用于增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的試劑的制作方法
【專利說明】用于増強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的試劑
[0001] 巧關(guān)申請案的香叉參考
[0002] 本申請案根據(jù)35U.S.C.第119(e)章要求2013年6月24日提交的美國臨時(shí)專利 申請案第61/838, 751號的權(quán)益，所述申請案的公開內(nèi)容特此W全文引用的方式并入本文 中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明的數(shù)個(gè)方面設(shè)及增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)如酸和堿的產(chǎn)生的試劑的領(lǐng)域。由所述試劑 形成的中間物可充當(dāng)同樣增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的光敏化劑。
【背景技術(shù)】
[0004] 現(xiàn)行高分辨率光刻工藝是基于化學(xué)放大型抗蝕劑（CAR)并且用W圖案化尺寸小 于lOOnm的特征。 陽0化]形成尺寸小于100皿的圖案特征的方法公開于US7851252 (2009年2月17日提 交）中，其全文的內(nèi)容W引用的方式并入本文中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明中公開了一種增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)產(chǎn)生的試劑和一種組合物。所述試劑通常有助 于布忍司特酸度ronstedacid)或堿從前體產(chǎn)生。此外，所述試劑可W適用于產(chǎn)生路易斯 酸化ewisacid)和堿。所述試劑通常產(chǎn)生具有還原性特征的中間物（如幾游基自由基） 且所述中間物增強(qiáng)酸從前體產(chǎn)生。換句話說，所述試劑充當(dāng)酸產(chǎn)生增強(qiáng)劑（AGE)。
[0007] 所述中間物轉(zhuǎn)化成充當(dāng)光敏化劑的產(chǎn)物。在形成所述產(chǎn)物之后，所述產(chǎn)物的照射 產(chǎn)生其激發(fā)態(tài)，其激發(fā)態(tài)可將能量或電子轉(zhuǎn)移到前體或接受來自前體的能量或電子。所述 前體在接受能量或電子或供給能量或電子之后產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)。由于A(iE的數(shù)個(gè)實(shí)例需要 有高電子供體特征來增強(qiáng)電子轉(zhuǎn)移到前體，故所述AGE在芳環(huán)上具有至少一個(gè)供電子基團(tuán) (如烷氧基和徑基）?；瘜W(xué)物質(zhì)與化合物的反應(yīng)引起化合物的分解W及化學(xué)物質(zhì)的再生。換 句話說，所述試劑W化學(xué)放大方式增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)的產(chǎn)生，即使在一組方法中改變激發(fā)方式。 [000引所述AGE試劑的典型實(shí)例為含有芳基的甲醇。舉例來說，含有試劑的組合物、將形 成化學(xué)物質(zhì)的前體W及將與所述化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)的化合物可作為光致抗蝕劑施加W制造如 半導(dǎo)體裝置和電光裝置的電子裝置。舉例來說，在組合物的涂料膜在第一步中曝露于極紫 外線巧UV)光和電子束巧B)之后，涂料膜可曝露于強(qiáng)度高于抓V光或邸（如UV光和可見 光）的強(qiáng)度的光。組合物可應(yīng)用于設(shè)及使用光酸產(chǎn)生劑（PAG)和含保護(hù)基（如醋基和酸 基）的樹脂的化學(xué)放大反應(yīng)，所述保護(hù)基將通過與化學(xué)物質(zhì)（如由PAG產(chǎn)生的酸）反應(yīng)而 分解。
[0009] 作為典型AGE的芳基甲醇的氧化反應(yīng)易于發(fā)生形成相應(yīng)的幾基化合物。為了獲得 所述A(iE的長期穩(wěn)定性，A(iE的徑基優(yōu)選地利用保護(hù)基（如四氨化喃基、醋基和酸基）保護(hù)。
[0010] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，試劑的特征在于：中間物將由所述試 劑產(chǎn)生；所述中間物能夠增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)從前體產(chǎn)生；且由所述中間物產(chǎn)生的產(chǎn)物的共輛長 度長于所述試劑的共輛長度。
[0011] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，試劑的特征在于：中間物將由所述試 劑產(chǎn)生；所述中間物能夠增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)從前體產(chǎn)生；且由所述中間物產(chǎn)生的產(chǎn)物的最高占 用分子軌道（HOMO)的水平高于所述試劑的最高占用分子軌道（HOMO)的水平。
[0012] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，化學(xué)物質(zhì)與第一化合物或前體的反應(yīng)將再 生化學(xué)物質(zhì)。
[0013] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，中間物將通過將能量饋送給試劑或接受所 述能量的接受體來由所述試劑產(chǎn)生。
[0014] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是。中間物具有還原性特征。
[0015] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，中間物為自由基。
[0016] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，中間物放出氨原子和具有還原性特征的氨 離子中的至少一者。
[0017] 所述中間物的一個(gè)實(shí)例為幾游基自由基，其可易于放出氨原子。
[0018] 所述化學(xué)物質(zhì)的一個(gè)實(shí)例為酸或堿。
[0019] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，能量的饋送通過所述試劑使用波長等于或 短于15nm的光和電子束巧B)中的至少一者的第一照射來進(jìn)行。
[0020] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，能量的饋送通過所述試劑使用波長為第一 波長的第一光或電子束的第一照射來進(jìn)行；且所述產(chǎn)物的第二照射能夠增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)從前 體產(chǎn)生。
[0021] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，能量的饋送通過所述試劑使用波長為第一 波長的第一光或電子束的第一照射來進(jìn)行；且所述產(chǎn)物使用第二光的第二照射能夠增強(qiáng)化 學(xué)物質(zhì)從前體產(chǎn)生。
[0022] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，所述第一光的第一波長短于所述第二光的 第二波長。
[0023] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，組合物包括上述試劑和前體中的任一 者。
[0024] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述組合物進(jìn)一步包括第一化合物。
[0025] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，第一化合物能夠與化學(xué)物質(zhì)反應(yīng)。
[00%] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述產(chǎn)物的第二照射能夠增強(qiáng)化學(xué)物質(zhì)從前體產(chǎn)生。
[0027] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述第二照射通過波長等于或長于lOOnm的第二光 進(jìn)行。
[0028] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述第二照射通過波長等于或長于300nm的光進(jìn)行。
[0029] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述產(chǎn)物充當(dāng)?shù)诙丈涞拿艋瘎?br>[0030] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述產(chǎn)物能夠通過所述第二照射激發(fā)W形成所述產(chǎn) 物的激發(fā)態(tài)；且所述前體能夠通過接受來自所述產(chǎn)物的激發(fā)態(tài)的電子來產(chǎn)生所述化學(xué)物 質(zhì)。
[0031] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述產(chǎn)物能夠通過所述第二照射激發(fā)W形成所述產(chǎn) 物的激發(fā)態(tài)；所述前體能夠通過接受來自所述產(chǎn)物的激發(fā)態(tài)的電子來產(chǎn)生所述化學(xué)物質(zhì)； 且所述第一化合物與所述化學(xué)物質(zhì)的反應(yīng)能夠發(fā)生，同時(shí)所述反應(yīng)伴有化學(xué)物質(zhì)的再生。
[0032] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，組合物包括：由式（I)中的一者代表 的試劑；和可充當(dāng)酸的產(chǎn)生源的前體。 陽〇3引化學(xué)物質(zhì)1
[0034]
[0035] 在式（I)中，優(yōu)選的是，Ri為氨原子；r2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締基、 芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或多環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的原 子的取代基；并且R3是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締基、芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或 多環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的原子的取代基。
[0036] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，R2經(jīng)由至少一個(gè)鍵連接于R3。
[0037] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，R2和R3中的至少一者為芳香族基團(tuán)。
[0038] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述產(chǎn)物通過氧化中間物來形成。
[0039] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，組合物包括：試劑；和可通過接受能 量或至少一個(gè)氨原子來產(chǎn)生酸的前體。優(yōu)選的是，所述試劑包括：徑基；和含有鍵結(jié)于所述 徑基的碳原子W及氨原子的第一環(huán)狀部分；和由所述試劑形成的中間物轉(zhuǎn)化成所述產(chǎn)物。
[0040] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，所述試劑進(jìn)一步包括第二環(huán)狀部分；且所述第一環(huán)狀 部分含有至少兩個(gè)還含于所述第二環(huán)狀部分中的原子。
[0041] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，組合物包括：由式（II)中的一者代表 的試劑；和充當(dāng)酸的產(chǎn)生源的前體。 陽0創(chuàng)化學(xué)物質(zhì)2
[0043]
卿
[0044] 在式（II)中，優(yōu)選的是，Ri為氨原子；R2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締 基、芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或多環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的 原子的取代基；R3是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締基、芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或多 環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的原子的取代基；并且R4為徑基的 保護(hù)基。
[0045] 在設(shè)及本發(fā)明的一個(gè)方面的某些實(shí)施例中，組合物包括：由式（III)中的一者代 表的試劑；和可充當(dāng)酸的產(chǎn)生源的前體。
[0046] 化學(xué)物質(zhì)3
[0047]
礙蔓
[0048] 在式（III)中，優(yōu)選的是，Ri為氨原子；R2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締 基、芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或多環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的 原子的取代基；R3是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締基、芳烷基、烘基、含有環(huán)狀或多 環(huán)狀部分的烷基或含有至少一個(gè)除碳原子和氨原子W外的原子的取代基；并且R4為含有碳 原子的基團(tuán)。
[0049] 關(guān)于所述組合物，優(yōu)選的是，R4為醋基、烷基和四氨化喃基中的一者。
[0050] 關(guān)于上述試劑中的任一者，優(yōu)選的是，所述試劑為待利用酸或堿脫除保護(hù)基的基 團(tuán)。
[0051] 關(guān)于上述組合物中的任一者，優(yōu)選的是，所述試劑含有待利用由所述前體形成的 化學(xué)物質(zhì)脫除保護(hù)基的基團(tuán)。
[0052