[發明專利]光生酸劑、其制備方法以及含有該光生酸劑的抗蝕劑組合物

有效

• 申請號: 201110122341.2
• 申請日: 2011-05-09
• 公開（公告）號: CN102289149A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 金真湖;徐東轍;任鉉淳;洪容和
• 申請（專利權）人: 錦湖石油化學株式會社
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;C07C381/12;C07C309/12;C07C303/32
• 代理公司: 隆天國際知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 吳小瑛;任曉華

技術領域

本發明涉及光生酸劑(photoacid?generator)、其制備方法以及含有該光生酸劑的抗蝕劑組合物。更具體地，本發明涉及在曝光時能夠產生酸的光生酸劑，所述酸具有低的擴散速率，具有短的擴散距離，且顯示適當程度的酸度，從而能夠改善線寬粗糙度(LWR)特性，并且能夠控制其在處理中所用的諸如純水的溶劑中的洗脫，并且本發明還涉及該光生酸劑的制備方法以及含有該光生酸劑的抗蝕劑組合物。

背景技術

隨著一代一代使用光刻法的微處理方法的變化，需要有更高分辨率的光致抗蝕劑，并且響應于該需要，已開發了化學增強型抗蝕劑。這種化學增強抗蝕劑組合物含有光生酸劑。

化學增強抗蝕劑組合物中的光生酸劑是重要的成分，其與抗蝕劑組合物一起賦予化學增強抗蝕劑以分辨率、LWR、靈敏度等方面優異的性質。因此，正在對各種類型的光生酸劑進行研究，以制備具有適當性質的化學增強抗蝕劑組合物。

具體地，已對用作光生酸劑以改善酸的擴散速率、透明度等(這是顯示諸如優異的分辨率、LWR和靈敏度的特性的某些性質)的那些化合物進行了很大程度的修飾和對陽離子部分的實驗。然而，在目前的水平，用于通過修飾光生酸劑的陰離子部分而改善化學增強抗蝕劑的性質的研究仍然不足。

實驗數據報道了，對于顯著改善酸的流動性和抗蝕劑組合物的性質的物理和化學性質，陰離子部分能夠比陽離子部分施加更大的影響，基于這些實驗數據，最近已完成了與光生酸劑的陰離子部分有關的新發明。此外，對于能夠調節酸的滲透能力同時降低酸的擴散速率的光生酸劑有持續增加的需求。

此外，最近用于化學增強抗蝕劑的光源需要比通常使用的g-線或i-線區更短的波長，因此，正在對使用遠紫外輻照、KrF準分子激光、ArF準分子激光、超紫外(EUV)輻照、X-射線和電子束的光刻法進行研究。具體地，由于在浸沒式ArF方法中使用純水進行曝光工序，所以要求這樣的浸沒式ArF方法中所用的光抗蝕劑組合物具有以下特征：光抗蝕劑組合物中所含的光生酸劑或由該光生酸劑產生的酸不被洗脫進純水中。

發明內容

本發明的目的是提供在曝光時能夠產生酸的光生酸劑，所述酸具有低的擴散速率，具有短的擴散距離，且顯示適當程度的酸度，從而能夠改善線寬粗糙度(LWR)特性，并且能夠控制其在處理中所用的諸如純水的溶劑中的洗脫。

為了實現上述目的，根據本發明的一個實施方式，提供了由下式1表示的光生酸劑：

[式1]

在式1中，Y表示選自被芳基取代的烷基和芳香族烴基中的任一種；Q₁和Q₂各自獨立地表示鹵素原子；X表示選自烷烴二基、烯烴二基、NR′、S、O、CO及其組合中的任一種；R′表示選自氫原子和烷基中的任一種；n表示0至5的整數；且A+表示有機反離子。

根據本發明的另一實施方式，提供了光生酸劑的制備方法，其包括第一步驟，將由下式8表示的化合物溶解在溶劑中，并使該溶液與還原劑反應以獲得由下式6表示的化合物；第二步驟，使由下式7表示的化合物與由下式6表示的化合物在堿性催化劑的存在下反應以獲得由下式4表示的化合物；以及第三步驟，使由下式4表示的化合物與由下式5表示的化合物進行取代反應，從而獲得由下式1表示的化合物。

[式8]

[式6]

[式7]

[式4]

[式5]

A+Z-

[式1]