感放射线性组合物、抗蚀剂图案形成方法及感放射线性酸产生剂与流程

[相关申请案的交叉参照]本申请案主张基于2022年7月26日提出申请的日本专利申请案编号2022-119054号的优先权，将其全文以参照方式并入本说明书中。本揭示涉及一种感放射线性组合物、抗蚀剂图案形成方法及感放射线性酸产生剂。

背景技术：

1、于半导体组件中的微细的电路形成中，利用了使用感放射线性组合物的光微影技术。作为光微影技术的代表性顺序，首先，对由感放射线性组合物形成的被膜(以下，亦称为“抗蚀剂膜”)，介隔屏蔽图案照射放射线，利用通过放射线照射而产生的酸所参与的化学反应，使抗蚀剂膜中的曝光部与未曝光部之间产生相对于显影液的溶解速度的差。继而，使曝光后的抗蚀剂膜与显影液接触，由此使曝光部或未曝光部溶解于显影液中。由此，于基板上形成抗蚀剂图案。

2、于利用光微影技术的半导体组件的电路形成中，为了形成更微细的抗蚀剂图案，对作为感放射线性组合物的主要成分之一的感放射线性酸产生剂进行了各种研究(例如，参照专利文献1及专利文献2)。于专利文献1中，揭示了一种感放射线性组合物，其含有如下盐、即包含具有(硫)缩醛环与饱和环的螺环结构的阴离子、以及阳离子的盐作为酸产生剂。另外，于专利文献2中，揭示了一种感放射线性组合物，其含有如下盐、即包含具有(硫)缩醛内酯环与脂环式烃的螺环结构的阴离子、以及阳离子的盐作为酸产生剂。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本专利特开2011-37837号公报

6、专利文献2：日本专利特开2018-135321号公报

技术实现思路

1、发明所欲解决的课题

2、于使用感放射线性组合物的光微影技术中，通过利用arf准分子激光等短波长的放射线、或使用于利用液状介质充满曝光装置的透镜与抗蚀剂膜之间的空间的状态下进行曝光的液浸曝光法(液体浸没式微影(liquid immersion lithography))来推进图案的微细化。另外，作为下一代技术，亦研究了使用电子束、x射线及极紫外线(extremeultraviolet，euv)等波长更短的放射线的微影技术。于针对此种下一代技术的努力中，于感放射线性组合物的放射线感度、或作为表示抗蚀剂图案的线宽的偏差的指标的线宽粗糙度(line width roughness，lwr)性能、抗蚀剂图案的形状性(例如，抗蚀剂图案的剖面形状的矩形性等)、显影缺陷的减少的方面，要求超出先前性能的性能。

3、本揭示是鉴于所述课题而成，其目的之一在于提供一种显示出高感度、且lwr性能及图案形状性优异、并且显影缺陷少的感放射线性组合物、图案形成方法及感放射线性酸产生剂。

4、解决课题的手段

5、本发明人等人为了解决本课题而反复努力研究，结果发现，通过使用具有特定结构的鎓盐化合物，可解决所述课题。具体而言，根据本揭示，提供以下手段。

6、本揭示于一实施方式中提供一种感放射线性组合物，其含有：具有酸解离性基的聚合物、以及下述式(1)所表示的化合物。

7、[化1]

8、

9、(式(1)中，l1为具有通过单环式饱和脂肪族烃环的两个亚甲基分别经取代为(硫)醚键而于同一碳上键结有两个氧、两个硫或一个氧与一个硫的(硫)缩醛环的基，或者为下述式(l-2)所表示的基；

10、[化2]

11、

12、(式(l-2)中，l2为碳数7以上的桥环脂环式基；x3为单键、氧原子、硫原子或-so2-；d为1或2；“*3”表示与w1或羧基的键结键)

13、w1为单键或碳数1～40的(b+1)价的有机基；r1、r2及r3相互独立地为氢原子、碳数1～10的烃基、氟原子或氟烷基；rf为氟原子或氟烷基；a为0～8的整数；b为1～4的整数；d为1或2；其中，于l1为所述式(l-2)所表示的基的情况下，式(1)中的d与所述式(l-2)中的d为相同的值；于a为2以上的情况下，多个r1相同或不同，多个r2相同或不同；于d为2的情况下，多个w1相同或不同，多个b相同或不同；m+为一价阳离子)

14、本揭示于另一实施方式中提供一种抗蚀剂图案形成方法，其包括：将所述感放射线性组合物涂布于基板上来形成抗蚀剂膜的工序；对所述抗蚀剂膜进行曝光的工序；以及对曝光后的所述抗蚀剂膜进行显影的工序。

15、本揭示于另一实施方式中提供一种感放射线性酸产生剂，其由所述式(1)表示。

16、发明的效果

17、本揭示的感放射线性组合物通过一并包含具有酸解离性基的聚合物、以及所述式(1)所表示的化合物，可显示出高感度、且于抗蚀剂图案形成时可显现出优异的lwr性能及图案形状性、并且可减少显影缺陷。另外，通过本揭示的抗蚀剂图案形成方法，由于使用本揭示的感放射线性组合物，因此可获得lwr性能及图案形状性优异、而且显影缺陷少的抗蚀剂图案。因此，可实现微细的抗蚀剂图案的进一步的高精度化及高质量化。另外，通过本揭示的感放射线性酸产生剂，可形成可显示出高感度、于抗蚀剂图案形成时可显现出优异的lwr性能及图案形状性、并且显影缺陷少的抗蚀剂图案。

技术特征：

1.一种感放射线性组合物，含有：

2.根据权利要求1所述的感放射线性组合物，其中所述l1为具有(硫)缩醛环的基，且由下述式(l-1)表示，

3.根据权利要求1所述的感放射线性组合物，其中所述式(1)中的与l1键结的部分结构“-w1-(cooh)b”的一个以上中，w1为具有环结构的基，羧基的一个以上键结于w1中的环上。

4.根据权利要求3所述的感放射线性组合物，其中羧基的一个以上键结于芳香环上。

5.根据权利要求1所述的感放射线性组合物，其中所述式(1)中的与l1键结的部分结构“-w1-(cooh)b”的一个以上中，w1为单键，

6.根据权利要求5所述的感放射线性组合物，其中所述环rx为多环脂肪族烃环、多环饱和杂环或多环芳香族烃环，

7.根据权利要求1所述的感放射线性组合物，其中所述聚合物包含下述式(3)所表示的结构单元，

8.根据权利要求1所述的感放射线性组合物，其进而含有通过放射线的照射而产生比自所述式(1)所表示的化合物产生的酸弱的酸的化合物。

9.一种抗蚀剂图案形成方法，包括：

10.根据权利要求9所述的抗蚀剂图案形成方法，其中于所述进行显影的工序中，利用碱性显影液对曝光后的所述抗蚀剂膜进行显影。

11.一种感放射线性酸产生剂，由下述式(1)表示，

技术总结一种感放射线性组合物，含有：具有酸解离性基的聚合物、以及式(1)所表示的化合物。L1为具有(硫)缩醛环的基等。W1为单键或碳数1～40的(b+1)价的有机基。R1、R2及R3相互独立地为氢原子、碳数1～10的烃基、氟原子或氟烷基。Rf为氟原子或氟烷基。a为0～8的整数。b为1～4的整数。d为1或2。于a为2以上的情况下，多个R1相同或不同，多个R2相同或不同。于d为2的情况下，多个W1相同或不同，多个b相同或不同。M+为一价阳离子。技术研发人员：根本龙一,三宅正之,三田伦广,宫尾健介,冈崎聪司受保护的技术使用者：JSR株式会社技术研发日：技术公布日：2024/12/23