感光化射线性或感放射线性树脂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法、电子器件的制造方法、化合物、树脂技术

本发明专利技术提供一种能够形成LWR性能优异的图案的感光化射线性或感放射线性树脂组合物。并且，提供一种用于能够形成LWR性能优异的图案的感光化射线性或感放射线性树脂组合物的树脂以及作为其单体的化合物。并且，提供一种使用了上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物的抗蚀剂膜及图案形成方法、以及使用了上述图案形成方法的电子器件的制造方法。感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有树脂X，所述树脂X含有来源于下述化合物的重复单元。化合物：其含有2个以上由阴离子部位和阳离子部位构成的结构部位及聚合性基团，通过光化射线或放射线的照射产生含有来源于上述2个以上的结构部位中的上述阴离子部位的酸性部位的酸。构部位中的上述阴离子部位的酸性部位的酸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】感光化射线性或感放射线性树脂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法、电子器件的制造方法、化合物、树脂


[0001]本专利技术涉及一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物、抗蚀剂膜、图案形成方法、电子器件的制造方法、化合物及树脂。

技术介绍

[0002]为了弥补由于在KrF准分子激光(248nm)用抗蚀剂之后因光吸收引起的灵敏度的降低，使用了利用化学放大的图案形成方法。例如，在正型化学放大法中，首先，曝光部中所含的光产酸剂通过光照射分解而产生酸。然后，在曝光后的烘烤(PEB：Post Exposure Bake)过程等中，通过所产生的酸的催化作用，将感光化射线性或感放射线性树脂组合物中所含的树脂所具有的碱不溶性的基团变为碱溶性的基团等，从而使对显影液的溶解性变化。之后，例如使用碱性水溶液进行显影。由此，去除曝光部而得到期望的图案。
[0003]为了半导体元件的微细化，曝光光源的短波长化及投影透镜的高数值孔径(高NA)化不断进展，现在正在开发以具有193nm波长的ArF准分子激光作为光源的曝光机。
[0004]在这种现状下，提出了各种构成作为感光化射线性或感放射线性树脂组合物。
[0005]例如，在专利文献1中，作为抗蚀剂组合物中使用的成分，公开了含有由下述通式(I)表示的盐的产酸剂。另外，以下，将这种产酸剂也称为“低分子型产酸剂”。
[0006][化学式1][0007][0008]以往技术文献
[0009]专利文献
[0010]专利文献1：日本特开2019
‑
14704号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术课题
[0012]在以往的通常的抗蚀剂组合物中，如果光产酸剂和酸扩散控制剂分别仅作为单独的化合物添加到组合物中，则光产酸剂彼此之间或酸扩散控制剂彼此之间容易凝聚。因此，在以往的通常的抗蚀剂组合物中，在所形成的抗蚀剂膜中存在光产酸剂的浓度高(或低。)的部分、以及酸扩散控制剂的浓度高(或低。)的部分，容易产生光产酸剂与酸扩散控制剂的浓度分布的不均匀。其结果，在抗蚀剂膜被曝光时，在抗蚀剂膜中产生的酸的量和扩散也产生不均，成为显影后得到的图案的宽度不均匀的原因。
[0013]相比之下，根据以往技术(例如专利文献1)中所公开的低分子型产酸剂，将相当于光产酸剂的部位与相当于酸扩散控制剂的部位这两者包含在一个分子中，因此具有容易在抗蚀剂膜中使上述部位的各自的存在比率恒定的特征。
[0014]本专利技术人等对专利文献1中记载的抗蚀剂组合物进行了研究，结果发现有进一步改善使用上述抗蚀剂组合物形成的图案的图案线宽的波动(LWR(line width roughness，线宽粗糙度))的余地。
[0015]因此，本专利技术的课题在于提供一种能够形成LWR性能优异的图案的感光化射线性或感放射线性树脂组合物。
[0016]并且，本专利技术的课题在于还提供一种用于能够形成LWR性能优异的图案的感光化射线性或感放射线性树脂组合物的树脂以及作为其单体的化合物。
[0017]并且，本专利技术的课题在于提供一种使用了上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物的抗蚀剂膜及图案形成方法、以及使用了上述图案形成方法的电子器件的制造方法。
[0018]用于解决技术课题的手段
[0019]本专利技术人等为了解决上述问题进行了深入研究，结果发现通过以下结构能够解决上述问题。
[0020]〔1〕一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有树脂X，所述树脂X含有来源于下述化合物的重复单元。
[0021]化合物：其含有2个以上的由阴离子部位和阳离子部位构成的结构部位及聚合性基团，
[0022]通过光化射线或放射线的照射产生含有来源于上述2个以上的结构部位中的上述阴离子部位的酸性部位的酸。
[0023]〔2〕根据〔1〕所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
[0024]上述化合物中，上述阴离子部位中的2个以上的阴离子部位的结构互不相同。
[0025]〔3〕根据〔1〕或〔2〕所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
[0026]上述化合物为后述的化合物(I)。
[0027]〔4〕根据〔1〕至〔3〕中任一项所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
[0028]上述树脂X进一步含有具有酸分解性基团的重复单元。
[0029]〔5〕一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有下述树脂Y。
[0030]树脂Y：其含有：
[0031]酸分解性基团；
[0032]具有由第1阴离子部位和第1阳离子部位构成的第1结构部位的基团；及
[0033]具有由第2阴离子部位和第2阳离子部位构成的第2结构部位的基团，
[0034]上述第1结构部位通过光化射线或放射线的照射形成来源于上述第1阴离子部位的第1酸性部位，
[0035]上述第2结构部位通过光化射线或放射线的照射形成来源于上述第2阴离子部位的第2酸性部位，
[0036]上述第2酸性部位为与上述第1酸性部位不同的结构，并且其酸解离常数大于上述第1酸性部位的酸解离常数。
[0037]〔6〕根据〔5〕所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，
[0038]上述树脂Y含有：
[0039]包含上述酸分解性基团的重复单元；及
[0040]包含具有上述第1结构部位的基团及具有上述第2结构部位的基团的重复单元。
[0041]〔7〕一种抗蚀剂膜，其是使用〔1〕至〔6〕中任一项所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的。
[0042]〔8〕一种图案形成方法，其具有如下工序：
[0043]使用〔1〕至〔6〕中任一项所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物在支承体上形成抗蚀剂膜的工序；
[0044]对上述抗蚀剂膜进行曝光的工序；以及
[0045]使用显影液对上述经曝光的抗蚀剂膜进行显影的工序。
[0046]〔9〕一种电子器件的制造方法，其包括〔8〕所述的图案形成方法。
[0047]〔10〕一种化合物，其含有2个以上的由阴离子部位和阳离子部位构成的结构部位及聚合性基团，
[0048]通过光化射线或放射线的照射产生含有来源于上述2个以上的结构部位中的上述阴离子部位的酸性部位的酸。
[0049]〔11〕根据〔10〕所述的化合物，其中，
[0050]上述阴离子部位中的2个以上的阴离子部位的结构互不相同。
[0051]〔12〕根据〔10〕或〔11〕所述的化合物，其为后述的化合物(I)。
[0052]〔13〕一种树脂，其含有来源于权利要求〔10〕至〔12〕中任一项所述的化合物的重复单元。
[0053]〔14〕根据〔13〕所述的树脂，其进一步含有具有酸分解性基团的重复单元。
[0054]〔15〕一种树脂，其含有：
[0055]酸分解性基团；
[0056]具有由第1阴离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有树脂X，所述树脂X含有来源于下述化合物的重复单元，化合物：其含有2个以上的由阴离子部位和阳离子部位构成的结构部位及聚合性基团，通过光化射线或放射线的照射产生含有来源于所述2个以上的结构部位中的所述阴离子部位的酸性部位的酸。2.根据权利要求1所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，所述化合物中，所述阴离子部位中的2个以上的阴离子部位的结构互不相同。3.根据权利要求1或2所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，所述化合物为下述化合物(I)，化合物(I)：其至少具有各1个下述结构部位X及下述结构部位Y，并且具有聚合性基团，所述化合物中，通过光化射线或放射线的照射产生含有所述聚合性基团、来源于下述结构部位X的下述第1酸性部位以及来源于下述结构部位Y的下述第2酸性部位的酸，结构部位X：由阴离子部位A1‑
及阳离子部位M
1+
构成，并且通过光化射线或放射线的照射，形成由HA1表示的第1酸性部位的结构部位，结构部位Y：由阴离子部位A2‑
及阳离子部位M
2+
构成，并且通过光化射线或放射线的照射，形成与通过所述结构部位X形成的所述第1酸性部位不同结构的由HA2表示的第2酸性部位的结构部位，其中，化合物(I)满足下述条件I，条件I：在所述化合物(I)中，将所述结构部位X中的所述阳离子部位M
1+
及所述结构部位Y中的所述阳离子部位M
2+
取代为H
+
而成的化合物PI具有：酸解离常数a1，其来源于将所述结构部位X中的所述阳离子部位M
1+
取代为H
+
而成的、由HA1表示的酸性部位；以及酸解离常数a2，其来源于将所述结构部位Y中的所述阳离子部位M2+取代为H+而成的、由HA2表示的酸性部位，并且，所述酸解离常数a2大于所述酸解离常数a1。4.根据权利要求1至3中任一项所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，所述树脂X进一步含有具有酸分解性基团的重复单元。5.一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有下述树脂Y，树脂Y：其含有：酸分解性基团；具有由第1阴离子部位和第1阳离子部位构成的第1结构部位的基团；及具有由第2阴离子部位和第2阳离子部位构成的第2结构部位的基团，所述第1结构部位通过光化射线或放射线的照射形成来源于所述第1阴离子部位的第1酸性部位，所述第2结构部位通过光化射线或放射线的照射形成来源于所述第2阴离子部位的第2酸性部位，所述第2酸性部位为与所述第1酸性部位不同的结构，并且其酸解离常数大于所述第1酸性部位的酸解离常数。6.根据权利要求5所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，所述树脂Y含有：包含所述酸分解性基团的重复单元；及
包含具有所述第1结构部位的基团及具有所述第2结构部位的基团的重复单元。7.一种抗蚀剂膜，其是使用权利要求1至6中任一项所述的感光化射线性或感放射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：高田晓，后藤研由，小岛雅史，牛山爱菜，白川三千纮，加藤启太，冈宏哲，藤田光宏，白石康晴，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：