專利名稱：光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物及使用該組合物形成圖案的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，所述組合物適合用于在用于超大規(guī)模集成電路或大容量微芯片等的制造的超微光刻法或其他光加工方法中使用，并且本發(fā)明還涉及使用所述組合物形成圖案的方法。更具體地，本發(fā)明涉及當(dāng)曝光光源是ArF準(zhǔn)分子激光或KrF準(zhǔn)分子激光時尤其有用的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，并且還涉及使用所述組合物形成圖案的方法。在本發(fā)明中，術(shù)語“光化射線”和“輻射”意指，例如，來自汞燈的亮線光譜、以準(zhǔn)分子激光為代表的遠紫外線、極紫外、X射線、電子束等。在本發(fā)明中，術(shù)語“光”意指光化射線或輻射。
背景技術(shù)：
在用于半導(dǎo)體器件如IC和LSI的制造工藝中，傳統(tǒng)實踐是通過使用光致抗蝕劑組合物的光刻進行微加工。近年來，隨著集成電路的高集成度的實現(xiàn)，對于在亞微米區(qū)域或四分之一微米(quarter-micron)區(qū)域內(nèi)形成超細圖案的需求日益增加。因此，看到了曝光波長趨向于短波長，例如，從g_射線至i_射線并且進一步至KrF準(zhǔn)分子激光的趨勢。已經(jīng)開發(fā)出用于KrF的抗蝕劑組合物，其包含基本骨架由聚(羥基苯乙烯)組成的樹脂。已知可以使用例如羥基苯乙烯和含有金剛烷基的單體的共聚物作為這種樹脂(參見，例如，專利文獻1)。于此對比，已經(jīng)開發(fā)出包含不含芳族環(huán)的樹脂的抗蝕劑組合物，作為對其主要使用ArF光源的抗蝕劑組合物。例如，已知包含具有特定內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的樹脂的組合物(參見，例如，專利文獻2)。此外，作為高透射性的光致酸生成劑，已經(jīng)報告了使用烷基芳基鐐纟鹽(參見，例如，專利文獻3和4)。同時，報道了使用具有堿性部分的化合物，其每一個當(dāng)暴露于輻射時生成酸從而使其堿性降低或變?yōu)橹行?，傾向于獲得圖案外形、線邊緣粗糙度等的改善(參見，例如，專利文獻5和6)。作為發(fā)明人的研究結(jié)果，明顯的是使用具有堿性部分(其在暴露于輻射時生成酸從而使其堿性降低或變?yōu)橹行?的化合物傾向于導(dǎo)致抗蝕劑組合物不穩(wěn)定。[現(xiàn)有技術(shù)文獻][專利參考資料][專利參考資料1]美國專利申請公開號2007/0121390，[專利參考資料2]日本專利申請公開公告號(在下文中稱為JP-A-)2008-031298，[專利參考資料3]日本專利號3632410，[專利參考資料 4] JP-A-2003-215804，[專利參考資料5]日本專利號3577743，和[專利參考資料 6] JP-A-2006-330098。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是解決使用光化射線或輻射，尤其是ArF準(zhǔn)分子激光或KrF準(zhǔn)分子激光的半導(dǎo)體器件的微加工中遇到的性能增強技術(shù)的問題。本發(fā)明的另一個目的是提供不僅可以實現(xiàn)圖案外形和線邊緣粗糙度的改善而且還具有高儲存穩(wěn)定性的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，并且進一步提供使用所述組合物形成圖案的方法。發(fā)明人通過降低具有堿性部分的化合物的親核性，成功地開發(fā)出一種光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其不僅可以實現(xiàn)圖案外形和線邊緣粗糙度的改善而且還具有高穩(wěn)定性。此外，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)當(dāng)將所述化合物與具有內(nèi)酯結(jié)構(gòu)的樹脂以及對于來自烷基芳基鐐■鹽等的親核進攻敏感的化合物組合使用時，該穩(wěn)定性增強效果顯著地表現(xiàn)出來。在一個方面中本發(fā)明如下。(1) 一種光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物包含下面通式(I)的化合物中的任意一個、當(dāng)暴露于光化射線或輻射時生成酸的化合物和疏水樹脂，RN-AT+ (I)在通式(I)中，Rn表示含有至少一個氮原子的一價堿性化合物殘基，所述堿性化合物殘基的共軛酸RnH+具有8以下的pKa值，k_ 表示-SOf、-CCV 或-X1-K-X2-R1，其中每個 X1 和 X2 獨立地表示-CO-或-SO2-, 并且R1表示一價有機基團，并且X+表示抗衡陽離子。(2)根據(jù)第(1)項所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中在通式(I) 中，Rn是以下通式(II)的基團中的任意一個，
權(quán)利要求
1.一種光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物包含下面通式(I)的化合物中的任意一個、當(dāng)暴露于光化射線或輻射時生成酸的化合物和疏水樹脂，RN-AT+ (I)在通式(I)中，Rn表示含有至少一個氮原子的一價堿性化合物殘基，所述堿性化合物殘基的共軛酸 RnH+具有8以下的pKa值，A_表示-SOf、-CO2-或-X1-K-X2-R1，其中每個X1和X2獨立地表示-CO-或-SO2-,并且 R1表示一價有機基團，并且X+表示抗衡陽離子。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中在通式(I)中，Rn 是以下通式(II)的基團中的任意一個，
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中在通式(I)中， A_表示-X1-N--X2-R1，其中每個X1和X2獨立地表示-CO-或-SO2-,并且R1表示一價有機基團。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中所述疏水樹脂包含含有極性轉(zhuǎn)換基團的重復(fù)單元并且至少還包含氟原子或硅原子。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中所述疏水樹脂包含含有兩個以上極性轉(zhuǎn)換基團的重復(fù)單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，其中基于所述組合物的全部固體，所述疏水樹脂的含量比在0. 01至20質(zhì)量％的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物，所述光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物還包含在酸的作用下分解從而增加其在堿顯影劑中溶解度的樹脂。
8.一種形成圖案的方法，所述方法包括以下步驟將權(quán)利要求1所述的光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物形成為膜，將所述膜曝光并且將所曝光的膜顯影。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的形成圖案的方法，其中所述曝光通過液體浸漬曝光進行。
全文摘要
根據(jù)一個實施方案，光化射線敏感或輻射敏感樹脂組合物包含下面通式(I)的化合物中的任意一個，當(dāng)暴露于光化射線或輻射時生成酸的化合物以及疏水樹脂。(通式(I)中所使用的符號具有說明書中所提到的含義)。RN-A-X+(I)。
文檔編號G03F7/004GK102483569SQ201080038279
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月28日
發(fā)明者山口修平, 澀谷明規(guī), 片岡祥平, 留場恒光 申請人:富士膠片株式會社