感光化射线性或感放射线性树脂组合物、感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法技术

本发明专利技术提供一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物、由上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物形成的感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法，所述感光化射线性或感放射线性树脂组合物含有(A)通过酸的作用而极性增加的树脂及(B)通过光化射线或放射线的照射而产生酸的化合物，该化合物由特定的通式表示，其中，上述树脂(A)包含由特定的通式表示的重复单元。含由特定的通式表示的重复单元。

【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、感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法


[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、感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法。更具体而言，本专利技术涉及一种能够适用于超LSI(Large Scale Integration)及高容量微晶片的制造工艺、纳米压印用铸模作成工艺以及高密度信息记录介质的制造工艺等的超微光刻工艺、以及其他感光蚀刻加工工艺中优选使用的感光化射线性或感放射线性树脂组合物、感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法。

技术介绍

[0002]以往，IC(Integrated Circuit，集成电路)、LSI等半导体器件的制造工艺中，进行基于使用光致抗蚀剂组合物的光刻的微细加工。近年来，随着集成电路的高集成化，要求亚微米区域或四分之一微米区域的超微细图案形成。随之，曝光波长也出现如从g射线到i射线、进而到KrF准分子激光的短波长化的倾向，目前，开发了将具有193nm波长的ArF准分子激光作为光源的曝光机。并且，作为进一步提高分辨率的技术，一直以来进行了在投影透镜与试样之间填满高折射率的液体(以下，也称为“液浸液”)的所谓液浸法的开发。
[0003]并且，目前，除了准分子激光以外，使用电子束(EB)、X射线及极紫外线(EUV)等的光刻也正在开发中。随之，开发了对各种放射线有效地感应且灵敏度及分辨率优异的化学增幅型抗蚀剂组合物。
[0004]例如，专利文献1中记载了一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有：树脂(A)、化合物(C1)及化合物(C2)中的至少一个，所述树脂(A)具有通过酸的作用进行分解并产生极性基团的基团，所述化合物(C1)具有通过光化射线或放射线的照射而产生第1酸性官能团的基团、及通过光化射线或放射线的照射而产生与上述第1酸性官能团不同的第2酸性官能团的基团，所述化合物(C2)具有2种以上的通过光化射线或放射线的照射而产生特定的结构的基团。
[0005]并且，专利文献2中记载了一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有：树脂，通过酸的作用进行分解并且在碱性显影液中的溶解度增大；及化合物，通过光化射线或放射线的照射而产生酸，并且由特定的式表示。
[0006]以往技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2014
‑
149409号公报
[0009]专利文献2：国际公开第2020/045534号

技术实现思路

[0010]专利技术要解决的技术课题
[0011]然而，近年来，由于所形成的图案的进一步的微细化等，在超微细(尤其，线宽或空
间宽度为30nm以下)的图案形成方法中，需要能够进一步提高LWR(line width roughness，线宽粗糙度)、分辨率的感光化射线性或感放射线性树脂组合物。
[0012]本专利技术的课题在于提供一种在超微细(尤其，线宽或空间宽度为30nm以下)的图案形成中，能够以高维度兼顾粗糙度性能的提高及分辨率的提高的感光化射线性或感放射线性树脂组合物。并且，本专利技术的另一课题在于提供一种使用上述感光化射线性或感放射线性树脂组合物的感光化射线性或感放射线性膜、图案形成方法及电子器件的制造方法。
[0013]用于解决技术课题的手段
[0014]本专利技术人等发现了能够通过以下结构来实现上述课题。
[0015][1][0016]一种感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其含有：
[0017]树脂(A)，通过酸的作用而极性增加；及
[0018]化合物(B)：通过光化射线或放射线的照射而产生酸，且由下述通式(I)表示，
[0019]上述树脂(A)包含由下述通式(AI)表示的重复单元。
[0020][化学式1][0021][0022]通式(AI)中，
[0023]R
A
、R
B
及R
C
分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、卤原子、氰基或烷氧基羰基。其中，R
C
可以与Ar
A
键合而形成环，此时的R
C
表示单键或亚烷基。
[0024]L
A
表示单键或2价的连接基。
[0025]Ar
A
表示(n+1)价的芳香环基。当Ar
A
与R
C
键合而形成环时，表示(n+2)价的芳香环基。
[0026]n表示1～5的整数。
[0027][化学式2][0028][0029]通式(I)中，
[0030]M
1+
及M
2+
分别独立地表示阳离子。
[0031]X表示单键或(m+1)价的连接基。
[0032]A1‑
及A2‑
分别独立地表示阴离子性基团。A1‑
表示与由A2‑
表示的酸阴离子基团不同的结构。
[0033]m表示1或2。当m表示2时，多个M
1+
可以相同，也可以不同。当m表示2时，多个A1‑
可以
相同，也可以不同。
[0034]其中，由通式(I)表示的化合物的M
1+
及M
2+
分别被氢原子取代的化合物(PI)具有由HA1表示的基团的酸解离常数a1及由A2H表示的基团的酸解离常数a2，酸解离常数a1低于酸解离常数a2，酸解离常数a1为
‑
1.5以上。
[0035][2][0036]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，
[0037]上述通式(I)中，A1‑
及A2‑
分别独立地为选自由下述通式(B
‑
1)～(B
‑
27)表示的基团中的基团。
[0038][化学式3][0039][0040][化学式4][0041][0042]通式(B
‑
1)中，
[0043]Y
F1
表示氟原子或全氟烷基。
[0044]Y1表示氢原子或不具有氟原子的取代基。
[0045]通式(B
‑
2)中，
[0046]Y2分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基。
[0047]通式(B
‑
3)中，
[0048]Y
F2
表示氟原子或全氟烷基。
[0049]Y3表示氢原子或不具有氟原子的取代基。
[0050]Ra表示有机基团。
[0051]通式(B
‑
4)中，
[0052]Y4分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基。
[0053]Ra1表示有机基团。
[0054]通式(B
‑
5)中，
[0055]Y
F3
表示氟原子或全氟烷基本文档来自技高网...

【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(A)：通过酸的作用而极性增加；及化合物(B)；通过光化射线或放射线的照射而产生酸，且由下述通式(I)表示，所述树脂(A)包含由下述通式(AI)表示的重复单元，通式(AI)中，R
A
、R
B
及R
C
分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、卤原子、氰基或烷氧基羰基，其中，R
C
任选地与Ar
A
键合而形成环，此时的R
C
表示单键或亚烷基，L
A
表示单键或2价的连接基，Ar
A
表示(n+1)价的芳香环基，当Ar
A
与R
C
键合而形成环时，表示(n+2)价的芳香环基，n表示1～5的整数，通式(I)中，M
1+
及M
2+
分别独立地表示阳离子，X表示单键或(m+1)价的连接基，A1‑
及A2‑
分别独立地表示阴离子性基团，A1‑
表示与由A2‑
表示的酸阴离子基团不同的结构，m表示1或2，当m表示2时，多个M
1+
相同或不同，当m表示2时，多个A1‑
相同或不同，其中，由通式(I)表示的化合物的M
1+
及M
2+
分别被氢原子取代的化合物(PI)具有由HA1表示的基团的酸解离常数a1及由A2H表示的基团的酸解离常数a2，酸解离常数a1低于酸解离常数a2，酸解离常数a1为
‑
1.5以上。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，所述通式(I)中，A1‑
及A2‑
分别独立地为选自由下述通式(B
‑
1)～(B
‑
27)表示的基团中的基团，
通式(B
‑
1)中，Y
F1
表示氟原子或全氟烷基，Y1表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
2)中，Y2分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
3)中，Y
F2
表示氟原子或全氟烷基，Y3表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Ra表示有机基团，通式(B
‑
4)中，Y4分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Ra1表示有机基团，通式(B
‑
5)中，Y
F3
表示氟原子或全氟烷基，Y5表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rb表示氢原子或有机基团，通式(B
‑
6)中，Y6分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rb1表示氢原子或有机基团，通式(B
‑
7)中，Y
F4
表示氟原子或全氟烷基，Y7表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rc表示有机基团，通式(B
‑
8)中，Y8分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rc1表示有机基团，通式(B
‑
9)中，Y
F5
表示氟原子或全氟烷基，Y9表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rd表示有机基团，通式(B
‑
10)中，Y
10
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rd1表示有机基团，通式(B
‑
12)中，Re表示氢原子、有机基团或卤原子，o表示1～4的整数，当o表示2以上的整数时，多个Re相同或不同，通式(B
‑
13)中，Y
F6
表示氟原子或全氟烷基，
Y
11
表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
14)中，Y
12
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
15)中，Y
F7
表示氟原子或全氟烷基，Y
13
表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rf表示有机基团，通式(B
‑
16)中，Y
14
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rf1表示有机基团，通式(B
‑
17)中，Y
F8
表示氟原子或全氟烷基，Y
15
表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rg表示有机基团，Rh表示有机基团，通式(B
‑
18)中，Y
16
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Rg1表示有机基团，Rh1表示有机基团，通式(B
‑
19)中，Y
F9
表示氟原子或全氟烷基，Y
17
表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
20)中，Y
18
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，通式(B
‑
21)中，Y
F10
表示氟原子或全氟烷基，Y
19
表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Ri表示有机基团，Rj表示有机基团，通式(B
‑
22)中，Y
20
分别独立地表示氢原子或不具有氟原子的取代基，Ri1表示有机基团，Rj1表示有机基团，通式(B
‑
23)中，Rk表示氢原子或不具有氟原子的取代基，p表示1～4的整数，当p表示2以上的整数时，多个Rk相同或不同，通式(B
‑
24)中，R1表示氢原子、有机基团或卤原子，
q表示1～4的整数，当q表示2以上的整数时，多个R1相同或不同，Rc2表示有机基团，通式(B
‑
25)中，Y
F11
分别独立地表示氟原子或全氟烷基，Rc3表示有机基团，通式(B
‑
26)中，Y
F12
分别独立地表示氟原子或全氟烷基，Rd2表示有机基团，通式(B
‑
27)中，Y
F13
分别独立地表示氟原子或全氟烷基，通式(B
‑
1)～(B
‑
27)中，*表示键合位置。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，在所述化合物(PI)中，所述酸解离常数a1与所述酸解离常数a2之差为2.0以上。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，在所述化合物(PI)中，所述酸解离常数a2为2.0以上。5.根据权利要求2至4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，在所述通式(I)中，A1‑
为由所述通式(B
‑
2)或(B
‑
23)表示的基团。6.根据权利要求2至5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，在所述通式(I)中，A1‑
为由所述通式(B
‑
2)表示的基团。7.根据权利要求1至6中任一项所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，(A)通过酸的作用而极性增加的树脂包含具有酸分解性基团的重复单元，所述具有酸分解性基团的重复单元是选自具有通过酸的作用进行分解而产生羧基的基团的重复单元以及具有通过酸的作用进行分解而产生酚性羟基的基团的重复单元中的重复单元。8.根据权利要求7所述的感光化射线性或感放射线性树脂组合物，其中，所述具有酸分解性基团的重复单元包含选自由下述通式(3)～(7)表示的重复单元中的1种以上，
通式(3)中，R5、R6及R7分别独立地表示氢原子、烷基、环烷基、卤原子、氰基或烷氧基羰基，L2表示单键或2价的连接基，R8～R
10
分别独立地表示烷基、环烷基、芳基、芳烷基或烯基，另外，R8～R
10
中的2个任选地彼此键合而形成环，通式(4)中，R
11
～R
14
分别独立地表示氢原子或有机基团，其中，R
11
及R
12
中的至少一个表示有机基团，X1表示
‑
CO
‑
、
‑
SO
‑
或
‑
SO2‑
，Y1表示
‑
O
‑
、
‑
S
‑
、
‑
SO
‑
、
‑
SO...

【专利技术属性】
技术研发人员：三好太朗，福崎英治，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：