[发明专利]碱反应性光酸发生剂以及包含其的光致抗蚀剂

说明书

技术领域

本发明涉及新的光酸发生剂化合物(“PAG”)和包含这些化合物的光致抗蚀剂组合物。尤其地，本发明涉及包括碱反应性基团的光酸发生剂化合物。包含这些PAG的正性和负性作用化学放大抗蚀剂，在短波辐射如低于300nm和低于200nm辐射下成像，是特别优选的。

背景技术

光致抗蚀剂是将图像转移至基底的光敏性薄膜。它们形成负像或正像。将光致抗蚀剂涂覆在基底上之后，涂层透过有图案的光掩模暴露于激发能量源(source of activating energy)例如紫外光，在光致抗蚀剂涂层上形成潜像。光掩模具有对激发辐射不透明和透明的区域，能够使得想要的图像转移到下一层的基底上。在抗蚀剂涂层中的潜像图案经过显影得到浮雕图像。光致抗蚀剂的使用是本领域技术人员通常所熟知的。

已知的光致抗蚀剂对于许多现有的商业用途来说，能够提供充足的分辨率和尺寸。但是为了实现许多其他的用途，新的光致抗蚀剂需要能够在亚微米尺寸上提供高分辨图像。

已经有很多改变已有光致抗蚀剂组合物，来改善其功能性特性的尝试。例如，已经有尝试通过改变使用的PAG以改善光致抗蚀剂性能。例如，参见公开的U.S.2010/0081088，在其它方面中，多种光活性化合物用于光致抗蚀剂组合物。公开于U.S.2010/0081088中的某些PAG在PAG锍阳离子上具有酯基片段，具有极其慢的碱促进裂解，因此对于光致抗蚀剂的光刻效果几乎没有有益效果。

仍然需要光酸发生剂具有相对快的碱促进裂解速率。这些光酸发生剂有助于光致抗蚀剂的光刻效果，如对于由光致抗蚀剂组合物形成的抗蚀剂浮雕图像显示出减少的缺陷，和/或提供改善的曝光宽容度(exposure latitude，EL)，和/或减少的掩模错误指数(MEF)。

发明内容

我们现在已经发现既可用于正性作用或负性作用光致抗蚀剂组合物的新颖光酸发生剂化合物(PAG)。尤其地，提供了具有一个或多个碱-反应性片段的光酸发生剂化合物，特别是碱反应性片段在曝光和后曝光光刻处理步骤后反应。优选地，碱-反应性片段在处理时与碱性显影剂组合物水溶液反应，如0.26N氢氧化四甲基铵显影剂水性组合物。

本发明提供了一种式(I)或(II)的光酸发生剂化合物

(I)R⁵M⁺R⁶R⁷_r^-O₃S-R¹_p-X_y-(R²Z_wR³)_x

(II)(P^g-R⁴-Z²)_g1R⁵M⁺R⁶R⁷_r^-O₃S-R¹_p-X_y-(R²Z_wR³)_x1(R²Z¹-R⁴P^g)_g2