发明名称 环与硫氧光酸产生剂及含有该产生剂之光阻剂
摘要 本发明提供新颖之光酸产生剂化合物(“PAGs”)以及包括此等化合物之光阻剂组成物。特别是,本发明提供环与硫氧光酸产生剂。本发明之PAGs特别适用作以例如248奈米、193奈米及157奈米之短波长成像之光阻剂的光活性成分。
申请公布号 TW591331 申请公布日期 2004.06.11
申请号 TW091123072 申请日期 2002.10.07
申请人 希普列公司 发明人 詹姆斯F. 卡麦容;卓哈.佛勒斯;铃木康博
分类号 G03F7/004;C07D333/46;C07D335/02;C07D333/48 主分类号 G03F7/004
代理机构 代理人 洪武雄 台北市中正区博爱路八十号六楼;陈昭诚 台北市中正区博爱路八十号六楼
主权项 1.一种光阻剂组成物,包括树脂及下式I之光酸产生 剂化合物: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; 或Y及/或Z二者系连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子, 当Y及Z二者为位于同一环碳上时,Y及Z二者不同时 为C1-4烷基;以及 该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影的 量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻剂 涂层产生潜像的量。2.一种光阻剂组成物,包括树 脂及下式I之光酸产生剂化合物: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; 或Y及/或Z二者系连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子, 当R为连结至另一光酸产生剂部分的键以外时,R不 为未经取代之苯基、经羟基或烷氧基取代之苯基 、未经取代之基或经羟基或烷氧基取代之基; 以及 该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影的 量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻剂 涂层产生潜像的量。3.如申请专利范围第1项之光 阻剂组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IA者 : 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。4.如申请专利范围第2项之光阻剂 组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IA者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。5.如申请专利范围第1项之光阻剂 组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IB者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基; m'为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。6.如申请专利范围第2项之光阻剂 组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IB者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基; m'为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。7.如申请专利范围第1项之光阻剂 组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式II者: 式中,R为化学键或键结; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; n及n'分别独立为3至8之整数;以及 各X为相同或不同之平衡阴离子。8.一种光阻剂组 成物,包括树脂及下式IIA之光酸产生剂化合物: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m独立为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子;以及 该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影的 量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻剂 涂层产生潜像的量。9.一种光阻剂组成物,包括树 脂及下式IIB之光酸产生剂化合物: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m'独立为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子;以及 该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影的 量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻剂 涂层产生潜像的量。10.一种光阻剂组成物,包括树 脂及下式III之光酸产生剂化合物: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二者系 连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子;以及 该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影的 量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻剂 涂层产生潜像的量。11.如申请专利范围第10项之 光阻剂组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIIA者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。12.如申请专利范围第10项之光阻 剂组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IIIB者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; m'为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。13.如申请专利范围第10项之光阻 剂组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IV者: 式中,R为连结至另一光酸产生剂部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二者系 连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子。14.如申请专利范围第1项之光阻 剂组成物,其中,该光酸产生剂化合物为下式V者: 式中,Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二 者系连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数; Ar为视需要经取代之芳基, 各W为视需要经取代之烷氧基或为Ar基之光酸不稳 定环上取代基;以及 m为1至5之整数。15.如申请专利范围第1项之光阻剂 组成物,其中,该光酸产生剂为下式VI者: 式中,Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二 者系连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数; Ar为视需要经取代之芳基; 各W为视需要经取代之烷氧基或为Ar基之光酸不稳 定环上取代基;以及 m为1至5之整数。16.如申请专利范围第1.2.3.4.5.6.10. 11及12项中任一项之光阻剂组成物,其中,R为视需要 经取代之烷基、视需要经取代之碳环芳基、视需 要经取代之杂芳基或视需要经取代之杂脂环基。 17.如申请专利范围第7.8.9及13项中任一项之光阻剂 组成物,其中,R为化学键、视需要经取代之伸烷基 或视需要经取代之碳环芳基。18.如申请专利范围 第1.2.7.10.13.14及15项中任一项之光阻剂组成物,其 中,Y及Z分别独立为视需要经取代之碳环芳基、视 需要经取代之杂芳基或视需要经取代之杂脂环基 。19.如申请专利范围第1.2.7.10.13.14及15项中任一项 之光阻剂组成物,其中,Y及Z基二者系连结在一起而 形成稠合至环或硫氧环的环。20.如申请专利 范围第19项之光阻剂组成物,其中,该稠合环为视需 要经取代之碳脂环族环、视需要经取代之碳环芳 基、视需要经取代之杂芳基或视需要经取代之杂 脂环基。21.如申请专利范围第8或9项之光阻剂组 成物,其中,连结在一起之两个R1基为该环或该硫 氧环的相邻碳原子之取代基。22.如申请专利范 围第8或9项之光阻剂组成物,其中,连结在一起之两 个R1基为该环或该硫氧环的非相邻碳原子之 取代基。23.如申请专利范围第3.4.5.6.8.9.11及12项中 任一项之光阻剂组成物,其中,一个或多个R1基为视 需要经取代之碳环芳基、视需要经取代之杂芳基 或视需要经取代之杂脂环基。24.如申请专利范围 第3.4.5.6.8.9.11及12项中任一项之光阻剂组成物,其 中,两个R1基系连结在一起而形成稠合至环或硫 氧环的环。25.如申请专利范围第24项之光阻剂 组成物,其中,该稠合环为视需要经取代之碳脂环 族环、视需要经取代之碳环芳基、视需要经取代 之杂芳基或视需要经取代之杂脂环基。26.如申请 专利范围第24项之光阻剂组成物,其中,连结在一起 之两个R1基为该环或该硫氧环的相邻碳原子 之取代基。27.如申请专利范围第24项之光阻剂组 成物,其中,连结在一起之两个R1基为该环或该硫 氧环的非相邻碳原子之取代基。28.一种光阻剂 组成物,包括树脂及多环光酸产生剂化合物,其 中,该树脂的用量为足以使曝光之光阻剂涂层显影 的量,及该光酸产生剂化合物的用量为足以使光阻 剂涂层产生潜像的量。29.如申请专利范围第28项 之光阻剂,其中,该化合物为双环化合物。30.如 申请专利范围第28项之光阻剂,其中,该化合物为 三环化合物。31.如申请专利范围第28至30项中任一 项之光阻剂,其中,该原子为五个原子环的环成 员。32.如申请专利范围第28至30项中任一项之光阻 剂,其中,该原子为六个原子环的环成员。33.一 种光阻剂组成物,包括树脂及多环硫氧光酸产生 剂化合物,其中,该树脂的用量为足以使曝光之光 阻剂涂层显影的量,及该光酸产生剂化合物的用量 为足以使光阻剂涂层产生潜像的量。34.如申请专 利范围第33项之光阻剂,其中,该硫氧化合物为双 环化合物。35.如申请专利范围第33项之光阻剂,其 中,该硫氧化合物为三环化合物。36.如申请专利 范围第33至35项中任一项之光阻剂,其中,该硫氧 原子为五个原子环的环成员。37.如申请专利范围 第33至35项中任一项之光阻剂,其中,该硫氧原子 为六个原子环的环成员。38.如申请专利范围第1至 15.28.29.30.33.34及35项中任一项之光阻剂组成物,其 中,该组成物为化学放大型正型作用光阻剂。39.如 申请专利范围第38项之光阻剂组成物,其中,该树脂 包括含有酚系单元及光酸不稳定之丙烯酸烷酯单 元的聚合物。40.如申请专利范围第38项之光阻剂 组成物,其中,该树脂包括含有1)酚系单元、2)苯基 单元、以及3)光酸不稳定之丙烯酸烷酯单元的聚 合物。41.如申请专利范围第38项之光阻剂组成物, 其中,该树脂包括缩醛或缩酮基。42.如申请专利范 围第38项之光阻剂组成物,其中,该光阻剂实质上不 包括含有芳族单元的聚合物。43.如申请专利范围 第38项之光阻剂组成物,其中,该光阻剂包括一聚合 物,该聚合物包括聚合之脂环烯烃基。44.如申请专 利范围第43项之光阻剂组成物,其中,该光阻剂包括 一聚合物,该聚合物包括聚合视需要经取代之原冰 片烯单元。45.如申请专利范围第38项之光阻剂,其 中,该光阻剂包括一聚合物,该聚合物包括聚合之 丙烯酸烷酯基。46.如申请专利范围第1至15.28.29.30. 33.34及35项中任一项之光阻剂组成物,其中,该组成 物为负型作用光阻剂。47.如申请专利范围第1至15. 28.29.30.33.34及35项中任一项之光阻剂组成物,其中, 该光阻剂包括具有氟取代之树脂。48.一种于基材 上形成光阻剂浮雕像的方法,包括: (a)于基材上施涂申请专利范围第1至47项中任一项 之光阻剂组成物涂层;以及 (b)使该光阻剂涂层曝光于图案化之活化辐射下,并 将该曝光后之光阻剂层显影以形成浮雕像。49.如 申请专利范围第48项之方法,其中,该光阻剂涂层系 以低于300奈米之波长的辐射曝光。50.如申请专利 范围第48项之方法,其中,该光阻剂涂层系以248奈米 之波长的辐射曝光。51.如申请专利范围第48项之 方法,其中,该光阻剂涂层系以低于200奈米之波长 的辐射曝光。52.如申请专利范围第48项之方法,其 中,该光阻剂涂层系以193奈米或157奈米之波长的辐 射曝光。53.如申请专利范围第1至15.28.29.30.33.34及 35项中任一项之光阻剂组成物,系涂覆于一制品的 至少一表面上。54.如申请专利范围第53项之光阻 剂组成物,其中,该光阻剂组成物系涂覆于微电子 晶圆基材、平板显示器基材或印刷电路板基材上 。55.一种光酸产生剂化合物,如下式I: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; 或Y及/或Z二者系连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子, 当Y及Z二者为位于同一环碳上时,Y及Z二者不同时 为C1-4烷基。56.一种光酸产生剂化合物,如下式I: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; 或Y及/或Z二者系连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子, 当R为连结至另一光酸产生剂部分的键以外时,R不 为未经取代之苯基、经羟基或烷氧基取代之苯基 、未经取代之基或经羟基或烷氧基取代之基 。57.如申请专利范围第55项之光酸产生剂化合物, 其中,该光酸产生剂化合物为下式IA者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基,当两个R1基皆为位于同一环碳上 时,该两个R1基不同时为C1-4烷基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。58.如申请专利范围第56项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IA 者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基,当两个R1基皆为位于同一环碳上 时,该两个R1基不同时为C1-4烷基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。59.如申请专利范围第55项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IB 者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基,当两个R1基皆为位于同一环碳上 时,该两个R1基不同时为C1-4烷基; m'为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。60.如申请专利范围第56项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IB 者: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; R1为非氢取代基,当两个R1基皆为位于同一环碳上 时,该两个R1基不同时为C1-4烷基; m'为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。61.如申请专利范围第55项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式II 者: 式中,R为化学键或键结; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; n及n'分别独立为3至8之整数;以及 各X为相同或不同之平衡阴离子。62.如申请专利范 围第56项之光酸产生剂化合物,其中,该光酸产生剂 化合物为下式II者: 式中,R为化学键或键结; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基; n及n'分别独立为3至8之整数;以及 各X为相同或不同之平衡阴离子。63.如申请专利范 围第55项之光酸产生剂化合物,其中,该光酸产生剂 化合物为下式IIA者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m独立为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。64.如申请专利范围第56项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIA者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m独立为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。65.如申请专利范围第55项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIB者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m'独立为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。66.如申请专利范围第56项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIB者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; 各m'独立为0至10之整数;以及 X为平衡阴离子。67.一种光酸产生剂化合物,如下 式III: 式中,R为非氢取代基或R为连结至另一光酸产生剂 部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二者系 连结在一起而形成稠合环; n为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子。68.如申请专利范围第67项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIIA者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; m为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。69.如申请专利范围第67项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式 IIIB者: 式中,R为化学键或键结; 各R1为相同或不同之非氢取代基; m'为0至8之整数;以及 X为平衡阴离子。70.如申请专利范围第67项之光酸 产生剂化合物,其中,该光酸产生剂化合物为下式IV 者: 式中,R为连结至另一光酸产生剂部分的键; Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二者系 连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数;以及 X为平衡阴离子。71.一种光酸产生剂化合物,如下 式V: 式中,Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二 者系连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数; Ar为视需要经取代之芳基, 各W为视需要经取代之烷氧基或为Ar基之光酸不稳 定环上取代基;以及 m为1至5之整数。72.一种光酸产生剂化合物,如下式 VI: 式中,Y及Z分别独立为氢或非氢取代基,或Y及/或Z二 者系连结在一起而形成稠合环; n及n'分别独立为3至8之整数; Ar为视需要经取代之芳基, 各W为视需要经取代之烷氧基或为Ar基之光酸不稳 定环上取代基;以及 m为1至5之整数。73.如申请专利范围第55.56.57.58.61 及62项中任一项之光酸产生剂化合物,其中,R为视 需要经取代之烷基、视需要经取代之碳环芳基、 视需要经取代之杂芳基或视需要经取代之杂脂环 基。74.如申请专利范围第55.56.57.58.61及62项中任一 项之光酸产生剂化合物,其中,R为化学键、视需要 经取代之伸烷基或视需要经取代之碳环芳基。75. 如申请专利范围第55.56.61.62.67.71及72项中任一项之 光酸产生剂化合物,其中,Y及Z分别独立为视需要经 取代之碳环芳基、视需要经取代之杂芳基或视需 要经取代之杂脂环基。76.如申请专利范围第55.56. 61.62.67.71及72项中任一项之光酸产生剂化合物,其 中,Y及Z基二者系连结在一起而形成稠合至环或 硫氧环的环。77.如申请专利范围第76项之光酸 产生剂化合物,其中,该稠合环为视需要经取代之 碳脂环族环、视需要经取代之碳环芳基、视需要 经取代之杂芳基或视需要经取代之杂脂环基。78. 如申请专利范围第63至66项中任一项之光酸产生剂 化合物,其中,连结在一起之两个R1基为该环或该 硫氧环的相邻碳原子之取代基。79.如申请专利 范围第63至66项中任一项之光酸产生剂化合物,其 中,连结在一起之两个R1基为该环或该硫氧环 的非相邻碳原子之取代基。80.如申请专利范围第 57.58.59.60.63.64.65.66.68及69项中任一项之光酸产生剂 化合物,其中,一个或多个R1基为视需要经取代之碳 环芳基、视需要经取代之杂芳基或视需要经取代 之杂脂环基。81.如申请专利范围第57.58.59.60.63.64. 65.66.68及69项中任一项之光酸产生剂化合物,其中, 两个R1基系连结在一起而形成稠合至环或硫氧 环的环。82.如申请专利范围第81项之光酸产生 剂化合物,其中,该稠合环为视需要经取代之.碳脂 环族环、视需要经取代之碳环芳基、视需要经取 代之杂芳基或视需要经取代之杂脂环基。83.如申 请专利范围第81项之光酸产生剂化合物,其中,连结 在一起之两个R1基为该环或该硫氧环的相邻 碳原子之取代基。84.如申请专利范围第81项之光 酸产生剂化合物,其中,连结在一起之两个R1基为该 环或该硫氧环的非相邻碳原子之取代基。85. 如申请专利范围第55至72项中任一项之光酸产生剂 化合物,系一多环光酸产生剂化合物。86.如申请 专利范围第85项之光酸产生剂化合物,其中,该化 合物为双环化合物。87.如申请专利范围第85项之 光酸产生剂化合物,其中,该化合物为三环化合 物。88.如申请专利范围第85项之光酸产生剂化合 物,其中,该原子为五个原子环的环成员。89.如 申请专利范围第85项之光酸产生剂化合物,其中,该 原子为六个原子环的环成员。90.如申请专利范 围第55至72项中任一项之光酸产生剂化合物,系一 多环硫氧光酸产生剂化合物。91.如申请专利范 围第90项之光酸产生剂化合物,其中,该硫氧化合 物为双环化合物。92.如申请专利范围第90项之光 酸产生剂化合物,其中,该硫氧化合物为三环化 合物。93.如申请专利范围第90项之光酸产生剂化 合物,其中,该硫氧原子为五个原子环的环成员 。94.如申请专利范围第90项之光酸产生剂化合物, 其中,该硫氧原子为六个原子环的环成员。
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