抗蚀剂组合物及抗蚀图案形成方法以及化合物及酸扩散控制剂技术

一种抗蚀剂组合物，它是通过曝光产生酸且对显影液的溶解性因酸的作用而变化的抗蚀剂组合物，其中，含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分(A)和以通式(d1)表示的化合物(D1)。通式(d1)中，R

【技术实现步骤摘要】
抗蚀剂组合物及抗蚀图案形成方法以及化合物及酸扩散控制剂
本专利技术涉及抗蚀剂组合物及抗蚀图案形成方法以及化合物及酸扩散控制剂。本申请提出基于2017年3月31日向日本提出申请的日本专利特愿2017-073070的优先权请求，将其内容引用于本申请。
技术介绍
光刻技术中，进行例如下述工序：在基板上形成由抗蚀剂材料形成的抗蚀膜，对该抗蚀膜进行选择性曝光，实施显影处理，从而在所述抗蚀膜上形成规定形状的抗蚀图案。将抗蚀膜的曝光部变化为溶解于显影液的特性的抗蚀剂材料称为正型，抗蚀膜的曝光部变化为不溶解于显影液的特性的抗蚀剂材料称为负型。近年来，半导体元件和液晶显示元件的制造中，由于光刻技术的进步，图案的微细化急速推进。作为微细化的方法，一般采用曝光光源的短波长化(高能量化)。具体来说，以往采用以g射线、i射线为代表的紫外线，现在使用KrF准分子激光器或ArF准分子激光器的半导体元件已在量产。此外，对于比这些准分子激光器更加短波长(高能量)的EUV(极紫外线)和EB(电子射线)、X射线等也进行着探讨。对于抗蚀剂材料要求对这些曝光光源的灵敏度、可再现微细尺寸的图案的分辨率等光刻特性。作为满足这样的要求的抗蚀剂材料，以往采用包含对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分和通过曝光而产生酸的产酸剂成分的化学增幅型抗蚀剂组合物。例如，上述显影液为碱性显影液(碱性显影工艺)的情况下，作为正型的化学增幅型抗蚀剂组合物，一般采用包含对碱性显影液的溶解性因酸的作用而增大的树脂成分(基底树脂)和产酸剂成分的组合物。对于使用所述抗蚀剂组合物形成的抗蚀膜，如果在抗蚀图案形成时进行选择性曝光，则在曝光部，由产酸剂成分产生酸，基底树脂的极性因该酸的作用而增大，抗蚀膜的曝光部对碱性显影液变得可溶。因此，通过进行碱性显影，形成抗蚀膜的未曝光部作为图案残留的正型图案。另一方面，将这样的化学增幅型抗蚀剂组合物适用于采用包含有机溶剂的显影液(有机类显影液)的溶剂显影工艺的情况下，则基底树脂的极性增大后，对有机类显影液的溶解性相对下降，因此抗蚀膜的未曝光部被有机类显影液溶解、除去，形成抗蚀膜的曝光部作为图案残留的负型抗蚀图案。有时也将这样形成负型抗蚀图案的溶剂显影工艺称为负性显影工序(参照例如专利文献1)。为了提高光刻特性等，化学增幅型抗蚀剂组合物中所使用的基底树脂一般具有多个构成单元。例如，对碱性显影液的溶解性因酸的作用而增大的树脂成分的情况下，采用包含因由产酸剂等产生的酸的作用分解而极性增大的酸分解性基团的构成单元，还并用包含含内酯环式基的构成单元、包含羟基等极性基团的构成单元等。此外，抗蚀图案的形成中，通过曝光由产酸剂成分产生的酸的行为被认为是对光刻特性产生较大影响的重要因素之一。针对这一点，提出了与产酸剂成分一起并用对通过曝光由该产酸剂成分产生的酸的扩散进行控制的酸扩散控制剂的化学增幅型抗蚀剂组合物。例如，专利文献2中揭示了包含对显影液的溶解性因酸的作用而变化的树脂成分、产酸剂成分和作为酸扩散控制剂的具有特定结构的阳离子部分的光反应性淬灭剂的抗蚀剂组合物。该光反应性淬灭剂采用与由产酸剂产生的酸发生离子交换反应而发挥淬灭效果的成分，通过该光反应性淬灭剂的掺入，由产酸剂产生的酸从抗蚀膜曝光部向未曝光部的扩散得到控制，实现光刻特性的提高。现有技术文献专利文献专利文献1:日本专利特开2009-025723号公报专利文献2:日本专利特开2014-115386号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题最近，光刻技术不断进步，应用领域也扩大，图案的微细化快速发展。并且，伴随着这样的情况，制造半导体元件等时，要求能够以良好的形状形成图案宽度的尺寸低于100nm这样的微细图案的技术。然而，如果要使用以往的抗蚀剂组合物在基板上形成如前所述的微细图案(例如微细的线宽和间隔的图案)，则出现图案倒塌等分辨率的问题。另外，即使是可以改善该分辨率的组合物，在例如图案中的间隔宽度的均匀性(降低粗糙度)方面，依然无法满足要求。本专利技术是鉴于上述情况而完成的专利技术，将提供能够以分辨率提高且图案的粗糙度降低的良好形状形成更微细的图案的抗蚀剂组合物为课题。解决技术问题所采用的技术方案解决上述课题的本专利技术的第一种形态是一种抗蚀剂组合物，它是通过曝光产生酸且对显影液的溶解性因酸的作用而变化的抗蚀剂组合物，其特征在于，含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分(A)和以下述通式(d1)表示的化合物(D1)；[化1]式中，Rd01和Rd02分别独立为可具有取代基的环式基、可具有取代基的链状烷基、或可具有取代基的链状烯基；或者，Rd01与Rd02可相互结合而形成稠环；m为1以上的整数，Mm+表示m价的有机阳离子。本专利技术的第二种形态是一种抗蚀图案形成方法，其特征在于，具有在支承体上使用所述第一种形态所述的抗蚀剂组合物形成抗蚀膜的工序、对所述抗蚀膜进行曝光的工序、及对所述曝光后的抗蚀膜进行显影而形成抗蚀图案的工序。本专利技术的第三种形态是一种化合物，其特征在于，以下述通式(d1)表示；[化2]式中，Rd01和Rd02分别独立为可具有取代基的环式基、可具有取代基的链状烷基、或可具有取代基的链状烯基；或者，Rd01与Rd02可相互结合而形成稠环；m为1以上的整数，Mm+表示m价的有机阳离子。本专利技术的第四种形态是一种酸扩散控制剂，其特征在于，由所述第三种形态所述的化合物形成。专利技术的效果如果采用本专利技术的抗蚀剂组合物，能够以分辨率提高且图案的粗糙度降低的良好形状形成更微细的图案。另外，如果采用本专利技术的抗蚀剂组合物，焦点深度(DOF)特性也良好，工艺裕度大，所形成的抗蚀图案的光刻特性好，呈良好的形状。此外，如果采用本专利技术，可提供使用所述抗蚀剂组合物的抗蚀图案形成方法以及可用于该抗蚀剂组合物的化合物及酸扩散控制剂。具体实施方式本说明书和本权利要求中，“脂肪族”定义为针对芳香族的相对概念，是指不具有芳香族性的基团、化合物等。只要没有特别说明，“烷基”包括直链状、支链状及环状的1价饱和烃基。烷氧基中的烷基也同样。只要没有特别说明，“亚烷基”包括直链状、支链状及环状的2价饱和烃基。“卤代烷基”是烷基的氢原子的一部分或全部被卤素原子取代而得的基团，作为该卤素原子，可例举氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。“氟代烷基”或“氟代亚烷基”是指烷基或亚烷基的氢原子的一部分或全部被氟原子取代而得的基团。“构成单元”是指构成高分子化合物(树脂、聚合物、共聚物)的单体单元。有“可具有取代基”的记载的情况下，同时包括将氢原子(-H)用1价基团取代的情况和将亚甲基(-CH2-)用2价基团取代的情况这两者。“曝光”采用包括所有放射线的照射的概念。“由丙烯酸酯衍生的构成单元”是指丙烯酸酯的乙烯性双键断开而构成的构成单元。“丙烯酸酯”是丙烯酸(CH2＝CH-COOH)的羧基末端的氢原子被有机基团取代而得的化合物。丙烯酸酯的与α位碳原子结合的氢原子可被取代基取代。该取代与α位碳原子结合的氢原子的取代基(Rα0)是氢原子以外的原子或基团，可例举例如碳数1～5的烷基、碳数1～5的卤代烷基等。此外，也可采用取代基(Rα0)被含有酯键的取代基取代的衣康酸二酯、或者取代基(Rα0)被羟基烷基或对其羟基进行修饰而得的基团取代的α-羟基丙烯酸酯。只要没有特本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种抗蚀剂组合物，它是通过曝光产生酸且对显影液的溶解性因酸的作用而变化的抗蚀剂组合物，其特征在于，含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分(A)、以下述通式(d1)表示的化合物(D1)；[化1]

【技术特征摘要】
2017.03.31 JP 2017-0730701.一种抗蚀剂组合物，它是通过曝光产生酸且对显影液的溶解性因酸的作用而变化的抗蚀剂组合物，其特征在于，含有对显影液的溶解性因酸的作用而变化的基材成分(A)、以下述通式(d1)表示的化合物(D1)；[化1]式中，Rd01和Rd02分别独立为可具有取代基的环式基、可具有取代基的链状烷基、或可具有取代基的链状烯基；或者，Rd01与Rd02可相互结合而形成稠环；m为1以上的整数，Mm+表示m价的有机阳离子。2.如权利要求1所述的抗蚀剂组合物，其中，所述化合物(D1)的共轭酸的酸解离常数pKa为1.10以下。3.如权利要求1所述的抗蚀剂组合物，其中，所述化合物(D1)的辛醇-水分配系数logPow为-0.90以上2.00以下。4.如权利要求1所述的抗蚀剂组合物，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：长峰高志，高木大地，畠山響，
申请(专利权)人：东京应化工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP