[发明专利]鎓化合物以及制备其的方法

说明书

1.技术领域

本发明涉及新的鎓盐化合物以及合成这些化合物的方法。本发明的鎓化合物用作光致抗蚀剂组合物的生酸剂组分。

2.背景技术

光致抗蚀剂是用于将图像传递到基材的光敏膜。它们形成负图像或正图像。在基材上涂覆光致抗蚀剂之后，涂层穿过图案化的光掩膜曝光于活化能源，例如紫外光以在光致抗蚀剂涂层中形成潜像。该光掩膜具有对活化辐射不透明和透明的区域，从而限定期望转移到下层基材的图像。通过抗蚀剂涂层中潜像图案的显影而提供浮雕图像。

光致抗蚀剂典型的包含树脂组分和生酸剂化合物组分。鎓盐化合物已经用作光致抗蚀剂的生酸剂组分。参见U.S.6,929,896；2010/0143843和2012/0015297。

已知的光致抗蚀剂可以提供具有足以用于许多现有商业应用的分辨率和尺寸的特性。但是对于许多其他的应用，还需要新的光致抗蚀剂以提供亚微米尺寸的高分辨图像。

对改变光致抗蚀剂的组成进行了许多尝试以改进功能性质的性能。在其他情况中，报道了多种光活化化合物用于光致抗蚀剂组合物中。参见US20070224540和EP1906241。远紫外线(EUV)和e-电子束成像技术也得以使用。参见U.S.专利7,459,260。EUV利用典型的在1nm到40nm之间的短波辐射，其通常具有13.5nm的辐射。

值得期望的是改进的光致抗蚀剂组合物，包括改进的光致抗蚀剂光活化组分的合成路线。

发明概述

我们已经发现了新的合成鎓盐化合物的方法。我们还提供了新的鎓盐生酸剂化合物和包含这种生酸剂的光致抗蚀剂组合物。

在其他方面中，本发明可以方便的改变鎓盐化合物的强酸阴离子组分以提供具有不同的阴离子组分的鎓化合物的方法。

更特别的，一方面，提供的制备鎓盐化合物的方法包括：(a)提供包含磺酸盐(sulfonate)组分的鎓盐化合物，其中该磺酸盐组分包含吸电子基团；并且(b)用卤化物盐处理该鎓盐以形成不同的鎓化合物盐。

在这种方法中，优选鎓化合物的磺酸盐阴离子组分在相对于SO₃-基团的α碳原子上包含一个或多个吸电子基团。合适的吸电子基团包括一个或多个卤原子(特别是氟)、氰基、硝基和烷基，例如用一个或多个卤原子(特别是氟)、硝基和/或氰基取代的C_1-20烷基。

在本发明的方法中，鎓盐化合物可以用多种卤化物盐处理，例如Br、Cl和I盐，且碘化物盐是优选的。

鎓盐可以采用多种方法用卤化物盐进行处理，其适宜性的允许鎓盐化合物的阴离子组分被卤化物盐的卤化物阴离子置换，以便由此形成不同的鎓化合物盐。也就是说，不同的鎓化合物盐具有与提供的鎓盐化合物的阴离子组分(例如三氟甲磺酸盐(CF₃SO₃^-))不同的阴离子组分(例如卤化物，如I^-)。

在一种合适的处理方法中，用包含卤化物盐的液体溶液洗涤鎓盐化合物。这种洗涤可以适宜性的以多种方式进行，例如通过将鎓盐化合物的有机溶剂溶液和包含卤化物盐的水溶液(例如1、2或3M的卤化物盐水溶液)混合在一起一段时间并且混合条件(例如搅动或搅拌)足以形成不同的鎓化合物盐。

期望的不同的鎓化合物盐还可以通过在卤化物盐处理之后进一步处理来形成。例如，形成的鎓化合物的卤化物盐可以进行其他阴离子置换反应以提供与1)提供用于用卤化物盐处理的第一鎓盐化合物和2)由第一鎓盐化合物形成的卤化物盐不同的鎓盐化合物。换句话说，提供的鎓盐化合物的形成的卤化物盐可以用作合成具有不同阴离子组分的鎓盐化合物的中间体。

本发明的方法可以包括多种鎓化合物的处理和形成，包括具有锍阳离子组分以及碘鎓阳离子组分的那些化合物。合适的锍阳离子组分可以包括非环锍部分(其中锍原子(S⁺)可以被非芳香族(例如任选取代的烷基)和芳香族(例如任选取代的苯基或萘基)取代)、环锍部分(例如包含碳环原子和至少一个S⁺环单元的芳香族或非芳香族5-或6元环)和/或噻吨酮部分。

本发明生酸剂的其他合适的阳离子组分可以包括下式的那些：

其中式中X是C＝O、S(O)、S(O)₂、C(＝O)O、C(＝O)NH、C(＝O)-C(＝O)或-O-；且R是非氢取代基，例如任选取代的碳环芳基，包括苯基，以及任选取代的烷基，包括C_1-20任选取代的烷基。