用于高感光的高分辨性I-谱线光致抗蚀剂的烷基磺酰肟化合物制造技术

技术编号:2750481 阅读:264 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种可光活化的组合物,该组合物包括: a)至少一种在酸作用下能够交联的化合物,和/或 b)至少一种在酸作用下其溶解性能被改变的化合物,和 c)至少一种作为光引发剂的式1化合物: *=N-O-SO↓[2]-R↓[3] (1), 其中 R代表萘基;***或***; R↓[0]代表R↓[1]-X基团或R↓[2]; X代表直接连键或氧原子; R↓[1]代表氢,C↓[1]-C↓[4]烷基,该烷基为未取代的或被苯基、OH或C↓[1]-C↓[4]-烷氧基取代,或者可被-O-原子间断,或者R↓[1]代表未取代的或被选自氯,溴,C↓[1]-C↓[4]烷基和C↓[1]-C↓[4]烷氧基的取代基所取代的苯基; R↓[2]代表氢或C↓[1]-C↓[4]烷基;和 R↓[3]代表直链或支链C↓[1]-C↓[12]烷基,该烷基为未取代的或被一个或多个卤原子取代,或者R↓[3]代表苯基-C↓[1]-C↓[2]烷基或樟脑基(campheryl)。(*该技术在2017年保护过期,可自由使用*)

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及特定肟烷基磺酸酯化合物,即含有结构单元 SO2-烷基的化合物,并涉及它们在可用碱性介质显影的化学放大性光致抗蚀剂(photoresists)、印刷板、彩色滤光片或影像记录材料中作为光敏酸产生体的应用,它们在相应的正型光致抗蚀剂中作为溶解抑制剂的应用,以及利用这种光致抗蚀剂、印刷板或影像记录材料产生影像的方法。化学放大性光致抗蚀剂应理解为是指这样一种抗蚀剂(resist)组合物,当照射时,其中的光敏组分仅产生催化该抗蚀剂中至少一种酸敏感组分进行化学反应所需量的酸,结果,光致抗蚀剂中照射区和非照射区之间溶解度的最终差异被首先显现出来。US-A-4540598中公开了基于大量光敏肟磺酸酯和常规酸固化树脂的工业涂料制剂。这些制剂首先采用光化射线照射固化,特别是采用250-400纳米射线照射。肟磺酸酯产生酸,从而即使在非常低的温度下也能发生热固化,结果其中的物质变得不溶于常规溶剂。据此推断不出落在本专利说明书所教导的一般范围内的大量涂料制剂的相应抗蚀剂膜的成影像曝光性质、或这些涂料制剂的相关性质以及影像特性。通过辐射,微溶于碱水溶液显影剂的肟磺酸酯转化成可溶的游离酸形式。通过与适当的成膜树脂结合,它们从而可用作生产正型光致抗蚀剂用的溶解抑制剂。基于肟磺酸酯和碱溶性粘接料(binder)(典型地为甲酚甲醛树脂或羟甲基丙烯酸酯/丙烯酸共聚物)的常规正型光致抗蚀剂也是已知的,并记载在EP-A-0 241423中。根据这一文献,可使用波长为200-600nm的射线来曝光光致抗蚀剂。然而,这些光致抗蚀剂的缺点在于分辨率和感光度从来没有同时令人完全满意。特别是当用汞i-谱线(波长365纳米)范围内射线辐射曝光时,这种缺陷就更为严重。由于中高压汞灯是能辐射出这些具有良好强度的波长射线的廉价辐射源,因而这种射线常常用于光致抗蚀剂膜的成影像曝光。在Masamitsu Shirai和Masahiro Tsunooka的“亚氨基磺酸酯化合物的光化学及其在化学放大性光致抗蚀剂中的应用”一文中(光聚合物科学与技术杂志(Journal of Photopolymer Science andTechnology),Vol.3(3),1990,p.301-304),还公开了基于肟磺酸酯作为酸产生体和聚(对-叔丁氧基羰氧基苯乙烯)为酸敏组分的化学放大性光致抗蚀剂。经照射曝光后,酸产生体产生的酸催化苯乙烯组分分解成聚(对-羟基苯乙烯),结果,曝光部分变得溶于碱性显影剂。因而采用这种显影剂可以得到正型影像。其中所述的肟磺酸酯在UV/VIS光谱中的大约250纳米处具有最大吸收,但对313纳米波长和更高波长射线的吸收强度却较低。例如,已发现这些组合物对波长为313纳米的射线具有较低的感光度。GB-A 2306958中描述了肟磺酸酯用作对波长大于390nm的光特别适用的光敏酸产生体的用途。但采用这些引发剂得到的光致抗蚀剂的分辨率和感光度并不能令人满意。因此,本领域仍然需要对热及化学物质稳定的反应性非离子潜在酸产生体,它们在光(特别是采用具有汞i-谱线波长(365nm)的射线)活化之后可用作各种不同的酸催化反应的催化剂,例如缩聚反应,酸催化解聚反应,酸催化亲电取代反应或酸催化脱保护基反应。而且特别需要能被光活化并能得到高敏感性和高分辨率体系的酸产生体,其中所述体系具有改进的诸如蚀刻性能和侧壁浸渍特性。此外,还需要在曝光时能转化成酸并可在抗蚀剂组成中用作溶解抑制剂的化合物。US 5627011中公开了肟磺酸酯化合物在高感光度的高分辨性i-谱线光致抗蚀剂中的应用。但这一文献仅提及了能产生芳族磺酸的肟磺酸酯化合物。令人惊奇的是,现已发现,当通过光化学方法产生烷基磺酸时,能得到具有高感光度、分辨率和优越的抗蚀性能的抗蚀剂。US 4451286除了不含任何磺酸基团的肟以外,还公开了化合物甲磺酰氧基亚氨基苄基氰、甲磺酰氧基亚氨基萘基氰和甲磺酰氧基亚氨基-3-噻吩基氰与氯-N-乙酰苯胺类化合物结合用作植物保护剂。本专利技术提供了具有良好分辨率和高感光度的光致抗蚀剂组合物。特别是当这种光致抗蚀剂组合物在波长大约为365纳米的汞i-谱线区进行辐射曝光时,能够更好地观测到这些特性。令人惊奇的是,在可用碱水溶液介质显影的化学放大性光致抗蚀剂组合物中采用根据分子发色部分而特定选择的下述式Ⅰ肟烷基磺酸酯作为光敏酸产生体,可以获得良好的分辨率和高感光度。这种肟烷基磺酸酯对含有能进行酸催化化学反应的酸敏组分的相应正型和负型光致抗蚀剂都适用,其中所进行的化学反应能改变组合物在碱水溶液显影剂中的溶解度。因此,本专利技术涉及可光活化的组合物,该组合物包括a)至少一种在酸作用下能够交联的化合物,和/或b)至少一种在酸作用下其溶解性能被改变的化合物,和c)至少一种作为光引发剂的式1化合物 其中R代表萘基; 或 R0代表R1-X基团或R2;X为直接连键或氧原子;R1代表氢,C1-C4烷基,该烷基为未取代的或被苯基、OH或C1-C4-烷氧基取代,或者可被-O-原子间断,或者R1代表未取代的或被选自氯,溴,C1-C4烷基和C1-C4烷氧基的取代基所取代的苯基;R2代表氢或C1-C4烷基;和R3代表直链或支链C1-C12烷基,该烷基为未取代的或被一个或多个卤原子取代,或者R3代表苯基-C1-C2烷基或樟脑基(campheryl),该组合物还可以含有其它光引发剂,增感剂和/或除组分c)之外的添加剂。本专利技术还涉及式Ⅰ化合物在对波长至多390纳米的射线敏感的光致抗蚀剂中作为光敏酸产生体的用途。本专利技术进一步涉及可用碱性介质显影且对波长在340-390纳米范围内的射线敏感的化学放大性光致抗蚀剂,这种光致抗蚀剂基于肟烷基磺酸酯作为光敏酸产生体,并含有作为肟烷基磺酸酯的上述式1化合物。根据本专利技术,还可以使用式1肟烷基磺酸酯的异构体(顺式-反式异构体,也称作E/Z-或顺/反-异构体)混合物。具体讲,本专利技术的目的是提供包括式1化合物的光致抗蚀剂。这些光致抗蚀剂包括可用碱性介质显影且对波长在340-390纳米范围内的射线敏感的化学放大性正型光致抗蚀剂,它们基于肟烷基磺酸酯作为光敏酸产生体,并含有作为肟烷基磺酸酯的上述式1化合物,其中X,R,R0,R1,R2以及R3的定义也同上。本专利技术的另一实施方案涉及可用碱性介质显影且对波长在340-390纳米范围内的射线敏感的化学放大性负型光致抗蚀剂,它们基于肟烷基磺酸酯作为光敏酸产生体,并含有作为肟烷基磺酸酯的上述式1化合物,其中R,R0,R3和X的定义同上,而R1则代表氢,C1-C4烷基或未取代的或被选自氯,溴,C1-C4烷基和C1-C4烷氧基的取代基所取代的苯基,且R2代表氢或C1-C4烷基。本专利技术光致抗蚀剂的这两种实施方案都能够很容易地分辨其大小在亚微米范围内的结构单元,典型的是具有小至0.3μm的结构单元,并且所用射线的波长在大约340-390纳米范围内。另外,显影后保留在基材上的光致抗蚀剂结构还显色出非常优良的侧壁浸渍性(steepness)。这类抗蚀剂对选定射线进一步显示出优越的石印敏感性。由于选择为酸产生体的肟烷基磺酸酯仅能吸收极低程度的这种波长射线,因而这种石印敏感性质是完全意想不到的。因此,就石印性质而言,本专利技术的新颖光致抗蚀剂与远UV抗蚀剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:K·迪特利克M·昆兹H·雅马托C·德勒奥
申请(专利权)人:西巴特殊化学品控股有限公司
类型:发明
国别省市:

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