TWI698709B - 化學放大光阻組成物、光阻圖案及製備光阻圖案的方法 - Google Patents
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Abstract
本發明是有關於一種包含鹼溶性樹脂及具有預定結構的
聚合光酸產生劑的化學放大光阻組成物、一種自所述化學放大光阻組成物生成的光阻圖案以及一種製備化學放大所述光阻圖案的方法。
Description
本發明是有關於一種化學放大光阻組成物、一種光阻圖案以及一種製備光阻圖案的方法。
本申請案主張於2017年9月15日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2017-0118879號以及於2018年9月12日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2018-0109090號的優先權及權利,所述韓國專利申請案的揭露內容全文併入本案供參考。
隨著無空氣球(free air ball,FAB)製程的微製作技術的應用不斷擴大,封裝技術亦正在轉變為製造高效能、薄型及小型化封裝的製程技術。
特別是,由於半導體輸入/輸出端子數目的增加,倒裝晶片的應用已經擴展,已經引入了扇出型晶圓級封裝(Fan-out Wafer Level Package,FOWLP)技術,且為了使訊號延遲最小化而擴展了能夠在各晶片之間進行直接連接的矽穿孔(Through Silicon Via,TSV)製程。因此,對凸塊的需求正在增長,且用於形成凸塊的凸塊光阻(photoresist,PR)的技術開發非常重要。
在凸塊PR的情形中,10微米至100微米的厚膜的靈敏度及解析度必須非常好,且必須藉由鍍覆製程形成金屬凸塊。因此,例如平直度、殘留物、基腳或切口特性等圖案效能必須良好,並且對鍍覆溶液的耐受性應是優異的。
因此,為了提高厚膜的靈敏度及解析度,使用化學放大光阻組成物,且已知此種組成物包含能夠藉由酸的離解增大在鹼性顯影液中的溶解度的樹脂、感光性酸發生劑(光酸產生劑)、酸擴散控制劑、腐蝕抑制劑及特定溶解抑制劑。
另一方面,根據先前技術,使用萘二甲醯亞胺型光酸產生劑。在此種情形中,溶解度不好,因此應增加含量以提高靈敏度。然而,此具有限制,且存在浮渣在顯影後殘留在曝光部分中的缺點。
因此,需要研究一種能夠彌補上述缺點的光酸產生劑。
進行本發明是為了解決各種問題,且因此本發明的目的是提供一種化學放大光阻組成物,所述化學放大光阻組成物提高鹼溶性樹脂與光酸產生劑之間的相容性及光酸產生劑的溶解度且因此即使在使用少量光酸產生劑時亦會有效地提高靈敏度,防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣,並且進一步提高對低分子物質洩漏至鍍覆溶液中的浸出現象的耐受性。
本發明的另一目的是提供一種自上述光學放大光阻組成物生成的光阻圖案。
本發明的再一目的是提供一種使用上述光學放大光阻組成物製備光阻圖案的方法。
為了達成以上目的,提供一種化學放大光阻組成物,所述化學放大光阻組成物包括:第一鹼溶性樹脂;以及聚合光酸產生劑,其中光酸產生基經由含有C1-20伸烷基硫醚的官能基與第二鹼溶性樹脂連接。
亦提供一種自化學放大光阻組成物生成的光阻圖案。
另外,提供一種製備光阻圖案的方法,所述方法包括:將由化學放大光阻組成物構成的厚膜光阻層積層在支撐體上的積層步驟;使用包括電磁波或粒子束的輻射照射所述厚膜光阻層的曝光步驟;以及在曝光後對所述厚膜光阻層進行顯影以獲得厚膜抗蝕劑圖案的顯影步驟。
根據本發明,可提供一種化學放大光阻組成物,所述化學放大光阻組成物可提高鹼溶性樹脂與光酸產生劑之間的相容性及光酸產生劑的溶解度且因此即使在使用少量光酸產生劑時亦會有效地提高靈敏度,防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣,並且進一步提高對低分子物質洩漏至鍍覆溶液中的浸出現象的耐受性。
另外,根據本發明,可提供一種自上述化學放大光阻組成物生成的光阻圖案以及一種使用上述化學放大光阻組成物製備光阻圖案的方法。
以下,將詳細闡述根據本發明具體實施例的一種光酸產生劑、一種包含光酸產生劑的用於厚膜的化學放大光阻組成物以及一種自其生成的光阻圖案。
同時,在本發明的申請專利範圍及說明書中使用的用語「含有C1-20伸烷基硫醚的官能基」應被理解為意指在末端處具有硫醇基的直鏈C1-20伸烷官能基,且與另一官能基或基團連接的點
是除與硫醇基連接的末端外的另一烷基的末端。
另外,用語「伸乙基硫醚基」應被理解為意指硫(S)元素連接至具有2個碳原子的一個直鏈伸烷基的官能基。
此外,用語「烯烴硫醇基」應被理解為意指具有其中硫醇基連接至自烯烴衍生的二價官能基的結構的官能基。
同時,在本發明的申請專利範圍及說明書中使用的用語「鹼溶性樹脂」應被理解為意指其中離去基團藉由光去保護因而具有鹼溶性性質的樹脂。
在本說明書中,用語「第一」及「第二」應被理解為意指已給出任意次序以區分二者。
如上所述,根據本發明的一個實施例,可提供一種化學放大光阻組成物,所述化學放大光阻組成物包含:第一鹼溶性樹脂;以及聚合光酸產生劑,其中光酸產生基經由含有C1-20伸烷基硫醚的官能基與第二鹼溶性樹脂連接。
作為由本發明人進行研究的結果,藉由實驗發現了,實施例的化學放大光阻組成物可提高鹼溶性樹脂與光酸產生劑之間的相容性及光酸產生劑的溶解度且此外即使在使用少量光酸產生劑時亦會有效地提高靈敏度,因而防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣,並且進一步提高對
低分子物質洩漏至鍍覆溶液中的浸出現象的耐受性。
更具體而言,實施例的化學放大光阻組成物中所含有的聚合光酸產生劑具有其中第二鹼溶性樹脂經由伸乙基硫醚官能基與光酸產生基連接的結構。因此,即使使用相對少量的光酸產生劑,亦可提高鹼溶性樹脂與光酸產生劑之間的相容性,提高光酸產生劑的溶解度,且有效地提高靈敏度因而防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣。
另外,由於傳統化學放大光阻組成物使用低分子量化合物作為光酸產生劑,因此會發生例如光酸產生劑等低分子量物質洩漏至鍍覆溶液中的浸出現象。相比之下,本發明實施例的化學放大光阻組成物包含具有相對龐大結構的聚合光酸產生劑,因此可防止上述浸出現象。
在聚合光酸產生劑中,經選自在末端處含有雙鍵的官能基及含有硫醇基的官能基的至少一者取代的第二鹼溶性樹脂經由硫醇-烯點擊反應與光酸產生劑連接,以生成具有其中光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基與第二鹼溶性樹脂連接的結構的光酸產生劑。
具體而言,當含有雙鍵的官能基在第二鹼溶性樹脂的末端處被取代時,自光酸產生基衍生的化合物可具有包含硫醇基的官能基。當含有硫醇基的官能基在第二鹼溶性樹脂的末端處被取代時,自光酸產生基衍生的化合物可具有含有雙鍵的官能基。
更具體而言,當第二鹼溶性樹脂聚合且接著向其中添加
光酸產生基及光起始劑時,在雙鍵與硫醇官能基之間發生硫醇-烯點擊反應。
藉由上述反應聚合的第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基連接以生成光酸產生劑,且以此種形式包含於光阻組成物中。
以下,將更詳細地闡述實施例的化學放大光阻組成物。
鹼溶性樹脂
具體而言,第一鹼溶性樹脂及第二鹼溶性樹脂中的每一者是具有被保護基保護的酸基的聚合樹脂,且酸基可為例如羧酸基、酚性羥基等。
可在本文中使用的樹脂可分別獨立地為此項技術中眾所習知的聚合物樹脂,且其實例包括丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂,但並非僅限於此。
所述第一鹼溶性樹脂及所述第二鹼溶性樹脂可分別獨立地為選自由丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂組成的群組中的至少一者。
聚合光酸產生劑中所含有的第二鹼溶性樹脂的具體特徵不受限制,但慮及實施例的化學放大光阻組成物中的組分的相容性以及最終生成的光阻圖案的物理性質及均勻性,聚合光酸產生劑中所含有的第二鹼溶性樹脂可含有與第一鹼溶性樹脂的重複單元相同的重複單元或者第一鹼溶性樹脂中所含有的重複單元。
慮及最終將生成的光阻圖案的物理性質及具體使用,實
施例的化學放大光阻組成物可包含第一鹼溶性樹脂及聚合光酸產生劑。
舉例而言,以所述第一鹼溶性樹脂的100重量份計,實施例的化學放大光阻組成物可包含0.01重量份至50重量份的聚合光酸產生劑。
更具體而言,所述第一鹼溶性樹脂及所述第二鹼溶性樹脂中的每一者可包含自由以下化學式1至化學式10表示的單體中的任何一者或多者衍生的結構。
在化學式1至化學式10中,R1為氫、鹵素、C1-10烷基、C3-10環烷基或C2-10烯基,且n1、n2及n3可分別獨立地為1至18的整數。
聚合光酸產生劑
聚合光酸產生劑中所含有的光酸產生基可自以下化學式11或化學式12的化合物衍生。
在化學式11及化學式12中,R2至R5分別獨立地為氫、鹵素、硫醇基、C1-20烷基、C3-20環烷基、C2-20烯基、C1-20烷氧基、C1-10氟烷基、C1-20烷基硫醇基或C2-20烯烴硫醇基,R3至R5中的至少一者是硫醇基、C2-20烯基或C2-20烯烴硫醇基,R6為C1-10烷氧基、C1-10氟烷基或C1-10烷基硫醇基,L1為含有與氮原子連接的羰基的經取代或未經取代的C1-4伸烷基,且L2為羰基或亞甲基。
具體而言,在化學式11及化學式12中,R2、R4及R5分別獨立地為氫,R3可為硫醇基、C2-20烯基或C2-20烯烴硫醇基,較佳地,R2、R4及R5分別獨立地為氫,且R3可為硫醇基或乙烯基
(ethylenyl)。
此外,在化學式11及化學式12中,R6可為C1-10氟烷基,且較佳地,R6可為三氟甲基。
此外,在化學式11及化學式12中,L1可為羰基,且L2可為羰基。
另一方面,聚合光酸產生劑中所含有的光酸產生基可自由以下化學式13至化學式15表示的化合物中的任一者衍生。
在化學式13至化學式15中,R7及R8分別獨立地為氫、鹵素、硫醇基、C1-20烷基、C3-20環烷基、C2-20烯基、C1-20烷氧基、C1-10氟烷基、C1-20烷基硫醇基或C2-20烯烴硫醇基,
R7及R8中的至少一者是硫醇基、C2-20烯基或C2-20烯烴硫醇基,且R9為C1-10烷氧基、C1-10氟烷基或C1-10烷基硫醇基。
具體而言,在化學式13至化學式15中,R7為硫醇基或C2-20烯基,且R8為氫。
較佳地,R7為硫醇基或乙烯基,且R8為氫。
此外,在化學式13至化學式15中,R9可為C1-10氟烷基,且R6可為三氟甲基。
另一方面,如上所述,聚合光酸產生劑具有其中光酸產生基經由含有C1-20伸烷基硫醚的官能基與第二鹼溶性樹脂連接的結構,因此自第二鹼溶性樹脂及光酸產生基衍生的化合物中的任一者可包含含有雙鍵的官能基,且另一者可包含含有硫醇基的官能基,因而形成含有C1-20伸烷基硫醚的官能基。
更具體而言,所述第二鹼溶性樹脂以及所述化學式11或化學式12的化合物中的任一者可包含含有雙鍵的官能基,且另一者可包含含有硫醇基的官能基。
第一鹼溶性樹脂及聚合光酸產生劑中的每一者的分子量的範圍無特別限制,但例如其可具有1000至500,000的重量平均分子量。
本文中,重量平均分子量意指藉由凝膠滲透層析(Gel Permeation Chromatography,GPC)方法量測的以聚苯乙烯計的重量平均分子量。
在藉由GPC量測以聚苯乙烯計的重量平均分子量的過程中,可使用眾所習知的分析設備、例如折射率偵測器等偵測器以及用於分析的管柱,且可應用常用的溫度條件、溶劑及流速。
量測條件的具體實例可包括30℃的溫度、氯仿溶劑及1毫升/分鐘的流速。
同時,根據實施例的化學放大光阻組成物可更包含光起始劑。
作為光起始劑,可使用相關技術領域中常用的光起始劑,且無特別限制。
光起始劑例如選自二苯甲酮、芳族α-羥基酮、苯甲基縮酮、芳族α-胺基酮、苯基乙醛酸酯、單-醯基氧化膦、雙-醯基氧化膦、三-醯基氧化膦、芳族酮衍生的肟酯及/或咔唑肟酯。
光起始劑可用於製備光酸產生劑的製程,或者可以在對第二鹼溶性樹脂進行聚合後與光酸產生基一起加入的形式使用。
此外,除上述組分以外,化學放大光阻組成物可包含酸擴散抑制劑、腐蝕抑制劑、溶解抑制劑、溶劑等。
可包含酸擴散控制劑是為了改善抗蝕劑圖案的形狀、在曝光後的穩定性等,且其實例包括選自由三乙胺、三丙胺、三苯甲胺、三羥乙基胺及乙二胺組成的群組中的至少一者。
腐蝕抑制劑發揮使光阻剝離組成物對金屬圖案的腐蝕程度最小化的作用,且可使用此項技術中常用的腐蝕抑制劑且無特別限制。
另一方面,腐蝕抑制劑可為例如三唑系化合物、五倍子酸(gallic acid,GA)或其混合物。
腐蝕抑制劑可物理及化學吸附至構成金屬圖案的金屬,以防止對金屬圖案的腐蝕。
舉例而言,三唑系化合物包含苯並三唑(benzotriazole,BTA)化合物及甲苯三唑(tolytriazole,TTA)。
另一方面,作為溶解抑制劑,可使用此項技術中眾所習知的溶解抑制劑且無特別限制。
可包含所述溶劑是為了均勻地溶解並混合各種組分並且控制光阻組成物的黏度。溶劑可為例如酮,例如丙酮、甲乙酮、環己酮、甲基異戊基酮及2-庚酮;多元醇,例如單甲醚、單乙醚、單丙醚、單丁醚或乙二醇、乙二醇單乙酸酯、二乙二醇、二乙二醇單乙酸酯、丙二醇、丙二醇單乙酸酯、二丙二醇或二丙二醇單乙酸酯的單苯基醚、及其衍生物;環狀醚,例如二噁烷;酯,例如甲酸乙酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯、2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲氧基丁基乙酸酯或3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯;或者芳族烴,例如甲苯及二甲苯。
該些溶劑可單獨使用或者以二或更多者的組合形式使用。
另一方面,在化學放大光阻組成物中,以第一鹼溶性樹脂的100重量份計,可包含0.01重量份至50重量份、較佳為0.5重量份至40重量份且更佳為1重量份至30重量份的量的光酸產生劑。
當化學放大光阻組成物含有處於上述範圍內的上述組分時,可藉由僅小當量的光酸產生劑即可有效地提高靈敏度,且可防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣,因而適用於達成本發明的目的。
另一方面,根據本發明的另一實施例,提供自化學放大光阻組成物生成的光阻圖案。
如上所述,使用一個實施例的化學放大光阻組成物可提高鹼溶性樹脂與光酸產生劑之間的相容性及光酸產生劑的溶解度且此外即使在使用少量光酸產生劑時亦會有效地提高靈敏度,因而防止在顯影期間由於光酸產生劑的過量使用而在被曝光的區域中出現浮渣,並且進一步提高對低分子物質洩漏至鍍覆溶液中的浸出現象的耐受性。
因此,自化學放大光阻組成物提供的光阻圖案可具有均勻且優異的品質以及進一步提高的靈敏度。
同時,根據本發明的另一實施例,提供一種使用一個實施例的化學放大光阻組成物製備光阻圖案的方法。
更具體而言,製備光阻圖案的方法包括:將由化學放大光阻組成物構成的厚膜光阻層積層在支撐體上的積層步驟;使用
包括電磁波或粒子束的輻射照射所述厚膜光阻層的曝光步驟;以及在曝光後對所述厚膜光阻層進行顯影以獲得厚膜抗蝕劑圖案的顯影步驟。
在製備光阻圖案的方法中,可利用被認為可用於製備光阻圖案的製程中的方法及設備,而無特別限制。
以下,將更詳細地闡述本發明以有助於理解本發明。然而,提出以下實例僅用於說明性目的,且本發明的範圍並非僅限於此。
[實例及比較例:製備化學放大光阻組成物]
實例1
分別以95.58克、14.47克、85.86克、74.09克、2.19克及320.09克的量將甲基丙烯酸第三丁酯(tert-butyl methacrylate)、甲基丙烯酸、2-(烯丙基氧基)乙基甲基丙烯酸酯(methacrylic acid,2-(allyloxy)ethyl methacrylate)、二環戊烷基甲基丙烯酸酯(dicyclopentanyl methacrylate,FA-513M)、1-十二烷硫醇(1-dodecanethiol)及丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)(溶劑)添加至反應器中,以製作均勻的溶液。
溶液的內部溫度在氮氣氣氛下被設定為65℃,且接著將1.62克偶氮二異丁腈(azobisisobutyronitrile,AIBN)溶解於14.58克PGMEA中,並且添加了此溶液。
在反應18小時後,終止了聚合反應以獲得由以下化學式
16表示的第二鹼溶性樹脂(Mw:25.2k)。
另外向反應器中添加了137.8克AIBN及209.4克以下化學式17的光酸產生基(6-巰基-1,3-二氧代-1H-苯並[de]異喹啉-2(3H)-基三氟甲烷磺酸酯,6-mercapto-1,3-dioxo-1H-benzo[de]isoquinolin-2(3H)-yl trifluoromethanesulfonate)。
在與聚合溫度相同的溫度65℃下將硫醇-烯點擊反應進行了3小時,以製備其中第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚基彼此連接的以下化學式18的聚合光酸產生劑。
當反應完成時,溫度降至室溫,且使用異丙醇(isopropyl alcohol,IPA)及PGMEA對溶液進行了稀釋並倒入水中且進行了沉澱。
執行了過濾且將所獲得的聚合物再次倒入IPA與PGMEA混合的溶劑中,且沉澱、過濾,並在烘箱中在40℃下乾燥一天。
對45克以下化學式22的第一鹼溶性樹脂(Mw:25.1k)以及4.5克以下化學式18的聚合光酸產生劑進行了混合,且然後另外對0.5克作為添加劑的酸擴散抑制劑與50克作為溶劑的PGMEA進行了混合並在室溫下進行了攪拌,以製備均勻的溶液,藉此獲得化學放大光阻組成物。
實例2
除了將在聚合期間添加的1-十二烷硫醇的量(2.19克)變為29.7克以外,以與實例1相同的方式對由化學式16表示且分子量為3068的第二鹼溶性樹脂進行了聚合。
進行了硫醇-烯點擊反應,以製備其中低分子量的第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基彼此連接的以上化學式18的聚合光酸產生劑。
除了使用與分子量為3068的第二鹼溶性樹脂連接的聚合光酸產生劑以外,藉由與實例1相同的製程製備了化學放大光阻組成物。
實例3
分別以95.61克、14.47克、66.66克、74.06克、2.54克及297克的量將甲基丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸、巰基甲基丙烯酸甲酯(mercaptomethyl methacrylate)、二環戊烷基甲基丙烯酸酯(FA-513M)、1-十二烷硫醇及PGMEA(溶劑)添加至反應器中,以製作均勻的溶液。
溶液的內部溫度在氮氣氣氛下被設定為65℃,且接著將1.62克AIBN溶解於14.58克PGMEA中,並且添加了此溶液。
在反應18小時後,終止了聚合反應以獲得由以下化學式19表示的第二鹼溶性樹脂(Mw:25.1k)。
另外向反應器中添加了137.79克AIBN及205.98克以下化學式20的光酸產生基(1,3-二氧代-6-乙烯基-1H-苯並[de]異喹
啉-2(3H)-基三氟甲烷磺酸酯,1,3-dioxo-6-vinyl-1H-benzo[de]isoquinolin-2(3H)-yl trifluoromethanesulfonate)。
在與聚合溫度相同的溫度65℃下將硫醇-烯點擊反應進行了3小時,以製備其中第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基彼此連接的以下化學式21的聚合光酸產生劑。
當反應完成時,溫度降至室溫,且使用IPA及PGMEA對溶液進行了稀釋並倒入水中且進行了沉澱。
執行了過濾且將所獲得的聚合物再次倒入IPA與PGMEA混合的溶劑中,且沉澱、過濾,並在烘箱中在40℃下乾燥一天。
對45克以下化學式22的第一鹼溶性樹脂(Mw:25.1k)以及4.5克以下化學式21的聚合光酸產生劑進行了混合,且然後另外對0.5克作為添加劑的酸擴散抑制劑與50克作為溶劑的PGMEA進行了混合並在室溫下進行了攪拌,以製備均勻的溶液,藉此獲得化學放大光阻組成物。
實例4
除了將在聚合期間添加的1-十二烷硫醇的量(2.54克)變為29.7克以外,以與實例3相同的方式對由化學式19表示且分子量為3021的第二鹼溶性樹脂進行了聚合。
進行了硫醇-烯點擊反應,以製備其中低分子量的第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基彼此連接的以上化學式21的聚合光酸產生劑。
除了使用與分子量為3068的第二鹼溶性樹脂連接的聚合
光酸產生劑以外,藉由與實例3相同的製程製備了化學放大光阻組成物。
比較例1
將46.7克作為第一鹼溶性樹脂的由以下化學式22表示的丙烯酸樹脂(Mw:25.1k)以及3克作為光酸產生劑的由以下化學式23表示的三氟甲基磺醯氧基-1,8-萘二甲醯亞胺進行了混合,且然後另外對0.3克作為額外添加劑的酸擴散抑制劑與50克作為溶劑的PGMEA進行了混合並在室溫下進行了攪拌,以製備均勻的溶液,藉此獲得化學放大光阻組成物。
實驗例
1)評價溶解度
0.1克丙二醇甲醚乙酸酯添加至0.5克的根據實例1至實
例4製備的化學放大光阻組成物以及根據比較例1的化學放大光阻組成物中的每一者並進行了溶解。量測了溶解度,且結果示於下表1中。
○:10重量%或大於10重量%溶解於PGMEA中/△:5重量%至10重量%溶解於PGMEA中/X:5重量%或小於5重量%溶解於PGMEA中。
自表1所示結果可確認到,在包含其中第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚官能基彼此連接的聚合光酸產生劑的本發明的實例1至實例4的光阻組成物的情形中,其相較於比較例1具有提高的溶解度。
2)評價在鍍覆期間的浸出現象
使用旋塗機將在實例1至實例4以及比較例1中製備的光阻組成物施加至基板上,且接著經歷例如預烘烤及後烘烤等步驟以形成抗蝕劑膜,將所述抗蝕劑膜在室溫下浸入鍍銅溶液中達2小時。隨後,探究了藉由改變抗蝕劑膜的厚度是否存在浸出現象。
當厚度差大於5%時,認為存在浸出(leaching)現象,且實驗結果示於下表2中。
自表2所示結果可確認到,在包含其中第二鹼溶性樹脂與光酸產生基經由伸乙基硫醚彼此連接的化合物的本發明的實例1至實例4的光阻組成物的情形中,其相較於比較例1在抑制鍍覆期間的浸出現象方面具有改善的效果。
Claims (10)
- 一種化學放大光阻組成物,包括:第一鹼溶性樹脂;以及聚合光酸產生劑,其中光酸產生基經由含有C1-20伸烷基硫醚的官能基與第二鹼溶性樹脂連接,其中以所述第一鹼溶性樹脂的100重量份計,所述化學放大光阻組成物含有0.01重量份至50重量份的所述聚合光酸產生劑。
- 如申請專利範圍第1項所述的化學放大光阻組成物,其中所述第一鹼溶性樹脂及所述第二鹼溶性樹脂中的每一者是選自由丙烯酸樹脂、酚醛清漆樹脂及聚羥基苯乙烯樹脂組成的群組中的至少一者。
- 如申請專利範圍第1項所述的化學放大光阻組成物,其中所述聚合光酸產生劑中所含有的所述第二鹼溶性樹脂含有與所述第一鹼溶性樹脂的重複單元相同的重複單元或者所述第一鹼溶性樹脂中所含有的重複單元。
- 如申請專利範圍第5項所述的化學放大光阻組成物,其中所述第二鹼溶性樹脂以及所述化學式11或化學式12的化合 物中的任一者包含含有雙鍵的官能基,且另一者包含含有硫醇基的官能基。
- 如申請專利範圍第1項所述的化學放大光阻組成物,其中所述第一鹼溶性樹脂及所述聚合光酸產生劑中的每一者具有1000至500,000的重量平均分子量。
- 一種光阻圖案,自如申請專利範圍第1項所述的化學放大光阻組成物生成。
- 一種製備光阻圖案的方法,包括以下步驟:將由如申請專利範圍第1項所述的化學放大光阻組成物構成的厚膜光阻層積層在支撐體上的積層步驟;使用包括電磁波或粒子束的輻射照射所述厚膜光阻層的曝光步驟;以及在曝光後對所述厚膜光阻層進行顯影以獲得厚膜抗蝕劑圖案的顯影步驟。
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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CN111253563B (zh) * | 2020-01-14 | 2020-12-11 | 浙江大学 | 一种聚碳酸酯作为紫外光刻胶材料的应用 |
JP7376433B2 (ja) | 2020-07-07 | 2023-11-08 | 東京応化工業株式会社 | レジスト組成物及びレジストパターン形成方法 |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201006798A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-16 | Sumitomo Chemical Co | Imide compound and chemically amplified resist composition containing the same |
TW201139380A (en) * | 2010-01-13 | 2011-11-16 | Adeka Corp | Novel sulfonic acid derivative compound and novel naphthalic acid derivative compound |
CN102884479A (zh) * | 2010-05-04 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 负性光致抗蚀剂组合物和器件的图案化方法 |
WO2014073409A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Azエレクトロニックマテリアルズマニュファクチャリング株式会社 | 芳香族イミド化合物及びその製造方法 |
JP2015031842A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | Jsr株式会社 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、その形成方法及び表示素子 |
JP2015105240A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 住友化学株式会社 | 化合物、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 |
WO2016010077A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 旭硝子株式会社 | ネガ型感光性樹脂組成物、樹脂硬化膜、隔壁および光学素子 |
US9244345B1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-01-26 | International Business Machines Corporation | Non-ionic photo-acid generating polymers for resist applications |
US20160085148A1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | Sulfonic acid derivative compounds as photoacid generators in resist applications |
WO2017034814A1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | Sulfonic acid derivative compounds as photoacid generators in resist applications |
EP3182203A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-21 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | A combination of nit derivatives with sensitizers |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1143298A1 (en) * | 1999-10-07 | 2001-10-10 | Clariant International Ltd. | Photosensitive composition |
TWI267697B (en) * | 2001-06-28 | 2006-12-01 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | Chemical amplified type positive resist component and resist packed-layer material and forming method of resist pattern and manufacturing method of semiconductor device |
JP2005010213A (ja) * | 2003-06-16 | 2005-01-13 | Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd | 化学増幅型ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターンの形成方法 |
KR101073417B1 (ko) | 2003-10-14 | 2011-10-17 | 가부시키가이샤 아데카 | 포토 레지스트 조성물 |
JP2006234938A (ja) | 2005-02-22 | 2006-09-07 | Fuji Photo Film Co Ltd | 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 |
US9436085B2 (en) | 2009-12-16 | 2016-09-06 | Nissan Chemical Industries, Ltd. | Composition for forming photosensitive resist underlayer film |
JP5782283B2 (ja) | 2010-03-31 | 2015-09-24 | ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC | 新規のポリマーおよびフォトレジスト組成物 |
JP5449061B2 (ja) | 2010-06-30 | 2014-03-19 | 富士フイルム株式会社 | 感光性組成物、パターン形成材料、並びに、これを用いた感光性膜、パターン形成方法、パターン膜、低屈折率膜、光学デバイス、及び、固体撮像素子 |
JP5802700B2 (ja) | 2012-05-31 | 2015-10-28 | 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、それを用いたレジスト膜、パターン形成方法、及び半導体デバイスの製造方法 |
US9012126B2 (en) * | 2012-06-15 | 2015-04-21 | Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. | Positive photosensitive material |
WO2015001804A1 (ja) | 2013-07-05 | 2015-01-08 | サンアプロ株式会社 | 光酸発生剤及びフォトリソグラフィー用樹脂組成物 |
KR102157641B1 (ko) * | 2015-03-06 | 2020-09-18 | 동우 화인켐 주식회사 | 화학증폭형 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 절연막 |
JP6569466B2 (ja) * | 2015-10-27 | 2019-09-04 | 信越化学工業株式会社 | 化学増幅ポジ型レジスト組成物及びパターン形成方法 |
-
2018
- 2018-09-12 KR KR1020180109090A patent/KR102146095B1/ko active IP Right Grant
- 2018-09-14 CN CN201880012894.2A patent/CN110325915B/zh active Active
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- 2018-09-14 US US16/488,515 patent/US11042089B2/en active Active
- 2018-09-14 TW TW107132536A patent/TWI698709B/zh active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201006798A (en) * | 2008-07-30 | 2010-02-16 | Sumitomo Chemical Co | Imide compound and chemically amplified resist composition containing the same |
TW201139380A (en) * | 2010-01-13 | 2011-11-16 | Adeka Corp | Novel sulfonic acid derivative compound and novel naphthalic acid derivative compound |
CN102884479A (zh) * | 2010-05-04 | 2013-01-16 | 株式会社Lg化学 | 负性光致抗蚀剂组合物和器件的图案化方法 |
WO2014073409A1 (ja) * | 2012-11-12 | 2014-05-15 | Azエレクトロニックマテリアルズマニュファクチャリング株式会社 | 芳香族イミド化合物及びその製造方法 |
JP2015031842A (ja) * | 2013-08-02 | 2015-02-16 | Jsr株式会社 | 感放射線性樹脂組成物、硬化膜、その形成方法及び表示素子 |
JP2015105240A (ja) * | 2013-11-29 | 2015-06-08 | 住友化学株式会社 | 化合物、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法 |
WO2016010077A1 (ja) * | 2014-07-18 | 2016-01-21 | 旭硝子株式会社 | ネガ型感光性樹脂組成物、樹脂硬化膜、隔壁および光学素子 |
US20160085148A1 (en) * | 2014-09-18 | 2016-03-24 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | Sulfonic acid derivative compounds as photoacid generators in resist applications |
TW201613862A (en) * | 2014-09-18 | 2016-04-16 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | Sulfonic acid derivative compounds as photoacid generators in resist applications |
US9244345B1 (en) * | 2014-11-06 | 2016-01-26 | International Business Machines Corporation | Non-ionic photo-acid generating polymers for resist applications |
WO2017034814A1 (en) * | 2015-08-21 | 2017-03-02 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | Sulfonic acid derivative compounds as photoacid generators in resist applications |
EP3182203A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-21 | Heraeus Precious Metals North America Daychem LLC | A combination of nit derivatives with sensitizers |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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