TW201837066A - 圖案形成方法、電子器件的製造方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種形成可賦予具有優異的圖案均勻性之被蝕刻物之圖案之圖案形成方法。又,提供一種包含上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。該圖案形成方法,其包括:抗蝕劑膜形成製程,使用化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜;曝光製程,對上述抗蝕劑膜進行曝光;曝光後烘烤製程,對經曝光之上述抗蝕劑膜進行烘烤;及顯影製程,對經烘烤之上述抗蝕劑膜進行乾式顯影,圖案形成方法中,化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有:樹脂,具有藉由酸的作用分解而極性增大之基團;及光酸產生劑,上述藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有極性基被藉由酸的作用而脫離之脫離基保護之結構,上述脫離基含有Si原子,且上述脫離基的分子量為500以下。
Description
本發明係有關一種圖案形成方法及電子器件的製造方法。
先前,於IC(Integrated Circuit,積體電路)及LSI(Large Scale Integrated circuit,大型積體電路)等的半導體器件的製造製程中,藉由使用了化學增幅型光阻組成物的微影製程進行微細加工。 例如,專利文獻1中揭示了一種包含含有Si原子之酸分解性樹脂之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。 又,例如,專利文獻2中揭示了一種含有順丁烯二醯亞胺系樹脂之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。上述順丁烯二醯亞胺系樹脂為胺基被含有Si原子之脫離基保護之結果,曝光時藉由從光酸產生劑產生之酸的作用而上述脫離基脫離。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2016/163174號 [專利文獻2]日本特開平6-35199號公報
本發明人等對將藉由專利文獻1及2中所記載之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物及圖案形成方法而形成之圖案用作遮罩,被蝕刻物(例如,SOC膜等)的蝕刻性進行了研究之結果,明確了被蝕刻物的圖案均勻性並不一定充分,且亦存在改善的餘地。又,本發明人等進而進行研究之結果,明確了被蝕刻物的圖案均勻性差之主要原因在於蝕刻時用作遮罩之圖案。
因此,本發明的課題為提供一種形成可得到具有優異的圖案均勻性之被蝕刻物之圖案之圖案形成方法。 又,本發明的課題為提供一種包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。
本發明人等為了實現上述課題而進行深入研究之結果,發現依使用了具有特定結構之樹脂之圖案形成方法能夠解決上述課題,並完成了本發明。 亦即,發現了藉由下述構成能夠實現上述目的。
〔1〕一種圖案形成方法,其包括: 抗蝕劑膜形成製程,使用化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜; 曝光製程,對上述抗蝕劑膜進行曝光; 曝光後烘烤製程,對經曝光之上述抗蝕劑膜進行烘烤;及 顯影製程,對經烘烤之上述抗蝕劑膜進行乾式顯影, 上述圖案形成方法中, 上述化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有: 樹脂,具有藉由酸的作用分解而極性增大之基團;及 光酸產生劑, 上述藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有極性基被藉由酸的作用而脫離之脫離基保護之結構, 上述脫離基含有Si原子,且上述脫離基的分子量為500以下。 〔2〕如〔1〕所述之圖案形成方法,上述藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有由下述通式(a)表示之結構或由下述通式(b)表示之結構。 〔3〕如〔1〕或〔2〕所述之圖案形成方法,上述樹脂具有由下述通式(1A)表示之重複單元或由下述通式(2A)表示之重複單元。 〔4〕如〔3〕所述之圖案形成方法,上述X1
為由下述通式(1A-2)表示之有機基。 〔5〕如〔3〕或〔4〕所述之圖案形成方法,上述X2
為由下述通式(2A-2)表示之有機基。 〔6〕如〔3〕至〔5〕中任一項所述之圖案形成方法,上述由通式(1A)表示之重複單元或上述由通式(2A)表示之重複單元中的Si原子的含量為12.0質量%以上。 〔7〕如〔1〕至〔6〕中任一項所述之圖案形成方法,上述脫離基的分子量為110以下。 〔8〕如〔1〕至〔7〕中任一項所述之圖案形成方法,上述化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物還含有鹼性化合物或具有由下述通式(1B)表示之基團之化合物。 〔9〕一種電子器件的製造方法,其包含〔1〕至〔8〕中任一項所述之圖案形成方法。 [發明效果]
依本發明,能夠提供一種形成可賦予具有優異的圖案均勻性之被蝕刻物之圖案之圖案形成方法。 又,依本發明,能夠提供一種包括上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。
以下,對本發明進行詳細說明。 以下所記載之構成要件的說明有時係基於本發明的代表性實施態樣而進行,但本發明並不限定於該種實施態樣。 本說明書中之“光化射線”或“放射線”是指例如水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線(EUV光:Extreme Ultraviolet)、X射線及電子束(EB:Electron Beam)等。本說明書中之“光”是指光化射線或放射線。 本說明書中之“曝光”,只要沒有特別指定,則不僅包含使用水銀燈的明線光譜、以準分子雷射為代表之遠紫外線、極紫外線、X射線及EUV光等進行之曝光,亦包含使用電子束及離子束等粒子束進行之描劃。 本說明書中,“~”係以將記載於其前後之數值作為下限值及上限值而包含之含義來使用。
本說明書中,(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯。 本說明書中,樹脂的重量平均分子量(Mw)、數量平均分子量(Mn)及分散度(亦稱為分子量分佈)(Mw/Mn)被定義為,基於GPC(凝膠滲透層析術(Gel Permeation Chromatography))裝置(TOSOH CORPORATION製造的HLC-8120GPC)之GPC測定(溶劑:四氫呋喃,流量(樣品注入量):10μL,管柱:TOSOH CORPORATION製造的TSK gel Multipore HXL-M,管柱溫度:40℃,流速:1.0mL/分鐘,檢測器:示差折射率檢測器(Refractive Index Detector))之聚苯乙烯換算值。
本說明書中的基團(原子團)的標記中,未記述取代及未經取代之標記一同包含不具有取代基之基團(原子團)和具有取代基之基團(原子團)。例如,“烷基”不僅包含不具有取代基之烷基(未經取代烷基),亦包含具有取代基之烷基(取代烷基)。又,本說明書中的“有機基”是指包含至少1個碳原子之基團。
又,在本說明書中,“可以具有取代基”時的取代基的種類、取代基的位置及取代基的數量並無特別限定。取代基的數量例如可以為1個、2個、3個或其以上。作為取代基的例子,能夠舉出除了氫原子以外之1價非金屬原子團,例如,能夠選自以下取代基群組T。 (取代基T) 作為取代基T,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等鹵素原子;甲氧基、乙氧基及第三丁氧基等烷氧基;苯氧基及對甲苯基氧基等芳基氧基;甲氧基羰基、丁氧基羰基及苯氧基羰基等烷氧基羰基;乙醯氧基、丙醯氧基及苯甲醯氧基等醯氧基;乙醯基、苯甲醯基、異丁醯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基及甲氧草醯基(methoxalyl)等醯基;甲硫基及第三丁硫基等烷硫基;苯硫基及對甲苯硫基等芳硫基;烷基;環烷基;芳基;雜芳基;羥基;羧基;甲醯基;磺基;氰基;烷基胺基羰基;芳基胺基羰基;磺醯胺基;甲矽烷基;胺基;單烷胺基;二烷胺基;芳胺基;以及該等的組合。
〔圖案形成方法〕 本發明的圖案形成方法含有抗蝕劑膜形成製程,使用化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜;曝光製程,對上述抗蝕劑膜進行曝光;曝光後烘烤製程,對經曝光之上述抗蝕劑膜進行烘烤;及顯影製程,對經烘烤之上述抗蝕劑膜進行乾式顯影。
又,上述圖案形成方法中所使用之化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有具有藉由酸的作用分解而極性增大之基團之樹脂(以下,亦稱為“酸分解性樹脂”或“樹脂(A)”。)和光酸產生劑,上述藉由酸的作用分解而極性增大之基團(以下,亦稱為“酸分解性基”。)具有極性基被藉由酸的作用分解而脫離之脫離基保護之結構。上述脫離基含有Si原子,且分子量為500以下。
此外,本說明書中“化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物”是指藉由曝光而開始之系統中的化學反應觸媒性連鏈之樹脂組成物。 具體而言,是指藉由曝光從光酸產生劑產生酸,藉由該酸而產生酸分解性基的脫保護反應(亦即,脫離基藉由酸的作用而脫離之反應)並與樹脂的極性基產生酸,從而該化學反應連鏈性進行者。 此外,專利文獻2中所記載之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,曝光後形成之順丁烯二醯亞胺系樹脂的胺基的酸失活,因此並不與所謂的化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物相當。
作為本發明的圖案形成方法的特徵點,首先可舉出藉由乾式顯影實施顯影製程而不是以往的液顯影。 藉由乾式顯影實施顯影,當將所得到之圖案作為遮罩而對被蝕刻物進行了蝕刻時,被蝕刻物的圖案均勻性變優異這一點。 又,作為本發明的圖案形成方法的其他特徵點,可舉出酸分解性樹脂中,保護極性基之脫離基含有Si原子,並且分子量為500以下這一點及實施曝光後烘烤製程這一點。 曝光製程中,藉由活性光線性或放射線的照射而從光酸產生劑產生酸,藉由該酸而產生酸分解性樹脂中的酸分解性基的脫保護反應。亦即,抗蝕劑膜的曝光部中,產生酸分解性基中的脫離基係藉由酸的作用而脫離之反應。 然而,本發明的圖案形成方法中,如上述,藉由乾式顯影(例如,氧電漿蝕刻)而實施顯影。如實施例欄所示,該乾式顯影兼顧被蝕刻物的蝕刻。亦即,可以將形成在被蝕刻物上之抗蝕劑膜的曝光後的乾式顯影製程與被蝕刻物的蝕刻作為相同的製程而實施。本發明人等發現進行該蝕刻時,若曝光後的抗蝕劑膜中殘存含有Si原子之脫離基,則曝光部與未曝光部的Si原子的含量之差變小,且被蝕刻物的圖案均勻性差。 對於上述問題,本發明的圖案形成方法中藉由如下而解決,亦即於酸分解性樹脂,被含有Si原子且分子量為500以下的脫離基保護極性基,並且實施曝光後烘烤製程。亦即,上述脫離基於曝光後烘烤製程中容易揮發,藉由該構成,進行乾式顯影時,能夠增大曝光部與未曝光部的Si原子的含量之差。亦即,未曝光部中成為高蝕刻耐性,且於曝光部成為低蝕刻耐性。作為其結果,成為被蝕刻物的圖案均勻性優異者。
又,如後述,當酸分解性樹脂具有由通式(1A)表示之重複單元時(較佳為由通式(1A)中的X1
為由通式(1A-2)表示之基團時)或具有由通式(2A)表示之重複單元時(較佳為通式(2A)中的X2
為由通式(2A-2)表示之基團時),脫離基於曝光後烘烤製程中更容易揮發,作為其結果,曝光部與未曝光部的Si原子的含量之差進一步變大,且被蝕刻物的圖案均勻性優異。
以下,對本發明的圖案形成方法進行說明。 本發明的圖案形成方法具有以下製程: (i)使用後述化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜(感光化射線性或感放射線性膜)之製程(抗蝕劑膜形成製程); (ii)對上述抗蝕劑膜進行曝光之(照射活性光線或放射線)製程(曝光製程); (iii)對上述經曝光之抗蝕劑膜進行烘烤之製程(曝光後烘烤(PEB:Post Exposure Bake)製程);及 (iv)對上述經烘烤之抗蝕劑膜進行乾式顯影之顯影製程(乾式顯影製程)。
本發明的圖案形成方法只要包括上述(i)~(iv)的製程則並無特別限定,亦可以具有下述製程。 本發明的圖案形成方法中,(ii)曝光製程中的曝光方法可以為液浸曝光。 本發明的圖案形成方法中,(ii)曝光製程之前,包括(v)預烘(PB:PreBake(預烘烤))製程為較佳。 本發明的圖案形成方法中,可以包含複數次(ii)曝光製程。 本發明的圖案形成方法中,可以包含複數次(v)預烘製程。 本發明的圖案形成方法中,可以包含複數次(iii)曝光後烘烤製程。
本發明的圖案形成方法中,上述(i)抗蝕劑膜形成製程、(ii)曝光製程、(iii)曝光後烘烤製程及(iv)乾式顯影製程能夠藉由通常已知之方法來進行。 可以在抗蝕劑膜的上層形成保護膜(頂塗層)。作為保護膜,能夠適合使用公知的材料。例如能夠較佳地使用美國專利申請公開第2007/0178407號說明書、美國專利申請公開第2008/0085466號說明書、美國專利申請公開第2007/0275326號說明書、美國專利申請公開第2016/0299432號說明書、美國專利申請公開第2013/0244438號說明書、及國際專利申請公開第2016/157988A號說明書等中所揭示之保護膜形成用組成物。作為保護膜形成用組成物,含有後述酸擴散控制劑者為較佳。又,可以於含有後述疏水性樹脂之抗蝕劑膜的上層形成保護膜。
上述抗蝕劑膜形成製程中,抗蝕劑膜形成在支撐體上為較佳。 作為支撐體,並無特別限定,例如能夠使用矽、SiN、SiO2
及SiN等無機基板、SOG(Spin on Glass:旋塗玻璃)等塗佈系無機基板。 又,作為支撐體,可以為具有無機基板(例如,SiO2
基板)和於上述無機基板上成膜之SOC(Spin on Carbon:旋塗碳)等下層膜之基板。 又,作為支撐體,除了IC等半導體製造製程或液晶或熱敏頭等電路基板的製造製程以外,亦能夠使用於其他感光蝕刻加工的微影製程中通常使用之基板。
烘烤溫度在(v)預烘烤製程及(iii)曝光後烘烤製程中的任一製程中,70~130℃為較佳,80~130℃為更佳。 烘烤時間於(v)預烘烤製程及(iii)曝光後烘烤製程中的任一製程中,30~300秒為較佳,30~180秒為更佳,30~90秒為進一步較佳。 烘烤能夠藉由曝光裝置及顯影裝置所具備之機構來進行,亦可以使用烘烤板等來進行。
對曝光製程中所使用之光源波長並無限制,例如可舉出紅外光、可見光、紫外光、遠紫外光、極紫外光(EUV)、X射線及電子束等。該等之中遠紫外光為較佳,其波長係250nm以下為較佳,220nm以下為更佳,1~200nm為進一步較佳。具體而言為KrF準分子雷射(248nm)、ArF準分子雷射(193nm)、F2
準分子雷射(157nm)、X射線、EUV(13nm)或電子束等,KrF準分子雷射、ArF準分子雷射、EUV或電子束為較佳。
乾式顯影裝置的方式並無特別限定,如ICP(Inductive Coupled Plasma:電感偶合電漿,電感偶合)型、雙頻CCP(Conductive Coupled Plasma:導電偶合電漿,電容偶合)型及ECR(electron cyclotron resonance;電子迴旋共振烘烤)型等能夠單獨控制電漿密度和偏壓之方式為較佳。 乾式顯影能夠使用任意公知的方法,各種條件等可依基板的種類及用途等而適當確定。例如,能夠依照國際光學工程學會紀要(Proc.ofSPIE)Vol.6924,692420(2008)及日本特開2009-267112號公報等實施蝕刻。又,亦能夠依照“半導體步驟教本 第四版 2007年刊行 發行人:SEMI Japan”的“第4章 蝕刻”中所記載之方法。
關於乾式顯影,其中氧電漿蝕刻為較佳。 在此所述的氧電漿蝕刻是指,使用了含有氧原子之氣體(以下,亦稱為“含氧氣體”。)之電漿蝕刻。作為含氧氣體,具體而言可舉出O2
、O3
、CO、CO2
、NO、NO2
、N2
O、SO、SO2
及COS等。又,上述含氧氣體可以含有Ar、He、Xe、Kr及N2
等氣體作為稀釋氣體。又,上述含氧氣體亦可以含有Cl2
、HBr、BCl3
、CH4
及NH4
等氣體作為添加氣體。
本發明的圖案形成方法中所使用之各種材料(例如,光阻溶劑、防反射膜形成用組成物或頂塗層形成用組成物等)不含有金屬成分、異構物及殘存單體等雜質為較佳。作為上述各種材料中所含有之該等雜質的含量,1ppm以下為較佳,100ppt以下為更佳,10ppt以下為進一步較佳,實質上不含有(係測定裝置的檢測界限以下)為特佳。
作為從上述各種材料中去除金屬等雜質之方法,例如可舉出使用過濾器之過濾。作為過濾器孔徑,細孔尺寸為10nm以下為較佳,5nm以下為更佳,3nm以下為進一步較佳。作為過濾器的材質,聚四氟乙烯製、聚乙烯製或尼龍製過濾器為較佳。過濾器亦可以使用預先用有機溶劑清洗者。過濾器過濾製程中,可以將複數種過濾器串聯或並聯連接來使用。當使用複數種過濾器時,亦可以組合使用孔徑和/或材質不同之過濾器。又,可以對各種材料進行複數次過濾,進行複數次過濾之製程亦可以為循環過濾製程。作為過濾器,日本特開2016-201426號公報中所揭示之溶出物減少者為較佳。 除過濾器過濾以外,還可以進行利用吸附材料之雜質的去除,亦可以將過濾器過濾和吸附材料組合使用。作為吸附材料,能夠使用公知的吸附材料,例如能夠使用矽膠或沸石等無機系吸附材料或活性碳等有機系吸附材料。作為金屬吸附劑,例如可舉出日本特開2016-206500號公報中所揭示者。 又,作為減少上述各種材料中所含有之金屬等雜質之方法,可舉出如下方法:選擇金屬含量較少的原料作為構成各種材料之原料、對構成各種材料之原料進行過濾器過濾、或於裝置內利用TEFLON(註冊商標)進行內襯等而盡可能抑制了污染之條件下進行蒸餾等方法。對構成各種材料之原料進行之過濾器過濾中的較佳的條件與上述條件相同。
上述各種材料為了防止雜質的混入,保存於美國專利申請公開第2015/0227049號說明書、日本特開2015-123351號公報等中所記載之容器為較佳。
藉由本發明的圖案形成方法形成之圖案中,亦可以適用改善圖案的表面粗糙度之方法。作為改善圖案的表面粗糙度之方法,例如可舉出美國專利申請公開第2015/0104957號說明書中所揭示之、藉由含有氫之氣體的電漿來對圖案進行處理之方法。除此以外,日本專利申請公開2004-235468號公開、美國專利申請公開第2010/0020297號說明書、Proc. Of SPIE Vol. 8328 83280N-1“EUV Resist Curing Technique for LWR Reduction and Etch Selectivity Enhancement”中所記載之公知的方法。 又,藉由上述方法所形成之圖案例如能夠用作日本特開平3-270227號公報及美國專利申請公開第2013/0209941號說明書中所揭示之間隔件步驟的芯材(Core)。
〔化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物〕 以下,對本發明的圖案形成方法中可使用之化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(以下,簡稱為“本發明的組成物”。)進行說明。
<樹脂(A)> 本發明的組成物含有具有藉由酸的作用分解而極性增大之基團(以下,亦稱為“酸分解性基”)之樹脂(以下,亦稱為“酸分解性樹脂”或“樹脂(A)”)。樹脂(A)為具有極性基被藉由含有Si原子且分子量為500以下的酸的作用分解而脫離之基團(脫離基)保護之結構之樹脂。
關於脫離基的分子量,其中從曝光後烘烤製程中的揮發性更優異之方面考慮,400以下為較佳,300以下為更佳,110以下為進一步較佳。脫離基於曝光後烘烤製程中的揮發性優異,藉此進行乾式顯影製程時,能夠增大曝光部與未曝光部的Si原子的含量之差。此外,脫離基的分子量的下限例如係60以上的情況多。
作為極性基,可舉出羧基、酚性羥基、氟化醇基、磺酸基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)亞甲基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基羰基)亞甲基、雙(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基磺醯基)亞甲基、雙(烷基磺醯基)醯亞胺基、三(烷基羰基)亞甲基及醇性羥基等。
此外,醇性羥基係與烴基鍵結之羥基,並且是指直接鍵結於芳香環上之羥基(酚性羥基)以外的羥基,作為羥基,α位經氟原子等電子吸引基取代而得之脂肪族醇(例如為六氟異丙醇基等)除外。作為醇性羥基,係pKa(酸解離常數)為12以上且20以下的羥基為較佳。
作為較佳的極性基,可舉出羧基、酚性羥基、氟化醇基(較佳為六氟異丙醇基)及磺酸基。
作為極性基被藉由酸的作用而脫離之脫離基保護之結構,是指該等基團的氫原子經上述脫離基取代之結構,其中,(i)藉由酸的作用分解而產生羧基之由下述通式(a)表示之結構或(ii)藉由酸的作用分解而產生酚性羥基之由下述通式(b)表示之結構為較佳。亦即,藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有由通式(a)表示之結構或由通式(b)表示之結構為較佳。
[化學式1]
上述通式(a)及上述通式(b)中,Ps1
及Ps2
分別獨立地表示藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基。 *表示上與述樹脂的主鏈或側鏈連結之鍵結位置。
上述樹脂(A)具有具備極性基被含有Si原子且分子量為500以下的脫離基保護之結構之重複單元(以下,亦稱為“重複單元(P)”。)為較佳,具備具有由上述通式(a)表示之結構之重複單元或具有由上述通式(b)表示之結構之重複單元為更佳,具有由下述通式(1A)表示之重複單元或由下述通式(2A)表示之重複單元為進一步較佳。
[化學式2]
通式(1A)中,R1
表示氫原子、鹵素原子或可以具有取代基之碳數1~10的烷基。Ps1
為藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基,亦即由下述通式(1A-1)表示之基團。 *-L1
-X1
(1A-1) 通式(1A-1)中,L1
表示2價連接基。X1
表示含有Si原子之有機基。*表示鍵結位置。
[化學式3]
通式(2A)中,R2
表示氫原子、鹵素原子或可以具有取代基之碳數1~10的烷基。Ps2
為藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基,亦即由下述通式(2A-1)表示之基團。 *-L2
-X2
(2A-1) 通式(2A-1)中,L2
表示單鍵或2價連接基。X2
表示含有Si原子之有機基。*表示鍵結位置。
上述通式(1A)及通式(2A)中,作為由R1
及R2
表示之鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。 又,作為由R1
及R2
表示之碳數1~10的烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任1個。),碳數1~5的烷基為較佳,碳數1~3的烷基為更佳。又,R1
及R2
亦可以具有取代基(例如,取代基群T)。 上述通式(1A-1)及通式(2A-1)中,作為由L1
及L2
表示之2價連接基並無特別限定,例如係碳數1~5的伸烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任1個。)為較佳,碳數1~3的伸烷基為更佳,亞甲基為進一步較佳。又,L1
及L2
亦可以具有取代基(例如,取代基群T)。
上述通式(1A-1)及通式(2A-1)中,X1
及X2
表示含有Si原子之有機基。作為含有Si原子之有機基,只要含有Si原子則並無特別限制,例如可舉出含有由下述通式(S)表示之基團之基團。
[化學式4]
上述通式(S)中,RS1
分別獨立地表示1價有機基。*表示鍵結位置。
上述通式(S)中,RS1
分別獨立地表示1價有機基,烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任1個。)、芳基、烯基、炔基或甲矽醚基為較佳。 作為由RS1
表示之烷基,碳數1~10的烷基為較佳,具體而言,可舉出甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、環丙基、環丁基、環戊基、環己基、降莰基及金剛烷基等。 作為由RS1
表示之芳基,例如可舉出苯基等。 作為由RS1
表示之烯基,碳數2~5的烯基為較佳,具體而言,可舉出乙烯基、丙烯基及烯丙基等。 作為由RS1
表示之炔基,碳數2~5的炔基為較佳,具體而言,可舉出乙炔基、丙炔基及丁炔基等。 作為由RS1
表示之甲矽醚基,例如可舉出由-O-Si(RS2
)3
表示之基團(RS2
:1價有機基)。作為RS2
,碳數1~10的烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任1個。)、芳基、碳數2~5的烯基或碳數2~5的炔基為較佳。 又,RS1
及RS2
亦可以具有取代基(例如,取代基群T)。
上述通式(1A-1)中,作為X1
,其中從於曝光後烘烤製程中的揮發性更優異之方面考慮,由下述通式(1A-2)表示之有機基為較佳。
*-O-L3
-Si(R3
)3
(1A-2) 上述通式(1A-2)中,L3
表示單鍵或2價連接基。R3
分別獨立地表示1價有機基。*表示鍵結位置。
上述通式(1A-2)中,作為由L3
表示之2價連接基並無特別限定,碳數1~10的伸烷基(可以為直鏈狀、支鏈狀及環狀中的任1個。)為較佳,碳數1~5的伸烷基為更佳,碳數1~3的伸烷基為進一步較佳。又,L3
亦可以具有取代基(例如,取代基群T)。
上述通式(1A-2)中,R3
的定義與上述通式(S)中的RS1
相同,並且較佳態樣亦相同。
上述通式(2A-1)中,X2
表示含有Si原子之有機基,其中。從於曝光後烘烤製程中的揮發性更優異之方面考慮,由下述通式(2A-2)表示之有機基為較佳。
*-L4
-L5
-Si(R4
)3
(2A-2) 通式(2A-2)中,L4
表示單鍵或氧原子。L5
表示單鍵或2價連接基。R4
分別獨立地表示1價有機基。*表示鍵結位置。
上述通式(2A-2)中,L5
及R4
的定義分別與上述通式(1A-2)中的L3
及R3
相同,較佳態樣亦相同。
以下,舉出由上述通式(1A)表示之重複單元及由上述通式(2A)表示之重複單元的具體例,但本發明並不限定於該等具體例。此外,下述具體例中,Ra表示氫原子或烷基。
[化學式5]
重複單元(P)中,進行乾式顯影製程時從未曝光部中的蝕刻耐性更優異之方面考慮,Si原子的含量相對於重複單元的總質量係5.0質量%以上為較佳,12.0質量%以上為更佳,20.0質量%以上為進一步較佳。上限並無特別限定,40.0質量%以下的情況多。
關於樹脂(A)中所含有之重複單元(P)的含量(當存在複數個重複單元(P)時為其合計),從進行乾式顯影製程時未曝光部中的蝕刻耐性更優異之方面考慮,相對於樹脂(A)的總重複單元係50莫耳%以上為較佳,70莫耳%以上為更佳,90莫耳%以上為進一步較佳。
除了重複單元(P)以外,樹脂(A)還具有含有酸分解性基之重複單元(以下,亦稱為“重複單元(Q)”。)。
重複單元(Q)例如為經藉由酸的作用而上述極性基(羧基等)的氫原子脫離之基團(脫離基)取代之基團。 作為藉由酸的作用脫離之基團(脫離基)例如可舉出-C(R36
)(R37
)( R38
)、-C(R36
)(R37
)(OR39
)及-C(R01
)(R02
)(OR39
)等。 式中,R36
~R39
分別獨立地表示烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。R36
與R37
亦可以相互鍵結而形成環。 R01
及R02
分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、芳烷基或烯基。
R36
~R39
、R01
及R02
的烷基係碳數1~8的烷基為較佳,例如能夠舉出甲基、乙基、丙基、正丁基、第二丁基、己基及辛基等。 R36
~R39
、R01
及R02
的環烷基可以為單環,亦可以為多環。作為單環環烷基,碳數3~8的環烷基為較佳,例如可舉出環丙基、環丁基、環戊基、環己基及環辛基等。作為多環環烷基,碳數6~20的環烷基為較佳,例如可舉出金剛烷基、降莰基、異莰基、莰基、二環戊基、α-蒎烯基(pinel group)、三環癸基、四環十二烷基及雄甾烷基(androstanyl group)等。此外,環烷基中的至少1個碳原子可以經氧原子等雜原子所取代。 R36
~R39
、R01
及R02
的芳基係碳數6~10的芳基為較佳,例如可舉出苯基、萘基及蒽基等。 R36
~R39
、R01
及R02
的芳烷基係碳數7~12的芳烷基為較佳,例如可舉出苄基、苯乙基及萘基甲基等。 R36
~R39
、R01
及R02
的烯基係碳數2~8的烯基為較佳,例如可舉出乙烯基、烯丙基、丁烯基及環己烯基等。 作為R36
與R37
相互鍵結而形成之環,係環烷基(單環或多環)為較佳。作為環烷基,環戊基及環己基等單環環烷基或降莰基、四環癸烷基、四環十二烷基及金剛烷基等多環環烷基為較佳。
作為酸分解性基,枯基酯基(cumylester group)、烯醇酯基、縮醛酯基或三級烷基酯基為較佳,縮醛酯基或三級烷基酯基為更佳。
樹脂(A)具有由下述通式(AI)表示之重複單元作為重複單元(Q)為較佳。
[化學式6]
通式(AI)中, Xa1
表示氫原子、鹵素原子或1價有機基。 T表示單鍵或2價連結基。 Rx1
~Rx3
分別獨立地表示烷基或環烷基。 Rx1
~Rx3
中的任意2個可以鍵結而形成環結構,亦可以不形成。
作為T的2價連結基,可舉出伸烷基、伸芳基、-COO-Rt-及-O-Rt-等。式中,Rt表示伸烷基、伸環烷基或伸芳基。 T係單鍵或-COO-Rt-為較佳。Rt係碳數1~5的鏈狀伸烷基為較佳,-CH2
-、-(CH2
)2
-或-(CH2
)3
-為更佳。T係單鍵為更佳。
Xa1
係氫原子或烷基為較佳。 Xa1
的烷基可以具有取代基,作為取代基,例如可舉出羥基及鹵素原子(較佳為氟原子)。 Xa1
的烷基係碳數1~4為較佳,可舉出甲基、乙基、丙基、羥甲基及三氟甲基等。Xa1
的烷基係甲基為較佳。
作為Rx1
、Rx2
及Rx3
的烷基,可以為直鏈狀,亦可以為支鏈狀,甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或三級丁基等為較佳。作為烷基的碳數,1~10為較佳,1~5為更佳,1~3為進一步較佳。Rx1
、Rx2
及Rx3
的烷基中,碳-碳鍵的一部分可以為雙鍵。 作為Rx1
,Rx2
及Rx3
的環烷基,環戊基及環己基等單環環烷基或降莰基、四環癸烷基、四環十二烷基及金剛烷基等多環環烷基為較佳。
作為Rx1
、Rx2
及Rx3
的2個鍵結而形成之環結構,環戊基環、環己基環、環庚基環及環辛烷環等單環環烷環或降莰烷環、四環癸烷環、四環十二烷環及金剛烷環等多環環烷基環為較佳。其中,環戊基環、環己基環或金剛烷環為更佳。作為Rx1
、Rx2
及Rx3
的2個鍵結而形成之環結構,下述所示之結構亦較佳。
[化學式7]
以下舉出相當於由通式(AI)表示之重複單元之單體的具體例,但本發明並不限定於該等具體例。下述具體例相當於在通式(AI)中的Xa1
為甲基之情況,但Xa1
能夠任意地經氫原子、鹵素原子或1價有機基取代。
[化學式8]
樹脂(A)具有美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0336>~<0369>段中所記載之重複單元作為重複單元(Q)亦較佳。
又,樹脂(A)亦可以具有包含美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0363>~<0364>段中所記載之藉由酸的作用分解而產生醇性羥基之基團之重複單元作為重複單元(Q)。
樹脂(A)亦可以單獨包含一種重複單元(Q),亦可以同時使用兩種以上來包含。
當樹脂(A)具有重複單元(Q)時,從曝光部與未曝光部中的對比度更優異,且被蝕刻物的圖案均勻性更優異之方面考慮,重複單元(Q)具有Ohnishi參數低之酸分解性基為較佳。 Ohnishi參數是指,將酸分解性基中的總原子數設為N,將總碳數設為NC ,
將總氧數設為NO
時,為由N/(NC
-NO
)表示之乾式蝕刻耐性的指標之參數。通常已知Ohnishi參數越小,則乾式蝕刻耐性越良好。 其中,酸分解性基的Ohnishi參數為6.0以下的情況多,從上述效果優異之方面考慮,4.0以下為較佳,3.5以下為更佳,3.0以下為進一步較佳。下限並無特別限制,1.7以上的情況多。
當樹脂(A)含有重複單元(Q)時,重複單元(Q)的含量相對於樹脂(A)的總重複單元例如係90莫耳%以下,20~45莫耳%為較佳,30~45莫耳%為更佳。
樹脂(A)具有含有選自由內酯結構、磺內酯結構及碳酸酯結構構成之群組中之至少一種之重複單元為較佳。
作為內酯結構或磺內酯結構,具有內酯結構或磺內酯結構即可,5~7員環內酯結構或5~7員環磺內酯結構為較佳。其中,另1個環結構以形成雙環結構或螺環結構之形式與5~7員環內酯結構縮環者或另1個環結構以形成雙環結構或螺環結構之形式與5~7員環磺內酯結構縮環者為更佳。 樹脂(A)含有具有由下述通式(LC1-1)~(LC1-21)中的任1個表示之內酯結構或由下述通式(SL1-1)~(SL1-3)中的任1個表示之磺內酯結構之重複單元為進一步較佳。又,內酯結構或磺內酯結構亦可以與主鏈直接鍵結。作為較佳的結構,可舉出由通式(LC1-1)、通式(LC1-4)、通式(LC1-5)、通式(LC1-8)、通式(LC1-16)或通式(LC1-21)表示之內酯結構或由通式(SL1-1)表示之磺內酯結構。
[化學式9]
內酯結構部分或磺內酯結構部分可以具有或不具有取代基(Rb2
)。作為較佳的取代基(Rb2
),可舉出碳數1~8的烷基、碳數4~7的環烷基、碳數1~8的烷氧基、碳數2~8的烷氧羰基、羧基、鹵素原子、羥基、氰基及酸分解性基等,碳數1~4的烷基、氰基或酸分解性基為較佳。n2
表示0~4的整數。n2
為2以上時,存在複數個之取代基(Rb2
)可以相同亦可以不同。又,存在複數個之取代基(Rb2
)彼此可以鍵結而形成環。
作為具有內酯結構或磺內酯結構之重複單元,由下述通式(III)表示之重複單元為更佳。
[化學式10]
上述通式(III)中,A表示酯鍵(由-COO-表示之基團)或醯胺鍵(由-CONH-表示之基團)。 n為由-R0
-Z-表示之結構的重複數,並表示0~5的整數,0或1為較佳,0為更佳。n為0之情況下,不存在-R0
-Z-,而是成為單鍵。 R0
表示伸烷基、伸環烷基或其組合。當具有複數個R0
時,分別獨立地表示伸烷基、伸環烷基或其組合。 Z表示單鍵、醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、胺基甲酸酯鍵或脲鍵。當具有複數個Z時,Z分別獨立地表示單鍵、醚鍵、酯鍵、醯胺鍵、胺基甲酸酯鍵或脲鍵。 R8
表示具有內酯結構或磺內酯結構之1價有機基。 R7
表示氫原子、鹵素原子或1價有機基(較佳為甲基)。
R0
的伸烷基或伸環烷基亦可以具有取代基。 作為Z,醚鍵或酯鍵為較佳,酯鍵為更佳。
樹脂(A)可以具備具有碳酸酯結構之重複單元。碳酸酯結構係環狀碳酸酯結構為較佳。 具有環狀碳酸酯結構之重複單元係由下述通式(A-1)表示之重複單元為較佳。
[化學式11]
通式(A-1)中,RA 1
表示氫原子、鹵素原子或1價有機基(較佳為甲基)。 n表示0以上的整數。 RA 2
表示取代基。n為2以上時,RA 2
分別獨立地表示取代基。 A表示單鍵或2價連結基。 Z表示與由式中的-O-C(=O)-O-表示之基團一同形成單環結構或多環結構之原子團。
樹脂(A)具有美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0370>~<0414>段中記載之重複單元作為具有選自由內酯結構、磺內酯結構及碳酸酯結構組成之群組中之至少一種之重複單元亦較佳。
樹脂(A)可以單獨具有一種含有選自由內酯結構、磺內酯結構及碳酸酯結構組成之群組中之至少一種之重複單元,亦可以同時使用兩種以上來具有。
以下舉出相當於由通式(III)表示之重複單元之單體的具體例及相當於由通式(A-1)表示之重複單元之單體的具體例,但本發明並不限定於該等具體例。下述具體例在通式(III)中的R7
及通式(A-1)中的RA 1
為甲基之情況下相當,但R7
及RA 1
能夠任意地經氫原子、鹵素原子或1價有機基取代。
[化學式12]
除了上述單體以外,下述所示之單體亦能夠適當地用作樹脂(A)的原料。
[化學式13]
具有選自由樹脂(A)中所含有之內酯結構、磺內酯結構及碳酸酯結構組成之群組中之至少一種之重複單元的含量(存在複數個具有選自由內酯結構、磺內酯結構及碳酸酯結構組成之群組中之至少一種之重複單元之情況下為其合計)相對於樹脂(A)中的所有重複單元,5~70莫耳%為較佳,10~65莫耳%為更佳,20~60莫耳%為進一步較佳。
樹脂(A)包含具有極性基之重複單元為較佳。 作為極性基,可舉出羥基、氰基、羧基及氟化醇基等。 作為具有極性基之重複單元,具有經極性基取代之脂環烴結構之重複單元為較佳。又,具有極性基之重複單元不具有酸分解性基為較佳。作為經極性基取代之脂環烴結構中之、脂環烴結構,金剛烷基或降莰烷基為較佳。
以下舉出相當於具有極性基之重複單元之單體的具體例,但本發明並不限定於該等具體例。
[化學式14]
除此以外,作為具有極性基之重複單元的具體例,可舉出美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0415>~<0433>段中所揭示之重複單元。 樹脂(A)可以單獨具有一種含有極性基之重複單元,亦可以同時使用兩種以上來含有。 具有極性基之重複單元的含量相對於樹脂(A)中的所有重複單元,係5~40莫耳%為較佳,5~30莫耳%為更佳,10~25莫耳%為進一步較佳。
樹脂(A)可以還具有不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元。不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元具有脂環烴結構為較佳。作為不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元,例如可舉出美國專利申請公開2016/0026083A1號說明書的<0236>~<0237>段中所記載之重複單元。以下示出相當於不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元之單體的較佳的例子。
[化學式15]
除此以外,作為不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元的具體例,可舉出美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0433>段中所揭示之重複單元。 樹脂(A)可以單獨具有一種不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元,亦可以同時使用兩種以上來具有。 不具有酸分解性基及極性基中的任1個之重複單元的含量相對於樹脂(A)中的所有重複單元,5~40莫耳%為較佳,5~30莫耳%為更佳,5~25莫耳%為進一步較佳。
樹脂(A)除了上述重複結構單元以外,還可以以調節耐乾蝕刻性、標準顯影液適應性、基板密合性、光阻輪廓或光阻一般所需之特性亦即解析力、耐熱性、靈敏度等為目的而具有各種重複結構單元。 作為該種重複結構單元,能夠舉出相當於規定的單體之重複結構單元,但並不限定於該等。
作為規定的單量體,例如可舉出選自丙烯酸酯類、甲基丙烯酸酯類、丙烯醯胺類、甲基丙烯醯胺類、烯丙基化合物、乙烯醚類及乙烯酯類等中之具有1個加成聚合性不飽和鍵之化合物等。 除此之外,亦可以使用能夠與相當於上述各種重複結構單元之單體共聚合之加成聚合性的不飽和化合物。 在樹脂(A)中,各重複結構單元的含有莫耳比可為了調節各種性能而適當地設定。
本發明的組成物為ArF曝光用時,從ArF光的透射性的觀點考慮,樹脂(A)實際上不具有芳香族基為較佳。更具體而言,對於樹脂(A)中的所有重複單元,具有芳香族基之重複單元為5莫耳%以下為較佳,3莫耳%以下為更佳,理想為0莫耳%,亦即不含有具有芳香族基之重複單元為進一步較佳。
樹脂(A)中,重複單元的全部由(甲基)丙烯酸酯系重複單元構成為較佳。該情況下,可以使用重複單元全部為丙烯酸甲酯系重複單元者、重複單元全部為丙烯酸酯系重複單元者、重複單元全部係基於丙烯酸甲酯系重複單元和丙烯酸酯系重複單元者中的任一者,丙烯酸酯系重複單元係對於樹脂(A)的所有重複單元的50莫耳%以下為較佳。
當本發明的組成物為KrF曝光用、EB曝光用或EUV曝光用時,樹脂(A)含有具有芳香族烴環基之重複單元為較佳。樹脂(A)具有包含酚羥基之重複單元為更佳。作為包含酚羥基之重複單元,可舉出羥基苯乙烯重複單元或羥基苯乙烯(甲基)丙烯酸酯重複單元。 本發明的組成物為KrF曝光用、EB曝光用或EUV曝光用時,樹脂(A)具有酚羥基的氫原子被藉由酸的作用而脫離之基團(脫離基)保護之結構為較佳。 具有樹脂(A)中所含之芳香族烴環基之重複單元的含量相對於樹脂(A)中的所有重複單元,30~100莫耳%為較佳,40~100莫耳%為更佳,50~100莫耳%為進一步較佳。
樹脂(A)的重量平均分子量係1,000~200,000為較佳,2,000~20,000為更佳,3,000~15,000為進一步較佳,3,000~11,000為特佳。分散度(Mw/Mn)通常為1.0~3.0,1.0~2.6為較佳,1.0~2.0為更佳,1.1~2.2為進一步較佳。
樹脂(A)可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。 本發明的組成物中,樹脂(A)的含量相對於總固體成分中,通常為20質量%以上的情況較多,40質量%以上為較佳,60質量%以上為更佳,70質量%以上為進一步較佳,80質量%以上為特佳。上限並無特別限制,99.5質量%以下為較佳,99質量%以下為更佳,97質量%以下為進一步較佳。
<光酸產生劑(C)> 本發明的組成物含有光酸產生劑(以下,亦稱為“光酸產生劑(C)”)。此外,光酸產生劑(C)中不含有具有用作後述酸擴散控制劑(D)之由通式(1B)表示之基團化合物。 光酸產生劑為藉由活性光線或放射線的照射而產生酸之化合物。 作為光酸產生劑,可舉出藉由光化射線或放射線的照射產生有機酸之化合物為較佳。例如可舉出鋶鹽化合物、錪鹽化合物、重氮鹽化合物、鏻鹽化合物、醯亞胺磺酸鹽化合物、肟磺酸鹽化合物、重氮二碸化合物、二碸化合物及鄰硝基苄基磺酸鹽化合物。
作為光酸產生劑,能夠適當地選擇使用藉由光化射線或放射線的照射產生酸之公知的化合物作為單獨或該等的混合物。例如,能夠適當地使用美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0125>~<0319>段、美國專利申請公開2015/0004544A1號說明書的<0086>~<0094>段及美國專利申請公開2016/0237190A1號說明書的<0323>~<0402>段中所揭示之公知的化合物作為光酸產生劑(C)。
作為光酸產生劑(C),例如由下述通式(ZI)、通式(ZII)或通式(ZIII)表示之化合物為較佳。
[化學式16]
上述通式(ZI)中,R201
、R202
及R203
分別獨立地表示有機基。作為R201
、R202
及R203
的有機基的碳數,通常為1~30,較佳為1~20。 又,R201
~R203
中的2個可以鍵結而形成環結構,環內可以包含氧原子、硫原子、酯鍵、醯胺鍵或羰基。作為R201
~R203
內的2個鍵結而形成之基團,可舉出伸烷基(例如,伸丁基、伸戊基)及-CH2
-CH2
-O-CH2
-CH2
-。 Z-表示陰離子。
作為通式(ZI)中的陽離子的較佳態樣,可舉出後述化合物(ZI-1)、化合物(ZI-2)、化合物(ZI-3)及化合物(ZI-4)中的相對應之基團。 此外,光酸產生劑(C)可以為具有複數個由通式(ZI)表示之結構之化合物。例如,可以為具有由通式(ZI)表示之化合物的R201
~R203
中的至少1個與由通式(ZI)表示之另1個化合物的R201
~R203
中的至少1個經由單鍵或連結基鍵結之結構之化合物。
首先,對化合物(ZI-1)進行說明。 化合物(ZI-1)為上述通式(ZI)的R201
~R203
中的至少1個為芳基之芳基鋶化合物,亦即以芳基鋶作為陽離子之化合物。 芳基鋶化合物中,可以為R201
~R203
全部為芳基,亦可以為R201
~R203
中的一部分為芳基且其餘為烷基或環烷基。 作為芳基鋶化合物,例如可舉出三芳基鋶化合物、二芳基烷基鋶化合物、芳基二烷基鋶化合物、二芳基環烷基鋶化合物及芳基二環烷基鋶化合物。
作為芳基鋶化合物中所含有之芳基,苯基或萘基為較佳,苯基為更佳。芳基可以為含有具有氧原子、氮原子或硫原子等之雜環結構之芳基。作為雜環結構,可舉出吡咯殘基、呋喃殘基、噻吩殘基、吲哚殘基、苯并呋喃殘基及苯并噻吩殘基等。當芳基鋶化合物具有2個以上的芳基時,存在2個以上的芳基可以相同,亦可以不同。 芳基鋶化合物視需要而具有之烷基或環烷基係碳數1~15的直鏈狀烷基、碳數3~15的支鏈狀烷基或碳數3~15的環烷基為較佳,例如可舉出甲基、乙基、丙基、正丁基、二級丁基、三級丁基、環丙基、環丁基及環己基等。
R201
~R203
的芳基、烷基及環烷基可以分別獨立地具有烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~14)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基或苯硫基作為取代基。
接著,對化合物(ZI-2)進行說明。 化合物(ZI-2)為式(ZI)中的R201
~R203
分別獨立地表示不具有芳香環之有機基之化合物。在此,芳香環係還包含含有雜原子之芳香族環。 作為R201
~R203
的不具有芳香環之有機基通常為碳數1~30,碳數1~20為較佳。 R201
~R203
分別獨立地較佳為烷基、環烷基、烯丙基或乙烯基,更佳為直鏈狀或支鏈狀2-氧代烷基、2-氧代環烷基或烷氧基羰基甲基,進一步較佳為直鏈狀或支鏈狀2-氧代烷基。
作為R201
~R203
的烷基及環烷基,較佳為可舉出碳數1~10的直鏈狀烷基或碳數3~10的支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基及戊基)及碳數3~10的環烷基(例如,環戊基、環己基及降莰基)。 R201
~R203
可以經鹵素原子、烷氧基(例如碳數1~5)、羥基、氰基或硝基進一步取代。
接著,對化合物(ZI-3)進行說明。 化合物(ZI-3)為由下述通式(ZI-3)表示,且具有苯甲醯甲基锍鹽結構之化合物。
[化學式17]
通式(ZI-3)中,R1c
~R5c
分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、芳基、烷氧基、芳氧基、烷氧基羰基、烷基羰氧基、環烷基羰氧基、鹵素原子、羥基、硝基、烷硫基或芳硫基。 R6c
及R7c
分別獨立地表示氫原子、烷基、環烷基、鹵素原子、氰基或芳基。 Rx
及Ry
分別獨立地表示烷基、環烷基、2-氧代烷基、2-氧代環烷基、烷氧基羰基烷基、烯丙基或乙烯基。
R1c
~R5c
中的任意2個以上、R5c
與R6c
、R6c
與R7c
、R5c
與Rx
及Rx
與Ry
各自可以鍵結而形成環結構,該環結構可以含有分別獨立地氧原子、硫原子、酮基、酯鍵或醯胺鍵。 作為上述環結構,可舉出芳香族或非芳香族的烴環、芳香族或非芳香族的雜環及組合2個以上該等環而成之多環縮合環。作為環結構,可舉出3員環~10員環,4員環~8員環為較佳,5員環或6員環為更佳。
作為R1c
~R5c
中的任意2個以上、R6c
與R7c
及Rx
與Ry
鍵結而形成之基團,可舉出伸丁基及伸戊基等。 作為R5c
與R6c
及R5c
與Rx
鍵結而形成之基團,係單鍵或伸烷基為較佳。作為伸烷基,可舉出亞甲基及伸乙基等。 Zc-
表示陰離子。
接著,對化合物(ZI-4)進行說明。 化合物(ZI-4)由下述通式(ZI-4)表示。
[化學式18]
通式(ZI-4)中,l表示0~2的整數。r表示0~8的整數。 R13
表示氫原子、氟原子、羥基、烷基、環烷基、烷氧基、烷氧基羰基或具有環烷基之基團。該等基團可以具有取代基。 R14
表示羥基、烷基、環烷基、烷氧基、烷氧基羰基、烷基羰基、烷基磺醯基、環烷基磺醯基或具有環烷基之基團。該等基團可以具有取代基。R14
存在複數個時,分別獨立地表示羥基等上述基團。 R15
分別獨立地表示烷基、環烷基或萘基。該等基團可以具有取代基。2個R15
可以相互鍵結而形成環。當2個R15
相互鍵結而形成環時,可以在環骨架內包含氧原子或氮原子等雜原子。於一態樣中,2個R15
為伸烷基,且彼此鍵結而形成環結構為較佳。 Z-
表示陰離子。
通式(ZI-4)中,R13
、R14
及R15
的烷基為直鏈狀或支鏈狀。烷基的碳數係1~10為較佳。作為烷基,甲基、乙基、正丁基或三級丁基等為更佳。
接著,對通式(ZII)及(ZIII)進行說明。 通式(ZII)及(ZIII)中,R204
~R207
分別獨立地表示芳基、烷基或環烷基。 作為R204
~R207
的芳基,苯基或萘基為較佳,苯基為更佳。R204
~R207
的芳基可以為具有含有氧原子、氮原子或硫原子等之雜環結構之芳基。作為具有雜環結構之芳基的骨架,例如可舉出吡咯、呋喃、噻吩、吲哚、苯并呋喃及苯并噻吩等。 作為R204
~R207
的烷基及環烷基,碳數1~10的直鏈狀烷基或碳數3~10的支鏈狀烷基(例如,甲基、乙基、丙基、丁基及戊基)或碳數3~10的環烷基(例如環戊基、環己基及降莰基)為較佳。
R204
~R207
的芳基、烷基及環烷基可以分別獨立地具有取代基。作為R204
~R207
的芳基、烷基及環烷基可具有之取代基,例如可舉出烷基(例如碳數1~15)、環烷基(例如碳數3~15)、芳基(例如碳數6~15)、烷氧基(例如碳數1~15)、鹵素原子、羥基及苯硫基等。 Z-
表示陰離子。
作為通式(ZI)中的Z-
、通式(ZII)中的Z-
、通式(ZI-3)中的Zc-
及通式(ZI-4)中的Z-
,由下述通式(3)表示之陰離子為較佳。
[化學式19]
通式(3)中,o表示1~3的整數。p表示0~10的整數。q表示0~10的整數。
Xf表示氟原子或經至少1個氟原子取代之烷基。該烷基的碳數係1~10為較佳,1~4為更佳。又,作為經至少1個氟原子取代之烷基,全氟烷基為較佳。 Xf係氟原子或碳數1~4的全氟烷基為較佳,氟原子或CF3
為更佳。尤其,兩者的Xf係氟原子為進一步較佳。
R4
及R5
分別獨立地表示氫原子、氟原子、烷基或被至少1個氟原子取代之烷基。存在複數個R4
及R5
時,R4
及R5
可以分別相同,亦可以不同。 由R4
及R5
表示之烷基可以具有取代基,碳數1~4為較佳。R4
及R5
較佳為氫原子。 經至少1個氟原子取代之烷基的具體例及較佳態樣係與通式(3)中的Xf的具體例及較佳態樣相同。
L表示2價連接基。存在複數個L時,L可以分別相同,亦可以不同。 作為2價連結基,例如可舉出-COO-(-C(=O)-O-)、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-、-O-、-S-、-SO-、-SO2
-、伸烷基(較佳為碳數1~6)、伸環烷基(較佳為碳數3~15)、伸烯基(較佳為碳數2~6)及將該等中的複數個組合而得到之2價連結基等。該等之中,-COO-、-OCO-、-CONH-、-NHCO-、-CO-、-O-、-SO2
-、-COO-伸烷基-、-OCO-伸烷基-、-CONH-伸烷基-或-NHCO-伸烷基-為較佳,-COO-、-OCO-、-CONH-、-SO2
-、-COO-伸烷基-或-OCO-伸烷基-為更佳。
W表示包含環狀結構之有機基。該等之中,環狀有機基為較佳。 作為環狀有機基,例如可舉出脂環基、芳基及雜環基。 脂環基可以為單環式,亦可以為多環式。作為單環式脂環基,例如可舉出環戊基、環己基及環辛基等單環環烷基。作為多環式脂環基,例如可舉出降莰基、三環癸基、四環癸基、四環十二烷基及金剛烷基等多環環烷基。其中,降莰基、三環癸基、四環癸基、四環十二烷基(tetracyclo dodecanyl group)及金剛烷基等碳數7以上的具有蓬鬆的結構之脂環基為較佳。
芳基可以為單環式,亦可以為多環式。作為該芳基,例如可舉出苯基、萘基、菲基及蒽基。 雜環基可以為單環式,亦可以為多環式。多環式更能夠控制酸的擴散。又,雜環基可以具有芳香族性,亦可以不具有芳香族性。作為具有芳香族性之雜環,例如可舉出呋喃環、噻吩環、苯并呋喃環、苯并噻吩環、二苯并呋喃環、二苯并噻吩環及吡啶環。作為不具有芳香族性之雜環,例如可舉出四氫吡喃環、內酯環、磺內酯環及十氫異喹啉環。作為內酯環及磺內酯環的一例,可舉出於前述樹脂中所例示之內酯結構及磺內酯結構。作為雜環基中的雜環,係呋喃環、噻吩環、吡啶環或十氫異喹啉環為特佳。
上述環狀有機基可以具有取代基。作為該取代基,例如可舉出烷基(可以為直鏈狀及支鏈狀中的任一種,碳數1~12為較佳)、環烷基(可以為單環、多環及螺環中的任一種,碳數3~20為較佳)、芳基(碳數6~14為較佳)、羥基、烷氧基、酯基、醯胺基、胺基甲酸酯基、脲基、硫醚基、磺醯胺基及磺酸酯基。此外,構成環狀有機基之碳(有助於環形成之碳)可以為羰基碳。
作為由通式(3)表示之陰離子,SO3 -
-CF2
-CH2
-OCO-(L)q’-W、SO3 -
-CF2
-CHF-CH2
-OCO-(L)q’-W、SO3 -
-CF2
-COO-(L)q’-W、SO3 -
-CF2
-CF2
-CH2
-CH2
-(L)q-W、SO3 -
-CF2
-CH(CF3
)-OCO-(L)q’-W為較佳。在此,L、q及W的定義與通式(3)相同。q’表示0~10的整數。
一態樣中,作為通式(ZI)中的Z-
、通式(ZII)中的Z-
、通式(ZI-3)中的Zc-
及通式(ZI-4)中的Z-
,由下述通式(4)表示之陰離子亦較佳。
[化學式20]
通式(4)中,XB1
及XB2
分別獨立地表示氫原子或不具有氟原子之1價有機基。XB1
及XB2
係氫原子為較佳。 XB3
及XB4
分別獨立地表示氫原子或1價有機基。XB3
及XB4
中的至少一方係氟原子或具有氟原子之1價有機基為較佳,XB3
及XB4
兩者係氟原子或具有氟原子之1價有機基為更佳。XB3
及XB4
這兩者係被氟原子取代之烷基為進一步較佳。 L、q及W的定義與通式(3)相同。
通式(ZI)中的Z-
、通式(ZII)中的Z-
、通式(ZI-3)中的Zc-
及通式(ZI-4)中的Z-
可以為苯磺酸陰離子,係經支鏈狀烷基或環烷基取代之苯磺酸陰離子為較佳。
作為通式(ZI)中的Z-
、通式(ZII)中的Z-
、通式(ZI-3)中的Zc-
及通式(ZI-4)中的Z-
,由下述通式(SA1)表示之芳香族磺酸陰離子亦較佳。
[化學式21]
式(SA1)中,Ar表示芳基,還可以具有磺酸陰離子及-(D-B)基以外的取代基。作為還可以具有之取代基可舉出氟原子及羥基等。
n表示0以上的整數。作為n,1~4為較佳,2~3為更佳,3為進一步較佳。
D表示單鍵或2價連結基。作為2價連結基,可舉出包含醚基、硫醚基、羰基、亞碸基、碸基、磺酸酯基、酯基及該等的兩種以上的組合之基團等。
B表示烴基。
較佳為,D係單鍵,B係脂肪族烴結構。B係異丙基或環己基為更佳。
以下示出通式(ZI)中的鋶陽離子及通式(ZII)中的錪陽離子的較佳的例子。
[化學式22]
以下示出通式(ZI)、通式(ZII)中的陰離子Z-
、通式(ZI-3)中的Zc-
及通式(ZI-4)中的Z-
的較佳的例子。
[化學式23]
能夠任意組合上述陽離子及陰離子來用作光酸產生劑。
光酸產生劑可以為低分子化合物的形態,亦可以為嵌入聚合物的一部分之形態。又,可以同時使用低分子化合物的形態與嵌入聚合物的一部分中之形態。 光酸產生劑係低分子化合物的形態為較佳。 當光酸產生劑為低分子化合物的形態時,分子量係3,000以下為較佳,2,000以下為更佳,1,000以下為進一步較佳。 當光酸產生劑為嵌入聚合物的一部分之形態時,可以嵌入前述樹脂(A)的一部分,亦可以嵌入與樹脂(A)不同之樹脂中。 光酸產生劑可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。 本發明的組成物中,以組成物的總固體成分為基準,光酸產生劑的總含量(當存在複數種時為其合計)係0.1~35質量%為較佳,0.5~25質量%為更佳,1~22質量%為進一步較佳。 作為光酸產生劑,當含有由上述通式(ZI-3)或(ZI-4)表示之化合物時,以組成物的總固體成分為基準,組成物中所含有之光酸產生劑的含量(當存在複數種時為其合計)係1~35質量%為較佳,1~30質量%為更佳。
<酸擴散控制劑(D)> 本發明的組成物含有酸擴散控制劑(D)為較佳。酸擴散控制劑係作為捕獲曝光時從光酸產生劑等產生之酸,並抑制因多餘的產生酸引起之未曝光部中的酸分解性樹脂的反應之猝滅劑發揮作用者。例如,能夠使用鹼性化合物(DA)、藉由光化射線或放射線的照射而鹼性降低或消失之鹼性化合物(DB)、相對於光酸產生劑成為相對弱酸之鎓鹽(DC)、具有氮原子且具有藉由酸的作用脫離之基團之低分子化合物(DD)或陽離子部具有氮原子之鎓鹽化合物(DE)等而作為酸擴散控制劑。本發明的組成物中,能夠適當地使用公知的酸擴散控制劑。例如,能夠適當地使用美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0627>~<0664>段、美國專利申請公開2015/0004544A1號說明書的<0095>~<0187>段、美國專利申請公開2016/0237190A1號說明書的<0403>~<0423>段及美國專利申請公開2016/0274458A1號說明書的<0259>~<0328>段中所揭示之公知的化合物作為酸擴散控制劑(D)。
作為鹼性化合物(DA),具有由下述式(A)~(E)表示之結構之化合物為較佳。
[化學式24]
通式(A)及(E)中,R200
、R201
及R202
可以相同,亦可不同,分別獨立地表示氫原子、烷基(較佳為碳數1~20)、環烷基(較佳為碳數3~20)或芳基(碳數6~20)。R201
與R202
可以相互鍵結而形成環。 R203
、R204
、R205
及R206
可以相同,亦可以不同,分別獨立地表示碳數1~20的烷基。
通式(A)及(E)中的烷基可以具有取代基,亦可以為未經取代。 關於上述烷基,作為具有取代基之烷基,係碳數1~20之胺基烷基、碳數1~20之羥基烷基或碳數1~20之氰基烷基為較佳。 等通式(A)及(E)中的烷基未經取代為更佳。
作為鹼性化合物(DA),胍、胺基吡咯啶、吡唑、吡唑啉、哌𠯤、胺基口末啉、胺基烷基口末啉或哌啶等為較佳,具有咪唑結構、二氮雜雙環結構、氫氧化鎓結構、羧酸鎓鹽結構、三烷基胺結構、苯胺結構或吡啶結構之化合物、具有羥基和/或醚鍵之烷基胺衍生物或具有羥基和/或醚鍵之苯胺衍生物等為更佳。
藉由光化射線或放射線的照射而鹼性降低或消失之鹼性化合物(DB)(以下,亦稱為“化合物(DB)”。)具有質子受體性官能基,並且為藉由光化射線或放射線的照射分解而質子受體性降低、消失或由質子受體性變為酸性之化合物。
質子受體性官能基是指能夠與質子靜電相互作用之基團或具有電子之官能基,例如是指具有環狀聚醚等大環結構之官能基或含有具有對π共軛未作出貢獻之未共用電子對之氮原子之官能基。具有對π共軛未作出貢獻之未共用電子對之氮原子是指,例如具有下述式所示之部分結構之氮原子。
[化學式25]
作為質子受體性官能基的較佳的部分結構,例如可舉出冠醚結構、氮雜冠醚結構、一級胺~三級胺結構、吡啶結構、咪唑結構及吡𠯤結構等。
化合物(DB)產生藉由光化射線或放射線的照射進行分解而質子受體性降低或消失或從質子受體性向酸性變化之化合物。其中,質子受體性的降低或消失或從質子受體性向酸性的變化是指,質子加成在質子受體性官能基而引起之質子受體性的變化,具體而言,表示當由具有質子受體性官能基之化合物(DB)和質子生成質子加成物時,其化學平衡中的平衡常數減少。 質子受體性能夠藉由進行pH測定來確認。
藉由光化射線或放射線的照射,化合物(DB)分解而產生之化合物的酸解離常數pKa滿足pKa<-1為較佳,滿足-13<pKa<-1為更佳,滿足-13<pKa<-3為進一步較佳。
在此所述之酸解離常數pKa係表示水溶液中的酸解離常數pKa,例如依化學便覧(II)(改訂4版,1993年,日本化學會編,Maruzen Company,Limited)進行定義。酸解離常數pKa值越低表示酸強度越大。具體而言,水溶液中的酸解離常數pKa能夠藉由使用無限稀釋水溶液測定25℃下的酸解離常數來進行實測。或者,亦可以使用下述軟體套件1藉由計算而求出基於哈米特取代基常數及公知文獻值的資料庫之值。本說明書中所記載之pKa的值全部表示使用該軟體套件並藉由計算而求出之值。
軟體套件1:Advanced Chemistry Development(ACD/Labs)Software V8.14 for Solaris(1994-2007 ACD/Labs)。
本發明的組成物中,能夠使用相對於光酸產生劑成為相對弱酸之鎓鹽(DC)作為酸擴散控制劑。 當混合使用光酸產生劑和產生相對於由光酸產生劑生成之酸而言為相對弱酸之酸之鎓鹽時,若藉由光化射線或放射線的照射而由光酸產生劑產生之酸與具有未反應的弱酸陰離子之鎓鹽碰撞,則藉由鹽交換釋放弱酸而生成具有強酸陰離子之鎓鹽。在該過程中強酸被交換成觸媒能更低之弱酸,因此在外觀上酸失活而能夠控制酸擴散。
作為相對於光酸產生劑成為相對弱酸之鎓鹽,由下述通式(d1-1)~(d1-3)表示之化合物為較佳。
[化學式26]
式中,R51
可以具有取代基之烴基,Z2c
係可以具有取代基之碳數1~30的烴基(其中,設為與S相鄰之碳上未經取代有氟原子者),R52
係有機基,Y3
係直鏈狀、支鏈狀或環狀伸烷基或伸芳基,Rf係含有氟原子之烴基,M+
分別獨立地為銨陽離子、鋶陽離子或錪陽離子。
作為表示為M+
之鋶陽離子或錪陽離子的較佳例,可舉出以通式(ZI)所例示之鋶陽離子及以通式(ZII)所例示之錪陽離子。
具有氮原子且具有藉由酸的作用而脫離之基團之低分子化合物(DD)(以下,亦稱為“化合物(DD)”。)係在氮原子上具有藉由酸的作用而脫離之基團之胺衍生物為較佳。 作為藉由酸的作用脫離之基團,縮醛酯基、碳酸鹽基、胺甲酸酯基、三級酯基、三級羥基或半胺縮醛醚基為較佳,胺甲酸酯基或半胺縮醛醚基為更佳。 化合物(DD)的分子量為100~1000為較佳,100~700為更佳,100~500為進一步較佳。 化合物(DD)亦可以具有在氮原子上具有保護基之胺基甲酸酯基。作為構成胺基甲酸酯基之保護基,由下述通式(d-1)表示。
[化學式27]
通式(d-1)中,Rb
分別獨立地表示氫原子、烷基(較佳為碳數1~10)、環烷基(較佳為碳數3~30)、芳基(較佳為碳數3~30)、芳烷基(較佳為碳數1~10)或烷氧基烷基(較佳為碳數1~10)。Rb
亦可以相互鍵結而形成環。 由Rb
表示之烷基、環烷基、芳基及芳烷基可以分別獨立地被羥基、氰基、胺基、吡咯烷基、哌啶基、口末啉基、氧代基等官能基、烷氧基或鹵素原子取代。關於由Rb
表示之烷氧基烷基亦相同。
作為Rb
,直鏈狀或支鏈狀烷基、環烷基或芳基為較佳,直鏈狀或支鏈狀烷基或環烷基為更佳。 作為2個Rb
相互連結而形成之環,可舉出脂環式烴基、芳香族烴基、雜環式烴基及其衍生物等。 作為由通式(d-1)表示之基團的具體結構,可舉出美國專利公報US2012/0135348A1號說明書的<0466>段中所揭示之結構,但並不限定於此。
化合物(DD)係具有由下述通式(6)表示之結構為較佳。
[化學式28]
通式(6)中,l表示0~2的整數,m表示1~3的整數,滿足l+m=3。 Ra
表示氫原子、烷基、環烷基、芳基或芳烷基。當l為2時,2個Ra
可以相同,亦可以不同,2個Ra
亦可以相互鍵結而與式中的氮原子一同形成雜環。該雜環中可含有除了式中的氮原子以外的雜原子。 Rb
係與上述通式(d-1)中的Rb
的定義相同,較佳例亦相同。 通式(6)中,作為Ra
之烷基、環烷基、芳基及芳烷基可以分別獨立地被與作為如下基團之前述基團相同的基團取代,該基團係作為Rb
之烷基、環烷基、芳基及芳烷基可以經取代之基團。
作為上述Ra
的烷基、環烷基、芳基及芳烷基(該等基團可以經上述基團取代)的具體例,可舉出與關於Rb
進行了前述之具體例相同的基團。 作為本發明中的特佳的化合物(DD)的具體例,可舉出美國專利申請公開2012/0135348A1號說明書的<0475>段中所揭示之化合物,但並不限定於此。
陽離子部具有氮原子之鎓鹽化合物(DE)(以下,亦稱為“化合物(DE)”。)為在陽離子部具有含有氮原子之鹼性部位之化合物為較佳。鹼性部位係胺基為較佳,脂肪族胺基為更佳。鹼性部位中與氮原子相鄰之原子全部係氫原子或碳原子為進一步較佳。又,從鹼性提高的觀點考慮,吸電子性的官能基(羰基、磺醯基、氰基及鹵素原子等)不與氮原子直接鍵結為較佳。 作為化合物(DE)的較佳的具體例,可舉出美國專利申請公開2015/0309408A1號說明書的<0203>段中所揭示之化合物,但並不限定於此。
以下示出酸擴散控制劑(D)的較佳的例子。
[化學式29]
[化學式30]
又,本發明的組成物可以含有具有由下述通式(1B)表示之基團之化合物作為酸擴散控制劑(D)。
[化學式31]
通式(1B)中,A-
表示-N-
-SO2
-RD
、-COO-
、-O-
或-SO3 -
。其中,當A-
為-SO3 -
時,不存在-SO3 -
與具有氟原子之碳原子、或芳香環直接鍵結之情況。 RD
表示碳數1~10的直鏈狀或支鏈狀的1價烴基或碳數3~20的環狀的1價烴基。其中,該等烴基中,氫原子的一部分或全部可以經氟原子取代。X+
表示鎓陽離子。
作為由RD
表示之碳數1~10的直鏈狀或支鏈狀的1價烴基,例如可舉出甲基、乙基、丙基及丁基等。 作為由RD
表示之碳數3~20的環狀的1價烴基,例如可舉出環戊基、環己基、降莰基及金剛烷基等。 A-
與碳原子鍵結為較佳,上述碳原子不具有吸電子基(原子)為較佳。
作為由X+
表示之鎓陽離子,例如可舉出: 三苯基锍陽離子、4-環己基苯基二苯基锍陽離子、4-甲磺醯基苯基二苯基锍陽離子、含有由下述通式(2B)表示之碸基之三苯基锍陽離子等锍陽離子; 二苯基碘鎓陽離子、雙(4-第三丁基苯基)碘鎓陽離子等碘鎓陽離子; 1-(4-正丁氧基萘-1-基)四氫噻吩鎓陽離子、1-(6-正丁氧基萘-2-基)四氫噻吩鎓陽離子及1-(3,5-二甲基-4-羥基苯基)四氫噻吩鎓陽離子等四氫噻吩陽離子等。 該等之中,锍陽離子為較佳,三苯基锍陽離子及含有由上述式(2B)表示之碸基之三苯基锍陽離子為更佳。
[化學式32]
上述通式(2B)中,R6
~R8
分別獨立地為氫原子、鹵素原子、羥基、碳數1~10的烷基、碳數3~12的環烷基或碳數1~10的烷氧基。此外,R6
~R8
亦可以具有取代基(例如取代基群T)。
作為由R6
~R8
表示之鹵素原子,例如可舉出氟原子、氯原子、溴原子及碘原子等。 作為由R6
~R8
表示之碳數1~10的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基及丁基等。 作為由R6
~R8
表示之碳數3~12的環烷基,例如可舉出環戊基、環己基及降莰基等。 作為由R6
~R8
表示之碳數1~10的烷氧基,例如可舉出甲氧基、乙氧基、丙氧基及丁氧基等。
作為具有由上述通式(1B)表示之基團之化合物,可以為低分子化合物,亦可以為聚合物,其中,由下述通式(3B)表示之化合物為較佳。
[化學式33]
上述通式(3B)中,R1
為氫原子或1價有機基。A-
及X+
的定義與上述式(1B)相同。
作為由R1
表示之1價有機基,例如可舉出碳數1~20的烷基、碳數3~20的環烷基、碳數6~30的芳基、碳數7~30的芳烷基及碳數3~30的雜環基等。該等基團的氫原子的一部分或全部可以經取代。又,R1
中,與A-
鍵結之原子係碳原子為較佳,上述碳原子不具有吸電子基(原子)為較佳。
作為上述烷基、環烷基、芳基、芳烷基及雜環基具有之取代基,例如可舉出羥基、鹵素原子、烷氧基、內酯基及烷基羰基等。
以下,舉出由上述通式(3B)表示之化合物的具體例,但由上述通式(3B)表示之化合物並不限定於此。
[化學式34]
本發明的組成物中,酸擴散控制劑(D)可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。 組成物中,以組成物的總固體成分為基準,酸擴散控制劑(D)的含量(當存在複數種時為其合計)係0.1~10質量%為較佳,0.1~5質量%為更佳。
從曝光部與未曝光部中的對比度更優異,且被蝕刻物的圖案均勻性更優異之方面考慮,本發明的組成物含有鹼性化合物或具有由上述通式(1B)表示之基團之化合物作為酸擴散控制劑(D)為較佳。
<疏水性樹脂(E)> 本發明的組成物可以含有疏水性樹脂(E)。此外,疏水性樹脂(E)係不同於樹脂(A)及樹脂(B)之樹脂為較佳。 本發明的組成物含有疏水性樹脂(E),藉此能夠抑制感光化射線性或感放射線性膜的表面上的靜態/動態接觸角。藉此,能夠改善顯影特性、抑制脫氣、提高液浸曝光時的液浸液追隨性及減少液浸缺陷等。 疏水性樹脂(E)被設計成局部存在於抗蝕劑膜的表面為較佳,但與界面活性劑不同,並非必需在分子內具有親水基,亦可以無助於均勻地混合極性/非極性物質。
從偏在於膜表層上之觀點考慮,疏水性樹脂(E)係含有具有選自包括“氟原子”、“矽原子”及“樹脂的側鏈部分中所含有之CH3
部分結構”之群組中之至少一種之重複單元之樹脂為較佳。 疏水性樹脂(E)包含氟原子和/或矽原子時,疏水性樹脂(E)中之上述氟原子和/或矽原子可以包含於樹脂的主鏈中,亦可以包含於側鏈中。
疏水性樹脂(E)包含氟原子時,作為具有氟原子之部分結構,為含有具有氟原子之烷基、具有氟原子之環烷基或具有氟原子之芳基之樹脂為較佳。
疏水性樹脂(E)具有至少1個選自下述(x)~(z)的群組中之基團為較佳。 (x)酸基 (y)藉由鹼性顯影液的作用分解而對鹼性顯影液之溶解度增大之基團(以下,亦稱為極性轉換基) (z)藉由酸的作用而分解之基團
作為酸基(x),可舉出酚性羥基、羧酸基、氟化醇基、磺酸基、磺醯胺基、磺醯亞胺基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)亞甲基、(烷基磺醯基)(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基羰基)亞甲基、雙(烷基羰基)醯亞胺基、雙(烷基磺醯基)亞甲基、雙(烷基磺醯基)醯亞胺基、三(烷基羰基)亞甲基及三(烷基磺醯基)亞甲基等。 作為酸基,氟化醇基(較佳為六氟異丙醇)、磺醯亞胺基或雙(烷基羰基)亞甲基為較佳。
作為藉由鹼性顯影液的作用分解並且對鹼性顯影液之溶解度增大之基團(y),例如可舉出內酯基、羧酸酯基(-COO-)、酸酐基(-C(O)OC(O)-)、酸醯亞胺基(-NHCONH-)、羧酸硫酯基(-COS-)、碳酸酯基(-OC(O)O-)、硫酸酯基(-OSO2
O-)及磺酸酯基(-SO2
O-)等,內酯基或羧酸酯基(-COO-)為較佳。 作為該等基團之重複單元,例如為該等基團直接鍵結於樹脂的主鏈上之重複單元,例如可舉出由丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯構成之重複單元等。該重複單元中,該等基團亦可以經由連結基鍵結於樹脂的主鏈上。或者,該重複單元可以在聚合時使用具有該等基團之聚合起始劑或鏈轉移劑而被導入到樹脂的末端。 作為包含具有內酯之重複單元,例如可舉出與之前樹脂(A)項中說明之具有內酯結構之重複單元相同者。
具有藉由鹼性顯影液的作用分解並且對鹼性顯影液之溶解度增大之基團(y)之重複單元的含量相對於疏水性樹脂(E)中的所有重複單元,1~100莫耳%為較佳,3~98莫耳%為更佳,5~95莫耳%為進一步較佳。
疏水性樹脂(E)中之具有藉由酸的作用分解之基團(z)之重複單元可舉出與樹脂(A)中所舉出之具有酸分解性基之重複單元相同者。具有藉由酸的作用而分解之基團(z)之重複單元可以具有氟原子及矽原子中的至少任1個。具有藉由酸的作用而分解之基團(z)之重複單元的含量相對於疏水性樹脂(E)中的所有重複單元,1~80莫耳%為較佳,10~80莫耳%為更佳,20~60莫耳%為進一步較佳。 疏水性樹脂(E)可以進一步具有與上述重複單元不同之另一重複單元。
含有氟原子之重複單元相對於疏水性樹脂(E)中的所有重複單元,10~100莫耳%為較佳,30~100莫耳%為更佳。又,含有矽原子之重複單元相對於疏水性樹脂(E)中的所有重複單元,10~100莫耳%為較佳,20~100莫耳%為更佳。
另一方面,尤其在疏水性樹脂(E)在側鏈部分包含CH3
部分結構之情況下,疏水性樹脂(E)實質上不含氟原子及矽原子之形態亦較佳。又,疏水性樹脂(E)實質上由僅以選自碳原子、氧原子、氫原子、氮原子及硫原子中之原子構成之重複單元構成為較佳。
疏水性樹脂(E)的標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量係1,000~100,000為較佳,1,000~50,000為更佳。
疏水性樹脂(E)中所含有之殘留單體和/或寡聚物成分的合計含量係0.01~5質量%為較佳,0.01~3質量%為更佳。又,分散度(Mw/Mn)係1~5的範圍為較佳,更佳為1~3的範圍。
作為疏水性樹脂(E),能夠適當地選擇使用公知的樹脂作為單獨或該等的混合物。例如,能夠適當地使用美國專利申請公開2015/0168830A1號說明書的<0451>~<0704>段及美國專利申請公開2016/0274458A1號說明書的<0340>~<0356>段中所揭示之公知的樹脂作為疏水性樹脂(E)。又,美國專利申請公開2016/0237190A1號說明書的<0177>~<0258>段中所揭示之重複單元亦作為構成疏水性樹脂(E)之重複單元為較佳。
以下示出相當於構成疏水性樹脂(E)之重複單元之單體的較佳的例子。
[化學式35]
[化學式36]
疏水性樹脂(E)可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。 從兼備液浸曝光中的液浸液追隨性和顯影特性之觀點考慮,混合使用表面能不同之兩種以上的疏水性樹脂(E)為較佳。 組成物中,疏水性樹脂(E)的含量相對於組成物中的總固體成分,係0.01~10質量%為較佳,0.05~8質量%質量為更佳。
<溶劑(F)> 本發明的組成物可以含有溶劑。 在本發明的組成物中,能夠適當地使用公知的光阻溶劑。例如,能夠適當地使用美國專利申請公開2016/0070167A1號說明書的<0665>~<0670>段、美國專利申請公開2015/0004544A1號說明書的<0210>~<0235>段、美國專利申請公開2016/0237190A1號說明書的<0424>~<0426>段及美國專利申請公開2016/0274458A1號說明書的<0357>~<0366>段中所揭示之公知的溶劑。 作為能夠在製備組成物時使用之溶劑,例如可舉出伸烷基二醇單烷基醚羧酸酯、伸烷基二醇單烷基醚、乳酸烷基酯、烷氧基丙酸烷基酯、環狀內酯(較佳為碳數4~10)、可具有環之單酮化合物(較佳為碳數4~10)、碳酸伸烷酯、烷氧基乙酸烷基酯及丙酮酸烷基酯等有機溶劑。
作為有機溶劑,可以使用將結構中具有羥基之溶劑和不具有羥基之溶劑混合而得之混合溶劑。 作為具有羥基之溶劑及不具有羥基之溶劑,能夠適當地選擇前述例示化合物,作為含有羥基之溶劑,伸烷基二醇單烷基醚或乳酸烷基酯等為較佳,丙二醇單甲醚(PGME)、丙二醇單乙醚(PGEE)、2-羥基異丁酸甲酯或乳酸乙酯為更佳。又,作為不具有羥基之溶劑,係伸烷基二醇單烷基醚乙酸酯、烷基烷氧基丙酸酯、可含有環之單酮化合物、環狀內酯或乙酸烷基酯等為較佳,該等之中,丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、乙氧基丙酸乙酯、2-庚酮、γ-丁內酯、環己酮、環戊酮或乙酸丁酯為更佳,丙二醇單甲醚乙酸酯、γ-丁內酯、乙氧基丙酸乙酯、環己酮、環戊酮或2-庚酮為進一步較佳。作為不具有羥基之溶劑,碳酸丙烯酯亦較佳。 具有羥基之溶劑與不具有羥基之溶劑的混合比(質量比)係1/99~99/1為較佳,10/90~90/10為更佳,20/80~60/40為進一步較佳。含有50質量%以上的不具有羥基之溶劑之混合溶劑在塗佈均勻性方面為較佳。 溶劑含有丙二醇單甲醚乙酸酯為較佳,可以為丙二醇單甲醚乙酸酯單獨溶劑,亦可以為含有丙二醇單甲醚乙酸酯之兩種以上的混合溶劑。
<界面活性劑(H)> 本發明的組成物可以含有界面活性劑。當含有界面活性劑時,氟系和/或矽系界面活性劑(具體而言,氟系界面活性劑、矽系界面活性劑或具有氟原子和矽原子這兩者之界面活性劑)為較佳。
本發明的組成物含有界面活性劑,藉此在使用250nm以下、尤其220nm以下的曝光光源時,能夠以良好的靈敏度及解析度獲得黏附性及顯影缺陷較少之圖案。 作為氟系和/或矽系界面活性劑,可舉出美國專利申請公開第2008/0248425號說明書的<0276>段中所記載之界面活性劑。 又,還能夠使用美國專利申請公開第2008/0248425號說明書的<0280>段中記載之除氟系和/或矽系界面活性劑以外的其他界面活性劑。
該等界面活性劑可以單獨使用一種,亦可以同時使用兩種以上。 當本發明的組成物含有界面活性劑時,界面活性劑的含量相對於組成物的總固體成分,係0.0001~2質量%為較佳,0.0005~1質量%為更佳。 另一方面,界面活性劑的含量相對於組成物的總固體成分設為10ppm以上,藉此疏水性樹脂(E)的表面偏在性提高。藉此,能夠使感光化射線性或感放射線性膜的表面變得更加疏水,並提高液浸曝光時的水追隨性。
(其他添加劑) 本發明的組成物還可以含有酸增殖劑、染料、可塑劑、光敏劑、光吸收劑、鹼可溶性樹脂、溶解抑制劑或溶解促進劑等。
<製備方法> 本發明的組成物的總固體成分濃度通常係1.0~10質量%為較佳,2.0~5.7質量%為更佳,2.0~5.3質量%為進一步較佳。固體成分濃度是指,除了溶劑以外的其他光阻成分的質量相對於組成物的總質量之質量百分比。
此外,進行圖案形成時,從解析度提高之觀點考慮,抗蝕劑膜的膜厚係300nm以下為較佳。將組成物中的固體成分濃度設定在適當的範圍而具有適度的黏度,從而提高塗佈性或製膜性,藉此能夠設為該種膜厚。
關於本發明的組成物,將上述成分溶解於規定的有機溶劑(較佳為上述混合溶劑)對此進行過濾器過濾之後,塗佈於規定的支撐體(基板)而使用。過濾器過濾中所使用之過濾器的細孔尺寸係0.1μm以下為較佳,0.05μm以下為更佳,0.03μm以下為進一步較佳。就該過濾器而言,聚四氟乙烯製、聚乙烯製或尼龍製的過濾器為較佳。在過濾器過濾中,例如如日本專利申請公開第2002-62667號說明書(日本特開2002-62667)中所揭示,可以進行循環性過濾,亦可以串聯或並聯連結複數種過濾器而進行過濾。又,亦可以對組成物進行複數次過濾。此外,亦可在過濾器過濾的前後,對組成物進行脫氣處理等。
〔電子器件的製造方法〕 又,本發明亦關於一種包含上述圖案形成方法之電子器件的製造方法。藉由本發明的電子器件的製造方法製造之電子器件,係適當地裝載於電氣電子機器(例如,家電、OA(辦公自動化(Office Automation))相關設備、媒體相關設備、光學用設備及通信機器等)。 [實施例]
以下,依據實施例對本發明進行更詳細說明。以下實施例所示之材料、使用量、比例、處理內容及處理製程等只要不脫離本發明的宗旨,則能夠適當變更。因此,本發明的範圍並不是應藉由以下所示之實施例進行限定性解釋者。
〔感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的製備〕 以下,示出表2所示之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中所含之各種成分。
<酸分解性樹脂> 表2所示之樹脂(P-1~P-13)使用了以下所示之樹脂。 又,表1中示出樹脂P-1~P-13中的重複單元的組成比(莫耳比率)、重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)、具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元中的脫離基的分子量及具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元中的Si原子的含量(質量%)。 又,樹脂P-6~P-9相當於具備具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元和具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構以外的“具有其他酸分解性基之重複單元”之樹脂。表1中一併示出上述“具有其他酸分解性基之重複單元”的Ohnishi參數。 此外,樹脂P-1~P-13的重量平均分子量(Mw)及分散度(Mw/Mn)藉由GPC(載體:四氫呋喃(THF))進行了測定(為聚苯乙烯換算量,又,樹脂的組成比(莫耳%比)藉由13
C-NMR(nuclear magnetic resonance:核磁共振)進行了測定。
[化學式37]
[化學式38]
[化學式39]
[表1]
<光酸產生劑> 以下示出表2所示之光酸產生劑的結構。
[化學式40]
[化學式41]
[化學式42]
<酸擴散控制劑> 以下示出表2所示之酸擴散控制劑的結構。
[化學式43]
<溶劑> 以下示出表2所示之溶劑。 SL-1:丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA) SL-2:丙二醇單甲醚(PGME) SL-3:環己酮 SL-4:γ-丁內酯 SL-5:碳酸丙烯酯
<感光化射線性或感放射線性樹脂組成物的製備> 以固體成分濃度成為4質量%之方式混合了表2所示之各成分。接著,藉由對所得到之混合液進行具有0.03μm的孔徑尺寸之聚乙烯過濾器過濾而製備了感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(Ar-1)~(Ar-13)。此外,感光化射線性或感放射線性樹脂組成物中,固體成分是指除了溶劑以外的所有成分。於實施例及比較例中使用了所得到之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。此外,後述實施例1~11及比較例1中所使用之組成物相當於化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。後述比較例2中所使用之組成物相當於專利文獻2中所記載之光阻組成物,但並不相當於化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物。
[表2]
〔圖案形成及各種評價〕 1.實施例1~11、比較例1~2 <圖案形成:EUV曝光、乾式顯影> (抗蝕劑膜的形成) 於矽晶圓上,藉由塗佈而形成含有旋轉碳材料(Brewer製)之塗膜之後,於240℃下烘烤60秒鐘而形成了作為被蝕刻物的膜厚200nm的SOC膜(下層膜)。於所得到之SOC膜上,塗佈所製備之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(Ar-1)~(Ar-13)而形成塗膜之後,於100℃下進行60秒鐘的烘烤而形成了膜厚100nm的抗蝕劑膜。
(曝光製程(EUV曝光)) 使用EUV曝光機(ASML公司製;NXE3350、NA0.33、Dipole 90°、外西格瑪0.87、內西格瑪0.35),經由間距為44nm且線寬為22nm的反射型遮罩對該抗蝕劑膜進行了圖案曝光。
(曝光後烘烤(PEB)製程) 曝光後,於表3中所記載之條件下實施了曝光後烘烤製程。
(乾式顯影製程) 使用Tactras Vigas(Tokyo Electron Limited製),於下述蝕刻條件下對經曝光之抗蝕劑膜實施了蝕刻。藉由蝕刻,去除抗蝕劑膜的曝光部及位於藉由上述曝光部的去除而形成之開口部之SOC膜(下層膜)。亦即,上述蝕刻製程兼備乾式顯影製程。此外,蝕刻時間為60秒鐘。其結果,得到了線寬約22nm及空間寬度22nm的LS(線與空間)圖案。 《蝕刻條件》 ・蝕刻氣體:O2
・壓力:20mTorr ・施加功率:100mW/cm2
<SOC膜(下層膜)的圖案均勻性評價> 接著,藉由剖面SEM(Scanning Electron Microscope:掃描式電子顯微鏡、Hitachi, Ltd.製S4800)觀察實施了上述蝕刻之後的SOC膜(下層膜),並依下述基準對作為蝕刻後的被蝕刻物之SOC膜(下層膜)的圖案均勻性進行了評價。此外,下述評價基準中,“底部”是指SOC膜與矽晶圓的界面。將結果示於表3。 “A”:所觀察到之圖案中100%被蝕刻至底部。 “B”:所觀察到之圖案中50~99%被蝕刻至底部。 “C”:所觀察到之圖案中1~49%被蝕刻至底部。 “D”:未形成圖案。
2.比較例3 <圖案形成:EUV曝光、溶劑顯影> 使用感光化射線性或感放射線性樹脂組成物Ar-1,並藉由下述圖案形成方法而形成圖案,且基於所得到之圖案實施了SOC膜(下層膜)的蝕刻。
(抗蝕劑膜的形成) 於矽晶圓上,藉由塗佈而形成含有旋轉碳材料(Brewer製)之塗膜之後,於240℃下進行60秒鐘的烘烤而形成了作為被蝕刻物的膜厚200nm的SOC膜(下層膜)。於所得到之SOC膜上,塗佈經製備之感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(Ar-1)而形成塗膜之後,於100℃下進行60秒鐘的烘烤而形成了膜厚100nm的抗蝕劑膜。
(曝光製程(EUV曝光)) 使用EUV曝光機(ASML公司製;NXE3350、NA0.33、Dipole 90°、外西格瑪0.87、內西格瑪0.35),經由間距為44nm且線寬為22nm的反射型遮罩對該抗蝕劑膜進行了圖案曝光。
(曝光後烘烤(PEB)製程) 曝光後,於表3中所記載之條件下實施了曝光後烘烤製程。
(溶劑顯影製程) 接著,用乙酸丁酯對經曝光後烘烤(PEB)製程之抗蝕劑膜進行30秒鐘的顯影,然後對其進行了旋轉乾燥。
(蝕刻製程) 藉由與上述相同的方法實施了被蝕刻物的蝕刻。藉由蝕刻,將抗蝕劑膜的曝光部作為遮罩而去除了位於開口部(未曝光部)之SOC膜(下層膜)。此外,蝕刻時間為60秒鐘。其結果,得到了線寬約22nm及空間寬度22nm的LS(線與空間)圖案。
<SOC膜(下層膜)的圖案均勻性評價> 藉由與上述相同的方法實施了作為被蝕刻物的SOC膜(下層膜)的圖案均勻性評價。將結果示於表3。
[表3]
從實施例1~11的結果,確認到依本發明的圖案形成方法,能夠形成具有優異的圖案均勻性之被蝕刻物。 另一方面,當使用了比較例1的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(Ar-12)時,脫離基的揮發性差,其結果,確認到曝光部與未曝光部的Si原子的含量之差變小,且並未顯現所希望的效果。又,確認到當使用了比較例2的感光化射線性或感放射線性樹脂組成物(Ar-13)時,由於不是化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物,因此並未顯現所希望的效果。又,推測為於比較例3中作為顯影製程實施了溶劑顯影而不是乾式顯影,藉此未顯現所希望的效果者。
又,從實施例1~9的對比及實施例10和實施例11的對比,確認到當脫離基的分子量為110以下時(較佳為當具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元中的Si原子的含量為12.0質量%以上,並且上述脫離基的分子量為110以下時),被蝕刻物的圖案均勻性更優異。
又,當酸分解性樹脂具備除了極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元以外的具有其他酸分解性基之重複單元時,從實施例6及實施例7的對比確認到當具有其他酸分解性基之重複單元中的酸分解性基的Ohnishi參數為4.0以下(較佳為3.0以下)時,被蝕刻物的圖案均勻性更優異。 又,從實施例5、實施例7、實施例8、實施例9的對比確認到當酸分解性樹脂具備除了具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元以外的其他酸分解性基之重複單元時,當具有極性基被含有Si原子之脫離基保護之結構之重複單元的含量相對於總重複單元為50質量%以上時,被蝕刻物的圖案均勻性更優異。
3.實施例1’~9’ <圖案形成:ArF曝光、乾式顯影> 實施例1~9的圖案形成中將曝光製程設為下述條件的ArF曝光,除此以外,藉由相同的方法分別實施了實施例1’~9’的圖案形成。
(ArF曝光) 將抗蝕劑膜厚設為500nm,使用ArF準分子雷射液浸掃描機(ASML公司製;XT1700i、NA1.20、Dipole、外西格瑪0.980、內西格瑪0.89、Y偏向),經間距為100nm且線寬為50nm的鉻半色調遮罩進行了圖案曝光,除此以外,進行相同的操作而得到了線寬約50nm、空間寬度50nm的LS圖案。
<SOC膜(下層膜)的圖案均勻性評價> 藉由與上述相同的方法實施了SOC膜(下層膜)的圖案均勻性評價。 其結果,對於將曝光製程設為ArF曝光之實施例1’~9’,得到了與實施例1~9相同的結果。
Claims (9)
- 一種圖案形成方法,其包括: 抗蝕劑膜形成製程,使用化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物形成抗蝕劑膜; 曝光製程,對該抗蝕劑膜進行曝光; 曝光後烘烤製程,對經曝光之該抗蝕劑膜進行烘烤;及 顯影製程,對經烘烤之該抗蝕劑膜進行乾式顯影, 該圖案形成方法中, 該化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物含有: 樹脂,具有藉由酸的作用分解而極性增大之基團;及 光酸產生劑, 該藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有極性基被藉由酸的作用而脫離之脫離基保護之結構, 該脫離基含有Si原子,且該脫離基的分子量為500以下。
- 如申請專利範圍第1項所述之圖案形成方法,其中 該藉由酸的作用分解而極性增大之基團具有由下述通式(a)表示之結構或由下述通式(b)表示之結構;通式(a)及通式(b)中,Ps1 及Ps2 分別獨立地表示藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基;*表示鍵結位置。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案形成方法,其中 該樹脂具有由下述通式(1A)表示之重複單元或由下述通式(2A)表示之重複單元;通式(1A)中,R1 表示氫原子、鹵素原子或可以具有取代基之碳數1~10的烷基;Ps1 為藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基,亦即由下述通式(1A-1)表示之基團; *-L1 -X1 (1A-1) 通式(1A-1)中,L1 表示2價連接基;X1 表示含有Si原子之有機基;*表示鍵結位置;通式(2A)中,R2 表示氫原子、鹵素原子或可以具有取代基之碳數1~10的烷基;Ps2 表示藉由酸的作用而脫離之含有Si原子且分子量為500以下的脫離基,亦即由下述通式(2A-1)表示之基團; *-L2 -X2 (2A-1) 通式(2A-1)中,L2 表示單鍵或2價連接基;X2 表示含有Si原子之有機基;*表示鍵結位置。
- 如申請專利範圍第3項所述之圖案形成方法,其中 該X1 為由下述通式(1A-2)表示之有機基; *-O-L3 -Si(R3 )3 (1A-2) 通式(1A-2)中,L3 表示單鍵或2價連接基;R3 分別獨立地表示1價有機基;*表示鍵結位置。
- 如申請專利範圍第3項所述之圖案形成方法,其中 該X2 為由下述通式(2A-2)表示之有機基; *-L4 -L5 -Si(R4 )3 (2A-2) 通式(2A-2)中,L4 表示單鍵或氧原子;L5 表示單鍵或2價連接基;R4 分別獨立地表示1價有機基;*表示鍵結位置。
- 如申請專利範圍第3項所述之圖案形成方法,其中 該由通式(1A)表示之重複單元或該由通式(2A)表示之重複單元中的Si原子的含量為12.0質量%以上。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案形成方法,其中 該脫離基的分子量為110以下。
- 如申請專利範圍第1項或第2項所述之圖案形成方法,其中 該化學增幅型感光化射線性或感放射線性樹脂組成物還含有鹼性化合物或具有由下述通式(1B)表示之基團之化合物;通式(1B)中,A- 表示-N- -SO2 -RD 、-COO- 、-O- 或-SO3 - ;其中,當A- 為-SO3 - 時,不存在-SO3 - 與具有氟原子之碳原子、或芳香環直接鍵結之情況; RD 表示可以具有取代基之碳數1~10的直鏈狀或支鏈狀1價烴基或可以具有取代基之碳數3~20的環狀1價烴基;其中,該等烴基中,氫原子的一部分或全部可以經氟原子取代;X+ 表示鎓陽離子。
- 一種電子器件的製造方法,其包含申請專利範圍第1項至第8項中任一項所述之圖案形成方法。
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