抗蚀剂组合物和图案化方法技术

本发明专利技术涉及抗蚀剂组合物和图案化方法。一种包括含碘化芳香族基团的羧酸的2,5,8,9‑四氮杂‑1‑磷杂二环[3.3.3]十一烷盐、双胍盐或磷腈盐的抗蚀剂组合物，呈现出增感效果和酸扩散抑制效果，且形成了具有改进的分辨率、LWR和CDU的图案。

Anticorrosive compositions and patterning methods

The invention relates to an anticorrosive composition and a patterning method. Resist composition comprising a carboxylic acid group containing iodinated aromatic 2,5,8,9 four aza 1 p [3.3.3] eleven heterobicyclic alkyl guanidine salt, salt or phosphazenium salt, showing the sensitization effect and inhibition effect of acid diffusion, and formed with improved resolution, LWR and CDU map the case.

【技术实现步骤摘要】
抗蚀剂组合物和图案化方法交叉引用相关申请依据35U.S.C.§119(a)，这个非临时申请要求于2016年9月20日在日本提交的专利申请NO.2016-183025的优先权，其全部内容作为参考结合入本文中。
本专利技术涉及一种抗蚀剂组合物，该抗蚀剂组合物包括含碘化芳香族基团的羧酸的2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂二环[3.3.3]十一烷盐、双胍盐或磷腈盐，以及使用该抗蚀剂组合物的图案化方法。
技术介绍
为了满足LSI的更高集成密集度和运行速度的要求，减少图案尺度(patternrule)的努力正在迅速发展。闪存市场的扩大和存储容量增加的需求推动了微细化技术的发展。作为先进的微细化技术，已经大规模实现了通过ArF光刻技术制造65nm节点的微电子器件。通过下一代ArF浸没式光刻技术来制造45nm节点器件正在向量产方向发展。下一代32nm节点的候选者包括超高NA透镜浸没式光刻(该超高NA透镜浸没式光刻将具有比水更高的折射率的液体与高折射率透镜和高折射率抗蚀剂膜结合使用)、13.5nm波长的EUV光刻和ArF光刻的双重图案化版本，已经对其进行了积极的研究工作。用于掩模制造的曝光系统由激光束曝光系统变更为EB曝光系统，以提高线宽的精度。由于通过增加EB曝光系统中的电子枪的加速电压使得进一步减小尺寸成为可能，因此，加速电压从10kV增加到30kV，最近主流系统中达到50kV，而正对100kV的电压进行研究。随着图案特征尺寸的减小，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余裕(focusmargin)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)被认为是重要的。要指出的是，这些因素受到基础聚合物和产酸剂的偏析或团聚以及所产生的酸的扩散的影响。存在LWR随着抗蚀剂膜变薄而变大的趋势。对应于尺寸减小的进展，膜厚减小，这导致LWR的劣化，这成为严重的问题。EUV光刻抗蚀剂必须同时满足高灵敏度、高分辨率和低LWR。随着酸扩散距离的减小，LWR降低，但灵敏度变得低。例如，随着PEB温度的降低，结果是LWR降低，但是灵敏度也低。随着猝灭剂的添加量的增加，结果是LWR降低，但是灵敏度也低。有必要克服灵敏度与LWR之间的折中关系。希望具有高灵敏度和高分辨率以及改进的LWR和CDU的抗蚀剂材料。专利文件1提出了能够产生双胍盐或磷腈盐的碱产生剂。经曝光，碱产生剂产生强碱、双胍或磷腈，促进环氧基团等的交联。专利文件2提出了包含双胍化合物和产酸剂的抗蚀剂组合物，其中双胍用作用于捕获酸的猝灭剂。引用文献列表专利文件1：JP-A2010-084144专利文件2：JP-A2013-015565
技术实现思路
随着光的波长变短，其能量密度变高，且因此经曝光产生的光子数变少。光子数的变化引起LWR和CDU的变化。随着曝光剂量的增加，光子数量增加，导致光子数量的较小变化。因此，在灵敏度与分辨率、LWR和CDU之间存在折中关系。特别地，EUV光刻抗蚀剂材料具有更低的灵敏度导致更好的LWR和CDU的趋势。酸扩散的增加也会导致分辨率、LWR和CDU的降低。这是因为酸扩散不仅引起图像模糊，而且在抗蚀剂膜中不均匀地进行。为了抑制酸扩散，降低PEB温度、使用最少扩散的大体积酸或增加所添加的猝灭剂的量是有效的。然而，这些减少酸扩散的方法中的任何一种都导致灵敏度的降低。减少光子变化的手段或减少酸扩散变化的手段都会导致抗蚀剂灵敏度的降低。本专利技术的目的是提供一种显示高的增感效果和酸扩散抑制效果并且具有改进的分辨率、LWR和CDU的抗蚀剂组合物，以及使用该抗蚀剂组合物的图案形成方法。必须实现酸产生效率的显著增加和酸扩散的显著抑制，才能打破灵敏度与分辨率、LWR和CDU之间的折中关系。由于碘的高原子序数，碘对波长13.5nm的EUV和EB充分吸收，并且由于碘分子中有许多电子轨道，因此经曝光会释放许多二次电子。由此释放的二次电子向产酸剂提供了能量传递，实现高的增感效果。本专利技术人已经发现，当将含碘化芳香族基团的羧酸与2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂二环[3.3.3]十一烷、双胍或磷腈化合物的盐加入到基础聚合物中时，所得到的抗蚀剂组合物形成了显示高增感作用和酸扩散抑制效果并具有高灵敏度、最小化LWR和改善的CDU的抗蚀剂膜。为了简单起见，2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂二环[3.3.3]十一烷、双胍和磷腈化合物有时被称为“有机碱”。一方面，本专利技术提供了一种抗蚀剂组合物，其包含基础聚合物和含碘化芳香族基团的羧酸的2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂二环[3.3.3]十一烷盐、双胍盐或磷腈盐。在优选实施方案中，该盐具有式(A)。此处，R1为氢，羟基，C1-C6直链、支链或环状烷基，C1-C6直链、支链或环状烷氧基，C2-C6直链、支链或环状酰氧基，氟，氯，溴，氨基，-NR2-C(＝O)-R3，或-NR2-C(＝O)-O-R3，其中R2是氢或C1-C6直链、支链或环状烷基，R3是C1-C6直链、支链或环状烷基或C2-C8直链、支链或环状烯基。G是单键或可以含有醚基、羰基、酯基、酰胺基、磺内酯基、内酰胺基、碳酸酯基、卤素原子、羟基或羧基部分的C1-C20(p+1)价的连接基团(linkinggroup)，p是1至3的整数，m为1至5的整数，n为0至3的整数。A+为具有式(A)-1、(A)-2或(A)-3的阳离子。此处，R11至R13各自独立地为氢，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基。R14至R21各自独立地为氢，或者，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基，其中可以含有酯基、醚基、硫醚基、亚砜基、碳酸酯基、氨基甲酸酯基、砜基、卤素原子、氨基、酰胺基、羟基、硫醇基或硝基部分，或者一对R14和R15、一对R15和R16、一对R16和R17、一对R17和R18、一对R18和R19、一对R19和R20、或者一对R20和R21可以键合在一起以形成可以含有醚基部分的环。R22至R29各自独立地为氢，或C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基，其可以含有酯基、醚基、硫醚基、亚砜基、碳酸酯基、氨基甲酸酯基、砜基、卤素原子、氨基、酰胺基、羟基、硫醇基或硝基部分，或者一对R22和R23、一对R23和R24、一对R24和R25、一对R25和R26、一对R26和R27、或一对R27和R28可以键合在一起以形成环，或者R23和R24、R25和R26、R27和R28、或R28和R29一起可以形成具有式(A)-3-1的基团，或者当R22是氢时，R23可以是具有式(A)-3-2的基团。此处，R30至R39各自独立地为氢，或者，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基，或者一对R30和R31、一对R31和R32、一对R32和R33、一对R33和R34、一对R34和R35、一对R36和R37、或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抗蚀剂组合物，包括基础聚合物和含碘化芳香族基团的羧酸的2,5,8,9‑四氮杂‑1‑磷杂二环[3.3.3]十一烷盐、双胍盐或磷腈盐。

【技术特征摘要】
2016.09.20 JP 2016-1830251.一种抗蚀剂组合物，包括基础聚合物和含碘化芳香族基团的羧酸的2,5,8,9-四氮杂-1-磷杂二环[3.3.3]十一烷盐、双胍盐或磷腈盐。2.根据权利要求1所述的抗蚀剂组合物，其中所述盐具有式(A)：其中，R1为氢，羟基，C1-C6直链、支链或环状烷基，C1-C6直链、支链或环状烷氧基，C2-C6直链、支链或环状酰氧基，氟，氯，溴，氨基，-NR2-C(＝O)-R3，或-NR2-C(＝O)-O-R3；R2是氢或者C1-C6直链、支链或环状烷基；R3是C1-C6直链、支链或环状烷基或C2-C8直链、支链或环状烯基；G是单键或者可以含有醚基、羰基、酯基、酰胺基、磺内酯基、内酰胺基、碳酸酯基、卤素原子、羟基或羧基部分的C1-C20(p+1)价的连接基团，p是1至3的整数，m为1至5的整数，n为0至3的整数；A+为具有式(A)-1、(A)-2或(A)-3的阳离子：其中，R11至R13各自独立地为氢，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基；R14至R21各自独立地为氢，或者，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基，其可以含有酯基、醚基、硫醚基、亚砜基、碳酸酯基、氨基甲酸酯基、砜基、卤素原子、氨基、酰胺基、羟基、硫醇基或硝基部分；或者一对R14和R15、一对R15和R16、一对R16和R17、一对R17和R18、一对R18和R19、一对R19和R20、或者一对R20和R21可以键合在一起以形成可以含有醚部分的环；R22至R29各自独立地为氢，或者，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基，其可以含有酯基、醚基、硫醚基、亚砜基、碳酸酯基、氨基甲酸酯基、砜基、卤素原子、氨基、酰胺基、羟基、硫醇基或硝基部分；或者一对R22和R23、一对R23和R24、一对R24和R25、一对R25和R26、一对R26和R27、或一对R27和R28可以键合在一起以形成环，或者R23和R24、R25和R26、R27和R28、或R28和R29一起可以形成具有式(A)-3-1的基团，或者当R22是氢时，R23可以是具有式(A)-3-2的基团：其中，R30至R39各自独立地为氢，或者，C1-C24直链、支链或环状烷基，C2-C24直链、支链或环状烯基，C2-C24直链、支链或环状炔基，或C6-C20芳基；或者一对R30和R31、一对R31和R32、一对R32和R33、一对R33和R34、一对R34和R35、一对R...

【专利技术属性】
技术研发人员：畠山润，大桥正树，
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