[发明专利]光酸产生剂、其制备方法及包含光酸产生剂的抗蚀剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及光酸产生剂、制备所述光酸产生剂的方法及包含所述光酸产生剂的抗蚀剂组合物。更具体地，本发明涉及在ArF浸液式光刻法时可保持合适的接触角的光酸产生剂，其可减少浸液式光刻法过程中出现的缺陷，在抗蚀剂溶剂中具有优异的溶解性，并且与树脂的相容性很好，还可使用工业上易得的环氧化合物，通过有效且简单的方法进行制备。本发明还涉及制备所述光酸产生剂的方法，以及包含所述光酸产生剂的抗蚀剂组合物。

背景技术

用于半导体微处理(包括光刻处理)的化学增幅正相抗蚀剂组合物包含酸产生剂，该酸产生剂包含受光照射时产生酸的化合物。

所述酸产生剂吸收在半导体图案化处理中使用的光。主要用作酸产生剂的鎓盐是这样的鎓盐，其阳离子部分分解为自由基形式，并变为以另一形式的分子存在，并且其阴离子部分产生酸，从而在照射后，烘烤晶片时在抗蚀剂膜上发生扩散。

在该过程中，通过诸如吸收光的能力、吸收光而产生酸的产酸效率、阴离子产生的酸的扩散能力以及阴离子产生的酸的强度之类的各种因素，酸产生剂直接影响抗蚀剂的分辨率、刻线边缘粗糙度等。

此外，为了得到极佳的平滑度，用于此类化学增幅的抗蚀剂材料的酸产生剂需要均匀分布在抗蚀剂组合物中。因此，酸产生剂在抗蚀剂溶剂中的溶解度及其与树脂的相容性非常重要。但是，常规的光酸产生剂就在溶剂中的溶解度以及与树脂的相容性而言并非极佳，难以低成本地制备光酸产生剂。

发明概述

因此，本发明的目的是提供光酸产生剂，其可在ArF浸液式光刻法时保持合适的接触角，可减少浸液式光刻法过程中出现的缺陷，在抗蚀剂溶剂中具有优异的溶解性，并且与树脂的相容性很好。

本发明的另一目的是提供制备上述光酸产生剂的方法。

本发明的又一目的是提供包含上述光酸产生剂的抗蚀剂组合物。

本发明的一个方面提供由下式(1)表示的光酸产生剂：

[化学式1]

其中，在式(1)中，Y表示选自烷基、烯基、烷氧基、环烷基、杂环烷基、芳基和杂芳基中的任一基团；X表示选自亚烷基、亚烯基、NR’、S、O、CO及它们的组合中的任一基团；R’表示选自氢原子和烷基中的任一基团；R₁和R₂各自独立地表示氢原子、烷基、烷氧基、全氟烷基、全氟烷氧基、卤素、羟基、羧基、氰基、硝基、氨基和硫代基(thio group)；n₁表示1-2的整数；n₂表示0-5的整数；并且A+表示有机反荷离子。

Y可以是选自烷基、烯基、烷氧基、环戊基、环己基、十氢化萘基、八氢-1H-茚基、金刚烷基、降冰片基、四氢呋喃基、包含降冰片基的具有10-30个碳原子的多环环烷基、苯基、萘基、联苯基、蒽基、菲基、芴基、芘基、非那烯基、茚基、亚联苯基、二苯基甲基、四氢化萘基、二氢化蒽基、四苯基甲基和三苯基甲基中的任一基团。

Y可以是选自烷基、烯基、烷氧基以及由以下的式(1-a)至(1-i)和式(2-a)至(2-1)表示的基团中的任一基团：

[化学式1-a]

[化学式1-b]

[化学式1-c]

[化学式1-d]

[化学式1-e]

[化学式1-f]

[化学式1-g]

[化学式1-h]

[化学式1-i]

其中，在式(1-a)至(1-i)中，R₁₁和R₁₂各自独立地表示选自氢原子、烷基、烷氧基、全氟烷基、全氟烷氧基、卤素原子、羟基、羧基、氰基、硝基、氨基、硫代基、甲硫基、甲氧基、OR’、COR’、COOR’、O和S中的任一基团；R’表示选自烷基和芳基中的任一基团；R₂₁表示选自CR₂₄R₂₅、O、CO、S和NR₂₃中的任一基团；R₂₃-R₂₅各自独立地表示选自氢原子、烷基和芳基中的任一基团；a、c和d各自独立地表示0-9的整数；b表示0-11的整数；e表示0-15的整数；f表示0-7的整数；0≤c+d≤17；并且0≤c+f≤15。

[化学式2-a]

[化学式2-b]