用于增强化学物质产生的试剂的制作方法
【专利说明】用于増强化学物质产生的试剂
[0001] 巧关申请案的香叉参考
[0002] 本申请案根据35U.S.C.第119(e)章要求2013年6月24日提交的美国临时专利 申请案第61/838, 751号的权益，所述申请案的公开内容特此W全文引用的方式并入本文 中。
技术领域
[0003] 本发明的数个方面设及增强化学物质如酸和碱的产生的试剂的领域。由所述试剂 形成的中间物可充当同样增强化学物质产生的光敏化剂。
【背景技术】
[0004] 现行高分辨率光刻工艺是基于化学放大型抗蚀剂（CAR)并且用W图案化尺寸小 于lOOnm的特征。 阳0化]形成尺寸小于100皿的图案特征的方法公开于US7851252 (2009年2月17日提 交）中，其全文的内容W引用的方式并入本文中。
【发明内容】
[0006] 本发明中公开了一种增强化学物质产生的试剂和一种组合物。所述试剂通常有助 于布忍司特酸度ronstedacid)或碱从前体产生。此外，所述试剂可W适用于产生路易斯 酸化ewisacid)和碱。所述试剂通常产生具有还原性特征的中间物（如幾游基自由基） 且所述中间物增强酸从前体产生。换句话说，所述试剂充当酸产生增强剂（AGE)。
[0007] 所述中间物转化成充当光敏化剂的产物。在形成所述产物之后，所述产物的照射 产生其激发态，其激发态可将能量或电子转移到前体或接受来自前体的能量或电子。所述 前体在接受能量或电子或供给能量或电子之后产生化学物质。由于A(iE的数个实例需要 有高电子供体特征来增强电子转移到前体，故所述AGE在芳环上具有至少一个供电子基团 (如烷氧基和径基）。化学物质与化合物的反应引起化合物的分解W及化学物质的再生。换 句话说，所述试剂W化学放大方式增强化学物质的产生，即使在一组方法中改变激发方式。 [000引所述AGE试剂的典型实例为含有芳基的甲醇。举例来说，含有试剂的组合物、将形 成化学物质的前体W及将与所述化学物质反应的化合物可作为光致抗蚀剂施加W制造如 半导体装置和电光装置的电子装置。举例来说，在组合物的涂料膜在第一步中曝露于极紫 外线巧UV)光和电子束巧B)之后，涂料膜可曝露于强度高于抓V光或邸（如UV光和可见 光）的强度的光。组合物可应用于设及使用光酸产生剂（PAG)和含保护基（如醋基和酸 基）的树脂的化学放大反应，所述保护基将通过与化学物质（如由PAG产生的酸）反应而 分解。
[0009] 作为典型AGE的芳基甲醇的氧化反应易于发生形成相应的幾基化合物。为了获得 所述A(iE的长期稳定性，A(iE的径基优选地利用保护基（如四氨化喃基、醋基和酸基）保护。
[0010] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，试剂的特征在于：中间物将由所述试 剂产生；所述中间物能够增强化学物质从前体产生；且由所述中间物产生的产物的共辆长 度长于所述试剂的共辆长度。
[0011] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，试剂的特征在于：中间物将由所述试 剂产生；所述中间物能够增强化学物质从前体产生；且由所述中间物产生的产物的最高占 用分子轨道（HOMO)的水平高于所述试剂的最高占用分子轨道（HOMO)的水平。
[0012] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，化学物质与第一化合物或前体的反应将再 生化学物质。
[0013] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，中间物将通过将能量馈送给试剂或接受所 述能量的接受体来由所述试剂产生。
[0014] 关于上述试剂中的任一者，优选的是。中间物具有还原性特征。
[0015] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，中间物为自由基。
[0016] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，中间物放出氨原子和具有还原性特征的氨 离子中的至少一者。
[0017] 所述中间物的一个实例为幾游基自由基，其可易于放出氨原子。
[0018] 所述化学物质的一个实例为酸或碱。
[0019] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，能量的馈送通过所述试剂使用波长等于或 短于15nm的光和电子束巧B)中的至少一者的第一照射来进行。
[0020] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，能量的馈送通过所述试剂使用波长为第一 波长的第一光或电子束的第一照射来进行；且所述产物的第二照射能够增强化学物质从前 体产生。
[0021] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，能量的馈送通过所述试剂使用波长为第一 波长的第一光或电子束的第一照射来进行；且所述产物使用第二光的第二照射能够增强化 学物质从前体产生。
[0022] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，所述第一光的第一波长短于所述第二光的 第二波长。
[0023] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，组合物包括上述试剂和前体中的任一 者。
[0024] 关于所述组合物，优选的是，所述组合物进一步包括第一化合物。
[0025] 关于所述组合物，优选的是，第一化合物能够与化学物质反应。
[00%] 关于所述组合物，优选的是，所述产物的第二照射能够增强化学物质从前体产生。
[0027] 关于所述组合物，优选的是，所述第二照射通过波长等于或长于lOOnm的第二光 进行。
[0028] 关于所述组合物，优选的是，所述第二照射通过波长等于或长于300nm的光进行。
[0029] 关于所述组合物，优选的是，所述产物充当第二照射的敏化剂。
[0030] 关于所述组合物，优选的是，所述产物能够通过所述第二照射激发W形成所述产 物的激发态；且所述前体能够通过接受来自所述产物的激发态的电子来产生所述化学物 质。
[0031] 关于所述组合物，优选的是，所述产物能够通过所述第二照射激发W形成所述产 物的激发态；所述前体能够通过接受来自所述产物的激发态的电子来产生所述化学物质； 且所述第一化合物与所述化学物质的反应能够发生，同时所述反应伴有化学物质的再生。
[0032] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，组合物包括：由式（I)中的一者代表 的试剂；和可充当酸的产生源的前体。 阳〇3引化学物质1
[0034]
[0035] 在式（I)中，优选的是，Ri为氨原子；r2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締基、 芳烷基、烘基、含有环状或多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子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、含有环状或 多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子W外的原子的取代基。
[0036] 关于所述组合物，优选的是，R2经由至少一个键连接于R3。
[0037] 关于所述组合物，优选的是，R2和R3中的至少一者为芳香族基团。
[0038] 关于所述组合物，优选的是，所述产物通过氧化中间物来形成。
[0039] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，组合物包括：试剂；和可通过接受能 量或至少一个氨原子来产生酸的前体。优选的是，所述试剂包括：径基；和含有键结于所述 径基的碳原子W及氨原子的第一环状部分；和由所述试剂形成的中间物转化成所述产物。
[0040] 关于所述组合物，优选的是，所述试剂进一步包括第二环状部分；且所述第一环状 部分含有至少两个还含于所述第二环状部分中的原子。
[0041] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，组合物包括：由式（II)中的一者代表 的试剂；和充当酸的产生源的前体。 阳0创化学物质2
[0043]
卿
[0044] 在式（II)中，优选的是，Ri为氨原子；R2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締 基、芳烷基、烘基、含有环状或多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子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、含有环状或多 环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子W外的原子的取代基；并且R4为径基的 保护基。
[0045] 在设及本发明的一个方面的某些实施例中，组合物包括：由式（III)中的一者代 表的试剂；和可充当酸的产生源的前体。
[0046] 化学物质3
[0047]
礙蔓
[0048] 在式（III)中，优选的是，Ri为氨原子；R2是氨原子、烷基幾基、芳基幾基、烷基、締 基、芳烷基、烘基、含有环状或多环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子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、含有环状或多 环状部分的烷基或含有至少一个除碳原子和氨原子W外的原子的取代基；并且R4为含有碳 原子的基团。
[0049] 关于所述组合物，优选的是，R4为醋基、烷基和四氨化喃基中的一者。
[0050] 关于上述试剂中的任一者，优选的是，所述试剂为待利用酸或碱脱除保护基的基 团。
[0051] 关于上述组合物中的任一者，优选的是，所述试剂含有待利用由所述前体形成的 化学物质脱除保护基的基团。
[0052