专利名称：光酸发生剂的制作方法
技术领域：
相关申请的交叉参考本申请是于2010年11月30号提交的美国临时申请No. 61/418，196的非临时申请，其内容在此全部引入并作参考。
背景技术：
当在紫外区域波长(即< 300nm)中曝光分解产生酸的化合物(在此称之为“光酸发生剂”)是微电子应用中化学放大光致刻蚀剂中聚合物“化学放大”脱保护或交联的基础。已经在光致抗蚀剂中观察到主要包括低分子量有机分子如异丁烯(来自于高活化能光致抗蚀剂)和乙醛(来自于低活化能光致抗蚀剂)的这些光致抗蚀剂的分解产物，以及来 自于光酸发生剂的分解产物，所述光致抗蚀剂用于在波长如248nm和193nm下操作的成像工具(步进器(st印per))中。这些材料的脱气可涂敷和腐蚀光学器件。已经采取措施限制分解产物脱气的效果，如清洁光学器件和/或在光学器件和光致抗蚀剂涂层之间包括牺牲性屏蔽物或过滤器。然而，工业上的趋势是越来越小的小于45nm的线宽度的更高分辨率，开发在明显更短波长(例如13. 5nm的深紫外线区域(EUV))工作且具有高级反射光学器件的新工具，所以重新需要在光致抗蚀剂中控制的脱气水平。已经研究了各种光致抗蚀剂在EUV曝光过程中对于光致抗蚀剂的脱气的贡献。Pollentier( “使用EUVL工艺的器件集成所用EUV抗蚀剂脱气/污染研究(Studyof EUV Resist Outgassing/Contamination for Device Integration using EUVLProcesses)，’Tollentier, I.，J. Photopolym. Sci. Technol. , 2010,第 23 (5)卷，第 605-612页)已经发现，将样品在密封室中曝光，通过残气分析(RGA)测试数种光致抗蚀剂的脱气，且在曝光后通过气相/质谱分析气氛，经测试的光致抗蚀剂的数种主要分解产物包括低分子量化合物如苯和二苯硫醚，原因在于光酸发生剂的分解产物(如研究的光酸发生剂是三氟甲烷磺酸三苯基锍)。特别地，包括硫的挥发性分解产物需要考虑，因为这些材料可能不能有效从光学器件中除去，当基于三苯基锍阳离子的离子光酸发生剂具有令人满意的高敏感性并在光致抗蚀剂中提供快速感光速度(< lOmJ/cm2)时，其更成为问题。
发明内容
通过具体实施方式
的以式(I)所示的光酸发生剂化合物克服上述以及现有技术中的其它缺陷
G+Z^ (I)
其中G具有式(II)
參.O1
(Il)
其中在式(II)中，X是S或I，每个R°通常连接到X，且独立的为C1,烷基；多环或单环(3_3(|环烷基；多环或单环C6,芳基；或包括前述至少之一的组合，G具有大于263. 4g/mol的分子量，或G具有小于263. 4g/mol的分子量，且一个或多个R°基团进一步连接到相邻的R°基，a是2或3，其中当X是I时，a是2，或当X是S时，a是3，且式⑴中的Z包括磺酸、磺酰亚胺或磺酰胺的阴离子。在其它具体实施方式
中，光致抗蚀剂包括光酸发生剂化合物和含酸敏官能团的聚合物。在其它具体实施方式
中，涂敷基底(substrate)包括(a)具有在其表面上的待成像的一层或多层；和(b)在待成像的一层或多层上的光致抗蚀剂组合物层。在其它具体实施方式
中，形成电子设备的方法包括(a)将权利要求9的光致抗蚀剂组合物的涂层施加到基底上；(b)使光致抗蚀剂组合物层于激发辐射中成像曝光；和(C)使曝光的光致抗蚀剂层显影以提供浮雕图像。
具体实施例方式此处公开的新光酸发生剂(此处为PAG)当曝光于光化辐射时，具有低脱气特性，特别是在高级平版印刷的辐射(如电子束、X射线和具有13. 5nm波长的深紫外(EUV))辐射下曝光的光致抗蚀剂中使用时。光酸发生剂是鐵阳离子，其对于光化辐射具有高感光性，但这些PAG的分解产物相对于一般的具有如二苯基碘阳输离子和三苯基锍阳离子的PAG在光致抗蚀剂组成、曝光和加工的相同条件降低了。本文用到的“输”指的是碘鐵或锍阳离子。本文也用到的“取代的”指的是包括取代基如齒素(即F、Cl、Br、I)、轻基、氣基、硫醇基、竣基、竣酸酷基、酸胺基、臆基、硫醇基、硫基(sulfide)、双硫基(sulfide)、硝基、C1^10 烷基、C1^ 烷氧基、C6_1(l 芳基、C6_1(l 芳氧基、C7_1Q烷基芳基、C7,烷基芳氧基或前述至少之一的组合。可以理解的是，根据本文结构式公开的任意基团或结构也可被这样取代，除非有其它说明，或这些取代会显著不利地影响所得结构的所需特性。而且，文本用到的“(甲基)丙烯酸酯”既指丙烯酸酯或丙烯酸甲酯，且不限于这些，除非有其它说明。本文公开的PAG基于阳离子-阴离子结构，其中所述阳离子是芳基取代鐵(即二取代碘鐵或三取代锍)阳离子，所述芳基取代鐵阳离子要么分子量大于三苯基锍阳离子，要么是这样的结构，其中取代的芳基结构进一步连接到例如包括每t离子的杂环结构中的一个或多个相邻芳基，或作为稠合芳环体系的部分。本文公开的PAG因此包括具有式⑴的化合物
G+Z^ (I)
其中G是芳基取代输阳离子，和Z是基于合适强酸(例如磺酸或磺酸酰亚胺阴离子)的共轭碱的阴离子G具有式(II)
权利要求
1.一种以式(I)所示的化合物
2.根据权利要求I所述的化合物，其中G是式(III)、(IV)或(V)
3.根据权利要求I所述的化合物，其中G是
4.根据权利要求3所述的化合物，其中Z是C1,链烷基磺酸、C3,环烷基磺酸、C1,氟代链烷基磺酸、C3,氟代环烷基磺酸、C6,芳基磺酸、C6,氟代芳基磺酸、C7,烷芳基磺酸、 C7,氟代烷芳基磺酸、C1,氟代链烷磺酰亚胺、C2,氟代环烷磺酰亚胺、C6,氟代芳基磺酰亚胺、C7,烷芳基磺酰亚胺、C7,氟代烷芳基磺酰亚胺或包括前述至少之一的组合。
5.根据权利要求4所述的化合物，其中Z是
6.一种光致抗蚀剂，所述光致抗蚀剂包括权利要求I所述的化合物和含酸敏官能团的聚合物。
7.根据权利要求6所述的光致抗蚀剂，其中所述聚合物包括含有酸敏官能团的第一聚合单元和包括碱溶性官能团的第二聚合单元。
8.权利要求7的共聚物，其中所述第一聚合单元由下述分子式所示的化合物形成
9.一种涂敷基底，所述基底包括(a)在其表面上具有待成像的一层或多层的基底；和(b)在待成像的一层或多层上的权利要求6所述的光致抗蚀剂组合物层。
10.一种形成电子设备的方法，所述方法包括(a)将权利要求6所述的光致抗蚀剂组合物层施加到基底上；(b)使光致抗蚀剂组合物层于激发辐射中图案化曝光；和(C)使曝光的光致抗蚀剂层显影以提供浮雕图像。
全文摘要
光酸发生剂。一种以式(I)所示的光酸发生剂化合物G+Z-(I)，其中G具有式(II)(II)，其中在式(II)中，X是S或I，每个R0通常连接到X，且独立的为C1-30烷基；多环或单环C3-30环烷基；多环或单环C6-30芳基；或包括前述至少之一的组合，G具有大于263.4g/mol的分子量，或G具有小于263.4g/mol的分子量，且一个或多个R0基团进一步连接到相邻的R0基，a是2或3，其中当X是I时，a是2，或当X是S时，a是2或3，且式(I)中的Z包括磺酸阴离子、磺酰亚胺或磺胺。光致抗蚀剂和涂敷薄膜也包括光酸发生剂和聚合物，以及使用所述光致抗蚀剂的电子设备的形成方法。
文档编号C07C381/12GK102617430SQ20111046318
公开日2012年8月1日 申请日期2011年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者A·E·麦德考尔, J·F·卡梅伦, J·W·撒克里, O·昂格伊, P·J·拉博姆, S·M·科利, V·杰恩 申请人:罗门哈斯电子材料有限公司, 陶氏环球技术有限公司