化学放大的阳性抗蚀剂组合物制造技术

本发明专利技术提供一种化学放大的阳性抗蚀剂组合物，其包含（ｉ）一种在碱性水溶液中不溶或溶解性差但是在碱性水溶液中通过酸的作用而变得可溶的聚合物，（ｉｉ）一种产酸剂，和（ｉｉｉ）一种式（Ⅰ）的化合物。本发明专利技术还提供可用作化学放大的阳性抗蚀剂组合物的组分的酯衍生物以及生产该酯衍生物的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种应用于半导体微加工的化学放大的阳性抗蚀剂组合物、一种用作抗蚀剂组合物组分的超分子以及它的制备方法。
技术介绍
半导体微加工采用一种使用抗蚀剂组合物的光刻法。在光刻技术中，理论上来说曝光波长越短获得的分辨率越高，如同瑞利衍射极限公式所示。用于半导体设备制造的光刻法中曝光光源的波长逐年变短了，比如g线的波长为436nm，i线的波长为365nm，KrF受激准分子激光器的波长为248nm以及ArF受激准分子激光器的波长为193nm。此外，作为随后产生的曝光光源，具有13nm或更短波长的软X射线(EUV)已经被提出。由于在光刻法中使用了如受激准分子激光器等波长更短的光源使得行宽变窄，特别是线边缘粗糙度(图案表面的粗糙度或图案的波动，缩写为LER)以及分辨率、灵敏度和图案轮廓都成为了重要的主题(例如，Proc.Of SPIE Vol.5038(2003)，689-698)。随着微加工技术的进一步发展，需要比传统光致抗蚀剂表现出更多优越性能的新的光致抗蚀剂组合物。特别地是，需要具有更好的分辨率、灵敏度、由抗蚀剂图案获得的图案轮廊，特别是具有更好线边缘粗糙度的光致抗蚀组合物。专利技术概述本专利技术的主题是提供一种化学放大的抗蚀剂组合物，其适用于ArF受激准分子激光器光刻法，比如在分辨率、灵敏度、图案轮廓等方面表现出各种卓越的抗蚀性能，以及特别具有优秀的线边缘粗糙度。本专利技术的另一主题是提供一种用作光致抗蚀剂组合物组分的超分子。本专利技术的还有一个主题是提供制备该超分子的方法。本专利技术的这些主题和其它主题将会出现在以下的说明中。本专利技术涉及以下内容<1>化学放大的阳性抗蚀剂，其包含(i)一种在碱性水溶液中不溶或溶解性差但是在碱性水溶液中通过酸的作用而变得可溶的聚合物，(ii)一种产酸剂，和(iii)一种式(I)的化合物 其中Z表示含有2-14个碳原子的烃基，以及除与跟Z相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-取代；A表示含有3-14个碳原子的二价脂环烃基团；W表示氢原子、含有1-12个碳原子的烷基、含有2-12个碳原子的烷氧基烷基或式(II)表示的基团 其中X表示二价的连接基团，R表示氢原子、含有1-6个碳原子的烷基或含有3-6个碳原子的环烷基，Y表示与相邻的碳原子一起形成脂环烃基团所需的原子且包括4-12个碳原子，并且在脂环烃基团中至少有一个-CH2-可以被-CO-或-O-取代，在该脂环烃基团中至少一个氢原子可以被含有1-4个碳原子的烷基、含有1-4个碳原子的烷氧基、三氟甲基、羟基或氰基取代，1表示0或1，以及每个m和n为满足下列不等式的整数，0≤m≤13，1≤n≤14，2≤m+n≤14，和当n等于或大于2时，每个A是相同或不同的，还有每个W也是相同或不同的。<2>根据<1>的组合物，其中Z是含有2-14个碳原子的饱和无环烃基团或含有3-14个碳原子的饱和脂环烃基团，其中除与跟Z相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-取代；A是二价饱和脂环烃基团；以及X是二价饱和无环烃基团或二价饱和脂环烃基团；其中在烃基中除与跟X相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-、-COO-或-O-CO-取代。<3>根据<1>的组合物，其中的式(I)化合物为式(III)的化合物 其中Z1表示含有3-6个碳原子的烃基，以及除与跟Z1相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-取代；A1表示含有5-10个碳原子的二价脂环烃基团；W1表示氢原子、含有1-10个碳原子的烷基、含有2-6个碳原子的烷氧基烷基或式(IV)表示的基团 其中X1表示亚甲基、亚乙基、三亚甲基、四亚甲基或6-羟基-2-降冰片烷羧酸-γ-内脂-3，5-二基，R1表示氢原子、含有1-4个碳原子的烷基或含有3-6个碳原子的环烷基，Y1表示与相邻的碳原子一起形成脂环烃基团所需的原子且包括4-10个碳原子，并且在脂环烃基团中至少有一个-CH2-可以被-CO-或-O-取代，在该脂环烃基团中至少一个氢原子可以被含有1-6个碳原子的烷基、含有1-6个碳原子的烷氧基、含有1-4个碳原子的全氟烷基、羟基或氰基取代，l1表示0或1，以及m1和n1为满足下列不等式的整数，0≤m1≤13，1≤n1≤14，2≤m1+n1≤14，和当n1等于2或更大时，每个A1是相同或不同的，还有每个W1也是相同或不同的。<4>根据<3>的组合物，其中Z1是含有3-6个碳原子的饱和无环烃基团或含有3-6个碳原子的饱和脂环烃基团，其中除与跟Z1相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-取代；以及A1是含有5-10个碳原子的二价饱和脂环烃基团。<5>根据<1>的组合物，其中式(I)的化合物为式(V)的化合物 其中Z2表示选自下式的基团 其中具有开放末端的直线表示从相邻碳原子延伸过来的键，并且没有指定它所连接的基团，A2表示亚环戊基、亚环己基、降冰片烯基或亚金刚烷基；W2表示氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、甲氧基甲基、乙氧基甲基、丙氧基甲基、甲氧基乙基、乙氧基乙基或式(VI)表示的基团 其中X2表示亚甲基或亚乙基，R2表示氢原子、甲基、乙基、异丙基、丁基、环戊基或环己基，Y2表示与相邻的碳原子一起形成环戊基、环己基、降冰片烷基或金刚烷基所需的原子，在环戊基、环己基、降冰片烷基或金刚烷基中至少有一个-CH2-可以被-CO-或-O-取代，并且在环戊基、环己基、降冰片烷基或金刚烷基中至少一个氢原子可以被甲基、乙基、异丙基、丁基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、三氟甲基、羟基或氰基取代，l2表示0或1，以及m2和n2为满足下列所有不等式的整数，0≤m2≤4，1≤n2≤5，2≤m2+n2≤5，和当n2等于2或更大时，每个A2是相同或不同的，还有每个W2也是相同或不同的。<6>式(VII)的酯衍生物， 其中Z3表示含有2-14个碳原子的烃基，以及除与跟Z3相邻的其它基团连接的一个-CH2-之外的至少一个-CH2-可以被-O-取代；A3表示含有3-14个碳原子的二价脂环烃基团；W3表示氢原子、含有1-12个碳原子的烷基或式(VIII)表示的基团 其中X3表示二价的连接基团，R3表示氢原子、含有1-6个碳原子的烷基或含有3-6个碳原子的环烷基，Y3表示与相邻的碳原子一起形成脂环烃基团所需的原子并且包括3-12个碳原子，并且在脂环烃基团中至少有一个-CH2-可以被-CO-或-O-取代，在该脂环烃基团中至少一个氢原子可以被含有1-6个碳原子的烷基、含有1-6个碳原子的烷氧基、含有1-4个碳原子的全氟烷基、羟基或氰基取代，l3表示0或1，以及m3和n3为满足下列不等式的整数，0≤m3≤13，1≤n3≤14，2≤m3+n3≤14，和当n3等于2或更大时，每个A3是相同或不同的，还有每个W3也是相同或不同的。<7本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种化学放大的阳性抗蚀剂组合物，其包含：（ｉ）一种在碱性水溶液中不溶或溶解性差但是在碱性水溶液中通过酸的作用而变得可溶的聚合物，（ｉｉ）一种产酸剂，和（ｉｉｉ）一种式（Ⅰ）的化合物（ＨＯ－）↓［ｍ］－（－Ｚ－）－（－Ｏ－＊－Ａ－＊－Ｏ－Ｗ）↓［ｍ］（Ⅰ）其中Ｚ表示含有２－１４个碳原子的烃基，并且除与跟Ｚ相邻的其它基团连接的一个－ＣＨ↓［２］－之外的至少一个－ＣＨ↓［２］－可以被－Ｏ－取代；Ａ表示含有３－１４个碳原子的二价脂环烃基团；Ｗ表示氢原子、含有１－１２个碳原子的烷基、含有２－１２个碳原子的烷氧基烷基，或式（Ⅱ）表示的基团＊＊＊其中Ｘ表示二价的连接基团，Ｒ表示氢原子、含有１－６个碳原子的烷基或含有３－６个碳原子的环烷基，Ｙ表示与相邻的碳原子一起形成脂环烃基团所需的原子并且包括４－１２个碳原子，并且在脂环烃基团中至少有一个－ＣＨ↓［２］－可以被－ＣＯ－或－Ｏ－取代，在该脂环烃基团中的至少一个氢原子可以被含有１－４个碳原子的烷基、含有１－４个碳原子的烷氧基、三氟甲基、羟基或氰基取代，１表示０或１，以及每个ｍ和ｎ表示满足下列不等式的整数，０≤ｍ≤１３，１≤ｎ≤１４，２≤ｍ＋ｎ≤１４，和当ｎ等于或大于２时，每个Ａ是相同或不同的，还有每个Ｗ也是相同或不同的。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：武元一树，山口训史，坂本宏，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]