[发明专利]锍化合物、光致产酸剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及在一个分子中具有产生两个不同的光致产酸剂的两个酸位(acid site)的锍化合物、包含所述锍化合物的光致产酸剂以及制备所述光致产酸剂的方法。更具体地，本发明涉及锍化合物、包含所述锍化合物的光致产酸剂以及制备所述锍化合物的方法，所述锍化合物可解决使用两种不同的光致产酸剂的混合物的问题，具有优异的与抗蚀剂的相容性，并且在用作光致产酸剂时可产生优异的抗蚀图形(resist pattern)。

背景技术

半导体微加工技术利用光刻工艺，并且在这样的光刻工艺中广泛使用化学增幅(chemically amplified)的抗蚀剂组合物。这样的化学增幅的抗蚀剂组合物包含光致产酸剂，所述光致产酸剂是在被光线照射时能够产生酸的化合物。

当这样的光致产酸剂吸收在半导体图形形成过程中照射的光时，所述光致产酸剂产生酸。

就鎓盐(光致产酸剂的一种)而言，作为光照射的结果，所述鎓盐降解为阳离子形式或自由基形式，并以不同的分子形式存在，并且在阴离子一侧产生酸，从而在光照射后烘烤(baking)硅片时在抗蚀剂薄膜上发生酸的扩散。

由于各种特性因素如吸收光的能力、产生酸的效率、所产生酸的扩散能力和阴离子酸的强度，所述光致产酸剂对抗蚀图形特性(如抗蚀剂的分辨率和和线边缘粗糙度(LER))发挥直接影响。

常规的光致产酸剂具有仅能够产生一种酸的分子结构。因此，为了获得高分辨程度，当需要具有诸如高扩散性、低扩散性、高渗透性和低渗透性的所有特性的产酸剂时，混合产酸剂及使用其混合物的过程复杂且麻烦。此外，在使用产酸剂混合物的情况下，所述产酸剂不能在抗蚀剂中均匀混合，从而导致不能获得具有均匀特性的抗蚀图形的问题。

作为现有光致产酸剂的实例，韩国专利申请10-2006-00133676公开了由下式表示的化合物：

[化学式]

其中X表示亚烷基或取代亚烷基；Y表示具有5至30个原子且含有一个或多个芳环的烃基；Q₁和Q₂各自独立地表示氟原子或具有1至6个碳原子的全氟烷基；A⁺表示有机平衡离子；且n表示0或1。

在另一实例中，由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.提交的韩国专利申请10-2007-0062926公开了由下式表示的化合物：

R₁COOCH₂CH₂CF₂CF₂SO₃^-M⁺

[化学式]

其中R₁表示具有1至20个碳原子的烷基、具有6至15个碳原子的芳基或具有4至15个碳原子的杂芳基；且M⁺表示锂离子、钠离子、钾离子、铵离子或四甲基铵离子。

在由Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.提交的专利申请中记载，由上式表示的磺酸可表现出强酸性，并且可具有多个引入其中的取代基，并且在分子设计中的自由度高。

然而，光致产酸剂的常规组成具有以下问题：为了获得高分辨率，需要混合使用具有高扩散速率的光致产酸剂和具有低扩散速率的光致产酸剂，以及具有高渗透性的光致产酸剂和具有低渗透性的光致产酸剂。因此，当两种或更多种光致产酸剂混合使用时，为了获得具有如上所述的矛盾特性的光致产酸剂，存在难以获得抗蚀剂中的均匀相容性的问题。

发明内容

本发明的目的是提供锍化合物、光致产酸剂以及制备所述锍化合物的方法，所述锍化合物可提供具有高分辨率的图形，并且具有均匀且优异的与抗蚀剂中其它组分的相容性。

根据本发明的一方面，提供了由下式(1)表示的锍化合物：

[化学式1]

其中在式(1)中，

X表示供电子基团；

R₁和R₂各自独立地表示选自烷基、环烷基、芳基、杂烷基、杂环烷基和杂芳基中的任意一种，或者R₁和R₂可与同R₁键合的硫原子一起结合以形成具有2至7个碳原子的杂环烷基；

R₃和R₄各自独立地表示选自亚芳基和亚杂芳基中的任意一种；