[發明專利]膽酸酯光酸發生劑和包含該發生劑的光致抗蝕劑

在審

• 申請號: 201510090721.0
• 申請日: 2010-12-10
• 公開（公告）號: CN104761608A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: E·阿恰達;李明琦;J·瑪蒂亞
• 申請（專利權）人: 羅門哈斯電子材料有限公司
• 主分類號: C07J9/00
• 分類號: C07J9/00;C07C381/12;G03F7/004;G03F7/039;G03F7/038;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

本發明專利申請是申請號為201010625251.0，申請日為2010年12月10日，名稱為“膽酸酯光酸發生劑和包含該發生劑的光致抗蝕劑”的發明專利申請的分案申請。

技術領域

本發明涉及一種新的包含膽酸酯(cholate)部分(moiety)的光酸發生劑化合物(PAG)，以及包含上述PAG化合物的光致抗蝕劑組合物。

背景技術

光致抗蝕劑是將圖像轉移至基底的光敏感性薄膜。它們形成負像或正像。將光致抗蝕劑涂覆在基底上之后，透過有圖案的光掩模，激發能量源例如紫外光使涂層曝光，在光致抗蝕劑涂層上形成一種潛像。光掩模具有對激發輻射不透明和透明的區域，能夠使得想要的圖像轉移到下一層的基底上。

已知的光致抗蝕劑對于許多現有的商業用途來說，能夠提供充足的分辨率和尺寸。但是為了實現許多其他的用途，新的光致抗蝕劑需要能夠在亞微米尺寸上提供高分辨圖像。

已經有很多改變已有光致抗蝕劑組合物，來改善其功能性特性的嘗試。其中，還有很多光活性的化合物被報道用于光致抗蝕劑組分。例如，美國專利6664022和6849374，以及美國專利公開2009/0061358。

發明內容

一方面，我們現在提供一種包含一個膽酸鹽部分的新光酸發生劑(photoacid?generator)化合物(PAG)，用于正激發或負激發的光致抗蝕劑組合物。優選的PAG是一種離子化合物，特別是锍類化合物(sulfonium?compound)。以锍類化合物為例，優選膽酸酯基團是PAG中的陰離子部分。例如，在特別優選的方面，膽酸酯基團是氟代的磺酸鹽(sulfonate)陰離子化合物的部分，具體的，這個陰離子化合物具有一個如下所述的伸展的飽和的連接基團。

本文中出現的術語“膽酸酯”包含甾體(steroid)結構，一般來說包括具有甾體結構的C20－50烴基。甾體結構是公知的，其優選可包含稠合在一起的、由下述通式表示的三個六元環和五元環：

本發明特別優選的PAG可以包括如下通式(I)和(II)：

在通式(I)和(II)中：

M⁺代表有機鎓鹽，具體方面M⁺是三取代的锍陽離子或二取代的碘鎓陽離子。

R₁代表甾體結構；

m是0到10的整數，優選正整數如至少1，2，3或4；

n是相應的正整數1，2，3或4，更典型的是1或2。M⁺優選具有光活性。

如上文所述，在一個優選的實施例中，本發明的PAG包含磺酸鹽陰離子片段(component)，其中具有至少四個飽和非環原子的鏈處于(i)磺酸部分(SO₃^-)和(ii)(a)非飽和部分(如苯基或其它羧基芳基)，酮(羰基)，酯等或(b)脂肪環基團，如環己基等之間。典型的陰離子片段包括如下結構：R(CH₂)n(CF₂)mSO₃^-其中n和m的和至少是4，R不是飽和非環狀基團(例如，R可以是酯，苯基，環己基等)。

我們還發現上述飽和的鏈可以顯著增加PAG化合物在典型光致抗蝕劑溶劑如乳酸乙酯，丙二醇甲醚醋酸酯等中的溶解性。

具體實施方式

優選的，本發明的PAG可以用于正激發(positive?acting)或負激發(negative?acting)的化學放大光致抗蝕劑，例如負激發的抗蝕劑組合物可以參與光酸促進的交聯反應致使抗蝕劑涂層的曝光區域在顯影劑的溶解度低于非曝光區域；正激發的抗蝕劑組合物可以參與光酸促進的一種或多種組合物組分的酸不穩定基團的去保護反應致使抗蝕劑涂層的曝光區域在水溶液顯影劑的溶解度好于非曝光區域。包含共價連接在酯的羧基氧上的叔非環烷基碳或叔脂肪環碳的酯基團是優選的用于本發明光致抗蝕劑的樹脂中的光酸－不穩定基團。縮醛(acetal)基團也是合適的光酸－不穩定基團。

本發明光致抗蝕劑的優選成像波長包括小于300nm的波長，例如248nm，以及小于200nm波長，例如193nm，以及EUV。

更優選的，本發明光致抗蝕劑包括成像有效劑量的本文所述的一種或多種PAG，以及選自如下組的樹脂：