專利名稱：光活性化合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請是中國專利申請2006800^913. 3的分案申請。本發(fā)明涉及新的光活性化合物，其在縮微平版印刷術(shù)領(lǐng)域用于光刻組合物，尤其用于半導(dǎo)體元件生產(chǎn)中的陰性成像和陽性圖像，以及用于光刻膠成像中的光刻膠組合物和工藝。
背景技術(shù)：
光刻膠組合物用于制造小型化電子元件的縮微平版印刷工藝，例如用于制造電腦芯片和集成電路。通常，在這些工藝中，首先將光刻膠組合物的薄膜涂層施加于基底材料上，例如用來制作集成電路的硅片。然后將涂覆的基底烘烤，蒸發(fā)光刻膠組合物中的任何溶劑，并將涂層固定在基底上。緊接著，使涂在基底上的光刻膠對于輻射進行成像方式的曝光。輻射曝光導(dǎo)致涂覆表面的曝露面中的化學轉(zhuǎn)變。可見光、紫外(UV)光、電子束和X 射線輻射能是當今在微光刻技術(shù)中通常使用的輻射類型。這種成像方式的曝光之后，將涂覆基底用顯影液處理，以溶解并去掉光刻膠的輻射曝光或未曝光的區(qū)域。半導(dǎo)體元件的小型化傾向，導(dǎo)致了在越來越低輻射波長處可以感光的新的光刻膠的使用，并且也導(dǎo)致了復(fù)雜多級系統(tǒng)的使用，以克服與這種小型化有關(guān)的困難。有兩種類型的光刻膠組合物負性作用和正性作用。在光刻技術(shù)中的特定點使用的光刻膠類型是由半導(dǎo)體器件的設(shè)計所決定的。當負性作用光刻膠組合物輻射曝光成像時，暴露于輻射中的光刻膠組合物的區(qū)域變得不易溶解于顯影液中(例如發(fā)生交聯(lián)反應(yīng))， 而光致抗蝕涂層的未曝光區(qū)域相對可溶解于這種溶液中。因而，用顯像劑處理曝光的負型抗蝕劑，可導(dǎo)致光刻膠涂層的非曝光區(qū)的除去，并在涂層中產(chǎn)生負像，由此暴露出底層基底表面的所需部分，光刻膠組合物沉積在該表面上。另一方面，當正性作用感光膠組合物以成像方式對于輻射曝光時，暴露于輻射中的光刻膠組合物的區(qū)域變得更易溶解于顯影液中(例如發(fā)生重排反應(yīng))，而未曝光區(qū)域變得相對不能溶解于顯影液中。因而，用顯像劑處理曝光的正性感光膠，可以除去涂層的曝光區(qū)域，并在光刻膠涂層中產(chǎn)生正像。此外，露出下面表面的所需部分。將光刻膠分辨率定義為抗蝕劑組合物能夠在曝光和顯像之后以高度成像邊緣銳度從光掩模轉(zhuǎn)移到基底中的最小特征。在當今的許多前沿制造應(yīng)用中，大約小于二分之一 ym(微米)的光刻膠分辨率是必要的。另外，顯像的光刻膠壁面輪廓接近垂直于基底通常是合乎需要的。在抗蝕劑涂層的顯像和未顯像區(qū)域之間的這種界線，可以在基底上轉(zhuǎn)化成掩模圖像的精確圖型傳遞。因為推行小型化可降低器件的臨界尺寸，這變得甚至更關(guān)鍵。如果光刻膠尺寸已經(jīng)降低到低于150納米，光刻膠圖像的粗糙度變成關(guān)鍵性的問題。邊緣粗糙度，通常被稱為線邊緣粗糙度，對于線條和空間圖形典型地以沿著光刻膠線的粗糙度加以觀察，和對于接觸孔典型地以側(cè)壁粗糙度加以觀察。邊緣粗糙度在光刻膠的平版印刷特性上具有反效果，特別是在可以降低臨界尺寸幅度方面，以及在將光刻膠的線邊緣粗糙度轉(zhuǎn)移至基底方面。因此，具有最小邊緣粗糙度的光刻膠是非常合乎需要的。
對短波長(在大約100納米和大約300納米之間)敏感的光刻膠，常常用于要求亞半微米幾何圖形的地方。特別優(yōu)選的是包含非芳族聚合物、光產(chǎn)酸劑、任選溶解抑制劑和溶劑的光刻膠。高分辨率、化學增幅、深紫外(100-300納米)的正和負性色調(diào)光刻膠可用于具有小于四分之一微米的幾何圖形的圖像的圖案形成。迄今為止，有三種主要的深紫外(UV)曝光技術(shù)，其在小型化方面提供了有效的改進，并且這些技術(shù)使用在248納米、193納米和157 納米發(fā)射輻射的激光器。用于深UV的光刻膠典型地包含聚合物，這種聚合物具有酸基團并且其在酸存在的情況下能夠去保護、光吸收時產(chǎn)生酸的光活性成分和溶劑。用于248納米的光刻膠典型地是基于取代的聚羥基苯乙烯和它的共聚物，例如在 US 4，491，628和US 5，350，660中描述的那些。另一方面，用于193納米曝光的光刻膠要求非芳族聚合物，因為芳族化合物在該波長處不透明。US 5，843，624和GB 2，320，718公開了可用于193納米曝光的光刻膠。通常，包含脂環(huán)族烴的聚合物可用于200納米以下曝光的光刻膠。由于種種理由將脂環(huán)族烴結(jié)合進聚合物中，主要因為它們具有比較高的碳氧比例，這可以提高抗蝕性，它們也在低波長處提供透明性，并且它們具有比較高的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。在157納米處敏感的光刻膠基于氟化聚合物，已知其在該波長處是透明的。源于聚合物(其包含氟化基團)的光刻膠描述在W000/67072和WO 00/17712中。在光刻膠中使用的聚合物被設(shè)計成對成像波長是透明的，但另一方面，已經(jīng)典型地將光活性成分設(shè)計成在成像波長處吸收以達到最佳感光性。光刻膠的感光性取決于光活性成分的吸收特性，吸收越高、產(chǎn)生酸所需的能量越小，光刻膠越具有感光性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及具有下式的化合物
權(quán)利要求
1.具有下式的化合物
2.權(quán)利要求 1 的化合物，其中 X_ 選自=CF3SO3-, CHF2SO3-, CH3SO3^ CCl3SO3^ C2F5SO3: C2HF4SO3-, C4F9SO3-,五氟苯磺酸根，(Rf1SO2) 3C_，(Rf1SO2) 2N_，其中每個Rf1獨立地選自高度氟化或全氟化的烷基或氟化芳基，并且可以是環(huán)狀的，當任何兩個Rf1基團組合連接形成橋接時，進一步的，Rf1烷基鏈含有1-20個碳原子，任選含有懸鏈氧，并且可以是直鏈、支鏈或環(huán)狀的，以使二價氧、三價氮或六價硫可以間隔骨架鏈，進一步的，當Rf1含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)時，這種結(jié)構(gòu)具有5或6個環(huán)員，任選，其中1或2個是雜原子或Rg-0-Rf2-S03_，其中Rf2選自直鏈或支鏈(CF2)」，其中j是從4至10的整數(shù)，和C1-C12全氟環(huán)烷基二價基，其任選被全氟代C1,烷基取代，Rg選自C1-C2tl直鏈或支鏈烷基、C1-C2tl直鏈或支鏈烯基、單環(huán)烷基或多環(huán)烷基、單環(huán)烯基或多環(huán)烯基、芳基和芳烷基，烷基、單環(huán)烷基或多環(huán)烷基、烯基、單環(huán)烯基或多環(huán)烯基，其中芳烷基和芳基是未取代的、取代的、任選包含一個或多個懸鏈氧原子、部分氟化或完全氟化的。
3.按照權(quán)利要求1或2的化合物，其中Re是氫，Ra和Rb每個獨立地是0R1，每個R1獨立地是烷基羰基、其中環(huán)烷基環(huán)任選包含一個或多個0原子的單環(huán)烷基-或多環(huán)烷基氧基羰基烷基，其中環(huán)烷基環(huán)任選包含一個或多個0原子的單環(huán)烷基-或多環(huán)烷基氧基烷基，和 SO2R4,其中R4是芳基、烷基羰基、其中環(huán)烷基環(huán)任選包含一個或多個0原子的單環(huán)烷基-或多環(huán)烷基氧基羰基烷基，其中環(huán)烷基環(huán)任選包含一個或多個0原子的單環(huán)烷基-或多環(huán)烷基氧基烷基，其中芳基是未取代的或取代的。
4.按照權(quán)利要求1至3的任一項的化合物，其中Re是氫，Ra和Rb每個獨立地是0R1，每個R1獨立地是未取代的或取代的烷基羰基。
5.按照權(quán)利要求1至3的任一項的化合物，其中Re是氫，Ra和Rb每個獨立地是0R1，每個R1獨立地是未取代的或取代的單環(huán)烷基-或多環(huán)烷基氧基羰基烷基，其中環(huán)烷基環(huán)任選包含一個或多個0原子。
6.按照權(quán)利要求1至3的任一項的化合物，其中Re是氫，Ra和Rb每個獨立地是0R1，每個R1獨立地是SO2R4,其中R4是未取代的或取代的芳基。
7.按照權(quán)利要求1至6的任一項的化合物，選自二W-乙酰氧基苯基]苯基锍全氟代丁磺酸鹽，二 W-乙酰氧基苯基]苯基锍4-(1，1，1，2_四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽， 二 [2-甲基金剛烷基-乙酰氧基甲氧基苯基]苯基锍全氟丁磺酸鹽，二 W，4-二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2.1. O2’5]壬基-甲氧基苯基]苯基锍全氟代丁磺酸鹽，二 [4，4-二 (三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4.2. 1. O2’5]-壬基甲氧基苯基]苯基锍全氟代甲磺酸鹽，二 [4， 4-二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2. 1. O2’5]-壬基甲氧基苯基]苯基锍4-(1，1，1，2-四氟乙氧基)全氟丁磺酸鹽，二 [4，4_ 二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2.1. O2’5]壬基-甲氧基苯基]苯基锍二(三氟甲基-磺?；?酰亞胺，二 [4，4-二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)-[4. 2. 1. O2’5]-壬基甲氧基苯基]苯基锍二(全氟乙磺酰基)_酰亞胺，二 [4，4_ 二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2. 1. O2'5]-壬基甲氧基苯基]苯基锍(全氟甲基-磺?；?(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 W，4-二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2. 1. O2’5]-壬基甲氧基苯基] 苯基锍二(全氟丙基-磺酰基)酰亞胺，二 W，4-二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)[4. 2. 1. O2'5] 壬基甲氧基-苯基]苯基锍二(全氟丁磺酰基)酰亞胺，二 [4，4_ 二(三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)-[4. 2. 1. O2'5]-壬基甲氧基苯基]苯基锍三(三氟甲基-磺?；?甲基化物，二 W-乙酰氧基苯基]苯基锍全氟代甲磺酸鹽，二 [4-乙酰氧基苯基]苯基锍二(三氟甲基磺酰基) 酰亞胺，二 W-乙酰氧基苯基]苯基锍二(全氟乙磺酰基)酰亞胺，二 W-乙酰氧基苯基] 苯基锍(全氟甲磺酰基)(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 [4-乙酰氧基苯基]苯基锍二(全氟丙磺?；?酰亞胺，二 [4-乙酰氧基苯基]苯基锍三(三氟甲基磺?；?甲基化物，二 [4-乙酰氧基苯基]苯基锍4-丙氧基全氟代丁磺酸鹽，二 [4-乙酰氧基苯基]苯基锍二(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 [2-甲基金剛烷基乙?；?氧基甲氧基苯基]苯基锍-4-(l，l，l，2-四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽，二 [2-甲基金剛烷基乙?；?氧基甲氧基苯基]苯基锍全氟代甲磺酸鹽，二 [2-甲基金剛烷基乙酰氧基甲氧基苯基]苯基锍二(三氟甲基磺?；?酰亞胺，二 [2-甲基金剛烷基乙酰氧基-甲氧基-苯基]苯基锍二(全氟乙磺?；?酰亞胺，二[2-甲基金剛烷基-乙酰氧基甲氧基苯基]苯基锍(全氟甲基-磺?；?(全氟丁磺?；? 酰亞胺，二 [2-甲基金剛烷基-乙酰氧基甲氧基-苯基]苯基锍二(全氟丙磺?；?酰亞胺，二 [2-甲基金剛烷基-乙?；?氧基甲氧基苯基]苯基锍4-丙氧基全氟代丁磺酸鹽， 二 [2-甲基金剛烷基乙酰氧基-甲氧基苯基]苯基锍三(三氟甲基-磺酰基)甲基化物， 二 [2-甲基金剛烷基乙酰氧基甲氧基苯基]苯基锍二(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 [4，4_二 (三氟甲基)-3-氧雜三環(huán)-[4. 2. 1. O2'5]壬基甲氧基苯基]苯基锍4-丙氧基全氟丁 -磺酸鹽，二 [4-羥基苯基]苯基锍二(全氟乙磺?；?酰亞胺，二 [4-羥基苯基]苯基锍二(三氟甲基磺酰基)酰亞胺，二 [4-羥基苯基]苯基锍(全氟甲磺酰基)(全氟丁基-磺?；? 酰亞胺，二 [4-羥基苯基]-苯基锍二(全氟丙基-磺?；?酰亞胺，二 [4-羥基苯基]-苯基锍二(全氟丁基-磺?；?酰亞胺，二 [4-羥基苯基]-苯基锍三(三氟甲基-磺?；? 甲基化物，二 [4-羥基苯基]-苯基锍4- (1，1，1，2-四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽，二 [4-羥基苯基]-苯基锍4-丙氧基全氟代丁磺酸鹽，二 [4-羥基苯基]苯基锍全氟代丁磺酸鹽，二 [4-羥基苯基]-苯基锍全氟甲磺酸鹽，二 [4-五氟苯-磺?；趸交鵠苯基锍二(全氟乙磺?；?酰亞胺，二 [4-五氟苯-磺?；趸交鵠苯基锍二(三氟甲基-磺?；?酰亞胺，二 [4-五氟苯-磺?；趸交鵠苯基锍(全氟甲磺?；?(全氟丁基-磺酰基)酰亞胺，二 [4-五氟-苯磺酰基氧基苯基]苯基锍二(全氟丙磺?；?酰亞胺，二 [4-五氟苯磺?；趸交鵠苯基锍二(全氟代丁基-磺?；?酰亞胺，二 [4-五氟苯磺酰-氧基苯基] 苯基锍三(三氟甲基磺?；?甲基化物，二 [4-五氟苯-磺?；趸交鵠苯基锍4-(1， 1，1，2_四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽，二 [4-五氟苯磺酰基-氧基苯基]苯基锍4-丙氧基全氟丁磺酸鹽，二 [4-五氟苯-磺?；趸交鵠苯基锍全氟代丁磺酸鹽，二 [4-五氟苯磺?；趸交鵠苯基锍全氟甲烷-磺酸鹽，二 W-(3，5-二(三氟甲基)_苯磺酰氧基) 苯基]苯基锍二(全氟乙磺?；?酰亞胺，二 W-(3，5-二(三氟甲基)苯磺酰氧基)_苯基]苯基锍二(三氟甲基磺?；?酰亞胺，二 W-(3，5-二(三氟-甲基)苯-磺酰氧基) 苯基]苯基锍(全氟甲磺?；?(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 W-(3，5-二(三氟甲基)苯磺酰-氧基)苯基]苯基锍二(全氟丙磺?；?酰亞胺，二 W-(3，5-二(三氟甲基)苯磺酰氧基)苯基]苯基锍二(全氟丁基-磺酰基)酰亞胺，二 W-(3，5-二(三氟甲基)苯磺酰氧基)苯基]苯基锍三(三氟甲基磺?；?甲基化物，二 W-(3，5-二(三氟-甲基)苯磺酰氧基)苯基]苯基锍4-(1，1，1，2_四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽，二 W-(3，5-二(三氟甲基)-苯磺酰氧基)苯基]苯基锍4-丙氧基全氟代丁磺酸鹽，二 W-(3，5-二(三氟甲基)_苯磺酰氧基)苯基]苯基锍全氟代丁磺酸鹽，二 W-(3，5-二(三氟甲基)苯磺酰-氧基)苯基]苯基锍全氟甲烷-磺酸鹽，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍二(全氟乙基-磺酰基)酰亞胺，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍二(三氟甲基-磺酰基) 酰亞胺，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍(全氟甲磺?；?(全氟丁磺?；?酰亞胺，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍二(全氟丙基-磺?；?酰亞胺，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍二(全氟丁基-磺?；?酰亞胺，二 [4-三氟甲基磺酰氧基) 苯基]苯基锍三(三氟甲基磺?；?甲基化物，二 [4-三氟甲基-磺酰氧基)苯基]苯基锍4-(1，1，1，2_四氟乙氧基)全氟代丁磺酸鹽，二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍 4-丙氧基全氟代丁磺酸鹽，二 [4-三氟甲基-磺酰氧基)苯基]苯基锍全氟代丁磺酸鹽，和二 [4-三氟甲基磺酰氧基)苯基]苯基锍全氟代甲磺酸鹽。
8.用于深UV成像的光刻膠組合物，包括a)含有酸不穩(wěn)定基團的聚合物；和b)權(quán)利要求1至7的任一項的化合物。
9.權(quán)利要求8的組合物，其進一步包括其它光產(chǎn)酸劑。
10.使光刻膠成像的方法，包括下列步驟a)用權(quán)利要求8或9的組合物涂覆基底；b)烘焙基底以基本上除去溶劑；c)使光刻膠涂層以成像方式曝光；d)曝光后，烘焙光刻膠涂層；和e)用堿性水溶液使光刻膠涂層顯影。
11.權(quán)利要求10的方法，其中成像方式曝光的波長低于300nm。
12.按照權(quán)利要求10或11的方法，其中基底選自微電子器件和液晶顯示器基底。
13.按照權(quán)利要求1至7的任一項的化合物在光刻膠組合物中作為光產(chǎn)酸劑的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及新的光產(chǎn)酸劑。本發(fā)明涉及新的光活性化合物，其在縮微平版印刷術(shù)領(lǐng)域用于光刻組合物，尤其用于半導(dǎo)體元件生產(chǎn)中的陰性成像和陽性圖像，以及用于光刻膠成像中的光刻膠組合物和工藝。
文檔編號G03F7/004GK102161636SQ201110042218
公開日2011年8月24日 申請日期2006年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月16日
發(fā)明者D·M·拉曼, M·帕德馬納班 申請人:Az電子材料美國公司