基及十七烷-1,17-二基;上述直鏈烷二基中一個或多個氫原子被C1-C4烷基置換所形成之分支鏈烷二基,如:1-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、1-甲基丁烷-1,4-二基及2-甲基丁烷-1,4-二基;二價飽和單環狀烴基,如:伸環烷基,如:1,3-伸環丁基、1,3-伸環戊基、1,4-伸環己基及1,5-伸環辛基;二價飽和多環狀烴基,如:原冰片烷-1,4-二基、原冰片烷-2,5-二基、金剛烷-1,5-二基及金剛烷-2,6-二基;及由選自上述基團所組成群中之兩個或多個基團組合形成之基團。C1-C17二價飽和烴基(其中一個或多個-CH2 -被-O-或-CO-置換)實例包括*-CO-O-Lb2 -、*-CO-O-Lb4 -CO-O-Lb3 -、*-Lb5 -O-CO-、*-Lb7 -O-Lb6 -、*-CO-O-Lb8 -O-及*-CO-O-Lb10 -O-Lb9 -CO-O-,其中Lb2 代表單鍵或C1-C15飽和烴基,Lb3 代表單鍵或C1-C12飽和烴基,Lb4 代表C1-C13飽和烴基(但其限制條件為Lb3 及Lb4 之碳原子總數為1至13),Lb5 代表C1-C15飽和烴基,Lb6 代表C1-C15飽和烴基,Lb7 代表C1-C15飽和烴基(但其限制條件為Lb6 及Lb7 之碳原子總數為1至16),Lb8 代表C1-C14飽和烴基,Lb9 代表C1-C11飽和烴基,Lb10 代表C1-C11飽和烴基(但其限制條件為Lb9 及Lb10 之碳原子總數為1至12),及*代表與-C(R1 )(R2 )鍵結之位置。其中較佳為*-CO-O-Lb2 -,及更佳為*-CO-O-Lb2 -,其中Lb2 為單鍵或-CH2 -。
*-CO-O-Lb2 -之實例包括*-CO-O-及*-CO-O-CH2 -。*-CO-O-Lb4 -CO-O-Lb3 -之實例包括*-CO-O-CH2 -CO-O-、*-CO-O-(CH2 )2 -CO-O-、*-CO-O-(CH2 )8 -CO-O-、*-CO-O-(CH2 )4 -CO-O-、*-CO-O-(CH2 )6 -CO-O-、*-CO-O-(CH2 )8 -CO-O-、*-CO-O-CH2 -CH(CH3 )-CO-O-及*-CO-O-CH2 -C(CH3 )2 -CO-O-。*-Lb5 -O-CO-之實例包括*-CH2 -O-CO-、*-(CH2 )2 -O-CO-、*-(CH2 )8 -O-CO-、*-(CH2 )4 -O-CO-、*-(CH2 )6 -O-CO-及*-(CH2 )8 -O-CO-。*-Lb7 -O-Lb6 -之實例包括*-CH2 -O-CH2 -。*-CO-O-Lb8 -O-之實例包括*-CO-O-CH2 -O-、*-CO-O-(CH2 )2 -O-、*-CO-O-(CH2 )3 -O-、*-CO-O-(CH2 )4 -O-及*-CO-O-(CH2 )6 -O-。*-CO-O-Lb10 -O-Lb9 -CO-O-之實例包括下列:
Lb1 之飽和烴基可具有一個或多個取代基,其實例包括鹵原子、羥基、羧基、C6-C18芳香族烴基、C7-C21芳烷基、C2-C4醯基及縮水甘油基氧基。芳烷基實例包括苯甲基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基、萘甲基及萘乙基。Y中取代基實例包括鹵原子、羥基、側氧基、縮水甘油基氧基、C2-C4醯基、C1-C12烷氧基、C2-C7烷氧基羰基、C1-C12脂族烴基、C1-C12含羥基脂族烴基、C3-C16飽和環狀烴基、C6-C18芳香族烴基、C7-C21芳烷基及-(CH2 )j2 -O-CO-Rb1 -,其中Rb1 代表C1-C16脂族烴基、C3-C16飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基及j2代表0至4之整數。鹵原子實例包括氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。醯基實例包括乙醯基及丙醯基,烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基及丁氧基。烷氧基羰基實例包括甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、異丙氧基羰基及丁氧基羰基。脂族烴基實例包括如上述相同實例。含羥基之脂族烴基實例包括羥基甲基。C3-C16飽和環狀烴基實例包括如上述相同實例,且芳香族烴基實例包括苯基、萘基、蒽基、對甲基苯基、對第三丁基苯基及對金剛烷基苯基。芳烷基實例包括苯甲基、苯乙基、苯丙基、三苯甲基、萘甲基及萘乙基。
Y所代表之C1-C18脂族烴基實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、新戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、1,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、己基、1-甲基戊基、庚基、辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、十一烷基及十二烷基,且以C1-C6烷基較佳。Y所代表之C3-C36飽和環狀烴基實例包括如式(Y1)至(Y26)代表之基團:
其中較佳為如式(Y1)至(Y19)代表之基團,更佳為如式(Y11)、(Y14)、(Y15)及(Y19)代表之基團。以如式(Y11)與(Y14)代表之基團尤其佳。具有一個或多個取代基之Y之實例包括下列:
Y較佳為可具有一個或多個取代基之金剛烷基,更佳為金剛烷基或側氧基金剛烷基。式(B1)代表之鹽之磺酸陰離子中,較佳為其中Lb1 為*-CO-O-Lb2 -之磺酸陰離子,且更佳為如式(b1-1-1)至(b1-1-9)所代表之陰離子。
其中Q1 、Q2 與Lb2 均如上述相同定義,且Rb2 與Rb3 分別獨立代表C1-C4脂族烴基,以甲基較佳。如式(B1)代表之鹽之陰離子實例包括下列。
其中較佳為下列陰離子。
如式(B1)所代表鹽中由Z+ 所代表之陽離子部份之實例包括鎓陽離子,如:鋶陽離子、碘鎓陽離子、銨陽離子、苯并噻唑鎓陽離子及鏻陽離子。其中以鋶陽離子及碘鎓陽離子較佳,以芳基鋶陽離子更佳。
陽離子部份之較佳實例包括如式(b2-1)至(b2-4)所代表之陽離子:
其中Rb4 、Rb5 及Rb6 分別獨立代表C1-C30脂族烴基(其可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、C1-C12烷氧基及C6-C18芳香族烴基)、C3-C18飽和環狀烴基(其可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:鹵原子、C2-C4醯基及縮水甘油基氧基)、或C6-C18芳香族烴基(其可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:鹵原子、羥基、C1-C18脂族烴基、C3-C18飽和環狀烴基及C1-C12烷氧基),Rb7 及Rb8 每次出現時分別獨立為羥基、C1-C12脂族烴基或C1-C12烷氧基,m2及n2分別獨立代表0至5之整數,Rb9 及Rb10 分別獨立代表C1-C18脂族烴基或C3-C18飽和環狀烴基,或Rb9 與Rb10 結合形成C2-C11二價非環狀烴基,其可與相鄰S+ 共同形成一個環,且該二價非環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-CO-、-O-或-S-置換,且Rb11 代表氫原子、C1-C18脂族烴基、C3-C18飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,Rb12 代表C1-C12脂族烴基、C3-C18飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,且該芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:C1-C12脂族烴基、C1-C12烷氧基、C3-C18飽和環狀烴基及C2-C13醯氧基,或Rb11 及Rb12 互相結合形成C1-C10二價非環狀烴基,其再與相鄰之-CHCO-共同形成2-側氧基環烷基,且該二價非環狀烴基中一個或多個-CH2 -可被-CO-、-O-或-S-置換,且Rb13 、Rb14 、Rb15 、Rb16 、Rb17 與Rb18 分別獨立代表羥基、C1-C12脂族烴基或C1-C12烷氧基,Lb11 代表-S-或-O-,且o2、p2、s2及t2分別獨立代表0至5之整數,q2及r2分別獨立代表0至4之整數,及u2代表0或1。
如Rb9 至Rb11 所代表之脂族烴基較佳具有1至12個碳原子。Rb9 至Rb11 所代表之飽和環狀烴基較佳具有3至18個碳原子,及更佳為4至12個碳原子。
脂族烴基之較佳實例包括烷基,如:甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基及2-乙基己基。飽和環狀烴基之較佳實例包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環癸基、2-烷基-α-金剛烷基、1-(1-金剛烷基)-1-烷基及異冰片基。芳香族基之較佳實例包括苯基、4-甲基苯基、4-乙基苯基、4-第三丁基苯基、4-環己基苯基、4-甲氧基苯基、聯苯基及萘基。具有芳香族烴基之脂族烴基實例包括苯甲基。烷氧基實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、第二丁氧基、第三丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、辛氧基、2-乙基己氧基、壬氧基、癸氧基、十一烷基氧基及十二烷基氧基。
由Rb9 與Rb10 結合形成之C3-C12二價非環狀烴基實例包括三亞甲基、四亞甲基及五亞甲基。由相鄰S+ 與二價非環狀烴基互相結合共同形成之環之實例包括硫雜環戊烷-1-鎓環(四氫噻吩鎓環)、硫雜環己烷-1-鎓環及1,4-氧硫雜環己烷-4-鎓環。以C3-C7二價非環狀烴基較佳。
由Rb11 與Rb12 結合形成之C1-C10二價非環狀烴基實例包括亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基及五亞甲基,且環基團實例包括下列。
以C1-C5二價非環狀烴基較佳。
上述陽離子中,以式(b2-1)所代表之陽離子較佳,以式(b2-1-1)所代表之陽離子更佳。以三苯基鋶陽離子尤其佳。
其中Rb19 、Rb20 與Rb21 每次出現時分別獨立為鹵原子(較佳為氟原子)、羥基、C1-C18脂族烴基、C3-C18飽和環狀烴基或C1-C12烷氧基,且脂族烴基中一個或多個氫原子可被羥基、C1-C12烷氧基或C6-C18芳香族烴基置換,且飽和環狀烴基中一個或多個氫原子可被鹵原子、縮水甘油基氧基或C2-C4醯基置換,及v2、w2及x2分別獨立代表0至5之整數。
脂族烴基較佳為具有1至12個碳原子,且該飽和環狀烴基較佳為具有4至18個碳原子,及v2、w2及x2分別獨立代表0或1。
較佳為Rb19 、Rb20 及Rb21 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,及v2、w2及x2分別獨立代表0至5之整數。更佳為Rb19 、Rb20 及Rb21 每次出現時分別獨立為氟原子、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基,及v2、w2及x2分別獨立代表0或1。
如式(b2-1)所代表陽離子之實例包括下列:
如式(b2-2)所代表陽離子之實例包括下列:
如式(b2-3)所代表陽離子之實例包括下列:
如式(b2-4)所代表陽離子之實例包括下列:
如式(B1)所代表鹽之實例包括其中陰離子為如上述定義之任一種陰離子且其中陽離子為如上述定義之任一種有機陽離子之鹽類。鹽類之較佳實例包括式(b1-1-1)至(b1-1-9)所代表之任一種陰離子與如式(b2-1-1)所代表陽離子之組合,及如式(b1-1-3)至(b1-1-5)所代表之任一種陰離子與如式(b2-3)所代表陽離子之組合。
以如式(B1-1)至(B1-17)所代表之鹽類較佳,且以如式(B1-1)、(B1-2)、(B1-6)、(B1-11)、(B1-12)、(B1-13)及(B1-14)所代表之鹽類更佳。
酸發生劑可組合兩種或多種使用。
本發明光阻組成物中,可藉由添加淬滅劑例如鹼性化合物以避免因曝光後延遲效應以致酸失活所引起之性能惡化。鹼性化合物含量通常占固體組成份之0.01至1重量%。
該鹼性化合物以有機鹼化合物較佳,且以含氮有機鹼化合物更佳。
其實例包括胺化合物,如:脂族胺及芳香族胺及銨鹽。脂族胺實例包括一級胺、二級胺與三級胺。芳香族胺實例包括芳香族胺(其中芳香族環具有一個或多個胺基,如:苯胺),及雜芳香族胺(如:吡啶)。其較佳實例包括以式(C2)代表之芳香族胺:
其中Arc1 代表芳香族烴基,及Rc5 與Rc6 分別獨立代表氫原子、脂族烴基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、胺基、具有一個或二個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基。
脂族烴基較佳為烷基,且飽和環狀烴基較佳為環烷基。該脂族烴基較佳為具有1至6個碳原子。該飽和環狀烴基較佳為具有5至10個碳原子。該芳香族烴基較佳為具有6至10個碳原子。
作為如式(C2)代表之芳香族胺者,以如式(C2-1)代表之胺較佳:
其中Rc5 及Rc6 係如上述之相同定義,且Rc7 每次出現時分別獨立為脂族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、胺基、具有一個或二個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基,且m3代表0至3之整數。該脂族烴基較佳為烷基,及該飽和環狀烴基較佳為環烷基。該脂族烴基較佳為具有1至6個碳原子。該飽和環狀烴基較佳為具有5至10個碳原子。該芳香族烴基較佳為具有6至10個碳原子。該烷氧基較佳為具有1至6個碳原子。
如式(C2-2)代表之銨鹽亦較佳:
其中Rc8’ 、Rc9’ 、Rc10’ 與Rc11’ 分別獨立代表脂族烴基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、胺基、具有一個或二個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基,且An- 代表OH- 。該脂族烴基較佳為烷基,且該飽和環狀烴基較佳為環烷基。該脂族烴基較佳為具有1至8個碳原子。該飽和環狀烴基較佳為具有5至10個碳原子。該芳香族烴基較佳為具有6至10個碳原子。該烷氧基較佳為具有1至6個碳原子。
如式(C2)代表之芳香族胺實例包括1-萘基胺、2-萘基胺、苯胺、二異丙基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、4-硝基苯胺、N-甲基苯胺、N,N-二甲基苯胺及二苯基胺,其中以二異丙基苯胺較佳,以2,6-二異丙基苯胺更佳。如式(C2-2)代表之銨鹽實例包括氫氧化四甲基銨及氫氧化四丁基銨。
其他鹼性化合物實例包括如式(C3)至(C11)代表之胺類
其中Rc8 、Rc20 、Rc21 、及Rc23 至Rc28 分別獨立代表脂族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、胺基、具有一個或二個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基,Rc9 、Rc10 、Rc11 至Rc14 、Rc16 至Rc19 ,及Rc22 分別獨立代表氫原子、脂族烴基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有一個或多個選自下列基團所成群組之取代基:羥基、胺基、具有一個或二個C1-C4烷基之胺基及C1-C6烷氧基,Rc15 每次出現時分別獨立為脂族烴基、飽和環狀烴基或烷醯基,Lc1 及Lc2 分別獨立代表二價脂族烴基、-CO-、-C(=NH)-、-C(=NRc3 )-、-S-、-S-S-或其組合,及Rc3 代表C1-C4烷基,o3至u3分別獨立代表0至3之整數,n3代表0至8之整數。
該脂族烴基較佳為具有1至6個碳原子,及該飽和環狀烴基較佳為具有3至6個碳原子,該烷醯基較佳為具有2至6個碳原子,及該二價脂族烴基較佳為具有1至6個碳原子。該二價脂族烴基較佳為伸烷基。
如式(C3)所代表之胺實例包括己基胺、庚基胺、辛基胺、壬基胺、癸基胺、二丁基胺、二戊基胺、二己基胺、二庚基胺、二辛基胺、二壬基胺、二癸基胺、三乙基胺、三甲基胺、三丙基胺、三丁基胺、三戊基胺、三己基胺、三庚基胺、三辛基胺、三壬基胺、三癸基胺、甲基二丁基胺、甲基二戊基胺、甲基二己基胺、甲基二環己基胺、甲基二庚基胺、甲基二辛基胺、甲基二壬基胺、甲基二癸基胺、乙基二丁基胺、乙基二戊基胺、乙基二己基胺、乙基二庚基胺、乙基二辛基胺、乙基二壬基胺、乙基二癸基胺、二環己基甲基胺、參[2-(2-甲氧基乙氧基)乙基]胺、三異丙醇胺、伸乙基二胺、四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、4,4’-二胺基-1,2-二苯基乙烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二苯基甲烷及4,4’-二胺基-3,3’-二乙基二苯基甲烷。
如式(C4)所代表之胺實例包括哌。如式(C5)所代表之胺實例包括嗎啉。如式(C6)所代表之胺實例包括哌啶及如JP 11-52575 A所揭示具有哌啶骨架之受阻胺化合物。如式(C7)所代表之胺實例包括2,2’-亞甲基雙苯胺。如式(C8)所代表之胺實例包括咪唑及4-甲基咪唑。如式(C9)所代表之胺實例包括吡啶與4-甲基吡啶。如式(C10)所代表之胺實例包括二-2-吡啶基酮、1,2-二(2-吡啶基)乙烷、1,2-二(4-吡啶基)乙烷、1,3-二(4-吡啶基)丙烷、1,2-雙(2-吡啶基)乙烯、1,2-雙(4-吡啶基)乙烯、1,2-二(4-吡啶基氧基)乙烷、4,4’-二吡啶基硫化物、4,4’-二吡啶基二硫化物、2,2’-二吡啶基胺及2,2’-二皮考基胺。如式(C11)代表之胺實例包括聯吡啶。
本發明光阻組成物通常包含一種或多種溶劑。溶劑實例包括二醇醚酯,如:乙酸乙賽璐蘇、乙酸甲賽璐蘇及丙二醇單甲基醚乙酸酯;二醇醚類,如:丙二醇單甲基醚;非環狀酯,如:乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯及丙酮酸乙酯;酮類,如:丙酮、甲基異丁基酮、2-庚酮及環己酮;及環狀酯,如:γ-丁內酯。
溶劑用量通常占本發明光阻組成物總量之90重量%以上,較佳為92重量%以上,更佳為94重量%以上。溶劑用量通常占本發明光阻組成物總量之99.9重量%以下。包含溶劑之光阻組成物較佳係用於製造薄層光阻圖案。
本發明光阻組成物若必要時,可包含少量之各種添加劑,如:敏化劑、溶解抑制劑、其他聚合物、界面活性劑、安定劑及染料,只要不阻礙本發明之效果即可。
光阻圖案可由下列步驟(1)至(5)製成:
(1)在基板上塗佈本發明光阻組成物之步驟,
(2)藉由乾燥法形成光阻膜之步驟,
(3)使光阻膜曝露於輻射之步驟,
(4)烘烤曝光後光阻膜之步驟,及
(5)使用鹼顯影劑使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
在基板上塗佈光阻組成物之方法通常採用一般裝置進行,如:旋轉塗佈機。
光阻膜之形成通常採用加熱裝置進行,如:加熱板或減壓器,且加熱溫度通常為50至200℃,操作壓力通常為1至1.0×105 Pa。
所得光阻膜採用曝光系統接受輻射曝光。曝光法通常透過具有對應於所需光阻圖案之圖案的遮罩進行曝光。曝光源之實例包括發射UV-範圍雷射光之光源,如:KrF準分子雷射(波長:248nm)、ArF準分子雷射(波長:193nm)及F2 雷射(波長:157nm),與轉換固體雷射光源之雷射光波長而發射遠UV範圍或真空UV範圍之諧波雷射光之光源(如:YAG或半導體雷射)。
曝光後光阻膜之烘烤溫度通常為50至200℃,較佳為70至150℃。
烘烤後光阻膜之顯影通常使用顯影裝置進行。所使用之鹼顯影劑可為相關技藝上使用之任何各種鹼水溶液。通常,經常使用氫氧化四甲基銨或氫氧化(2-羥乙基)三甲基銨(俗稱“膽鹼”)之水溶液。顯影後,所形成之光阻圖案較佳使用超純水洗滌,且最好排除殘留在光阻圖案與基板之水。
本發明光阻組成物可提供展現良好線邊粗糙度及曝光寬容度之光阻圖案,因此本發明光阻組成物適用於ArF準分子雷射微影技術、KrF準分子雷射微影技術、ArF浸潤式微影技術、EUV(極短紫外線)微影技術、EUV浸潤式微影技術與EB(電子束)微影技術。
實施例
本發明將利用實施例更明確說明,該等實施例未限制本發明之範圍。
“%”與“份”係用於代表下列實施例及對照例所使用任何成份之含量及任何材料之用量,其係以重量計,除非另有明確說明。下列實施例所採用任何材料之重量平均分子量均為凝膠滲透層析法之測定值[HLC-8120GPC型,管柱(具前導保護管柱之三支管柱):TSKgel Multipore HXL -M,製造商東曹公司,溶劑:四氫呋喃,流速:1.0mL/min.,檢測器:RI檢測器。管柱溫度:40℃,注射體積:100μL],採用東曹公司製造之標準聚苯乙烯作為標準參考物。化合物之結構係由NMR(ECA-500型,製造商JEOL LTD.)及質譜儀(JMS-700,製造商JEOL LTD.)測定。
實施例1<如式(I-1)所代表化合物之合成法>
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中添加16.89份氫化鈉及152份甲苯。所得混合物調整至內溫23℃。以1小時時間,在混合物中滴加由55.56份(-)-2,10-樟腦基磺內醯胺溶於345份甲苯中製成之溶液。以1小時時間,在所得混合物中滴加以108份甲苯稀釋34.97份氯乙醯氯所製成之溶液。攪拌所得混合物6小時。在所得反應混合物中,添加305份水後,以457份乙酸乙酯萃取。所得有機層依序經152份1M飽和碳酸氫鈉水溶液及251份氯化鈉水溶液洗滌。有機層經硫酸鎂脫水。脫水後,有機層濃縮,殘質經矽膠層析法純化(展開溶劑:庚烷與乙酸乙酯),得到58.67份如式(II-1)代表之化合物。
1 H-NMR(500.16 MHz,CDCl3 ): δ 0.98(s,3H),1.15(s,3H),1.35-1.47(m,2H),1.87-1.97(m,3H),2.10(q,J=7.65 Hz,1H),2.15-2.20(m,1H),3.52(q,J=13.75 Hz,2H),3.90(q,J=5.35 Hz,1H),4.50(s,2H)
13 C-NMR(125.77 MHz,CDCl3 ): δ 19.78,20.66,26.31,32.69,37.93,42.29,44.46,47.81,49.11,52.60,65.40,164.59FD-MS:計算值291.07,實測值291
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中添加25.95份甲基丙烯酸與259份N,N-二甲基甲醯胺。在所得混合物中添加41.65份碳酸鉀及12.51份碘化鉀,然後加熱所得反應混合物至50℃。以1小時時間,在混合物中滴加由58.63份如式(II-1)所代表化合物溶於120份N,N-二甲基甲醯胺中製成之溶液。攪拌所得混合物6小時。在所得混合物中添加520份水與390份乙酸乙酯,然後進行萃取。所得有機層經520份水洗滌。有機層經硫酸鎂脫水。脫水後,有機層濃縮,殘質經矽膠層析法純化(展開溶劑:庚烷與乙酸乙酯),得到67.24份如式(I-1)代表之化合物。
1 H-NMR(500.16 MHz,CDCl3 ): δ 0.98(s,3H),1.17(s,3H),1.35(q,J=9.20 Hz,1H),1.46(t,J=9.20 Hz,1H),1.88-1.95(m,3H),1.97(s,3H),2.05(d,J=8.45 Hz,1H),2.17-2.22(m,1H),3.53(q,J=13.75 Hz,2H),3.89(q,J=4.55 Hz,1H),5.06(s,2H),5.65(d,J=1.55 Hz,1H),6.21(s,1H)
13 C-NMR(125.77 MHz,CDCl3 ): δ 17.82,19.41,20.32,20.54,23.61,26.01,28.84,32.26,37.60,44.22,47.47,49.13,52.05,61.66,64.50,126.35,134.97,165.43,165.89FD-MS:計算值341.13,實測值342
下列實例中,採用如下列式所代表之單體(A)、單體(B)、單體(C)、單體(D)及單體(1-1):
實施例2<樹脂A1之合成>
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中,將單體(A)、單體(B)、單體(C)、單體(D)及單體(I-1)依25/3/43/14/15(單體(A)/單體(B)/單體(C)/單體(D)/單體(I-1))之莫耳比例混合,並添加占所有單體總量1.5倍份之1,4-二烷,製成溶液。在所得溶液中添加作為引發劑之偶氮雙異丁腈(其比例為所有單體總莫耳量之0.8莫耳%)及作為引發劑之偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(其比例為所有單體總莫耳量之2.4莫耳%),所得混合物於66℃下加熱約5小時。所得反應混合物倒至含大量甲醇與水之混合物中,造成沉澱,並重覆操作此過程2次,進行純化。結果得到重量平均分子量為1.6×104 之樹脂,產率74%。該樹脂具有下列結構單位,稱為樹脂A1。
實施例3<樹脂A2之合成>
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中,將單體(A)、單體(B)、單體(C)、單體(D)及單體(I-1)依25/3/45/18/9(單體(A)/單體(B)/單體(C)/單體(D)/單體(I-1))之莫耳比例混合,並添加占所有單體總量1.5倍份之1,4-二烷,製成溶液。在所得溶液中添加作為引發劑之偶氮雙異丁腈(其比例為所有單體總莫耳量之1莫耳%)及作為引發劑之偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(其比例為所有單體總莫耳量之3莫耳%),所得混合物於75℃下加熱約5小時。所得反應混合物倒至含大量甲醇與水之混合物中,造成沉澱,並重覆操作此過程2次,進行純化。結果得到重量平均分子量為8.2×103 之樹脂,產率71%。該樹脂具有下列結構單位,稱為樹脂A2。
實施例4<樹脂A3合成法>
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中,將單體(A)、單體(C)、單體(D)及單體(I-1)依25/45/18/12(單體(A)/單體(C)/單體(D)/單體(I-1))之莫耳比例混合,並添加占所有單體總量1.5倍份之1,4-二烷,製成溶液。在所得溶液中添加作為引發劑之偶氮雙異丁腈(其比例為所有單體總莫耳量之1莫耳%)及作為引發劑之偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(其比例為所有單體總莫耳量之3莫耳%),所得混合物於75℃下加熱約5小時。所得反應混合物倒至含大量甲醇與水之混合物中,造成沉澱,並重覆操作此過程2次,進行純化。結果得到重量平均分子量為8.5×103 之樹脂,產率71%。該樹脂具有下列結構單位,稱為樹脂A3。
比較之樹脂合成例1<樹脂H1之合成>
在加裝冷凝器與攪拌器之四頸燒瓶中,將單體(A)、單體(B)、單體(C)依50/25/25(單體(A)/單體(B)/單體(C))之莫耳比例混合,並添加占所有單體總量1.5倍份之1,4-二烷,製成溶液。在所得溶液中添加作為引發劑之偶氮雙異丁腈(其比例為所有單體總莫耳量之1莫耳%)及作為引發劑之偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)(其比例為所有單體總莫耳量之3莫耳%),所得混合物於77℃下加熱約5小時。所得反應混合物倒至含大量甲醇與水之混合物(甲醇/水=3/1)中,造成沉澱,並重覆操作此過程2次,進行純化。結果得到重量平均分子量為8.0×103 之樹脂,產率60%。該樹脂具有下列結構單位,稱為樹脂H1。
實施例5至7及比較例1
<樹脂>
A1:樹脂A1
A2:樹脂A2
A3:樹脂A3
H1:樹脂H1
<酸發生劑>
B1:
B2:
<鹼性化合物(淬滅劑)>
C1:2,6-二異丙基苯胺
<溶劑>
Y1:丙二醇單甲基醚乙酸酯 280份
2-庚酮 20份
丙二醇單甲基醚 20份
γ-丁內酯 3份
混合下列組成份並溶解,進一步通過孔徑0.2 μm之氟樹脂濾器過濾,製備光阻組成物。
樹脂(種類與用量說明於表1)
酸發生劑(種類與用量說明於表1)
鹼性化合物(種類與用量說明於表1)
溶劑Y1
分別在直徑12吋之矽晶圓上塗佈“SR-309”,其係一種有機抗反射塗層組成物(購自Nissan Chemical Industries,Ltd.),然後於205℃下烘烤60秒,形成厚度930之有機抗反射塗層。採用旋轉塗佈法,在抗反射塗層上塗佈如上述製成之各光阻組成物,使乾燥後所得膜層厚度為85nm。已塗佈各光阻組成物之矽晶圓再分別在直接加熱板上,依表1中“PB”欄所示之溫度預烘烤60秒。採用ArF準分子雷射步進器進行浸潤式曝光(“XT:1900Gi”,製造商ASML,NA=1.35,3/4環(Annular),X-Y偏振),所形成具有各光阻膜之晶圓再進行直線與間隙圖案曝光,曝光量則逐步變化。
曝光後,各晶圓再於加熱板上,依表1中"PEB"欄所示之溫度進行後烘烤60秒,然後使用2.38重量%氫氧化四甲基銨水溶液進行槳板式顯影60秒。
採用掃瞄式電子顯微鏡觀察有機抗反射塗層上顯影後之各光阻圖案,結果示於表2。
有效敏感度(ES):以曝光及顯影後50nm線圖案與間隙圖案達1:1時所需之曝光量表示。
線邊粗糙度(LER):採用掃瞄式電子顯微鏡觀察光阻圖案,並測量光阻圖案中粗糙邊表面之最高點高度與最低點高度間之差值。當差值為5 nm以下時,LER良好且在評量表中以“○”表示,若差值超過5 nm時,LER不良,且在評量表中以“×”表示。差值越小表示該光圖案越佳。
曝光寬容度(EL):採用掃瞄式電子顯微鏡觀察在曝光量為ES±10%且經顯影後之光阻圖案中,由線圖案產生之間隙圖案裂縫。由所得50nm線與間隙圖案之線寬度相對於形成該圖案之曝光量作圖,以曝光量為橫軸,以圖案之線寬為縱軸。當圖中線斜率之絕對值為1.1nm/(MJ/cm2 )以下時,其曝光寬容度極佳,並在評量表中以“◎”表示,當圖中線斜率之絕對值超過1.1nm/(MJ/cm2 )且為1.3nm/(MJ/cm2 )以下時,其曝光寬容度佳,並在評量表中以“○”表示,當圖中線斜率之絕對值超過1.3nm/(MJ/cm2 )且為1.5nm/(MJ/cm2 )以下時,其曝光寬容度正常,並在評量表中以“△”表示,當圖中線斜率之絕對值超過1.5nm/或50nm線及間隙圖案無法顯影時,其曝光寬容度差,並在評量表中以“×”表示。
包含本發明樹脂之本發明光阻組成物提供具有良好線邊緣粗糙度及曝光寬容度之良好光阻圖案。

Claims (9)

  1. 一種如式(I)代表之化合物: 其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表單鍵或*-T1 -(CH2 )n-CO-,T1 代表-O-或-NH-,n代表1至6之整數,*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置,X1 代表C2-C36雜環基,且該C2-C36雜環基中之一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,R2 每次出現時分別獨立為鹵原子、羥基、C1-C24烴基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,且m代表0至10之整數。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之化合物,其係以下式(II)代表者: 其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表單鍵或*-T1 -(CH2 )n-CO-,T1 代表-O-或-NH-,n代表1至6之整數,*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置,R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 分別獨立代表氫原子或C1-C24烴基,且選自R3 、R4 、R5 、R6 、R7 及R8 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C24烴基及該環中之一個或多個氫原子可被:鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,C1-C24烴基及該環中之一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,及t1代表0至3之整數。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之化合物,其係以下式(III)代表者: 其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表單鍵或*-T1 -(CH2 )n-CO-,T1 代表-O-或-NH-,n代表1至6之整數,*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置,R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 分別獨立代表氫原子或C1-C12烴基,且選自R9 、R10 、R11 、R12 、R13 、R14 、R15 、R16 、R17 及R18 中之至少二者可互相結合形成環,且C1-C12烴基及該環中之一個或多個氫原子可被鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基置換,C1-C12烴基及該環中之一個或多個-CH2 -可被-CO-或-O-置換,且t2及t3分別獨立代表0至3之整數。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之化合物,其係以下式(IV)代表者: 其中R1 代表氫原子、鹵原子或可具有一個或多個鹵原子之C1-C6烷基,A1 代表單鍵或*-T1 -(CH2 )n-CO-,T1 代表-O-或-NH-,n代表1至6之整數,*代表與CH2 =C(R1 )-CO-鍵結之位置,R19 代表鹵原子、羥基、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、C2-C4醯基或C2-C4醯氧基,及t4代表0至8之整數。
  5. 一種樹脂,其包含衍生自如申請專利範圍第1項所述之化合物之結構單位。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之樹脂,其中該樹脂具有對酸不穩定之基團,且其本身不可溶或難溶於鹼性水溶液,但經酸之作用即可溶於鹼性水溶液。
  7. 一種光阻組成物,其包含酸發生劑及如申請專利範圍第5項所述之樹脂。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之光阻組成物,其中該光阻組成物進一步包含鹼性化合物。
  9. 一種製造光阻圖案之方法,其包括下列步驟(1)至(5):(1)在基材塗佈如申請專利範圍第7或8項所述之光阻組成物之步驟, (2)藉由施行乾燥法形成光阻膜之步驟,(3)讓光阻膜曝露於輻射之步驟,(4)烘烤已曝光之光阻膜之步驟,及(5)使用鹼顯影劑使烘烤後之光阻膜顯影之步驟,藉以形成光阻圖案。
TW100123275A 2010-07-06 2011-07-01 化合物、樹脂及光阻組成物 TWI499598B (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010153726A JP5605029B2 (ja) 2010-07-06 2010-07-06 化合物、樹脂及びレジスト組成物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201206961A TW201206961A (en) 2012-02-16
TWI499598B true TWI499598B (zh) 2015-09-11

Family

ID=45438837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW100123275A TWI499598B (zh) 2010-07-06 2011-07-01 化合物、樹脂及光阻組成物

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8697882B2 (zh)
JP (1) JP5605029B2 (zh)
KR (1) KR101794490B1 (zh)
TW (1) TWI499598B (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6039277B2 (ja) * 2011-07-19 2016-12-07 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6078526B2 (ja) * 2012-02-27 2017-02-08 株式会社クラレ アクリル酸エステル誘導体およびその製造方法、中間体およびその製造方法、高分子化合物、フォトレジスト組成物
JP6195725B2 (ja) * 2012-05-01 2017-09-13 住友化学株式会社 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6274760B2 (ja) * 2012-07-03 2018-02-07 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5941820B2 (ja) * 2012-10-23 2016-06-29 東京応化工業株式会社 レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び高分子化合物
JP6324024B2 (ja) * 2012-11-15 2018-05-16 住友化学株式会社 レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
US20160159953A1 (en) * 2013-06-27 2016-06-09 Toyo Gosei Co., Ltd. Reagent for enhancing generation of chemical species
JP6307250B2 (ja) * 2013-11-15 2018-04-04 東京応化工業株式会社 レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物、化合物
JP6706919B2 (ja) * 2015-01-07 2020-06-10 住友化学株式会社 樹脂、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093910A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6353112B1 (en) * 1998-07-17 2002-03-05 The University Of Tennessee Research Corporation Sultams: Solid phase and other synthesis of anti-HIV compounds and compositions
WO2003016294A1 (en) * 2001-08-17 2003-02-27 Merck & Co., Inc. Process for preparing sultams
WO2004090030A1 (en) * 2003-04-08 2004-10-21 Ciba Specialty Chemicals Holding Inc. Light stabilising polymer dispersants in pigment dispersions
US7312292B2 (en) * 2003-06-06 2007-12-25 Promerus Llc Polycyclic polymers containing pendant ion conducting moieties
CA2537325A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-31 Gilead Sciences, Inc. Aza-quinolinol phosphonate integrase inhibitor compounds
WO2005111702A1 (en) * 2004-04-30 2005-11-24 Advanced Medical Optics, Inc. Ophthalmic devices having a highly selective violet light transmissive filter and related methods
JP5012980B2 (ja) * 2004-05-27 2012-08-29 株式会社三洋物産 遊技機
ATE525664T1 (de) * 2004-11-22 2011-10-15 Abbott Medical Optics Inc Copolymerisierbare methin- und anthrachinon- verbindungen und artikel damit
US7304175B2 (en) 2005-02-16 2007-12-04 Sumitomo Chemical Company, Limited Salt suitable for an acid generator and a chemically amplified resist composition containing the same
EP1698937B1 (en) 2005-03-04 2015-12-23 FUJIFILM Corporation Positive resist composition and pattern-forming method using the same
JP4697443B2 (ja) 2005-09-21 2011-06-08 信越化学工業株式会社 ポジ型レジスト材料並びにこれを用いたパターン形成方法
US7544754B2 (en) * 2005-09-30 2009-06-09 3M Innovative Properties Company Crosslinked polymers with amine binding groups
JP2007241148A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Fujifilm Corp 着色硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP2010511034A (ja) * 2006-11-29 2010-04-08 ファイザー・プロダクツ・インク 第Xa因子阻害剤としての(R)−5−メチル−4,5−ジヒドロ−ピラゾール−1,5−ジカルボン酸1−[(4−クロロ−フェニル)−アミド]5−{[2−フルオロ−4−(2−オキソ−2H−ピリジン−1−イル)−フェニル]−アミド}
JP4900950B2 (ja) * 2007-03-30 2012-03-21 富士フイルム株式会社 平版印刷版原版およびそれを用いた製版方法
JP5151876B2 (ja) * 2008-09-30 2013-02-27 マツダ株式会社 エンジンの制御方法および制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007093910A (ja) * 2005-09-28 2007-04-12 Fujifilm Corp ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
J. Org. Chem. 1994, 59, p1302-1308 *

Also Published As

Publication number Publication date
US8697882B2 (en) 2014-04-15
TW201206961A (en) 2012-02-16
JP5605029B2 (ja) 2014-10-15
JP2012017264A (ja) 2012-01-26
US20120009519A1 (en) 2012-01-12
KR20120004330A (ko) 2012-01-12
KR101794490B1 (ko) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI499581B (zh) 光阻組成物
TWI530478B (zh) 鹽及包含該鹽之光阻組成物
TWI492923B (zh) 鹽,及含有該鹽之光阻組成物
KR102376558B1 (ko) 포토레지스트 조성물, 화합물 및 포토레지스트 패턴의 제조 방법
TWI499598B (zh) 化合物、樹脂及光阻組成物
TWI510462B (zh) 鹽及含有該鹽之光阻組成物
TWI537242B (zh) 鹽及包括該鹽之光阻組成物
TWI548617B (zh) 光阻組成物及光阻圖案的製造方法
TWI484298B (zh) 光阻組合物
TWI473796B (zh) 鹽及含有該鹽之光阻組成物
TWI516466B (zh) 鹽及包含該鹽之光阻組成物
KR20110083525A (ko) 염 및 이를 함유하는 포토레지스트 조성물
KR20150099465A (ko) 포토레지스트 조성물, 화합물 및 포토레지스트 패턴의 제조 방법
KR20110030367A (ko) 포토레지스트 조성물
TWI525115B (zh) 樹脂及含有該樹脂之光阻組成物
TWI476172B (zh) 鹽及含有該鹽之光阻組成物
KR20120129828A (ko) 화합물, 수지, 포토레지스트 조성물 및 포토레지스트 패턴의 제조방법
KR20120110038A (ko) 포토레지스트 조성물
KR101796785B1 (ko) 포토레지스트 조성물
KR101736748B1 (ko) 포토레지스트 조성물
KR20120115114A (ko) 염 및 당해 염을 포함하는 포토레지스트 조성물
KR101721997B1 (ko) 포토레지스트 조성물
TW201331705A (zh) 光阻組成物
TWI499863B (zh) 光阻組成物
KR102511908B1 (ko) 화합물, 수지 및 포토레지스트 조성물