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    • 62. 发明专利
    • 正型光阻材料及圖型之形成方法 POSITIVE RESIST COMPOSITION AND PATTERNING PROCESS
    • 正型光阻材料及图型之形成方法 POSITIVE RESIST COMPOSITION AND PATTERNING PROCESS
    • TWI379163B
    • 2012-12-11
    • TW096149743
    • 2007-12-24
    • 信越化學工業股份有限公司
    • 小林知洋大澤洋一谷口良輔
    • G03FC08FH01L
    • G03F7/0397G03F7/0045
    • 本發明提供一種使用ArF準分子雷射光等高能量線作為光源之光微影蝕刻術中,可大幅改善解析性,且對於使用半色調光罩(half-tone mask)時所造成之表面凹凸或對微凹凸(side lobe)具有優良耐性之光阻材料,及使用該光阻材料之圖型之形成方法。
      本發明之正型光阻材料,為至少含有具有下述通式(1)所示重複單位之樹脂成份(A),與,可感應高能量線之下述通式(2)所示之可發生磺酸之光酸產生劑(B),與,陽離子為下述通式(3)所示之鋶鹽,或下述通式(4)所示之銨鹽,且陰離子為下述通式(5)~(7)中任一者所示構造之鎓鹽(C)為特徵之正型光阻材料。
      【化100】
      (1)
      R200-CF2SO3-H+(2)
      【化101】
      (3)
      (4)
      【化102】
      (5)
      R111-SO3-(6)
      R112-COO-(7)
    • 本发明提供一种使用ArF准分子激光光等高能量线作为光源之光微影蚀刻术中,可大幅改善解析性,且对于使用半色调光罩(half-tone mask)时所造成之表面凹凸或对微凹凸(side lobe)具有优良耐性之光阻材料,及使用该光阻材料之图型之形成方法。 本发明之正型光阻材料,为至少含有具有下述通式(1)所示重复单位之树脂成份(A),与,可感应高能量线之下述通式(2)所示之可发生磺酸之光酸产生剂(B),与,阳离子为下述通式(3)所示之锍盐,或下述通式(4)所示之铵盐,且阴离子为下述通式(5)~(7)中任一者所示构造之鎓盐(C)为特征之正型光阻材料。 【化100】 (1) R200-CF2SO3-H+(2) 【化101】 (3) (4) 【化102】 (5) R111-SO3-(6) R112-COO-(7)
    • 68. 发明专利
    • 化學增幅正型光阻材料及光阻圖型之形成方法 CHEMICALLY AMPLIFIED POSITIVE PHOTORESIST COMPOSITION AND PATTERN FORMING PROCESS
    • 化学增幅正型光阻材料及光阻图型之形成方法 CHEMICALLY AMPLIFIED POSITIVE PHOTORESIST COMPOSITION AND PATTERN FORMING PROCESS
    • TW201128312A
    • 2011-08-16
    • TW099119475
    • 2010-06-15
    • 信越化學工業股份有限公司
    • 增永惠一田中啟順土門大將渡邊聰大澤洋一大橋正樹
    • G03FC08FH01L
    • G03F7/0392G03F7/0045
    • 本發明係一種化學增幅正型光阻材料,其係含有具有一般式(1)~(3)或(1)~(4)所示之重複單位,且上述一般式(1)之單位在構成聚合物之全單位中所佔比例為10莫耳%以下的聚合物,
      〔R 1 為氫原子、氟原子、甲基或三氟甲基。R 2 為氫原子、烷基、或烷氧基。R 3 為烷基。A為單鍵或於鏈的中間可含醚鍵之二價有機基。B為苯環或由3個以下芳香環所成之縮合多環芳香族基。s為0或1、u為0或1。a為0~3之整數、b及c為1~3之整數、當c為1時,X表示酸不安定基,當c為2以上時,X表示氫原子或酸不安定基,且至少1個為酸不安定基。Q表示一般式(5)或(6)。
      (R 6 為氫原子、羥基、烷基羰氧基、或烷基或是烷氧基或經鹵素取代之烷基或是烷氧基、d為0~4之整數)〕。本發明之光阻材料,其基底樹脂之聚合物係對一般所用的聚合溶劑、純化溶劑或光阻溶劑之溶解性上並無問題,又如鉻系材料,即使是在表面上具有容易產生於圖型形成時之圖型剝落或圖型崩壞之材料的被加工基板上,亦可形成安定的圖型。
    • 本发明系一种化学增幅正型光阻材料,其系含有具有一般式(1)~(3)或(1)~(4)所示之重复单位,且上述一般式(1)之单位在构成聚合物之全单位中所占比例为10莫耳%以下的聚合物, 〔R 1 为氢原子、氟原子、甲基或三氟甲基。R 2 为氢原子、烷基、或烷氧基。R 3 为烷基。A为单键或于链的中间可含醚键之二价有机基。B为苯环或由3个以下芳香环所成之缩合多环芳香族基。s为0或1、u为0或1。a为0~3之整数、b及c为1~3之整数、当c为1时,X表示酸不安定基,当c为2以上时,X表示氢原子或酸不安定基,且至少1个为酸不安定基。Q表示一般式(5)或(6)。 (R 6 为氢原子、羟基、烷基羰氧基、或烷基或是烷氧基或经卤素取代之烷基或是烷氧基、d为0~4之整数)〕。本发明之光阻材料,其基底树脂之聚合物系对一般所用的聚合溶剂、纯化溶剂或光阻溶剂之溶解性上并无问题,又如铬系材料,即使是在表面上具有容易产生于图型形成时之图型剥落或图型崩坏之材料的被加工基板上,亦可形成安定的图型。
    • 70. 发明专利
    • 含矽系之光阻組成物及使用該組成物之圖案形成方法
    • 含硅系之光阻组成物及使用该组成物之图案形成方法
    • TWI318997B
    • 2010-01-01
    • TW094134719
    • 2005-10-04
    • 信越化學工業股份有限公司
    • 竹村勝也野田和美大澤洋一
    • C08LG03FH01L
    • G03F7/0757G03F7/0045Y10S430/106Y10S430/108Y10S430/115Y10S430/12Y10S430/122Y10S430/126
    • 一種光阻組成物,其為含有:(A)具有式(1)、(2)及(3)之所示結構單位之聚矽氧烷(polysiloxane)化合物、(B)式(4)之酸產生劑、(C)含氮有機化合物、(D)溶劑所得之光阻組成物,(式中,R 1 為鍵結有羥基之碳原子所再鍵結之碳原子上鍵結合計3個以上氟原子之有機基;R 2 為烴基;R 3 為被酸分解性保護基所保護之具有羧基的有機基;R 4 與R 2 之定義相同;R 5 為具有內酯環之有機基;R 6 與R 2 之定義相同;p為0或1;q為0或1;r為0或1)
      本發明之光阻組成物,可製得未出現T-Top形狀,且可得到高解析性能之光阻組成物,特別是適用於ArF曝光中之2層光阻組成物。 【創作特點】 本發明特別是有關含有聚矽氧樹脂之2層用光阻組成物中,於微影蝕刻製程之圖案形成時,可在極力抑制因膨潤所引起之圖案崩壞下形成微細圖案的同時,得到一種不會出現T-Top形狀,且具有高度矩形性之圖案形狀之具有高解析性能,且對有機膜進行圖案轉印之際的蝕刻條件下,提供一種具有優良蝕刻耐性之光阻組成物,及使用該光阻組成物之圖案形成方法為目的。
      本發明者們,為達上述目的經過深入研究結果,得知於構成光阻組成物之聚矽氧樹脂之單位中,導入為賦予高解析度之具有高溶解反差的被酸不穩定基所保護之羧酸、為防止膨潤而於鄰近位置上導入經氟取代之羥基、及更佳為防止實現防止膨潤產生而降低蝕刻耐性之單位的內酯結構,特別是具有5-6員環骨架之內酯結構等3個結構,與對構成光阻組成物之各種酸產生劑進行深入研究結果,其中亦對鎓鹽以外之有機系酸產生劑進行研究結果,發現一種於微影蝕刻製程中,不會使所形成之圖案發生T-Top的具有高解析性能之光阻組成物。又,本發明之光阻組成物,可得到具有對芳香族系有機膜之蝕刻條件所可容許之耐性的光阻組成物,進而完成本發明。
      即,本發明提供下述光阻組成物及圖案形成方法。
      申請項1:一種光阻組成物,其為含有(A)具有下述式(1)、(2)及(3)所示結構單位之聚矽氧烷(polysiloxane)化合物、(式中,R 1 為具有官能基之羥基,且該羥基所鍵結之碳原子再鍵結之碳原子上鍵結合計3個以上之氟原子,該氟原子以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數3至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀骨架之有機基;R 2 為具有碳數1至6之直鏈狀、支鏈狀或環狀骨架之烴基;R 3 為具有官能基之被酸分解性保護基所保護之羧基,該羧基以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數3至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀骨架之有機基;R 4 與R 2 具有相同之定義;R 5 為具有官能基之內酯環,該內酯環以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數4至16之有機基;R 6 與R 2 具有相同之定義;又,p為0或1;q為0或1;r為0或1)
      (B)下述結構式(4)所示之酸產生劑、
      (C)含氮有機化合物、及(D)溶劑之光阻組成物。
      申請項2:如申請項1之光阻組成物,其中(A)成份之聚矽氧烷化合物中,上述式(1)所示結構單位為下述式(5)所示之結構單位,
      申請項3:如申請項1或2之光阻組成物,其中(A)成份之聚矽氧烷化合物中,上述式(2)所示結構單位為下述式(6)所示之結構單位,(式中,R 7 為酸不穩定基,n為0或1之整數)。
      申請項4:如申請項1、2或3之光阻組成物,其中(A)成份之聚矽氧烷化合物中,上述式(3)所示結構單位之R 5 為具有脂肪族環狀骨架,又,與其鍵結者具有5員環內酯骨架,且矽原子為鍵結於脂肪族環狀骨架中之一個碳原子上。
      申請項5:如申請項4之光阻組成物,其中(A)成份之聚矽氧烷化合物中,上述式(3)所示之結構單位為下述結構(7)或(8)所示之結構單位,(其中,Y為氧原子、硫原子或伸甲基,又,m為0或1)。
      申請項6:一種圖案形成方法,其特徵為包含使用申請項1至5項中任一項之光阻組成物塗佈於基板上之步驟,與隨後進行之加熱處理後,使用高能量線進行圖案曝光之步驟,與進行加熱處理後,使用顯影液進行顯影之步驟。
      申請項7:如申請項6之方法,其於形成光阻層之際,對於基板進行蝕刻加工之條件下,於基板與光阻層之間,為含有具耐蝕刻性之芳香族樹脂之樹脂層。
      申請項8:一種圖案形成方法,使用申請項1至5項中任一項之光阻組成物於含有芳香族系樹脂之樹脂膜上形成圖案後,對形成之圖案使用作為蝕刻光罩之樹脂膜進行蝕刻,以進行含有芳香族系樹脂之樹脂圖案之形成。
      申請項9:一種含有芳香族系樹脂之圖案形成方法,其係於申請項8之圖案形成方法中,於蝕刻時使用含有氧之氣體電漿。
      本發明之光阻組成物,為一種於ArF以後,即193nm之波長以後之曝光進行微影蝕刻中,適合薄膜化,且於氧反應性蝕刻中,於有機材料之下層膜之間可充分取得蝕刻選擇比之使用聚矽氧(silocone)聚合物之光阻組成物,且為一種不會產生T-Top形狀,而可得到高解析度之光阻組成物。特別是於ArF曝光中為一種合適之光阻組成物。
      本發明之光阻組成物,為含有(A)聚矽氧烷樹脂、(B)酸產生劑、(C)含氮有機化合物、(D)溶劑。
      本發明之(A)成份之聚矽氧烷化合物,為具有下述式(1)與(2)所示結構單位,及可再包含第3之下述式(3)所示結構單位之化合物。
      (式中,R 1 為具有官能基之羥基,且該羥基所鍵結之碳原子再鍵結之碳原子上鍵結合計3個以上之氟原子,該氟原子以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數3至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀骨架之有機基;R 2 為具有碳數1至6之直鏈狀、支鏈狀或環狀骨架之烴基;R 3 為具有官能基之被酸分解性保護基所保護之羧基,該羧基以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數3至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀骨架之有機基;R 4 與R 2 具有相同之定義;R 5 為具有官能基之內酯環,該內酯環以外可再含有鹵素、氧或硫原子之碳數4至16之有機基;R 6 與R 2 具有相同之定義;又,p為0或1;q為0或1;r為0或1)。
      式(1)所示單位,為作為可抑制膨潤之具有極性基之結構單位。推測應為R 1 所具有之羥基,與一般之醇相異,其經由鄰近位鍵結之氟原子強力吸引電子結果,使氧上之電子密度下降,而達到可適度的賦予酸性之效果。氟原子鍵結於羥基所鍵結之碳原子再鍵結之碳原子時,可得到前述最大之電子吸引效果,超過此位置時效果將會降低。為更有效率的得到此一效果時,以使用鍵結羥基之碳原子上再鍵結三氟甲基者為佳,其代表性之部份結構例如六氟異丙基。上述氟取代之醇衍生物目前已有許多報告發表,欲製得矽烷單體時,一般以將具有不飽合鍵結之該衍生物與含有SiH基之矽烷經氫矽烷化(Hydrosilylations)而製得。此形成支鏈之取代基骨架可含有碳數3至20之鹵素、氧、或硫原子之具有直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀骨架之烷基等有機基,前述內容中雖有揭示部份該具有羥基之氟化聚矽氧單體(例如專利文獻4、8),但基本上全部皆可使用。又,前述單位中之單體,可選擇單一單體,或將其所屬之多數單體經混合後使用皆可。又,其中,使用具有原菠烷骨架之單體時,可使縮合後之樹脂容易形成固體,而有利於精製。其列舉數的代表例如下所示。
      其中較佳之式(1)之結構單位,例如下述式(5)所示之聚矽氧烷化合物。
      於式(2)所示單位中,R 3 之具有被酸不穩定基所保護之羧酸的支鏈,具有決定曝光部與未曝光部之溶解性差的機能。酸不穩定基為光阻相關技術中一般之技術用語,其為存在有經由曝光使光酸產生劑產生之強酸時,可作為觸媒而切斷與被保護之官能基間的鍵結之基,於保護羧酸時,以使用碳數4至20之三級烷基、碳數3至18之三烷基矽烷基、碳數4至20之羰烷基為佳,特別是三級烷基中,以該三級碳之取代基為形成含有該三級碳之5至7員環之形式取代而得之三級烷基所保護,或鍵結於三級碳之碳鏈為具有支鏈或環狀結構之三級烷基,可賦予高解析度之前提下而為較佳。
      被保護側之含羧酸之支鏈,為具有3至20之碳原子,且可含有氧或硫原子之直鏈狀、支鏈狀或環狀或多環狀結構之有機基,其與前述內容相同般,可將具有不飽合碳鍵結之保護羧酸衍生物與含有SiH基之矽烷經氫矽烷化(Hydrosilylations)而容易製得。其中,於使用矽與保護之羧基為原菠烷環,或四環十二烯共同直接鍵結之單體時可得到高解析度,而為最佳。即,式(2)所示之結構單位,例如以下述式(6)所示之化合物為更佳。
      (式中,R 7 為酸不穩定基,n為0或1之整數。)
      R 7 之酸不穩定基中較佳之例示係如下所示。
      R 7 :碳數1至6之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基
      R 8 :碳數2至6之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、原菠烷基、或金剛烷基Me:甲基
      R 9 :碳數1至6之直鏈狀或支鏈狀烷基
      又,與式(1)之單位相同般,式(2)單位中之單體可單獨使用或將多數混合使用亦可。
      式(3)所示單位之機能,除可確保聚矽氧樹脂所必要之極性的同時,亦具有可避開式(2)所示單位必要量之機能,而為具有第2極性基之結構單位。所有極性基,例如包含羥基、羰氧烷基、羧基、碳酸酯基等多數極性基,但實際上將式(1)之單位與式(2)單位組合時,並未能得到單層用丙烯酸系聚合物之效果,即未能得到高解析度。相對於此,使用式(3)之具有內酯骨架之單位時,則可同時確保極性與高解析度。
      具有內酯骨架之聚矽氧結構,例如將內酯組入環狀結構之結構,或具有鍵結手之結構,經由環狀結構使內酯經由鍵結手而連結等3種報告(專利文獻4)。其中,特別是使用具有脂肪族環狀骨架,或具有與其鍵結之5員環內酯骨架,且矽原子與脂肪族環狀骨架中之1個碳鍵結所得之支鏈的結構單位時,可得到極高之解析度。
      以下為可賦予最佳解析度之2個結構單位之例示。
      (其中,Y為氧原子、硫原子、或伸甲基,又,m為0或1)
      又,上述例示之式(7)化合物中,Y為氧之化合物時,可顯示出更高之極性效果,於用於本發明之組成物時,可形成更佳之結構單位。
      又,上述式(5)所示之化合物,可分別使用m為0之物與為1之物,或以混合物形式使用亦可。
      與式(1)或(2)之單位相同般,式(3)之單位中可單獨使用其所屬之單體,或將多數混合適用亦可。
      式(1)、(2)、(3)所示結構單位,其可為2價之結構單位或3價之結構單位皆可。p、q、r分別為0時,即為3價之意,為1時則為2價之意。相對於式(1)、(2)、(3)之結構單位,2價單體為50莫耳%以上時,經由縮合所得之聚矽氧樹脂會有不易固體化之傾向,而會有不易精製等情形,故以使用2價之單體低於全體之50莫耳%者為佳,更佳為20莫耳%以下,最佳為10莫耳%以下。
      使用2價單體之時所選擇之矽之另一側鏈R 2 、R 4 、R 6 ,並未有特殊機能之需求,故一般可選擇簡單者,因碳數6以上時,將會有不易進行蒸餾等精製過程之傾向,故以使用碳數6以下之烴基為佳。
      式(1)、(2)、(3)所示結構單位的比例中,首先需決定者為式(2)所示結構單位對全聚矽氧結構單位之比例,此單位之量比,依光阻膜所具有之曝光部與未曝光部之大致之對比所決定。該量比,依保護基之分子量等而有所不同,一般為5至80莫耳%/(全矽氧烷化合物)間者為佳,更佳為10至50莫耳%。
      其次,極性基之總量,即式(1)所示單體與式(3)所示單體之合計量,以20至95莫耳%/(全聚矽氧烷化合物)間者為佳,更佳為50至90莫耳%。低於此單位時,顯影時將會產生圖案剝離,膨潤而造成圖案崩壞,相反的,過多時將會降低光阻膜之對比,使解析度降低等。
      又,式(1)所示結構單位與式(3)所示結構單位之量比,以相對於此2個結構單位之合計量而言,一邊之結構單位若低於10莫耳%以下時,將未能得到此結構單位所應具有之機能。又,其各自之單位以10至90莫耳%/{(式(1)之結構單位)+(式(3)之結構單位)}為佳。
      又,若相對於全聚矽氧化合物為30莫耳%以下時,可再加入式(1)至(3)所示結構單位以外之2價以上矽氧烷單體。例如矽氧烷結構單位中任一者為具有粗大側鏈時,於僅調整聚矽氧烷合成之縮合條件時,亦有僅會得到分子量較低物質之情形。前述情形中,例如加入甲基矽氧烷等之僅具有碳數4以下的烷基的單元時,可使分子量向上提昇。又,例如欲提高對更短波長之曝光光線,例如提高對157nm光線之透明性時,已知增加樹脂所具有之單位重量下的氟原子數的數目時可顯現出較佳效果,為使本發明之光阻組成物更能有效提昇前述透明性時,例如可添加導入有式(1)以外結構單位之氟烷基之矽氧烷單體等。
      前述矽氧烷結構之單體,例如可將相當於各自單元之水解性矽烷化合物,即將下述式(1a)至(3a)所示之矽烷單體之混合物與水接觸,以進行共水解-縮合反應而合成。
      R 1 R 2 p SiX3-p(1a) R 3 R 4 q SiX3-q(2a) R 5 R 6 r SiX3-r(3a)(式中,R 1 至R 6 、p、q、r具有與上述相同之內容,X為水解性基,為氫原子、氯原子、溴原子,或碳數1至6之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷氧基)
      又,前述反應可於有機溶劑中進行。適合前述反應之酸觸媒例如可使用鹽酸、硝酸、乙酸、草酸、硫酸、甲烷磺酸、p-甲苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲烷磺酸、過氯酸、磷酸、檸檬酸等。又鹼基觸媒例如可使用氨、甲基胺、二甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、氫氧化四丙基銨、膽鹼、二乙基羥基胺、DBU、DBN等。有機溶劑例如可由乙醇、IPA、MIBK、乙腈、DMA、DMF等極性溶劑,或苯、甲苯、二甲苯等芳香族系溶劑所選出者為佳,其可單獨使用或混合使用皆可。
      上述矽烷單體(1a)至(3a)之混合物之共水解-縮合物之聚矽氧樹脂(聚矽氧烷化合物)之重量平均分子量(GPC聚苯乙烯換算)為1,000至100,000為佳,較佳為1,000至30,000,更佳為1,500至20,000。分子量超過100,000時,會有不易精製之情形,又,超過30,000時,依單體組合情形之不同而會有解析度較低之傾向,超過20,000時亦會有相同之疑慮。又,低於1,500時,圖案形狀會有圓形之傾向,低於1,000時則會有即為顯著之疑慮。此形成圓形之圖案形狀,於進行下層膜蝕刻之際,常會成為未能對下層膜進行垂直蝕刻加工之原因。
      其次,將對本發明之光阻組成物中(B)成份之酸產生劑進行說明。
      光阻組成物中所含之酸產生劑為光阻膜形成後,於圖案曝光之際,經由照射光之能量而產生酸之化合物。而本發明之光阻組成物所得之光阻膜,經產生之酸以觸媒之形式對聚矽氧樹脂側鏈之經保護的羧基之酸分解性保護基作用,而切斷保護基使羧基形成自由基,而使聚矽氧樹脂變化為可溶於水性鹼性顯影液者。酸產生劑例如於非聚矽氧系光阻組成物中已有多種例示,例如特開2004-149754號公報中亦有多種例示,基本上為完全可適用於本發明,此外,本發明中之光阻組成物,係以下述式(4)所示酸產生劑為必要者。
      即,式(4)所示有機系酸產生劑,即使單獨使用亦可得到適當之感度,且不會出現T-Top形狀,且會出現有機系酸產生劑優點之圖案側壁出現順暢之形狀,於含聚矽氧之光阻組成物中,式(4)所示之化合物,為一極佳之有機系酸產生劑。
      此情形中,式(4)所示之有機系酸產生劑,單獨使用下亦為一適當之酸產生劑,亦可與其他種類之有機系酸產生劑組合使用。
      更詳細言之,如上所述般,一般之鎓鹽以酸產生劑形式單獨使用於聚矽氧系之光阻組成物時,因鎓鹽具有較高之溶解阻礙效果,故常會於一般稱為T-Top形狀之圖案上部擴張之特徵。特別是於含有導入上述氟化之醇的聚矽氧之聚合物中,單獨導入鎓鹽作為酸產生劑使用之情形,更容易觀察出T-Top形狀。於微影蝕刻技術中所形成之圖案,以可保持矩形性者為最佳,T-Top形狀,於顯影後之蝕刻製程中,將會引起未能得到所期待圖案之弊害。又,T-Top形狀將會於微影蝕刻製程中造成焦點景深(DOF)之劣化,而促使最解析性能劣化。因此,必須避免形成T-Top形狀。又,酸產生劑於使用鎓鹽時,雖同樣具有高溶解阻礙性,但於反射率較高之基板上進行描繪時,會形成具有駐波之圖案形狀。此駐波之產生,亦為避免造成圖案尺寸控制性惡化時所必須避免之事項。
      使用鎓鹽以外之有機系酸產生劑時,其可期待之效果例如於光阻圖案形狀之側面上,可形成非常光滑之面等等。其因不具有鎓鹽等具有高溶解阻礙效果之有機系酸產生劑,故無須顧慮駐波之影響。
      此時,代表性之鎓鹽以外之有機系酸產生劑,例如N-磺醯氧醯亞胺型光酸產生劑、琥珀酸醯亞胺、萘二羧酸醯亞胺、苯二甲酸醯亞胺、環己基二羧酸醯亞胺、5-原菠烯-2,3-二羧酸醯亞胺、7-噁雙環〔2,2,1〕-5-庚烯-2,3-二羧酸醯亞胺等之醯亞胺骨架,與三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2,2,2-三氟乙烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯、4-三氟甲基苯磺酸酯、4-氟苯磺酸酯、均三甲苯(mesitylene)磺酸酯、2,4,6-三異丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、萘磺酸酯、樟腦磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等組合之化合物。
      其中又以5-原菠烯-2,3-二羧酸醯亞胺、九氟丁烷磺酸酯,為於ArF曝光中為具有較佳感度之酸產生劑之一,但與鎓鹽相同般,於含有聚矽氧之光阻組成物中,已知單獨使用時亦容易產生T-Top形狀。
      又,以下之有機系酸產生劑,於ArF以後之微影蝕刻中亦不容易產生較佳之感度,故並不鼓勵單獨使用。
      磺醯二偶氮甲烷例如有雙(1,1-二甲基乙基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(環己基磺醯基)二偶氮甲烷等烷基取代磺醯二偶氮甲烷類,雙(全氟異丙基磺醯基)二偶氮甲烷等氟烷基取代磺醯二偶氮甲烷類,雙(苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(4-甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2,4-二甲基苯基磺醯基)二偶氮甲烷、雙(2-萘基磺醯基)二偶氮甲烷、第三丁氧羰基-4-甲基苯基磺醯二偶氮甲烷等烯丙基取代磺醯二偶氮甲烷類等。
      磺化(sulfone)型光酸產生劑例如有雙(苯磺醯基)甲烷、雙(4-甲基苯磺醯基)甲烷、雙(2-萘基磺醯基)甲烷、2,2-雙(苯基磺醯基)丙烷、2,2-雙(4-甲基苯磺醯基)丙烷、2,2-雙(2-萘磺醯基)丙烷、2-甲基-2-(對-甲苯磺醯基)苯丙酮、2-(環己基羰基)-2-(對-甲苯磺醯基)丙烷、2,4-二甲基-2-(對-甲苯磺醯基)戊烷-3-酮等。
      乙二肟衍生物型之光酸產生劑,例如專利第2906999號公報或日本特開平9-301948號公報所記載之化合物,具體例如雙-O-(對-甲苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(對-甲苯磺醯基)-α-二苯基乙二肟、雙-O-(對-甲苯磺醯基)-α-二環己基乙二肟、雙-O-(對-甲苯磺醯基)-2,3-戊二酮乙二肟、雙-O-(正丁烷磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(正丁烷磺醯基)-α-二苯基乙二肟、雙-O-(正丁烷磺醯基)-α-二環己基乙二肟、雙-O-(甲烷磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(三氟甲烷磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(2,2,2-三氟乙烷磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(10-樟腦磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(對-氟苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(對三氟甲基苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(二甲苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、雙-O-(三氟甲烷磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(2,2,2-三氟乙烷磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(10-樟腦磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(苯磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(對氟苯磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(對三氟甲基苯磺醯基)-環己二酮二肟、雙-O-(二甲苯磺醯基)-環己二酮二肟等。
      又,例如美國專利第6004724號說明書所記載之肟磺酸酯,特別是例如(5-(4-甲苯磺醯基)肟基-5H-噻吩-2-亞基)苯基乙腈、(5-(10-樟腦磺醯基)肟基-5H-噻吩-2-亞基)苯基乙腈、(5-正辛烷磺醯基肟基-5H-噻吩-2-亞基)苯基乙腈、(5-(4-甲苯磺醯基)肟基-5H-噻吩-2-亞基)(2-甲苯基)乙腈、(5-(10-樟腦磺醯基)肟基-5H-噻吩-2-亞基)(2-甲苯基)乙腈、(5-正辛烷磺醯基肟基-5H-噻吩-2-亞基)(2-甲苯基)乙腈等。
      又例如美國專利第6261738號說明書、日本特開2000-314956號公報中所記載之肟磺酸酯,特別是例如2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(2,4,6-三甲基苯基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(甲基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲基苯硫基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(3,4-二甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-苯基-丁酮肟-O-(10-樟腦基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-10-樟腦基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(2,4,6-三甲基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟腦基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲基苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-硫甲基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(3,4-二甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-十二烷基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-辛基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(4-十二烷基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-辛基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-苯基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-氯苯基)-乙酮肟-O-苯基磺酸酯;2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-(苯基)-丁酮肟-O-(10-樟腦基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-萘基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-2-萘基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲基苯基〕-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-(苯基-1,4-二氧雜丁醯-1-基)苯基〕-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-萘基-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-2-萘基-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基磺醯基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;1,3-雙〔1-(4-苯氧基苯基)-2,2,2-三氟乙酮肟-O-磺醯基〕苯基;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基磺醯氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基羰氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔6H,7H-5,8-二羰基萘醯-2-基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲氧基羰基甲氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-(甲氧基羰基)-(4-胺基-1-氧雜-戊-1-基)苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔3,5-二甲基-4-乙氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔2-苯硫基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;及2,2,2-三氟-1-〔1-二氧雜噻吩-2-基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯。
      又例如日本特開平9-95479號公報、特開平9-230588號公報或其說明書中之先前技術所記載之肟磺酸酯、α-(對-甲苯磺醯基肟基)苯基乙腈、α-(對-氯苯磺醯基肟基)苯基乙腈、α-(4-硝基苯磺醯基肟基)苯基乙腈、α-(4-硝基-2-三氟甲基苯磺醯基肟基)苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)-4-氯苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(2-氯苯磺醯基肟基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(苯磺醯基肟基)-2-噻嗯基乙腈、α-(4-十二烷基苯磺醯基肟基)-苯基乙腈、α-〔(4-甲苯磺醯基肟基)-4-甲氧基苯基〕乙腈、α-〔(十二烷基苯磺醯基肟基)-4-甲氧苯基〕乙腈、α-(甲苯磺醯基肟基)-3-噻嗯基乙腈、α-(甲基磺醯基肟基)-1-環戊烯基乙腈、α-(乙基磺醯基肟基)-1-環戊烯基乙腈、α-(異丙基磺醯基肟基)-1-環戊烯基乙腈、α-(正丁基磺醯基肟基)-1-環戊烯基乙腈、α-(乙基磺醯基肟基)-1-環己烯基乙腈、α-(異丙基磺醯基肟基)-1-環己烯基乙腈、α-(正丁基磺醯基肟基)-1-環己烯基乙腈等。
      又例如,雙肟磺酸酯之日本特開平9-208554號公報之化合物,特別是雙(α-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(苯磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(甲烷磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(丁烷磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(10-樟腦磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(三氟甲烷磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(4-甲氧基苯磺醯氧基)亞胺基)-對苯二乙腈、雙(α-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(苯磺醯氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(甲烷磺醯氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(丁烷磺醯氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(10-樟腦磺醯氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(4-甲苯磺醯基氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(三氟甲烷磺醯基氧基)亞胺基)-間苯二乙腈、雙(α-(4-甲氧基苯磺醯基氧基)亞胺基)-間苯二乙腈等。
      又,式(4)所示有機系酸產生劑,如上所述般,為-種單獨使用亦具有適當之感度,且未出現T-Top形狀,且具有有機系酸產生劑優點之於圖案側壁可產生順暢表面化合物,故其除可單獨使用以外,亦可與上述之其他種類之有機系酸產生劑組合使用。
      又,可與式(4)所示有機系酸產生劑組合使用之酸產生劑中,最佳之光酸產生劑,例如鎓鹽等。式(4)之酸產生劑與鎓鹽組合使用時,於研究感度、圖案形狀、解析性能等前提下,再考慮最適當之組合。鎓鹽中,特別是鋶鹽、碘鎓鹽為有用之酸產生劑。
      鋶鹽為鋶陽離子與磺酸酯之鹽,鋶陽離子例如有三苯基鋶、(4-第三丁氧苯基)二苯基鋶、雙(4-第三丁氧苯基)苯基鋶、三(4-第三丁氧苯基)鋶、(3-第三丁氧苯基)二苯基鋶、雙(3-第三丁氧苯基)苯基鋶、三(3-第三丁氧苯基)鋶、(3,4-二第三丁氧苯基)二苯基鋶、雙(3,4-二第三丁氧苯基)苯基鋶、三(3,4-二第三丁氧苯基)鋶、二苯基(4-硫苯氧苯基)鋶、(4-第三丁氧羰基甲氧苯基)二苯基鋶、三(4-第三丁氧羰基甲氧苯基)鋶等取代或未取代之三苯基鋶類,2-萘基二苯基鋶、二甲基2-萘基鋶等取代或未取代之烯丙基鋶、4-羥苯基二甲基鋶、4-甲氧苯基二甲基鋶、三甲基鋶、2-羰基環己基環己基甲基鋶、三萘基鋶、三苄基鋶、二苯基甲基鋶、二甲基苯基鋶、2-羰基-2-苯基乙基硫雜環戊鎓等具有非芳香族取代基之鋶等。
      磺酸酯例如有三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2,2,2-三氟乙烷磺酸酯、全氟-4-乙基環己烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯等鄰近磺醯基之碳被氟所取代之磺酸酯類,4-三氟甲基苯磺酸酯、4-氟基苯磺酸酯、均三甲苯(mesitylene)磺酸酯、2,4,6-三異丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、4-(4’-甲苯磺醯氧基)苯磺酸酯、萘磺酸酯等芳香族磺酸酯類,樟腦磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等,及烷基磺酸酯類等,前述組合所得之鋶鹽等。
      碘鎓鹽為碘鎓陽離子與磺酸酯之鹽,例如有二苯基碘鎓、雙(4-第三丁基苯基)碘鎓、4-第三丁氧苯基苯基碘鎓、4-甲氧苯基苯基碘鎓等之芳基碘鎓陽離子,與前述磺酸酯之組合等。
      其中較適合使用之光酸產生劑為鋶鹽,其陽離子側為三苯基鋶、4-甲基苯基二苯基鋶、4-第三丁氧基苯基二苯基鋶、4-第三丁基苯基二苯基鋶、三(4-第三丁基苯基)鋶、4-烷氧基萘基四氫噻吩鎓、菲基二苯基鋶、菲基四氫噻吩鎓等高感度及具有容許範圍之安定性的陽離子。又,陰離子側為全氟丁烷磺酸酯、全氟辛烷磺酸酯、或全氟-4-乙基環己烷磺酸酯等,鄰近磺酸基之碳為氟化之磺酸類,其可得到較高之解析度而為較佳。
      本發明之光阻材料之光酸產生劑之添加量只要為有效量,則可適當選擇使用,一般為相對於光阻組成物中之(A)成份100質量份為0.3至10質量份,較佳為0.5至5質量份。光酸產生劑之比例過高時,會造成解析度降低,或顯影/光阻剝離時容易產生異物等問題。上述式(4)之光酸產生劑可單獨或將2種以上混合使用。又,此時式(4)之光酸產生劑之量,就有效達成本發明之目的等觀點而言,以全光酸產生劑中之20至100質量%為佳,又以50至100質量%為更佳。又,使用曝光波長中透過率較低之光酸產生劑時,可使用其添加量以控制光阻膜中的透過率。
      其次,將對本發明光阻組成物(C)成份之含氮有機化合物作一說明。本發明之光阻組成物中,可添加1種或2種以上含氮有機化合物。含氮有機化合物,係以抑制光酸發生劑所產生之酸擴散至光阻膜中之擴散速度為目的之方式添加。添加後,可提高解析度,抑制曝光後之感度變化,降低對基板或環境之依存性,增加曝光寬容度或圖案之外觀等。前述鹼性化合物例如具有第1級、第2級、第3級之脂肪族胺類,混合胺類、芳香族胺類、雜環胺類、具有羧基之含氮化合物、具有磺醯基之含氮化合物、具有羥基之含氮化合物、具有羥苯基之含氮化合物、醇性含氮化合物、醯胺衍生物、醯亞胺衍生物等。
      具體而言,第1級之脂肪胺類例如有氨、甲胺、乙胺、正丙胺、異丙胺、正丁胺、異丁胺、第二丁胺、第三丁胺、戊胺、第三戊胺、環戊胺、己胺、環己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、月桂胺、十六烷胺、甲二胺、乙二胺、四乙撐戊胺等。第二級之脂肪胺族類例如有二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二異丙胺、二正丁胺、二異丁胺、二第二丁胺、二戊胺、二環戊胺、二己胺、二環己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二月桂胺、二-十六烷胺、N,N-二甲基甲撐二胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二甲基四乙撐戊胺等。第三級之脂肪族胺類例如有三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三異丙胺、三正丁胺、三異丁胺、三第二丁胺、三戊胺、三環戊胺、三己胺、三環己胺、三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺、三月桂胺、三-十六烷胺、N,N,N’,N’-四甲基甲二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基四乙烯戊胺等。
      又,混合胺類例如有二甲基乙胺、甲基乙基丙胺、苯甲胺、苯乙胺、苯甲基二甲胺等。芳香族胺類及雜環胺類之具體例有苯胺衍生物(例如苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺、三甲基苯胺、二硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、3,5-二硝基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺等)、二苯基(對甲苯基)胺、甲基二苯胺、三苯胺、苯二胺、萘胺、二胺基萘、吡咯衍生物(例如吡咯、2H-吡咯、1-甲基吡咯、2,4-二甲基吡咯、2,5-二甲基吡咯、N-甲基吡咯等)、噁唑衍生物(例如噁唑、異噁唑等)、噻唑衍生物(例如噻唑、異噻唑等)、咪唑衍生物(例如咪唑、4-甲基咪唑、4-甲基-2-苯基咪唑等)、吡唑衍生物、呋咱衍生物、吡咯啉衍生物(例如吡咯啉、2-甲基-1-吡咯啉等)、吡咯烷衍生物(例如吡咯烷、N-甲基吡咯烷、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等)、咪唑啉衍生物、咪唑並吡啶衍生物、吡啶衍生物(例如吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、丙基吡啶、丁基吡啶、4-(1-丁基戊基)吡啶、二甲基吡啶、三甲基吡啶、三乙基吡啶、苯基吡啶、3-甲基-2-苯基吡啶、4-第三丁基吡啶、二苯基吡啶、苯甲基吡啶、甲氧基吡啶、丁氧基吡啶、二甲氧基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、2-(1-乙基丙基)吡啶、胺基吡啶、二甲胺基吡啶等)、噠嗪衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑烷衍生物、哌啶衍生物、哌嗪衍生物、嗎啉衍生物、吲哚衍生物、異吲哚衍生物、1H-吲唑衍生物、吲哚啉衍生物、喹啉衍生物(例如喹啉、3-喹啉腈等)、異喹啉衍生物、噌啉衍生物、喹唑啉衍生物、喹喔啉衍生物、酞嗪衍生物、嘌呤衍生物、喋啶衍生物、咔唑衍生物、菲繞啉衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、1,10-菲繞啉衍生物、腺嘌呤衍生物、腺苷衍生物、鳥嘌呤衍生物、鳥苷衍生物、脲嘧啶衍生物、尿苷衍生物等等。
      又,具有羧基之含氮化合物,例如胺基苯甲酸、吲哚羧酸、胺基酸衍生物(例如尼古丁酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、檸檬酸、甘氨酸、組氨酸、異賴氨酸、甘氨醯白氨酸、白氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、蘇氨酸、賴氨酸、3-胺基吡嗪-2-羧酸、甲氧基丙氨酸)等。具有磺醯基之含氮化合物例如3-吡啶磺酸、對甲苯磺酸吡啶鎓等。具有羥基之含氮化合物、具有羥苯基之含氮化合物、醇性含氮化合物例如有2-羥基吡啶、胺基甲酚、2,4-喹啉二醇、3-吲哚甲醇氫化物、單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三異丙醇胺、2,2’-亞胺基二乙醇、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、4-胺基-1-丁醇、4-(2-羥乙基)嗎啉、2-(2-羥乙基)吡啶、1-(2-羥乙基)哌嗪、1-〔2-(2-羥基乙氧基)乙基〕哌嗪、哌嗪乙醇、1-(2-羥乙基)吡咯烷、1-(2-羥乙基)-2-吡咯烷酮、3-吡咯烷基-1,2-丙二醇、3-吡咯烷基-1,2-丙二醇、8-羥基久洛尼啶、3-啶醇、3-托品醇、1-甲基-2-吡咯烷乙醇、1-氮雜環丙烷乙醇、N-(2-羥乙基)肽醯亞胺、N-(2-羥乙基)異尼古丁醯胺等。醯胺類例如甲醯胺、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、乙醯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、丙醯胺、苯醯胺、1-環己基吡咯烷酮等。醯亞胺衍生物例如有酞醯亞胺、琥珀醯亞胺、馬來醯亞胺等。
      又,可添加1種或2種以上選自下述式(C)-1所示之鹼性化合物。
      (式中n為1、2或3;側鏈F可為相同或相異,例如下述式(L)-1至(L)-3所示者。側鏈G可為相同或相異之氫原子或直鏈狀、支鏈狀或環狀之碳數1至20的烷基,其可含有醚基或羥基,又,L間可彼此鍵結形成環)
      【化14】-R 1 2 -O-R 1 3 (L)-1
      式中R 1 2 、R 1 4 、R 1 7 為碳數1至4之直鏈狀、支鏈狀伸烷基,R 1 3 、R 1 6 為氫原子或碳數1至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,可含有1個或多數個羥基、醚基、酯基或內酯環。R 1 5 可為單鍵或碳數1至4之直鏈狀或支鏈狀伸烷基;R 1 8 為氫原子、碳數1至20之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基,其可含有1個或多數個羥基、醚基、酯基或內酯環。
      上述式(C)-1所示化合物之具體例係如下所示。
      三(2-甲氧甲氧乙基)胺、三{2-(2-甲氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(2-甲氧乙氧甲氧基)乙基}胺、三{2-(1-甲氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧丙氧基)乙基}胺、三〔2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基〕胺、4,7,13,16,21,24-六氧雜-1,10-二氮雜二環〔8,8,8〕二十六烷、4,7,13,18-四氧雜-1,10-二氮雜二環〔8,5,5〕二十烷、1,4,10,13-四氧雜-7,16-二氮雜二環十八烷、1-氮雜-12-冠-4、1-氮雜-15-冠-5、1-氮雜-18-冠-6、三(2-甲醯氧乙基)胺、三(2-乙醯氧乙基)胺、三(2-丙醯氧乙基)胺、三(2-丁醯氧乙基)胺、三(2-異丁醯氧乙基)胺、三(2-戊醯氧乙基)胺、三(2-己醯氧乙基)胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(乙醯氧乙醯氧基)乙胺、三(2-甲氧羰氧乙基)胺、三(2-第三丁氧羰氧乙基)胺、三[2-(2-羰丙氧基)乙基]胺、三[2-(甲氧羰甲基)氧乙基]胺、三[2-(第三丁氧羰甲基氧基)乙基]胺、三[2-(環己氧基羰甲氧基)乙基]胺、三(2-甲氧羰乙基)胺、三(2-乙氧基羰乙基)胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(甲氧羰基)乙胺,N,N-雙(2-乙醯氧基乙基)2-(甲氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(2-甲氧乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(2-甲氧乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(羥基乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(乙醯氧乙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-[(甲氧羰基)甲氧羰基]乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-[(甲氧羰基)甲氧羰基]乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(2-羰丙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(2-羰丙氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(四氫糠氧基羰基)乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-(四氫糠氧基羰基)乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-[2-(羰基四氫呋喃-3-基)氧羰基]乙胺、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)2-[(2-羰基四氫呋喃-3-基)氧羰基]乙胺、N,N-雙(2-羥乙基)2-(4-羥基丁氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)2-(4-甲醯氧基丁氧羰基)乙胺、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)2 (2-甲醯氧乙氧基羰基)乙胺、N,N-雙(2-甲氧乙基)2-(甲氧羰基)乙胺、N-(2-羥乙基)雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-乙醯氧乙基)雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-羥乙基)雙[2-(乙氧羰基)乙基]胺、N-(2-乙醯氧乙基)雙[2-(乙氧羰基)乙基]胺、N-(3-羥基-1-丙基)雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(3-乙醯氧基-1-丙基)雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-甲氧乙基)雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-丁基雙[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-丁基雙[2-(2-甲氧乙氧羰基)乙基]胺、N-甲基雙(2-乙醯氧乙基)胺、N-乙基雙(2-乙醯氧乙基)胺、N-甲基雙(2-三甲基乙醯氧乙基)胺、N-乙基雙[2-(甲氧基羰氧基)乙基]胺、N-乙基雙[2-(第三丁氧羰氧基)乙基]胺、三(甲氧羰甲基)胺、三(乙氧羰甲基)胺、N-丁基雙(甲氧羰甲基)胺、N-己基雙(甲氧羰甲基)胺、β-(二乙胺基)-δ-戊內醯胺等。
      又,例如可添加1種或2種以上具有下式(C)-2所示之環狀結構的鹼性化合物。
      (式中,L係如上所述,R 1 9 為碳數2至20之直鏈狀或支鏈狀伸烷基,其可含有1個或多數個羰基、醚基、酯基或硫醚)。
      上述式(C)-2之具體例如1-[2-(甲氧甲氧基)乙基]吡咯烷、1-[2-(甲氧甲氧基)乙基]哌啶、4-[2-(甲氧甲氧基)乙基]嗎啉、1-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]吡咯烷、1-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]哌啶、4-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]嗎啉、乙酸2-(1-吡咯基)乙酯、乙酸2-哌啶基乙酯、乙酸2-嗎啉乙酯、甲酸2-(1-吡咯基)乙酯、丙酸2-哌啶基乙酯、乙醯氧乙酸2-嗎啉乙酯、甲氧基乙酸2-(1-吡咯基)乙酯、4-[2-(甲氧羰氧基)乙基]嗎啉、1-[2-(第三丁氧羰氧基)乙基]哌啶、4-[2-(2-甲氧乙氧羰氧基)乙基]嗎啉、3-(1-吡咯基)丙酸甲酯、3-哌啶基丙酸甲酯、3-嗎啉基丙酸甲酯、3-(硫基嗎啉基)丙酸甲酯、2-甲基-3-(1-吡咯基)丙酸甲酯、3-嗎啉基丙酸乙酯、3-哌啶基丙酸甲氧羰基甲酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-羥乙酯、3-嗎啉基丙酸2-乙醯氧乙酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-羰基四氫呋喃-3-酯、3-嗎啉基丙酸四氫糠酯、3-哌啶基丙酸縮水甘油酯、3-嗎啉基丙酸2-甲氧基乙酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-(2-甲氧乙氧基)乙酯、3-嗎啉基丙酸丁酯、3-哌啶基丙酸環己酯、α-(1-吡咯基)甲基-γ-丁內酯、β-哌啶基-γ-丁內酯、β-嗎啉基-δ-戊內酯、1-吡咯基乙酸甲酯、哌啶基乙酸甲酯、嗎啉基乙酸甲酯、硫基嗎啉基乙酸甲酯、1-吡咯基乙酸乙酯、嗎啉基乙酸2-甲氧基乙酯。
      又,可再添加式(C)-3至(C)-6所示含有氰基之鹼性化合物。
      (式中L、R 1 9 、n係與前述式(C)-1例示之內容相同,R 2 0 、R 2 1 係為相同或相異之碳數1至4之直鏈狀或支鏈狀伸烷基)
      上述式(C)-3至(C)-6所示之含有氰基之鹼性化合物之具體例如3-(二乙胺基)丙腈、N,N-雙(2-羥乙基)-3-胺基丙腈、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-雙(2-甲氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-雙[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-氰乙基)-N-(2-羥乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-乙醯氧乙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-氰乙基)-N-乙基-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-羥乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-乙醯氧乙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲醯氧乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(3-羥基-1-丙基)-3-胺基丙腈、N-(3-乙醯基-1-丙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(3-甲醯氧基-1-丙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-四氫糠基-3-胺基丙腈、N,N-雙(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、二乙胺基乙腈、N,N-雙(2-羥乙基)胺基乙腈、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)胺基乙腈、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)胺基乙腈、N,N-雙(2-甲氧乙基)胺基乙腈、N,N-雙[2-(甲氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-氰甲基-N-(2-羥乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-乙醯氧乙基)-N-氰甲基-3-胺基丙酸甲酯、N-氰甲基-N-(2-羥乙基)胺基乙腈、N-(2-乙醯氧乙基)-N-(氰甲基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲醯氧乙基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲氧乙基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-[2-(甲氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N-(氰甲基)-N-(3-羥基-1-丙基)胺基乙腈、N-(3-乙醯氧基-1-丙基)-N-(氰甲基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(3-甲醯氧基-1-丙基)胺基乙腈、N,N-雙(氰甲基)胺基乙腈、1-吡咯烷基丙腈、1-哌啶基丙腈、4-嗎啉基丙腈、1-吡咯烷基乙腈、1-哌啶基乙腈、4-嗎啉基乙腈、3-二乙胺基丙酸氰甲酯、N,N-雙(2-羥乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-雙(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-雙[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙酸氰甲酯、3-二乙胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-雙(2-羥乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-雙(2-乙醯氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-雙(2-甲醯氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-雙(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-雙[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、1-吡咯烷基丙酸氰甲酯、1-哌啶基丙酸氰甲酯、4-嗎啉基丙酸氰甲酯、1-吡咯烷基丙酸(2-氰乙基)酯、1-哌啶基丙酸(2-氰乙基)酯、4-嗎啉基丙酸(2-氰乙基)酯。
      又,例如下述式(C)-7所示具有咪唑骨架及極性官能基之含氮有機化合物。
      (式中,R 2 2 為碳數2~20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之具有極性官能基的烷基,極性官能基為含有1個或多數個羥基、羰基、酯基、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基、縮醛基。R 2 3 、R 2 4 、R 2 5 係氫原子、碳數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、芳基或芳烷基)。
      又,例如式(C)-8所示之含有苯并咪唑骨架與極性官能基之含氮有機化合物。
      (式中R 2 6 為氫原子、碳數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基、芳基或芳烷基。R 2 7 為碳數1~20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之具有極性官能基的烷基,其為含有1個以上酯基、縮醛基、氰基等極性官能基,其他例如可含有1個以上之羥基、羰基、醚基、硫醚基、碳酸酯基)。
      又,例如下述式(C)-9及(C)-10所示之具有極性官能基之含氮雜環化合物。
      (式中A為氮原子或C-R 3 4 。B為氮原子或C-R 3 5 。而R 2 8 為碳數2~20之直鏈狀、支鏈狀或環狀之具有極性官能基的烷基,其可含有1個以上之羥基、羰基、酯基、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基、縮醛基等極性官能基。R 2 9 、R 3 0 、R 3 1 、R 3 2 係氫原子、碳數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基或芳基,或R 2 9 與R 3 0 、R 3 1 與R 3 2 各自鍵結形成苯環、萘環或吡啶環。R 3 3 為氫原子、碳數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基或芳基。R 3 4 、R 3 5 為氫原子、碳數1~10之直鏈狀、支鏈狀或環狀烷基或芳基。R 3 3 與R 3 5 可鍵結形成苯環或萘環)。
      又,本發明(C)成份之含氮有機化合物(鹼性化合物)之添加量,相對於基礎樹脂之(A)成份100質量份為0.001~2質量份,又以0.01~1質量份為更佳。添加量低於0.001質量份時,則未能顯現添加效果,超過2質量份時亦會有感度過度降低之情形。
      本發明之光阻組成物中,(D)成份之有機溶劑只要是可溶解光阻組成物中之固體成份、光酸產生劑、其他添加劑等之有機溶劑即可。
      前述有機溶劑例如環己酮、甲基-2-n-戊酮等之酮類;3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇等醇類;丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、乙二醇單乙醚、丙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚類;丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸第三丁酯、丙酸第三丁酯、丙二醇單第三丁醚乙酸酯等酯類;γ-丁內酯等內酯類,其可單獨使用1種或將2種以上混合使用,且不限定於上述溶劑。本發明中,前述溶劑中對於光阻成份中酸產生劑具有優良溶解性者,例如二乙二醇二甲醚或1-乙氧基-2-丙醇、丙二醇單甲醚乙酸酯及其混合溶劑。
      有機溶劑之使用量係對於光阻組成物中之固體成份100質量份,為使用500至1,500份,特別是以800至1,500份為更佳。
      本發明之光阻材料中可添加其他成份之經由酸分解產生酸的化合物(酸增殖化合物)。這些化合物記載於J.Photopolym.Sci.and Tech.,8.43-44,45-46(1995),J.Photopolym.Sci.and Tech.,9.29-30(1996)。
      酸增殖化合物例如第三丁基-2-甲基-2-甲苯氧磺醯氧基甲基乙酸酯、2-苯基-2-(2-甲苯磺醯氧基乙基)-1,3-二環氧丁烷等,但並不受此限制。公知之光酸產生劑中,安定性,特別是熱安定性較差的化合物大部分具有酸增殖化合物的特性。
      本發明之光阻材料中之酸增殖化合物的添加量為,相對於光阻材料中之(A)成份100質量份為添加2質量份以下,更佳為1質量份以下。添加量過多時,將因不容易控制擴散狀態,而容易引起解析度劣化、圖案形狀劣化等。
      又,本發明之光阻材料中可再添加作為添加劑之炔醇衍生物,添加後,可使保存安定性向上提昇。
      炔醇衍生物較佳者為過苯酚61,過苯酚82,過苯酚104,過苯酚104E,過苯酚104H,過苯酚104A,過苯酚TG,過苯酚PC,過苯酚440,過苯酚465,過苯酚485(氣體製造及化學公司製)、過苯酚E1004(日信化學工業(株)製)等市售物品,其為分子內具有炔醇骨架之聚伸烷氧化物醇衍生物。
      上述炔醇衍生物之添加量,相對於光阻組成物100質量%為0至2質量%,更佳為0.01至2質量%,最佳為0.02至1質量%。超過2質量%時則會使光阻材料之解析度降低。
      本發明之光阻材料,除上述成份以外,可在為提高塗佈性之目的上添加其他慣用之界面活性劑作為任意成份。又,此任意成份之添加量為在不妨礙本發明效果之範圍內之一般添加量。
      其中,界面活性劑以非離子性者為佳,例如全氟烷基聚氧乙烯乙醇、氟化烷酯、全氟烷基胺氧化物、全氟烷基EO附加物、含氟有機矽氧烷系化合物等。例如氟萊特「FC-430」、「FC-431」(皆為住友3M公司製)、沙氟隆「S-141」、「S-145」、「KH-10」、「KH-20」、「KH-30」、「KH-40」(皆為旭硝子公司製)、優尼但「DS-401」、「DS-403」、「DS-451」(皆為大金工業公司製)、美格氟「F-8151」(大日本油墨公司製)、「X-70-092」、「X-70-093」(皆為信越化學工業公司製)等等。其中較佳者為氟萊特「FC-430」(住友3M公司製)、「KH-20」、「KH-30」(皆為旭硝子公司製)、「X-70-093」(信越化學工業公司製)等。
      其次,將說明光阻組成物之形成。使用本發明光阻組成物之圖案形成方法,例如可採用公知之微影蝕刻技術等,例如於矽晶圓等基板上以旋轉塗佈方式塗佈厚度0.1至1.0 μ m之膜,將其於加熱板上以60至200℃、10秒至10分鐘、較佳為80至150℃、30秒至5分鐘之預熱。其次在上述光阻膜上覆蓋欲形成目的圖案之光罩後,以波長300nm以下之遠紫外線、準分子雷射線、X線等高能量線或電子線在曝光量為1至200mJ/cm 2 左右,較佳為10至100mJ/cm 2 下照射。接著在加熱板上,以60至150℃、10秒至5分鐘,較佳為80至130℃、30秒至3分鐘進行曝光後燒培(PEB)。再使用0.1至5質量%,較佳為2至3質量%之四甲基氫氧化銨(THAM)等鹼性水溶液之顯像液,以10秒至3分鐘,較佳為30秒至2分鐘以浸漬(dip)法、攪拌(puddle)法、噴撒法(spray)法等常用顯影方法,在基板上形成目的之圖案。本發明之光阻材料特別適合於高能線中,以245~120nm之遠紫外線或準分子雷射,特別是248nm之KrF、193nm之ArF、146nm之Kr2、134nm之KrAr等準分子雷射,157nm之F2、126nm之Ar2等雷射,X射線及電子線之微細圖案描繪,其不僅用於乾式曝光,亦可用於浸漬法之曝光。
      有關2層光阻於進行基板加工製程之概要係如下所示。被加工基板一般為無機基板,其係依後述方式形成下層膜,於該膜上塗佈本發明之光阻組成物,以形成光阻膜。又,必要時於光阻組成物與下層膜之間可形成抗反射膜。光阻膜於依上述方法形成圖案後,將光阻圖案作為蝕刻光罩將圖案轉印於下層膜上。氧氣體蝕刻係以氧氣體為主成份所得之反應性電漿蝕刻法,依此方法時,為於光阻圖案上形成對氧氣體蝕刻具有更高耐性之氧化矽時,可以高長寬比對底層之有機膜進行加工。氧氣以外,為防止因過度蝕刻而形成T-冠狀時,可添加以保護側壁為目的SO2、CO2、CO、NH3、N2氣體。又,顯影後為去除光阻膜之殘渣,使線路邊緣更為平滑而防止粗糙時,於進行氧氣體蝕刻之前,可使用氟系氣體進行短時間之蝕刻。又,於此氧氣體之蝕刻中,因光阻組成物含有大量之氟,故會降低與有機膜之間的選擇比,使高長寬比之加工形成困難,因此本發明之光阻的設計極為有用。
      其次,對被加工膜進行乾蝕刻加工。被加工膜為SiO2或Si3 N4時,可使用氟系氣體為主成份進行蝕刻。氟系氣體例如CF4、CHF3、CH2 F2、C2 F6、C3 F8、C4 F10、C5 F12等。此時與被加工膜進行乾蝕刻之同時,可將含矽之光阻膜予以剝離。被加工膜為多矽、鎢矽氧化物、TiN/Al等情形時,可使用氯、溴氣體為主成份進行蝕刻。
      於作為上述2層光阻使用之下層膜的有機材料,已有許多公知之化合物,而皆可使用。若對有機膜再作說明時,基本上以芳香族系樹脂為佳,又,為防止本發明之光阻組成物於塗佈、成膜之際產生互混(intermixing)現象,成膜時以可形成交聯者為佳。
      芳香族系樹脂,例如酚醛清漆樹脂、聚羥基苯乙烯系樹脂等,為使前述有機膜於轉印圖案後,將基板進行蝕刻加工時可提高蝕刻耐性等目的上,可有效使用含有芴骨架,或茚骨架者。又,亦可於此有機膜上形成抗反射膜,再於其上形成本發明之光阻膜,有機膜只要具有抗反射機能時,即可使製程更簡便的進行,而為更佳。為賦予此抗反射機能時,一般以使用具有蒽骨架或萘骨架,或具有共價不飽和鍵結之苯骨架的樹脂為佳。
      交聯之形成方法,可使用熱硬化性樹脂,或負型光阻組成物之交聯法等予以形成,一般例如對於具有酚或烷氧基苯、醇或羧酸等官能基之樹脂,可將由加入使經熱分解而產生酸之物質,與六烷氧甲基三聚氰胺開始,將上述官能基與經由酸觸媒而可形成交聯之交聯劑所得之組成物溶液塗佈於被加工基板上,經由加熱發生酸,而形成交聯之方法。
    • 一种光阻组成物,其为含有:(A)具有式(1)、(2)及(3)之所示结构单位之聚硅氧烷(polysiloxane)化合物、(B)式(4)之酸产生剂、(C)含氮有机化合物、(D)溶剂所得之光阻组成物,(式中,R 1 为键结有羟基之碳原子所再键结之碳原子上键结合计3个以上氟原子之有机基;R 2 为烃基;R 3 为被酸分解性保护基所保护之具有羧基的有机基;R 4 与R 2 之定义相同;R 5 为具有内酯环之有机基;R 6 与R 2 之定义相同;p为0或1;q为0或1;r为0或1) 本发明之光阻组成物,可制得未出现T-Top形状,且可得到高解析性能之光阻组成物,特别是适用于ArF曝光中之2层光阻组成物。 【创作特点】 本发明特别是有关含有聚硅氧树脂之2层用光阻组成物中,于微影蚀刻制程之图案形成时,可在极力抑制因膨润所引起之图案崩坏下形成微细图案的同时,得到一种不会出现T-Top形状,且具有高度矩形性之图案形状之具有高解析性能,且对有机膜进行图案转印之际的蚀刻条件下,提供一种具有优良蚀刻耐性之光阻组成物,及使用该光阻组成物之图案形成方法为目的。 本发明者们,为达上述目的经过深入研究结果,得知于构成光阻组成物之聚硅氧树脂之单位中,导入为赋予高分辨率之具有高溶解反差的被酸不稳定基所保护之羧酸、为防止膨润而于邻近位置上导入经氟取代之羟基、及更佳为防止实现防止膨润产生而降低蚀刻耐性之单位的内酯结构,特别是具有5-6员环骨架之内酯结构等3个结构,与对构成光阻组成物之各种酸产生剂进行深入研究结果,其中亦对鎓盐以外之有机系酸产生剂进行研究结果,发现一种于微影蚀刻制程中,不会使所形成之图案发生T-Top的具有高解析性能之光阻组成物。又,本发明之光阻组成物,可得到具有对芳香族系有机膜之蚀刻条件所可容许之耐性的光阻组成物,进而完成本发明。 即,本发明提供下述光阻组成物及图案形成方法。 申请项1:一种光阻组成物,其为含有(A)具有下述式(1)、(2)及(3)所示结构单位之聚硅氧烷(polysiloxane)化合物、(式中,R 1 为具有官能基之羟基,且该羟基所键结之碳原子再键结之碳原子上键结合计3个以上之氟原子,该氟原子以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数3至20之直链状、支链状或环状或多环状骨架之有机基;R 2 为具有碳数1至6之直链状、支链状或环状骨架之烃基;R 3 为具有官能基之被酸分解性保护基所保护之羧基,该羧基以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数3至20之直链状、支链状或环状或多环状骨架之有机基;R 4 与R 2 具有相同之定义;R 5 为具有官能基之内酯环,该内酯环以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数4至16之有机基;R 6 与R 2 具有相同之定义;又,p为0或1;q为0或1;r为0或1) (B)下述结构式(4)所示之酸产生剂、 (C)含氮有机化合物、及(D)溶剂之光阻组成物。 申请项2:如申请项1之光阻组成物,其中(A)成份之聚硅氧烷化合物中,上述式(1)所示结构单位为下述式(5)所示之结构单位, 申请项3:如申请项1或2之光阻组成物,其中(A)成份之聚硅氧烷化合物中,上述式(2)所示结构单位为下述式(6)所示之结构单位,(式中,R 7 为酸不稳定基,n为0或1之整数)。 申请项4:如申请项1、2或3之光阻组成物,其中(A)成份之聚硅氧烷化合物中,上述式(3)所示结构单位之R 5 为具有脂肪族环状骨架,又,与其键结者具有5员环内酯骨架,且硅原子为键结于脂肪族环状骨架中之一个碳原子上。 申请项5:如申请项4之光阻组成物,其中(A)成份之聚硅氧烷化合物中,上述式(3)所示之结构单位为下述结构(7)或(8)所示之结构单位,(其中,Y为氧原子、硫原子或伸甲基,又,m为0或1)。 申请项6:一种图案形成方法,其特征为包含使用申请项1至5项中任一项之光阻组成物涂布于基板上之步骤,与随后进行之加热处理后,使用高能量线进行图案曝光之步骤,与进行加热处理后,使用显影液进行显影之步骤。 申请项7:如申请项6之方法,其于形成光阻层之际,对于基板进行蚀刻加工之条件下,于基板与光阻层之间,为含有具耐蚀刻性之芳香族树脂之树脂层。 申请项8:一种图案形成方法,使用申请项1至5项中任一项之光阻组成物于含有芳香族系树脂之树脂膜上形成图案后,对形成之图案使用作为蚀刻光罩之树脂膜进行蚀刻,以进行含有芳香族系树脂之树脂图案之形成。 申请项9:一种含有芳香族系树脂之图案形成方法,其系于申请项8之图案形成方法中,于蚀刻时使用含有氧之气体等离子。 本发明之光阻组成物,为一种于ArF以后,即193nm之波长以后之曝光进行微影蚀刻中,适合薄膜化,且于氧反应性蚀刻中,于有机材料之下层膜之间可充分取得蚀刻选择比之使用聚硅氧(silocone)聚合物之光阻组成物,且为一种不会产生T-Top形状,而可得到高分辨率之光阻组成物。特别是于ArF曝光中为一种合适之光阻组成物。 本发明之光阻组成物,为含有(A)聚硅氧烷树脂、(B)酸产生剂、(C)含氮有机化合物、(D)溶剂。 本发明之(A)成份之聚硅氧烷化合物,为具有下述式(1)与(2)所示结构单位,及可再包含第3之下述式(3)所示结构单位之化合物。 (式中,R 1 为具有官能基之羟基,且该羟基所键结之碳原子再键结之碳原子上键结合计3个以上之氟原子,该氟原子以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数3至20之直链状、支链状或环状或多环状骨架之有机基;R 2 为具有碳数1至6之直链状、支链状或环状骨架之烃基;R 3 为具有官能基之被酸分解性保护基所保护之羧基,该羧基以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数3至20之直链状、支链状或环状或多环状骨架之有机基;R 4 与R 2 具有相同之定义;R 5 为具有官能基之内酯环,该内酯环以外可再含有卤素、氧或硫原子之碳数4至16之有机基;R 6 与R 2 具有相同之定义;又,p为0或1;q为0或1;r为0或1)。 式(1)所示单位,为作为可抑制膨润之具有极性基之结构单位。推测应为R 1 所具有之羟基,与一般之醇相异,其经由邻近位键结之氟原子强力吸引电子结果,使氧上之电子密度下降,而达到可适度的赋予酸性之效果。氟原子键结于羟基所键结之碳原子再键结之碳原子时,可得到前述最大之电子吸引效果,超过此位置时效果将会降低。为更有效率的得到此一效果时,以使用键结羟基之碳原子上再键结三氟甲基者为佳,其代表性之部份结构例如六氟异丙基。上述氟取代之醇衍生物目前已有许多报告发表,欲制得硅烷单体时,一般以将具有不饱合键结之该衍生物与含有SiH基之硅烷经氢硅烷化(Hydrosilylations)而制得。此形成支链之取代基骨架可含有碳数3至20之卤素、氧、或硫原子之具有直链状、支链状或环状或多环状骨架之烷基等有机基,前述内容中虽有揭示部份该具有羟基之氟化聚硅氧单体(例如专利文献4、8),但基本上全部皆可使用。又,前述单位中之单体,可选择单一单体,或将其所属之多数单体经混合后使用皆可。又,其中,使用具有原菠烷骨架之单体时,可使缩合后之树脂容易形成固体,而有利于精制。其枚举数的代表例如下所示。 其中较佳之式(1)之结构单位,例如下述式(5)所示之聚硅氧烷化合物。 于式(2)所示单位中,R 3 之具有被酸不稳定基所保护之羧酸的支链,具有决定曝光部与未曝光部之溶解性差的机能。酸不稳定基为光阻相关技术中一般之技术用语,其为存在有经由曝光使光酸产生剂产生之强酸时,可作为触媒而切断与被保护之官能基间的键结之基,于保护羧酸时,以使用碳数4至20之三级烷基、碳数3至18之三烷基硅烷基、碳数4至20之羰烷基为佳,特别是三级烷基中,以该三级碳之取代基为形成含有该三级碳之5至7员环之形式取代而得之三级烷基所保护,或键结于三级碳之碳链为具有支链或环状结构之三级烷基,可赋予高分辨率之前提下而为较佳。 被保护侧之含羧酸之支链,为具有3至20之碳原子,且可含有氧或硫原子之直链状、支链状或环状或多环状结构之有机基,其与前述内容相同般,可将具有不饱合碳键结之保护羧酸衍生物与含有SiH基之硅烷经氢硅烷化(Hydrosilylations)而容易制得。其中,于使用硅与保护之羧基为原菠烷环,或四环十二烯共同直接键结之单体时可得到高分辨率,而为最佳。即,式(2)所示之结构单位,例如以下述式(6)所示之化合物为更佳。 (式中,R 7 为酸不稳定基,n为0或1之整数。) R 7 之酸不稳定基中较佳之例示系如下所示。 R 7 :碳数1至6之直链状、支链状或环状烷基 R 8 :碳数2至6之直链状、支链状或环状烷基、原菠烷基、或金刚烷基Me:甲基 R 9 :碳数1至6之直链状或支链状烷基 又,与式(1)之单位相同般,式(2)单位中之单体可单独使用或将多数混合使用亦可。 式(3)所示单位之机能,除可确保聚硅氧树脂所必要之极性的同时,亦具有可避开式(2)所示单位必要量之机能,而为具有第2极性基之结构单位。所有极性基,例如包含羟基、羰氧烷基、羧基、碳酸酯基等多数极性基,但实际上将式(1)之单位与式(2)单位组合时,并未能得到单层用丙烯酸系聚合物之效果,即未能得到高分辨率。相对于此,使用式(3)之具有内酯骨架之单位时,则可同时确保极性与高分辨率。 具有内酯骨架之聚硅氧结构,例如将内酯组入环状结构之结构,或具有键结手之结构,经由环状结构使内酯经由键结手而链接等3种报告(专利文献4)。其中,特别是使用具有脂肪族环状骨架,或具有与其键结之5员环内酯骨架,且硅原子与脂肪族环状骨架中之1个碳键结所得之支链的结构单位时,可得到极高之分辨率。 以下为可赋予最佳分辨率之2个结构单位之例示。 (其中,Y为氧原子、硫原子、或伸甲基,又,m为0或1) 又,上述例示之式(7)化合物中,Y为氧之化合物时,可显示出更高之极性效果,于用于本发明之组成物时,可形成更佳之结构单位。 又,上述式(5)所示之化合物,可分别使用m为0之物与为1之物,或以混合物形式使用亦可。 与式(1)或(2)之单位相同般,式(3)之单位中可单独使用其所属之单体,或将多数混合适用亦可。 式(1)、(2)、(3)所示结构单位,其可为2价之结构单位或3价之结构单位皆可。p、q、r分别为0时,即为3价之意,为1时则为2价之意。相对于式(1)、(2)、(3)之结构单位,2价单体为50莫耳%以上时,经由缩合所得之聚硅氧树脂会有不易固体化之倾向,而会有不易精制等情形,故以使用2价之单体低于全体之50莫耳%者为佳,更佳为20莫耳%以下,最佳为10莫耳%以下。 使用2价单体之时所选择之硅之另一侧链R 2 、R 4 、R 6 ,并未有特殊机能之需求,故一般可选择简单者,因碳数6以上时,将会有不易进行蒸馏等精制过程之倾向,故以使用碳数6以下之烃基为佳。 式(1)、(2)、(3)所示结构单位的比例中,首先需决定者为式(2)所示结构单位对全聚硅氧结构单位之比例,此单位之量比,依光阻膜所具有之曝光部与未曝光部之大致之对比所决定。该量比,依保护基之分子量等而有所不同,一般为5至80莫耳%/(全硅氧烷化合物)间者为佳,更佳为10至50莫耳%。 其次,极性基之总量,即式(1)所示单体与式(3)所示单体之合计量,以20至95莫耳%/(全聚硅氧烷化合物)间者为佳,更佳为50至90莫耳%。低于此单位时,显影时将会产生图案剥离,膨润而造成图案崩坏,相反的,过多时将会降低光阻膜之对比,使分辨率降低等。 又,式(1)所示结构单位与式(3)所示结构单位之量比,以相对于此2个结构单位之合计量而言,一边之结构单位若低于10莫耳%以下时,将未能得到此结构单位所应具有之机能。又,其各自之单位以10至90莫耳%/{(式(1)之结构单位)+(式(3)之结构单位)}为佳。 又,若相对于全聚硅氧化合物为30莫耳%以下时,可再加入式(1)至(3)所示结构单位以外之2价以上硅氧烷单体。例如硅氧烷结构单位中任一者为具有粗大侧链时,于仅调整聚硅氧烷合成之缩合条件时,亦有仅会得到分子量较低物质之情形。前述情形中,例如加入甲基硅氧烷等之仅具有碳数4以下的烷基的单元时,可使分子量向上提升。又,例如欲提高对更短波长之曝光光线,例如提高对157nm光线之透明性时,已知增加树脂所具有之单位重量下的氟原子数的数目时可显现出较佳效果,为使本发明之光阻组成物更能有效提升前述透明性时,例如可添加导入有式(1)以外结构单位之氟烷基之硅氧烷单体等。 前述硅氧烷结构之单体,例如可将相当于各自单元之水解性硅烷化合物,即将下述式(1a)至(3a)所示之硅烷单体之混合物与水接触,以进行共水解-缩合反应而合成。 R 1 R 2 p SiX3-p(1a) R 3 R 4 q SiX3-q(2a) R 5 R 6 r SiX3-r(3a)(式中,R 1 至R 6 、p、q、r具有与上述相同之内容,X为水解性基,为氢原子、氯原子、溴原子,或碳数1至6之直链状、支链状或环状烷氧基) 又,前述反应可于有机溶剂中进行。适合前述反应之酸触媒例如可使用盐酸、硝酸、乙酸、草酸、硫酸、甲烷磺酸、p-甲苯磺酸、三氟乙酸、三氟甲烷磺酸、过氯酸、磷酸、柠檬酸等。又碱基触媒例如可使用氨、甲基胺、二甲基胺、乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化四甲基铵、氢氧化四丙基铵、胆碱、二乙基羟基胺、DBU、DBN等。有机溶剂例如可由乙醇、IPA、MIBK、乙腈、DMA、DMF等极性溶剂,或苯、甲苯、二甲苯等芳香族系溶剂所选出者为佳,其可单独使用或混合使用皆可。 上述硅烷单体(1a)至(3a)之混合物之共水解-缩合物之聚硅氧树脂(聚硅氧烷化合物)之重量平均分子量(GPC聚苯乙烯换算)为1,000至100,000为佳,较佳为1,000至30,000,更佳为1,500至20,000。分子量超过100,000时,会有不易精制之情形,又,超过30,000时,依单体组合情形之不同而会有分辨率较低之倾向,超过20,000时亦会有相同之疑虑。又,低于1,500时,图案形状会有圆形之倾向,低于1,000时则会有即为显着之疑虑。此形成圆形之图案形状,于进行下层膜蚀刻之际,常会成为未能对下层膜进行垂直蚀刻加工之原因。 其次,将对本发明之光阻组成物中(B)成份之酸产生剂进行说明。 光阻组成物中所含之酸产生剂为光阻膜形成后,于图案曝光之际,经由照射光之能量而产生酸之化合物。而本发明之光阻组成物所得之光阻膜,经产生之酸以触媒之形式对聚硅氧树脂侧链之经保护的羧基之酸分解性保护基作用,而切断保护基使羧基形成自由基,而使聚硅氧树脂变化为可溶于水性碱性显影液者。酸产生剂例如于非聚硅氧系光阻组成物中已有多种例示,例如特开2004-149754号公报中亦有多种例示,基本上为完全可适用于本发明,此外,本发明中之光阻组成物,系以下述式(4)所示酸产生剂为必要者。 即,式(4)所示有机系酸产生剂,即使单独使用亦可得到适当之感度,且不会出现T-Top形状,且会出现有机系酸产生剂优点之图案侧壁出现顺畅之形状,于含聚硅氧之光阻组成物中,式(4)所示之化合物,为一极佳之有机系酸产生剂。 此情形中,式(4)所示之有机系酸产生剂,单独使用下亦为一适当之酸产生剂,亦可与其他种类之有机系酸产生剂组合使用。 更详细言之,如上所述般,一般之鎓盐以酸产生剂形式单独使用于聚硅氧系之光阻组成物时,因鎓盐具有较高之溶解阻碍效果,故常会于一般称为T-Top形状之图案上部扩张之特征。特别是于含有导入上述氟化之醇的聚硅氧之聚合物中,单独导入鎓盐作为酸产生剂使用之情形,更容易观察出T-Top形状。于微影蚀刻技术中所形成之图案,以可保持矩形性者为最佳,T-Top形状,于显影后之蚀刻制程中,将会引起未能得到所期待图案之弊害。又,T-Top形状将会于微影蚀刻制程中造成焦点景深(DOF)之劣化,而促使最解析性能劣化。因此,必须避免形成T-Top形状。又,酸产生剂于使用鎓盐时,虽同样具有高溶解阻碍性,但于反射率较高之基板上进行描绘时,会形成具有驻波之图案形状。此驻波之产生,亦为避免造成图案尺寸控制性恶化时所必须避免之事项。 使用鎓盐以外之有机系酸产生剂时,其可期待之效果例如于光阻图案形状之侧面上,可形成非常光滑之面等等。其因不具有鎓盐等具有高溶解阻碍效果之有机系酸产生剂,故无须顾虑驻波之影响。 此时,代表性之鎓盐以外之有机系酸产生剂,例如N-磺酰氧酰亚胺型光酸产生剂、琥珀酸酰亚胺、萘二羧酸酰亚胺、苯二甲酸酰亚胺、环己基二羧酸酰亚胺、5-原菠烯-2,3-二羧酸酰亚胺、7-恶双环〔2,2,1〕-5-庚烯-2,3-二羧酸酰亚胺等之酰亚胺骨架,与三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2,2,2-三氟乙烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯、4-三氟甲基苯磺酸酯、4-氟苯磺酸酯、均三甲苯(mesitylene)磺酸酯、2,4,6-三异丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、萘磺酸酯、樟脑磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等组合之化合物。 其中又以5-原菠烯-2,3-二羧酸酰亚胺、九氟丁烷磺酸酯,为于ArF曝光中为具有较佳感度之酸产生剂之一,但与鎓盐相同般,于含有聚硅氧之光阻组成物中,已知单独使用时亦容易产生T-Top形状。 又,以下之有机系酸产生剂,于ArF以后之微影蚀刻中亦不容易产生较佳之感度,故并不鼓励单独使用。 磺酰二偶氮甲烷例如有双(1,1-二甲基乙基磺酰基)二偶氮甲烷、双(环己基磺酰基)二偶氮甲烷等烷基取代磺酰二偶氮甲烷类,双(全氟异丙基磺酰基)二偶氮甲烷等氟烷基取代磺酰二偶氮甲烷类,双(苯基磺酰基)二偶氮甲烷、双(4-甲基苯基磺酰基)二偶氮甲烷、双(2,4-二甲基苯基磺酰基)二偶氮甲烷、双(2-萘基磺酰基)二偶氮甲烷、第三丁氧羰基-4-甲基苯基磺酰二偶氮甲烷等烯丙基取代磺酰二偶氮甲烷类等。 磺化(sulfone)型光酸产生剂例如有双(苯磺酰基)甲烷、双(4-甲基苯磺酰基)甲烷、双(2-萘基磺酰基)甲烷、2,2-双(苯基磺酰基)丙烷、2,2-双(4-甲基苯磺酰基)丙烷、2,2-双(2-萘磺酰基)丙烷、2-甲基-2-(对-甲苯磺酰基)苯丙酮、2-(环己基羰基)-2-(对-甲苯磺酰基)丙烷、2,4-二甲基-2-(对-甲苯磺酰基)戊烷-3-酮等。 乙二肟衍生物型之光酸产生剂,例如专利第2906999号公报或日本特开平9-301948号公报所记载之化合物,具体例如双-O-(对-甲苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(对-甲苯磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双-O-(对-甲苯磺酰基)-α-二环己基乙二肟、双-O-(对-甲苯磺酰基)-2,3-戊二酮乙二肟、双-O-(正丁烷磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(正丁烷磺酰基)-α-二苯基乙二肟、双-O-(正丁烷磺酰基)-α-二环己基乙二肟、双-O-(甲烷磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(三氟甲烷磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(2,2,2-三氟乙烷磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(10-樟脑磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(对-氟苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(对三氟甲基苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(二甲苯磺酰基)-α-二甲基乙二肟、双-O-(三氟甲烷磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(2,2,2-三氟乙烷磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(10-樟脑磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(苯磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(对氟苯磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(对三氟甲基苯磺酰基)-环己二酮二肟、双-O-(二甲苯磺酰基)-环己二酮二肟等。 又,例如美国专利第6004724号说明书所记载之肟磺酸酯,特别是例如(5-(4-甲苯磺酰基)肟基-5H-噻吩-2-亚基)苯基乙腈、(5-(10-樟脑磺酰基)肟基-5H-噻吩-2-亚基)苯基乙腈、(5-正辛烷磺酰基肟基-5H-噻吩-2-亚基)苯基乙腈、(5-(4-甲苯磺酰基)肟基-5H-噻吩-2-亚基)(2-甲苯基)乙腈、(5-(10-樟脑磺酰基)肟基-5H-噻吩-2-亚基)(2-甲苯基)乙腈、(5-正辛烷磺酰基肟基-5H-噻吩-2-亚基)(2-甲苯基)乙腈等。 又例如美国专利第6261738号说明书、日本特开2000-314956号公报中所记载之肟磺酸酯,特别是例如2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-苯基-乙酮肟-O-(2,4,6-三甲基苯基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(甲基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲基苯硫基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(3,4-二甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-苯基-丁酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯);2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-10-樟脑基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(苯基)-乙酮肟-O-(2,4,6-三甲基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4-二甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲基苯基)-乙酮肟-O-(1-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2,4,6-三甲苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-硫甲基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(3,4-二甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(4-十二烷基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-辛基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(4-甲氧基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(4-十二烷基苯基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-辛基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲硫基苯基)-乙酮肟-O-(2-萘基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(2-甲苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-甲苯基)-乙酮肟-O-苯基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-(4-氯苯基)-乙酮肟-O-苯基磺酸酯;2,2,3,3,4,4,4-七氟-1-(苯基)-丁酮肟-O-(10-樟脑基)磺酸酯;2,2,2-三氟-1-萘基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-2-萘基-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲基苯基〕-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-(苯基-1,4-二氧杂丁酰-1-基)苯基〕-乙酮肟-O-甲基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-萘基-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-2-萘基-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基磺酰基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;1,3-双〔1-(4-苯氧基苯基)-2,2,2-三氟乙酮肟-O-磺酰基〕苯基;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基磺酰氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲基羰氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔6H,7H-5,8-二羰基萘酰-2-基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-甲氧基羰基甲氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-(甲氧基羰基)-(4-胺基-1-氧杂-戊-1-基)苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔3,5-二甲基-4-乙氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔4-苯甲氧基苯基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;2,2,2-三氟-1-〔2-苯硫基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯;及2,2,2-三氟-1-〔1-二氧杂噻吩-2-基〕-乙酮肟-O-丙基磺酸酯。 又例如日本特开平9-95479号公报、特开平9-230588号公报或其说明书中之先前技术所记载之肟磺酸酯、α-(对-甲苯磺酰基肟基)苯基乙腈、α-(对-氯苯磺酰基肟基)苯基乙腈、α-(4-硝基苯磺酰基肟基)苯基乙腈、α-(4-硝基-2-三氟甲基苯磺酰基肟基)苯基乙腈、α-(苯磺酰基肟基)-4-氯苯基乙腈、α-(苯磺酰基肟基)-2,4-二氯苯基乙腈、α-(苯磺酰基肟基)-2,6-二氯苯基乙腈、α-(苯磺酰基肟基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(2-氯苯磺酰基肟基)-4-甲氧基苯基乙腈、α-(苯磺酰基肟基)-2-噻嗯基乙腈、α-(4-十二烷基苯磺酰基肟基)-苯基乙腈、α-〔(4-甲苯磺酰基肟基)-4-甲氧基苯基〕乙腈、α-〔(十二烷基苯磺酰基肟基)-4-甲氧苯基〕乙腈、α-(甲苯磺酰基肟基)-3-噻嗯基乙腈、α-(甲基磺酰基肟基)-1-环戊烯基乙腈、α-(乙基磺酰基肟基)-1-环戊烯基乙腈、α-(异丙基磺酰基肟基)-1-环戊烯基乙腈、α-(正丁基磺酰基肟基)-1-环戊烯基乙腈、α-(乙基磺酰基肟基)-1-环己烯基乙腈、α-(异丙基磺酰基肟基)-1-环己烯基乙腈、α-(正丁基磺酰基肟基)-1-环己烯基乙腈等。 又例如,双肟磺酸酯之日本特开平9-208554号公报之化合物,特别是双(α-(4-甲苯磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(苯磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(甲烷磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(丁烷磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(10-樟脑磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(4-甲苯磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(三氟甲烷磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(4-甲氧基苯磺酰氧基)亚胺基)-对苯二乙腈、双(α-(4-甲苯磺酰氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(苯磺酰氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(甲烷磺酰氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(丁烷磺酰氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(10-樟脑磺酰氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(4-甲苯磺酰基氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(三氟甲烷磺酰基氧基)亚胺基)-间苯二乙腈、双(α-(4-甲氧基苯磺酰基氧基)亚胺基)-间苯二乙腈等。 又,式(4)所示有机系酸产生剂,如上所述般,为-种单独使用亦具有适当之感度,且未出现T-Top形状,且具有有机系酸产生剂优点之于图案侧壁可产生顺畅表面化合物,故其除可单独使用以外,亦可与上述之其他种类之有机系酸产生剂组合使用。 又,可与式(4)所示有机系酸产生剂组合使用之酸产生剂中,最佳之光酸产生剂,例如鎓盐等。式(4)之酸产生剂与鎓盐组合使用时,于研究感度、图案形状、解析性能等前提下,再考虑最适当之组合。鎓盐中,特别是锍盐、碘鎓盐为有用之酸产生剂。 锍盐为锍阳离子与磺酸酯之盐,锍阳离子例如有三苯基锍、(4-第三丁氧苯基)二苯基锍、双(4-第三丁氧苯基)苯基锍、三(4-第三丁氧苯基)锍、(3-第三丁氧苯基)二苯基锍、双(3-第三丁氧苯基)苯基锍、三(3-第三丁氧苯基)锍、(3,4-二第三丁氧苯基)二苯基锍、双(3,4-二第三丁氧苯基)苯基锍、三(3,4-二第三丁氧苯基)锍、二苯基(4-硫苯氧苯基)锍、(4-第三丁氧羰基甲氧苯基)二苯基锍、三(4-第三丁氧羰基甲氧苯基)锍等取代或未取代之三苯基锍类,2-萘基二苯基锍、二甲基2-萘基锍等取代或未取代之烯丙基锍、4-羟苯基二甲基锍、4-甲氧苯基二甲基锍、三甲基锍、2-羰基环己基环己基甲基锍、三萘基锍、三苄基锍、二苯基甲基锍、二甲基苯基锍、2-羰基-2-苯基乙基硫杂环戊鎓等具有非芳香族取代基之锍等。 磺酸酯例如有三氟甲烷磺酸酯、九氟丁烷磺酸酯、十七氟辛烷磺酸酯、2,2,2-三氟乙烷磺酸酯、全氟-4-乙基环己烷磺酸酯、五氟苯磺酸酯等邻近磺酰基之碳被氟所取代之磺酸酯类,4-三氟甲基苯磺酸酯、4-氟基苯磺酸酯、均三甲苯(mesitylene)磺酸酯、2,4,6-三异丙基苯磺酸酯、甲苯磺酸酯、苯磺酸酯、4-(4’-甲苯磺酰氧基)苯磺酸酯、萘磺酸酯等芳香族磺酸酯类,樟脑磺酸酯、辛烷磺酸酯、十二烷基苯磺酸酯、丁烷磺酸酯、甲烷磺酸酯等,及烷基磺酸酯类等,前述组合所得之锍盐等。 碘鎓盐为碘鎓阳离子与磺酸酯之盐,例如有二苯基碘鎓、双(4-第三丁基苯基)碘鎓、4-第三丁氧苯基苯基碘鎓、4-甲氧苯基苯基碘鎓等之芳基碘鎓阳离子,与前述磺酸酯之组合等。 其中较适合使用之光酸产生剂为锍盐,其阳离子侧为三苯基锍、4-甲基苯基二苯基锍、4-第三丁氧基苯基二苯基锍、4-第三丁基苯基二苯基锍、三(4-第三丁基苯基)锍、4-烷氧基萘基四氢噻吩鎓、菲基二苯基锍、菲基四氢噻吩鎓等高感度及具有容许范围之安定性的阳离子。又,阴离子侧为全氟丁烷磺酸酯、全氟辛烷磺酸酯、或全氟-4-乙基环己烷磺酸酯等,邻近磺酸基之碳为氟化之磺酸类,其可得到较高之分辨率而为较佳。 本发明之光阻材料之光酸产生剂之添加量只要为有效量,则可适当选择使用,一般为相对于光阻组成物中之(A)成份100质量份为0.3至10质量份,较佳为0.5至5质量份。光酸产生剂之比例过高时,会造成分辨率降低,或显影/光阻剥离时容易产生异物等问题。上述式(4)之光酸产生剂可单独或将2种以上混合使用。又,此时式(4)之光酸产生剂之量,就有效达成本发明之目的等观点而言,以全光酸产生剂中之20至100质量%为佳,又以50至100质量%为更佳。又,使用曝光波长中透过率较低之光酸产生剂时,可使用其添加量以控制光阻膜中的透过率。 其次,将对本发明光阻组成物(C)成份之含氮有机化合物作一说明。本发明之光阻组成物中,可添加1种或2种以上含氮有机化合物。含氮有机化合物,系以抑制光酸发生剂所产生之酸扩散至光阻膜中之扩散速度为目的之方式添加。添加后,可提高分辨率,抑制曝光后之感度变化,降低对基板或环境之依存性,增加曝光宽容度或图案之外观等。前述碱性化合物例如具有第1级、第2级、第3级之脂肪族胺类,混合胺类、芳香族胺类、杂环胺类、具有羧基之含氮化合物、具有磺酰基之含氮化合物、具有羟基之含氮化合物、具有羟苯基之含氮化合物、醇性含氮化合物、酰胺衍生物、酰亚胺衍生物等。 具体而言,第1级之脂肪胺类例如有氨、甲胺、乙胺、正丙胺、异丙胺、正丁胺、异丁胺、第二丁胺、第三丁胺、戊胺、第三戊胺、环戊胺、己胺、环己胺、庚胺、辛胺、壬胺、癸胺、月桂胺、十六烷胺、甲二胺、乙二胺、四乙撑戊胺等。第二级之脂肪胺族类例如有二甲胺、二乙胺、二正丙胺、二异丙胺、二正丁胺、二异丁胺、二第二丁胺、二戊胺、二环戊胺、二己胺、二环己胺、二庚胺、二辛胺、二壬胺、二癸胺、二月桂胺、二-十六烷胺、N,N-二甲基甲撑二胺、N,N-二甲基乙二胺、N,N-二甲基四乙撑戊胺等。第三级之脂肪族胺类例如有三甲胺、三乙胺、三正丙胺、三异丙胺、三正丁胺、三异丁胺、三第二丁胺、三戊胺、三环戊胺、三己胺、三环己胺、三庚胺、三辛胺、三壬胺、三癸胺、三月桂胺、三-十六烷胺、N,N,N’,N’-四甲基甲二胺、N,N,N’,N’-四甲基乙二胺、N,N,N’,N’-四甲基四乙烯戊胺等。 又,混合胺类例如有二甲基乙胺、甲基乙基丙胺、苯甲胺、苯乙胺、苯甲基二甲胺等。芳香族胺类及杂环胺类之具体例有苯胺衍生物(例如苯胺、N-甲基苯胺、N-乙基苯胺、N-丙基苯胺、N,N-二甲基苯胺、2-甲基苯胺、3-甲基苯胺、4-甲基苯胺、乙基苯胺、丙基苯胺、三甲基苯胺、二硝基苯胺、3-硝基苯胺、4-硝基苯胺、2,4-二硝基苯胺、2,6-二硝基苯胺、3,5-二硝基苯胺、N,N-二甲基甲苯胺等)、二苯基(对甲苯基)胺、甲基二苯胺、三苯胺、苯二胺、萘胺、二胺基萘、吡咯衍生物(例如吡咯、2H-吡咯、1-甲基吡咯、2,4-二甲基吡咯、2,5-二甲基吡咯、N-甲基吡咯等)、恶唑衍生物(例如恶唑、异恶唑等)、噻唑衍生物(例如噻唑、异噻唑等)、咪唑衍生物(例如咪唑、4-甲基咪唑、4-甲基-2-苯基咪唑等)、吡唑衍生物、呋咱衍生物、吡咯啉衍生物(例如吡咯啉、2-甲基-1-吡咯啉等)、吡咯烷衍生物(例如吡咯烷、N-甲基吡咯烷、吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮等)、咪唑啉衍生物、咪唑并吡啶衍生物、吡啶衍生物(例如吡啶、甲基吡啶、乙基吡啶、丙基吡啶、丁基吡啶、4-(1-丁基戊基)吡啶、二甲基吡啶、三甲基吡啶、三乙基吡啶、苯基吡啶、3-甲基-2-苯基吡啶、4-第三丁基吡啶、二苯基吡啶、苯甲基吡啶、甲氧基吡啶、丁氧基吡啶、二甲氧基吡啶、4-吡咯烷基吡啶、2-(1-乙基丙基)吡啶、胺基吡啶、二甲胺基吡啶等)、哒嗪衍生物、嘧啶衍生物、吡嗪衍生物、吡唑啉衍生物、吡唑烷衍生物、哌啶衍生物、哌嗪衍生物、吗啉衍生物、吲哚衍生物、异吲哚衍生物、1H-吲唑衍生物、吲哚啉衍生物、喹啉衍生物(例如喹啉、3-喹啉腈等)、异喹啉衍生物、噌啉衍生物、喹唑啉衍生物、喹喔啉衍生物、酞嗪衍生物、嘌呤衍生物、喋啶衍生物、咔唑衍生物、菲绕啉衍生物、吖啶衍生物、吩嗪衍生物、1,10-菲绕啉衍生物、腺嘌呤衍生物、腺苷衍生物、鸟嘌呤衍生物、鸟苷衍生物、脲嘧啶衍生物、尿苷衍生物等等。 又,具有羧基之含氮化合物,例如胺基苯甲酸、吲哚羧酸、氨基酸衍生物(例如尼古丁酸、丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、柠檬酸、甘氨酸、组氨酸、异赖氨酸、甘氨酰白氨酸、白氨酸、蛋氨酸、苯基丙氨酸、苏氨酸、赖氨酸、3-胺基吡嗪-2-羧酸、甲氧基丙氨酸)等。具有磺酰基之含氮化合物例如3-吡啶磺酸、对甲苯磺酸吡啶鎓等。具有羟基之含氮化合物、具有羟苯基之含氮化合物、醇性含氮化合物例如有2-羟基吡啶、胺基甲酚、2,4-喹啉二醇、3-吲哚甲醇氢化物、单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-乙基二乙醇胺、N,N-二乙基乙醇胺、三异丙醇胺、2,2’-亚胺基二乙醇、2-胺基乙醇、3-胺基-1-丙醇、4-胺基-1-丁醇、4-(2-羟乙基)吗啉、2-(2-羟乙基)吡啶、1-(2-羟乙基)哌嗪、1-〔2-(2-羟基乙氧基)乙基〕哌嗪、哌嗪乙醇、1-(2-羟乙基)吡咯烷、1-(2-羟乙基)-2-吡咯烷酮、3-吡咯烷基-1,2-丙二醇、3-吡咯烷基-1,2-丙二醇、8-羟基久洛尼啶、3-啶醇、3-托品醇、1-甲基-2-吡咯烷乙醇、1-氮杂环丙烷乙醇、N-(2-羟乙基)肽酰亚胺、N-(2-羟乙基)异尼古丁酰胺等。酰胺类例如甲酰胺、N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、乙酰胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、丙酰胺、苯酰胺、1-环己基吡咯烷酮等。酰亚胺衍生物例如有酞酰亚胺、琥珀酰亚胺、马来酰亚胺等。 又,可添加1种或2种以上选自下述式(C)-1所示之碱性化合物。 (式中n为1、2或3;侧链F可为相同或相异,例如下述式(L)-1至(L)-3所示者。侧链G可为相同或相异之氢原子或直链状、支链状或环状之碳数1至20的烷基,其可含有醚基或羟基,又,L间可彼此键结形成环) 【化14】-R 1 2 -O-R 1 3 (L)-1 式中R 1 2 、R 1 4 、R 1 7 为碳数1至4之直链状、支链状伸烷基,R 1 3 、R 1 6 为氢原子或碳数1至20之直链状、支链状或环状烷基,可含有1个或多数个羟基、醚基、酯基或内酯环。R 1 5 可为单键或碳数1至4之直链状或支链状伸烷基;R 1 8 为氢原子、碳数1至20之直链状、支链状或环状烷基,其可含有1个或多数个羟基、醚基、酯基或内酯环。 上述式(C)-1所示化合物之具体例系如下所示。 三(2-甲氧甲氧乙基)胺、三{2-(2-甲氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(2-甲氧乙氧甲氧基)乙基}胺、三{2-(1-甲氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧乙氧基)乙基}胺、三{2-(1-乙氧丙氧基)乙基}胺、三〔2-{2-(2-羟基乙氧基)乙氧基}乙基〕胺、4,7,13,16,21,24-六氧杂-1,10-二氮杂二环〔8,8,8〕二十六烷、4,7,13,18-四氧杂-1,10-二氮杂二环〔8,5,5〕二十烷、1,4,10,13-四氧杂-7,16-二氮杂二环十八烷、1-氮杂-12-冠-4、1-氮杂-15-冠-5、1-氮杂-18-冠-6、三(2-甲酰氧乙基)胺、三(2-乙酰氧乙基)胺、三(2-丙酰氧乙基)胺、三(2-丁酰氧乙基)胺、三(2-异丁酰氧乙基)胺、三(2-戊酰氧乙基)胺、三(2-己酰氧乙基)胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(乙酰氧乙酰氧基)乙胺、三(2-甲氧羰氧乙基)胺、三(2-第三丁氧羰氧乙基)胺、三[2-(2-羰丙氧基)乙基]胺、三[2-(甲氧羰甲基)氧乙基]胺、三[2-(第三丁氧羰甲基氧基)乙基]胺、三[2-(环己氧基羰甲氧基)乙基]胺、三(2-甲氧羰乙基)胺、三(2-乙氧基羰乙基)胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(甲氧羰基)乙胺,N,N-双(2-乙酰氧基乙基)2-(甲氧羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(2-甲氧乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(2-甲氧乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(羟基乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(乙酰氧乙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-[(甲氧羰基)甲氧羰基]乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-[(甲氧羰基)甲氧羰基]乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(2-羰丙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(2-羰丙氧羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(四氢糠氧基羰基)乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-(四氢糠氧基羰基)乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-[2-(羰基四氢呋喃-3-基)氧羰基]乙胺、N,N-双(2-乙酰氧乙基)2-[(2-羰基四氢呋喃-3-基)氧羰基]乙胺、N,N-双(2-羟乙基)2-(4-羟基丁氧羰基)乙胺、N,N-双(2-甲酰氧乙基)2-(4-甲酰氧基丁氧羰基)乙胺、N,N-双(2-甲酰氧乙基)2 (2-甲酰氧乙氧基羰基)乙胺、N,N-双(2-甲氧乙基)2-(甲氧羰基)乙胺、N-(2-羟乙基)双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-乙酰氧乙基)双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-羟乙基)双[2-(乙氧羰基)乙基]胺、N-(2-乙酰氧乙基)双[2-(乙氧羰基)乙基]胺、N-(3-羟基-1-丙基)双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(3-乙酰氧基-1-丙基)双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-(2-甲氧乙基)双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-丁基双[2-(甲氧羰基)乙基]胺、N-丁基双[2-(2-甲氧乙氧羰基)乙基]胺、N-甲基双(2-乙酰氧乙基)胺、N-乙基双(2-乙酰氧乙基)胺、N-甲基双(2-三甲基乙酰氧乙基)胺、N-乙基双[2-(甲氧基羰氧基)乙基]胺、N-乙基双[2-(第三丁氧羰氧基)乙基]胺、三(甲氧羰甲基)胺、三(乙氧羰甲基)胺、N-丁基双(甲氧羰甲基)胺、N-己基双(甲氧羰甲基)胺、β-(二乙胺基)-δ-戊内酰胺等。 又,例如可添加1种或2种以上具有下式(C)-2所示之环状结构的碱性化合物。 (式中,L系如上所述,R 1 9 为碳数2至20之直链状或支链状伸烷基,其可含有1个或多数个羰基、醚基、酯基或硫醚)。 上述式(C)-2之具体例如1-[2-(甲氧甲氧基)乙基]吡咯烷、1-[2-(甲氧甲氧基)乙基]哌啶、4-[2-(甲氧甲氧基)乙基]吗啉、1-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]吡咯烷、1-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]哌啶、4-[2-[2-(甲氧乙氧基)甲氧基]乙基]吗啉、乙酸2-(1-吡咯基)乙酯、乙酸2-哌啶基乙酯、乙酸2-吗啉乙酯、甲酸2-(1-吡咯基)乙酯、丙酸2-哌啶基乙酯、乙酰氧乙酸2-吗啉乙酯、甲氧基乙酸2-(1-吡咯基)乙酯、4-[2-(甲氧羰氧基)乙基]吗啉、1-[2-(第三丁氧羰氧基)乙基]哌啶、4-[2-(2-甲氧乙氧羰氧基)乙基]吗啉、3-(1-吡咯基)丙酸甲酯、3-哌啶基丙酸甲酯、3-吗啉基丙酸甲酯、3-(硫基吗啉基)丙酸甲酯、2-甲基-3-(1-吡咯基)丙酸甲酯、3-吗啉基丙酸乙酯、3-哌啶基丙酸甲氧羰基甲酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-羟乙酯、3-吗啉基丙酸2-乙酰氧乙酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-羰基四氢呋喃-3-酯、3-吗啉基丙酸四氢糠酯、3-哌啶基丙酸缩水甘油酯、3-吗啉基丙酸2-甲氧基乙酯、3-(1-吡咯基)丙酸2-(2-甲氧乙氧基)乙酯、3-吗啉基丙酸丁酯、3-哌啶基丙酸环己酯、α-(1-吡咯基)甲基-γ-丁内酯、β-哌啶基-γ-丁内酯、β-吗啉基-δ-戊内酯、1-吡咯基乙酸甲酯、哌啶基乙酸甲酯、吗啉基乙酸甲酯、硫基吗啉基乙酸甲酯、1-吡咯基乙酸乙酯、吗啉基乙酸2-甲氧基乙酯。 又,可再添加式(C)-3至(C)-6所示含有氰基之碱性化合物。 (式中L、R 1 9 、n系与前述式(C)-1例示之内容相同,R 2 0 、R 2 1 系为相同或相异之碳数1至4之直链状或支链状伸烷基) 上述式(C)-3至(C)-6所示之含有氰基之碱性化合物之具体例如3-(二乙胺基)丙腈、N,N-双(2-羟乙基)-3-胺基丙腈、N,N-双(2-乙酰氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-双(2-甲酰氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-双(2-甲氧乙基)-3-胺基丙腈、N,N-双[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-氰乙基)-N-(2-羟乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-乙酰氧乙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-氰乙基)-N-乙基-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-羟乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-乙酰氧乙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲酰氧乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(3-羟基-1-丙基)-3-胺基丙腈、N-(3-乙酰基-1-丙基)-N-(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-(3-甲酰氧基-1-丙基)-3-胺基丙腈、N-(2-氰乙基)-N-四氢糠基-3-胺基丙腈、N,N-双(2-氰乙基)-3-胺基丙腈、二乙胺基乙腈、N,N-双(2-羟乙基)胺基乙腈、N,N-双(2-乙酰氧乙基)胺基乙腈、N,N-双(2-甲酰氧乙基)胺基乙腈、N,N-双(2-甲氧乙基)胺基乙腈、N,N-双[2-(甲氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-氰甲基-N-(2-羟乙基)-3-胺基丙酸甲酯、N-(2-乙酰氧乙基)-N-氰甲基-3-胺基丙酸甲酯、N-氰甲基-N-(2-羟乙基)胺基乙腈、N-(2-乙酰氧乙基)-N-(氰甲基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲酰氧乙基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(2-甲氧乙基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-[2-(甲氧甲氧基)乙基]胺基乙腈、N-(氰甲基)-N-(3-羟基-1-丙基)胺基乙腈、N-(3-乙酰氧基-1-丙基)-N-(氰甲基)胺基乙腈、N-氰甲基-N-(3-甲酰氧基-1-丙基)胺基乙腈、N,N-双(氰甲基)胺基乙腈、1-吡咯烷基丙腈、1-哌啶基丙腈、4-吗啉基丙腈、1-吡咯烷基乙腈、1-哌啶基乙腈、4-吗啉基乙腈、3-二乙胺基丙酸氰甲酯、N,N-双(2-羟乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-双(2-乙酰氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-双(2-甲酰氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-双(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸氰甲酯、N,N-双[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙酸氰甲酯、3-二乙胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-双(2-羟乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-双(2-乙酰氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-双(2-甲酰氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-双(2-甲氧乙基)-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、N,N-双[2-(甲氧甲氧基)乙基]-3-胺基丙酸(2-氰乙基)酯、1-吡咯烷基丙酸氰甲酯、1-哌啶基丙酸氰甲酯、4-吗啉基丙酸氰甲酯、1-吡咯烷基丙酸(2-氰乙基)酯、1-哌啶基丙酸(2-氰乙基)酯、4-吗啉基丙酸(2-氰乙基)酯。 又,例如下述式(C)-7所示具有咪唑骨架及极性官能基之含氮有机化合物。 (式中,R 2 2 为碳数2~20之直链状、支链状或环状之具有极性官能基的烷基,极性官能基为含有1个或多数个羟基、羰基、酯基、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基、缩醛基。R 2 3 、R 2 4 、R 2 5 系氢原子、碳数1~10之直链状、支链状或环状烷基、芳基或芳烷基)。 又,例如式(C)-8所示之含有苯并咪唑骨架与极性官能基之含氮有机化合物。 (式中R 2 6 为氢原子、碳数1~10之直链状、支链状或环状烷基、芳基或芳烷基。R 2 7 为碳数1~20之直链状、支链状或环状之具有极性官能基的烷基,其为含有1个以上酯基、缩醛基、氰基等极性官能基,其他例如可含有1个以上之羟基、羰基、醚基、硫醚基、碳酸酯基)。 又,例如下述式(C)-9及(C)-10所示之具有极性官能基之含氮杂环化合物。 (式中A为氮原子或C-R 3 4 。B为氮原子或C-R 3 5 。而R 2 8 为碳数2~20之直链状、支链状或环状之具有极性官能基的烷基,其可含有1个以上之羟基、羰基、酯基、醚基、硫醚基、碳酸酯基、氰基、缩醛基等极性官能基。R 2 9 、R 3 0 、R 3 1 、R 3 2 系氢原子、碳数1~10之直链状、支链状或环状烷基或芳基,或R 2 9 与R 3 0 、R 3 1 与R 3 2 各自键结形成苯环、萘环或吡啶环。R 3 3 为氢原子、碳数1~10之直链状、支链状或环状烷基或芳基。R 3 4 、R 3 5 为氢原子、碳数1~10之直链状、支链状或环状烷基或芳基。R 3 3 与R 3 5 可键结形成苯环或萘环)。 又,本发明(C)成份之含氮有机化合物(碱性化合物)之添加量,相对于基础树脂之(A)成份100质量份为0.001~2质量份,又以0.01~1质量份为更佳。添加量低于0.001质量份时,则未能显现添加效果,超过2质量份时亦会有感度过度降低之情形。 本发明之光阻组成物中,(D)成份之有机溶剂只要是可溶解光阻组成物中之固体成份、光酸产生剂、其他添加剂等之有机溶剂即可。 前述有机溶剂例如环己酮、甲基-2-n-戊酮等之酮类;3-甲氧基丁醇、3-甲基-3-甲氧基丁醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇等醇类;丙二醇单甲醚、乙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、乙二醇单乙醚、丙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚等醚类;丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙酮酸乙酯、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸第三丁酯、丙酸第三丁酯、丙二醇单第三丁醚乙酸酯等酯类;γ-丁内酯等内酯类,其可单独使用1种或将2种以上混合使用,且不限定于上述溶剂。本发明中,前述溶剂中对于光阻成份中酸产生剂具有优良溶解性者,例如二乙二醇二甲醚或1-乙氧基-2-丙醇、丙二醇单甲醚乙酸酯及其混合溶剂。 有机溶剂之使用量系对于光阻组成物中之固体成份100质量份,为使用500至1,500份,特别是以800至1,500份为更佳。 本发明之光阻材料中可添加其他成份之经由酸分解产生酸的化合物(酸增殖化合物)。这些化合物记载于J.Photopolym.Sci.and Tech.,8.43-44,45-46(1995),J.Photopolym.Sci.and Tech.,9.29-30(1996)。 酸增殖化合物例如第三丁基-2-甲基-2-甲苯氧磺酰氧基甲基乙酸酯、2-苯基-2-(2-甲苯磺酰氧基乙基)-1,3-二环氧丁烷等,但并不受此限制。公知之光酸产生剂中,安定性,特别是热安定性较差的化合物大部分具有酸增殖化合物的特性。 本发明之光阻材料中之酸增殖化合物的添加量为,相对于光阻材料中之(A)成份100质量份为添加2质量份以下,更佳为1质量份以下。添加量过多时,将因不容易控制扩散状态,而容易引起分辨率劣化、图案形状劣化等。 又,本发明之光阻材料中可再添加作为添加剂之炔醇衍生物,添加后,可使保存安定性向上提升。 炔醇衍生物较佳者为过苯酚61,过苯酚82,过苯酚104,过苯酚104E,过苯酚104H,过苯酚104A,过苯酚TG,过苯酚PC,过苯酚440,过苯酚465,过苯酚485(气体制造及化学公司制)、过苯酚E1004(日信化学工业(株)制)等市售物品,其为分子内具有炔醇骨架之聚伸烷氧化物醇衍生物。 上述炔醇衍生物之添加量,相对于光阻组成物100质量%为0至2质量%,更佳为0.01至2质量%,最佳为0.02至1质量%。超过2质量%时则会使光阻材料之分辨率降低。 本发明之光阻材料,除上述成份以外,可在为提高涂布性之目的上添加其他习用之界面活性剂作为任意成份。又,此任意成份之添加量为在不妨碍本发明效果之范围内之一般添加量。 其中,界面活性剂以非离子性者为佳,例如全氟烷基聚氧乙烯乙醇、氟化烷酯、全氟烷基胺氧化物、全氟烷基EO附加物、含氟有机硅氧烷系化合物等。例如氟莱特“FC-430”、“FC-431”(皆为住友3M公司制)、沙氟隆“S-141”、“S-145”、“KH-10”、“KH-20”、“KH-30”、“KH-40”(皆为旭硝子公司制)、优尼但“DS-401”、“DS-403”、“DS-451”(皆为大金工业公司制)、美格氟“F-8151”(大日本油墨公司制)、“X-70-092”、“X-70-093”(皆为信越化学工业公司制)等等。其中较佳者为氟莱特“FC-430”(住友3M公司制)、“KH-20”、“KH-30”(皆为旭硝子公司制)、“X-70-093”(信越化学工业公司制)等。 其次,将说明光阻组成物之形成。使用本发明光阻组成物之图案形成方法,例如可采用公知之微影蚀刻技术等,例如于硅晶圆等基板上以旋转涂布方式涂布厚度0.1至1.0 μ m之膜,将其于加热板上以60至200℃、10秒至10分钟、较佳为80至150℃、30秒至5分钟之预热。其次在上述光阻膜上覆盖欲形成目的图案之光罩后,以波长300nm以下之远紫外线、准分子激光线、X线等高能量线或电子线在曝光量为1至200mJ/cm 2 左右,较佳为10至100mJ/cm 2 下照射。接着在加热板上,以60至150℃、10秒至5分钟,较佳为80至130℃、30秒至3分钟进行曝光后烧培(PEB)。再使用0.1至5质量%,较佳为2至3质量%之四甲基氢氧化铵(THAM)等碱性水溶液之显像液,以10秒至3分钟,较佳为30秒至2分钟以浸渍(dip)法、搅拌(puddle)法、喷撒法(spray)法等常用显影方法,在基板上形成目的之图案。本发明之光阻材料特别适合于高能线中,以245~120nm之远紫外线或准分子激光,特别是248nm之KrF、193nm之ArF、146nm之Kr2、134nm之KrAr等准分子激光,157nm之F2、126nm之Ar2等激光,X射线及电子线之微细图案描绘,其不仅用于干式曝光,亦可用于浸渍法之曝光。 有关2层光阻于进行基板加工制程之概要系如下所示。被加工基板一般为无机基板,其系依后述方式形成下层膜,于该膜上涂布本发明之光阻组成物,以形成光阻膜。又,必要时于光阻组成物与下层膜之间可形成抗反射膜。光阻膜于依上述方法形成图案后,将光阻图案作为蚀刻光罩将图案转印于下层膜上。氧气体蚀刻系以氧气体为主成份所得之反应性等离子蚀刻法,依此方法时,为于光阻图案上形成对氧气体蚀刻具有更高耐性之氧化硅时,可以高长宽比对底层之有机膜进行加工。氧气以外,为防止因过度蚀刻而形成T-冠状时,可添加以保护侧壁为目的SO2、CO2、CO、NH3、N2气体。又,显影后为去除光阻膜之残渣,使线路边缘更为平滑而防止粗糙时,于进行氧气体蚀刻之前,可使用氟系气体进行短时间之蚀刻。又,于此氧气体之蚀刻中,因光阻组成物含有大量之氟,故会降低与有机膜之间的选择比,使高长宽比之加工形成困难,因此本发明之光阻的设计极为有用。 其次,对被加工膜进行干蚀刻加工。被加工膜为SiO2或Si3 N4时,可使用氟系气体为主成份进行蚀刻。氟系气体例如CF4、CHF3、CH2 F2、C2 F6、C3 F8、C4 F10、C5 F12等。此时与被加工膜进行干蚀刻之同时,可将含硅之光阻膜予以剥离。被加工膜为多硅、钨硅氧化物、TiN/Al等情形时,可使用氯、溴气体为主成份进行蚀刻。 于作为上述2层光阻使用之下层膜的有机材料,已有许多公知之化合物,而皆可使用。若对有机膜再作说明时,基本上以芳香族系树脂为佳,又,为防止本发明之光阻组成物于涂布、成膜之际产生互混(intermixing)现象,成膜时以可形成交联者为佳。 芳香族系树脂,例如酚醛清漆树脂、聚羟基苯乙烯系树脂等,为使前述有机膜于转印图案后,将基板进行蚀刻加工时可提高蚀刻耐性等目的上,可有效使用含有芴骨架,或茚骨架者。又,亦可于此有机膜上形成抗反射膜,再于其上形成本发明之光阻膜,有机膜只要具有抗反射机能时,即可使制程更简便的进行,而为更佳。为赋予此抗反射机能时,一般以使用具有蒽骨架或萘骨架,或具有共价不饱和键结之苯骨架的树脂为佳。 交联之形成方法,可使用热硬化性树脂,或负型光阻组成物之交联法等予以形成,一般例如对于具有酚或烷氧基苯、醇或羧酸等官能基之树脂,可将由加入使经热分解而产生酸之物质,与六烷氧甲基三聚氰胺开始,将上述官能基与经由酸触媒而可形成交联之交联剂所得之组成物溶液涂布于被加工基板上,经由加热发生酸,而形成交联之方法。