锍盐、聚合物、抗蚀剂组合物和图案化方法技术

技术编号:20284931 阅读:24 留言:0更新日期:2019-02-10 17:40
本发明专利技术为锍盐、聚合物、抗蚀剂组合物和图案化方法。涂布包含衍生自具有聚合性基团的特定结构的锍盐的重复单元的聚合物,以形成因为改进的LWR、CDU和分辨率而适于精确图案化的抗蚀剂膜。

Sulfonium salt, polymer, corrosion inhibitor compositions and patterned methods

The invention relates to a matte salt, a polymer and an anticorrosive agent composition and a patterned method. Polymers containing repetitive units derived from specific structures of matte salts with polymeric groups are coated to form precisely patterned anti-corrosion film due to improved LWR, CDU and resolution.

【技术实现步骤摘要】
锍盐、聚合物、抗蚀剂组合物和图案化方法相关申请的交叉引用本非临时申请在美国法典第35卷第119节(a)款下要求2017年7月27日于日本提交的第2017-145057号专利申请的优先权,所述专利申请的全部内容通过引用并入本文。
本专利技术涉及锍盐、聚合物、抗蚀剂组合物和图案化方法。
技术介绍
为了满足LSI的更高集成度和运行速度的要求,减小图案尺度(patternrule)的努力正在迅速进行。广泛的闪存市场和对增加存储容量的需求推动了小型化技术的发展。作为先进的小型化技术,已经大规模实施通过ArF光刻法制造65nm节点的微电子器件。通过下一代ArF浸没式光刻法制造45纳米节点器件正在接近大批量应用的边缘。下一代32纳米节点的候选者包括与高折射率透镜和高折射率抗蚀剂膜组合使用具有比水更高的折射率的液体的超高NA透镜浸没式光刻法,已对波长为13.5nm的EUV光刻法和ArF光刻法的双重图案化版进行积极的研究工作。由于图案特征尺寸减小,接近光的衍射极限,光对比度降低。在正型抗蚀剂膜的情况下,光对比度的降低导致孔和沟槽图案的分辨率和聚焦裕度的降低。随着图案特征尺寸减小,线图案的边缘粗糙度(LWR)和孔图案的临界尺寸均匀性(CDU)值得注意。要指出的是,这些因素受到基础聚合物和产酸剂的离析或附聚以及所产生的酸的扩散影响。存在随着抗蚀剂膜变薄,LWR变大的倾向。随着尺寸减小的进展而膜厚度降低导致LWR劣化,这成为严重的问题。EUV光刻法抗蚀剂必须同时满足高灵敏度,高分辨率和低LWR。随着酸扩散距离减小,LWR降低,但灵敏度变得更低。例如,随着PEB温度降低,结果是LWR降低,但灵敏度更低。随着所添加的猝灭剂的量增加,结果是降低的LWR,但更低的灵敏度。有必要克服灵敏度和LWR之间的折衷关系。
技术实现思路
在酸催化的化学增幅抗蚀剂材料领域中,期望得到能够实现灵敏度更高、线图案的LWR改进和孔图案的CDU改进的产酸剂。本专利技术的目的在于提供抗蚀剂组合物以及使用所述抗蚀剂组合物的图案形成方法,所述抗蚀剂组合物不论是正型风格还是负型风格,显示出高的灵敏度、降低的LWR或改进的CDU以及高的分辨率的。本专利技术人已发现,包含含有衍生自具有聚合性基团的特定结构的锍盐的重复单元的聚合物的抗蚀剂组合物形成具有降低的LWR、改进的CDU和高分辨率的抗蚀剂膜并且对精确微图案化有效。在一个方面,本专利技术提供了包含具有式(1a)的阴离子和具有式(1b)或(1c)的锍阳离子的锍盐。其中,R为含有至少一个碘原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,其可以含有不同于碘的杂原子,Rf1和Rf2各自独立地为氢、氟或三氟甲基,n为0至5的整数,和L1为单键或含有醚键、硫醚键、酯键、磺酸酯键、碳酸酯键或氨基甲酸酯键的二价基团。其中,A为具有聚合性基团的有机基团,R1、R2和R3各自独立地为卤素、硝基、氰基或可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,当包括多个基团R1、R2或R3时,两个相邻的基团R1、R2或R3可以键合在一起以与它们所连接的碳原子形成环,X为单键或-O-、-NH-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-或-CH2-,p为0至4的整数,q和r各自独立地为0至5的整数,q’和r’各自独立地为0至4的整数。在优选的实施方案中,锍阳离子具有式(1b-1)或(1c-1):其中,R1、R2、R3、X、p、q、r、q’和r’如上述所定义,L2为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状二价烃基,和RA各自独立地为氢或甲基。在优选的实施方案中,阴离子具有式(1a-1):其中,Rf1、Rf2、L1和n如上述所定义,R4为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,s为1至5的整数,t为0至4的整数,和1≤s+t≤5。在更优选的实施方案中,阴离子具有式(1a-2):其中,R4、s和t如上述所定义,L3为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状二价烃基,u和v各自独立地为0或1。在第二方面,本专利技术提供了包含衍生自上述定义的锍盐的重复单元的聚合物。在优选的实施方案中,聚合物还包含具有式(a)、(b)或(c)的重复单元。其中,RB为氢、氟、甲基或三氟甲基,ZA为单键、亚苯基、亚萘基或(骨架)-C(=O)-O-ZB-,其中ZB为可以含有羟基、醚键、酯键或内酯环的C1-C10直链、支链或环状亚烷基,或亚苯基或亚萘基,XA为酸不稳定性基团,R11为卤素、硝基、氰基或可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,w为0至4的整数,x为1或2,和1≤w+x≤5。在优选的实施方案中,聚合物还包含具有式(d)或(e)的重复单元。其中,RB和R11如上述所定义,YA为氢或具有选自羟基、氰基、羰基、羧基、醚键、酯键、磺酸酯键、碳酸酯键、内酯环、磺内酯环和羧酸酐中的至少一个结构的极性基团,和y为0至4的整数。在另外的方面,本专利技术提供了包含含有如上述定义的聚合物的基础聚合物的抗蚀剂组合物。抗蚀剂组合物还可以包含有机溶剂、不含聚合性基团的光致产酸剂、酸扩散抑制剂和/或不溶或基本上不溶于水中并且可溶于碱性显影剂中的表面活性剂或者不溶或基本上不溶于水和碱性显影剂中的表面活性剂。在再一方面,本专利技术提供了用于形成图案的方法,其包括以下步骤:将本文中定义的抗蚀剂组合物施加至基底上,预烘焙以形成抗蚀剂膜,将抗蚀剂膜曝光于KrF准分子激光、ArF准分子激光、EB或EUV,烘焙和使经曝光的膜用显影剂显影。优选地,曝光步骤利用浸没式光刻法,其中将具有至少1.0的折射率的液体置于抗蚀剂膜与投影透镜之间。所述方法可以另外包括在抗蚀剂膜上形成保护膜的步骤,和在浸没式光刻法中,将液体置于保护膜与投影透镜之间。专利技术的有益效果使用包含含有衍生自特定结构的锍盐的重复单元的聚合物的抗蚀剂组合物,可以形成具有降低的LWR、改进的CDU和高分辨率的令人满意的特性的图案。附图说明图1和2为分别显示在实施例1-5中的化合物PAG-A的1H-NMR谱和19F-NMR谱的图。具体实施方式如本文中所使用,除非上下文另有明确规定,否则单数形式“一种”、“一个”和“该”包括多个指示对象。标记(Cn-Cm)表示每个基团包含n至m个碳原子的基团。在化学式中,虚线表示价键。如本文中所使用,术语“碘化(的)”或“氟化(的)”表示化合物含有碘或氟。缩写和首字母缩略词具有以下含义。EUV:极紫外(线)Mw:重均分子量Mn:数均分子量Mw/Mn:分子量分布或分散度GPC:凝胶渗透色谱法PEB:曝光后烘焙PAG:光致产酸剂LWR:线宽粗糙度CDU:临界尺寸均匀度锍盐本专利技术的一个实施方案为包含阴离子和阳离子的锍盐。阴离子具有式(1a)。在式(1a)中,R为含有至少一个碘原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,其可以含有不同于碘的杂原子。Rf1和Rf2各自独立地为氢、氟或三氟甲基,n为0至5的整数。L1为单键或含有醚键、硫醚键、酯键、磺酸酯键、碳酸酯键或氨基甲酸酯键的二价基团。一价烃基的实例包括烷基如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、叔戊基、正己基、正辛基、正壬基、正癸基、环戊基、环己基、2-乙基己基、环戊基甲基、环戊基乙基、环戊基丁基、环己基甲基、环己基乙基、环己基丁基、降冰片基、三环[本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.锍盐,其包含具有式(1a)的阴离子和具有式(1b)或(1c)的锍阳离子:

【技术特征摘要】
2017.07.27 JP 2017-1450571.锍盐,其包含具有式(1a)的阴离子和具有式(1b)或(1c)的锍阳离子:其中,R为含有至少一个碘原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,其可以含有不同于碘的杂原子,Rf1和Rf2各自独立地为氢、氟或三氟甲基,n为0至5的整数,和L1为单键或含有醚键、硫醚键、酯键、磺酸酯键、碳酸酯键或氨基甲酸酯键的二价基团,其中,A为具有聚合性基团的有机基团,R1、R2和R3各自独立地为卤素、硝基、氰基或可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,当包括多个基团R1、R2或R3时,两个相邻的基团R1、R2或R3可以键合在一起以与它们所连接的碳原子形成环,X为单键或-O-、-NH-、-S-、-SO-、-SO2-、-CO-或-CH2-,p为0至4的整数,q和r各自独立地为0至5的整数,q’和r’各自独立地为0至4的整数。2.根据权利要求1所述的锍盐,其中所述锍阳离子具有式(1b-1)或(1c-1):其中,R1、R2、R3、X、p、q、r、q’和r’如上述所定义,L2为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状二价烃基,和RA各自独立地为氢或甲基。3.根据权利要求1所述的锍盐,其中所述阴离子具有式(1a-1):其中,Rf1、Rf2、L1和n如上述所定义,R4为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状一价烃基,s为1至5的整数,t为0至4的整数,和1≤s+t≤5。4.根据权利要求3所述的锍盐,其中所述阴离子具有式(1a-2):其中,R4、s和t如上述所定义,L3为可以含有杂原子的C1-C20直链、支链或环状二价烃基,u和v各自独立地为0或1。5.聚合物,其包含衍生自根据权利要求1所述的锍盐的重复单元。6.根据权利要求5所述的聚合物...

【专利技术属性】
技术研发人员:大桥正树畠山润阿达铁平
申请(专利权)人:信越化学工业株式会社
类型:发明
国别省市:日本,JP

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