发明名称 聚苯乙烯系高分子化合物及增强化学性之正型光阻材料
摘要 一种重量平均分子量为1,000~500,000之高分子化合物,且系末端为P之下式(1)化合物。(式中,R为OH或OR3;R1为H或CH3;R2为烷基;R3为酸不稳定基;X≧0、y>0、k≧0、m≧0、n>0、0<q≦0.8、p+q=1;p为H、烷基、烯基、芳香族烃基、羧基、OH、-(R4)h(COR5)r、-R4(OH)r或-R4(OR5)r;(R4为(r+1)价之脂肪族烃基、脂环式饱和烃基或芳香族烃基;R5为烷基、芳香族烃基、烷氧基或烃基;h为0或1、r为1~3之正整数)]以本发明高分子化合物作为增强化学性之正型光阻材料之基础树脂,可感应高能量线,具有优良之感度、解像度及耐乾蚀刻性,且具有优良之光阻图型之耐热性及重现性。
申请公布号 TW480370 申请公布日期 2002.03.21
申请号 TW087116628 申请日期 1998.10.07
申请人 信越化学工业股份有限公司 发明人 渡边修;岛田顺次;名仓茂广;武田隆信
分类号 G03F7/039 主分类号 G03F7/039
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种重量平均分子量为1,000-500,000之高分子化合物,其系含有末端为P之下式(1):[(式中,R为羟基或OR3基,且至少有一个为羟基;R1为氢原子或甲基;R2为碳数1-15之直链、支链或环状烷基;R3为下式(7)或(8)所示基团、碳数4-20之三级烷基、各烷基碳数为1-6之三烷基矽烷基、碳数4-20之碳烷基中所选出之1种或2种以上之基团;又,x为0或正整数、y为正整数、且为满足x+y≦5之数,k为0或正整数、m为0或正整数、n为正整数、且为满足k+m+n≦5之数;p、q为正数,且为满足0<q≦0.8.p+q=1之数;又,n为2以上时,R3可为相同或不同;为重量平均分子量为1,000-500,000之数;P为氢原子、碳数1-15之直链、支链或环状烷基或烯基、碳数6-30之芳香族烃基、羧基、羟基、或为下式(2)、(3)、(4)所示基团,其末端并不同时为氢原子)(式中,R4为(r+1)价之碳数1-15之脂肪族烃基、脂环式饱和烃基或碳数6-30之芳香族烃基;R5为碳数1-15之直链、支链或环状烷基、碳数6-30之芳香族烃基、碳数1-30之烷氧基或羟基;R5a为碳数1-30之直链、支链或环状烷基或碳数6-50之芳香族烃基;h为0或1.r为1-3之正整数)又,上记式(1)所示高分子中以R所示之苯酚性羟基、上记式(2)中R5所示之羟基及上记式(3)中之羟基中1个或2个以上之羟基,与烯醚化合物或卤化烷醚化合物反应所得之具有C-O-C基交联基可于分子内及/或分子间形成交联,上记酸不稳定基与交联基之总量系为式(1)之苯酚性羟基、上记式(2)中R5之羟基及上记式(3)中之羟基的氢原子全体之0莫耳%至80莫耳%,且交联基之含量为0莫耳%至20莫耳%之范围;(式中,R9.R10为氢原子或碳数1-8之直链、支链或环状烷基,R11为碳数1-18之可具有杂原子之1价烃基,R9与R10.R9与R11.R10与R11可形成环,形成环时,R9.R10.R11各自为碳数1-18之直链、支链或环状伸烷基;R12为碳数4-20之三级烷基、各烷基各自为碳数为1-6之三烷基矽烷基、碳数4-20之碳烷基或上式(7)所示基团;a为0-6之整数)。2.如申请专利范围第1项项记载之高分子化合物,其为下式(5)所示之化合物:[(式中,R为羟基或OR3基,且至少有一个为羟基;R1为氢原子或甲基;R2为碳数1-15之直链、支链或环状烷基;R3为下式(7)或(8)所示基团、碳数4-20之三级烷基、各烷基碳数为1-6之三烷基矽烷基、碳数4-20之碳烷基中所选出之1种或2种以上之基团;R9.R10为氢原子或碳数1-8之直链、支链或环状烷基;R11为碳数1-18之可具有杂原子之1价烃基,R9与R10,R9与R11,R10与R11可形成环,形成环时R9.R10.R11各自为碳数1-18之直链或支链之伸烷基;R12为碳数4-20之三级烷基,各烷基为碳数1-6之三烷基矽烷基、碳数4-20之碳烷基或-CR9R10OR11基;a为0-6之整数,又,p1.p2为正数,q1.q2为0或正数,且满足0<p1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8,0≦q1/(p1+q1+q2+p2)≦0.8,0≦q2/(p1+q1+q2+p2)≦0.8,p1+q1+q2+p2=1之数,但q1与q2不同时为0;x、y、k、m、n、、P各自具有与上记内容相同之意义)又,上记式(5)所示高分子中以R所示之苯酚性羟基、上记式(2)中R5所示之羟基及上记式(3)中之羟基中任何1个或2个以上羟基之氢原子经解离所得之氧原子可与下记式(6a)或(6b)所示具有C-O-C基之交联基于分子内及/或分子间形成交联,上记酸不稳定基与交联基之总量系为式(5)高分子化合物中R所示之苯酚性羟基、上记式(2)中R5之羟基及上记式(3)中之羟基的氢原子全体之0莫耳以上,80莫耳以下之范围;(式中,R6.R7为氢原子或碳数1-8之直链、支链或环状烷基;或R6与R7可形成环,形成环时,R6.R7为碳数1-8之直链或支链之伸烷基;R8为碳数1-10之直链、支链或环状之伸烷基;d为0或1-10之整数;A为具有c价之碳数1-50之脂肪族或脂环式烃基、芳香族烃基或杂环基,此些基团中可夹有杂原子,或与碳原子键结之氢原子中之一部分可被烃基、羧基、醯基或氟原子所取代;B为-CO-O-、-NHCO-O-或-NHCONH-;c为2-8.c'为1-7之整数)(式中,R9.R10为氢原子或碳数1-8之直链、支链或环状烷基,R11为碳数1-18之可具有杂原子之1价烃基,R9与R10.R9与R11.R10与R11可形成环,形成环时,R9.R10.R11各自为碳数1-18之直链、支链或环状伸烷基;R12为碳数4-20之三级烷基、各烷基各自为碳数为1-6之三烷基矽烷基、碳数4-20之碳烷基或上式(7)所示基团;a为0-6之整数)]。3.如申请专利范围第2项记载之高分子化合物,其中具有式(6a)或(6b)所示C-O-C基之交联基,为下式(6a')或(6b')所示基团;(式中,R6.R7为氢原子或碳数1-8之直链、支链或环状烷基,或R6与R7可形成环,形成环时,R6.R7为碳数1-8之直链或支链之伸烷基;R8为碳数1-10之直链、支链或环状之伸烷基;d为0或1-5之整数;A为具有c〞价之碳数1-20之直链、支链或环状之伸烷基、烷三基、烷四基、碳数6-30之伸芳基,此些基团中可来有杂原子,或与碳原子键结之氢原子中之一部分可被烃基、羧基、醯基或氟原子所取代;B为-CO-O-、-NHCO-O-或-NHCONH-;c〞为2-4.c"'为1-3之整数)。4.一种增强化学性之光阻材料,其系含有,(A)有机溶剂;(B)作为基础树脂之申请项1-3项中任一项记载之高分子化合物;(C)酸产生剂。5.如申请专利范围第4项记载之增强化学性之光阻材料,其中可再添加(D):与(B)成分不同之具有下式(9)所示重复单位之重量平均分子量3,000-300,000之高分子化合物,其中苯酚性羟基中氢原子之一部份被1种或2种以上之酸不稳定基以全体之0莫耳%以上80莫耳%以下之比例部分取代;[(式中,R1.R2.R9.R10.R11具有与上述内容相同之意义,R12为与-CR9R10OR11不同之酸不稳定基,e、f为0或正数,g为正数,e+f+g=1,且0≦e/(e+f+g)≦0.5,0.4≦g/(e+f+g)≦0.9);又,上记式(9)所示高分子化合物之苯酚性羟基,可与烯醚化合物或卤化烷醚化合物反应以所得之具有C-O-C基交联基于分子内及/或分子间形成交联,上记酸不稳定基与交联基之总量为式(9)中,e=0,f=0,g=1时之苯酚性羟基的氢原子全体之0莫耳%以上,80莫耳%以下之范围]。6.如申请专利范围第4或5项记载之光阻材料,其可再添加(E):溶解控制剂。7.如申请专利范围第4项记载之光阻材料,其可再添加(F):作为添加剂之硷性化合物。8.如申请专利范围第4项记载之光阻材料,其可再添加(G):作为添加剂之分子内具有≡C-COOH基之芳香族化合物。9.如申请专利范围第4项记载之光阻材料,其可再添加(H):紫外线吸收剂。10.如申请专利范围第4项记载之光阻材料,其可再添加(I):炔醇衍生物。11.一种图型之形成方法,其系包含,(i)将申请专利范围第4至10项中任一项记载之光阻材料涂布于基板上之步骤及,(ii)其次于60-150℃,1-10分钟下加热后,藉由光罩以波长300nm以下之高能量线或电子线进行曝光之步骤,(iii)必要时于经60-150℃,1-5分钟下加热处理后,使用显像液显像之步骤。
地址 日本
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