[發明專利]生酸劑化合物和含有其的光致抗蝕劑組合物

有效

• 申請號: 201310637230.4
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN103728836B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發明（設計）人: P·J·拉寶美;A·A·瑞奇福德;V·簡恩
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司;陶氏環球技術有限公司
• 主分類號: G03F7/004
• 分類號: G03F7/004;G03F7/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 陳哲鋒

1.技術領域

本發明涉及包含共價連接的酸不穩定性部分的環锍鹽的生酸劑化合物以及包含這些化合物的新的光致抗蝕劑組合物。

2.背景技術

光致抗蝕劑是用于將圖像傳遞到基材的光敏膜。它們形成負圖像或正圖像。在基材上涂覆光致抗蝕劑之后，涂層通過圖案化的光掩膜曝光于活化能源，例如紫外光以在光致抗蝕劑涂層中形成潛像。該光掩膜具有對活化輻射不透明和透明的區域，限定期望轉移到下層基體的圖像。通過抗蝕劑涂層中潛像圖案的顯影而提供浮雕圖像。

已知的光致抗蝕劑可以提供具有足以用于許多現有商業應用的分辨率和尺寸的特性。但是對于許多其他的應用，還需要新的光致抗蝕劑以提供亞微米尺寸的高分辨圖像。

對改變光致抗蝕劑的組成進行了許多嘗試以改進功能性質的性能。在其他情況中，報道了多種光活化化合物用于光致抗蝕劑組合物中。參見US20070224540和EP1906241。遠紫外線(EUV)和e-電子束圖像技術也得以使用。參見U.S.專利7,459,260。EUV利用典型的在1nm到40nm之間的短波輻射，其通常具有13.5nm的輻射。

EUV光致抗蝕劑的發展繼續成為實現EUV平版印刷術(EUVL)技術的挑戰性問題。需要開發能夠提供高分辨精細特征(包括低線寬光潔度(LWR))和充分敏感性的材料，以滿足晶片生產。

發明內容

我們現在發現了特別用作光致抗蝕劑組合物組分的新的生酸劑化合物。

本發明的生酸劑化合物包含1)環锍鹽和2)共價連接的酸不穩定性基團。

在優選的方面，本發明的生酸劑化合物和光致抗蝕劑特別用于EUV成像。優選的生酸劑化合物可以表現出良好的電化學還原電勢(例如≥-2.0V vs.Ag/AgCl)和曝光于EUV輻射時相當增強的感光速度。

一方面，噻噸酮(thioxanthone)生酸劑化合物是特別優選的，特別是包含(i)噻噸酮部分；和(ii)一個或多個共價連接的酸不穩定性基團的生酸劑化合物。

在另一個優選的方面，本發明的生酸劑化合物可以包括式(I)的結構：

其中：Z是抗衡陰離子；

R是非氫取代基；

X是>C＝O；>S(O)；>S(O)₂；-C(＝O)O-；-C(＝O)NH-；-C(＝O)-C(＝O)-；-O-；CHOH；CH₂或S；每個T和每個T′是相同或不同的非氫取代基；

每個L和每個L′是相同或不同的酸不穩定性基團，且T、L、T′和L′非氫基團可以一起形成環；

m和m′各自獨立的為0(其中對于T或T′可以存在氫)、1、2、3或4；并且n和n′各自獨立的為0(其中對于L或L′可以存在氫)、1、2、3或4，其中如果R不包含酸不穩定性基團，那么n和n′中的至少一個大于0，由此生酸劑化合物包括至少一個酸不穩定性基團。在某些方面，優選m和m′中的一個或二者都是0。

在某些優選的方面，本發明的生酸劑可以與聚合物共價連接。這種聚合物可以適宜性的用作光致抗蝕劑組合物的組分。在這方面，本發明離子性生酸劑適宜性的陰離子組分而不是陽離子組分可以與聚合物共價連接，或者生酸劑的陽離子組分而不是陰離子組分可以與聚合物共價連接，或者生酸劑的陰離子和陽離子組分中的每一個都可以與聚合物共價連接。

正如本發明中指出的，當包括在抗蝕劑組合物中時，生酸劑化合物的酸不穩定性基團在光致抗蝕劑的典型的平版印刷過程中將進行裂解反應，所述過程即光致抗蝕劑涂層曝光于用于光致抗蝕劑的活化輻射，隨后就是曝光成像的光致抗蝕劑層的任何曝光后的熱處理。示例性的酸不穩定性基團包括酸不穩定性酯(例如叔丁基酯)和縮醛。

在優選的方面，生酸劑化合物可以包含具有共價連接的酸不穩定性基團的陽離子組分，其中酸不穩定性基團裂解產物包括相對大的基團部分(bulky moiety)，例如碳脂環(具有全部碳環原子的非芳香環)，雜脂環(具有一個或多個N、O或S環原子的非芳香環)、芳香基團，例如任選取代的苯基、萘基、蒽基。例如，優選的是包含任選取代的環戊基、環己基、環庚基、金剛烷基、苯基、萘基或其他在單或多環結構中具有5到20個或更多環原子的基團的酸不穩定性基團。

不受理論的限制，可以相信的是這些酸不穩定性基團的使用可以增強包括生酸劑化合物的光致抗蝕劑的平版印刷性能，包括相對于并不含這種基團的可對比體系提供增強的對比度。