[发明专利]新型盐化合物、化学增幅抗蚀剂组合物、及图案形成方法

说明书

本发明涉及新型盐化合物、化学增幅抗蚀剂组合物、及图案形成方法。本发明的课题是提供一种化学增幅抗蚀剂组合物，其在以KrF准分子激光、ArF准分子激光、电子束、极紫外线等高能量射线作为光源的光刻中，缺陷少，感度、LWR、MEF、CDU等优异；并提供使用该化学增幅抗蚀剂组合物的图案形成方法。一种盐化合物，其由下式(A)表示。

技术领域

本发明涉及新型盐化合物、化学增幅抗蚀剂组合物、及图案形成方法。

背景技术

伴随LSI的高集成化与高速化，图案规则的微细化也急速发展。特别是闪存市场的扩大与记忆容量的增加会推动微细化。作为最先进的微细化技术，在ArF光刻的图案的两侧侧壁形成膜，利用从1个图案以一半线宽形成2个图案的双重图案化(SADP)的20nm节点程度的器件已经量产。作为次世代的10nm节点的微细加工技术，有重复2次SADP的SAQP为候选技术，但重复多次利用化学气相成长(CVD)的侧壁膜形成及利用干蚀刻的加工的该处理被指摘是非常昂贵的。波长13.5nm的极紫外线(EUV)光刻，能以1次曝光形成10nm程度的尺寸的图案，面向实用化的开发正加速中。

ArF光刻从130nm节点的器件制作开始部分使用，从90nm节点的器件成为主要的光刻技术。作为下一45nm节点的光刻技术，起初使用F₂激光的157nm光刻被认为有前景，但因各种问题而被指摘开发延宕，在投影透镜与晶圆之间插入水、乙二醇、甘油等折射率比空气更高的液体，从而可以将投影透镜的开口数(NA)设计为1.0以上，且能够达成高分辨率的ArF浸润式光刻急速崛起，已经处于实用阶段。该浸润式光刻需要有不易溶出于水的抗蚀剂组合物。

ArF光刻中，为了防止精密且昂贵的光学系材料劣化，需要以较少曝光量就能够发挥充分分辨率性能的高感度的抗蚀剂组合物。作为达成该要求的方案，最常采用选择在波长193nm具有高透明性的各成分。例如关于基础树脂，有人提出聚丙烯酸及其衍生物、降冰片烯-马来酸酐交替聚合物、聚降冰片烯及开环复分解聚合物、开环复分解聚合物氢化物等，从提高树脂单体的透明性的观点考虑，已经获取一定程度的成果。

近年来，利用碱水溶液显影的正色调抗蚀剂(positive tone resist)和利用有机溶剂显影的负色调抗蚀剂(negative tone resist)均受到关注。为了利用负色调曝光将以正色调无法达成的非常微细的孔图案予以解像，利用使用高分辨率性能的正型抗蚀剂组合物的有机溶剂显影来形成负图案。另外，也有人探讨通过组合碱水溶液显影与有机溶剂显影的2次显影，来获得2倍的分辨力。

作为利用有机溶剂的负色调显影用的ArF抗蚀剂组合物，可以使用以往的正型ArF抗蚀剂组合物，使用该正型ArF抗蚀剂组合物的图案形成方法记载在专利文献1～3中。

为了适应近年的急速微细化，处理技术和抗蚀剂组合物的开发也日益进步。也有各种关于光致产酸剂的研究，一般使用由三苯基锍阳离子与全氟烷磺酸阴离子构成的锍盐。但是，所产生的酸即全氟烷磺酸，尤其全氟辛烷磺酸(PFOS)有难分解性、生物浓缩性、毒性的顾虑，难应用在抗蚀剂组合物，目前使用会产生全氟丁烷磺酸的光致产酸剂。但是将其使用在抗蚀剂组合物的话，所产生的酸的扩散大，难以达成高分辨率性能。针对该问题，已经开发出各种部分经氟取代的烷磺酸及其盐，例如专利文献1中，作为常规技术记载了利用曝光产生α,α-二氟烷磺酸的光致产酸剂，具体而言记载了1,1-二氟-2-(1-萘基)乙磺酸二(4-叔丁基苯基)碘鎓盐、产生α,α,β,β-四氟烷磺酸的光致产酸剂。但是，这些的氟取代率虽然均下降，但由于不具有酯结构等可以分解的取代基，从因易分解性所获致的环境安全性的观点来看是不充分的，而且，为了使烷磺酸的大小变化的分子设计有限制，此外，存在含氟的起始物质昂贵等的问题。