[发明专利]光酸发生剂以及包含该光酸发生剂的抗蚀剂组合物

说明书

技术领域

本发明涉及一种新的光酸发生剂以及包含该光酸发生剂的抗蚀剂组合物，其在抗蚀膜的形成过程中调节从曝光区域到非曝光区域的酸扩散，从而能够减少非曝光表面和曝光表面上的线边缘粗糙度。 

背景技术

应用于包括光刻工艺的半导体精细加工中的化学增幅型阳性抗蚀剂组合物含有光酸发生剂(photoacid generator)，该光酸发生剂包含通过光照来生成酸的化合物。 

作为所述光酸发生剂，主要使用鎓盐，其阳离子部分被分解(degradation)成自由基的形态并以其他形态的分子存在，阴离子部分在生成酸并照射后对晶片进行烘焙时，使酸在抗蚀膜上扩散。在此过程中，由于例如吸收光的能力、光的吸收而生成的酸的发生效率、阴离子生成的酸的扩散能力、阴离子的酸的强度等原因，光酸发生剂对抗蚀剂的分辨率和线边缘粗糙度等产生直接的影像。 

近来，光刻技术正在积极进行采用ArF液浸(液浸曝光)技术的大批量制造(HVM：high volumn manufacturing)，主要进行实现50nm以下线宽的技术开发。如此，随着需要实现的线宽逐渐变小，抗蚀剂需要具备高分辨率、可适用于工艺上的充分的保障(能量保障、焦距保障)、线宽的减小以及与之对应的能够应对厚度减小的充分的耐蚀刻性等性能，其中，特别要求改善线边缘粗糙度的特性。 

线边缘粗糙度意味着曝光区域和非曝光区域之间的表面的均匀度，近来对ArF液浸曝光方式的线边缘粗糙度的要求精细到2至3nm左右。 

如上所述，影响线边缘粗糙度的原因很多，而其中，光酸发生剂由于对曝光引起酸生成后曝光时或曝光后烘焙(PEB)时的酸的扩散距离以及酸的强度产生影响，因此被视为影响线边缘粗糙度的主要原因，因此，主要进行通 过调节光酸发生剂的酸的扩散来获得更好的线边缘粗糙度特性的研究。另外，随着人们认识到与酸扩散快时相比，酸扩散慢时在非曝光和曝光的邻接区域上能够减少酸扩散引起的线边缘粗糙度，作为减少酸扩散的方法，通过扩大阴离子的大小来调节生成酸时的扩散的方式正在被大量研究。 

在先技术文献 

专利文献1:韩国特许公开第2010-0014433号(2010.08.27公开) 

专利文献2:韩国特许公开第2006-0030950号(2006.10.13公开) 

专利文献3:韩国特许公开第2010-7022640号(2010.12.02公开) 

专利文献4:韩国特许公开第2010-0051591号(2011.12.07公开) 

发明内容

本发明的目的在于，提供一种光酸发生剂(photoacid generator；以下称“PAG”)，其在抗蚀膜形成过程中，通过防止从曝光区域到非曝光区域的酸的扩散，从而能够减少非曝光表面和曝光表面上的线边缘粗糙度。 

本发明的另一目的在于，提供一种包含所述光酸发生剂的抗蚀剂组合物。 

为了实现上述目的，本发明的一实施例涉及的光酸发生剂是具有下述化学式1的结构的化合物。 

[化学式1] 

所述化学式1中， 

所述Q₁和Q₁’是各自独立为卤素基； 

所述Q₂和Q₂’是各自独立为氢原子或卤素基； 

所述R是氢原子或碳原子数为1-4的烷基； 

所述V₁和V₂是各自独立为氧原子(O)或硫原子(S)； 

所述W₁和W₂各自独立地选自碳原子数为1-10的烷基、碳原子数为3-30的环烷基、碳原子数为3-30的芳基、碳原子数为1-10的烷氧基以及它们的组合所组成的组中； 

所述X选自亚烷基、亚烯基、NR'、S、O、CO以及它们的组合所组成的组中，所述R'是氢原子或碳原子数为1-4的烷基； 

所述a是1至4的整数，b是0至5的整数，c是1至3的整数，d是1至3的整数； 

所述A+是有机抗衡离子。 

优选，所述化学式1中所述X是羰基(CO)。