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TW202504934A - 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法 - Google Patents

感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法 Download PDF

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TW202504934A
TW202504934A TW112139097A TW112139097A TW202504934A TW 202504934 A TW202504934 A TW 202504934A TW 112139097 A TW112139097 A TW 112139097A TW 112139097 A TW112139097 A TW 112139097A TW 202504934 A TW202504934 A TW 202504934A
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radiation
sensitive
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TW112139097A
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高橋孝太郎
上農悠花
Original Assignee
日商富士軟片股份有限公司
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Abstract

本發明提供一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法,所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有包含酸分解性基及酚性羥基的樹脂(A)、不含酸分解性基的樹脂(B)、酸產生劑(C)及酸擴散控制劑(D),其中,樹脂(B)含有具有親水基及氟原子的重複單元(b1),重複單元(b1)中的親水基及氟原子藉由共價鍵與樹脂(B)的主鏈鍵結,亦或藉由共價鍵與樹脂(B)的藉由共價鍵與其主鏈鍵結之側鏈鍵結,並且樹脂(B)不含銨鹽結構。

Description

感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法以及電子元件的製造方法
本發明涉及感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法。更具體而言,本發明涉及可適用於超LSI(Large Scale Integration、大型積體電路)及高容量微晶片之製造製程、奈米壓印用模具製作製程以及高密度資訊記錄介質之製造製程等超微影製程、以及可適用於其他光加工製程的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法、及電子器件之製造方法。
以往,在IC(Integrated Circuit,積體電路)、LSI(Large Scale Integration,大型積體電路)等半導體器件之製造製程中,藉由使用光阻組成物之微影技術進行微細加工。近年來,隨著積體電路之高積體化,要求形成次微米區域或四分之一微米區域的超微細圖案。伴隨於此,曝光波長亦呈現如自g射線向i射線、進而向KrF準分子雷射光之短波長化傾向,目前已開發出以波長為193nm的ArF準分子雷射作為光源的曝光機。又,作為進一步提高解析力之技術,正在開發在投影透鏡與試樣之間充滿高折射率之液體(以下,亦稱為「浸漬液」)的所謂液浸法。
又,目前除準分子雷射光之外,亦在開發使用電子束(EB)、X射線及極紫外線(EUV)等的微影技術。伴隨於此,已開發出有效地感應各種光化射線或放射線的光阻組成物。
例如,專利文獻1~3中記載有含有酸分解性樹脂、酸產生劑、酸擴散控制劑、添加聚合物等的光阻組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2022-19584號公報 [專利文獻2]日本特開2018-45152號公報 [專利文獻3]日本特開2014-34638號公報
[發明所欲解決之課題]
近來,對光阻組成物的性能要求變得越來越高。特別地,要求提高在形成極微細圖案(例如,寬度15nm以下的溝槽圖案等)時的解析度。
鑑於此,本發明之課題在於提供一種解析度優異之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成的感光化射線性或感放射線性膜、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的圖案形成方法、及電子器件之製造方法。 [解決課題之手段]
本發明人等發現藉由以下構成能夠解決上述課題。
[1] 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其含有包含酸分解性基及酚性羥基的樹脂(A)、不含酸分解性基的樹脂(B)、酸產生劑(C)及酸擴散控制劑(D),其中, 上述樹脂(B)含有具有親水基及氟原子的重複單元(b1), 上述重複單元(b1)中的上述親水基及上述氟原子藉由共價鍵與上述樹脂(B)的主鏈鍵結,亦或藉由共價鍵與上述樹脂(B)的藉由共價鍵與其主鏈鍵結之側鏈鍵結,並且 上述樹脂(B)不含銨鹽結構。 [2] 如[1]所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,相對於上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分,上述酸產生劑(C)的總量為0.40mmol/g以上且1.50mmol/g以下。 [3] 如[1]或[2]所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的上述酸擴散控制劑(D)的總物質量除以上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的陽離子的總物質量所得的值即Qp為0.40以上且1.00以下。 [4] 如[1]至[3]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述樹脂(B)中所含的各重複單元的ClogP乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和為0以下。 [5] 如[1]至[4]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述樹脂(B)的漢森溶解度參數與空氣的漢森溶解度參數之間的距離Ra為35MPa 0.5以下。 [6] 如[1]至[5]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述樹脂(B)中所含的各重複單元中的氟原子數除以所有原子數所得的值乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和為10莫耳%以上。 [7] 如[1]至[6]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的上述樹脂(B)的質量基準的含量比W B除以上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的上述酸擴散控制劑(D)的總物質量除以上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的陽離子的總物質量所得的值即Qp而得的值即W B/Qp小於20質量%。 [8] 如[1]至[7]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述重複單元(b1)為由下述式(T1)表示的重複單元。
[化學式1]
式(T1)中,Rp 1~Rp 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。Lp 1表示連結基。Rh 1表示親水基。n1及n2各自獨立地表示1以上的整數。存在複數個Rh 1時,複數個Rh 1可以相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3及Lp 1中的兩個可以相互鍵結而形成環。 [9] 如[8]所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述式(T1)所表示的重複單元為由下述式(T2)~(T4)中的任一個表示的重複單元。
[化學式2]
式(T2)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。Lp 2表示由選自由伸烷基、伸環烷基及伸芳基所組成之群組中的至少一個組成的連結基。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環。
[化學式3]
式(T3)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。Arp表示伸芳基。Lp 3表示由選自由伸烷基、伸環烷基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3、Arp及Lp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環。
[化學式4]
式(T4)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。ALp表示由選自由伸烷基及伸環烷基所組成之群組中的至少一個組成的連結基。Lp 4表示由選自由伸芳基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3、ALp及Lp 4中的兩個可以相互鍵結而形成環。 [10] 如[1]至[9]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述樹脂(A)含有選自由由下述式(S1)表示的重複單元及由下述式(S2)表示的重複單元所組成之群組中的至少一個重複單元。
[化學式5]
式(S1)中,Ra 1~Ra 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。La 1表示單鍵或二價的連結基。Ra 4~Ra 6各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基或烯基。Ra 4~Ra 6中的兩個可以相互鍵結而形成環。Ra 0表示取代基。存在複數個Ra 0時,複數個Ra 0可以相同,亦可以不同。Ra 1~Ra 3、La 1及Ra 0中的兩個可以相互鍵結而形成環。na表示0~4的整數。ma表示0~2的整數。 式(S2)中,Ra 7~Ra 9各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。La 2表示單鍵或二價的連結基。Ara表示芳香環基。Ra 10~Ra 12各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基或烯基。Ra 10~Ra 12中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。Ra 9~Ra 12中的至少一個可以與Ara鍵結。 [11] 如[1]至[10]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,上述樹脂(A)包含由下述式(S3)表示的重複單元。
[化學式6]
式(S3)中,R 101、R 102及R 103各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。R 102可以與Ar A鍵結而形成環,該情況下之R 102表示單鍵或伸烷基。L A表示單鍵或二價的連結基。Ar A表示芳香環基。k表示1~5的整數。 [12] 一種感光化射線性或感放射線性膜,其使用如[1]至[11]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物而形成。 [13] 一種圖案形成方法,其包括如下製程: 使用[1]至[11]中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成光阻膜之光阻膜形成製程; 對上述光阻膜進行曝光之曝光製程;以及 使用顯影液對曝光後的上述光阻膜進行顯影之顯影製程。 [14] 一種電子器件之製造方法,其包括如[13]所述之圖案形成方法。 [發明效果]
藉由本發明,能夠提供一種解析度優異之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成的感光化射線性或感放射線性膜、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的圖案形成方法、及電子器件之製造方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下所記載的對構成要素之說明,有時係基於本發明之代表性實施態樣而進行,但本發明並不限定於此等實施態樣。
在本說明書中,所謂「光化射線」或「放射線」係意指,例如,水銀燈之明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)、X射線、軟X射線及電子束(EB:Electron Beam)等。 在本說明書中,所謂「光」係意指光化射線或放射線。 在本說明書中,所謂「曝光」,若無特別指明,則不僅包括利用水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表的遠紫外線、極紫外線、X射線及EUV等的曝光,亦包括利用電子束及離子束等粒子束之描繪。 在本說明書中,所謂「~」係以將其前後記載之數值作為下限值及上限值而包含之意來使用。
在本說明書中,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯中之至少一種。又,(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及甲基丙烯酸中之至少一種。
在本說明書中,樹脂之重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及分散度(亦稱為「分子量分佈」)(Mw/Mn)係以利用GPC(Gel Permeation Chromatography:凝膠滲透層析)裝置(東曹(Tosoh)股份有限公司製HLC-8120GPC)藉由GPC測定(溶劑:四氫呋喃,流量(樣品注入量):10μL,管柱:東曹(Tosoh)股份有限公司製TSK gel Multipore HXL-M,管柱溫度:40℃,流速:1.0mL/分,檢測器:示差折射率檢測器(Refractive Index Detector))而得到的聚苯乙烯換算值來定義。
關於本說明書中之基團(原子團)的表述,只要不違背本發明之主旨,未記載有經取代及未經取代之表述,既包括不具有取代基的基團,亦包括含有取代基的基團。例如,「烷基」不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代之烷基),亦包含具有取代基之烷基(經取代之烷基)。又,本說明書中之所謂「有機基」,係指含有至少一個碳原子的基團。 作為取代基,若無特別指明,則較佳為一價的取代基。作為取代基的例子,可舉出除氫原子之外的一價的非金屬原子團,例如,可從以下取代基T中選擇。
(取代基T) 作為取代基T,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等鹵素原子;甲氧基、乙氧基及第三丁氧基等烷氧基;環烷氧基;苯氧基及對甲苯氧基等芳氧基;甲氧羰基及丁氧羰基等烷氧基羰基;環烷氧基羰基;苯氧羰基等芳氧基羰基;乙醯氧基、丙醯氧基及苯甲醯氧基等醯氧基;乙醯基、苯甲醯基、異丁醯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基及甲基草醯基等醯基;硫烷基;甲基硫烷基及第三丁基硫烷基等烷基硫烷基;苯基硫烷基及對甲苯基硫烷基等芳基硫烷基;烷基;烯基;環烷基;芳基;芳香族雜環基;羥基;羧基;甲醯基;磺基;氰基;烷基胺基羰基;芳基胺基羰基;磺醯胺基;矽烷基;胺基;胺甲醯基等。又,當此等取代基可進一步具有一個以上的取代基時,作為其進一步的取代基,具有一個以上選自上述取代基的取代基的基團(例如,單烷基胺基、二烷基胺基、芳基胺基、三氟甲基等)亦包括在取代基T的例子中。
在本說明書中,所表述之二價的基團的鍵結方向,若無特別指明,則並無特別限制。例如,「X-Y-Z」所成之式所表示的化合物中之Y為-COO-時,Y可以為-CO-O-,亦可以為-O-CO-。上述化合物可以為「X-CO-O-Z」,亦可以為「X-O-CO-Z」。
在本說明書中,所謂酸解離常數(pKa)係表示水溶液中之pKa,具體而言,係使用下述軟體包1,將基於哈米特取代基常數及公知文獻值之資料庫的值藉由計算求得的值。本說明書中記載之pKa值,皆表示使用該軟件包藉由計算求出的值。 軟體包1:Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)。
又,pKa亦可利用分子軌道計算法求得。作為該具體方法,可舉出藉由基於熱力學循環計算水溶液中的H +解離自由能來算出的方法。關於H +解離自由能的計算方法,例如可藉由DFT(密度泛函理論)來計算,但在文獻等中亦報告有其他各種方法,計算方法不限於此。此外,可實施DFT的軟件存在複數種,例如,可舉出Gaussian16。
在本說明書中,所謂pKa,如上所述,係指使用軟體包1將基於哈米特取代基常數及公知文獻值之資料庫的值藉由計算求得的值,但在利用該方法無法算出pKa時,採用基於DFT(密度泛函理論)藉由Gaussian16得到的值。 在本說明書中,pKa如上所述係指「水溶液中的pKa」,但若不能算出水溶液中的pKa,則採用「二甲基亞碸(DMSO)溶液中的pKa」。
在本說明書中,所謂「固體成分」係意指形成感光化射線性或感放射線性膜之成分,不包含溶劑。又,只要係形成感光化射線性或感放射線性膜的成分,即使其性狀為液體狀,亦視為固體成分。
<感光化射線性或感放射線性樹脂組成物> 本發明之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(亦稱為「本發明之組成物」。)係含有包含酸分解性基及酚性羥基的樹脂(A)、不含酸分解性基的樹脂(B)、酸產生劑(C)及酸擴散控制劑(D)之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,樹脂(B)含有具有親水基及氟原子的重複單元(b1),重複單元(b1)中的親水基及氟原子藉由共價鍵與樹脂(B)的主鏈鍵結,亦或藉由共價鍵與樹脂(B)的藉由共價鍵與其主鏈鍵結之側鏈鍵結,並且樹脂(B)不含銨鹽結構。
本發明之組成物,典型而言,為光阻組成物,可以為正型光阻組成物,亦可以為負型光阻組成物。本發明之光阻組成物可以為鹼顯影用光阻組成物,亦可以為有機溶劑顯影用光阻組成物。 本發明之光阻組成物可以為化學增幅型光阻組成物,亦可以為非化學增幅型光阻組成物。本發明之組成物,典型而言為化學增幅型光阻組成物。 可使用本發明之組成物形成感光化射線性或感放射線性膜。使用本發明之組成物所形成的感光化射線性或感放射線性膜,典型而言為光阻膜。 以下,首先對本發明之組成物的各成分進行詳細描述。
[樹脂(A)] 本發明之組成物中所含的樹脂(A)係含有酸分解性基及酚性羥基的樹脂。 樹脂(A)係酸分解性樹脂,在使用本發明之組成物的圖案形成方法中,典型而言,在採用鹼顯影液作為顯影液的情況下,可較佳地形成正型圖案,在採用有機系顯影液作為顯影液的情況下,可較佳地形成負型圖案。 樹脂(A)較佳為含有具有酸分解性基之重複單元及具有酚性羥基之重複單元。較佳為具有酸分解性基之重複單元與具有酚性羥基之重複單元為相互不同的重複單元。
酸分解性基係藉由酸的作用分解而極性增大的基團,典型而言,係藉由酸的作用分解而產生極性基的基團。酸分解性基較佳為具有極性基由藉由酸的作用脫離的基團(脫離基)保護之結構。典型而言,樹脂(A)藉由酸的作用而極性增大,從而對鹼顯影液的溶解度增大,對有機溶劑的溶解度減小。
酸分解性基較佳為藉由酸的作用分解而產生極性基的基團。 作為上述極性基,較佳為鹼可溶性基,例如,可舉出羧基、酚性羥基、氟化醇基、磺酸基、磷酸基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)伸甲基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基羰基)伸甲基、雙(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基磺醯基)伸甲基、雙(烷基磺醯基)醯亞胺基、參(烷基羰基)伸甲基、及參(烷基磺醯基)伸甲基等酸性基、以及醇性羥基等。
作為藉由酸的作用脫離的脫離基,例如,可舉出由式(Y1)~(Y4)表示的基團。 式(Y1):-C(Rx 1)(Rx 2)(Rx 3) 式(Y2):-C(=O)OC(Rx 1)(Rx 2)(Rx 3) 式(Y3):-C(R 36)(R 37)(OR 38) 式(Y4):-C(Rn)(H)(Ar)
式(Y1)及式(Y2)中,Rx 1~Rx 3分別獨立地表示烷基(直鏈狀或支鏈狀)、環烷基(單環或多環)、芳基(單環或多環)、芳烷基(直鏈狀或支鏈狀)、或烯基(直鏈狀或支鏈狀)。此外,當所有Rx 1~Rx 3均為烷基(直鏈狀或支鏈狀)時,Rx 1~Rx 3中的至少兩個較佳為甲基。 其中,Rx 1~Rx 3較佳為分別獨立地表示直鏈狀或支鏈狀烷基,Rx 1~Rx 3更佳為分別獨立地表示直鏈狀烷基。 Rx 1~Rx 3中的兩個可以相互鍵結而形成環(可以為單環及多環中的任一種)。 作為Rx 1~Rx 3的烷基,較佳為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、及第三丁基等碳數1~5的烷基。 作為Rx 1~Rx 3的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。 作為Rx 1~Rx 3的芳基,較佳為碳數6~10之芳基,例如,可舉出苯基、萘基、及蒽基等。 作為Rx 1~Rx 3的芳烷基,較佳為上述Rx 1~Rx 3的烷基中的一個氫原子被碳數6~10之芳基(較佳為苯基)取代的基團,例如,可舉出芐基等。 作為Rx 1~Rx 3的烯基,較佳為乙烯基。 作為Rx 1~Rx 3中的兩個鍵結而形成的環,較佳為環烷基。作為Rx 1~Rx 3中的兩個鍵結而形成的環烷基,較佳為環戊基或者環己基等單環的環烷基、或降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或者金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6的單環的環烷基。 Rx 1~Rx 3中的兩個鍵結而形成的環烷基,例如,構成環的伸甲基中的一個可以被氧原子等雜原子、羰基等具有雜原子的基團、或亞乙烯基取代。又,此等環烷基中,構成環烷烴環的伸乙基中的一個以上可以被伸乙烯基取代。 式(Y1)或式(Y2)所表示的基團,例如,較佳為Rx 1為甲基或乙基,且Rx 2與Rx 3鍵結而形成上述的環烷基之態樣。
式(Y3)中,R 36~R 38分別獨立地表示氫原子或一價的有機基。R 37與R 38可以相互鍵結而形成環。作為一價的有機基,可舉出烷基、環烷基、芳基、芳烷基及烯基等。R 36亦較佳為氫原子。 此外,上述烷基、環烷基、芳基、及芳烷基中,可以包含氧原子等雜原子及/或羰基等具有雜原子的基團。例如,在上述烷基、環烷基、芳基及芳烷基中,例如一個以上的伸甲基可以被氧原子等雜原子及/或羰基等具有雜原子之基團取代。 又,R 38可以與重複單元的主鏈所具有的另一取代基相互鍵結而形成環。R 38與重複單元的主鏈所具有的另一取代基相互鍵結而形成的基團較佳為伸甲基等伸烷基。
式(Y4)中,Ar表示芳香環基。Rn表示烷基、環烷基、或芳基。Rn與Ar可以相互鍵結而形成非芳香族環。Ar更佳為芳基。
樹脂(A)較佳為包含選自由由下述式(S1)表示的重複單元及由下述式(S2)表示的重複單元所組成之群組中的至少一個重複單元。由下述式(S1)表示的重複單元及由下述式(S2)表示的重複單元較佳為具有酸分解性基之重複單元。
[化學式7]
式(S1)中,Ra 1~Ra 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。La 1表示單鍵或二價的連結基。Ra 4~Ra 6各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基或烯基。Ra 4~Ra 6中的兩個可以相互鍵結而形成環。Ra 0表示取代基。存在複數個Ra 0時,複數個Ra 0可以相同,亦可以不同。Ra 1~Ra 3、La 1及Ra 0中的兩個可以相互鍵結而形成環。na表示0~4的整數。ma表示0~2的整數。 式(S2)中,Ra 7~Ra 9各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。La 2表示單鍵或二價的連結基。Ara表示芳香環基。Ra 10~Ra 12各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基或烯基。Ra 10~Ra 12中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。Ra 9~Ra 12中的至少一個可以與Ara鍵結。
(由式(S1)表示的重複單元) 式(S1)中的Ra 1~Ra 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。 作為Ra 1~Ra 3的烷基,可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 1~Ra 3的環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為Ra 1~Ra 3的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。 作為Ra 1~Ra 3的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子,較佳為氟原子或碘原子。 Ra 1~Ra 3的烷氧基羰基中所含的烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷氧基羰基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。
式(S1)中的La 1表示單鍵或二價的連結基。作為二價的連結基,例如,可舉出羰基(-CO-)、-O-、-S-、-SO-、-SO 2-、醯胺基(-CONR-)、磺醯胺基(-SO 2NR-)、伸烷基、伸環烷基、伸烯基、及此等複數個連結而成的連結基等。上述R分別表示氫原子或有機基,作為有機基較佳為烷基、環烷基、芳基及此等之組合。 La 1較佳為單鍵或-COO-基,更佳為單鍵。
式(S1)中的Ra 4~Ra 6各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基、或烯基。
作為Ra 4~Ra 6的烷基,可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~10,更佳為1~6。Ra 4~Ra 6的烷基中所含的伸甲基可以被-CO-及-O-中的至少一個取代。 Ra 4~Ra 6的環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為Ra 4~Ra 6的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。 Ra 4~Ra 6的芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。作為Ra 4~Ra 6的芳基,最佳為苯基。 作為Ra 4~Ra 6的芳烷基,較佳為上述Ra 4~Ra 6的烷基中的一個氫原子被碳數6~10之芳基(較佳為苯基)取代的基團,例如,可舉出芐基等。 Ra 4~Ra 6的烯基的碳數並無特別限制,較佳為2~5,更佳為2~4。作為Ra 4~Ra 6的烯基,較佳為乙烯基。 Ra 4~Ra 6的芳香族雜環基,較佳為含有選自由硫原子、氮原子及氧原子所組成之群組中的至少一個雜原子。芳香族雜環基中所含的雜原子數較佳為1~5個,更佳為1~3個。芳香族雜環基的碳數並無特別限制,較佳為2~20,更佳為3~15。芳香族雜環基可以為單環亦可以為多環。作為Ra 4~Ra 6的芳香族雜環基,例如,可舉出噻吩基、呋喃基、苯並噻吩基、二苯並噻吩基、苯並呋喃基、吡咯、噁唑基、噻唑基、吡啶基、異噻唑基、噻二唑基等。
Ra 4~Ra 6中的兩個可以相互鍵結而形成環。作為Ra 4~Ra 6中的兩個鍵結形成環而成的基團,較佳為環烷基。作為上述環烷基,較佳為環戊基或者環己基等單環的環烷基、或降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或者金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6之單環的環烷基。上述環烷基中,構成環的伸甲基中的一個可以被氧原子等雜原子、羰基等含雜原子的基團、或亞乙烯基取代。此等環烷基中,構成環烷烴環的一個以上伸乙基可以被伸乙烯基取代。
式(S1)中的-C(Ra 4)(Ra 5)(Ra 6)較佳為脫離基,-COO-C(Ra 4)(Ra 5)(Ra 6)較佳為-C(Ra 4)(Ra 5)(Ra 6)藉由酸的作用脫離而產生羧基。
式(S1)中的Ra 0表示取代基。Ra 0較佳為表示烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、烷氧基、醯氧基、烷氧基羰基、鹵素原子、羥基、羧基或氰基。 Ra 0的烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 0的環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為Ra 1~Ra 3的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。 作為Ra 0的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、及碘原子,較佳為氟原子或碘原子。 Ra 0的烷氧基中所含的烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷氧基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 0的醯氧基中可含有的烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。Ra 0的醯氧基中可含有的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 0的醯氧基中可含有的芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。作為Ra 0的醯氧基中可含有的芳基,最佳為苯基。 Ra 0的烷氧基羰基中所含的烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷氧基羰基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 0的芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。作為Ra 0的芳基,最佳為苯基。 作為Ra 0的芳烷基,較佳為上述Ra 0的烷基中的一個氫原子被碳數6~10之芳基(較佳為苯基)取代的基團,例如,可舉出芐基等。 Ra 0的烯基的碳數並無特別限制,較佳為2~5,更佳為2~4。作為Ra 0的烯基,較佳為乙烯基。 Ra 0的芳香族雜環基較佳為含有選自由硫原子、氮原子及氧原子所組成之群組中的至少一個雜原子。芳香族雜環基中所含的雜原子數較佳為1~5個,更佳為1~3個。芳香族雜環基的碳數並無特別限制,較佳為2~20,更佳為3~15。芳香族雜環基可以為單環亦可以為多環。作為Ra 0的芳香族雜環基,例如,可舉出噻吩基、呋喃基、苯並噻吩基、二苯並噻吩基、苯並呋喃基、吡咯、噁唑基、噻唑基、吡啶基、異噻唑基、噻二唑基等。
式(S1)中的na表示0~4的整數,較佳為表示0~2的整數,更佳為表示0或1,進一步較佳為表示0。
式(S1)中的ma表示0~2的整數,較佳為表示0或1,更佳為表示0。式(S1)中的芳香環,當ma表示0時為苯,表示1時為萘,表示2時為蒽。
以下示出由式(S1)表示的重複單元之具體例,但並不限定於此等。
[化學式8]
(由式(S2)表示的重複單元) 式(S2)中的Ra 7~Ra 9各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。關於Ra 7~Ra 9的說明、具體例及較佳範圍,與關於前述式(S1)中的Ra 1~Ra 3的說明、具體例及較佳範圍相同。
式(S2)中的La 2表示單鍵或二價的連結基。關於La 2的說明、具體例及較佳範圍,與關於前述式(S1)中的La 1的說明、具體例及較佳範圍相同。
式(S2)中的Ara表示芳香環基。Ara的芳香環基較佳為伸芳基,更佳為碳數6~20之伸芳基,進一步較佳為碳數6~10之伸芳基,特佳為伸苯基或伸萘基,最佳為伸苯基。
式(S2)中的Ra 10~Ra 12各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基、或烯基。 作為Ra 10~Ra 12的烷基,可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 10~Ra 12的環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為Ra 10~Ra 12的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。 作為Ra 10~Ra 12的烷氧基中所含的烷基,可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷氧基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 10~Ra 12的環烷氧基中所含的環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為Ra 10~Ra 12的環烷氧基中所含的環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。作為,可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者。烷氧基中所含的烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~5,更佳為1~3。 Ra 10~Ra 12的芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。作為Ra 10~Ra 12的芳基,最佳為苯基。 作為Ra 10~Ra 12的芳烷基,較佳為上述Ra 10~Ra 12的烷基中的一個氫原子被碳數6~10之芳基(較佳為苯基)取代的基團,例如,可舉出芐基等。 Ra 10~Ra 12的烯基的碳數並無特別限制,較佳為2~5,更佳為2~4。作為Ra 10~Ra 12的烯基,較佳為乙烯基。 Ra 10~Ra 12的芳香族雜環基較佳為含有選自由硫原子、氮原子及氧原子所組成之群組中的至少一個雜原子。芳香族雜環基中所含的雜原子數較佳為1~5個,更佳為1~3個。芳香族雜環基的碳數並無特別限制,較佳為2~20,更佳為3~15。芳香族雜環基可以為單環亦可以為多環。作為Ra 10~Ra 12的芳香族雜環基,例如,可舉出噻吩基、呋喃基、苯並噻吩基、二苯並噻吩基、苯並呋喃基、吡咯、噁唑基、噻唑基、吡啶基、異噻唑基、噻二唑基等。
Ra 10~Ra 12中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。作為Ra 10~Ra 12鍵結形成環而成的基團,較佳為環烷基。作為上述環烷基,較佳為環戊基或者環己基等單環的環烷基、或降冰片基、四環癸基、四環十二烷基或者金剛烷基等多環的環烷基,更佳為碳數5~6之單環的環烷基。上述環烷基中,構成環的伸甲基中的一個可以被氧原子等雜原子、羰基等含雜原子的基團、或亞乙烯基取代。此等環烷基中,構成環烷烴環的一個以上伸乙基可以被伸乙烯基取代。
較佳為Ra 10~Ra 12中的至少一個為烷氧基,更佳為Ra 10~Ra 12中的一個為烷氧基,並且另外兩個為氫原子、烷基、環烷基、或芳基。
式(S2)中的-C(Ra 10)(Ra 11)(Ra 12)較佳為脫離基,-O-C(Ra 10)(Ra 11)(Ra 12)較佳為-C(Ra 10)(Ra 11)(Ra 12)藉由酸的作用脫離而產生羥基(該羥基鍵結於Ara,因此為酚性羥基)。
以下示出由式(S2)表示的重複單元之具體例,但並不限定於此等。
[化學式9]
樹脂(A)中的具有酸分解性基之重複單元的含量並無特別限定,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為5莫耳%以上,更佳為10莫耳%以上,進一步較佳為15莫耳%以上。又,具有酸分解性基之重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為70莫耳%以下,更佳為60莫耳%以下,進一步較佳為50莫耳%以下。
樹脂(A)所含的具有酸分解性基之重複單元可以為一種,亦可以為兩種以上。樹脂(A)含有兩種以上具有酸分解性基之重複單元時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
(由式(S3)表示的重複單元) 樹脂(A)較佳為包含具有酚性羥基之重複單元。作為具有酚性羥基之重複單元,較佳為由下述式(S3)表示的重複單元。
[化學式10]
式(S3)中,R 101、R 102及R 103各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。R 102可以與Ar A鍵結而形成環,該情況下之R 102表示單鍵或伸烷基。L A表示單鍵或二價的連結基。Ar A表示芳香環基。k表示1~5的整數。
式(S3)中的R 101、R 102及R 103各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基、或烷氧基羰基。關於R 101、R 102及R 103的說明、具體例及較佳範圍與關於前述式(S1)中的Ra 1~Ra 3的說明、具體例及較佳範圍相同。
式(S3)中的Ar A表示芳香環基,更具體而言,表示(k+1)價的芳香環基。k為1時的二價的芳香環基,例如,較佳為伸苯基、甲伸苯基、伸萘基及伸蒽基等碳數6~18之伸芳基、或噻吩環、呋喃環、吡咯環、苯並噻吩環、苯並呋喃環、苯並吡咯環、三嗪環、咪唑環、苯並咪唑環、三唑環、噻二唑環及噻唑環等含有雜環的二價的芳香環基。上述芳香環基可以具有取代基。 作為k為2以上的整數時的(k+1)價的芳香環基之具體例,可舉出從二價的芳香環基的上述具體例中除去任意(k-1)個氫原子而成的基團。 (k+1)價的芳香環基可以進一步具有取代基。 作為(k+1)價的芳香環基可具有的取代基,並無特別限定,例如,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十二基等烷基;甲氧基、乙氧基、羥基乙氧基、丙氧基、羥基丙氧基、丁氧基等烷氧基;苯基等芳基等。 Ar A較佳為表示碳數6~18之芳香環基,更佳為表示苯環基、萘環基或伸聯苯環基。
式(S3)中的L A表示單鍵或二價的連結基。 作為L A所表示的二價的連結基,並無特別限定,例如,可舉出-COO-、-CONR 104-、伸烷基、或將兩種以上此等基團組合而成的基團。上述R 104表示氫原子或烷基。 作為上述伸烷基,並無特別限定,較佳為伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸己基、及伸辛基等碳數1~8之伸烷基。 作為R 104表示烷基時的烷基,例如,可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、正丁基、第二丁基、己基、2-乙基己基、辛基、十二基等碳數20以下的烷基,較佳為碳數8以下的烷基。
由式(S3)表示的重複單元較佳為具備羥基苯乙烯結構。亦即,Ar A較佳為表示苯環基。 k較佳為表示1~3的整數,更佳為表示1或2,進一步較佳為表示1。 特佳為Ar A為苯環基,k為1,且OH位於L A的對位。
樹脂(A)中的具有酚性羥基之重複單元的含量並無特別限定,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為20莫耳%以上,更佳為30莫耳%以上,進一步較佳為40莫耳%以上。又,具有酚性羥基之重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進一步較佳為80莫耳%以下。
樹脂(A)所含的具有酚性羥基之重複單元可以為一種,亦可以為兩種以上。當樹脂(A)含有兩種以上具有酚性羥基之重複單元時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
樹脂(A)除了具有酸分解性基之重複單元及具有酚性羥基之重複單元之外,還可以包含其他重複單元。
(具有光酸產生基之重複單元) 作為上述之外的重複單元,樹脂(A)可以具有含有藉由光化射線或放射線(較佳為電子束或極紫外線)之照射而產生酸的基團(以下,亦稱為「光酸產生基」)的重複單元。 作為具有光酸產生基之重複單元,可舉出由下述式(S4)表示的重複單元。
[化學式11]
式(S4)中,R 41表示氫原子或甲基。L 41表示單鍵或二價的連結基。L 42表示二價的連結基。R 40表示藉由光化射線或放射線之照射發生分解而在側鏈產生酸的結構部位。
L 41表示單鍵或二價的連結基,較佳為表示單鍵或酯鍵(-COO-)。
L 42較佳為選自由伸烷基、伸環烷基、伸芳基、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO 2-、及-NR-所組成之群組中的至少一個組成的連結基。R表示氫原子或有機基(較佳為碳數1~10的有機基,例如,烷基、環烷基、芳基等)。 伸烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。伸烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~10。 伸環烷基可以為單環的伸環烷基,亦可以為多環的伸環烷基。伸環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。 伸芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。 伸烷基、伸環烷基及伸芳基可以具有取代基,並且作為取代基可舉出上述取代基T。
R 40較佳為由下述式(S4-1)表示的基團。
[化學式12]
式(S4-1)中,Q -表示酸的殘基,M +表示陽離子。*表示與L 41的鍵結位置。 酸的殘基係從酸中解離質子而形成的基團。 Q -較佳為羧酸根陰離子基(COO -)、磺酸根陰離子基(SO 3 -)、或磺醯胺基(由N --SO 2R N1表示。R N1表示有機基,可舉出碳數1~10的有機基,較佳為烷基、氟烷基或芳基。),更佳為磺酸根陰離子基。 關於M +的說明、具體例及較佳範圍,與後述的酸產生劑(C)中的M +相同。
作為具有光酸產生基之重複單元,例如,可舉出日本特開2014-041327號公報之段落[0094]~[0105]中所記載的重複單元及國際公開第2018/193954號之段落[0094]中所記載的重複單元。
樹脂(A)包含具有光酸產生基之重複單元時,具有光酸產生基之重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為1莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上。又,具有光酸產生基之重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,進一步較佳為30莫耳%以下。
樹脂(A)含有具有光酸產生基之重複單元時,具有光酸產生基之重複單元可以為一種,亦可以為兩種以上。樹脂(A)含有兩種以上具有光酸產生基之重複單元時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
(由式(V-1)或式(V-2)表示的重複單元) 樹脂(A)可以含有由下述式(V-1)或下述式(V-2)表示的重複單元。 由下述式(V-1)表示的重複單元及由下述式(V-2)表示的重複單元較佳為與前述具有酸分解性基之重複單元及具有酚性羥基之重複單元不同的重複單元。
[化學式13]
式中,R 6及R 7分別獨立地表示氫原子、羥基、烷基、烷氧基、醯氧基、氰基、硝基、胺基、鹵素原子、酯基(-OCOR或-COOR:R為碳數1~6之烷基或氟化烷基)或羧基。作為烷基,較佳為碳數1~10的直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基。n 3表示0~6的整數。n 4表示0~4的整數。X 4為伸甲基、氧原子或硫原子。 作為式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元,例如,可舉出國際公開第2018/193954號之段落[0100]中所記載之重複單元。
樹脂(A)含有式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元時,式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為1莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上。又,式(A-1)或(A-2)所表示的重複單元的含量,相對於樹脂(A)中的所有重複單元,較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,進一步較佳為30莫耳%以下。
樹脂(A)含有式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元時,式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元可以為一種,亦可以為兩種以上。樹脂(A)含有兩種以上式(V-1)或(V-2)所表示的重複單元時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
樹脂(A)可以含有上述的重複單元之外的其他重複單元。 關於其他重複單元,援用國際公開第2022/024928號之[0112]~[0134]、[0144]~[0172]的內容。
樹脂(A)可依據常規方法(例如自由基聚合)來合成。 作為根據GPC法的聚苯乙烯換算值,樹脂(A)的重量平均分子量(Mw)較佳為30000以下,更佳為1000~30000,進一步較佳為3000~30000,特佳為5000~15000。 樹脂(A)的分散度(分子量分佈,Mw/Mn)較佳為1~5,更佳為1~3,進一步較佳為1.2~3.0,特佳為1.2~2.0。分散度愈小者,其解析度及光阻形狀愈優異,而且,光阻圖案之側壁愈平滑,粗糙度亦愈優異。
本發明之組成物中的樹脂(A)的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為40.0~99.9質量%,更佳為60.0~90.0質量%。 樹脂(A)可以使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上樹脂(A)時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
[樹脂(B)] 對本發明之組成物中所含的樹脂(B)進行說明。 樹脂(B)係不含酸分解性基的樹脂。關於酸分解性基,係如上所述。
樹脂(B)不含銨鹽結構。銨鹽結構係含有銨陽離子及陰離子的結構,典型而言,係由下述式(Am1)表示的基團。樹脂(B)不含由下述式(Am1)表示的基團。
[化學式14]
式(Am1)中,R 1~R 3各自獨立地表示氫原子或有機基。An 1表示陰離子。*表示鍵結位置。
樹脂(B)含有具有親水基及氟原子的重複單元(b1)。重複單元(b1)中的親水基及氟原子藉由共價鍵與樹脂(B)的主鏈鍵結,亦或藉由共價鍵與樹脂(B)的藉由共價鍵與其主鏈鍵結之側鏈鍵結。「主鏈」係表示樹脂分子中相對最長的鍵鏈,「側鏈」係指除此以外的鍵鏈。
親水基較佳為具有解離性質子的基團。 作為親水基,例如,可舉出羥基、羧基、磺酸基、磺醯亞胺基、磷酸基、芳香族硫醇基、硝酸酯基、磺醯胺基、烷基磺醯基伸甲基、烷基羰基伸甲基、烷基磺醯基醯亞胺基、烷基羰基醯亞胺基、雙(烷基羰基)伸甲基、雙(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基磺醯基)伸甲基、雙(烷基磺醯基)醯亞胺基、參(烷基羰基)伸甲基、及參(烷基磺醯基)伸甲基、聚氧基伸乙基等,較佳為羥基、羧基、磺酸基、磺醯亞胺基、磷酸基、芳香族硫醇基、硝酸酯基或磺醯胺基,更佳為羥基、羧基、磺酸基、磺醯亞胺基或磷酸基,進一步較佳為羥基或羧基。作為羥基,特佳為酚性羥基(與芳香環鍵結的羥基)。
樹脂(B)的重複單元(b1)較佳為由下述式(T1)表示的重複單元。
[化學式15]
式(T1)中,Rp 1~Rp 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基。Lp 1表示連結基。Rh 1表示親水基。n1及n2各自獨立地表示1以上的整數。存在複數個Rh 1時,複數個Rh 1可以相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3及Lp 1中的兩個可以相互鍵結而形成環。
關於式(T1)中的Rp 1~Rp 3的說明、具體例及較佳範圍,與關於上述式(S1)中的Ra 1~Ra 3的說明、具體例及較佳範圍相同。
式(T1)中Lp 1表示的連結基並無特別限定,較佳為選自由伸烷基、伸環烷基、伸芳基、-O-、-CO-、-S-、-SO-、-SO 2-、及-NR-所組成之群組中的至少一個組成的連結基。R表示氫原子或有機基(較佳為碳數1~10的有機基,例如,烷基、環烷基、芳基等)。 伸烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。伸烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~10,更佳為1~5。 伸環烷基可以為單環的伸環烷基,亦可以為多環的伸環烷基。伸環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。 伸芳基的碳數並無特別限制,較佳為6~20,更佳為6~10。伸芳基較佳為伸苯基或伸萘基,更佳為伸苯基。 伸烷基、伸環烷基及伸芳基可以進一步具有親水基及氟原子以外的取代基。
式(T1)中Rh 1所表示的親水基之具體例及較佳範圍與上述者相同。 式(T1)中的n1表示1以上的整數,較佳為1~5的整數,更佳為1~3的整數。 式(T1)中的n2表示1以上的整數,較佳為1~30的整數,更佳為3~20的整數。
式(T1)所表示的重複單元較佳為由下述式(T2)~(T4)中的任一個表示的重複單元。
[化學式16]
式(T2)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。Lp 2表示由選自由伸烷基、伸環烷基及伸芳基所組成之群組中的至少一個組成的連結基。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環。
[化學式17]
式(T3)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。Arp表示伸芳基。Lp 3表示由選自由伸烷基、伸環烷基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3、Arp及Lp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環。
[化學式18]
式(T4)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同。ALp表示由選自由伸烷基及伸環烷基所組成之群組中的至少一個組成的連結基。Lp 4表示由選自由伸芳基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵。Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。n3表示1以上的整數。存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同。Rp 1~Rp 3、ALp及Lp 4中的兩個可以相互鍵結而形成環。
式(T2)~(T4)中,關於Rp 1~Rp 3及Rh 1的說明、具體例及較佳範圍,分別與關於上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1的說明、具體例及較佳範圍相同。 式(T2)~(T4)中,Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基。氟化烷基可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。氟化烷基的碳數並無特別限定,較佳為1~10,更佳為1~5。作為氟化烷基,較佳為三氟甲基等全氟烷基。 式(T2)~(T4)中,n3表示1以上的整數,較佳為1~10的整數,更佳為1~5的整數,進一步較佳為1~3的整數。
關於式(T2)中的Lp 2的伸烷基、伸環烷基及伸芳基的說明、具體例及較佳範圍分別與上述式(T1)中的Lp 1為伸烷基、伸環烷基及伸芳基時所記載者相同。
關於式(T3)中的Arp所表示的伸芳基的說明、具體例及較佳範圍與上述式(T1)中的Lp 1為伸芳基時所記載者相同。 關於式(T3)中的Lp 3的伸烷基及伸環烷基的說明、具體例及較佳範圍,分別與上述式(T1)中的Lp 1為伸烷基及伸環烷基時所記載者相同。
關於式(T4)中的Alp所表示的伸烷基及伸環烷基的說明、具體例及較佳範圍,分別與上述式(T1)中的Lp 1為伸烷基及伸環烷基時所記載者相同。 關於式(T4)中的Lp 4所表示的伸芳基的說明、具體例及較佳範圍,與上述式(T1)中的Lp 1為伸芳基時所記載者相同。
樹脂(B)中的重複單元(b1)的含量並無特別限定,相對於樹脂(B)中的所有重複單元,較佳為10莫耳%以上,更佳為20莫耳%以上,進一步較佳為30莫耳%以上。又,重複單元(b1)的含量,相對於樹脂(B)中的所有重複單元,較佳為90莫耳%以下,更佳為85莫耳%以下,進一步較佳為80莫耳%以下。
樹脂(B)所含的重複單元(b1)可以為一種,亦可以為兩種以上。樹脂(B)含有兩種以上重複單元(b1)時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
除了重複單元(b1)以外,樹脂(B)亦可以含有重複單元(b1)以外的重複單元。 作為重複單元(b1)以外的重複單元,較佳為具有氟原子、矽原子及碳數5以上的烴基中的任一個以上的重複單元。作為碳數5以上的烴基,較佳為烷基或環烷基,更佳為支鏈狀烷基或環烷基。
重複單元(b1)以外的重複單元較佳為由下述式(T5)表示的重複單元。
[化學式19]
式(T5)中,Rp 1~Rp 3分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3含意相同。Lp 5表示單鍵或二價的連結基。Rk 1~Rk 3分別獨立地表示氫原子、氟原子、烷基、環烷基、烯基、芳基或含有矽原子的基團。Rk 1~Rk 3中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。
關於Rp 1~Rp 3的說明、具體例及較佳範圍,分別與關於上述式(T1)中的Ra 1~Ra 3的說明、具體例及較佳範圍相同。
Lp 5表示單鍵或二價的連結基。作為二價的連結基,例如,可舉出羰基(-CO-)、-O-、-S-、-SO-、-SO 2-、胺基(-NR-)、醯胺基(-CONR-)、磺醯胺基(-SO 2NR-)、伸烷基、伸環烷基、伸烯基、伸芳基、及此等複數個連結而成的連結基等。上述R分別表示氫原子或有機基,作為有機基較佳為烷基、環烷基、芳基及此等之組合。 Lp 5較佳為單鍵。
Rk 1~Rk 3表示烷基時,較佳為碳數1~20的烷基,更佳為碳數1~10的烷基。烷基可以具有取代基,作為取代基,較佳為氟原子。烷基可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀,但為不具有取代基之烷基時,較佳為碳數3以上的烷基,更佳為碳數3以上的支鏈狀烷基。烷基為氟化烷基時,較佳為碳數1~8的氟化烷基。 Rk 1~Rk 3表示環烷基時,環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為環烷基,可以為環戊基及環己基等單環的環烷基、亦可以為降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。 Rk 1~Rk 3表示烯基時,較佳為碳數2~20的烯基,更佳為碳數2~10的烯基。 Rk 1~Rk 3表示芳基時,較佳為碳數6~20的芳基,更佳為碳數6~10的芳基。 Rk 1~Rk 3中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。作為所形成的環,可舉出環烷烴結構(例如,金剛烷結構)、內酯結構等。 其中,由於樹脂(B)不含有酸分解性基,因此Rk 1~Rk 3並非皆表示烷基、環烷基、烯基或芳基。又,Rk 1~Rk 3中的兩個相互鍵結形成環時,剩餘的一個不表示烷基、環烷基、烯基或芳基。
樹脂(B)含有重複單元(b1)以外的重複單元時,重複單元(b1)以外的重複單元的含量,相對於樹脂(B)中的所有重複單元,較佳為1莫耳%以上,更佳為5莫耳%以上。又,重複單元(b1)以外的重複單元的含量,相對於樹脂(B)中的所有重複單元,較佳為40莫耳%以下,更佳為35莫耳%以下,進一步較佳為30莫耳%以下。
樹脂(B)含有重複單元(b1)以外的重複單元時,重複單元(b1)以外的重複單元可以為一種,亦可以為兩種以上。樹脂(B)含有兩種以上重複單元(b1)以外的重複單元時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
較佳為樹脂(B)不具有鹼分解基。 鹼分解基係藉由鹼顯影液的作用而分解從而鹼顯影液中的溶解度增加的基團。鹼分解基典型而言為由下述式(KA-1)或(KB-1)表示的部分結構中的X所表示的基團。
[化學式20]
式(KA-1)或(KB-1)中的X表示羧酸酯基:-COO-、酸酐基:-C(O)OC(O)-、酸醯亞胺基:-NHCONH-、羧酸硫酯基:-COS-、碳酸酯基:-OC(O)O-、硫酸酯基:-OSO 2O-、磺酸酯基:-SO 2O-。 Y 1及Y 2分別獨立地表示拉電子基。
式(KA-1)所表示的部分結構係與作為X的基團一起形成環結構之結構。
作為式(KA-1)所表示的部分結構例,可舉出內酯環結構。以下示出內酯環結構之具體例。
[化學式21]
式(KB-1)中的Y 1及Y 2分別獨立地表示拉電子基。 作為拉電子基,可舉出由下述式(EW)表示的基團。式(EW)中的*表示與X的鍵結位置。
[化學式22]
(EW)中,n ew係由-C(R ew1)(R ew2)-表示的連結基之重複數,表示0或1。n ew為0時表示單鍵,表示Y ew1直接鍵結。Y ew1表示鹵素原子、氰基、腈基、硝基、由-C(R f1)(R f2)-R f3表示的鹵代(環)烷基或鹵代芳基、氧基、羰基、磺醯基、亞磺醯基、及此等的組合。「鹵代(環)烷基」表示至少一部分鹵化的烷基及環烷基,「鹵代芳基」表示至少一部分鹵化的芳基。R f1表示鹵素原子、全鹵代烷基、全鹵代環烷基、或全鹵代芳基。R f2及R f3各自獨立地表示氫原子、鹵素原子或有機基,R f2與R f3可以鍵結而形成環。R ew1及R ew2各自獨立地表示氫原子或任意的取代基,例如表示氫原子、烷基、環烷基或芳基。R ew1、R ew2及Y ew1中的至少兩個可以相互鍵結而形成環。
較佳為樹脂(B)中所含的各重複單元的ClogP乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和(亦稱為「P B」。)為0以下。 樹脂(B)含有n種重複單元時,P B由下述式(1)求出。n表示1以上的整數。 式(1):
[數1]
式(1)中,p i表示樹脂(B)中所含的各重複單元的ClogP,m i表示各重複單元的莫耳分數(係樹脂(B)中的各重複單元與所有重複單元的莫耳基準之比,單位為莫耳%。)。
所謂ClogP,係藉由計算對1-辛醇與水的分配係數P的常用對數logP所求得的值。關於用於計算ClogP的方法及軟體,可使用公知者,若無特別指明,則在本發明中使用組裝到劍橋軟體(Cambridge soft)公司的ChemBioDraw Ultra 12.0中的ClogP程序。 各重複單元的ClogP係與各重複單元對應的單體的ClogP,對於具有解離性質子之單體,透過質子解離後的結構計算ClogP。
當P B為0以下時,樹脂(B)容易溶解,並可抑制殘渣的產生,又,圖案的形狀容易矩形化,故較佳。P B更佳為-1以下,進一步較佳為-2以下。
較佳為樹脂(B)的漢森溶解度參數與空氣的漢森溶解度參數之間的距離Ra為35MPa 0.5以下。 漢森溶解度參數(Hansen solubility parameter;HSP)由分散力項δd、偶極-偶極力項δp、及氫鍵力項δh這三種成分構成。 樹脂(B)的漢森溶解度參數(HSP 1)(即,δd 1、δp 1及δh 1的各值)使用可根據化合物的化學結構式計算HSP值之軟體即HSPiP(第四版4.1.07),藉由Y-MB法計算。 又,空氣的漢森溶解度參數(HSP 2)(即,δd 2、δp 2及δh 2的各值)藉由對HSPiP手冊(第四版電子書第19章)中記載的氮氣及氧氣的HSP進行加權平均來計算。 HSP 1與HSP 2之間的距離Ra藉由下述式(2)計算。 式(2):
[數2]
δd 1表示樹脂(B)的分散力項δd,δd 2表示空氣的分散力項δd,δp 1表示樹脂(B)的偶極-偶極力項δp,δp 2表示空氣的偶極-偶極力項δp,δh 1表示樹脂(B)的氫鍵力項δh,δh 2表示空氣的氫鍵力項δh。
δd 1、δp 1及δh 1係樹脂(B)中所含的各重複單元的分散力項δd、偶極-偶極力項δp及氫鍵力項δh分別乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和。各重複單元的δd、δp及δh係與各重複單元對應的單體的δd、δp及δh,並且在為具有解離性質子的單體的情況下,透過質子未解離之結構來計算δd、δp及δh。
當Ra為35MPa 0.5以下時,由於與樹脂(A)的親和力降低,使得解析度進一步提高。Ra更佳為33MPa 0.5以下,進一步較佳為30MPa 0.5以下。
樹脂(B)中所含的各重複單元中的氟原子數除以所有原子數所得的值乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和(亦稱為「F B」)。)較佳為10莫耳%以上。 對與各重複單元對應的單體計算F B。在為具有離解性質子的單體的情況下,透過質子未離解的結構來計算F B。 樹脂(B)含有n種重複單元時,F B由下述式(3)求出。n表示1以上的整數。 式(3):
[數3]
式(3)中,f i表示樹脂(B)中所含的各重複單元中的氟原子數除以所有原子數而得的值,m i表示各重複單元的莫耳分數(係樹脂(B)中的各重複單元與所有重複單元的莫耳基準之比,單位為莫耳%。)。
當F B為10莫耳%以上時,樹脂(B)容易溶解,並可抑制殘渣的產生,而且圖案的形狀容易矩形化,故較佳。又,由於與樹脂(A)的親和力降低,使得解析度進一步提高,故較佳。F B更佳為15莫耳%以上,進一步較佳為25莫耳%以上。
上述P B、R a及F B可藉由改變重複單元(b1)及重複單元(b1)以外的重複單元的種類,以及此等的含量來進行調整。
樹脂(B)可依據常規方法(例如自由基聚合)來合成。 作為根據GPC法的聚苯乙烯換算值,樹脂(B)的重量平均分子量(Mw)較佳為30000以下,更佳為1000~30000,進一步較佳為3000~30000,特佳為5000~15000。 樹脂(B)的分散度(分子量分佈,Mw/Mn)較佳為1~5,更佳為1~3,進一步較佳為1.2~3.0,特佳為1.2~2.0。 樹脂(B)的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為0.01~30.0質量%,更佳為0.1~20.0質量%。 樹脂(B)可以僅使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上樹脂(B)時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
[酸產生劑(C)] 對本發明之組成物中所含的酸產生劑(C)進行說明。 酸產生劑(C)較佳為藉由光化射線或放射線之照射而產生酸的化合物(光酸產生劑)。 從酸產生劑(C)產生的酸(產生酸)之pKa為1.0以下,較佳為-5.0以上且1.0以下,更佳為-3.0以上且1.0以下。 酸產生劑(C)可以為低分子化合物的形態,亦可以為組入至聚合物(例如,樹脂(A))之一部分中的形態。又,亦可以併用低分子化合物的形態與組入至聚合物(例如,樹脂(A))之一部分中的形態。 酸產生劑(C)為低分子化合物的形態時,酸產生劑(C)的分子量較佳為3000以下,更佳為2000以下,進一步較佳為1000以下。酸產生劑(C)的分子量的下限並無特別限制,較佳為100以上。 酸產生劑(C)為組入聚合物的一部分中的形態時,可以組入樹脂(A)的一部分中,亦可以組入與樹脂(A)不同的樹脂中。
作為酸產生劑(C),例如,可舉出由「M +X -」表示的化合物(鎓鹽),較佳為藉由曝光產生有機酸的化合物。作為有機酸,例如,可舉出磺酸(脂肪族磺酸、芳香族磺酸、及樟腦磺酸等)、羧酸(脂肪族羧酸、芳香族羧酸、及芳烷基羧酸等)、羰基磺醯亞胺酸、雙(烷基磺醯基)醯亞胺酸、及參(烷基磺醯基)甲基化物酸。
在「M +X -」所表示的化合物中,M +表示陽離子。陽離子可以使用一種,亦可以使用兩種以上。M +較佳為表示有機陽離子,作為有機陽離子並無特別限制。作為有機陽離子,較佳為鋶陽離子、碘鎓陽離子、或銨陽離子。作為有機陽離子,更佳為由式(ZaI)表示的陽離子或由式(ZaII)表示的陽離子。
[化學式23]
在上述式(ZaI)中,R 201、R 202、及R 203分別獨立地表示有機基。 作為R 201、R 202、及R 203的有機基的碳數,較佳為1~30,更佳為1~20。R 201~R 203中的兩個可以鍵結而形成環結構,亦可以於環內含有氧原子、硫原子、酯基、醯胺基、或羰基。作為R 201~R 203中的兩個鍵結而形成的基團,例如,可舉出伸烷基(例如,伸丁基及伸戊基)、及-CH 2-CH 2-O-CH 2-CH 2-。
R 201、R 202、及R 203的有機基較佳為烷基、環烷基、芳基或雜芳基。 作為烷基,可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種。烷基的碳數並無特別限制,較佳為1~10,更佳為1~5。作為烷基,例如,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第三丁基等。 環烷基的碳數並無特別限制,較佳為3~20,更佳為5~15。作為環烷基,較佳為環戊基及環己基等單環的環烷基、以及降冰片基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環的環烷基。 芳基較佳為碳數6~20的芳基,更佳為碳數6~15的芳基,進一步較佳為苯基或萘基,特佳為苯基。 雜芳基較佳為碳數3~20的雜芳基。雜芳基較佳為包含選自由氧原子、硫原子及氮原子所組成之群組中的至少一個雜原子。作為雜芳基,例如,可舉出從吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯並呋喃、苯並噻吩等中除去任意一個氫原子而得的基團。
式(ZaII)中,R 204及R 205分別獨立地表示芳基、雜芳基、烷基或環烷基。 作為R 204及R 205的芳基,較佳為碳數6~20的芳基,更佳為苯基或萘基,進一步較佳為苯基。 R 204及R 205的雜芳基較佳為碳數3~20的雜芳基。雜芳基較佳為包含選自由氧原子、硫原子及氮原子所組成之群組中的至少一個雜原子。作為雜芳基,例如,可舉出從吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯並呋喃、苯並噻吩等中除去任意一個氫原子而得的基團。 作為R 204及R 205的烷基及環烷基,較佳為碳數1~10的直鏈狀烷基或碳數3~10的支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基、或戊基)、或碳數3~10的環烷基(例如環戊基、環己基、或降冰片基)。
R 204及R 205的芳基、雜芳基、烷基、及環烷基可以分別獨立地具有取代基。作為R 204及R 205的芳基、雜芳基、烷基、及環烷基可以具有的取代基,例如,可舉出烷基(例如,碳數1~15)、環烷基(例如,碳數3~15)、芳基(例如,碳數6~15)、烷氧基(例如,碳數1~15)、鹵素原子、羥基、及苯硫基。又,R 204及R 205的取代基亦較佳為,分別獨立地,藉由取代基的任意組合形成酸分解性基。
關於M +的陽離子,可援用國際公開第2022/172715號之[0181]~[0205]的內容。
在「M +X -」所表示的化合物中,X -表示陰離子。陰離子可以使用一種,亦可以使用兩種以上。X -較佳為有機陰離子。作為有機陰離子並無特別限制,可舉出一或二價以上的有機陰離子。作為有機陰離子,較佳為引起親核反應的能力極低的陰離子,更佳為非親核性陰離子。作為非親核性陰離子,例如,可舉出磺酸陰離子(脂肪族磺酸陰離子、芳香族磺酸陰離子、及樟腦磺酸陰離子等)、羧酸陰離子(脂肪族羧酸陰離子、芳香族羧酸陰離子、及芳烷基羧酸陰離子等)、磺醯亞胺陰離子、雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子、及參(烷基磺醯基)甲基化物陰離子。
脂肪族磺酸陰離子及脂肪族羧酸陰離子中的脂肪族部位可以為直鏈狀或支鏈狀的烷基,亦可以為環烷基,較佳為碳數1~30的直鏈狀或支鏈狀的烷基、或碳數3~30的環烷基。 上述烷基,例如,可以為氟烷基(可以具有氟原子以外的取代基。亦可以為全氟烷基)。
作為芳香族磺酸陰離子及芳香族羧酸陰離子中的芳基,較佳為碳數6~14的芳基,例如,可舉出苯基、甲苯基、及萘基。
上述所舉出的烷基、環烷基、及芳基可以具有取代基。作為取代基並無特別限制,例如,可舉出硝基、氟原子及氯原子等鹵素原子、羧基、羥基、胺基、氰基、烷氧基(較佳為碳數1~15)、烷基(較佳為碳數1~10)、環烷基(較佳為碳數3~15)、芳基(較佳為碳數6~14)、烷氧基羰基(較佳為碳數2~7)、醯基(較佳為碳數2~12)、烷氧基羰氧基(較佳為碳數2~7)、烷硫基(較佳為碳數1~15)、烷基磺醯基(較佳為碳數1~15)、烷基亞胺基磺醯基(較佳為碳數1~15)、及芳氧基磺醯基(較佳為碳數6~20)。
作為芳烷基羧酸陰離子中的芳烷基,較佳為碳數7~14的芳烷基。 作為碳數7~14的芳烷基,例如,可舉出芐基、苯乙基、萘甲基、萘乙基、及萘丁基。
作為磺醯亞胺陰離子,例如,可舉出糖精陰離子。
作為雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子及參(烷基磺醯基)甲基化物陰離子中的烷基,較佳為碳數1~5的烷基。作為此等烷基的取代基,可舉出鹵素原子、被鹵素原子取代的烷基、烷氧基、烷硫基、烷氧基磺醯基、芳氧基磺醯基、及環烷基芳氧基磺醯基,較佳為氟原子或被氟原子取代的烷基。 又,雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子中的烷基,亦可以相互鍵結而形成環結構。藉此,增加酸強度。
作為其他非親核性陰離子,例如,可舉出氟化磷(例如,PF 6 -)、氟化硼(例如,BF 4 -)、及氟化銻(例如,SbF 6 -)。
作為非親核性陰離子,較佳為磺酸的至少α位被氟原子取代的脂肪族磺酸陰離子、被氟原子或者具有氟原子的基團取代的芳香族磺酸陰離子、烷基被氟原子取代的雙(烷基磺醯基)醯亞胺陰離子、或烷基被氟原子取代的參(烷基磺醯基)甲基化物陰離子。其中,更佳為全氟脂肪族磺酸陰離子(較佳為碳數4~8)、或具有氟原子的苯磺酸陰離子,進一步較佳為九氟丁烷磺酸陰離子、全氟辛烷磺酸陰離子、五氟苯磺酸陰離子、或3,5-雙(三氟甲基)苯磺酸陰離子。
作為非親核性陰離子,亦較佳為由下述式(AN1)表示的陰離子。
[化學式24]
式(AN1)中,R 1及R 2分別獨立地表示氫原子或取代基。 取代基並無特別限制,較佳為非拉電子基之基團。作為非拉電子基的基團,例如,可舉出烴基、羥基、氧烴基、氧羰基烴基、胺基、烴取代的胺基、及烴取代的醯胺基。 作為非拉電子基之基團,分別獨立地,較佳為-R’、-OH、-OR’、-OCOR’、-NH 2、-NR’ 2、-NHR’、或-NHCOR’。R’為一價的烴基。
L表示二價的連結基。 存在複數個L時,L分別可以相同,亦可以不同。 作為二價的連結基,例如,可舉出-O-CO-O-、-COO-、-CONH-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO 2-、伸烷基(較佳為碳數1~6)、伸環烷基(較佳為碳數3~15)、伸烯基(較佳為碳數2~6)、及將此等複數個組合而成的二價的連結基。其中,作為二價的連結基,較佳為-O-CO-O-、-COO-、-CONH-、-CO-、-O-、-SO 2-、-O-CO-O-伸烷基-、-COO-伸烷基-、或-CONH-伸烷基-,更佳為-O-CO-O-、-O-CO-O-伸烷基-、-COO-、-CONH-、-SO 2-、或-COO-伸烷基。
式(AN1)中,R 3表示有機基。 上述有機基只要具有一個以上的碳原子,則並無特別限制,可以為直鏈狀的基團(例如,直鏈狀的烷基)、亦可以為支鏈狀的基團(例如,第三丁基等支鏈狀的烷基),又可以為環狀的基團。上述有機基可以具有取代基,亦可以不具有取代基。上述有機基可以具有雜原子(氧原子、硫原子、及/或氮原子等),亦可以不具有雜原子。
其中,R 3較佳為具有環狀結構的有機基。上述環狀結構可以為單環亦可以為多環,又可以具有取代基。包含環狀結構的有機基中的環較佳為與式(AN1)中的L直接鍵結。 上述具有環狀結構的有機基,例如,可以具有雜原子(氧原子、硫原子、及/或氮原子等),亦可以不具有雜原子。雜原子可以取代形成環狀結構的一個以上的碳原子。 上述具有環狀結構的有機基,例如,較佳為環狀結構的烴基、內酯環基、及磺內酯環基。其中,上述具有環狀結構的有機基,較佳為具有環狀結構的烴基。 上述環狀結構的烴基,較佳為單環或多環的環烷基。此等基團可以具有取代基。 上述環烷基可以為單環(環己基等)或多環(金剛烷基等),碳數較佳為5~12。
作為非親核性陰離子,可以為苯磺酸陰離子,較佳為被支鏈狀的烷基或環烷基取代的苯磺酸陰離子。
作為非親核性陰離子,亦較佳為由下述式(AN2)表示的陰離子。
[化學式25]
式(AN2)中,o表示1~3的整數。p表示0~10的整數。q表示0~10的整數。
Xf表示氫原子、氟原子、被至少一個氟原子取代的烷基、或不具有氟原子的有機基。該烷基的碳數較佳為1~10,更佳為1~4。作為被至少一個氟原子取代的烷基,較佳為全氟烷基。 Xf較佳為氟原子或碳數1~4的全氟烷基,更佳為氟原子或CF 3,進一步較佳為雙方的Xf均為氟原子。
R 4及R 5分別獨立地表示氫原子、氟原子、烷基、或被至少一個氟原子取代的烷基。存在複數個R 4及R 5時,R 4及R 5分別可以相同亦可以不同。 由R 4及R 5表示的烷基,較佳為碳數1~4。上述烷基可以具有取代基。作為R 4及R 5,較佳為氫原子。
L表示二價的連結基。L的說明、具體例及較佳範圍與式(AN1)中的L相同。
W表示有機基,較佳為表示含有環狀結構的有機基,更佳為環狀有機基。 作為環狀有機基,例如,可舉出脂環基、芳基、及雜環基。 脂環基可以為單環,亦可以為多環。作為單環的脂環基,例如,可舉出環戊基、環己基、及環辛基等單環的環烷基。作為多環的脂環基,例如,可舉出降冰片基、三環癸基、四環癸基、四環十二烷基、及金剛烷基等多環的環烷基。其中,較佳為降冰片基、三環癸基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等碳數7以上的具有大體積結構的脂環基。
芳基可以為單環或多環。作為上述芳基,例如,可舉出苯基、萘基、菲基、及蒽基。 雜環基可以為單環或多環。其中,為多環的雜環基時,能夠進一步抑制酸的擴散。雜環基可以具有芳香族性,亦可以不具有芳香族性。作為具有芳香族性的雜環,例如,可舉出呋喃環、噻吩環、苯並呋喃環、苯并噻吩環、二苯並呋喃環、二苯並噻吩環及吡啶環。作為不具有芳香族性的雜環,例如,可舉出四氫吡喃環、內酯環、磺內酯環及十氫異喹啉環。作為雜環基中的雜環,較佳為呋喃環、噻吩環、吡啶環、或十氫異喹啉環。
上述環狀的有機基可以具有取代基。作為上述取代基,例如,可舉出烷基(可以為直鏈狀及支鏈狀中之任一者,較佳為碳數1~12)、環烷基(可以為單環、多環、及螺環中之任一者,較佳為碳數3~20)、芳基(較佳為碳數6~14)、羥基、烷氧基、酯基、醯胺基、胺基甲酸酯基、脲基、硫醚基、磺醯胺基、及磺酸酯基。此外,構成環狀有機基的碳(有助於環形成的碳)可以為羰基碳。
作為非親核性陰離子,亦較佳為由下述式(AN3)表示的芳香族磺酸陰離子。
[化學式26]
式(AN3)中,Ar表示芳基(苯基等),可以進一步具有磺酸陰離子及-(D-B)基之外的取代基。作為可以進一步具有的取代基,例如,可舉出氟原子及羥基。 n表示0以上的整數。作為n,較佳為1~4,更佳為2~3,進一步較佳為3。
D表示單鍵或二價的連結基。作為二價的連結基,可舉出醚基、硫醚基、羰基、亞碸基、碸基、磺酸酯基、酯基、及由此等兩種以上之組合構成的基團。
B表示烴基。 作為B,較佳為脂肪族烴基,更佳為異丙基、環己基、或可以進一步具有取代基的芳基(三環己基苯基等)。
作為非親核性陰離子,亦較佳為二磺醯胺陰離子。 二磺醯胺陰離子例如為由N -(SO 2-R q2表示的陰離子。 在此,R q表示可以具有取代基的烷基,較佳為氟烷基,更佳為全氟烷基。兩個R q可以相互鍵結而形成環。兩個R q相互鍵結而形成的基團,較佳為可以具有取代基的伸烷基,更佳為氟伸烷基,進一步較佳為全氟伸烷基。上述伸烷基的碳數較佳為2~4。
酸產生劑(C)亦可以為選自由化合物(I)~(II)所組成之群組中的至少一個。
(化合物(I)) 化合物(I)係具有一個以上的下述結構部位X及一個以上的下述結構部位Y的化合物,且係藉由光化射線或放射線之照射,產生包含源自下述結構部位X的下述第一酸性部位及源自下述結構部位Y的下述第二酸性部位的酸的化合物。 結構部位X:由陰離子部位A 1 -及陽離子部位M 1 +組成,並且藉由光化射線或放射線之照射形成由HA 1表示的第一酸性部位的結構部位 結構部位Y:由陰離子部位A 2 -及陽離子部位M 2 +組成,並且藉由光化射線或放射線之照射形成由HA 2表示的第二酸性部位的結構部位 上述化合物(I)滿足下述條件I。
條件I:在上述化合物(1)中,將上述結構部位X中的上述陽離子部位M 1 +及上述結構部位Y中的上述陽離子部位M 2 +取代為H +而成的化合物PI具有源自將上述結構部位X中的上述陽離子部位M 1 +取代為H +而成的HA 1所表示的酸性部位的酸解離常數a1及源自將上述結構部位Y中的上述陽離子部位M 2 +取代為H +而成的HA 2所表示的酸性部位的酸解離常數a2,並且上述酸解離常數a2大於上述酸解離常數a1。 至少一個酸解離常數a1為1.0以下。酸解離常數a2可以為1.0以下,亦可以大於1.0。
以下,對條件I進行更具體的說明。 化合物(I)例如為產生具有一個源自上述結構部位X的上述第一酸性部位和一個源自上述結構部位Y的上述第二酸性部位的酸的化合物時,化合物PI相當於「具有HA 1及HA 2的化合物」。 所謂化合物PI之酸解離常數a1及酸解離常數a2,更具體說明而言,係在求出了化合物PI之酸解離常數之情況下,化合物PI成為「具有A 1 -及HA 2的化合物」時的pKa為酸解離常數a1,上述「具有A 1 -及HA 2的化合物」成為「具有A 1 -及A 2 -的化合物」時的pKa為酸解離常數a2。
化合物(I)例如為產生具有兩個源自上述結構部位X的上述第一酸性部位及一個源自上述結構部位Y的上述第二酸性部位的酸的化合物時,化合物PI相當於「具有兩個HA 1及一個HA 2的化合物」。 在求出了化合物PI之酸解離常數之情況下,化合物PI成為「具有一個A 1 -、一個HA 1及一個HA 2的化合物」時的酸解離常數及「具有一個A 1 -、一個HA 1及一個HA 2的化合物」成為「具有兩個A 1 -及一個HA 2的化合物」時的酸解離常數相當於上述的酸解離常數a1。「具有兩個A 1 -及一個HA 2的化合物」成為「具有兩個A 1 -及A 2 -的化合物」時的酸解離常數相當於酸解離常數a2。亦即,在化合物PI的情況下,將源自上述結構部位X中的上述陽離子部位M 1 +取代為H +而成的HA 1所表示的酸性部位的酸解離常數存在複數個時,酸解離常數a2的值大於複數個酸解離常數a1中的最大值。此外,將化合物PI成為「具有一個A 1 -、一個HA 1及一個HA 2的化合物」時的酸解離常數設為aa、並將「具有一個A 1 -、一個HA 1及一個HA 2的化合物」成為「具有兩個A 1 -及一個HA 2的化合物」時的酸解離常數設為ab時,aa與ab的關係滿足aa<ab。
酸解離常數a1及酸解離常數a2藉由上述酸解離常數之測定方法而求出。 上述化合物PI相當於對化合物(I)照射光化射線或放射線時產生的酸。 化合物(I)具有兩個以上的結構部位X時,結構部位X可以分別相同亦可以不同。又,兩個以上的上述A 1 -及兩個以上的上述M 1 +分別可以相同亦可以不同。 化合物(I)中,上述A 1 -與上述A 2 -、以及上述M 1 +與上述M 2 +可以分別相同亦可以不同,但上述A 1 -與上述A 2 -較佳為分別不同。
在上述化合物PI中,酸解離常數a1(存在複數個酸解離常數a1時其最大值)與酸解離常數a2之差(絕對值)較佳為0.1以上,更佳為0.5以上,進一步較佳為1.0以上。此外,酸解離常數a1(存在複數個酸解離常數a1時其最大值)與酸解離常數a2之差(絕對值)的上限值並無特別限制,例如為16以下。
在上述化合物PI中,酸解離常數a2較佳為20以下,更佳為15以下。作為酸解離常數a2的下限值,較佳為-4以上。
陽離子部位M 1 +及陽離子部位M 2 +係包含帶正電的原子或原子團之結構部位,例如,可舉出電荷為一價的有機陽離子。作為陽離子,例如,可舉出前述的M +所表示的陽離子。
(化合物(II)) 化合物(II)係具有兩個以上上述結構部位X及一個以上的下述結構部位Z的化合物,且係藉由光化射線或放射線之照射而產生包含兩個以上的源自上述結構部位X的上述第一酸性部位及上述結構部位Z的酸的化合物。 結構部位Z:能夠中和酸的非離子性部位。
化合物(II)中,結構部位X的定義以及A 1 -及M 1 +的定義與上述化合物(I)中的結構部位X的定義、以及A 1 -及M 1 +的定義含義相同,並且較佳態樣亦相同。
關於在上述化合物(II)中在將上述結構部位X中的上述陽離子部位M 1 +取代為H +而成的化合物PII中,源自將上述結構部位X中的上述陽離子部位M 1 +取代為H +而成的HA 1所表示的酸性部位的酸解離常數a1的較佳範圍,與上述化合物PI中的酸解離常數a1相同。 至少一個酸解離常數a1為1.0以下。 此外,化合物(II)例如為產生具有兩個源自上述結構部位X的上述第一酸性部位、及上述結構部位Z的酸之化合物時,化合物PII相當於「具有兩個HA 1的化合物」。在求出了該化合物PII的酸解離常數之情況下,化合物PII成為「具有一個A 1 -及一個HA 1的化合物」時的酸解離常數及「具有一個A 1 -及一個HA 1的化合物」成為「具有兩個A 1 -的化合物」時的酸解離常數相當於酸解離常數a1。
酸解離常數a1藉由上述的酸解離常數的測定方法而求出。 上述化合物PII相當於對化合物(II)照射光化射線或放射線時所產生的酸。 此外,上述兩個以上的結構部位X可以分別相同亦可以不同。兩個以上的上述A 1 -及兩個以上的上述M 1 +可以分別相同亦可以不同。
作為能夠中和結構部位Z中的酸的非離子性部位並無特別限制,例如,較佳為含有能夠與質子靜電相互作用的基團或具有電子的官能基的部位。 作為能夠與質子靜電相互作用的基團或具有電子的官能基,例如,可舉出環狀聚醚等具有大環結構的官能基或具有含有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子的官能基。所謂含有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子,例如為具有下述式所示的部分結構之氮原子。
[化學式27] 非共用電子對
作為能夠與質子靜電相互作用的基團或具有電子的官能基的部分結構,例如,可舉出冠醚結構、氮雜冠醚結構、1~3級胺結構、吡啶結構、咪唑結構及吡嗪結構,其中,較佳為1~3級胺結構。
關於化合物(I)及化合物(II),可援用國際公開第2022/024928號之[0175]~[0280]的記載。
本發明之組成物中的酸產生劑(C)的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為0.5質量%以上,更佳為1.0質量%以上。酸產生劑(C)的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為50.0質量%以下,更佳為30.0質量%以下,進一步較佳為25.0質量%以下。 酸產生劑(C)可以使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上酸產生劑(C)時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。 又,相對於本發明之組成物的總固體成分,酸產生劑(C)的總量(T C)較佳為0.40mmol/g以上且1.50mmol/g以下,較佳為0.40mmol/g以上且1.50mmol/g以下,更佳為0.50mmol/g以上且1.50mmol/g,進一步較佳為0.60mmol/g以上且1.50mmol/g以下。T C(mmol/g)係本發明之組成物的總固體成分1g中所含的酸產生劑(C)的總物質量(mmol)。 對在樹脂(A)等樹脂含有具有光酸產生基之重複單元的情況下的T C進行計算時,將該樹脂的物質量乘以具有光酸產生基之重複單元的莫耳分數所得的值包含在酸產生劑(C)的物質量中。
[酸擴散控制劑(D)] 對本發明之組成物中所含的酸擴散控制劑(D)進行說明。 酸擴散控制劑(D)可作為猝滅劑發揮作用,該淬滅劑捕獲曝光時從光酸產生劑(例如,酸產生劑(C)等)等產生的酸,並抑制因多餘的產生酸引起之未曝光部中的酸分解性樹脂的反應。 酸擴散控制劑(D)之種類並無特別限制,例如,可舉出鹼性化合物(DA)、具有氮原子並且具有藉由酸的作用而脫離的基團的低分子化合物(DB)、及藉由光化射線或放射線之照射而酸擴散控制能力降低或消失的化合物(DC)。 作為化合物(DC),可舉出相對於由光酸產生劑(例如,酸產生劑(C)等)產生的酸成為相對弱酸的酸的鎓鹽化合物(DD)、及藉由光化射線或放射線之照射而鹼性降低或消失的鹼性化合物(DE)。 作為鹼性化合物(DA)之具體例,例如,可舉出國際公開第2020/066824號之段落[0132]~[0136]中所記載者,作為藉由光化射線或放射線之照射而鹼性降低或消失的鹼性化合物(DE)之具體例,可舉出國際公開第2020/066824號之段落[0137]~[0155]中所記載者及國際公開第2020/066824號之段落[0164]中所記載者,作為具有氮原子並且具有藉由酸的作用而脫離的基團的低分子化合物(DB)之具體例,可舉出國際公開第2020/066824號之段落[0156]~[0163]中所記載者。 作為相對於光酸產生劑成為相對弱酸的鎓鹽化合物(DD)之具體例,例如,可舉出國際公開第2020/158337號之段落[0305]~[0314]中所記載者。
除了上述之外,例如,可較佳地使用美國專利申請公開2016/0070167A1號之段落[0627]~[0664]、美國專利申請公開2015/0004544A1號之段落[0095]~[0187]、美國專利申請公開2016/0237190A1號之段落[0403]~[0423]、及美國專利申請公開2016/0274458A1號之段落[0259]~[0328]中所揭示之公知的化合物作為酸擴散控制劑。
酸擴散控制劑(D)係藉由光化射線或放射線之照射而產生酸之化合物時,從酸擴散控制劑(D)產生的酸(產生酸)之pKa較佳為大於1.0。 將來自酸擴散控制劑(D)的產生酸之pKa設為pKa(D),並將來自酸產生劑(C)的產生酸之pKa設為pKa(C)時,pKa(D)-pKa(C)較佳為1.0以上,更佳為2.0以上,進一步較佳為3.0以上。
酸擴散控制劑(D)較佳為由陰離子及陽離子構成的離子性化合物。作為陽離子,可舉出與前述的M +同樣的陽離子。陰離子較佳為選自由下述陰離子所組成之群組中的至少一個:由下述式(Dn-1)表示的陰離子、具有由下述式(Dn-2)表示的基團的陰離子、具有由下述式(Dn-3)表示的基團的陰離子、具有由下述式(Dn-4)表示的基團的陰離子及具有由下述式(Dn-5)表示的基團的陰離子。
[化學式28]
式(Dn-2)、(Dn-3)、(Dn-4)及(Dn-5)中,*分別表示鍵結位置。式(Dn-1)中,Ar d1表示芳香族基。式(Dn-5)中,R d1表示氫原子或一價的有機基。 Ar d1較佳為芳基,更佳為碳數6~20的芳基,最佳為苯基。 R d1的一價的有機基例如為烷基(較佳為碳數1~10的烷基)、環烷基(較佳為碳數3~20的環烷基)、芳基(較佳為碳數6~20的芳基)等。
酸擴散控制劑(D)亦較佳為包含官能基之化合物,該官能基具有含有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子。具有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子如上所述。作為具有含有無助於π共軛的非共用電子對的氮原子的官能基,可舉出一~三級胺結構、吡啶結構、咪唑結構、吡嗪結構等。
本發明之組成物中的酸擴散控制劑(D)的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為0.1~30.0質量%、更佳為1.0~25.0質量%。 酸擴散控制劑(D)可以使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上酸擴散控制劑(D)時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
本發明之組成物中所含的酸擴散控制劑(D)的總物質量除以本發明之組成物中所含的陽離子的總物質量而得的值即Qp較佳為0.40以上且1.00以下。 當設本發明之組成物中所含的酸擴散控制劑(D)的總物質量(莫耳)為M D,並設本發明之組成物中所含的陽離子的總物質量(莫耳)為M CA時,Qp由下述式(4)表示。M CA係關於包含本發明之組成物中的陽離子的所有成分者。 式(4):
[數4]
特佳為,相對於本發明之組成物的總固體成分,酸產生劑(C)的總量為0.40mmol/g以上且1.50mmol/g以下,且Qp0.40以上且1.00以下。
Qp更佳為0.45以上且0.90以下,進一步較佳為0.50以上且0.80以下。
本發明之組成物中所含的樹脂(B)的質量基準之含量比W B(質量%)除以Qp而得的值即W B/Qp較佳為小於20質量%,更佳為15質量%以下,特佳為10質量%以下。
[疏水性樹脂] 本發明之組成物可進一步包含疏水性樹脂。疏水性樹脂係與樹脂(A)及樹脂(B)不同的樹脂。 疏水性樹脂較佳為設計成偏在於光阻膜之表面,但與界面活性劑不同,其分子內並非一定要具有親水基,亦可以無助於極性物質及非極性物質的均勻混合。 作為經添加疏水性樹脂而帶來的效果,可舉出控制光阻膜表面相對於水的靜態及動態之接觸角,以及抑制逸氣。
從對膜表層偏在化之觀點而言,疏水性樹脂較佳為具有氟原子、矽原子、及包含於樹脂的側鏈部分之CH 3部分結構中之任一種以上,更佳為具有兩種以上。上述疏水性樹脂較佳為具有碳數5以上之烴基。此等基團可以存在於樹脂之主鏈中,亦可以於側鏈進行取代。 作為疏水性樹脂,可舉出國際公開第2020/004306號之段落[0275]~[0279]中所記載之化合物。
本發明之組成物含有疏水性樹脂時,疏水性樹脂的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為0.01~20.0質量%,更佳為0.1~15.0質量%。 疏水性樹脂可以使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上疏水性樹脂時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
[界面活性劑] 本發明之組成物可以含有界面活性劑。當含有界面活性劑時,能夠形成密著性更優異、顯影缺陷更少的圖案。 界面活性劑較佳為氟系及/或矽系界面活性劑。 作為氟系及/或矽系界面活性劑,可舉出揭示於國際公開第2018/193954號之段落[0218]及[0219]中之界面活性劑。
當本發明之組成物包含界面活性劑時,界面活性劑的含量,相對於本發明之組成物的總固體成分,較佳為0.0001~2.0質量%,更佳為0.0005~1.0質量%,進一步較佳為0.1~1.0質量%。 界面活性劑可以單獨使用一種,亦可以使用兩種以上。使用兩種以上界面活性劑時,較佳為其合計含量在上述較佳含量範圍內。
[溶劑] 本發明之組成物較佳為含有溶劑。 溶劑較佳為包含(M1)及(M2)中的至少一者,該(M1)為丙二醇單烷基醚羧酸酯,該(M2)為選自由丙二醇單烷基醚、乳酸酯、乙酸酯、烷氧基丙酸酯、鏈狀酮、環狀酮、內酯及碳酸伸烷基酯所組成之群組中的至少一者。此外,上述溶劑亦可以進一步含有成分(M1)及(M2)以外之成分。
從提高本發明之組成物的塗佈性及減少圖案的顯影缺陷數量之觀點而言,較佳為將上述溶劑與上述樹脂組合。由於上述樹脂的溶解性、沸點及粘度的平衡良好,上述溶劑能夠抑制光阻膜的膜厚不均及旋塗過程中產生析出物等。 成分(M1)及成分(M2)之詳細,記載於國際公開第2020/004306號之段落[0218]~[0226]中,此等內容併入本說明書中。
溶劑進一步含有成分(M1)及(M2)以外的成分時,成分(M1)及(M2)以外的成分的含量相對於溶劑之總量較佳為5~30質量%。
本發明之組成物中的溶劑的含量,較佳為設定成使固體成分濃度成為0.5~30質量%,更佳為設定成為1~20質量%。如此,可進一步提高本發明之組成物的塗佈性。
[其他添加劑] 本發明之組成物可以進一步含有溶解抑制化合物、染料、塑化劑、光增感劑、光吸收劑、及/或促進對顯影液的溶解性之化合物(例如,分子量1000以下之酚化合物、或含有羧基的脂環族或者脂肪族化合物)。
上述「溶解抑制化合物」,係指藉由酸的作用分解而在有機系顯影液中的溶解度降低的、分子量3000以下的化合物。
本說明書之組成物尤其適合用作EB曝光用或EUV曝光用感光性組成物。
<感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法> 本發明還涉及由本發明之組成物形成的感光化射線性或感放射線性膜。本發明之感光化射線性或感放射線性膜較佳為光阻膜。 使用本發明之組成物的圖案形成方法的步驟並無特別限制,較佳為包括使用本發明之組成物形成光阻膜之光阻膜形成製程(製程1)、對光阻膜進行曝光之曝光製程(製程2)、及使用顯影液對曝光後的光阻膜進行顯影之顯影製程(製程3)。 以下,對各個製程的步驟進行詳細描述。
(製程1:光阻膜形成製程) 製程1係使用本發明之組成物形成光阻膜之製程。較佳為使用本發明之組成物在基板上形成光阻膜。 作為使用本發明之組成物在基板上形成光阻膜的方法,例如,可舉出將本發明之組成物塗佈到基板上的方法。 此外,較佳為在塗佈之前視需要用過濾器過濾本發明之組成物。過濾器之孔徑較佳為0.1μm以下,更佳為0.05μm以下,進一步較佳為0.03μm以下。過濾器較佳為聚四氟乙烯製、聚乙烯製、或尼龍製。
本發明之組成物可藉由旋轉器或塗佈機等適當的塗佈方法塗佈到諸如用於製造積體電路元件的基板(例如,矽、二氧化矽塗層)上。塗佈方法較佳為使用旋轉器的旋轉塗佈。進行使用旋轉器的旋塗時的轉速較佳為1000~3000rpm(rotations per minute)。 塗佈本發明之組成物之後,可以將基板乾燥,並形成光阻膜。此外,視需要,可以在光阻膜的下層形成各種基底膜(無機膜、有機膜、抗反射膜)。
作為乾燥方法,例如,可舉出加熱進行乾燥的方法。加熱可藉由通常的曝光機及/或顯影機所具備的裝置來實施,亦可以使用熱板等來實施。加熱溫度較佳為80~150℃,更佳為80~140℃,進一步較佳為80~130℃。加熱時間較佳為30~1000秒,更佳為60~800秒,進一步較佳為60~600秒。
光阻膜之膜厚並無特別限制,但從可形成更高精度的微細圖案之觀點而言,較佳為10~120nm。其中,在設為EB曝光或EUV曝光之情況下,作為光阻膜之膜厚,更佳為10~65nm,進一步較佳為15~50nm。在設為ArF浸漬曝光之情況下,作為光阻膜之膜厚更佳為10~120nm,進一步較佳為15~90nm。
此外,可以使用頂塗層組成物在光阻膜的上層形成頂塗層。 頂塗層組成物較佳為不與光阻膜混合,而且能夠均勻地塗佈於光阻膜上層。頂塗層並無特別限定,可藉由先前公知的方法來形成先前公知的頂塗層,例如,可基於日本特開2014-059543號公報之段落[0072]~[0082]中之記載來形成頂塗層。 例如,較佳為在光阻膜上形成諸如日本特開2013-61648號公報中所記載的包含鹼性化合物之頂塗層。頂塗層可包含的鹼性化合物之具體例,可舉出本發明之組成物可以包含的鹼性化合物。 頂塗層亦較佳為包含含有至少一個選自由醚鍵、硫醚鍵、羥基、硫醇基、羰基鍵及酯鍵所組成之群組中的基團或鍵的化合物。
(製程2:曝光製程) 製程2係對光阻膜進行曝光之製程。 作為曝光的方法,可舉出透過規定的遮罩對所形成的光阻膜照射光化射線或放射線之方法。 作為光化射線或放射線,可舉出紅外光、可見光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X射線、及電子束,較佳為250nm以下、更佳為220nm以下、特佳為1~200nm波長的遠紫外光,具體而言,可舉出KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)、F 2準分子雷射(157nm)、EUV(13.5nm)、X射線、及電子束。
較佳為在曝光後且進行顯影之前進行烘烤(加熱)。藉由烘烤可促進曝光部的反應,感度及圖案形狀變得更加良好。 加熱溫度較佳為80~150℃,更佳為80~140℃,進一步較佳為80~130℃。 加熱時間較佳為10~1000秒,更佳為10~180秒,進一步較佳為30~120秒。 加熱可藉由通常的曝光機及/或顯影機所具備之裝置實施,亦可以使用熱板等進行。 該製程亦稱為曝光後烘烤。
(製程3:顯影製程) 製程3係使用顯影液,對曝光後的光阻膜進行顯影以形成圖案之製程。顯影液可以為鹼顯影液,亦可以為含有有機溶劑的顯影液(以下,亦稱為有機系顯影液)。
作為顯影方法,例如,可舉出將基板浸漬於填滿顯影液的槽中一定時間之方法(浸漬法)、藉由表面張力將顯影液堆積於基板表面並靜置一定時間後進行顯影之方法(覆液法(puddle method))、向基板表面噴灑顯影液之方法(噴塗法)、及在以一定速度旋轉的基板上一邊以一定速度對顯影液吐出噴嘴進行掃描一邊持續噴出顯影液之方法(動態分配法)。 又,在進行顯影之製程之後,亦可以實施一邊置換為其他溶劑一邊停止顯影之製程。 顯影時間只要係使未曝光部的樹脂充分溶解的時間則並無特別限制,較佳為10~300秒,更佳為20~120秒。 顯影液的溫度較佳為0~50℃,更佳為15~35℃。
鹼顯影液較佳為使用含有鹼之鹼性水溶液。鹼性水溶液的種類並無特別限制,例如,可舉出包含以四甲基氫氧化銨為代表之四級銨鹽、無機鹼、一級胺、二級胺、三級胺、醇胺、或環狀胺等之鹼性水溶液。其中,鹼顯影液較佳為以四甲基氫氧化銨(TMAH)為代表的四級銨鹽的水溶液。可以向鹼顯影液中添加適量的醇類、界面活性劑等。鹼顯影液的鹼濃度通常較佳為0.1~20質量%。鹼顯影液之pH,通常較佳為10.0~15.0。
有機系顯影液較佳為含有選自由酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑、及烴系溶劑所組成之群組中的至少一種有機溶劑的顯影液。
上述溶劑可以混合複數種,亦可以與上述以外的溶劑或水混合。作為顯影液整體之含水率,較佳為小於50質量%,更佳為小於20質量%,進一步較佳為小於10質量%,特佳為實質上不含水。 有機溶劑相對於有機系顯影液的含量,相對於顯影液的總量,較佳為50質量%以上且100質量%以下,更佳為80質量%以上且100質量%以下,進一步較佳為90質量%以上且100質量%以下,特佳為95質量%以上且100質量%以下。
(其他製程) 上述圖案形成方法較佳為,於製程3之後,包括用沖洗液進行清洗之製程。
作為在用鹼顯影液進行顯影的製程之後的沖洗製程中使用的沖洗液,例如,可舉出純水。此外,可以在純水中添加適量的界面活性劑。 亦可以在沖洗液中添加適量的界面活性劑。
在使用了有機系顯影液之顯影製程後的沖洗製程中使用的沖洗液,只要係不溶解圖案者則無特別限制,可使用含有一般有機溶劑之溶液。沖洗液較佳為使用含有選自由烴系溶劑、酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、及醚系溶劑所組成之群組中的至少一種有機溶劑的沖洗液。
沖洗製程之方法並無特別限定,例如,可舉出向以一定速度旋轉的基板上持續噴出沖洗液之方法(旋轉塗佈法)、將基板浸漬於充滿沖洗液的槽中一定時間之方法(浸漬法)、及向基板表面噴灑沖洗液之方法(噴塗法)。 又,圖案形成方法可以包括在沖洗製程之後的加熱製程(Post Bake)。藉由本製程,殘留於圖案間及圖案內部的顯影液及沖洗液藉由烘烤而被去除。又,藉由本製程,亦具有使光阻圖案退火、圖案的表面粗糙度得到改善之效果。沖洗製程之後的加熱製程通常在40~250℃(較佳為90~200℃)下、通常進行10秒鐘~3分鐘(較佳為30秒鐘~120秒鐘)。
又,可以將所形成的圖案作為遮罩,實施基板的蝕刻處理。亦即,可以將在製程3中所形成的圖案作為遮罩,對基板(或下層膜及基板)進行加工,在基板上形成圖案。 基板(或下層膜及基板)的加工方法並無特別限定,但較佳為將在製程3中所形成之圖案作為遮罩,藉由對基板(或下層膜及基板)進行乾式蝕刻,在基板上形成圖案之方法。乾法蝕刻較佳為氧電漿蝕刻。
在本發明之組成物及圖案形成方法中所使用的各種材料(例如,溶劑、顯影液、沖洗液、抗反射膜形成用組成物、頂塗層形成用組成物等)較佳為不含金屬等雜質。此等材料中所含的雜質的含量較佳為1質量ppm(parts per million,百萬分之一)以下,更佳為10質量ppb(parts per billion,十億分之一)以下,進一步較佳為100質量ppt(parts per trillion,萬億分之一)以下,特佳為10質量ppt以下,最佳為1質量ppt以下。下限並無特別限制,較佳為0質量ppt以上。在此,作為金屬雜質,例如,可舉出Na、K、Ca、Fe、Cu、Mg、Al、Li、Cr、Ni、Sn、Ag、As、Au、Ba、Cd、Co、Pb、Ti、V、W、及Zn。
作為從各種材料中去除金屬等雜質之方法,例如,可舉出使用過濾器之過濾。在國際公開第2020/004306號之段落[0321]中,記載有使用過濾器之過濾的細節。
作為減少各種材料中所含的金屬等雜質之方法,例如,可舉出選擇金屬含量少的原料作為構成各種材料的原料之方法、對構成各種材料的原料進行過濾器過濾之方法、及利用TEFLON(註冊商標)在裝置內形成內襯等而在儘可能抑制污染的條件下進行蒸餾之方法等。
除過濾器過濾之外,可以利用吸附材料去除雜質,亦可以將過濾器過濾與吸附材料組合使用。作為吸附材料,可使用公知的吸附材料,例如,可使用矽膠及沸石等無機系吸附材料、以及活性碳等有機系吸附材料。為了減少上述各種材料中所含的金屬等雜質,需要防止製造製程中的金屬雜質的混入。關於是否金屬雜質已被從製造裝置中充分去除,可藉由測定用於清洗製造裝置的清洗液中所含的金屬成分的含量來確認。使用後的清洗液中所含的金屬成分的含量較佳為100質量ppt以下,更佳為10質量ppt以下,進一步較佳為1質量ppt以下。下限並無特別限制,較佳為0質量ppt以上。
沖洗液等有機系處理液中,可以添加導電性化合物,以防止伴隨靜電帶電及隨後產生的靜電放電,藥液配管及各種部件(過濾器、O型環、及管等)出現故障。導電性化合物並無特別限制,例如,可舉出甲醇。添加量並無特別限制,但從維持較佳顯影特性或沖洗特性之觀點而言,較佳為10質量%以下,更佳為5質量%以下。下限並無特別限制,較佳為0.01質量%以上。 作為藥液配管,例如,可使用SUS(不銹鋼)、或塗覆有已施加防帶電處理的聚乙烯、聚丙烯或者氟樹脂(聚四氟乙烯或全氟烷氧基樹脂等)之各種配管。同樣,對於過濾器及O型環,亦可同樣使用已施加防帶電處理的聚乙烯、聚丙烯或氟樹脂(聚四氟乙烯或全氟烷氧基樹脂等)。
<電子器件之製造方法> 本說明書還涉及包括上述圖案形成方法的電子器件之製造方法、及藉由該製造方法製造的電子器件。 作為本說明書之電子器件的較佳態樣,可舉出搭載於電氣電子機器(家電、OA(Office Automation,辦公自動化)、媒體相關機器、光學用機器及通信機器等)之態樣。 [實施例]
以下基於實施例對本發明進行更詳細的說明。以下的實施例中所示的材料、使用量、比率、處理內容及處理步驟等,只要不脫離本發明之主旨,可以適當變更。因此,本發明的範圍不應被以下所示的實施例限定解釋。
以下示出實施例及比較例之光阻組成物中使用的各種成分。
<樹脂(A)> 作為樹脂(A),使用了A-1~A-6。以下示出A-1~A-6的結構式、重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)。下述重複單元之含有比率(相對於樹脂中所有重複單元的含量)為莫耳比。Mw及Mw/Mn藉由GPC(載體:四氫呋喃(THF))測定(係聚苯乙烯換算量)。又,重複單元的含量藉由 13C-NMR(nuclear magnetic resonance,核磁共振)測定。 由於A-6含有具有光酸產生基之重複單元,因此其亦相當於酸產生劑(C),但在下述表1中,A-6僅記載於樹脂(A)欄中,而未記載於酸產生劑(C)欄中。
[化學式29]
<樹脂(B)> 作為樹脂(B),使用了B-1~B-15。又,作為樹脂(B)之外的樹脂,使用了BX-1~B-X4。為方便起見,在下述表1中,BX-1~B-X4亦記載於樹脂(B)欄中。以下示出B-1~B-15及BX-1~B-X4的結構式、重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)。下述重複單元之含有比率(相對於樹脂中所有重複單元的含量)為莫耳比。Mw及Mw/Mn藉由GPC(載體:THF)測定(係聚苯乙烯換算量)。又,重複單元的含量藉由 13C-NMR測定。
[化學式30]
[化學式31]
[化學式32]
[化學式33]
[樹脂B-1的合成]
[化學式34]
首先,將8.98g的化合物(Bis-Cm)、2.83g的化合物(HFI-MA)、及0.69g的聚合引發劑V-601(富士軟片和光純藥(股)製)溶解於19.94g的環己酮中。將8.29g的環己酮放入反應容器中,在氮氣氛圍下,於80℃的系統中經6小時進行了滴加。將反應溶液經2小時加熱並攪拌後,放冷至室溫。 將上述反應溶液滴加到276g的甲醇/水=5/5(質量比)中,使聚合物沉澱並將其過濾。使用40g的甲醇/水=5/5(質量比)對過濾後的固體進行沖洗。然後,將清洗後的固體減壓乾燥,得到6.40g的樹脂B-1。 所得樹脂B-1的重量平均分子量為6300,組成比為源自Bis-Cm的重複單元/源自HFI-MA的重複單元=70/30(莫耳比)。
<酸產生劑(C)> 作為酸產生劑(C),使用了由下述結構式表示的C-1~C-3。C-1~C-3係光酸產生劑。以下示出藉由光化射線或放射線的照射而從C-1~C-3產生的酸(產生酸)之pKa。 來自C-1的產生酸之pKa=-0.20 來自C-2的產生酸之pKa=-0.20 來自C-3的產生酸之pKa=-3.3
[化學式35]
<酸擴散控制劑(D)> 作為酸擴散控制劑(D),使用了由下述結構式表示的D-1~D-4。D-1~D-3係藉由光化射線或放射線的照射而產生比來自酸產生劑(C)的產生酸弱的酸之化合物。以下示出從D-1~D-3產生的酸(產生酸)及D-4的共軛酸之pKa。 來自D-1的產生酸之pKa=4.79 來自D-2的產生酸之pKa=1.30 來自D-3的產生酸之pKa=3.01 D-4的共軛酸之pKa=5.40
[化學式36]
<溶劑> 以下示出所使用的溶劑。 HBM:2-羥基異丁酸甲酯 DAA:雙丙酮醇 EL:乳酸乙酯 PGMEA:丙二醇單甲醚乙酸酯 PGME:丙二醇單甲醚 rBL:γ-丁內酯
<光阻組成物之製備> 以表1所示的含量(質量%)使用表1所示的溶劑以外的各成分(固體成分),並與表1所示的溶劑混合,得到了溶液。各成分的含量係相對於光阻組成物的總固體成分之質量比(質量%)。將所得溶液用孔徑為0.02μm的聚乙烯過濾器過濾,得到了光阻組成物R-1~R-16、RX-1~RX-4。將所有光阻組成物的固體成分濃度調整為3.0質量%。所謂固體成分,係意指除溶劑之外的所有成分。表1中記載了所使用的溶劑的種類及其質量比。 在光阻組成物R-14中,作為酸產生劑(C),以C-2/C-1=1/1(質量比)合計15.0質量%使用了C-1及C-2這兩種化合物。
[表1]
下述表2中,記載了Qp、T C、W B/Qp、Ra、P B、及F B。 如上所述,Qp係將光阻組成物中所含的酸擴散控制劑(D)之總物質量除以光阻組成物中所含的陽離子之總物質量而得的值。 如上所述,T C係酸產生劑(C)相對於每1g光阻組成物的總固體成分的總物質量(mmol)。表2中的T C的單位為「mmol/g」。 如上所述,W B/Qp係光阻組成物中所含的樹脂(B)的質量基準的含量比W B(質量%)除以Qp而得的值。表2中的W B/Qp的單位為「質量%」。 如上所述,Ra係樹脂(B)的漢森溶解度參數與空氣的漢森溶解度參數之間的距離。Ra係藉由前述的式(2),使用樹脂(B)的漢森溶解度參數(HSP 1)及空氣的漢森溶解度參數(HSP 2)(12.46,0,0)計算而得,其中,HSP 1係藉由使用HSP值的計算軟體即HSPiP(第四版4.1.07)利用Y-MB法計算而得,HSP 2係藉由將HSPiP的使用說明書(第四版電子書第19章)中記載的氮及氧的HSP進行加權平均計算而得。表2中Ra的單位為「MPa 0.5」。 如上所述,P B係樹脂(B)中所含的各重複單元的ClogP乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和,藉由前述方法求得。 如上所述,F B係樹脂(B)中所含的各重複單元中的氟原子數除以所有原子數所得的值乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和。表2中F B的單位為「莫耳%」。 其中,對於樹脂BX-4,未計算Ra、P B、及F B
<光阻組成物之塗設> 使用東京電子(Tokyo Electron)製旋塗機Mark8將已製備的光阻組成物塗佈於預先實施了六甲基二矽氮烷(HMDS)處理的6英吋Si(矽)晶圓上,並於熱板上在130℃下乾燥300秒鐘,得到了膜厚100nm的光阻膜。 此外,將上述Si晶圓變更為鉻基板亦能夠得到同樣的結果。
<圖案形成方法(1):EB曝光,鹼顯影(正型)> 使用電子束描繪裝置((股)愛德萬測試(Advantest)製;F7000S、加速電壓50keV),對上述所得之塗佈有光阻膜的晶圓進行圖案照射。電子束描繪後,於熱板上在100℃下加熱60秒鐘,使用2.38質量%四甲基氫氧化銨(TMAH)水溶液浸漬60秒鐘之後,用水沖洗30秒鐘並乾燥。然後,以4000rpm的轉速使晶圓旋轉30秒鐘之後,在95℃下烘烤60秒鐘進行乾燥。
[評價] 〔解析度〕 使用掃描電子顯微鏡(日立製作所製S-9380II)觀察所獲得的圖案的截面形狀。將解析具有寬度為50nm的溝槽且間距為300nm的溝槽圖案(孤立空間)的光阻圖案時的曝光量(電子束照射量)作為感度(Eop)。 將顯示上述感度的曝光量下的極限解析力(進行解析之最小溝槽寬度)作為解析度(nm)。該值愈小,解析度愈高。
下述表2中,示出各實施例及比較例中所使用的光阻組成物、各實施例及比較例的結果。
[表2]
由表2的結果可知,實施例中所使用的光阻組成物之解析度優異。 作為EB曝光,使用多光束時亦獲得與上述同樣的結果。 【產業上之可利用性]
藉由本發明,能夠提供一種解析度優異之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成的感光化射線性或感放射線性膜、使用上述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的圖案形成方法、及電子器件之製造方法。
儘管詳細地且參照特定實施態樣對本發明進行了說明,但對於本領域技術人員而言,顯而易見地能夠在不脫離本發明之精神及範圍的情況下進行各種改變及修改。 本申請係基於2022年10月14日提交的日本專利申請(日本特願2022-165373),其內容作為參照併入本文中。

Claims (14)

  1. 一種感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其含有包含酸分解性基及酚性羥基的樹脂(A)、不含酸分解性基的樹脂(B)、酸產生劑(C)及酸擴散控制劑(D),其中, 所述樹脂(B)含有具有親水基及氟原子的重複單元(b1), 所述重複單元(b1)中的所述親水基及所述氟原子藉由共價鍵與所述樹脂(B)的主鏈鍵結,亦或藉由共價鍵與所述樹脂(B)的藉由共價鍵與其主鏈鍵結之側鏈鍵結,並且 所述樹脂(B)不含銨鹽結構。
  2. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,相對於所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的總固體成分,所述酸產生劑(C)的總量為0.40mmol/g以上且1.50mmol/g以下。
  3. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的所述酸擴散控制劑(D)的總物質量除以所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的陽離子的總物質量所得的值即Qp為0.40以上且1.00以下。
  4. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述樹脂(B)中所含的各重複單元的ClogP乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和為0以下。
  5. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述樹脂(B)的漢森溶解度參數與空氣的漢森溶解度參數之間的距離Ra為35MPa 0.5以下。
  6. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述樹脂(B)中所含的各重複單元中的氟原子數除以所有原子數所得的值乘以各重複單元的莫耳分數而得的值的總和為10莫耳%以上。
  7. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的所述樹脂(B)的質量基準的含量比W B除以所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的所述酸擴散控制劑(D)的總物質量除以所述感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含的陽離子的總物質量所得的值即Qp而得的值即W B/Qp小於20質量%。
  8. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述重複單元(b1)為由下述式(T1)表示的重複單元, [化學式1] 式(T1)中,Rp 1~Rp 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基,Lp 1表示連結基,Rh 1表示親水基,n1及n2各自獨立地表示1以上的整數,存在複數個Rh 1時,複數個Rh 1可以相同亦可以不同,Rp 1~Rp 3及Lp 1中的兩個可以相互鍵結而形成環。
  9. 如請求項8所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述式(T1)所表示的重複單元為由下述式(T2)~(T4)中的任一個表示的重複單元, [化學式2] 式(T2)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同,Lp 2表示由選自由伸烷基、伸環烷基及伸芳基所組成之群組中的至少一個組成的連結基,Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基,n3表示1以上的整數,存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同,Rp 1~Rp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環, [化學式3] 式(T3)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同,Arp表示伸芳基,Lp 3表示由選自由伸烷基、伸環烷基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵,Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基,n3表示1以上的整數,存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同,Rp 1~Rp 3、Arp及Lp 3中的兩個可以相互鍵結而形成環, [化學式4] 式(T4)中,Rp 1~Rp 3及Rh 1分別與上述式(T1)中的Rp 1~Rp 3及Rh 1含意相同,ALp表示由選自由伸烷基及伸環烷基所組成之群組中的至少一個組成的連結基,Lp 4表示由選自由伸芳基、-O-及-CO-所組成之群組中的至少一個組成的連結基或單鍵,Rf 1及Rf 2各自獨立地表示氟原子或氟化烷基,n3表示1以上的整數,存在複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2時,複數個Rh 1、Rf 1及Rf 2可以分別相同亦可以不同,Rp 1~Rp 3、ALp及Lp 4中的兩個可以相互鍵結而形成環。
  10. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述樹脂(A)含有選自由由下述式(S1)表示的重複單元及由下述式(S2)表示的重複單元所組成之群組中的至少一個重複單元, [化學式5] 式(S1)中,Ra 1~Ra 3各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基,La 1表示單鍵或二價的連結基,Ra 4~Ra 6各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基或烯基,Ra 4~Ra 6中的兩個可以相互鍵結而形成環,Ra 0表示取代基,存在複數個Ra 0時,複數個Ra 0可以相同,亦可以不同,Ra 1~Ra 3、La 1及Ra 0中的兩個可以相互鍵結而形成環,na表示0~4的整數,ma表示0~2的整數, 式(S2)中,Ra 7~Ra 9各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基,La 2表示單鍵或二價的連結基,Ara表示芳香環基,Ra 10~Ra 12各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳香族雜環基、芳烷基、烷氧基、環烷氧基或烯基,Ra 10~Ra 12中的至少兩個可以相互鍵結而形成環,Ra 9~Ra 12中的至少一個可以與Ara鍵結。
  11. 如請求項1所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,其中,所述樹脂(A)包含由下述式(S3)表示的重複單元, [化學式6] 式(S3)中,R 101、R 102及R 103各自獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或烷氧基羰基,R 102可以與Ar A鍵結而形成環,該情況下之R 102表示單鍵或伸烷基,L A表示單鍵或二價的連結基,Ar A表示芳香環基,k表示1~5的整數。
  12. 一種感光化射線性或感放射線性膜,其使用如請求項1至11中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物而形成。
  13. 一種圖案形成方法,其包括如下製程: 使用如請求項1至11中任一項所述之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成光阻膜之光阻膜形成製程; 對所述光阻膜進行曝光之曝光製程;以及 使用顯影液對曝光後的所述光阻膜進行顯影之顯影製程。
  14. 一種電子器件之製造方法,其包括請求項13所述之圖案形成方法。
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