本發明涉及化學增幅型正型抗蝕劑組合物和抗蝕劑圖案形成方法。包含適于在酸的作用下分解以增大其在堿顯影劑中的溶解度的聚合物和式(A)的锍化合物的正型抗蝕劑組合物具有高分辨率。通過光刻加工該抗蝕劑組合物時，能夠形成具有最小LER的圖案。

相關申請的交叉引用

本非臨時申請根據35U.S.C.§119(a)要求于2016年12月28日在日本提交的專利申請No.2016-255018的優先權，由此通過引用將其全部內容并入本文。

技術領域

本發明涉及化學增幅型正型抗蝕劑組合物和使用其的抗蝕劑圖案形成方法。

背景技術

為了滿足近來對集成電路中更高集成度的需求，要求圖案形成為更細的特征尺寸。在形成具有0.2μm以下的特征尺寸的抗蝕劑圖案中最經常使用酸催化的化學增幅型抗蝕劑組合物。將高能射線例如UV、遠UV或電子束(EB)用作這些抗蝕劑組合物的曝光光源。特別地，將EB光刻用作超細微加工技術時，在加工光掩模坯以形成半導體器件制造中使用的光掩模中，其也是必不可缺的。

包含大部分的具有酸性側鏈的芳族結構的聚合物例如聚羥基苯乙烯已廣泛地在用于KrF準分子激光光刻的抗蝕劑材料中使用。這些聚合物沒有在用于ArF準分子激光光刻的抗蝕劑材料中使用，原因在于它們在200nm附近的波長下顯示出強吸收。但是，期待這些聚合物形成可用于EB和EUV光刻的抗蝕劑材料以形成比ArF準分子激光的加工極限更細尺寸的圖案，原因在于它們提供高耐蝕刻性。

常常用作EB和EUV光刻用正型抗蝕劑組合物中的基礎聚合物的是具有用酸不穩定保護基團掩蔽的酚側鏈上的酸性官能團的聚合物。曝光于高能射線時，通過由光致產酸劑產生的酸的催化而使該酸不穩定保護基團脫保護以致該聚合物可變得在堿顯影劑中可溶。典型的酸不穩定保護基團為叔烷基、叔丁氧基羰基和縮醛基。脫保護需要較低水平的活化能的保護基團例如縮醛基的使用提供可得到具有高感度的抗蝕劑膜的優點。但是，如果沒有充分地控制產生的酸的擴散，則甚至在抗蝕劑膜的未曝光區域中也能夠發生脫保護反應，產生問題例如線邊緣粗糙度(LER)的劣化和圖案線寬的面內均一性(CDU)的降低。

嘗試了通過合適選擇和組合抗蝕劑組合物中使用的組分并且調節加工條件從而以受控的方式改善抗蝕劑感度和圖案輪廓。一個突出的問題是酸的擴散。由于酸擴散對于化學增幅型抗蝕劑組合物的感度和分辨率具有重要影響，因此對酸擴散問題進行了大量研究。

專利文獻1和2記載了一種光致產酸劑，其在曝光時能夠產生體積大的酸例如苯磺酸，由此控制酸擴散并且減小粗糙度。由于這些產酸劑在控制酸擴散上仍不足，因此希望有擴散進一步受控的產酸劑。

專利文獻3提出了通過使曝光時能夠產生磺酸的產酸劑與基礎聚合物結合從而控制抗蝕劑組合物中的酸擴散。這種通過使曝光時能夠產生酸的重復單元與基礎聚合物結合從而控制酸擴散的方法對于形成具有減小的LER的圖案有效。但是，取決于結合單元的結構和比例，在其中結合有曝光時能夠產生酸的重復單元的基礎聚合物在有機溶劑中的溶解性上產生問題。

專利文獻4記載了一種抗蝕劑組合物，其包括：包含具有縮醛基的重復單元的聚合物和能夠產生具有高酸強度的酸例如氟烷烴磺酸的锍鹽。遺憾的是，由其得到的圖案具有顯著的LER。這是因為，對于脫保護需要較低水平的活化能的縮醛基的脫保護而言，氟烷烴磺酸的酸強度太高。因此，即使控制酸擴散，在已擴散到其中的微量的酸下，在未曝光區域中也能夠發生脫保護反應。對于專利文獻1和2中記載的能夠產生苯磺酸的锍鹽也同樣產生該問題。因此希望有如下的產酸劑，其能夠產生具有適宜強度的酸以使縮醛基脫保護。

盡管上述的產生大體積酸的方法論對于抑制酸擴散有效，但改進酸擴散抑制劑(也稱為猝滅劑)的方法論也認為是有效的。