[发明专利]化学增强型正光刻胶组合物和锍盐

说明书

本发明是有关于一种用于半导体精加工的化学增强型正光刻胶组合物。

通常使用光刻胶组合物的平版印刷工艺已在半导体精加工中采用。在平版印刷处理中，原则上如Rayleigh的有限衍射表达式表达的那样，曝光波长越短，分辨力越高。如光波长436nm的g-线、波长365nm的i-线和波长248nm的KrF受激准分子激光已被用作在半导体生产中平版印刷的曝光光源。因而，曝光光源的波长一年比一年短。波长157nm的F2受激准分子激光作为下一代改进的曝光光源被认为很有前途，并且提出波长不超过13nm的软X-射线(EUV)作为光源。

因为具有比g-线和i-线更短波长的光源，如ArF受激准分子激光，具有低的照明强度，要求提高光刻胶的灵敏性。出于这个原因，使用所谓的化学增强型光刻胶，这种光刻胶利用因曝光发生的酸催化作用，并包括一种具有通过酸的作用而裂解的基团的树脂。

然而，用本领域己知的化学增强型光刻胶组合物，由于出现驻波恶化了线边缘粗糙度等，即图案侧壁的光滑度。结果，出现了恶化线的均匀性的问题。

本发明的一个目标是提供一种化学增强型正光刻胶组合物，包括一种树脂组分和酸发生剂，其适用于用ArF、KrF等的受激准分子激光平版印刷，其具有各种优良的光刻胶性能如敏感性和分辨性，并特别改善了线边缘粗糙度。

本发明人已发现并提出下列事实。即，通过使用选自三苯锍和二苯基碘鎓盐的至少一种鎓盐和2-氧代锍的全氟烷基磺酸盐如环己基甲基(2-氧代锍)全氟烷基磺酸盐组合作为酸发生剂，可提高分辨率，也可改善在碱性基材或低反射基材上的轮廓(日本专利申请2000-060057)。然后，发现这种组合体系也可改善线边缘粗糙度，并对其进行了研究。结果发现：用特定锍盐来代替组合中的2-氧代锍的全氟烷基磺酸盐，可改善线边缘粗糙度。由此，完成了本发明。

本发明提供一种事实上优良的化学增强型正光刻胶树脂组合物，包括：

(A)一种酸发生剂，含有(a)由下式(I)表示的锍盐：

其中Q¹和Q²各自独立表示1至6个碳原子的烷基或3至10个碳原子的环烷基，或Q¹和Q²与相邻的硫原子一起形成可还含有一个氧原子或硫原子的杂环基；Q³表示氢原子，Q⁴表示1至6个碳原子的直链或支链烷基或3至10个碳原子的环烷基，或Q³和Q⁴与其相邻的CHC(O)基一起形成2-氧代环烷基；Q⁵SO₃^-表示有机磺酸根离子，条件是当Q⁵表示具有1至8个碳原子的全氟烷基时，排除Q¹表示1至6个碳原子的直链或支链烷基、Q²表示1至6个碳原子的直链或支链烷基或3至10个碳原子的环烷基，和Q³和Q⁴与其相邻的CHC(O)基一起形成2-氧代环烷基的情形；和

(b)至少一种鎓盐，选自：由下式(IIa)表示的三苯基锍盐和由下式(IIb)表示的二苯基碘鎓盐

其中P¹-P⁵各自独立表示氢原子、羟基、1至6个碳原子的烷基或1至6个碳原子的烷氧基，P⁶SO₃^-和P⁷SO₃^-各自表示有机磺酸根离子，和

(B)一种树脂，该树脂包括具有对酸不稳定的基团的聚合单元，并且其本身不溶或微溶于碱，但通过酸的作用变为可溶于碱。

本发明还提供了由下式(Ia)表示的锍盐化合物：