一种高产酸的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂、组合物及应用制造技术

本发明专利技术公开一种对波长300

【技术实现步骤摘要】
一种高产酸的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂、组合物及应用


[0001]本专利技术属于感光材料
，具体涉及一种在300-450nm波长范围内高产酸的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂、含有该光产酸剂的感光性树脂组合物及其应用。

技术介绍

[0002]含有树脂(如羧酸的叔丁基酯或苯酚的叔丁基醚、甲硅烷基醚等)和光产酸剂的树脂组合物是一种典型的用于光刻工序的抗蚀剂材料。当前所用的光产酸剂已知有多种类型，可分为非离子型和离子型两类。其中，离子型光产酸剂往往相溶性不足，在抗蚀剂材料中易发生相分离，从而无法充分发挥作用。非离子型光产酸剂则通常存在在长波长下灵敏度不足、在溶剂中溶解性较差等问题。
[0003]因此，寻找性能更为优异的新型光产酸剂是该领域的研究重点。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的主要在于提供一种对波长300-450nm特别是365nm(I线)、385nm和405nm(H线)的活性能量射线具有高感度，溶解性好、热稳定性好且储存稳定性好的光产酸剂。
[0005]围绕上述目的，具体提供一种酰亚胺磺酸酯类光产酸剂，具有如下通式(A1)或(A2)所示结构：
[0006][0007]其中，
[0008]R1表示C
1-C
20
的直链或支链的烷基、C
3-C
20
的环状烷基、C
1-C
20
的直链或支链的氟代烷基、C
3-C
20
的氟代环状烷基、C
6-C
18r/>的取代或未取代的芳基、樟脑基、或叠氮萘酮基团；
[0009]R2、R3、R4和R
4”可相同也可不同，各自独立地选自下列基团：氢；硝基、含硝基的烷基、或含硝基的芳香基，任选地(optionally)，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；胺基、含胺基的烷基、或含胺基的芳香基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被
氟取代；氰基、含氰基的烷基、或含氰基的芳香基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；直链或支链的烷基、或环烷基，任选地，其中的-CH
2-可以被-O-、-S-所取代，烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；芳香基(如苯基、萘基等)，任选地，其中的芳环上的氢可以被烷基、烷氧基或氟所取代，其它位置上的氢可以部分或全部被氟取代；C
7-C
20
的苯基烷基，任选地，苯基上的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基或烷氧基所取代，烷基中的-CH
2-可以被-O-、-S-或-NH-所取代；R1’-
CO-，其中R1’
表示氢、C
1-C
10
的烷基、C
3-C
10
的环烷基、苯基，且任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基或烷氧基所取代；R2’-
CO-O-R3’-
，其中R2’
表示C
1-C
10
的烷基、苯基，R3’
表示空、C
1-C8的亚烷氧基、或C
3-C8的亚炔基,任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基所取代；R4’-
O-CO-R5’-
，其中R4’
表示C
1-C
10
的烷基，R5’
表示C
1-C
10
的亚烷基；直链或支链的烯基、含环烷基或芳基的烯基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；直链或支链的炔基，含环烷基或芳基的炔基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；烷基磺酰氧基，含环烷基或芳基的磺酰氧基，任选地，烷基上的氢可以部分或全部被氟取代；烷基硅烷基，含环烷基的硅烷基，任选地，烷基上的氢可以部分或全部被氟取代；含N、S或O的杂环基；
[0010]R2和R3可彼此相连以形成五元环或六元环；
[0011]前提是，通式(A1)中R2、R3和R4不同时为氢，通式(A2)中R2、R3和R
4”不同时为氢。
[0012]本专利技术的通式(A1)和(A2)化合物属于非离子型光产酸剂，具有感光性基团和产酸性基团，可实现长波吸收，对波长300-450nm尤其是365nm(I线)、385nm和405nm(H线)的活性能量射线具有高灵敏度和较强吸收，在较低曝光量下即可较快地产生酸。与此同时，它还具有良好的溶解性、热稳定性和储存稳定性。
[0013]基于此，本专利技术还提供一种酸产生方法，对上述光产酸剂即通式(A1)和/或(A2)化合物照射活性能量射线。
[0014]通式(A1)和(A2)化合物的分子中含有磺酸酯基，与酰亚胺结构直接相连，该结构具有感光裂解特性，在活性能量射线照射下能够光解产生较强的磺酸。所述活性能量射线是近紫外光区域、可见光区域的波长在300-450nm之间的活性能量射线，特别优选波长365nm(I线)、385nm和405nm(H线)的活性能量射线。
[0015]本专利技术的光产酸剂可用于光产酸剂的已知任意用途，例如抗蚀膜、液态抗蚀剂、负型抗蚀剂、正型抗蚀剂、MEMS用抗蚀剂、立体光刻和微立体光刻用材料等。最适宜的是作为抗蚀剂中的光产酸剂，与具有酸解离性的树脂一并制备抗蚀剂以用于半导体光刻中。
[0016]相比于现有技术，本专利技术上述产酸剂的有益效果体现在：所述光产酸剂能够实现长波吸收，对波长300-450nm尤其是365nm(I线)、385nm和405nm(H线)的活性能量射线灵敏度高，且具有较强吸收；光解能够产生较强的磺酸；且具有良好的溶解度、热稳定性和储存稳定性。
[0017]本专利技术的另一个主要目的在于提供一种感光性树脂组合物及其应用，以解决现有技术中抗蚀剂组合物在形成精细图案时感光度不足的问题。
[0018]在上述目的的范畴内，提供了一种感光性树脂组合物，包括树脂组分和产酸剂，该产酸剂为上述任一种的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂。
[0019]在上述目的的范畴内，提供了上述感光性树脂组合物的应用，包括将感光性树脂组合物应用于电子组件的保护膜、层间绝缘材料、图型转移材料的制备中。示例性地，一种
图形化方法，包括对感光性树脂组合物进行混合、成膜和图形化处理。
[0020]作为一个优选实施方案，本专利技术的感光性树脂组合物作为正型抗蚀剂应用时，曝光后经碱显影液处理溶解曝光部分以实现图形化处理，由于酰亚胺磺酸酯类光产酸剂感光度的提升，可以形成具有优异的灵敏度和良好对比度的图案，即使是形成精细图案，也可以具有足够高的灵敏度。使用的活性能量射线特别优选波长是365nm(I线)、385nm和405nm(H线)，以便进一步提高分辨率和灵敏度。
[0021]专利技术详述
[0022]现有技术中的抗蚀剂组合物在形成精细图案时通常感光度不足，为了解决该问题，本申请提供了一种酰亚胺磺酸酯类光产酸剂、含有该光产酸剂的感光性树脂组合物及其应用。
[0023]本专利技术的酰亚胺磺酸酯类光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种酰亚胺磺酸酯类光产酸剂，具有如下通式(A1)或(A2)所示结构：其中，R1表示C
1-C
20
的直链或支链的烷基、C
3-C
20
的环状烷基、C
1-C
20
的直链或支链的氟代烷基、C
3-C
20
的氟代环状烷基、C
6-C
18
的取代或未取代的芳基、樟脑基、或叠氮萘酮基团；R2、R3、R4和R
4”可相同也可不同，各自独立地选自下列基团：氢；硝基、含硝基的烷基、或含硝基的芳香基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；胺基、含胺基的烷基、或含胺基的芳香基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；氰基、含氰基的烷基、或含氰基的芳香基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；直链或支链的烷基、或环烷基，任选地，其中的-CH
2-可以被-O-、-S-所取代，烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；芳香基，任选地，其中的芳环上的氢可以被烷基、烷氧基或氟所取代，其它位置上的氢可以部分或全部被氟取代；C
7-C
20
的苯基烷基，任选地，苯基上的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基或烷氧基所取代，烷基中的-CH
2-可以被-O-、-S-或-NH-所取代；R1’-
CO-，其中R1’
表示氢、C
1-C
10
的烷基、C
3-C
10
的环烷基、苯基，且任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基或烷氧基所取代；R2’-
CO-O-R3’-
，其中R2’
表示C
1-C
10
的烷基、苯基，R3’
表示空、C
1-C8的亚烷氧基、或C
3-C8的亚炔基,任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C8的烷基所取代；R4’-
O-CO-R5’-
，其中R4’
表示C
1-C
10
的烷基，R5’
表示C
1-C
10
的亚烷基；直链或支链的烯基、含环烷基或芳基的烯基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；直链或支链的炔基，含环烷基或芳基的炔基，任选地，其中的烃基上的氢可以部分或全部被氟取代；烷基磺酰氧基，含环烷基或芳基的磺酰氧基，任选地，烷基上的氢可以部分或全部被氟取代；烷基硅烷基，含环烷基的硅烷基，任选地，烷基上的氢可以部分或全部被氟取代；含N、S或O的杂环基；R2和R3可彼此相连以形成五元环或六元环；前提是，通式(A1)中R2、R3和R4不同时为氢，通式(A2)中R2、R3和R
4”不同时为氢。2.根据权利要求1所述的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂，其特征在于，R1选自下列基团：C
1-C8的直链或支链的烷基；C
1-C8的直链或支链的全氟代烷基；全氟代苯基；至少一个氢原子被C
1-C6的直链或支链的烷基或氟代烷基、或者胺基所取代的苯基；樟脑基；叠氮萘酮基团。3.根据权利要求1所述的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂，其特征在于：R1选自甲基、丙基、辛
基、全氟代甲基、全氟代乙基、全氟代丙基、全氟代丁基、全氟代戊基、全氟代苯基、樟脑基、叠氮萘酮基团、对甲基苯基、对胺基苯基、间异丙基苯基、或全氟代甲基苯基。4.根据权利要求1所述的酰亚胺磺酸酯类光产酸剂，其特征在于，R2、R3、R4和R
4”可相同也可不同，各自独立地选自下列基团：氢；硝基；胺基；氰基；C
1-C
10
的直链或支链的烷基，C
3-C
10
的环烷基，任选地，其中的-CH
2-可以被-O-、-S-所取代；苯基，任选地，其中的至少一个氢原子可以被C
1-C4的烷基或烷氧基所取代；C
4-C
18
的含N、S或O的杂环基；C
2-C6的直链或支链的炔基；C
7-C
10
的苯基烷基，任选地，苯基上的至少一个氢原子可以被C
1-C4的烷基或烷氧基所取代，烷基中的-CH
2-可以被-O-、-S-或-NH-所取代；C
2-C6的直链或支链的烯基；以C
3-C6的环烷基或C
6-C
10
的芳基为封端的C
2-C6的烯基；R1’-
CO-，其中R1’
表示氢、C
1-C6的烷基、C
3-C6的环烷基、苯基，且任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C4的烷基或烷氧基所取代；R2’-
CO-O-R3’-
，其中R2’
表示C
1-C8的烷基、苯基，R3’
表示空、C
1-C4的亚烷氧基、或亚乙炔基,任选地，苯基中的至少一个氢原子可以被C
1-C4的烷基所取代；R4’-
O-CO-R5’-
，其中R4’
表示C

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓春，张学龙，龚艳，徐丽萍，姜超，
申请(专利权)人：常州强力光电材料有限公司，
类型：发明
国别省市：