[发明专利]抗蚀剂组合物和图案化方法

说明书

本发明为抗蚀剂组合物和图案化方法。包括基础聚合物和含碘化芳族基团的羧酸的金属盐的抗蚀剂组合物显示出增感效果和酸扩散抑制效果并且形成具有改进的分辨率、LWR和CDU的图案，所述金属选自钠、镁、钾、钙、铷、锶、铯、钡、钴、镍、铜、锌、镉、锡、锑、锆、铪、铈、铝和铟。

相关申请的交叉引用

本非临时申请在美国法典第35卷第119节(a)款下要求2016年9月27日于日本提交的第2016-188175号专利申请的优先权，所述专利申请的全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明涉及抗蚀剂组合物和使用所述抗蚀剂组合物的方法，所述抗蚀剂组合物包括含碘化芳族基团的羧酸的金属盐。

背景技术

为了满足对LSI的更高集成密度和运行速度的要求，降低图案尺度的努力处于快速发展中。广泛的闪存市场和对增加的存储容量的要求推进微型化技术。作为先进的微型化技术，已经大规模实施通过ArF光刻法制造65-nm节点的微电子器件。通过下一代ArF浸没式光刻法制造45-nm节点器件正在接近大批量应用的边缘。下一代32-nm节点的候选包括使用具有比水更高的折射率的液体与高折射率透镜和高折射率抗蚀剂膜组合的超高NA透镜浸没式光刻法、13.5nm波长的EUV光刻法和ArF光刻法的双重图案化方案，已对其作出了积极的研究努力。

用于掩模制造的曝光系统进行了从激光束曝光系统到EB曝光系统的转移，以增加线宽的精确性。因为通过升高EB曝光系统中的电子枪的加速电压使得进一步的尺寸降低变得可能，加速电压从10kV升高至30kV并且在目前的主流系统中达到50kV，正在研究100kV的电压。

随着图案特征尺寸减小，接近光的衍射极限，光对比度降低。在正型抗蚀剂膜的情况下，光对比度的降低导致孔和凹槽图案的分辨率和焦距裕度的减小。

随着图案特征尺寸降低，线图案的边缘粗糙度(LWR)和孔图案的临界尺寸一致性(CDU)被认为是重要的。要指出的是，这些因素受基础聚合物和产酸剂的偏析或附聚以及所产生的酸的扩散的影响。存在抗蚀剂膜变得越薄，则LWR变得越大的倾向。为了符合尺寸减小的进展的膜厚度减小导致LWR的劣化，这成为严重的问题。

EUV光刻法抗蚀剂必须同时满足高感光性、高分辨率和低LWR。随着酸扩散距离变小，LWR降低，但是感光性变得更低。例如随着PEB温度降低，结果是LWR降低但是感光性更低。随着添加的猝灭剂的量增加，结果是LWR降低但是感光性更低。有必要克服感光性和LWR之间的折衷关系。将会可取的是得到具有高感光性和分辨率以及改进的LWR和CDU的抗蚀剂材料。

专利文献1提出了包括聚合物、产酸剂和羧酸的金属盐或β-二酮的金属络合物的抗蚀剂组合物，所述聚合物包括具有经酸不稳定性基团取代的羧基或酚羟基的重复单元。由产酸剂在曝光时产生的酸经历与羧酸的金属盐或β-二酮的金属络合物的离子交换。即，捕获酸，并且羧酸的金属盐或β-二酮的金属络合物充当酸催化剂的猝灭剂。金属猝灭剂对控制酸扩散有效，但是并不对积极改进感光性有效。希望得到具有高感光性并且对控制酸扩散有效的抗蚀剂组合物。

引用列表

专利文献1：JP-A 2013-025211(USP 9,360,753)

发明简述

随着光的波长变得更短，其能量密度变得更高并且因此在曝光时产生的光子的数量变得更小。光子数量方面的变化引起LWR和CDU方面的变化。随着曝光剂量增加，光子的数量增加，导致光子数量的更小的变化。因此存在感光性与分辨率、LWR和CDU之间的折衷关系。尤其是，EUV光刻法抗蚀剂材料具有较低的感光性导致更好的LWR和CDU的倾向。