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1、(10)申请公布号 CN 102890414 A (43)申请公布日 2013.01.23 C N 1 0 2 8 9 0 4 1 4 A *CN102890414A* (21)申请号 201210251271.5 (22)申请日 2012.07.19 2011-157537 2011.07.19 JP G03F 7/004(2006.01) G03F 7/00(2006.01) (71)申请人住友化学株式会社 地址日本国东京都 (72)发明人市川幸司 山口训史 铃木雄喜 (74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任 公司 11021 代理人贺卫国 (54) 发明名称 抗蚀剂组合物和用于生产抗。
2、蚀图案的方法 (57) 摘要 本发明公开了抗蚀剂组合物和用于生产抗 蚀图案的方法,所述抗蚀剂组合物具有:具有由 式(I)表示的结构单元的树脂,在碱性水溶液中 不可溶或难溶但是通过酸的作用变得可溶于碱性 水溶液并且不包含由式(I)表示的结构单元的树 脂,和具有酸不稳定基团的酸生成剂,其中R 1 、A 1 、 A 13 、A 14 、X 12 如说明书中限定。 (30)优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书89页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 89 页 1/2页 2 1.一种抗蚀剂组合物,所述抗蚀剂组合物包含: 具有由式。
3、(I)表示的结构单元的树脂, 在碱性水溶液中不可溶或难溶但是通过酸的作用变得可溶于碱性水溶液并且不包含 由式(I)表示的结构单元的树脂,和 具有酸不稳定基团的酸生成剂, 其中R 1 表示氢原子或甲基; A 1 表示C 1 至C 6 烷二基; A 13 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 18 二价脂肪族烃基; X 12 表示*-CO-O-或*-O-CO-;*表示与A 13 的结合; A 14 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 17 脂肪族烃基。 2.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,其中所述具有酸不稳定基团的酸生成剂是由 式(II)表示的酸生成剂; 其中R 21 和R 2。
4、2 独立地表示氟原子或C 1 至C 6 全氟烷基; L 21 表示单键或C 1 至C 20 二价烃基,并且所述二价烃基中所含的一个或多个-CH 2 -可以 被-O-或-CO-代替; R 24 表示C 1 至C 12 烃基; 环W 21 表示任选取代的C 3 至C 18 烃环; Z + 表示有机阳离子。 3.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 1 是1,2-亚乙基。 4.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 13 是C 1 至C 6 全氟烷二基。 5.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的X 12 是*-CO-O-,*表示与A 13 的结合。 6.根。
5、据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 14 是环丙基甲基、环戊基、 环己基、降冰片基或金刚烷基。 7.根据权利要求2所述的抗蚀剂组合物,其中式(II)中的L 21 是单键或 * -CO-O-L 22 -, L 22 表示C 1 至C 6 烷二基,*表示与-CR 21 R 22 -的碳原子的结合。 权 利 要 求 书CN 102890414 A 2/2页 3 8.根据权利要求2所述的抗蚀剂组合物,其中在式(II)中的Z + 是三芳基锍阳离子。 9.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物,所述抗蚀剂组合物还包含溶剂。 10.一种用于生产抗蚀图案的方法,所述方法包括下列步骤: (1)将权利要。
6、求1所述的抗蚀剂组合物涂敷到基材上; (2)将涂敷的组合物干燥以形成组合物层; (3)将所述组合物层曝光; (4)将曝光的组合物层加热,和 (5)将加热的组合物层显影。 权 利 要 求 书CN 102890414 A 1/89页 4 抗蚀剂组合物和用于生产抗蚀图案的方法 0001 相关申请的交叉引用 0002 该申请要求2011年7月19日提交的日本申请2011-157537的优先权。该日本申 请2011-157537的全部内容通过引用结合于此。 技术领域 0003 本发明涉及抗蚀剂组合物和用于生产抗蚀图案的方法。 背景技术 0004 专利文献JP-2010-197413A描述了一种抗蚀剂组合。
7、物,所述抗蚀剂组合物包含树 脂和酸生成剂,所述树脂具有含由式(u-A)和式(u-B)表示的结构单元的聚合物,和含由式 (u-B)、式(u-C)和式(u-D)表示的结构单元的聚合物。 0005 0006 然而,采用所述的常规抗蚀剂组合物,由该抗蚀剂组合物提供的图案线边缘粗糙 度(LER)和分辨率可能不总是令人满意。 发明内容 0007 本发明提供下列至的发明。 0008 一种抗蚀剂组合物,所述抗蚀剂组合物包含: 0009 具有由式(I)表示的结构单元的树脂, 0010 在碱性水溶液中不可溶或难溶但是通过酸的作用变得可溶于碱性水溶液并且不 包含由式(I)表示的结构单元的树脂,和 0011 具有酸不。
8、稳定基团(acid labile group)的酸生成剂, 0012 说 明 书CN 102890414 A 2/89页 5 0013 其中R 1 表示氢原子或甲基; 0014 A 1 表示C 1 至C 6 烷二基; 0015 A 13 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 18 二价脂肪族烃基; 0016 X 12 表示*-CO-O-或*-O-CO-; 0017 *表示与A 13 的结合(bond); 0018 A 14 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 17 脂肪族烃基。 0019 根据的抗蚀剂组合物,其中所述具有酸不稳定基团的酸生成剂是由式 (II)表示的酸生成剂; 。
9、0020 0021 其中R 21 和R 22 独立地表示氟原子或C 1 至C 6 全氟烷基; 0022 L 21 表示单键或C 1 至C 20 二价烃基,并且所述二价烃基中所含的一个或多个-CH 2 -可 以被-O-或-CO-代替; 0023 R 24 表示C 1 至C 12 烃基; 0024 环W 21 表示任选取代的C 3 至C 18 烃环; 0025 Z + 表示有机阳离子。 0026 根据或的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 1 是1,2-亚乙基。 0027 根据至中任一项的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 13 是C 1 至C 6 全 氟烷二基。 0028 根据至中任一项的抗蚀剂组合。
10、物,其中式(I)中的X 12 是*-CO-O-,* 表示与A 13 的结合。 0029 根据至中任一项的抗蚀剂组合物,其中式(I)中的A 14 是环丙基甲基、 环戊基、环己基、降冰片基或金刚烷基。 0030 根据至中任一项的抗蚀剂组合物,其中式(II)中的L 21 是单键或 * -CO-O-L 22 -,L 22 表示C 1 至C 6 烷二基,*表示与-CR 21 R 22 -的碳原子的结合。 0031 根据至中任一项的抗蚀剂组合物,其中在式(II)中的Z + 是三芳基锍 阳离子。 说 明 书CN 102890414 A 3/89页 6 0032 根据至中任一项的抗蚀剂组合物,所述抗蚀剂组合物。
11、还包含溶剂。 0033 一种用于生产抗蚀图案的方法,所述方法包括下列步骤: 0034 (1)将至中任一项的抗蚀剂组合物涂敷到基材上; 0035 (2)将涂敷的组合物干燥以形成组合物层; 0036 (3)将所述组合物层曝光; 0037 (4)将曝光的组合物层加热,和 0038 (5)将加热的组合物层显影。 具体实施方式 0039 在本说明书的化学结构式中,除非另有说明,对举例说明的取代基基团所作的碳 数目的合适选择适用于所有具有那些相同取代基基团的化学结构式。除非另有说明,这些 可以包括直链、支链、环状结构和它们的组合中的任一种。当存在立体异构形式时,包括全 部的立体异构形式。 0040 “(甲。
12、基)丙烯酸类单体”指的是至少一种具有“CH 2 CH-CO-”或“CH 2 C(CH 3 )-CO-”结构的单体,并且“(甲基)丙烯酸酯”和“(甲基)丙烯酸”分别指的是“至少 一种丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯”和“至少一种丙烯酸或甲基丙烯酸”。 0041 0042 本发明的抗蚀剂组合物含有: 0043 树脂(在下文中有时称为“树脂(A)”),和 0044 具有酸不稳定基团的酸生成剂。 0045 在本说明书中,如下文描述的,“酸不稳定基团”是指这样的基团,其具有消除基团 并且其中该消除基团通过接触酸而离去,导致形成亲水性基团如羟基或羧基。 0046 另外,根据需要,本发明的抗蚀剂组合物优选含有溶剂(在。
13、下文中有时称为“溶剂 (E)”)和/或在本技术领域中被认为是猝灭剂的添加剂,诸如碱性化合物(在下文中有时 称为“碱性化合物(C)”)。 0047 0048 树脂(A)包含: 0049 具有由式(I)表示的结构单元的树脂(在下文中有时称为“树脂(A1)”),和 0050 在碱性水溶液中不可溶或难溶但是通过酸的作用变得可溶于碱性水溶液并且不 包含由式(I)表示的结构单元的树脂(在下文中有时称为“树脂(A2)”)。 0051 此外,树脂(A)可以含有不同于所述树脂(A1)和所述树脂(A2)的结构单元。 0052 0053 树脂(A1)具有由式(I)表示的结构单元(在下文中有时称为“结构单元(I)”)。
14、。 0054 说 明 书CN 102890414 A 4/89页 7 0055 其中R 1 表示氢原子或甲基; 0056 A 1 表示C 1 至C 6 烷二基; 0057 A 13 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 18 二价脂肪族烃基; 0058 X 12 表示*-CO-O-或*-O-CO-; 0059 *表示与A 13 的结合; 0060 A 14 表示任选具有一个或多个卤素原子的C 1 至C 17 脂肪族烃基。 0061 在式(I)中,A 1 的烷二基的实例包括链烷二基,如亚甲基、1,2-亚乙基、丙烷-1, 3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基。
15、、己烷-1,6-二基;支链烷二 基,如1-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、1-甲基丁 烷-1,4-二基、2-甲基丁烷-1,4-二基。 0062 A 13 的卤素原子的实例包括氟、氯、溴和碘原子。氟原子是优选的。 0063 A 13 的二价脂肪族烃基可以是链状和环状脂肪族烃基中的任一种,以及两个或更多 个这样的基团的组合。脂肪族烃基可以包括碳-碳双键,优选是饱和的脂肪族烃基,更优选 烷二基和二价脂环烃基。 0064 A 13 的任选具有一个或多个卤素原子的脂肪族烃基优选是任选具有一个或多个氟 原子的饱和脂肪族烃基。 0065 任选具有一个或多个卤素。
16、(优选氟)原子的链状二价脂肪族烃基的实例包括亚甲 基、二氟亚甲基、1,2-亚乙基、全氟1,2-亚乙基、丙烷二基、全氟丙烷二基、丁烷二基、全氟 丁烷二基、戊烷二基、全氟戊烷二基、二氯亚甲基和二溴亚甲基。 0066 任选具有一个或多个卤素(优选氟)原子的环状二价脂肪族烃基可以是单环的或 多环的烃基。其实例包括单环脂肪族烃基,如环己烷二基、全氟环己烷二基和全氯环己烷二 基;多环脂肪族烃基,如金刚烷二基、降冰片烷二基和全氟金刚烷二基。 0067 A 14 的脂肪族烃基可以是链状和环状脂肪族烃基中的任一种,并且可以是两个或更 多个这样的基团的组合。脂肪族烃基可以包括碳-碳双键,优选是饱和的脂肪族烃基,更。
17、优 选是烷基和脂环烃基。 0068 A 14 的任选具有一个或多个卤素原子的脂肪族烃基优选是任选具有一个或多个氟 原子的饱和脂肪族烃基。 0069 任选具有一个或多个卤素(优选氟)原子的链状脂肪族烃基的实例包括二氟甲 基、三氟甲基、甲基、1,1,1-三氟乙基、1,1,2,2-四氟乙基、乙基、全氟乙基、全氟丙基、1,1, 1,2,2-五氟丙基、丙基、全氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、丁基、全氟戊基、1,1,1,2, 说 明 书CN 102890414 A 5/89页 8 2,3,3,4,4-九氟戊基、戊基、己基、全氟己基、庚基、全氟庚基、辛基、全氟辛基、三氯甲基和 三溴甲基。 。
18、0070 任选具有一个或多个卤素(优选氟)原子的环状脂肪族烃基可以是单环的或多环 的烃基。其实例包括单环脂肪族烃基,诸如环戊基、环己基、全氟环己基和全氯环己基;多环 脂肪族烃基,诸如金刚烷基、降冰片基和全氟金刚烷基。 0071 链状和环状脂肪族烃基的组合的实例包括环丙基甲基、环戊基甲基、环己基甲基、 金刚烷基甲基和全氟金刚烷基甲基。 0072 式(I)中的A 1 优选是C 2 至C 4 烷二基,并且更优选是1,2-亚乙基。 0073 A 13 的脂肪族烃基优选是C 1 至C 6 脂肪族烃基,并且更优选是C 2 至C 3 脂肪族烃基。 0074 A 14 的脂肪族烃基优选是C 3 至C 12 脂。
19、肪族烃基,并且更优选是C 3 至C 10 脂肪族烃基。 在这些中,A 14 优选是包括脂环族烃基的C 3 至C 12 脂肪族烃基,并且更优选是环丙基甲基、环 戊基、环己基、降冰片基和金刚烷基。 0075 结构单元(I)的具体实例包括如下。 0076 说 明 书CN 102890414 A 6/89页 9 0077 说 明 书CN 102890414 A 7/89页 10 0078 此外,结构单元(I)的实例包括:其中对应于上面所示结构单元中的R 1 的甲基被 氢原子代替的结构单元。 0079 结构单元(I)是从式(I)表示的化合物(在下文中有时称为“化合物(I)”) 衍生的。 0080 008。
20、1 其中R 1 、A 1 、A 13 、X 12 和A 14 具有以上的相同定义。 0082 化合物(I)可以用下列方法生产: 0083 0084 其中R 1 、A 1 、A 13 、X 12 和A 14 具有以上的相同定义。 0085 可以通过由式(Is-1)表示的化合物与由式(Is-2)表示的羧酸反应而获得化合物 (I)。该反应通常在溶剂存在下进行。溶剂的优选实例包括四氢呋喃和甲苯。该反应可 以与已知的酯化催化剂例如酸催化剂、碳二亚胺催化剂共存。 0086 作为由式(Is-1)表示的化合物,可以使用商售产品或用已知方法生产的化合 说 明 书CN 102890414 A 10 8/89页 1。
21、1 物。已知的方法包括将(甲基)丙烯酸或其衍生物,例如,(甲基)丙烯酰氯与适合的二醇 (HO-A 1 -OH)缩合的方法。甲基丙烯酸羟乙酯可以以商售产品使用。 0087 可以用已知方法生产由式(Is-2)表示的羧酸。由式(Is-2)表示的羧酸的实例包 括下列化合物。 0088 0089 0090 树脂(A1)可以包括不同于结构单元(I)的结构单元。 0091 不同于结构单元(I)的结构单元的实例包括:从如下所述具有酸不稳定基团的单 体(在下文中有时称为“酸不稳定单体(a1)”)衍生的结构单元,从如下所述不含酸不稳定 基团的单体(在下文中有时称为“酸稳定单体” )衍生的结构单元,如下所述由式(I。
22、II-1) 表示的结构单元(在下文中有时称为“结构单元(III-1)”),如下所述由式(III-2)表示的 结构单元(在下文中有时称为“结构单元(III-2)”),本领域中已知单体衍生的结构单元。 在这些之中,结构单元(III-1)和结构单元(III-2)是优选的。 0092 说 明 书CN 102890414 A 11 9/89页 12 0093 其中R 11 表示氢原子或甲基; 0094 A 11 表示C 1 至C 6 烷二基; 0095 R 12 表示具有氟原子的C 1 至C 10 烃基。 0096 0097 其中R 21 表示氢原子或甲基; 0098 环W 2 表示C 6 至C 10 。
23、烃环; 0099 A 22 表示-O-、*-CO-O-或*-O-CO-,*表示与环W 2 的结合; 0100 R 22 表示具有氟原子的C 1 至C 6 烷基。 0101 在式(III-1)中,A 11 的烷二基的实例包括链状烷二基诸如亚甲基、1,2-亚乙基、 丙烷-1,3-二基、丙烷-1,2-二基、丁烷-1,4-二基、戊烷-1,5-二基、己烷-1,6-二基;支 链烷二基,诸如1-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,3-二基、2-甲基丙烷-1,2-二基、 1-甲基丁烷-1,4-二基和2-甲基丁烷-1,4-二基。 0102 R 12 的具有氟原子的烃基可以是具有氟原子的烷基和具有氟原子的脂。
24、环烃基。 0103 烷基的实例包括甲基、乙基、正-丙基、异-丙基、正-丁基、仲-丁基、叔-丁基、 异-丁基、正-戊基、异-戊基、叔-戊基、新-戊基和己基。 0104 具有氟原子的烷基的实例包括氟化的烷基,比如如下所述的基团,二氟甲基、三氟 甲基、1,1-二氟乙基、2,2-二氟乙基、2,2,2-三氟乙基、全氟乙基、1,1,2,2-四氟丙基、1,1, 2,2,3,3-六氟丙基、全氟乙基甲基、1-(三氟甲基)-1,2,2,2-四氟乙基、全氟丙基、1,1,2, 2-四氟丁基、1,1,2,2,3,3-六氟丁基、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟丁基、全氟丁基、1,1-双(三 氟)甲基-2,2,2-三氟。
25、乙基、2-(全氟丙基)乙基、1,1,2,2,3,3,4,4-八氟戊基、全氟戊基、 1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-十氟戊基、1,1-双(三氟甲基)-2,2,3,3,3-五氟丙基、全氟戊基、 2-(全氟丁基)乙基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5-十氟己基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6-十二氟 己基、全氟戊基甲基和全氟己基。 0105 说 明 书CN 102890414 A 12 10/89页 13 0106 脂环烃基优选是其中移除氢原子的脂肪族烃基的饱和环。脂肪族烃基的饱和环的 实例包括下列基团。 0107 0108 具有氟原子的脂环烃基的实例包括氟化环烷基,诸。
26、如全氟环己基和全氟金刚烷 基。 0109 环W 2 的烃环可以是脂环烃环,并且优选是饱和的脂环烃环。饱和的脂环烃环的实 例包括金刚烷环和环己烷环,并且金刚烷环是优选的。 0110 结构单元(III-1)的实例包括下列结构单元。 0111 0112 此外,结构单元(III-1)的实例包括:其中对应于上面所示的结构单元中的R 11 的 甲基被氢原子代替的结构单元。 说 明 书CN 102890414 A 13 11/89页 14 0113 结构单元(III-2)的实例包括下列结构单元。 0114 0115 此外,结构单元(III-2)的实例包括:其中对应于上面所示的结构单元中的R 21 的 甲基被。
27、氢原子代替的结构单元。 0116 相对于构成树脂(A1)的总结构单元(100摩尔),树脂(A1)中的结构单元(I) 的比例一般是5至100摩尔,优选10至100摩尔。 0117 当树脂(A1)含有结构单元(III-1)和/或结构单元(III-2)时,其在树脂(A1) 中的总比例相对于构成树脂(A1)的总结构单元(100摩尔),一般是1至95摩尔,优 选2至80摩尔,更优选5至70摩尔,还更优选5至50摩尔并且特别优选5至30摩 尔。 0118 结构单元(III-1)结构单元(III-2)的重量比优选是,例如,0100至 1000,更优选397至973,还更优选5050至955。 0119 为了。
28、实现结构单元(I)、结构单元(III-1)和/或结构单元(III-2)在树脂(A1)中 的比例在上述范围内,在生产树脂(A1)时,待使用的化合物(I)、产生结构单元(III-1) 的单体和/或产生结构单元(III-2)的单体的量可以相对于待使用的单体的总量调节(这 同样适用于在下文中的相应的比例调节)。 0120 可以使用至少一种化合物(I)、至少一种产生结构单元(III-1)的单体和/或 至少一种产生结构单元(III-2)的单体,以及任选地,如下所述的至少一种酸不稳定单体 (a1),至少一种酸稳定单体和/或至少一种已知化合物,通过已知的聚合方法例如自由基 聚合法生产树脂(A1)。 0121 。
29、树脂(A1)的重均分子量优选是5,000以上(更优选7,000以上,并且还更优选 10,000以上),并且80,000以下(更优选50,000以下,并且还更优选30,000以下)。 0122 重均分子量是使用聚苯乙烯作为标准产品、用凝胶渗透色谱法测定的值。该分析 的具体条件描述在实施例中。 0123 0124 树脂(A2)是具有在碱性水溶液中不可溶或难溶但是通过酸的作用变得可溶于碱 性水溶液中的性质的树脂。这里“通过酸的作用变得可溶于碱性水溶液中的树脂”指的是 具有酸不稳定基团并且在与酸接触以前在碱性水溶液中不可溶或难溶,而在与酸接触以后 变得可溶于碱性水溶液的树脂。 说 明 书CN 1028。
30、90414 A 14 12/89页 15 0125 因此,树脂(A2)优选是具有至少一个衍生自酸不稳定单体(a1)的结构单元的树 脂。 0126 此外,树脂(A2)可以包含不同于具有酸不稳定基团的结构单元的结构单元,条件 是树脂(A2)具有以上性质并且不具有结构单元(I)。 0127 不同于具有酸不稳定基团的结构单元的结构单元的实例包括从酸稳定单体衍生 的结构单元、从本领域已知的单体衍生的结构单元、上述结构单元(III-1)和/或结构单元 (III-2)。 0128 0129 “酸不稳定基团”指的是具有消除基团并且其中该消除基团通过与酸接触而离去, 导致形成亲水基团如羟基或羧基的基团。酸不稳定。
31、基团的实例包括由式(1)表示的基团和 由式(2)表示的基团。在下文中,由式(1)表示的基团有时称为“酸不稳定基团(1)”,并且 由式(2)表示的基团有时称为“酸不稳定基团(2)”。 0130 0131 其中R a1 至R a3 独立地表示C 1 至C 8 烷基或C 3 至C 20 脂环族烃基,或者R a1 与R a2 可 以结合在一起而形成C 2 至C 20 二价烃基,*表示结合(bond)。特别是,所述结合在这里表示 结合位点(这将同样适用于在下文中的“结合”)。 0132 0133 其中R a1 和R a2 独立地表示氢原子或C 1 至C 12 烃基,R a3 表示C 1 至C 20 烃基。
32、,或 者R a2 与R a3 可以结合在一起而形成二价C 2 至C 20 烃基,并且所述烃基或二价烃基中含有 的一个或多个-CH 2 -可以被-O-或-S-代替,*表示结合。 0134 R a1 至R a3 的烷基实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和己基。 0135 R a1 至R a3 的脂环烃基的实例包括单环烃基,诸如环烷基,即,环戊基、环己基、甲基 环己基、二甲基环己基、环庚基、环辛基;和多环烃基,诸如十氢化萘基、金刚烷基、降冰片基 (即,二环2.2.1庚基),和甲基降冰片基以及下列基团。 0136 0137 包含在R a1 至R a3 的脂环烃基中的氢原子可以被烷基取代。在该情形中,。
33、脂环烃基 的碳数目与烷基和脂环烃基的总碳数目相当。 说 明 书CN 102890414 A 15 13/89页 16 0138 R a1 至R a3 的脂环烃基优选具有3至16个碳原子,并且更优选具有4至16个碳原 子。 0139 当R a1 和R a2 结合在一起而形成C 2 至C 20 二价烃基时,基团-C(R a1 )(R a2 )(R a3 )的实 例包括下列基团。该二价烃基优选具有3至12个碳原子。*表示与-O-的结合。 0140 0141 酸不稳定基团(1)的具体实例包括,例如, 0142 1,1-二烷基烷氧基羰基(在式(1)中,其中R a1 至R a3 是烷基的基团,优选叔-丁 。
34、氧基羰基), 0143 2-烷基金刚烷-2-基氧基羰基(在式(1)中,其中R a1 、R a2 和碳原子形成金刚烷基 并且R a3 是烷基的基团),和 0144 1-(金刚烷-1-基)-1-烷基烷氧基羰基(在式(1)中,其中R a1 和R a2 是烷基并且 R a3 是金刚烷基的基团)。 0145 R a1 至R a3 的烃基包括烷基、脂环烃基和芳香族烃基中的任一种。 0146 芳香族烃基的实例包括芳基,诸如苯基、萘基、蒽基、对-甲基苯基、对-叔丁基苯 基、对-金刚烷基苯基、甲苯基、二甲苯基、枯烯基、2,4,6-三甲苯基、联苯基、菲基、2,6-二 乙基苯基和2-甲基-6-乙基苯基。 0147 。
35、通过与R a2 和R a3 结合而形成的二价烃基的实例包括二价脂肪族烃基。 0148 R a1 和R a2 中的至少一个优选是氢原子。 0149 酸不稳定基团(2)的具体实例包括下列基团。 0150 0151 酸不稳定单体(a1)优选是具有酸不稳定基团和碳-碳双键的单体,并且更优选是 具有酸不稳定基团的(甲基)丙烯酸类单体。 说 明 书CN 102890414 A 16 14/89页 17 0152 在具有酸不稳定基团的(甲基)丙烯酸类单体中,优选地是,具有C 5 至C 20 脂环烃 基的单体。当使用可以通过将具有大体积结构诸如脂环烃基的单体聚合而获得的树脂时, 在生产抗蚀图案期间趋于获得具有。
36、优异分辨率的抗蚀剂组合物。 0153 具有酸不稳定基团(1)和碳-碳双键的(甲基)丙烯酸类单体的实例优选包括下 列由式(a1-1)表示的单体和由式(a1-2)表示的单体(在下文中有时称为“单体(a1-1)” 和“单体(a1-2)”)。这些可以以单一单体或以两种或更多种单体的组合使用。 0154 0155 其中L a1 和L a2 独立地表示*-O-或*-O-(CH 2 ) k1 -CO-O-,k1表示1至7的整数,*表 示与羰基的结合; 0156 R a4 和R a5 独立地表示氢原子或甲基; 0157 R a6 和R a7 独立地表示C 1 至C 8 烷基或C 3 至C 10 脂环烃基; 0。
37、158 m1表示0至14的整数; 0159 n1表示0至10的整数;和 0160 n1表示0至3的整数。 0161 在式(a1-1)和式(a1-2)中,L a1 和L a2 优选是*-O-或*-O-(CH 2 ) k1 -CO-O-,这里 k1表示1至4的整数并且更优选1,并且更优选是*-O-。 0162 R a4 和R a5 优选是甲基。 0163 R a6 和R a7 的烷基实例包括甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基和辛基。在这些中,R a6 和R a7 的烷基优选是C 1 至C 6 烷基。 0164 R a6 和R a7 的脂环烃基的实例包括单环烃基诸如环戊基、环己基、甲基环己基、二 甲。
38、基环己基、环庚基、环辛基;和多环烃基诸如十氢化萘基、金刚烷基、降冰片基(即,二环 2.2.1庚基),和甲基降冰片基以及以上基团。在这些中,R a6 和R a7 的脂环烃基优选是C 3 至C 8 脂环烃基,并且更优选是C 3 至C 6 脂环烃基。 0165 m1优选是0至3的整数,并且更优选0或1。 0166 n1优选是0至3的整数,并且更优选0或1。 0167 n1优选是0或1,并且更优选1。 0168 单体(a1-1)的实例包括JP 2010-204646A中描述的单体。在这些中,所述单体 优选是下列由式(a1-1-1)至式(a1-1-8)表示的单体,并且更优选由式(a1-1-1)至式 (a。
39、1-1-4)表示的单体。 0169 说 明 书CN 102890414 A 17 15/89页 18 0170 单体(a1-2)的实例包括(甲基)丙烯酸1-乙基-1-环戊烷-1-基酯、(甲基) 丙烯酸1-乙基-1-环己烷-1-基酯、(甲基)丙烯酸1-乙基-1-环庚烷-1-基酯、(甲 基)丙烯酸1-甲基-1-环戊烷-1-基酯和(甲基)丙烯酸1-异丙基-1-环戊烷-1-基 酯。在这些中,所述单体优选是下列由式(a1-2-1)至式(a1-2-12)表示的单体,并且更优 选由式(a1-2-3)、式(a1-2-4)、式(a1-2-9)和式(a1-2-10)表示的单体,并且还更优选由 式(a1-2-3)和。
40、式(a1-2-9)表示的单体。 0171 0172 当树脂(A2)含有结构单元(a1-1)和/或结构单元(a1-2)时,其总比例相对于树 脂(A2)的总结构单元(100摩尔),一般是10至95摩尔,优选15至90摩尔,更优选 20至85摩尔。 0173 具有酸不稳定基团(2)和碳-碳双键的单体的实例包括由式(a1-5)表示的单体。 这种单体有时在下文中称为“单体(a1-5)”。当树脂(A2)具有从单体(a1-5)衍生的结构 单元时,趋于获得较少缺陷的抗蚀图案。 0174 0175 其中R 31 表示氢原子、卤素原子或任选具有卤素原子的C 1 至C 6 烷基; 0176 Z 1 表示单键或*-O。
41、-(CH 2 ) k4 -CO-L 4 -,k4表示1至4的整数,*表示与L 1 的结合; 说 明 书CN 102890414 A 18 16/89页 19 0177 L 1 、L 2 、L 3 和L 4 独立地表示*-O-或*-S-。 0178 s1表示1至3的整数; 0179 s1表示0至3的整数。 0180 在式(a1-5)中,R 31 优选是氢原子、甲基或三氟甲基; 0181 L 1 优选是-O-; 0182 L 2 和L 3 独立地优选是*-O-或*-S-,并且更优选一个是-O-且另一个是-S-; 0183 s1优选是1; 0184 s1优选是0至2的整数; 0185 Z 1 优选是。
42、单键或-CH 2 -CO-O-。 0186 单体(a1-5)的实例包括下述单体: 0187 说 明 书CN 102890414 A 19 17/89页 20 0188 说 明 书CN 102890414 A 20 18/89页 21 0189 当树脂(A2)含有从单体(a1-5)衍生的结构单元时,其相对于构成树脂(A2)的总 结构单元(100摩尔)的比例,一般是1至50摩尔,优选3至45摩尔,并且更优选5 至40摩尔。 0190 0191 作为酸稳定单体,具有羟基或内酯环的单体是优选的。当使用含有从具有羟基的 单体(在下文中这种酸稳定单体有时称为“酸稳定单体(a2)”)或具有内酯环的酸稳定单 。
43、体(在下文中这种酸稳定单体有时称为“酸稳定单体(a3)”)衍生的结构单元的树脂时,抗 蚀图案对基底的粘附性和抗蚀图案的分辨率趋于提高。 0192 0193 优选根据生产抗蚀图案时曝光光源的种类选择具有羟基的酸稳定单体(a2)。 0194 当KrF受激准分子激光光刻法(248nm),或高能辐射诸如电子束或EUV光被用于抗 蚀剂组合物时,使用具有酚羟基的酸稳定单体诸如羟基苯乙烯作为酸稳定单体(a2)是优 选的。 说 明 书CN 102890414 A 21 19/89页 22 0195 当使用ArF受激准分子激光光刻法(193nm),即,使用短波长受激准分子激光光刻 法时,使用由式(a2-1)表示。
44、的具有羟基金刚烷基的酸稳定单体作为酸稳定单体(a2)是优 选的。 0196 具有羟基的酸稳定单体(a2)可以以单一单体或以两种或更多种单体的组合使 用。 0197 具有羟基金刚烷基的酸稳定单体的实例包括由式(a2-1)表示的单体。 0198 0199 其中L a3 表示-O-或*-O-(CH 2 ) k2 -CO-O-; 0200 k2表示1至7的整数; 0201 *表示与-CO-的结合; 0202 R a14 表示氢原子或甲基; 0203 R a15 和R a16 独立地表示氢原子、甲基或羟基; 0204 o1表示0至10的整数。 0205 在式(a2-1)中,L a3 优选是-O-、-O-。
45、(CH 2 ) f1 -CO-O-,这里f1表示1至4的整数,并 且更优选是-O-。 0206 R a14 优选是甲基。 0207 R a15 优选是氢原子。 0208 R a16 优选是氢原子或羟基。 0209 o1优选是0至3的整数,并且更优选是0或1的整数。 0210 酸稳定单体(a2-1)的实例包括JP 2010-204646A中描述的单体。在这些中,所 述单体优选是下列由式(a2-1-1)至式(a2-1-6)表示的单体,更优选由式(a2-1-1)至式 (a2-1-4)表示的单体,并且还更优选由式(a2-1-1)和式(a2-1-3)表示的单体。 0211 0212 当树脂(A2)含有从。
46、式(a2-1)表示的单体衍生的酸稳定结构单元时,其相对于构 成树脂(A2)的总结构单元(100摩尔)的比例,通常是3至45摩尔,优选5至40摩 说 明 书CN 102890414 A 22 20/89页 23 尔,更优选5至35摩尔,并且还更优选5至30摩尔。 0213 0214 酸稳定单体(a3)中包含的内酯环可以是单环化合物诸如-丙内酯环、-丁内 酯、-戊内酯,或具有单环内酯环和其它环的稠环。在这些中,-丁内酯和具有-丁内 酯和其它环的稠环是优选的。 0215 具有内酯环的酸稳定单体(a3)的实例包括由式(a3-1)、式(a3-2)和式(a3-3)表 示的单体。这些单体可以以单一单体或以两。
47、种或更多种单体的组合使用。 0216 0217 其中L a4 至L a6 独立地表示-O-或*-O-(CH 2 ) k3 -CO-O-; 0218 k3表示1至7的整数,*表示与-CO-的结合; 0219 R a18 至R a20 独立地表示氢原子或甲基; 0220 R a21 在每一次出现时表示C 1 至C 4 烷基; 0221 p1表示0至5的整数; 0222 R a22 至R a23 在每一次出现时独立地表示羧基、氰基和C 1 至C 4 烷基; 0223 q1和r1独立地表示0至3的整数。 0224 在式(a3-1)至(a3-3)中,L a4 至L a6 包括与以上L a3 中所述相同的。
48、基团,并且独立地 优选是-O-、*-O-(CH 2 ) k3 -CO-O-,这里k3表示1至4的整数(优选1),并且更优选-O-; 0225 R a18 至R a21 独立地优选是甲基。 0226 R a22 和R a23 独立地优选是羧基、氰基或甲基; 0227 p1至r1独立地优选是0至2的整数,并且更优选是0或1的整数。 0228 单体(a3)的实例包括JP 2010-204646A中描述的单体。在这些中,所述单体优 选是下列由式(a3-1-1)至式(a3-1-4)、式(a3-2-1)至式(a3-2-4)、式(a3-3-1)至式 (a3-3-4)表示的单体,更优选由式(a3-1-1)至式(a3-1-2)、式(a3-2-3)至式(a3-2-4)表 示的单体,并且更加优选由式(a3-1-1)和式(a3-2-3)表示的单体。 0229 说 明。