[发明专利]生酸剂化合物和含有其的光致抗蚀剂组合物

说明书

1.技术领域

本发明涉及包含共价连接的酸不稳定性部分的环锍盐的生酸剂化合物以及包含这些化合物的新的光致抗蚀剂组合物。

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，涂层通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，限定期望转移到下层基体的图像。通过抗蚀剂涂层中潜像图案的显影而提供浮雕图像。

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-电子束图像技术也得以使用。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。

EUV光致抗蚀剂的发展继续成为实现EUV平版印刷术(EUVL)技术的挑战性问题。需要开发能够提供高分辨精细特征(包括低线宽光洁度(LWR))和充分敏感性的材料，以满足晶片生产。

发明内容

我们现在发现了特别用作光致抗蚀剂组合物组分的新的生酸剂化合物。

本发明的生酸剂化合物包含1)环锍盐和2)共价连接的酸不稳定性基团。

在优选的方面，本发明的生酸剂化合物和光致抗蚀剂特别用于EUV成像。优选的生酸剂化合物可以表现出良好的电化学还原电势(例如≥-2.0V vs.Ag/AgCl)和曝光于EUV辐射时相当增强的感光速度。

一方面，噻吨酮(thioxanthone)生酸剂化合物是特别优选的，特别是包含(i)噻吨酮部分；和(ii)一个或多个共价连接的酸不稳定性基团的生酸剂化合物。

在另一个优选的方面，本发明的生酸剂化合物可以包括式(I)的结构：

其中：Z是抗衡阴离子；

R是非氢取代基；

X是>C＝O；>S(O)；>S(O)₂；-C(＝O)O-；-C(＝O)NH-；-C(＝O)-C(＝O)-；-O-；CHOH；CH₂或S；每个T和每个T′是相同或不同的非氢取代基；

每个L和每个L′是相同或不同的酸不稳定性基团，且T、L、T′和L′非氢基团可以一起形成环；

m和m′各自独立的为0(其中对于T或T′可以存在氢)、1、2、3或4；并且n和n′各自独立的为0(其中对于L或L′可以存在氢)、1、2、3或4，其中如果R不包含酸不稳定性基团，那么n和n′中的至少一个大于0，由此生酸剂化合物包括至少一个酸不稳定性基团。在某些方面，优选m和m′中的一个或二者都是0。

在某些优选的方面，本发明的生酸剂可以与聚合物共价连接。这种聚合物可以适宜性的用作光致抗蚀剂组合物的组分。在这方面，本发明离子性生酸剂适宜性的阴离子组分而不是阳离子组分可以与聚合物共价连接，或者生酸剂的阳离子组分而不是阴离子组分可以与聚合物共价连接，或者生酸剂的阴离子和阳离子组分中的每一个都可以与聚合物共价连接。

正如本发明中指出的，当包括在抗蚀剂组合物中时，生酸剂化合物的酸不稳定性基团在光致抗蚀剂的典型的平版印刷过程中将进行裂解反应，所述过程即光致抗蚀剂涂层曝光于用于光致抗蚀剂的活化辐射，随后就是曝光成像的光致抗蚀剂层的任何曝光后的热处理。示例性的酸不稳定性基团包括酸不稳定性酯(例如叔丁基酯)和缩醛。

在优选的方面，生酸剂化合物可以包含具有共价连接的酸不稳定性基团的阳离子组分，其中酸不稳定性基团裂解产物包括相对大的基团部分(bulky moiety)，例如碳脂环(具有全部碳环原子的非芳香环)，杂脂环(具有一个或多个N、O或S环原子的非芳香环)、芳香基团，例如任选取代的苯基、萘基、蒽基。例如，优选的是包含任选取代的环戊基、环己基、环庚基、金刚烷基、苯基、萘基或其他在单或多环结构中具有5到20个或更多环原子的基团的酸不稳定性基团。

不受理论的限制，可以相信的是这些酸不稳定性基团的使用可以增强包括生酸剂化合物的光致抗蚀剂的平版印刷性能，包括相对于并不含这种基团的可对比体系提供增强的对比度。