TWI503629B - 光阻組成物 - Google Patents
光阻組成物 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI503629B TWI503629B TW099131005A TW99131005A TWI503629B TW I503629 B TWI503629 B TW I503629B TW 099131005 A TW099131005 A TW 099131005A TW 99131005 A TW99131005 A TW 99131005A TW I503629 B TWI503629 B TW I503629B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- monomer
- hydrocarbon group
- formula
- resin
- Prior art date
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
- G03F7/0392—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
- G03F7/0397—Macromolecular 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
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/0046—Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
Description
本發明係關於光阻組成物。
用於應用微影製程之半導體微加工的光阻組成物,包含樹脂及含有藉照射(irradiation)產生酸之化合物的酸產生劑。
美國專利申請公開案US2003/0099900A1揭露了包含樹脂、酸產生劑及溶劑之光阻組成物,該樹脂含有衍生自甲基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯之結構單元、衍生自甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯之結構單元及衍生自α-甲基丙烯醯基氧基-γ-丁內酯之結構單元。
本發明提供光阻組成物。
本發明係關於如下者:<1> 光阻組成物,包括酸產生劑及含有衍生自式(I)所示之單體的結構單元的樹脂:
式中,R1
表示氫原子或C1-C4烷基,R2
表示氫原子或C1-C4烷基,A1
表示單鍵、-(CH2
)m
-CO-O-A2
-*或-(CH2)n
-CO-NR30
-A3
-*,m及n各自獨立地表示1至6的整數,R30
表示氫原子或C1-C4烷基,A2
表示單鍵或C1-C3烷二基(alkanediyl group),A3
表示單鍵或C1-C3烷二基,且*表示與B1
結合的位置,以及B1
表示式(1a)所示的基團:
式中,R3
、R4
及R5
各自獨立地表示C1-C16脂肪族烴基,且R4
及R5
可彼此鍵結以與R4
及R5
所鍵結之碳原子一起形成C3-C18環,具有內酯結構之C4-C20飽和環狀基團,或具有至少一個羥基之C5-C20飽和環狀烴基;<2> 根據<1>之光阻組成物,其中B1
為式(1a)所示的基團,式中,R3
、R4
及R5
各自獨立地表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,且R4
及R5
可彼此鍵結以與R4
及R5
所鍵結之碳原子一起形成C3-C10環,以及,該飽和環狀烴基及該環可具有C1-C8脂肪族烴基;<3> 根據<1>之光阻組成物,其中B1
為式(1a-1)或(1a-2)所示的基團:
式中,R7
表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,其可具有C1-C8脂肪族烴基,R8
於每次出現時獨立地為C1-C8脂肪族烴基,p表示0至10的整數,R9
表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,其可具有C1-C8脂肪族烴基,R10
於每次出現時獨立地為C1-C8脂肪族烴基,且q表示0至10的整數;<4> 根據<1>之光阻組成物,其中B1
為式(1b-1)或(1b-2)所示的基團:
式中,R11
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基,r表示0至3的整數,R12
於每次出現時獨立地為羧基、氰基或C1-C4烷基,且s表示0至3的整數;<5> 根據<1>之光阻組成物,其中B1
為式(1c-1)所示的基團:
式中,R14
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基或羥基,u表示0至3的整數;<6> 根據<5>之光阻組成物,其中B1
為式(1c-2)所示的基團:
式中,R15
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基,v表示0至3的整數,且w表示1至3的整數,限制條件為v及w的總和為4或更少;<7> 根據<1>至<6>中任一者之光阻組成物,其中,A2
及A3
為單鍵;<8> 根據<1>或<6>中任一者之光阻組成物,其中,該樹脂具有酸不穩定性基團,且為不溶或難溶於鹼性水溶液,但藉酸的作用而變成可溶於鹼性水溶液;<9> 根據<7>之光阻組成物,其中,該樹脂具有酸不穩定性基團,且為不溶或難溶於鹼性水溶液,但藉酸的作用而變成可溶於鹼性水溶液;<10> 根據<1>至<6>中任一者之光阻組成物,其中,該酸產生劑為式(B1)所示之鹽:
式中,Q1
及Q2
各自獨立地表示氟原子或C1-C6全氟烷基,Lb1
表示單鍵或C1-C17二價飽和脂肪族烴基,其中一或多個亞甲基可由-O-或-CO-置換,Y表示C1-C36脂肪族烴基,其可具有一或多個取代基,且脂肪族烴基中之一或多個亞甲基可由-O-、-CO-或-SO2
-置換,以及Z+
表示有機陽離子;<11> 根據<7>至<9>中任一者之光阻組成物,其中,該酸產生劑為式(B1)所示之鹽;<12> 根據<10>之光阻組成物,其中,Lb1
為*-CO-O-,其中*表示與-C(Q1
)(Q2
)-結合的位置;<13> 根據<11>之光阻組成物,其中,Lb1
為*-CO-O-,其中*表示與-C(Q1
)(Q2
)-結合的位置;<14> 根據<10>或<12>之光阻組成物,其中,Z+
為芳基鋶陽離子(arylsulfonium cation);<15> 根據<11>或<13>之光阻組成物,其中,Z+
為芳基鋶陽離子;<16> 根據<1>至<25>中任一者之光阻組成物,其中,該組成物復包括鹼性化合物;<17> 一種製造光阻圖案的製程,包括下列步驟(1)至(5):(1) 將根據<1>至<16>中任一者之光阻組成物施用於基板的步驟,(2) 藉由進行乾燥以形成光阻膜的步驟,(3) 以輻射(radiation)曝光該光阻膜的步驟,(4) 烘烤該經曝光之光阻膜的步驟,以及(5) 以鹼性顯影劑令經烘烤之光阻膜顯影,以形成光阻圖案的步驟。
本發明之光阻組成物,包括酸產生劑及含有衍生自式(I)所示之單體的結構單元的樹脂:
式中,R1
表示氫原子或C1-C4烷基,R2
表示氫原子或C1-C4烷基,A1
表示單鍵、-(CH2
)m
-CO-O-A2
-*或-(CH2)n
-CO-NR30
-A3
-*,m及n各自獨立地表示1至6的整數,R30
表示氫原子或C1-C4烷基,A2
表示單鍵或C1-C3烷二基,A3
表示單鍵或C1-C3烷二基,且*表示與B1
結合的位置,以及B1
表示式(1a)所示的基團:
式中,R3
、R4
及R5
各自獨立地表示C1-C16脂肪族烴基,且R4
及R5
可彼此鍵結以與R4
及R5
所鍵結之碳原子一起形成C3-C18環,具有內酯結構之C4-C20飽和環狀基團,或具有至少一個羥基之C5-C20飽和環狀烴基。
C1-C4烷基的實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第二丁基及第三丁基。R1
較佳為氫原子或甲基。R2
較佳為氫原子、甲基或乙基,更佳為氫原子。C1-C3烷二基的實例包括亞甲基、伸乙基及三亞甲基(trimethylene group)。A2
較佳為單鍵、亞甲基或伸乙基,且更佳為單鍵或亞甲基,m較佳為1至4的整數,更佳為1或2,尤佳為1。A3
較佳為單鍵、亞甲基或伸乙基,且更佳為單鍵或亞甲基。R30
較佳為氫原子、甲基或乙基,更佳為氫原子或甲基,且n較佳為1至4的整數,更佳為1或2,尤佳為1。A1
尤佳為單鍵、-CH2
-CO-O-或-CH2
-CO-NH-。
C1-C16脂肪族烴基的實例包括C1-C16直鏈或分支鏈脂肪族烴基例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、第三丁基、2,2-二甲基乙基、1-甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、戊基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-丙基丁基、1-甲基戊基、己基、1,4-二甲基己基、庚基、1-甲基庚基及辛基,以及C3-C16脂環烴基例如環庚基、甲基環庚基、環己基、甲基環己基、二甲基環己基、降莰基及甲基降莰基。其中較佳為C1-C8脂肪族烴基及C3-C8飽和環狀烴基。
藉由將R4
及R5
彼此鍵結以與R4
及R5
所鍵結之碳原子一起形成之C3-C18環的實例包括環庚烷環、甲基環庚烷環、環己烷環、甲基環己烷環、二甲基環己烷環、降莰烷環、甲基降莰烷環及金剛烷環,較佳為C3-C10環。
作為式(1a)所示的基團,較佳為式(1a-1)或(1a-2)所示的基團:
式中,R7
表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,其可具有C1-C8脂肪族烴基,R8
於每次出現時獨立地為C1-C8脂肪族烴基,p表示0至10的整數,R9
表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,其可具有C1-C8脂肪族烴基,R10
於每次出現時獨立地為C1-C8脂肪族烴基,且q表示0至10的整數。
式(I)所示之單體(其中B1
為式(1a)所示的基團)的實例包括下列式(I-1)或(I-154)所示的單體:
其中,較佳為式(I-1)至(I-6)、(I-85)至(I-88)、(I-91)、(I-92)、(I-101)至(I-106)、(I-155)至(I-158)、(I-161)至(I-164)及(I-167)至(I-170)所示之單體,更佳為式(I-1)、(I-3)、(I-5)、(I-85)、(I-87)、(I-91)、(I-101)、(I-103)、(I-105)、(I-157)、(I-163)及(I-169)所示之單體。
具有內酯結構之C4-C20飽和環狀基團可為單環基團或多環基團。C4-C20飽和環狀基團可具有一或多個取代基。內酯結構的實例包括單環內酯結構如β-丙內酯結構、γ-丁內酯結構及γ-戊內酯結構,以及由單環內酯結構與其他的環結構形成之縮合環結構。其中,較佳為γ-丁內酯結構,以及由γ-丁內酯結構與其他的環結構形成之稠合內酯結構。
具有內酯結構之C4-C20飽和環狀基團的實例包括式(1b-1)、(1b-2)及(1b-3)所示的基團:
式中,R11
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基,r表示0至3的整數,R12
於每次出現時獨立地為羧基、氰基或C1-C4烷基,且s表示0至3的整數,R13
於每次出現時獨立地為羧基、氰基或C1-C4烷基,且t表示0至3的整數。其中較佳為式(1b-1)及(1b-2)所示的基團。
式(I)所示之單體(其中B1
為具有內酯結構之C4-C20飽和環狀基團)的實例包括式(II-1)至(II-144)所示的單體:
較佳為式(II-1)至(II-8)所示的單體。
具有至少一個羥基之C5-C20飽和環狀烴基的實例包括下列者。
其中,該環具有一或多個羥基。C5-C20飽和環狀烴基可具有一或多個羥基以外的取代基,該取代基的實例包括C1-C4烷基。C5-C20飽和環狀烴基較佳具有一或兩個羥基。
較佳的飽和環狀烴基為式(1c-1)所示的基團:
式中,R14
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基或羥基、u表示0至3的整數,以及,較佳為式(1c-2)所示的基團:
式中,R15
於每次出現時獨立地為C1-C4烷基,v表示0至3的整數,且w表示1至3的整數,條件為v及w的總和為4或更少。作為C1-C4烷基,較佳為甲基,且u較佳為0、1或2,w較佳為1或2,v較佳為0或1。
式(I)所示之單體(其中B1
為具有至少一個羥基之C5-C20飽和環狀烴基)的實例包括式(III-1)至(III-35)所示的單體:
較佳為式(III-1)至(III-4)及(III-33)至(III-35)所示的單體。
式(I)所示之單體(其中A1
為單鍵)的製造可藉由,例如,令式(1a-a)所示之化合物:
式中,R2
、R3
、R4
及R5
係如同前文所定義,而A1
為單鍵,與式(1a-b)所示之化合物反應:
式中,R1
係如同前文所定義,而X表示鹵素原子、丙烯醯基氧基或甲基丙烯醯基氧基。
鹵素原子的實例包括氯原子、溴原子及碘原子,較佳為氯原子。
式(1a-a)所示之化合物的實例包括2-胺基-2-甲基金剛烷、2-胺基-2-乙基金剛烷、1-胺基-1-甲基環己烷、1-胺基-1-乙基環己烷、α-胺基-γ-丁內酯及3-胺基-1-金剛烷醇。
式(1a-b)所示之化合物的實例包括丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯、丙烯酐及甲基丙烯酐。
式(1a-a)所示之化合物與式(1a-b)所示之化合物的反應,通常在鹼如三乙胺及吡啶的存在下,於溶劑如非質子性溶劑(如甲苯、四氫呋喃)中進行。
式(I)所示之單體(其中A1
為-(CH2
)m
-CO-O-A2
-*或-(CH2
)n
-CO-NR30
-A3
-*)的製造,亦可藉由令式(1a-d)所示之化合物:
式中,R3
、R4
及R5
係如同前文所定義,而A1
為-(CH2
)m
-CO-O-A2
-*或-(CH2
)n
-CO-NR30
-A3
-*,X1
表示鹵素原子,與式(1a-e)所示之化合物反應:
式中,R1
係如同前文所定義。
鹵素原子的實例包括氯原子、溴原子及碘原子,較佳為氯原子。
式(1a-e)所示之化合物的實例包括丙烯醯胺及甲基丙烯醯胺。式(1a-d)所示之化合物的實例包括下列者。
式(1a-d)所示之化合物與式(1a-e)所示之化合物的反應,通常在觸媒如碳酸鉀及碘酸鉀的存在下,於溶劑如非質子性溶劑(如N,N-二甲基甲醯胺)中進行。
樹脂可含有兩種或更多種之衍生自式(I)所示之單體的結構單元。
衍生自式(I)所示之單體的結構單元,於樹脂中的含量,以樹脂中所有結構單元係100莫耳%為基準計,通常為1至100莫耳%,較佳為5至80莫耳%,更佳為10至60莫耳%。
樹脂較佳為不溶或難溶於鹼性水溶液,但藉酸的作用而變成可溶於鹼性水溶液者。此等樹脂較佳具有一或多個衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元,且可藉由令一或多個式(I)所示之單體與一或多個於其側鏈含酸不穩定性基團之單體聚合而製造。
本說明書中,「酸不穩定性基團」意指能透過酸的作用而除去的基團。
酸不穩定性基團的實例包括式(1)所示之基團:
式中,Ra1
、Ra2
及Ra3
各自獨立地表示脂肪族烴基或飽和環狀烴基,或者,Ra1
及Ra2
彼此鍵結,以和與Ra1
及Ra2
所鍵結之碳原子一起形成環。
脂肪族烴基的實例包括C1-C8脂肪族烴基,其較佳實例包括C1-C8烷基。C1-C8烷基的特定實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、戊基、己基、庚基及辛基。飽和環狀烴基的實例包括C3-C20飽和環狀烴基,且飽和環狀烴基可為單環或多環。其較佳實例包括單環飽和環狀烴基如C3-C20環烷基(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),及多環飽和環狀烴基如十氫萘基(decahydronaphthyl group)、金剛烷基、降莰基、甲基降莰基及下列者:
藉由將Ra1
及Ra2
彼此鍵結以與Ra1
及Ra2
所鍵結之碳原子一起形成之環的實例包括下列基團,且該環較佳為具有3至12個碳原子。
式中,Ra3
係如前文所定義。
較佳為,式(1)所示之基團,其中Ra1
、Ra2
及Ra3
各自獨立地表示C1-C8烷基如第三丁基;式(1)所示之基團,其中Ra1
及Ra2
彼此鍵結以與Ra1
及Ra2
所鍵結之碳原子一起形成金剛烷環,且Ra3
為C1-C8烷基如2-烷基-2-金剛烷基;以及,式(1)所示之基團,其中Ra1
及Ra2
為C1-C8烷基,Ra3
為金剛烷基如1-(1-金剛烷基)-1-烷基烷氧基羰基。
於其側鏈具酸不穩定性基團之單體,較佳為於其側鏈具酸不穩定性基團之丙烯酸單體,或於其側鏈具酸不穩定性基團之甲基丙烯酸單體。
具酸不穩定性基團之單體的較佳實例包括式(a1-1)及(a1-2)所示之單體:
式中,Ra4
及Ra5
各自獨立地表示氫原子或甲基,Ra6
及Ra7
各自獨立地表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C10飽和環狀烴基,La1
及La2
各自獨立地表示*-O-或*-O-(CH2
)k1
-CO-O-,其中*表示與-CO-結合的位置,以及k1表示1至7的整數,m1表示0至14的整數,且n1表示0至10的整數。
脂肪族烴基較佳為具有1至6個碳原子,飽和環狀烴基較佳為具有3至8個碳原子且更佳為3至6個碳原子。
脂肪族烴基的實例包括C1-C8烷基如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第三丁基、2,2-二甲基乙基、1-甲基丙基、2,2-二甲基丙基、1-乙基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-丙基丁基、戊基、1-甲基戊基、己基、1,4-二甲基己基、庚基、1-甲基庚基及辛基。飽和環狀烴基的實例包括環己基、甲基環己基、二甲基環己基、環庚基、甲基環庚基、降莰基及甲基降莰基。
La1
,較佳為*-O-或*-O-(CH2
)f1
-CO-O-,其中*表示與-CO-結合的位置且f1表示1至4的整數;更佳為*-O-或*-O-(CH2
)-CO-O-;尤佳為*-O-。La2
較佳為*-0-或*-0-(CH2
)f1
-CO-O-,其中*表示與-CO-結合的位置且f1係如前述定義;更佳為*-O-或*-O-(CH2
)-CO-O-;尤佳為*-O-。
式(a1-1)中,m1較佳為0至3的整數,更佳為0或1。式(a1-2)中,n1較佳為0至3的整數,更佳為0或1。
詳言之,當光阻組成物含有衍生自具巨大(bulky)結構如飽和環狀烴基之單體的樹脂時,易於獲得具優異解析度的光阻組成物。
式(a1-1)所示之單體的實例包括下列者。
其中,較佳為丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯、丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷酯及甲基丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷酯,更佳為甲基丙烯酸2-甲基-2-金剛烷酯、甲基丙烯酸2-乙基-2-金剛烷酯及甲基丙烯酸2-異丙基-2-金剛烷酯。
式(a1-2)所示之單體的實例包括下列者。
其中,較佳為丙烯酸1-乙基-1-環己酯及甲基丙烯酸1-乙基-1-環己酯,更佳為甲基丙烯酸1-乙基-1-環己酯。
衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元,於樹脂中的含量,以樹脂中所有結構單元係100莫耳%為基準計,通常為0至99莫耳%,較佳為20至95莫耳%,更佳為40至90莫耳%。
具酸不穩定性基團之化合物的其他實例包括式(a1-3)所示之單體:
式中,Ra9
表示氫原子、C1-C3脂肪族烴基(其可具有一或多個取代基)、羧基、氰基或-COORa13
基團,其中Ra13
表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,且該C1-C8脂肪族烴基及C3-C8飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,以及該C1-C8脂肪族烴基及C3-C8飽和環狀烴基中的一個或多個-CH2
-可由-O-或-CO-置換;Ra10
、Ra11
及Ra12
各自獨立地表示C1-C12脂肪族烴基或C3-C12飽和環狀烴基,且Ra10
及Ra11
可彼此鍵結以與Ra10
及Ra11
所鍵結之碳原子一起形成環,以及該C1-C12脂肪族烴基和C3-C12飽和環狀烴基可具有一個或多個羥基,且該C1-C12脂肪族烴基及C3-C12飽和環狀烴基中的一個或多個-CH2
-可由-O-或-CO-置換。
取代基的實例包括羥基。可具有一或多個取代基之C1-C3脂肪族烴基的實例包括甲基、乙基、丙基、羥基甲基及2-羥基乙基。Ra13
的實例包括甲基、乙基、丙基、2-側氧基-氧雜環戊-3-基及2-側氧基-氧雜環戊-4-基。Ra10
、Ra11
及Ra12
的實例包括甲基、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,Ra10
及Ra11
彼此鍵結以與Ra10
及Ra11
所鍵結之碳原子一起形成之環的實例包括環己烷環及金剛烷環。
式(a1-3)所示之單體的實例包括第三丁基5-降莰烯-2-羧酸酯、1-環己基-1-甲基乙基5-降莰烯-2-羧酸酯、1-甲基環己基5-降莰烯-2-羧酸酯、2-甲基-2-金剛烷基5-降莰烯-2-羧酸酯、2-乙基-2-金剛烷基5-降莰烯-2-羧酸酯、1-(4-甲基環己基)-1-甲基乙基5-降莰烯-2-羧酸酯、1-(4-羥基環己基)-1-甲基乙基5-降莰烯-2-羧酸酯、1-甲基-1-(4-側氧基環己基)乙基5-降莰烯-2-羧酸酯及1-(1-金剛烷基)-1-甲基乙基5-降莰烯-2-羧酸酯。
當樹脂含有衍生自式(a1-3)所示之單體的結構單元時,易於獲得具優異解析度及較高之乾蝕刻抗性的光阻組成物。
當樹脂含有衍生自式(a1-3)所示之單體的結構單元時,衍生自式(a1-3)所示之單體的結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為0至99莫耳%,較佳為20至95莫耳%,更佳為40至90莫耳%。
酸不穩定性基團的其他實例包括式(2)所示之基團:
式中,Rb1
表示氫原子、脂肪族烴基、飽和環狀烴基或苯基,Rb2
表示氫原子、脂肪族烴基、飽和環狀烴基或芳烷基,Rb3
表示脂肪族烴基、飽和環狀烴基、苯基或結合脂肪族烴基及飽和環狀烴基所形成的基團,或Rb2
及Rb3
彼此鍵結以與Rb2
鍵結之碳原子、與Rb3
鍵結之氧原子一起形成環,且脂肪族烴基及飽和環狀烴基中的一個或多個-CH2
-可由-O-、-S-、-CO-、-SO2
-或-NH-置換。
脂肪族烴基及飽和環狀烴基的實例包括如前文所述者。芳烷基的實例包括苯甲基及苯乙基。結合脂肪族烴基及飽和環狀烴基所形成的基團的實例包括2-環己基乙基、2-降莰基乙基及2-(1-金剛烷基)乙基。
式(2)所示之基團的實例包括下列者。
具有式(2)所示之基團的單體的特定實例包括式(a1-4)所示之單體:
式中,R10
表示氫原子、鹵素原子、C1-C6烷基或C1-C6鹵化烷基,R11
於每次出現時獨立地為鹵素原子、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表示0至4的整數,R12
及R13
各自獨立地表示氫原子或C1-C12烴基,Xa2
表示單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中的一個或多個-CH2
-可由-O-、-CO-、-S-、-SO2
-或-N(RC
)-置換,其中RC
表示氫原子或C1-C6烷基,以及,Ya3
表示C1-C12脂肪族烴基、C3-C18飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,且C1-C12脂肪族烴基、C2-C18飽和環狀烴基及C6-C18芳香族烴基可具有一或多個取代基。
鹵素原子的實例包括氟原子。
C1-C6烷基的實例包括甲基、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,且較佳為C1-C4烷基,更佳為C1-C2烷基,尤佳為甲基。
C1-C6鹵化烷基的實例包括三氟甲基、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烷氧基的實例包括甲氧基、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,且較佳為C1-C4烷氧基,更佳為C1-C2烷氧基,尤佳為甲氧基。
C2-C4醯基的實例包括乙醯基、丙醯基及丁醯基,C2-C4醯氧基的實例包括乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。
C1-C12烴基的實例包括C1-C12脂肪族烴基例如甲基、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、十一基及十二基,以及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-烷基及異莰基。
C1-C17二價飽和烴基的實例包括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脂肪族烴基的實例包括甲基、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、十一基及十二基。C3-C18飽和環狀烴基的實例包括環丙基、環丁基、環戊基、環己基、環庚基、環辛基、環壬基、環癸基、降莰基、1-金剛烷基、2-金剛烷基、異莰基及下列基團:
C6-C18芳香族烴基的實例包括苯基、萘基、蒽基、對甲基苯基、對第三丁基苯基及對金剛烷基苯基。
式(a1-4)所示之單體的實例包括下列者。
當樹脂含有衍生自式(a1-4)所示之單體的結構單元時,衍生自式(a1-4)所示之單體的結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為0至99莫耳%,較佳為20至95莫耳%,更佳為40至90莫耳%。
樹脂可含有兩種或更多種之衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元。
樹脂較佳含有衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元,及衍生自不具有酸不穩定性基團之單體的結構單元。樹脂可含有兩種或更多種之衍生自不具有酸不穩定性基團之單體的結構單元。當樹脂含有(除了衍生自式(I)所示之單體的結構單元以外)衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元及衍生自不具有酸不穩定性基團之單體的結構單元時,衍生自於其側鏈含酸不穩定性基團之單體的結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為10至80莫耳%,較佳為20至60莫耳%。以光阻組成物之乾蝕刻抗性而言,衍生自具有金剛烷基之單體的結構單元,尤其是式(1a-1)所示之單體,於衍生自不具有酸不穩定性基團之化合物的結構單元中的含量較佳為15莫耳%或更多。
不具有酸不穩定性基團之單體較佳含有一個或多個羥基或內酯環。當樹脂含有衍生自不具有酸不穩定性基團且具有一或多個羥基或內酯環之單體的結構單元時,易於獲得具良好解析度及光阻對基板黏著性的光阻組成物。
不具有酸不穩定性基團且具有一個或多個羥基之單體的實例包括式(a2-0)所示之單體:
式中,R8
表示氫原子、鹵素原子、C1-C6烷基或C1-C6鹵化烷基,R9
於每次出現時獨立地為鹵素原子、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表示0至4的整數,以及,式(a2-1)所示之單體:
式中,Ra14
表示氫原子或甲基,Ra15
及Ra16
各自獨立地表示氫原子、甲基或羥基,La3
表示*-O-或*-O-(CH2
)k2
-CO-O-,其中*表示與-CO-結合的位置,k2表示1至7的整數,o1表示0至10的整數。
當使用KrF準分子雷射(波長:248奈米(nm))微影系統或高能量雷射如電子束及極紫外光作為曝光系統時,以含有衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單元的樹脂為佳,而當使用ArF準分子雷射(波長:193奈米)作為曝光系統時,以含有衍生自式(a2-1)所示之單體的結構單元的樹脂為佳。
式(a2-0)中,鹵素原子的實例包括氟原子,C1-C6烷基的實例包括甲基、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,且較佳為C1-C4烷基,更佳為C1-C2烷基,尤佳為甲基。C1-C6鹵化烷基的實例包括三氟甲基、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烷氧基的實例包括甲氧基、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,且較佳為C1-C4烷氧基,更佳為C1-C2烷氧基,尤佳為甲氧基。C2-C4醯基的實例包括乙醯基、丙醯基及丁醯基,C2-C4醯氧基的實例包括乙醯氧基、丙醯氧基及丁醯氧基。式(a2-0)中,ma表示0、1或2,較佳為0或1,更佳為0。
含有衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單元及衍生自具酸產生劑之化合物的結構單元的樹脂,其製造可藉由,例如,令具酸產生劑之化合物與藉由乙醯基保護式(a2-0)所示之單體中的羥基而獲得之單體進行聚合,接著以鹼對所得單體進行去乙醯化。
式(a2-0)所示之單體的實例包括下列者。
其中,較佳為4-羥基苯乙烯及4-羥基-α-甲基苯乙烯。
當樹脂含有衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單元時,衍生自式(a2-0)所示之單體的結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為5至90莫耳%,較佳為10至85莫耳%,更佳為15至80莫耳%。
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*-Q-或*-O-(CH2
)f2
-CO-O,其中*表示與-CO-結合的位置,f2表示1至4的整數,且更佳為*-Q-,而o1較佳為0、1、2或3,更佳為0或1。
式(a2-1)所示之單體的實例包括下列者,且較佳為丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯、丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷酯、甲基丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷酯、丙烯酸1-(3,5-二羥基-1-金剛烷基氧基羰基)甲酯及甲基丙烯酸1-(3,5-二羥基-1-金剛烷基氧基羰基)甲酯,更佳為甲基丙烯酸3-羥基-1-金剛烷酯及甲基丙烯酸3,5-二羥基-1-金剛烷酯。
當樹脂含有衍生自式(a2-1)所示之單體的結構單元時,衍生自式(a2-1)所示之單體的結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為3至40莫耳%,較佳為5至35莫耳%,更佳為5至30莫耳%。
不具有酸不穩定性基團且具有內酯環之化合物的內酯環的實例包括單環內酯環如β-丙內酯環、γ-丁內酯環及γ-戊內酯環,以及由單環內酯環與其他的環所形成之稠合環。其中,較佳為γ-丁內酯環以及由γ-丁內酯環與其他的環所形成之稠合內酯環。
不具有酸不穩定性基團且具有內酯環之單體的實例包括式(a3-1)、(a3-2)及(a3-3)所示之單體:
式中,La4
、La5
及La6
各自獨立地表示*-O-或*-O-(CH2
)k3
-CO-O-,其中*表示與-CO結合的位置,k3表示1至7的整數,Ra18
、Ra19
及Ra20
各自獨立地表示氫原子或甲基,Ra21
表示C1-C4脂肪族烴基,Ra22
及Ra23
於每次出現時獨立地為羧基、氰基或C1-C4脂肪族烴基,p1表示0至5的整數,q1及r1各自獨立地表示0至3的整數。
較佳為La4
、La5
及La6
各自獨立地表示*-O-或*-O-(CH2
)d1
-CO-O-其中*表示與-CO結合的位置,d1表示1至4的整數;更佳為La4
、La5
及La6
為*-O-。Ra18
、Ra19
及Ra20
較佳為甲基。Ra21
較佳為甲基。較佳地,Ra22
及Ra23
於每次出現時獨立地為羧基、氰基或甲基。p1較佳為0至2的整數,p1更佳為0或1。較佳地,q1及r1各自獨立地表示0至2的整數,更佳為q1及r1各自獨立地表示0或1。
式(a3-1)所示之單體的實例包括下列者。
式(a3-2)所示之單體的實例包括下列者。
式(a3-3)所示之單體的實例包括下列者。
其中,較佳為丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基酯、甲基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基酯、丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃酯、甲基丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃酯、丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基氧基)-2-側氧基乙酯,以及甲基丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基氧基)-2-側氧基乙酯,且更佳為甲基丙烯酸5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基酯、甲基丙烯酸四氫-2-側氧基-3-呋喃酯以及甲基丙烯酸2-(5-側氧基-4-氧雜三環[4.2.1.03,7
]壬-2-基氧基)-2-側氧基乙酯。
當樹脂含有衍生自不具有酸不穩定性基團且具有內酯環之單體的結構單元時,該結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為5至50莫耳%,較佳為10至45莫耳%,更佳為15至40莫耳%。
樹脂可包含衍生自具有含內酯環之酸不穩定性基團之單體的結構單元。具有含內酯環之酸不穩定性基團之單體的實例包括下列者。
不具有酸不穩定性基團之其他單體的實例包括式(a4-1)、(a4-2)及(a4-3)所示之單體:
式中,Ra25
及Ra26
各自獨立地表示氫原子、C1-C3脂肪族烴基(其可具有一或多個取代基)、羧基、氰基或-COORa27
基團,其中Ra27
表示C1-C36脂肪族烴基或C3-C36飽和環狀烴基,且C1-C36脂肪族烴基及C3-C36飽和環狀烴基中的一或多個-CH2
-可由-O-或-CO-置換,條件為與Ra27
之-COO-的-O-鍵結之碳原子非三級碳原子,或Ra25
及Ra26
彼此鍵結以形成-C(=O)OC(=O)-所示之羧酸酐殘基。
C1-C3脂肪族烴基之取代基的實例包括羥基。可具有一或多個取代基之C1-C3脂肪族烴基的實例包括C1-C3烷基如甲基、乙基及丙基,以及C1-C3烴基烷基如烴基甲基及2-烴基乙基。Ra27
所示之C1-C36脂肪族烴基較佳為C1-C8脂肪族烴基,更佳為C1-C6脂肪族烴基。Ra27
所示之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。Ra27
的實例包括甲基、乙基、丙基、2-側氧基-氧雜環戊-3-基及2-側氧基-氧雜環戊-4-基。
式(a4-3)所示之單體的實例包括2-降莰烯、2-羥基-5-降莰烯、5-降莰烯-2-羧酸、5-降莰烯-2-羧酸甲酯、5-降莰烯-2-羧酸2-羥基乙酯、5-降莰烯-2-甲醇及5-降莰烯-2,3-二羧酸酐。
當樹脂含有衍生自式(a4-1)、(a4-2)及(a4-3)所示之單體的結構單元時,該結構單元的含量,以樹脂中所有結構單元的總莫耳數為基準計,通常為2至40莫耳%,較佳為3至30莫耳%,更佳為5至20莫耳%。
較佳之樹脂為含有衍生自具有酸不穩定性基團之單體的結構單元,以及衍生自具有一或多個羥基之單體及/或具內酯環之單體的結構單元的樹脂。具有酸不穩定性基團之單體較佳為式(a1-1)所示之單體或式(a1-2)所示之單體,更佳為式(a1-1)所示之單體。具有一或多個羥基之單體較佳為式(a2-1)所示之單體,而具內酯環之單體較佳為式(a3-1)或(a3-2)所示之單體。
可根據習知的聚合方法如自由基聚合法來製造樹脂。
樹脂通常具有2,500或更高之重量平均分子量,較佳為3,000或更高之重量平均分子量。樹脂通常具有50,000或更低之重量平均分子量,較佳為30,000或更低之重量平均分子量。可利用膠透層析來測量重量平均分子量。
本發明之光阻組成物含有酸產生劑,較佳為光酸產生劑。
酸產生劑係一物質,其會藉由將放射線諸如光或電子束等施加於物質本身或含該物質的光阻組成物上而分解以產生酸。來自酸產生劑的酸作用在樹脂上,導致存在於樹脂中之酸不穩定性基團的裂解。
酸產生劑的實例包括非離子性酸產生劑及離子性酸產生劑及其組合。較佳為離子性酸產生劑。非離子性酸產生劑的實例包括有機-鹵素化合物、碸化合物如二碸、酮碸(ketosulfone)及磺醯基重氮甲烷(sulfonyldiazomethane)、磺酸酯化合物如2-硝苄基磺酸酯、芳香族磺酸酯、肟磺酸酯、N-磺醯基氧基醯亞胺、磺醯基氧基酮,以及DNQ 4-磺酸酯。離子性酸產生劑的實例包括具有無機陰離子如BF4-
、PF6-
、AsF6-
及SbF6-
的酸產生劑,以及具有有機陰離子如磺酸陰離子及雙磺醯基亞胺基(bissulfonylimido)陰離子的酸產生劑,較佳為具有磺酸陰離子之酸產生劑。
酸產生劑之較佳實例為式(B1)所示之鹽:
式中,Q1
及Q2
各自獨立地表示氟原子或C1-C6全氟烷基,Lb1
表示單鍵或C1-C17二價飽和烴基,其中一或多個亞甲基可由-O-或-CO-置換,Y表示可具有一或多個取代基之C1-C18脂肪族烴基、或可具有一或多個取代基之C3-C18飽和環狀烴基,脂肪族烴基及飽和環狀烴基中的一或多個亞甲基可由-O-、-CO-或-SO2
-置換,且Z表示有機陽離子。
C1-C6全氟烷基的實例包括三氟甲基、五氟乙基、七氟丙基、九氟丁基、十一氟戊基及十三氟己基,較佳為三氟甲基。較佳地,Q1
及Q2
各自獨立地表示氟原子或三氟甲基,且Q1
及Q2
更佳為氟原子。
C1-C17二價飽和烴基的實例包括C1-C17直鏈伸烷基如亞甲基、伸乙基、丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、丁烷-1,3-二基、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-C17分支鏈伸烷基如1-甲基-1,3-伸丙基、2-甲基-1,3-伸丙基、2-甲基-1,2-伸丙基、1-甲基-1,4-伸丁基及2-甲基-1,4-伸丁基,二價飽和單環烴基例如環伸烷基如1,3-環伸丁基、1,3-環伸戊基、1,4-環伸己基及1,5-環伸辛基,以及二價飽和多環烴基例如1,4-伸降莰基、2,5-伸降莰基、1,5-伸金剛烷基及2,6-伸金剛烷基。
其中一或多個亞甲基可由-O-或-CO-置換之C1-C17飽和烴基的實例包括*-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
表示單鍵或C1-C15烷二基,Lb3
表示單鍵或C1-C12烷二基,Lb4
表示單鍵或C1-C13烷二基,條件為Lb9
及Lb4
之總碳數為1至13,Lb5
表示C1-C15烷二基,Lb6
表示C1-C15烷二基,Lb7
表示C1-C15烷二基,條件為Lb6
及Lb7
之總碳數為1至16,Lb8
表示C1-C14烷二基,Lb9
表示C1-C11烷二基,Lb10
表示C1-C11烷二基,條件為Lb9
及Lb10
之總碳數為1至12,而*表示與-C(Q1)(Q2)-結合的位置。其中較佳為*-CO-O-Lb2
-、*-CO-O-Lb4
-CO-O-Lb3
-、*-Lb5
-O-CO-及*-Lb7
-O-Lb6
-,更佳為*-CO-O-Lb2
-及*-CO-O-Lb4
-CO-O-Lb3
-,特佳為*-CO-O-Lb2
-,尤佳為*-CO-O-Lb2
-,其中Lb2
為單鍵或-CH2
-。
*-CO-O-Lb2
-的實例包括*-CO-O-及*-CO-O-CH2
-。*-CO-O-Lb4
-CO-O-Lb3
-的實例包括*-CO-O-CH2
-CO-O-、*-CO-O-(CH2
)2
-CO-O-、*-CO-O-(CH2
)3
-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-及*-CO-O-CH2
-C(CH3
)2
-CO-O-。*-Lb5
-O-CO-的實例包括*-CH2
-O-CO、*-(CH2
)2
-O-CO-、*-(CH2
)3
-O-CO-、*-(CH2
)4
-O-CO-、*-(CH2
)6
-O-CO-及*-(CH2
)8
-O-CO-。*-Lb7
-O-Lb6
-的實例包括*-CH2
-O-CH2
-。*-CO-O-Lb8
-O-的實例包括*-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-的實例包括下列者。
飽和烴基可具有一或多個取代基,取代基的實例包括鹵素原子、羥基、羧基、C6-C18芳香族烴基、C7-C21芳烷基如苄基、苯乙基、苯基丙基、三苯甲基、萘基甲基及萘基乙基、C2-C4醯基及環氧丙基氧基。
Y中之取代基的實例包括鹵素原子、羥基、側氧基、環氧丙基氧基、C2-C4醯基、C1-C12烷氧基、C2-C7烷氧基羰基、C1-C12脂肪族烴基、含C1-C12羥基之脂肪族烴基、C3-C16飽和環狀烴基、C6-C18芳香族烴基、C7-C21芳烷基及-(CH2
)j2
-C-CO-Rb1
-,其中Rb1
表示C1-C16脂肪族烴基、C3-C16飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,且j2表示0至4的整數。鹵素原子的實例包括氟原子、氯原子、溴原子及碘原子。醯基的實例包括乙醯基及丙醯基且烷氧基的實例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基及丁氧基。烷氧基羰基的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。脂肪族烴基的實例包括如前文所述者。含羥基之脂肪族烴基的實例包括羥基甲基。C3-C16飽和環狀烴基的實例包括如前文所述者,芳香族烴基的實例包括苯基、萘基、蒽基、對甲基苯基、對第三丁基苯基及對金剛烷基苯基。芳烷基的實例包括苄基、苯乙基、苯基丙基、三苯甲基、萘基甲基及萘基乙基。
Y所示之C1-C18脂肪族烴基的實例包括甲基、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、十一基、十二基,較佳為C1-C6烷基。Y所示之C3-C18飽和環狀烴基的實例包括式(Y1)至(Y26)所示的基團:
其中,較佳為式(Y1)至(Y19)所示的基團,更佳為式(Y11)、式(Y14)、(Y15)及(Y19)所示的基團。尤佳為(Y11)及(Y14)所示的基團。
具有一或多個取代基之Y的實例包括下列者:
Y較佳為可具有一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)所示之酸產生劑的磺酸陰離子中,較佳為具有前文所述之式(b1-1)所示之基團的磺酸陰離子,更佳為式(b1-1-1)至(b1-1-9)所示之陰離子。
式中,Q1
、Q2
及Lb2
係如前文所定義,Rb2
及Rb3
各自獨立地表示C1-C4脂肪族烴基,較佳為甲基。
磺酸陰離子的特定實例包括下列者。
其中,較佳為下列磺酸陰離子:
Z+
所示之陽離子部分的實例包括鎓陽離子如鋶陽離子(sulfonium cation)、錪陽離子、銨陽離子、苯并噻唑鎓(benzothiazolium)陽離子及鏻陽離子,較佳為鋶陽離子及錪陽離子,更佳為芳基鋶陽離子。
Z+
所示之陽離子部分的較佳實例包括式(b2-1)至(b2-4)所示之陽離子:
式中,Rb4
、Rb5
及Rb6
各自獨立地表示C1-C36脂肪族烴基,其可具有選自羥基、C1-C12烷氧基及C6-C18芳香族烴基所組成之群組的一或多個取代基;C3-C36飽和環狀烴基,其可具有選自鹵素原子、C2-C4醯基及環氧丙基氧基所組成之群組的一或多個取代基;或C6-C18芳香族烴基,其可具有選自鹵素原子、羥基、C1-C36脂肪族烴基、C3-C36飽環狀烴基或C1-C12烷氧基所組成之群組的一或多個取代基;Rb7
及Rb8
於每次出現時獨立地為羥基、C1-C12脂肪族烴基或C1-C12烷氧基,m2及n2獨立地表示0至5的整數,Rb9
及Rb10
各自獨立地表示C1-C36脂肪族烴基或C3-C36飽和環狀烴基,或Rb9
及Rb10
係鍵結以形成C2-C11二價非環狀烴基,其與相鄰之S+
一起形成環,並且該二價非環狀烴基中的一或多個-CH2
-可由-CO-、-O-或-S-置換,以及,Rb11
表示氫原子、C1-C36脂肪族烴基、C3-C36飽和環狀烴基或C6-C18芳香族烴基,Rb12
表示C1-C12脂肪族烴基、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選自C1-C12脂肪族烴基、C1-C12烷氧基、C3-C18飽和環狀烴基及C2-C13醯氧基所組成群組之一或多個取代基,或Rb11
及Rb12
係鍵結以形成C1-C10二價非環狀烴基,其與相鄰之-CHCO-一起形成2-側氧基環烷基,並且該二價非環狀烴基中的一或多個-CH2
-可由-CO-、-O-或-S-置換,以及Rb13
、Rb14
、Rb15
、Rb16
、Rb17
及Rb18
各自獨立地表示羥基、C1-C12脂肪族烴基或C1-C12烷氧基,Lb11
表示-S-或-O-,且o2、p2、s2及t2各自獨立地表示0至5的整數,q2及r2各自獨立地表示0至4的整數,u2表示0或1。
Rb9
至Rb11
所示之脂肪族烴基較佳具有1至12個碳原子。Rb9
至Rb11
所示之飽和環狀烴基較佳具有3至18個碳原子,更佳為4至12個碳原子。
脂肪族烴基及芳香族烴基的實例包括如同前文所述者。脂肪族烴基的較佳實例包括甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、第二丁基、第三丁基、戊基、己基、辛基及2-乙基己基。飽和環狀烴基的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-a-金剛烷基、1-(1-金剛烷基)-1-烷基及異降莰基。芳香族基團的較佳實例包括苯基、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肪族烴基的實例包括苄基。烷氧基的實例包括甲氧基、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、十一氧基及十二氧基。
Rb9
及Rb10
鍵結形成之C3-C12二價非環狀烴基的實例包括三亞甲基、四亞甲基及五亞甲基。相鄰之S+
與二價非環狀烴基一起形成之環基團的實例包括硫雜環戊-1-鎓環(thiolan-1-ium ring)(四氫噻吩鎓環)、硫雜環己-1-鎓環(thian-1-ium ring)及1,4-氧雜硫雜環己-4-鎓環(1,4-oxathian-4-ium ring)。較佳為C3-C7二價非環狀烴基。
Rb11
及Rb12
鍵結形成之C1-C10二價非環狀烴基的實例包括亞甲基、伸乙基、三亞甲基、四亞甲基及五亞甲基,環基團的實例包括下列者。
上述陽離子中,較佳為式(b2-1)所示之陽離子,更佳為式(b2-1-1)所示之陽離子,尤佳為三苯基鋶陽離子。
式中,Rb19
、Rb20
及Rb21
於每次出現時獨立地為羥基、C1-C36脂肪族烴基、C3-C36飽和環狀烴基或C1-C12烷氧基,且該脂肪族烴基中的一或多個氫原子可由羥基、C1-C12烷氧基或C6-C18芳香族烴基置換,該飽和環狀烴基的一或多個氫原子可由鹵素原子、C2-C4醯基或環氧丙基氧基置換,且v2、w2及x2各自獨立地表示0至5的整數。脂肪族烴基較佳具有1至12個碳原子,飽和環狀烴基較佳具有4至36個碳原子,且較佳地,v2、w2及x2各自獨立地表示0或1。較佳為Rb19
、Rb20
及Rb21
各自獨立地為鹵素原子(較佳為氟原子)、羥基、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基。
式(b2-1)所示之陽離子的實例包括下列者。
式(b2-2)所示之陽離子的實例包括下列者。
式(b2-3)所示之陽離子的實例包括下列者。
式(b2-4)所示之陽離子的實例包括下列者。
式(B1)所示之鹽的實例包括,其陰離子部分為前述陰離子部分中之任一者且其陽離子部分為前述陽離子部分中之任一者的鹽。鹽的較佳實例包括式(b1-1-1)至(b1-1-9)所示陰離子之任一者與式(b2-1-1)所示陽離子的組合,以及式(b1-1-3)至(b1-1-5)所示陰離子之任一者與式(b2-3)所示陽離子的組合。
較佳為式(B1-1)至(B1-17)所示之鹽,更佳為式(B1-1)、(B1-2)、(B1-6)、(B1-11)、(B1-12)、(B1-13)及(B1-14)所示之鹽。
可組合使用2種或更多種酸產生劑。
每100重量份的樹脂中,酸產生劑的含量較佳為1重量份或更多,更佳為3重量份或更多。每100重量份的樹脂中,酸產生劑的含量較佳為30重量份或更少,更佳為25重量份或更少。
本發明之光阻組成物通常包含80重量%或更多的固體成分。本說明書中,「固體成分」意指光阻組成物中,溶劑以外的成分。
本發明之光阻組成物可含有兩種或更多種的鹼性化合物以作為淬滅劑。藉由添加作為淬滅劑之鹼性化合物至光阻組成物中,可以消除因曝光後延遲而發生之酸不活化所造成的性能劣化。以固體成分量為基準計,鹼性化合物的含量通常為0.01至1重量%。
鹼性化合物較佳為鹼性含氮有機化合物,其實例包括胺化合物如脂肪族胺及芳香族胺及銨鹽。脂肪族胺的實例包括初級胺、二級胺及三級胺。芳香族胺的實例包括其中芳香環具有一或多個胺基的芳香族胺如苯胺,以及雜芳香族胺如吡啶。彼等之較佳實例包括式(C2)所示之芳香族胺:
式中,Arc1
表示芳香族烴基,Rc5
及Rc6
各自獨立地表示氫原子、脂肪族烴基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂肪族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有選自由羥基、胺基、具有一或兩個C1-C4烷基的胺基、及C1-C6烷氧基所組成之群組的一或多個取代基。
脂肪族烴基較佳為烷基,而飽和環狀烴基較佳為環烷基。脂肪族烴基較佳具有1至6個碳原子。飽和環狀烴基較佳具有5至10個碳原子。芳香族烴基較佳具有6至10個碳原子。
作為式(C2)所示之芳香族胺,較佳為式(C2-1)所示之胺:
式中,Rc5
及Rc6
係如前文所定義,且Rc7
於每次出現時獨立地為脂肪族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,而該脂肪族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有選自由羥基、胺基、具有一或兩個C1-C4烷基的胺基、及C1-C6烷氧基所組成之群組的一或多個取代基,m3表示0至3的整數。脂肪族烴基較佳為烷基,而飽和環狀烴基較佳為環烷基。脂肪族烴基較佳具有1至6個碳原子。飽和環狀烴基較佳具有5至10個碳原子。芳香族烴基較佳具有6至10個碳原子。烷氧基較佳具有1至6個碳原子。
式(C2)所示之芳香族胺的實例包括1-萘胺、2-萘胺、苯胺、二異丙基苯胺、2-甲基萘胺、3-甲基萘胺、4-甲基萘胺、4-硝基苯胺、N-甲基萘胺、N,N-二甲基萘胺及二苯基胺,其中較佳為二異丙基苯胺,更佳為2,6-二異丙基苯胺。式(C2-2)所示之銨鹽的實例包括四甲基銨氫氧化物及四乙基銨氫氧化物。
鹼性化合物的其他實例包括式(C3)至(C11)所示之胺:
式中,Rc8
、Rc20
、Rc21
及Rc23
至Rc28
各自獨立地表示脂肪族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂肪族烴基、烷氧基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有選自由羥基、胺基、具有一或兩個C1-C4烷基的胺基、及C1-C6烷氧基所組成之群組的一或多個取代基,Rc9
、Rc10
、Rc11
至Rc14
、Rc16
至RC19
及Rc22
各自獨立地表示氫原子、脂肪族烴基、飽和環狀烴基或芳香族烴基,且該脂肪族烴基、飽和環狀烴基及芳香族烴基可具有選自由羥基、胺基、具有一或兩個C1-C4烷基的胺基、及C1-C6烷氧基所組成之群組的一或多個取代基,Rc15
於每次出現時獨立地為脂肪族烴基、飽和環狀烴基或烷醯基,Lc1
及Lc2
各自獨立地表示二價脂肪族烴基、-CO-、-C(=NH)-、-C(=NRC3
)-、-S-、-S-S-或其組合,而Rc3
表示C1-C4烷基,o3至u3各自獨立地表示0至3的整數,n3表示0至8的整數。
脂肪族烴基較佳具有1至6個碳原子,飽和環狀烴基較佳具有3至6個碳原子,烷醯基較佳具有2至6個碳原子,及二價脂肪族烴基較佳具有1至6個碳原子。二價脂肪族烴基較佳為伸烷基。
式(C3)所示之胺的實例包括己基胺、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、伸乙二胺、四亞甲基二胺、六亞甲基二胺、4,4’-二胺基-1,2-二苯乙烷、4,4’-二胺基-3,3’-二甲基二苯甲烷及4,4’-二胺基-3,3’-二乙基二苯甲烷。
式(C4)所示之胺的實例包括六氫吡。式(C5)所示之胺的實例包括嗎啉。式(C6)所示之胺的實例包括六氫吡啶或具有六氫吡啶骨架之受阻胺(hindered amine)化合物,如JP11-52575A所揭示。式(C7)所示之胺的實例包括2,2’-亞甲基雙苯胺。式(C8)所示之胺的實例包括咪唑及4-甲基咪唑。式(C9)所示之胺的實例包括吡啶及4-甲基吡啶。式(C10)所示之胺的實例包括二-2-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’-二甲基吡啶基胺。式(C11)所示之胺的實例包括聯吡啶。
本發明之光阻組成物通常含有一或多種溶劑。溶劑的實例包括二醇醚酯,諸如乙基溶纖劑乙酸酯、甲基溶纖劑乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯;二醇醚,諸如丙二醇單甲基醚;非環酯,諸如乳酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯及丙酮酸乙酯;酮,諸如丙酮、甲基異丁酮、2-庚酮及環己酮;以及環酯,諸如γ-丁內酯。
以本發明光阻組成物的總量為基準計,溶劑的量通常為90重量%或更多,較佳為92重量%或更多,或更佳為94重量%或更多。以本發明光阻組成物的總量為基準計,溶劑的量通常為99.9重量%或更少,較佳為99重量%或更少。
本發明之光阻組成物必要時可含有少量之各種添加劑如敏化劑、溶液抑制劑、其他聚合物、界面活性劑、安定化劑及染料,只要本發明的效果未受抑制。
本發明之光阻組成物適用為化學放大型光阻組成物。
可藉由下列步驟(1)至(5)製備光阻圖案:
(1)將本發明之光阻組成物施用於基板的步驟,
(2)藉由進行乾燥以形成光阻膜的步驟,
(3)以輻射曝光該光阻膜的步驟,
(4)烘烤經曝光之光阻膜的步驟,以及
(5)以鹼性顯影劑令經烘烤之光阻膜顯影,以形成光阻圖案的步驟。
將光阻組成物施用於基板通常係使用習知裝置如旋塗機來進行。於施用前,較佳係以具有0.2μm孔徑的過濾器來過濾光阻組成物。基板的實例包括矽晶圓或石英晶圓,且係於其上形成感測器、線路或電晶體等。
光阻膜的形成通常係使用加熱裝置如熱板或減壓器來進行,加熱溫度通常為50℃至200℃,操作壓力通常為1Pa至1.0*105
Pa。
使用曝光系統使所獲的光阻膜於輻射中曝光。通常通過具有相應於所需光阻圖案之圖案的光罩來進行曝光。曝光源的實例包括發射紫外光區之雷射光的光源如KrF準分子雷射(波長:248奈米(nm))、ArF準分子雷射(波長:193奈米)及F2
雷射(波長:157奈米),以及藉由對來自固態雷射光源(如YAG或半導體雷射)之波長轉換而發射遠紫外光區或真空紫外光區之諧波雷射光的光源。
經曝光之光阻膜的烘烤溫度通常為50℃至200℃,較佳為70℃至150℃。
經烘烤之光阻膜的顯影通常使用顯影裝置來實施。所使用之鹼性顯影劑可為本領域使用之各種鹼性水溶液之任一種。通常,氫氧化四甲基銨水溶液或氫氧化(2-羥基乙基)三甲基銨(眾所周知之「膽鹼」)為常用者。顯影後,較佳以超純水清洗所形成之光阻圖案,且較佳地要移除光阻圖案及基板上殘留的水。
本發明之光阻組成物提供了展現良好聚焦界線(DOF)的光阻圖案,因此,本發明之光阻組成物合適於ArF準分子雷射微影技術、KrF準分子雷射微影技術、EUV(極紫外光)微影技術、EUV浸潤微影技術及EB(電子束)微影技術。
以下將藉實施例更具體地說明本發明,但非欲使用該等實施例限制本發明之範疇。
除非特別指明,於下列實施例與比較例中用於表示任何成分的含量以及任何材料的量的“%”及“份”係以重量為基準。於下列實施例中任何材料的重量平均分子量是由TOSOH CORPORATION製造之膠體滲透層析儀[HLC-8120GPC型,管柱(3支管柱,具保護管柱(guard column)):TOSOH CORPORATION製造之TSKgel Multipore HXL
-M,溶劑:四氫呋喃,流速:1.0毫升/分鐘(mL/min),偵測器:折射率(RI)偵測器,管柱溫度:40℃,注入體積:100微升(μL)]測得的值,其係利用苯乙烯作為標準參考物質。化合物構造則藉由NMR(GX-270型或EX-270型,由JEOL LTD製造)及質譜分析法(液相層析法:1100型,由AGILENT TECHNOLOGIES LTD.製造;質譜分析法:LC/MSD型或LC/MSD TOF型,由AGILENT TECHNOLOGIES LTD.製造)測定。
合成例1
將混合2.43份式(1-1-b)所示之化合物與15.00份N,N-二甲基甲醯胺所製備之混合物,於23℃攪拌30分鐘。於混合物中添加1.07份碳酸鉀及0.34份碘化鉀,且將所得之混合物於50℃攪拌1小時。令所得之混合物冷卻至40℃,接著以1小時逐滴加入將0.85份式(1-1-a)所示之化合物溶於5.00份N,N-二甲基甲醯胺所製備之溶液。所得之混合物於40℃攪拌5小時。令所得之混合物冷卻至23℃,接著加入30.00份氯仿及30.00份1N鹽酸。攪伴所得之混合物並分離成有機層及水層。以30.00份離子交換水清洗有機層,直至將水層中和。令有機層與1.2份活性碳混合,攪拌所得之混合物,接著過濾。濃縮過濾物,令所得之殘留物與10份乙酸乙酯混合。攪拌所得之混合物並移除上清液。令所得之殘留物與10份第三丁基甲基醚混合。攪拌所得之混合物並移除上清液。令所得之殘留物溶於氯仿,接著濃縮所得之溶液。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(8/1))以獲得0.63份無色油形式之式(1-1)所示之單體。此稱作單體(1-1)。MS:291.2(分子離子峰(molecular ion peak))合成例2
於混合33.25份式(1-A-a)所示之化合物、23.93份二環己基碳二亞胺及40.00份二氯甲烷所製備之混合物中,於0℃添加18.83份式(1-A-b)所示之化合物,且將所得之混合物於0℃攪拌1小時。於23℃進一步攪拌混合物30分鐘。過濾所得之混合物以移除不溶物。濃縮過濾物,以獲得44.19份式(1-A-c)所示之化合物。
將混合19.33份式(1-A-c)所示之化合物、12.71份式(1-A-d)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於50℃攪拌3小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得22.98份式(1-A)所示之單體。此稱作單體(1-A)。MS:252.2(分子離子峰)合成例3
將混合19.33份式(1-A-c)所示之化合物、16.53份式(1-B-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於50℃攪拌3小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得24.18份式(1-B)所示之單體。此稱作單體(1-B)。MS:290.2(分子離子峰)合成例4
於混合20.00份式(1-C-a)所示之化合物、23.93份二環己基碳二亞胺及40.00份二氯甲烷所製備之混合物中,於0℃添加18.83份式(1-C-b)所示之化合物,且將所得之混合物於0℃攪拌1小時。於23℃進一步攪拌混合物30分鐘。過濾所得之混合物以移除不溶物。濃縮過濾物以獲得30.56份式(1-C-c)所示之化合物。將混合13.62份式(1-C-c)所示之化合物、16.53份式(1-B-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於50℃攪拌3小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得21.84份式(1-C)所示之單體。此稱作單體(1-C)。MS:233.2(分子離子峰)合成例5
將混合5.42份式(1-2-a)所示之化合物與100.00份四氫呋喃所製備之混合物,於23℃攪拌30分鐘。於混合物中添加4.92份三乙胺,並且於23℃,在所得混合物中,以1小時逐滴加入將5.00份式(1-2-b)所示之化合物溶於5.00份四氫呋喃所製備之溶液。所得之混合物於23℃攪拌3小時,接著加入100份氯仿及30份離子交換水。所得之混合物於23℃攪拌30分鐘,並分離成有機層及水層。以50份離子交換水清洗有機層。濃縮有機層。令所得之殘留物與40份乙酸乙酯混合。以20份離子交換水清洗所得之溶液並濃縮。於所得之殘留物中添加10份乙酸乙酯及10份己烷,所得之混合物於23℃攪拌30分鐘,並以過濾單離出沉澱物以獲得3.49份白色固體形式之式(1-2)所示之單體。此稱作單體(1-2)。MS:235.2(分子離子峰)熔點:114至117℃1
H-NMR(CDCl3
,內標準:四甲基矽烷)δppm:1.36-1.57(m,6H),1.74-1.99(m,9H),2.13(m,2H),4.46(s,1H),5.24(m,1H),5.53(m,1H),7.04(s,1H)合成例6
將混合5.94份式(1-D-a)所示之化合物與100.00份四氫呋喃所製備之混合物,於23℃攪拌30分鐘。於混合物中添加4.92份三乙胺,並且於23℃,在所得混合物中,以1小時逐滴加入將5.00份式(1-D-b)所示之化合物溶於5.00份四氫呋喃所製備之溶液。所得之混合物於23℃攪拌3小時,接著加入100份氯仿及30份離子交換水。所得之混合物於23℃攪拌30分鐘,並分離成有機層及水層。以50份離子交換水清洗有機層。濃縮有機層。令所得之殘留物與40份乙酸乙酯混合。以20份離子交換水清洗所得之溶液並濃縮。所得殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得0.96份式(1-D)所示之單體。此稱作單體(1-D)。MS:251.2(分子離子峰)
於混合33.25份式(1-E-a)所示之化合物、23.93份二環己基碳二亞胺及40.00份二氯甲烷所製備之混合物中,於0℃添加18.83份式(1-E-b)所示之化合物,且將所得之混合物於0℃攪拌1小時。於23℃進一步攪拌混合物30分鐘。過濾所得之混合物。濃縮過濾物以獲得44.19份式(1-E-c)所示之化合物。
將混合19.33份式(1-E-c)所示之化合物、18.23份式(1-E-d)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌5小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得26.13份式(1-E)所示之單體。此稱作單體(1-E)。MS:307.2(分子離子峰)
將混合19.33份式(1-F-c)所示之化合物、16.73份式(1-F-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌5小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得8.42份式(1-F)所示之單體。此稱作單體(1-F)。MS:292.2(分子離子峰)
將混合19.33份式(1-G-c)所示之化合物、18.33份式(1-G-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌5小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:乙酸乙酯)以獲得4.81份式(1-G)所示之單體。此稱作單體(1-G)。MS:308.2(分子離子峰)
將混合15.00份式(1-3-a)所示之化合物與100.00份四氫呋喃所製備之混合物,於23℃攪拌30分鐘。於混合物中添加20.85份三乙胺,並且於23℃,在所得混合物中,以30分鐘逐滴加入12.70份式(1-3-b)所示之化合物。所得之混合物於55℃攪拌8小時。令混合物冷卻至23℃,接著過濾以移除不溶物。濃縮過濾物。令所得之殘留物與100份乙酸乙酯混合。所得之溶液於23℃攪拌30分鐘並過濾。濃縮過濾物。所得殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(重量比:1/1))以獲得6.40份式(1-3)所示之單體。此稱作單體(1-3)。MS:169.1(分子離子峰)1
H-NMR(CDCl3
,內標準:四甲基矽烷)δppm:1.96(s,3H),2.35(m,1H),2.65(m,1H),4.32(m,1H),4.47(m,1H),4.68(m,1H),5.40(s,1H),5.81(s,1H),7.22(m,1H)
將混合2.31份式(1-8-b)所示之化合物與15.00份N,N-二甲基甲醯胺所製備之混合物,於23℃攪拌30分鐘。於混合物中添加1.07份碳酸鉀及0.34份碘化鉀,且將所得之混合物於50℃攪拌1小時。令所得之混合物冷卻至40℃,接著以1小時逐滴加入將0.85份式(1-8-a)所示之化合物溶於5.00份N,N-二甲基甲醯胺所製備之溶液。所得之混合物於40℃攪拌5小時。令所得之混合物冷卻至23℃,接著加入30.00份氯仿及30.00份1N鹽酸。攪伴所得之混合物並分離成有機層及水層。以30.00份離子交換水清洗有機層直至將水層中和。令有機層與1.2份活性碳混合,攪拌所得之混合物,接著過濾。濃縮過濾物,令所得之殘留物與10份乙酸乙酯混合。攪拌所得之混合物並移除上清液。令所得之殘留物與10份第三丁基甲基醚混合。攪拌所得之混合物並移除上清液。令所得之殘留物溶於氯仿,接著濃縮所得之溶液。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(重量比:1/1))以獲得0.45份白色固體形式之式(1-8)所示之單體。此稱作單體(1-8)。MS:279.1(分子離子峰)
於混合33.25份式(1-H-a)所示之化合物、23.93份二環己基碳二亞胺及40.00份二氯甲烷所製備之混合物中,於0℃添加18.83份式(1-H-b)所示之化合物,且將所得之混合物於0℃攪拌1小時。於23℃進一步攪拌混合物30分鐘。過濾所得之混合物。濃縮過濾物以獲得44.19份式(1-H-c)所示之化合物。
將混合19.33份式(1-H-c)所示之化合物、18.20份式(1-H-d)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌3小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(重量比:2/1))以獲得9.62份式(1-H)所示之單體。此稱作單體(1-H)。MS:226.1(分子離子峰)
將混合19.33份式(1-I-c)所示之化合物、10.21份式(1-I-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌5小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(重量比:1/1))以獲得18.74份式(1-I)所示之單體。此稱作單體(1-I)。MS:227.1(分子離子峰)
將混合19.33份式(1-J-c)所示之化合物、10.21份式(1-J-a)所示之化合物及200份乙腈所製備之混合物,於23℃攪拌5小時。濃縮所得之混合物,於所得殘留物中添加300份氯仿及150份離子交換水。攪拌所得之混合物並分離成有機層及水層。以150份離子交換水清洗有機層並濃縮。殘留物以管柱層析純化(矽膠60-200孔,獲自Merck KGaA,展開溶劑:己烷/乙酸乙酯(重量比:1/1))以獲得15.19份式(1-J)所示之單體。此稱作單體(1-J)。MS:227.1(分子離子峰)
於樹脂合成例中,除了單體(1-1)、單體(1-A)、單體(1-B)、單體(1-C)、單體(1-2)、單體(1-D)、單體(1-E)、單體(1-F)、單體(1-G)、單體(1-3)、單體(1-8)、單體(1-H)、單體(1-I)及單體(1-J)外,也使用下列單體。
式(a1-1-1)、(a1-1-2)、(a1-2-1)、(a1-1-3)、(a2-1-1)、(a2-1-2)、(a3-1-1)及(a3-2-1)所示之單體分別稱作單體(a1-1-1)、單體(a1-1-2)、單體(a1-2-1)、單體(a1-1-3)、單體(a2-1-1)、單體(a2-1-2)、單體(a3-1-1)及單體(a3-2-1)。
單體(a1-1-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)以20:20:20:40的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(1-1):單體(a2-1-1):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加1莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加3莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於73℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中,以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量約7.0×103
的樹脂,產率為64%。此稱作樹脂A1。樹脂A1具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了使用單體(a3-1-1)取代單體(a3-2-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.0×103
的樹脂,產率為68%。所得之樹脂稱作樹脂A2。樹脂A1具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)及單體(a3-1-1)的結構單元。
除了將10/45的單體(a3-2-1)改成單體(a3-1-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.1×103
的樹脂,產率為55%。所得之樹脂稱作樹脂A3。樹脂A3具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)、單體(a3-2-1)及單體(a3-1-1)的結構單元。
除了將5/20的單體(a2-1-1)改成單體(a2-1-2)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.1×103
的樹脂,產率為63%。所得之樹脂稱作樹脂A4。樹脂A4具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)、單體(a2-1-2)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了使用單體(a1-1-2)取代單體(a1-1-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.0×103
的樹脂,產率為65%。所得之樹脂稱作樹脂A5。樹脂A1具有衍生自單體(a1-1-2)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了將5/20的單體(1-1)改成單體(a1-2-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.0×103
的樹脂,產率為70%。所得之樹脂稱作樹脂A6。樹脂A6具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-1)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了使用單體(1-A)取代單體(1-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.6×103
的樹脂,產率為64%。所得之樹脂稱作樹脂A7。樹脂A7具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-A)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了使用單體(1-B)取代單體(1-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.5×103
的樹脂,產率為62%。所得之樹脂稱作樹脂A8。樹脂A8具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-B)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了使用單體(1-C)取代單體(1-1)外,依據樹脂合成例1相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.6×103
的樹脂,產率為63%。所得之樹脂稱作樹脂A9。樹脂A9具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(1-C)、單體(a2-1-1)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-2):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2.5莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加7.5莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於80℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中,以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為3.3×103
的樹脂,產率為45%。此稱作樹脂A10。樹脂A10具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-2):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加6莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中,以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為4.9×103
的樹脂,產率為65%。此稱作樹脂A11。樹脂A11具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-2):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加1莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加3莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將大量所得溶液倒入甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為7.9×103
的樹脂,產率為75%。此稱作樹脂A12。樹脂A12具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-2):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加0.7莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加2.1莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於70℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為1.1×104
的樹脂,產率為70%。此稱作樹脂A13。樹脂A13具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-2)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-D)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-D):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加6莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為4.8×103
的樹脂,產率為52%。此稱作樹脂A14。樹脂A14具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-D)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-E)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-E):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加6莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為4.6×103
的樹脂,產率為62%。此稱作樹脂A15。樹脂A15具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-E)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-F)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-F):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加6莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為4.9×103
的樹脂,產率為65%。此稱作樹脂A16。樹脂A16具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-F)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-G)及單體(a3-2-1)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(1-G):單體(a3-2-1))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加2莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加6莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為4.5×103
的樹脂,產率為48%。此稱作樹脂A17。樹脂A17具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(1-G)及單體(a3-2-1)的結構單元。
單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-8)以40:10:20:30的莫耳比例(單體(a1-1-1):單體(a1-2-1):單體(a2-1-1):單體(1-8))混合,並加入1.2倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加1莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加3莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於75℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量為7.1×103
的樹脂,產率為60%。此稱作樹脂A18。樹脂A18具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-8)的結構單元。
除了使用單體(1-3)取代單體(1-8)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.9×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A19。樹脂A19具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-3)的結構單元。
除了將10/45的單體(1-8)改成單體(a3-2-1)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.2×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A20。樹脂A20具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)、單體(1-8)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了將10/45的單體(1-3)改成單體(a3-2-1)外,依據樹脂合成例19相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.8×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A21。樹脂A21具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)、單體(1-3)及單體(a3-2-1)的結構單元。
除了將5/20的單體(a2-1-1)改成單體(a2-1-2)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約7.0×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A22。樹脂A22具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)、單體(a2-1-2)及單體(1-8)的結構單元。
除了使用單體(a1-1-2)取代單體(a1-1-1)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.9×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A23。樹脂A23具有衍生自單體(a1-1-2)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-8)的結構單元。
除了使用單體(1-H)取代單體(1-8)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.7×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A24。樹脂A24具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-H)的結構單元。
除了使用單體(1-I)取代單體(1-8)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.5×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A25。樹脂A25具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-I)的結構單元。
除了使用單體(1-J)取代單體(1-8)外,依據樹脂合成例18相同的方式,獲得具有重量平均分子量約6.2×103
的樹脂。所得之樹脂稱作樹脂A26。樹脂A26具有衍生自單體(a1-1-1)、單體(a1-2-1)、單體(a2-1-1)及單體(1-J)的結構單元。
單體(a1-1-2)、單體(a2-1-1)及單體(a3-1-1)以50:25:25的莫耳比例(單體(a1-1-2)、單體(a2-1-1):單體(a3-1-1))混合,並加入1.5倍重量(以所有單體為基準計)的1,4-二烷,以製備溶液。於溶液中添加1莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙異丁腈作為起始劑,及添加3莫耳%(以總單體莫耳量為基準計)偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)作為起始劑。於77℃加熱所得混合物約5小時。接著將反應溶液倒入大量甲醇及水的混合物(甲醇/水=4/1(重量比))中以產生沉澱。單離出沉澱物,並將其溶於1,4-二烷。將所得溶液倒入大量甲醇及水的混合物中以產生沉澱,並重複此操作兩次以純化。結果獲得具有重量平均分子量約8.0×103
的樹脂,產率為60%。此稱作樹脂H1。樹脂H1具有衍生自單體(a1-1-2)、單體(a2-1-1)及單體(a3-1-1)的結構單元。
樹脂A1至A9
樹脂H1
B1:
Q1: 2,6-二異丙基苯胺
S1:丙二醇單甲醚乙酸酯 265 份
丙二醇單甲基醚 20 份
2-庚酮 20 份
γ-丁內酯 3.5 份
混合並溶解下列成分,再通過具0.2μm孔徑之氟樹脂過濾器進行過濾,以製備光阻組成物。
樹脂(種類及量如表1所述)
酸產生劑(種類及量如表1所述)
淬滅劑(種類及量如表1所述)溶劑S1
以「ARC-29SR」(其為有機抗反射塗覆組成物,獲自日產化學工業股份有限公司(Nissan Chemical Industries,Ltd.))塗覆各矽晶圓,接著以如下條件進行烘烤:205℃,60秒,以形成780-厚之有機抗反射塗層。如前所製備之各阻劑液體係旋塗於抗反射塗層上,致使乾燥後所獲得之膜的厚度為85 nm。如此以個別阻劑液體塗覆之各矽晶圓,以表1之「PB」欄所示之溫度於直熱板(direct hotplate)預烘烤60秒。使用ArF準分子步進機(ASML製造之“XT:1900Gi”,NA=1.35,3/4環,X-Y變位)並逐步改變曝光量,令如此形成有個別阻劑膜之各晶圓使用具有50 nm線與間隔圖案的光罩進行曝光。
曝光後,令各晶圓以表1之「PEB」欄所示之溫度於熱板進行曝光後烘烤60秒,然後以2.38重量%氫氧化四甲銨水溶液進行漿式顯影(paddle development)60秒。
於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各線與間隔圖案,以掃描式電子顯微鏡觀察之,結果示於表2。
有效敏感度(ES):其係以通過線與間隔圖案(line and space pattern)光罩曝光及顯影後,50 nm線與間隔圖案成為1:1之曝光量來表示。
圖案輪廓:以掃描式電子顯微鏡來觀察50 nm線與間隔圖案。當圖案的橫截面為矩形或近乎矩形時,圖案輪廓良好,對其評價標記為「G」;當圖案橫截面上端是圓的或圖案橫截面上端長度較下端長度長,或者圖案橫截面為錐形時,則圖案輪廓不佳,對其評價標記為「B」。
聚焦界限(Focus margin,DOF):在ES之曝光量使用50 nm線與間隔圖案的光罩,逐步改變焦點距離,以獲得光阻圖案。觀察於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各圖案,測量當圖案的線寬度為50 nm±5%以內(約47.5至52.5 nm)時的焦點距離,並計算焦點距離之最大值與最小值間的差。當差為0.15μm或更多,DOF良好,對其評價標記為「G」;當差為少於0.15 μm,DOF不佳,對其評價標記為「B」。此外,於「DOF」欄中,亦將各差示於括號內。差距越大表示光阻組成物具有較好的聚焦界限。
樹脂A10至A17
樹脂H1
B1:
Q1: 2,6-二異丙基苯胺
S1:丙二醇單甲醚乙酸酯 265 份
丙二醇單甲基醚 20 份
2-庚酮 20 份
γ-丁內酯 3.5 份
混合並溶解下列成分,再通過具0.2μm孔徑之氟樹脂過濾器進行過濾,以製備光阻組成物。
樹脂(種類及量如表3所述)
酸產生劑(種類及量如表3所述)
淬滅劑(種類及量如表3所述)
溶劑S1
以「ARC-29SR」(其為有機抗反射塗覆組成物,獲自日產化學工業股份有限公司(Nissan Chemical Industries,Ltd.))塗覆各矽晶圓,接著以如下條件進行烘烤:205℃,60秒,以形成780-厚之有機抗反射塗層。如前所製備之各阻劑液體係旋塗於抗反射塗層上,致使乾燥後所獲得之膜的厚度為85 nm。如此以個別阻劑液體塗覆之各矽晶圓,以表3之「PB」欄所示之溫度於直熱板預烘烤60秒。使用ArF準分子步進機(ASML製造之“XT:1900Gi”,NA=1.35)並逐步改變曝光量,令如此形成有個別阻劑膜之各晶圓使用光罩進行曝光,形成孔距(hole pitch)為100 nm而孔徑為72 nm的孔洞圖案。
曝光後,令各晶圓以表3之「PEB」欄所示之溫度於熱板進行曝光後烘烤60秒,然後以2.38重量%氫氧化四甲銨水溶液進行漿式顯影60秒。
於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各孔洞圖案,以掃描式電子顯微鏡觀察之,結果示於表4。
有效敏感度(ES):其係以使用用以形成孔徑為70 nm之孔洞圖案的光罩進行曝光及顯影後,圖案孔徑變成55 nm之曝光量來表示。
圖案輪廓:以掃描式電子顯微鏡來觀察使用用以形成孔徑為70 nm之孔洞圖案的光罩所獲得之孔洞圖案。當圖案的橫截面如下列之(a)所示時,圖案輪廓良好,對其評價標記為「G」;當圖案橫截面如下列之(b)、(c)或(d)所示時,則圖案輪廓不佳,對其評價標記為「B」。
聚焦界限(DOF):使用孔洞圖案光罩、ES之曝光量,且逐步改變焦點距離,以獲得光阻圖案。觀察於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各圖案,當圖案孔徑為52.2 nm或更大、57.7 nm或更小時測量焦點距離,並計算焦點距離之最大值與最小值間的差。當差為0.16μm或更高、0.20μm或更少時,DOF不足,對其評價標記為「I」;當差大於0.20μm,DOF良好,對其評價標記為「G」;而當差少於0.16μm,DOF不佳,對其評價標記為「B」。此外,於「DOF」欄中,亦將各差示於括號內。差越大表示光阻組成物具有越佳的聚焦界限。
CD一致性(CDU):在ES之曝光量使用用以形成具70 nm孔徑之孔洞圖案的光罩,以獲得孔洞圖案。於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各圖案,以掃描式電子顯微鏡觀察之。將孔洞圖案之孔徑測量24次,並計算其平均孔徑。分別測量於同一晶圓上之400個孔洞的平均直徑。當母體為400個孔洞之平均直徑時,計算標準差。當標準差為1.80 nm或更高,以及2.00 nm或更少時,CDU不足,對其評價標記為「T」,當標準差為少於1.80 nm時,CDU良好,對其評價標記為「G」,而當標準差高於2.00 nm時,CDU不佳,對其評價標記為「B」。此外,於「CDU」欄中,亦將各標準差示於括號內。標準差越小表示光阻組成物展現越佳的CDU。
樹脂A18至A26
樹脂H1
B1:
Q1: 2,6-二異丙基苯胺
S1:丙二醇單甲醚乙酸酯 265 份
丙二醇單甲基醚 20 份
2-庚酮 20 份
γ-丁內酯 3.5 份
混合並溶解下列成分,再通過具0.2μm孔徑之氟樹脂過濾器進行過濾,以製備光阻組成物。
樹脂(種類及量如表5所述)
酸產生劑(種類及量如表5所述)
淬滅劑(種類及量如表5所述)
溶劑S1
以「ARC-29SR」(其為有機抗反射塗覆組成物,獲自日產化學工業股份有限公司(Nissan Chemical Industries,Ltd.))塗覆各矽晶圓,接著以如下條件進行烘烤:205℃,60秒,以形成780-厚之有機抗反射塗層。如前所製備之各阻劑液體係旋塗於抗反射塗層上,致使乾燥後所獲得之膜的厚度為85 nm。如此以個別阻劑液體塗覆之各矽晶圓,以表5之「PB」欄所示之溫度於直熱板預烘烤60秒。使用ArF準分子步進機(ASML製造之“XT:1900Gi”,NA=1.35,3/4環,X-Y變位)並逐步改變曝光量,令如此形成有個別阻劑膜之各晶圓,使用具有線與間隔圖案的光罩進行曝光。
曝光後,令各晶圓以表5之「PEB」欄所示之溫度於熱板進行曝光後烘烤60秒,然後以2.38重量%氫氧化四甲銨水溶液進行漿式顯影60秒。
於進行顯影後在有機抗反射塗層基板上顯影之各線與間隔圖案,以掃描式電子顯微鏡觀察之,結果示於表6。
有效敏感度(ES):其係以通過線與間隔圖案光罩曝光及顯影後,50 nm線與間隔圖案成為1:1之曝光量來表示。
解析度:以掃描式電子顯微鏡觀察線與間隔圖案,當解析45 nm線與間隔圖案時,解析度良好,對其評價標記為「G」;當無法解析45 nm線與間隔圖案或觀察到圖案倒塌時,解析度不佳,對其評價標記為「B」。
圖案輪廓:以掃描式電子顯微鏡來觀察50 nm線與間隔圖案。當圖案的橫截面為矩形或近乎矩形時,圖案輪廓良好,對其評價標記為「G」;當圖案橫截面上端是圓的或圖案橫截面上端長度較下端長度長,或者圖案橫截面為錐形時,則圖案輪廓不佳,對其評價標記為「B」。
本發明之光阻組成物提供具有良好圖案輪廓及良好解析度之光阻圖案。
Claims (17)
- 一種光阻組成物,包括酸產生劑及包含衍生自式(I)所示之單體的結構單元的樹脂:
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,B1 為式(1a)所示的基團,式中,R3 、R4 及R5 各自獨立地表示C1-C8脂肪族烴基或C3-C8飽和環狀烴基,且R4 及R5 可彼此鍵結以與R4 及R5 所鍵結之碳原子一起形成C3-C10環,以及,該飽和環狀烴基及該環可具有C1-C8脂肪族烴基。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,B1 為式(1a-1)或(1a-2)所示的基團:
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,B1 為式(1b-1)或(1b-2)所示的基團:
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,B1 為式(1c-1)所示的基團:
- 如申請專利範圍第5項所述之光阻組成物,其中,B1 為式(1c-2)所示的基團:
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之光阻組成物,其中,A2 及A3 為單鍵。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之光阻組成物,其中,該樹脂具有酸不穩定性基團,且為不溶或難溶於鹼性水溶液,但藉酸的作用而變成可溶於鹼性水溶液。
- 如申請專利範圍第7項所述之光阻組成物,其中,該樹脂具有酸不穩定性基團,且為不溶或難溶於鹼性水溶液,但藉酸的作用而變成可溶於鹼性水溶液。
- 如申請專利範圍第1至6項中任一項所述之光阻組成物,其中,該酸產生劑為式(B1)所示之鹽:
- 如申請專利範圍第7項所述之光阻組成物,其中,該酸產生劑為式(B1)所示之鹽:
- 如申請專利範圍第10項所述之光阻組成物,其中,Lb1 為*-CO-O-,其中*表示與-C(Q1 )(Q2 )-結合的位置。
- 如申請專利範圍第11項所述之光阻組成物,其中,Lb1 為*-CO-O-,其中*表示與-C(Q1 )(Q2 )-結合的位置。
- 如申請專利範圍第10項所述之光阻組成物,其中,Z+ 為芳基鋶陽離子(arylsulfonium cation)。
- 如申請專利範圍第11項所述之光阻組成物,其中,Z+ 為芳基鋶陽離子。
- 如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物,其中,該組成物復包括鹼性化合物。
- 一種製造光阻圖案的製程,包括下列步驟(1)至(5):(1)將如申請專利範圍第1項所述之光阻組成物施用於基板的步驟, (2)藉由進行乾燥以形成光阻膜的步驟,(3)以輻射曝光該光阻膜的步驟,(4)烘烤經曝光之光阻膜的步驟,以及(5)以鹼性顯影劑令經烘烤之光阻膜顯影的步驟,藉以形成光阻圖案。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009215522 | 2009-09-17 | ||
JP2009215521 | 2009-09-17 | ||
JP2009215523 | 2009-09-17 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201116935A TW201116935A (en) | 2011-05-16 |
TWI503629B true TWI503629B (zh) | 2015-10-11 |
Family
ID=43730916
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW099131005A TWI503629B (zh) | 2009-09-17 | 2010-09-14 | 光阻組成物 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9726976B2 (zh) |
KR (1) | KR101795807B1 (zh) |
CN (1) | CN102023482A (zh) |
TW (1) | TWI503629B (zh) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI530478B (zh) * | 2010-02-18 | 2016-04-21 | 住友化學股份有限公司 | 鹽及包含該鹽之光阻組成物 |
KR20130124302A (ko) * | 2010-09-29 | 2013-11-13 | 가부시키가이샤 구라레 | 아크릴아미드 유도체, 고분자 화합물 및 포토레지스트 조성물 |
JP5903833B2 (ja) | 2010-11-09 | 2016-04-13 | 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製造方法 |
KR101830595B1 (ko) * | 2010-11-09 | 2018-02-21 | 스미또모 가가꾸 가부시키가이샤 | 수지 및 포토레지스트 조성물 |
JP6034026B2 (ja) | 2011-02-25 | 2016-11-30 | 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 |
JP5866100B2 (ja) | 2011-04-13 | 2016-02-17 | 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 |
JP2012232972A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 |
JP6189020B2 (ja) | 2011-07-19 | 2017-08-30 | 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 |
JP5856441B2 (ja) | 2011-11-09 | 2016-02-09 | 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 |
JP5879228B2 (ja) * | 2012-08-13 | 2016-03-08 | 大阪有機化学工業株式会社 | アダマンタン誘導体 |
TWI619733B (zh) * | 2012-09-15 | 2018-04-01 | Rohm And Haas Electronic Materials Llc | 包含多種酸產生劑化合物之光阻劑 |
CN103117076A (zh) * | 2012-12-31 | 2013-05-22 | 广东金潮集团有限公司 | 一种可录式光盘溶剂 |
JP6435109B2 (ja) * | 2013-04-26 | 2018-12-05 | 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 |
TWI644929B (zh) | 2013-11-26 | 2018-12-21 | 住友化學股份有限公司 | 樹脂、光阻組成物以及光阻圖案的製造方法 |
TWI637998B (zh) * | 2013-11-26 | 2018-10-11 | 住友化學股份有限公司 | 樹脂、光阻組成物,以及光阻圖案之製造方法 |
JP6757335B2 (ja) * | 2015-12-22 | 2020-09-16 | 富士フイルム株式会社 | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び、電子デバイスの製造方法 |
EP3450478B1 (en) * | 2017-08-31 | 2020-11-11 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Epoxy-containing, isocyanurate-modified silicone resin, photosensitive resin composition, photosensitive dry film, laminate, and pattern forming process |
CN109164685B (zh) * | 2018-09-26 | 2022-06-28 | 珠海雅天科技有限公司 | 一种euv光刻胶及其制备方法与应用 |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007186680A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-07-26 | Nec Corp | アミド誘導体、重合体、化学増幅型感光性樹脂組成物、及びパターン形成方法 |
US20080220371A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Fujifilm Corporation | Photosensitive composition, compound used for photosensitive composition and pattern-forming method using photosensitive composition |
CN101271273A (zh) * | 2007-03-23 | 2008-09-24 | 住友化学株式会社 | 化学放大型抗蚀剂组合物 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100863984B1 (ko) | 2001-07-03 | 2008-10-16 | 후지필름 가부시키가이샤 | 포지티브 레지스트 조성물 |
JP4595275B2 (ja) | 2001-09-28 | 2010-12-08 | 住友化学株式会社 | 化学増幅型ポジ型レジスト組成物 |
JP2003241381A (ja) * | 2002-02-22 | 2003-08-27 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポジ型レジスト組成物 |
JP2004271630A (ja) * | 2003-03-05 | 2004-09-30 | Fuji Photo Film Co Ltd | ポジ型レジスト組成物 |
JP4166598B2 (ja) * | 2003-03-12 | 2008-10-15 | 富士フイルム株式会社 | ポジ型レジスト組成物 |
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 |
JP2006256039A (ja) | 2005-03-16 | 2006-09-28 | Fuji Photo Film Co Ltd | 平版印刷版原版 |
US7923465B2 (en) | 2005-06-02 | 2011-04-12 | Glenmark Pharmaceuticals S.A. | Cannabinoid receptor ligands, pharmaceutical compositions containing them, and process for their preparation |
JP5530651B2 (ja) * | 2008-07-14 | 2014-06-25 | 富士フイルム株式会社 | 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法 |
JP5523854B2 (ja) * | 2009-02-06 | 2014-06-18 | 住友化学株式会社 | 化学増幅型フォトレジスト組成物及びパターン形成方法 |
-
2010
- 2010-09-14 US US12/881,942 patent/US9726976B2/en active Active
- 2010-09-14 TW TW099131005A patent/TWI503629B/zh active
- 2010-09-14 CN CN2010102836950A patent/CN102023482A/zh active Pending
- 2010-09-15 KR KR1020100090261A patent/KR101795807B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007186680A (ja) * | 2005-12-15 | 2007-07-26 | Nec Corp | アミド誘導体、重合体、化学増幅型感光性樹脂組成物、及びパターン形成方法 |
US20080220371A1 (en) * | 2007-03-09 | 2008-09-11 | Fujifilm Corporation | Photosensitive composition, compound used for photosensitive composition and pattern-forming method using photosensitive composition |
CN101271273A (zh) * | 2007-03-23 | 2008-09-24 | 住友化学株式会社 | 化学放大型抗蚀剂组合物 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20110030367A (ko) | 2011-03-23 |
CN102023482A (zh) | 2011-04-20 |
KR101795807B1 (ko) | 2017-11-08 |
US20110065041A1 (en) | 2011-03-17 |
TW201116935A (en) | 2011-05-16 |
US9726976B2 (en) | 2017-08-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI503629B (zh) | 光阻組成物 | |
TWI530478B (zh) | 鹽及包含該鹽之光阻組成物 | |
TWI506012B (zh) | 光阻組成物 | |
TWI492923B (zh) | 鹽,及含有該鹽之光阻組成物 | |
TWI491980B (zh) | 鹽及含有該鹽之光阻組成物 | |
TWI532726B (zh) | 鹽及製造酸產生劑之方法 | |
TWI525066B (zh) | 鹽、光阻組成物及製備光阻圖案之方法 | |
TWI530491B (zh) | 鹽及包括該鹽之光阻組成物 | |
TWI510462B (zh) | 鹽及含有該鹽之光阻組成物 | |
TWI473796B (zh) | 鹽及含有該鹽之光阻組成物 | |
TWI548617B (zh) | 光阻組成物及光阻圖案的製造方法 | |
TWI484298B (zh) | 光阻組合物 | |
TWI516466B (zh) | 鹽及包含該鹽之光阻組成物 | |
TWI499598B (zh) | 化合物、樹脂及光阻組成物 | |
US8475999B2 (en) | Compound and photoresist composition containing the same | |
KR20120020059A (ko) | 염 및 이를 포함하는 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 | |
TWI576660B (zh) | 光阻組成物 | |
KR20110030342A (ko) | 포토레지스트 조성물 | |
TWI526456B (zh) | 光阻組合物 | |
JP2012106980A (ja) | 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 | |
TWI499863B (zh) | 光阻組成物 | |
TWI495952B (zh) | 光阻組成物 | |
TWI551578B (zh) | 鹽、光阻組成物及產生光阻圖案之方法 |