本发明因此涉及式I或II的化合物,
其中R1是C1-C10卤代烷基磺酰基,卤代苯磺酰基,C2-C10卤代烷酰基,或卤代苯甲酰基,所有的这些任选地被一个或多个下列基团所取代:-NO2,-CN,-Ar2,-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7,-OSO2R7,C1-C18烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基;或被一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基所取代;
R2是卤素或C1-C10卤代烷基;
Ar1是苯基,联苯基,芴基,萘基,蒽基,菲基,或杂芳基,所有的这些任选地被一个或多个下列基团所取代:C1-C18烷基,C1-C8卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar2,-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7,-OSO2R7,C3-C30环烷基;或被一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基所取代;
任选地,取代基-(CO)R7、-(CO)OR3、-(CO)NR4R5、-O(CO)R7、-O(CO)OR3、-O(CO)NR4R5、-NR6(CO)R7、-NR6(CO)OR3、-OR3、-NR4R5、-SR6、-SOR7、-SO2R7和/或-OSO2R7,通过基团R3、R4、R5、R6和/或R7,与进一步在苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的一个碳原子,形成5、6或7元环。
或任选地,取代基C1-C18烷基从苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环的一个碳原子,至所述环的另一个碳原子形成亚烷基桥环;所述亚烷基桥任选地进一步与苯基环缩合;其中所有的基团Ar1任选另外地被具有在酸作用下断裂的-O-C-键或-O-Si-键的基团所取代;
条件是:如果R1是C1卤代烷基且R2是卤素,那么Ar1不是未取代的苯基或4-氯苯基;
Ar′1是亚苯基,亚萘基,
二亚苯基,亚杂芳基,氧基二亚苯基或
其中这些基团任选地被一个或多个下列基团所取代:C1-C18烷基,C1-C8卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar2,-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7,
或Ar′1是
其中所有的基团Ar′1任选另外地被具有在酸作用下断裂的-O-C-键或-O-Si-键的基团所取代,
或Ar′1是基团-Ar″1-A1-Y1-A1-Ar″1-;
Ar″1是亚苯基,亚萘基,亚蒽基,亚菲基,或亚杂芳基,所有的这些被一个或多个下列基团所任选取代:C1-C18烷基,C1-C8卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基;通过一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;或被下列基团所取代:卤素,-NO2,-CN,-Ar2,-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7,任选地,取代基-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7通过基团R3、R4、R5、R6和/或R7,与进一步的在亚苯基、亚萘基、亚蒽基、亚菲基或亚杂芳基环上的取代基,或与亚苯基,亚萘基、亚蒽基、亚菲基或亚杂芳基环上的一个碳原子,形成5、6或7元环;
其中所有的基团Ar″1任选另外地被具有在酸作用下断裂的-O-C-键或-O-Si-键的基团所取代;
A1是直接的键,-O-,-S-,-NR6-,-CO-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-;或A1是C1-C18亚烷基或亚苯基,其中这些基团是未取代的,或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C4卤代烷基,卤素,OR3和/或SR6所取代;
Y1是被OR3、SR6、卤素和/或苯基取代的C1-C18亚烷基;或Y1是C2-C18亚烷基,其通过一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR3(CO)-,-SO-,-SO2-和/或-OSO2-所间隔,并且基团C2-C18亚烷基被OR3,SR6,卤素和/或苯基取代;
X是卤素;
R3是苯基,萘基,C3-C30环烷基,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,C2-C12链烯基,C4-C30环烯基;或被一个或多个-O-所间隔的C2-C18烷基;或被一个或多个-O-、-S-、-NR23-、-O(CO)-或-NR23(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;或R3是C2-C18烷酰基,苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
所有的这些任选地被一个或多个-Ar2,OH,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C18烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C12烷硫基,C2-C18烷氧羰基,C2-C10卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C18烷基磺酰氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰氧基,C2-C18烷酰基,C2-C18烷酰氧基,苯甲酰基和/或苯甲酰氧基所取代;
或R3是氢;
R4和R5相互独立地是苯基,萘基,C3-C30环烷基,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,C2-C12链烯基,C4-C30环烯基;或是被一个或多个-O-所间隔的C2-C18烷基;或是被一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
所有这些任选被一个或多个-Ar2,OH,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C18烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C12烷硫基,C2-C18烷氧羰基,C2-C10卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C18烷基磺酰氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰氧基,C2-C18烷酰基,C2-C18烷酰氧基,苯甲酰基和/或苯甲酰氧基所取代;
或R4和R5相互独立地是氢;
或R4和R5与它们相连接的氮原子一起,形成5、6或7元环,该环任选被一个或多个-O-、-NR6-或-CO-所间隔;
R6是苯基,萘基,C3-C30环烷基,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,C2-C12链烯基,C4-C30环烯基;或是被一个或多个-O-所间隔的C2-C18烷基;或是被一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
所有的这些任选地被一个或多个-Ar2,OH,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C18烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C12烷硫基,C2-C18烷氧羰基,C2-C10卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C18烷基磺酰氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰氧基,C2-C18烷酰基,C2-C18烷酰氧基,苯甲酰基和/或苯甲酰氧基所取代;
或R6是氢;
R7是苯基,萘基,C3-C30环烷基,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,C2-C12链烯基,C4-C30环烯基;或是被一个或多个-O-所间隔的C2-C18烷基;或是被一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;
所有的这些任选地被一个或多个-Ar2,OH,C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C18烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C12烷硫基,C2-C18烷氧羰基,C2-C10卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C18烷基磺酰基,苯磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C18烷基磺酰氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰氧基,C2-C18烷酰基,C2-C18烷酰氧基,苯甲酰基和/或苯甲酰氧基所取代;
或R7是氢;
Ar2是苯基,萘基,蒽基,菲基,或杂芳基,
所有的这些被一个或多个下列基团所任选取代:C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基,苯基-C1-C3-烷基,C3-C30环烷基;通过一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-或-NR6(CO)-所间隔的C3-C30环烷基;或被下列基团所取代:卤素,-NO2,-CN,苯基,-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7,任选地,取代基-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7通过基团R3、R4、R5、R6和/或R7,与进一步的在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的取代基,或与苯基,萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的一个碳原子,形成5、6或7元环;
D是-O-,-S-,-NR6-,-CO-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-;和
D1是C1-C18亚烷基或C2-C18亚烷基,其被一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-CO-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-和/或-OSO2所间隔。
式I的化合物,其特征在于,它们含有高于邻接肟部分的C1-卤代烷基的卤代烷基基团,并且在肟酯部分中它们含有卤代磺酸酯或卤代羧酸酯基团。式I的化合物,其特征在于,它们含有与肟部分邻接的卤代烷基基团,并且在肟酯部分中它们另外含有卤代磺酸酯或卤代羧酸酯基团。
C1-C18烷基是直链或支链的,并且是,例如,C1-C16-,C1-C12-,C1-C8-,C1-C6-或C1-C4-烷基。例子是甲基,乙基,丙基,异丙基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,戊基,己基,庚基,2,4,4-三甲基戊基,2-乙基己基,辛基,壬基,癸基,十一基,十二烷基,十四烷基,十五基,十六烷基,十七烷基和十八烷基,优选C1-C4烷基,例如甲基,异丙基或丁基。
C2-C18烷基,其被-O-间隔一次或若干次,是被非连续的-O-所间隔的,例如,从一至五次,例如从一至三次或一两次。相应地,得到的结构单元例如:-O(CH2)2OH,-O(CH2)2OCH3,-O(CH2CH2O)2CH2CH3,-CH2-O-CH3,-CH2CH2-O-CH2CH3,-[CH2CH2O]y-CH3,其中y=1-5,-(CH2CH2O)5CH2CH3,-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH2CH3或-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH3。
C3-C30环烷基是单或多环的脂肪族环,例如单、双或三环的脂肪族环,例如:C3-C20-,C3-C18-,C3-C12-,C3-C10环烷基。单环的例子是环丙基,环丁基,环戊基,环己基,或环庚基,特别是环戊基和环己基。多环的例子是全氢化蒽基,全氢化菲基,全氢化萘基,全氢化芴基,全氢化基,全氢化苉基,金刚烷基,二环[1.1.1]戊基,二环[4.2.2]癸基,二环[2.2.2]辛基,二环[3.3.2]癸基,二环[4.3.2]十一烷基,二环[4.3.3]十二烷基,二环[3.3.3]十一烷基,二环[4.3.1]癸基,二环[4.2.1]壬基,二环[3.3.1]壬基,二环[3.2.1]辛基等等。在上下文中,同样“螺”-环烷基化合物由定义C3-C30环烷基所包括,例如螺[5.2]辛基,螺[5.4]癸基,螺[5.5]十一基。多环环烷基的更多的例子,其是本发明的化合物中相应的定义主题,列于EP 878738、11和12页中,其中对于式(1)-(46),必须加入构成“基”的键。本领域技术人员了解这些事实。
一般说来,环脂族的环可以形成重复结构单元。
由一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-、-SCO-、-NR6CO-所间隔的C3-C30环烷基,是由一个或多个-O-、-S-、-NR6-、-O(CO)-、-SCO-、-NR6CO-所间隔的单或多环的脂肪族环,例如,
C2-C12链烯基可以是单或多不饱和的,直链或支链的,并且是例如C2-C8-,C2-C6-或C2-C4链烯基。例子是烯丙基,甲基烯丙基,乙烯基,1,1-二甲基烯丙基,1-丁烯基,3-丁烯基,2-丁烯基,1,3-戊二烯基,5-己烯基或7-辛烯基,特别是烯丙基或乙烯基。
C4-C30环烯基是单或多环的并且是多不饱和环,例如单、双或三环的多不饱和环,例如C4-C20-,C4-C18-,C4-C12-,C4-C10环烯基。环烯基的例子是环丁烯基,环戊烯基,环己烯基,或环庚烯基,特别是环戊烯基和环己烯基。
C1-C18亚烷基是直链或支链的,并且是,例如,C1-C8-,C1-C6-或C1-C4-亚烷基。例子是亚甲基,亚乙基,亚丙基,亚丁基,亚戊基,亚己基,亚庚基,亚辛基,亚壬基,亚癸基,亚十一烷基和亚十二烷基。优选的是C1-C8亚烷基,特别是C1-C6亚烷基,优选C1-C4亚烷基,例如亚乙基或亚丁基。
取代的苯基在苯基环上带有从一至五、例如一、两个或三个、特别是一或两个取代基。优选在苯基环的4-、3,4-、3,5-或3,4,5-位置取代。
当基团萘基、菲基和蒽基被一个或多个基团所取代时,它们是例如单至五取代的,例如单、二或三取代的,特别是单或二取代的。
当Ar1是被下列基团取代的苯基:-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和/或-OSO2R7并且取代基-(CO)R7,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R7,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R7,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR7,-SO2R7和-OSO2R7通过基团R3、R4、R5、R6和/或R7,与进一步的在苯基环上的取代基,或与苯基环上的一个碳原子,形成5、6或7元环时,得到例如下列结构单元:
如果在Ar1中,取代基C1-C18烷基从苯基、联苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环的一个碳原子至所述环的另一个碳原子形成亚烷基桥,特别是形成亚乙基、亚丙基和亚丁基桥,得到例如下列结构:
关于这一点,按照本申请的定义,也用来包括支链的亚烷基桥:
如果所述亚烷基桥进一步与苯基环缩合,得到例如下列结构:
樟脑基,10-樟脑基,是樟脑-10-基,即
C2-C18烷酰基是例如C2-C12,C2-C8,C2-C6-或C2-C4烷酰基,其中烷基部分是直链或支链的。例子是乙酰基,丙酰基,丁酰基或己酰基,特别是乙酰基。
C1-C18烷氧基是例如C1-C12-,C1-C8-,C1-C6-,C1-C4烷氧基,且是直链或支链的。例子是甲氧基,乙氧基,丙氧基,正丁氧基,叔丁氧基,辛氧基和十二烷基氧基。
在C1-C12烷硫基中,烷基部分是例如直链或支链的。例子是甲硫基,乙硫基,丙硫基或丁硫基。
C2-C18烷氧羰基是(C1-C17烷基)-O-C(O)-,其中C1-C17烷基是直链或支链的,并如以上所定义,直至合适的碳原子数目。例子是C2-C10-,C2-C8-,C2-C6-或C2-C4烷氧羰基,例如甲氧羰基,乙氧羰基,丙氧羰基,丁氧羰基或戊氧羰基。
C1-C10卤代烷基是例如被卤素单或多取代的C1-C8-,C1-C6-或C1-C4-烷基,烷基部分是,例如,如以上所定义。例如,在烷基上有从一至三个或一或两个卤素取代基。例子是氯甲基,三氯甲基,三氟甲基或2-溴丙基,特别是三氟甲基或三氯甲基。优选C1-C10氟烷基。
C2-C10卤代烷酰基是(C1-C9卤代烷基)-C(O)-,其中C1-C9卤代烷基如以上所定义,直到合适的碳原子数目。例子是氯乙酰基,三氯乙酰基,三氟乙酰基,五氟丙酰基,全氟代辛酰基,或2-溴丙酰基,特别是三氟乙酰基或三氯乙酰基。
卤代苯甲酰基是被卤素和/或C1-C4卤代烷基单或多取代的苯甲酰基,C1-C4-卤代烷基如以上所定义。例子是五氟苯甲酰基,三氯苯甲酰基,三氟甲基苯甲酰基,特别是五氟苯甲酰基。
卤素是氟,氯,溴或碘,特别是氯或氟,优选氟。
苯基-C1-C3烷基是,例如,苄基,2-苯乙基,3-苯丙基,α-甲基苄基或α,α-二甲苄基,特别是苄基。
氧基二亚苯基是
如果R4和R5与它们连接的氮原子一起形成任选被-O-、-NR6-或-CO-间隔的5、6或7元环,得到例如下列结构:
定义C1-C18烷基磺酰基、苯基-C1-C3烷基磺酰基、樟脑基磺酰基、C1-C10卤代烷基磺酰基指的是相应的基团C1-C18烷基、苯基-C1-C3烷基、樟脑基和C1-C10卤代烷基,如上所详述,被连接到磺酰基(-SO2-)上。相应地,同样苯磺酰基、萘基磺酰基、蒽基磺酰基和菲基磺酰基指的是相应的基团连接到磺酰基基团上。
卤代苯磺酰是被卤素和/或C1-C4卤代烷基单或多取代的苯磺酰基,C1-C4-卤代烷基如以上所定义。例子是五氟苯磺酰基,氯苯磺酰基,三氟甲基苯磺酰基,特别是五氟苯磺酰基。
C2-C18烷酰氧基是(C1-C17烷基)-C(O)-O-,其中C1-C17烷基是直链或支链的,并如以上所定义,直到合适的碳原子数目。例子是C2-C10-,C2-C8-,C2-C6-或C2-C4烷酰氧基,例如乙酰氧基,乙酰氧基(ethanoyloxy),丙酰氧基,丁酰氧基或己酰氧基。
C1-C18烷基磺酰氧基是(C1-C18烷基)-S(O)2-O-,其中C1-C18烷基是直链或支链的,并如以上所定义,直到合适的碳原子数目。例子是C1-C10-,C1-C8-,C1-C8-或C1-C4烷基磺酰氧基,例如甲磺酰氧基,丙磺酰氧基或己磺酰氧基。
相应地,苯基磺酰基氧基和(4-甲基苯基)磺酰氧基也指的是相应的基团连接到-S(O)2-O-基团上。
在本申请中,术语“杂芳基”表示未取代的和取代的基团,例如3-噻吩基,2-噻吩基,
,其中R4和R5如以上所定义,噻蒽基,异苯并呋喃基,呫吨基,phenoxanthiinyl,
或
其中Y是S,O或NR6且R6如以上所定义。其例子是吡唑基,噻唑基,噁唑基,异噻唑基或异噁唑基。也包括,例如呋喃基,吡咯基,1,2,4-三唑基,
或具有一个稠合于其上的芳香基的5元杂环,例如苯并咪唑基,苯并噻吩基,苯并呋喃基,苯并噁唑基和苯并噻唑基。
其它“杂芳基”的例子是吡啶基,特别是3-吡啶基,
其中R3如以上所定义,嘧啶基,吡嗪基,1,3,5-三嗪基,2,4-,2,2-或2,3-二嗪基,中氮茚基,异吲哚基,吲哚基,吲唑基,嘌呤基,异喹啉基,喹啉基,吩噁嗪基或吩嗪基。在此申请中,术语“杂芳基”也表示基团噻吨基(thioxanthyl),呫吨基,
其中m是0或1且R3,R4,R5如以上所定义,
,蒽醌基。每个杂芳基可以带有如上所述或在权利要求1中的取代基。
亚苯基是
亚萘基是
亚蒽基是,例如,
亚菲基是,例如
亚杂芳基是如上所述的杂芳基环的二价基,例如,
具有在酸的作用下断裂的-O-C-键或-O-Si-键的基团,和基团Ar1,Ar′1,和Ar″1的取代基,是酸可断裂的基团,其在与酸反应后可增加式I或II的化合物在碱性显影液中的溶解度。例如在US 4883740中描述了此作用。
适合作为这样取代基的例子是例如已知的原酯,羧酸的三苯甲基和苄基、叔丁基酯,苯酚的叔丁基碳酸酯或苯酚的甲硅烷基醚,例如--OSi(CH3)3,
其中R′1和R′2各自独立地是氢,C1-C5烷基,C3-C8-环烷基,苯基-C1-C3-烷基,或R′1和R′2一起是C2-C5亚烷基,和
R′3是未取代的或卤素取代的C1-C5烷基,未取代的或卤素取代的C3-C8环烷基,或苯基-C1-C3-烷基,或,如果R′1和R′2一起不是C2-C5亚烷基,R′3和R′2一起可以是C2-C5亚烷基,其可以由-O-原子或-S-原子所间隔。
在权利要求和整个说明书中的术语“和/或”或“或/和”,用来表示不仅可以存在一个限定的替换物(取代基),而且可以一起存在几个限定的替换物(取代基),即存在不同的替换物(取代基)的混合物。
术语“任选取代的”是指未取代的或取代的。
术语“至少”是用来限定一个或多于一个,例如一个或两个或三个,优选一个或两个。
感兴趣的是式I或II的化合物,其中R1是C1-C10卤代烷基磺酰基;R2,R3,R4,R5,R6,R7,Ar1,Ar′1,Ar″1,Ar2,A1,Y1,X,D和D1如以上所定义。
进一步感兴趣的是式I或II的化合物,
R1是C1-C10卤代烷基磺酰基,其任选被OR3取代;
R2是卤素或C1-C10卤代烷基;
Ar1是苯基,萘基,联苯基,芴基,或杂芳基,
所有的这些任选被一个或多个C1-C18烷基、-Ar2、-OR3、-NR4R5和/或-SR6所取代,任选地,取代基-OR3、-NR4R5和/或-SR6、通过基团R3、R4、R5和/或R6,与在苯基、萘基、联苯基、芴基或杂芳基环上的进一步的取代基,或与苯基、萘基、联苯基、芴基或杂芳基环的一个碳原子,形成5、6或7元环;或任选地,取代基C1-C18烷基从苯基、萘基、联苯基、芴基或杂芳基环的一个碳原子,至所述环的另一个碳原子形成亚烷基桥;所述亚烷基桥任选地进一步与苯基环缩合;
Ar′1是亚杂芳基,其任选被一个或多个C1-C18烷基、卤素、-Ar2、-OR3、-NR4R5和/或-SR6所取代;或是
X是氟;
R3是C1-C18烷基,C1-C10卤代烷基或苯基;
R4和R5是C1-C18烷基;
R6是苯基;
Ar2是苯基;
D是-O-;和
D1是C1-C18亚烷基。
在式I的化合物中,R2优选是C1-C10卤代烷基。
式I和II的肟衍生物通常可以由文献中描述的方法来制备,例如由式I″或II″的合适游离肟(R1=H)与所需要的(例如,磺酸基)式V或VI的酸卤化物或酸酐(例如,R1Cl或R1-O-R1)反应。
R1,R2,X,Ar1和Ar1′如上所定义。
这些反应通常在惰性溶剂例如甲苯、二氯甲烷、四氢呋喃(THF)或二甲基甲酰胺(DMF)中、在碱例如吡啶、叔胺例如三乙胺的存在下进行,或通过肟盐与所需要的酰基氯的反应。这些方法在例如EP 48615中公开。肟的钠盐,例如可以通过所述的肟与醇钠在二甲基甲酰胺中反应得到。这样的反应为本领域技术人员所熟知,并且通常在-15至+50℃的温度范围内进行,优选0至20℃。
所需要的作为起始原料的肟可以通过在标准化学教科书中描述的各种方法得到(例如在J.March,Advanced Organic Chemistry,4thEdition,Wiley Interscience,1992中),或在专业专题论文中,例如,S.R.Sandler & W.Karo,Organic functional grouppreparations,Vol.3,Academic Press。
一种最便利的方法是,例如,酮类与羟氨或其盐在极性溶剂例如乙醇或乙醇水溶液中的反应。在该情况下,加入碱例如乙酸钠,以控制反应混合物的pH值。众所周知,反应的速率是pH值依赖性的,因此可以在开始阶段加入碱或在反应期间不断地加入碱。还可以使用碱性溶剂例如吡啶作为碱和/或溶剂或助溶剂。反应温度通常是混合物的回流温度,通常约60-120℃。
肟的另一个简便合成法是“活性”亚甲基基团与亚硝酸或烷基亚硝酸酯的亚硝化。两种碱性条件,例如在Organic Syntheses coll.Vol.VI(J.Wiley & Sons,New York,1988),199和840页中所描述的,和酸性条件,例如在Organic Synthesis coll.vol V,32和373页中,coll.vol.III,pp191和513,coll.vol.ll,pp.202,204和363中所描述的,适合于用作按照本发明化合物的起始原料的肟的制备。亚硝酸通常由亚硝酸钠生成。烷基亚硝酸酯可以例如是亚硝酸甲酯,亚硝酸乙酯,异丙基亚硝酸酯,亚硝酸丁酯,亚硝酸异戊酯。
所描述的合成法可以导致式I和II化合物异构形式的形成。肟基的双键可以以顺式(cis,Z)和反式(trans,E)形式存在,或作为两个几何异构体的混合物形式存在。在本发明中,可使用单独的几何异构体和两个几何异构体的混合物。本发明还相应地涉及式I和II化合物的异构形式的混合物。
可使用式I和II化合物的单独的几何异构体(Z和E形式)和两个几何异构体的任何混合物。然而,已经发现式I和II化合物的一种具体构型(暂时指定为E形式),比其它构型的化合物(暂时指定为Z形式)更具热稳定性。因此,优选使用的本发明的化合物,是式I和II的单一更具热稳定性的异构体(暂时指定为E形式)。
所需要作为起始原料的肟的合成,可以导致异构形式混合物形成。意外地,已经发现需要作为起始原料的肟的异构形式的混合物,通过用酸处理转变为单一异构形式(暂时指定为E形式)。使用这些肟的单一异构体(E-形式)作为起始原料,得到式I和II化合物的更具热稳定性的单一异构体。因此,本发明还涉及式I和II化合物的更具热稳定性的异构体的合成方法,通过1)用酸处理,将相应异构体混合物的肟转化为单一异构体形式的肟,和2)使单一异构体形式的肟与所需要的酸卤化物或酸酐反应。
因此本发明的主题是式I或II的肟酯化合物的热稳定异构体的制备方法,通过
(1)用酸处理按照常规方法得到的相应的式I″或II″的游离肟化合物的异构混合物,
其中R2,Ar1,Ar′1,Ar″1,A1,Y1和X如以上所定义;和
(2)使由此制备的单一异构游离肟化合物与式V或VI的相应酸卤化物或酸酐反应,
R1Cl(V),R1-O-R1(VI)。
肟的异构混合物至所需要的单一异构体的转化反应,通常在惰性溶剂例如二氯甲烷、乙酸乙酯、甲苯、四氢呋喃、二甲基甲酰胺或乙酸酐中、在酸例如盐酸、硫酸、乙酸、硝酸、三氟乙酸或三氟甲磺酸的存在下进行。转化反应还可以在酸性溶剂例如甲酸、乙酸中、任选在其它酸例如盐酸、硫酸、硝酸、三氟乙酸或三氟甲磺酸的存在下进行。这样的反应通常在-15℃至+120℃的温度范围内进行,优选0℃至80℃,更优选5℃至40℃。按照本领域技术人员已知的方法分离化合物,例如蒸馏,重结晶,层析法。上面给出了利用常规方法得到起始原料式I′和II′的肟化合物的例子。
一些肟中间体是新的化合物。本发明相应地涉及式I′或II′的化合物,
其中,
R′2是C1-C10卤代烷基;
Ar1,Ar′1,Ar″1,A1,Y1和X如权利要求1中所定义,
条件是,即如果Ar1是苯基,其是未取代的或被甲基、氯或硝基所取代,并且X是氟时,那么R′2不是C1-C2卤代烷基。
式I和II的化合物可以在光致抗蚀剂中用作光敏的酸供体。抗蚀剂系统可以通过包括式I和II的化合物的系统的成像方式照射来制备,接着是显像步骤。
本发明相应地涉及化学放大的光致抗蚀剂组合物,包括
(a)在酸的作用下可固化的化合物,或在酸的作用下溶解度增加的化合物;和
(b)至少一种式I或II的化合物作为光敏的酸供体。
化学放大的光致抗蚀剂可以理解为抗蚀剂组合物,其中射线敏感成分提供催化量的酸,其随后催化抗蚀剂的至少一种酸敏感成分的化学反应。结果是引起抗蚀剂的照射和非照射区域之间的溶解度差别。由于此方法的催化性质,酸分子以扩散通过反应性聚合物基质的方式,从一个反应位点至下一个反应位点,可以在多重位点引发反应,只要它不被任何副反应俘获或破坏。因此,低的酸浓度足以引起抗蚀剂中的曝光和未曝光区域之间的溶解度的较高差别。由此,仅仅具有低浓度的潜在酸的化合物是必要的。结果,在光学成像中的曝光波长处,可以配制具有高对比度和高透明性的抗蚀剂,其以高光敏性又产生陡的、垂直的成像分布图。然而,由于此催化过程,要求潜在的酸催化剂对化学和热很稳定(只要不照射),在抗蚀剂贮存或操作期间不生成酸,其在大多数情况下需要后曝光烘干步骤,以开始或完成导致溶解度差别的催化反应。还要求在液体抗蚀剂制剂和固体抗蚀膜中具有很好的潜在催化剂的溶解度,以避免任何颗粒产生,在微电子制造过程中,颗粒将会防碍抗蚀剂的应用。
相反,不基于化学放大机理的正抗蚀剂材料,必须含有高浓度的潜在的酸,因为它仅仅是在曝光条件下,由潜在的酸生成的酸浓度,曝光能够促进曝光区域在碱性显影液中增加溶解度。因为低酸浓度在这种抗蚀剂的溶解速率的改变上,仅仅具有一点影响,并且在这里反应典型地不用后曝光烘干就可进行,与潜在酸的化学和热稳定性有关的要求,比化学放大型正抗蚀剂的要求少。这些抗蚀剂还需要更高的曝光剂量,以生成足够的酸,使曝光区域在碱性显影液中达到足够的溶解度,以及得到相对低的光学透明性(由于需要高浓度的潜在的酸),并由此还降低了分辨率和斜度成像。与化学放大型抗蚀剂相比,基于非化学放大技术的抗蚀剂组合物在光敏性、分辨率和图像质量上是较差的。
从上可知,很显然由于不同的酸扩散要求、酸强度要求和热及化学稳定性要求,潜在催化剂的化学和热稳定性对于化学放大型抗蚀剂是极重要的,而且可以在非化学放大型抗蚀剂中使用的潜在的酸,不一定适用于化学放大型抗蚀剂。
以抗蚀剂照射期间或照射后的抗蚀剂材料的酸催化反应结果形式出现的、照射及非照射部分之间的抗蚀剂溶解度的差别,可能具有两种类型,取决于抗蚀剂中是否存在进一步的组分。如果按照本发明的组合物包括照射后能够增加显影剂中组合物溶解度的组分,则抗蚀剂是正抗蚀剂。
本发明相应地涉及化学放大性正光致抗蚀剂。
另一方面,如果配方的组分降低照射后的组合物的溶解度,则抗蚀剂是负抗蚀剂。
本发明相应地还涉及化学放大性负光致抗蚀剂。
在未曝光区域的单体或聚合物,降低了在抗蚀剂制剂中另外存在的可溶于碱的粘合剂树脂的溶解速率,并且其在未曝光区域基本上不溶于碱,在碱性溶液中显像后,使抗蚀剂膜保留在未曝光区域,但其在酸的存在下断裂,或能够重新组合,用这样的方式,其反应产物变成可溶于碱性显影液中,相当于下文中的溶解抑制剂。
作为特殊的实施方案,本发明包括化学放大型正碱性显像光致抗蚀剂组合物,包括:
(a1)至少一种具有酸不稳定基团的聚合物,该基团在酸的存在下分解,并在含碱性显影水溶液中、在曝光区域能增加抗蚀剂膜的溶解度,和
(b)至少一种式I或II的化合物。
本发明的进一步的实施方案是化学放大型正碱性可显像光致抗蚀剂组合物,包括
(a2)至少一种具有至少一种酸不稳定基团的单体的或低聚的溶解抑制剂,该基团在酸的存在下分解,并在含水碱性显影液中能提高溶解度,和至少一种碱可溶性聚合物,和,
(b)至少一种式I或II的化合物。
本发明的另一个具体实施方案是化学放大型正碱性可显像光致抗蚀剂组合物,包括
(a1)至少一种具有对酸敏感基团的聚合物,该基团在酸的存在下分解,并在含碱性显影液中、在曝光区域能增加溶解度;
(a2)单体或低聚的溶解抑制剂,具有至少一种对酸敏感基团,该基团在酸的存在下分解,并在曝光区域能增加碱的溶解度;
(a3)以仍然保持未曝光区域的抗蚀膜基本上不溶于碱性显影液的浓度存在的碱可溶性单体、低聚或聚合化合物,和
(b)至少一种式I或II的化合物。
因此本发明涉及化学放大型光致抗蚀剂组合物,包括
(a1)至少一种具有酸不稳定基团的聚合物,该基团在酸的存在下分解,以在含水碱性显影液中增加溶解度,和/或
(a2)至少一种具有酸不稳定基团的单体或低聚溶解抑制剂,该基团在酸的存在下分解,以增加在含水碱性显影液中的溶解度,和/或
(a3)至少一种碱-可溶性单体、低聚或聚合物;和
(b)作为光敏的酸供体,至少一种式I或II的化合物。
组合物可以另外地包括组分(b)其它的光敏酸供体和/或(c)其它添加剂。
这样的化学放大型正抗蚀剂系统在例如下列中作出了描述:E.Reichmanis,F.M.Houlihan,O.Nalamasu,T.X.Neenan,Chem.Mater.1991,3,394;或C.G.Willson,″Introduction toMicrolithography,第2版;L.S.Thompson,C.G.Willson,M.J.Bowden,编辑,Amer.Chem.Soc.,Washington DC,1994,139页。
合适的、在酸的存在下分解产生芳烃羟基、羧基、酮基和醛基并能在含水的碱性显影液中增加溶解度的酸不稳定基团的例子是,例如,烷氧基烷基醚基团,四氢呋喃基醚基团,四氢吡喃基醚基团,叔烷基酯基,三苯甲基醚基团,甲硅烷基醚基团,碳酸烷基酯基团例如叔丁氧基羰基氧基-,三苯甲基酯基,甲硅烷基酯基,烷氧基甲基酯基,异丙苯基酯基,缩醛基,缩酮基,四氢吡喃基酯基,四呋喃基酯基,叔烷基醚基团,叔烷基酯基,等等。这种基团的例子包括,烷基酯例如甲基酯和叔丁基酯,缩醛类型酯例如甲氧基甲基酯,乙氧基甲基酯,1-乙氧基乙基酯,1-异丁氧基乙基酯,1-异丙氧基乙基酯,1-乙氧基丙基酯,1-(2-甲氧基乙氧基)乙酯,1-(2-乙酰氧基乙氧基)乙酯,1-[2-(1-金刚烷基氧基)乙氧基]乙酯,1-[2-(1-金刚烷基羰基氧基)乙氧基]乙酯,四氢-2-呋喃基酯和四氢-2-吡喃基酯,和脂环族的酯例如异冰片基酯。
具有能够在酸的作用下分解、以提高包含这种聚合物的抗蚀膜在碱性显影液中溶解度的官能团的聚合物,其可以被并入按照本发明的正抗蚀剂中,可以在其骨架和/或侧链上,优选在其侧链中具有酸不稳定的基团。
具有酸不稳定的基团、适合于在本发明中使用的聚合物,可以用聚合物类似的反应得到,其中可溶于碱的基团部分或完全转变为相应的对酸敏感基团,或直接通过已连接对酸敏感基团的单体的(共)-聚合,正如在EP 254853,EP 878738,EP 877293,JP-A-2-25850,JP-A-3-223860,和JP-A-4-251259中所公开的。
具有连接在聚合物骨架上的对酸敏感基团的聚合物,在本发明中优选是具有例如甲硅烷基醚、缩醛、缩酮和烷氧基烷基酯基的聚合物,这些基团在相对低的后曝光烘干温度(典型地在室温和110℃之间)下完全断裂(称为“低活化能封闭基团”);且优选具有例如叔丁酯基团或叔丁氧羰基(TBOC)基团或其它酯基的聚合物,这些基团紧挨着酯键的氧原子含有仲或叔碳原子(称为“高活化能封闭基团”),为了在酸的存在下完成解封反应,其需要较高烘干温度(典型地>110℃)。还可以使用其中高活化能封闭基团以及低活化能封闭基团都存在于一种聚合物之内的杂化体系。或者,可在按照本发明的光敏的正抗蚀剂组合物中使用各自使用不同的化学封闭基团的聚合物的聚合共混物。
优选的具有对酸敏感基团的聚合物,是包含下列独特的单体类型的聚合物和共聚物:
1)含有在酸的存在下分解、以提高在含水碱性显影液中溶解度的酸不稳定基团的单体,和
2)不含对酸敏感基团且不含促进碱溶解度的基团的单体,和/或
3)促进聚合物的含水碱溶解度的单体。
类型1)的单体的例子是:
非环状的或环状的仲和叔-烷基(甲基)丙烯酸酯例如丙烯酸丁酯,包括丙烯酸叔丁酯,甲基丙烯酸丁酯,包括甲基丙烯酸叔丁酯,3-氧代环己基(甲基)丙烯酸酯,四氢吡喃基(甲基)丙烯酸酯,2-甲基-金刚烷基(甲基)丙烯酸酯,环己基(甲基)丙烯酸酯,降冰片基(甲基)丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基降冰片基醇丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基甲基三环十二烷甲醇甲基丙烯酸酯,三甲硅烷基甲基(甲基)丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基降冰片基(norbonyl)醇丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基甲基三环十二烷甲醇甲基丙烯酸酯,三甲硅烷基甲基(甲基)丙烯酸酯邻/间/对(3-氧代环己基氧基)苯乙烯,邻/间/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基)苯乙烯,邻/间/对-四氢吡喃基氧基苯乙烯,邻/间/对-金刚烷基氧基苯乙烯,邻/间/对-环己基氧基苯乙烯,邻/间/对-降冰片基氧基苯乙烯,非环状的或环状的烷氧基羰基苯乙烯,例如邻/间/对-丁氧基羰基苯乙烯,包括对-叔丁氧基羰基苯乙烯,邻/间/对-(3-氧代环己基氧基羰基)苯乙烯,邻/间/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基羰基)-苯乙烯,邻/间/对-四氢吡喃基氧基羰基苯乙烯,邻/间/对-金刚烷基氧基羰基苯乙烯,邻/间/对-环己基氧基羰基苯乙烯,邻/间/对-降冰片基氧基羰基苯乙烯,非环状的或环状的烷氧基羰基烷氧基苯乙烯,例如邻/间/对-丁氧基羰基氧基-苯乙烯,包括对-叔丁氧基羰基氧基苯乙烯,邻/间/对-(3-氧代环己基氧基羰基氧基)-苯乙烯,邻/间/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基羰基氧基)苯乙烯,邻/间/对-四氢吡喃基氧基羰基氧基苯乙烯,邻/间/对-金刚烷基氧基羰基氧基苯乙烯,邻/间/对-环己基氧基羰基氧基苯乙烯,邻/间/对-降冰片基氧基羰基氧基苯乙烯,非环或环状的烷氧羰基烷氧基苯乙烯如邻/间/对-丁氧羰基甲氧基苯乙烯、对叔丁氧基羰基甲氧基苯乙烯、邻/间/对-(3-氧代环己氧基羰基甲氧基)苯乙烯、邻/间/对(1-甲基-1-苯乙氧羰基甲氧基)苯乙烯、邻/间/对四氢吡喃基氧基羰基甲氧基苯乙烯、邻/间/对-金刚烷基氧基羰基甲氧基苯乙烯、邻/间/对-环己基氧基羰基甲氧基苯乙烯,邻/间/对-降冰片基氧基羰基甲氧基苯乙烯、三甲基甲硅烷氧基苯乙烯,二甲基(丁基)甲硅烷氧基苯乙烯,不饱和的烷基醋酸酯,例如异丙烯基醋酸酯和其衍生物。
带有低活化能的对酸敏感基团的类型1)的单体包括,例如,对或间(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-苯乙烯,对或间(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-甲基-苯乙烯,对或间(1-甲氧基-1-甲基丙氧基)苯乙烯,对或间(1-甲氧基-1-甲基丙氧基)甲基苯乙烯,对或间(1-甲氧基乙氧基)-苯乙烯,对或间(甲氧基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-乙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-乙氧基-1-甲基乙氧基)-甲基-苯乙烯,对或间(1-乙氧基-1-甲基丙氧基)苯乙烯,对或间(1-乙氧基-1-甲基丙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-乙氧基乙氧基)-甲基苯乙烯,对(1-乙氧苯基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正丙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正丙氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-正丙氧基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正丙氧基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-异丙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-异丙氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-异丙氧基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-异丙氧基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-异丙氧基-1-甲基丙氧基)苯乙烯,对或间(1-异丙氧基-1-甲基丙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-异丙氧基丙氧基)苯乙烯,对或间(1-异丙氧基丙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-正丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正丁氧基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-异丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-叔丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正戊氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-异戊基氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-正己氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-环己基氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间(1-三甲基硅基氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-三甲基硅基氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-苄氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-苄氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对或间(1-三甲基硅氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对或间(1-三甲基硅氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯。在US 5225316和EP 829766中给出了具有烷氧基烷基酯对酸敏感基团的其它的例子。在下列中给出了具有缩醛封闭基团的聚合物:US 5670299,EP 780732,US 5627006,US 5558976,US 5558971,US 5468589,EP 704762,EP 762206,EP 342498,EP 553737并且在下列中作出了描述:ACS Symp.Ser.614,MicroelectronicsTechnology,35-55页(1995)和J.Photopolymer Sci.Technol.10卷4期(1997),571-578页。在本发明中使用的聚合物不限于此。
至于具有缩醛基作为酸不稳定基团的聚合物,可以引入对酸敏感的交联,例如在下列中所描述的:H.-T.Schacht,P.Falcigno,N.Muenzel,R.Schulz,和A.Medina,ACS Symp.Ser.706(Micro-andNanopatterning Polymers),78-94页,1997;H.-T.Schacht,N.Muenzel,P.Falcigno,H.Holzwarth,和J.Schnei-der,J.Photopolymer Science and Technology,9卷,(1996),573-586。优选的这种交联系统是根据抗蚀图形的耐热性出发的。
具有高活化能的对酸敏感基团的单体是,例如,对叔丁氧羰基氧基苯乙烯,叔丁基-丙烯酸酯,叔丁基-甲基丙烯酸酯,2-甲基-2-金刚烷基-甲基丙烯酸酯,异冰片基-甲基丙烯酸酯。
适合于ArF抗蚀剂技术的类型1)单体特别包括,例如:2-甲基-2-金刚烷基丙烯酸酯,2-乙基-2-金刚烷基丙烯酸酯,2-正丁基-2-金刚烷基丙烯酸酯,2-正丁基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯,2-甲基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯和2-乙基-2-金刚烷基甲基丙烯酸酯。其它包含酸不稳定的金刚烷基部分的单体在下列中公开:JP-A-2002-1265530,JP-A-2002-338627,JP-A-2002-169290,JP-A-2002-241442,JP-A-2002-145954,JP-A-2002-275215,JP-A-2002-156750,JP-A-2002-268222,JP-A-2002-169292,JP-A-2002-162745,JP-A-2002-301161,WO02/06901A2,JP-A-2002-311590,JP-A-2002-182393,JP-A-2002-371114,JP-A-2002-162745。
具体的具有对酸敏感基团的烯烃也适合于ArF抗蚀剂技术,如下列所示,例如,JP-A-2002-308938,JP-A-2002-308869,JP-A-2002-206009,JP-A-2002-179624,JP-A-2002-161116。
按照类型2)的共聚单体例子是:芳烃的乙烯系单体,比如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙酰氧基苯乙烯,α-甲基亚萘基,亚苊基,乙烯基脂环族化合物比如乙烯基降冰片烷,乙烯基金刚烷。乙烯环己烷,烷基(甲基)丙烯酸酯比如甲基丙烯酸甲酯,(甲基)丙烯腈,乙烯环己烷,乙烯基环己醇,衣康酸酐,以及马来酸酐。
适合于ArF抗蚀剂技术的按照类型2)的共聚单体特别包括,例如,α-丙烯酰基氧基-γ-丁内酯,α-甲基丙烯酰基氧基-γ-丁内酯,α-丙烯酰基氧基-β,β-二甲基-γ-丁酸内酯,α-甲丙烯酰基氧基-β,β-二甲基-γ-丁内酯,α-丙烯酰基氧基-α-甲基-γ-丁内酯,α-甲基丙烯酰基氧基-α-甲基-γ-丁内酯,β-丙烯酰基氧基-γ,β-甲基丙烯酰基氧基-α-甲基-γ-丁内酯,5-丙烯酰基氧基-2,6-降冰片烷羰内酯(norbornanecarbolactone),5-甲基丙烯酰基氧基-2,6-降冰片烷甲酸内酯,2-降冰片烯,5-降冰片烯-2-甲酸甲酯,叔丁基5-降冰片烯-2-甲酸酯,1-环己基-1-甲基乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,1-(4-甲基环己基)-1-甲基乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,1-甲基-1-(4-氧代环己基)乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,1-(1-金刚烷基(adamatyl)-1-甲基乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,1-甲基环己基5-降冰片烯-2-甲酸酯,2-甲基-2-金刚烷基5-降冰片烯-2-甲酸酯,2-乙基-2-金刚烷基5-降冰片烯-2-甲酸酯,5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐,2(5H)-呋喃酮,3-乙烯基-γ-丁内酯。
按照类型3)的共聚单体的例子是:
乙烯基芳香化合物比如羟基苯乙烯,丙烯酸化合物比如甲基丙烯酸,乙基羰基氧基苯乙烯和其衍生物。这些聚合物在例如下列中作出了描述:US 5827634,US 5625020,US 5492793,US 5372912,EP660187,US 5679495,EP 813113和EP 831369.进一步的例子是巴豆酸,异巴豆酸,3-丁烯酸,丙烯酸,4-戊烯酸,丙炔酸,2-丁炔酸,马来酸,富马酸,和乙炔基羧酸。在本发明中使用的聚合物不限于此。
适合于ArF抗蚀剂技术的按照类型3)的共聚单体特别包括,例如,3-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯,3-羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯,3,5-二-羟基-1-金刚烷基丙烯酸酯,3,5-二羟基-1-金刚烷基甲基丙烯酸酯,2-羟基-5-降冰片烯,5-降冰片烯-2-甲酸,1-(4-羟基环己基)-1-甲基乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,2-羟基-1-乙基5-降冰片烯-2-甲酸酯,5-降冰片烯-2-甲醇。
适合于ArF技术的包含内酯部分的其它单体在例如下列中作出了公开:JP-A-2002-6502,JP-A-2002-145955,EP1127870A1,JP-A-2002-357905,JP-A-2002-296783。适合于ArF技术的其它烯烃公开在例如下列中:JP-A-2002-351078,JP-A-2002-234918,JP-A-2002-251009,EP1127870A1,JP-A-2002-328475,JP-A-2002-278069,JP-A-2003-43689,JP-A-2002-202604,WO01/86353,JP-A-2002-23371,JP-A-2002-72484,JP-A-2002-202604,JP-A-2001-330959,JP-A-2002-3537,JP-A-2002-30114,JP-A-2002-278071,JP-A-2002-251011,JP-A-2003-122010,JP-A-2002-139837,JP-A-2003-195504,JP-A-2001-264984,JP-A-2002-278069,JP-A-2002-328475,US6379861,US6599677,US2002/119391,US6277538,US2003/78354。
在聚合物中的对酸敏感单体的含量,可以在很大的范围内改变,并且取决于其它共聚单体的量和脱保护聚合物的碱溶解度。典型地,在聚合物中带有对酸敏感基团的单体含量在5和60mol%之间。如果含量太少,则导致过低的显像速率和裸露区域中的抗蚀剂残余物。如果对酸敏感单体的含量过高,则抗蚀图形在显像后不充分限定(腐蚀),并且狭窄的特色不能分辨,和/或抗蚀剂在显像期间失去与底物的粘附力。优选,具有对酸敏感基团的共聚物具有从约3′000至约200′000的Mw,更优选从约5′000至约50′000,具有约3或更少的分子量分布,更优选约2或更少的分子量分布。非酚聚合物,例如,烷基丙烯酸酯例如丙烯酸叔丁酯或叔丁基-甲基丙烯酸酯和乙烯基脂环族化合物例如乙烯基降冰片基(norbonanyl)或乙烯基环己醇化合物的共聚物,也可以通过这种自由基聚合或其它已知的方法来制备,并合适地具有从约8′000至约50′000的Mw,和约3或更少的分子量分布。
为了控制聚合物的玻璃化转变点和诸如此类的,可以以合适的量适当地加入其他的共聚单体。
在本发明中,可以使用两种或多种具有酸不稳定基团的混合物。例如,可以使用由具有非常容易断裂的酸不稳定基团例如缩醛基或四氢吡喃基氧基基团的聚合物,和具有不容易断裂的酸可裂基团例如叔烷基酯基的聚合物制备的混合物。同样,可以通过混合两种或多种具有不同的酸可裂基团的聚合物,将不同大小的酸可裂基团合并,例如叔丁基-酯基和2-甲基-金刚烷基或1-乙氧基-乙氧基和四氢吡喃基氧基。也可以使用非交联树脂和交联树脂的混合物。在本发明中,基于所有固体组分的总量,这些聚合物的量优选按重量计算从30至99%,更优选按重量计算从50到98%。为了控制碱溶解性,可以将不具有酸不稳定基团的碱可溶性树脂或单体的或低聚的化合物,进一步并入组合物中。
具有不同的酸不稳定基团的聚合物与聚合物混合的例子在EP780732、EP 679951和US 5817444中给出。
在本发明中优选使用单体和低聚溶解抑制剂(a2)。
用于本发明的具有酸不稳定基团的单体或低聚的溶解抑制剂,为在分子结构中具有至少一种酸不稳定基团的化合物,该基团在酸的存在下分解,以提高在含水碱性显影液中的溶解性。例子是烷氧基甲基醚基团,四氢呋喃基醚基团,四氢吡喃基醚基团,烷氧乙基醚基团,三苯甲基醚基团,甲硅烷基醚基团,碳酸烷基酯基团,三苯甲基酯基,甲硅烷基酯基,烷氧基甲基酯基,乙烯基氨基甲酸酯基团,叔烷基氨基甲酸酯基团,三苯甲基氨基,异丙苯基酯基,缩醛基,缩酮基团,四氢吡喃基酯基,四呋喃基酯基,叔烷基醚基团,叔烷基酯基,等等。用于本发明的酸可分解的溶解抑制化合物的分子量是3′000或更低,优选从100至3′000,更优选从200至2′500。
具有酸不稳定基团的单体和低聚的溶解抑制剂的例子,在EP0831369的式(I)至(XVI)中描述。具有酸不稳定基团的其它合适的溶解抑制剂参见下列:US 5356752,US 5037721,US 5015554,JP-A-1-289946,JP-A-1-289947,JP-A-2-2560,JP-A-3-128959,JP-A-3-158855,JP-A-3-179353,JP-A-3-191351,JP-A-3-200251,JP-A-3-200252,JP-A-3-200253,JP-A-3-200254,JP-A-3-200255,JP-A-3-259149,JA-3-279958,JP-A-3-279959,JP-A-4-1650,JP-A-4-1651,JP-A-11260,JP-A-4-12356,JP-A-4-123567,JP-A-1-289946,JP-A-3-128959,JP-A-3-158855,JP-A-30179353,JP-A-3-191351,JP-A-3-200251,JP-A-3-200252,JP-A-3-200253,JP-A-3-200254,JP-A-3-200255,JP-A-3-259149,JP-A-3-279958,JP-A-3-279959,JP-A-4-1650,JP-A-4-1651,JP-A-11260,JP-A-4-12356,JP-A-4-12357和日本专利申请号3-33229,3-230790,3-320438,4-254157,4-52732,4-103215,4-104542,4-107885,4-107889,4-152195,4-254157,4-103215,4-104542,4-107885,4-107889,和4-152195。
组合物还可以含有聚合的溶解抑制剂,例如在US 5354643中所描述的例如聚缩醛,或聚N,O-缩醛,例如在US 5498506中所描述的那些,该溶解抑制剂或者与可溶于碱的聚合物组合、或者与含有曝光后可提高抗蚀剂膜在显影液中的溶解性的对酸敏感基团的聚合物组合,或与两种聚合物的组合。
如果其中具有酸不稳定基团的溶解抑制剂以与式I或II的磺酸酯衍生物、碱可溶性聚合物和/或具有酸不稳定基团的聚合物组合的方式用于本发明,以光敏组合物的所有固体组分的总量为基准,溶解抑制剂的量为按重量计算从3至55%,优选按重量计算从5至45%,最优选按重量计算从10至35%。
在本发明中,优选使用可溶于碱溶液(a3)的聚合物。这些聚合物的例子包括酚醛清漆树脂,氢化酚醛清漆树脂,丙酮-焦酚树脂,聚(邻羟基苯乙烯),聚(间羟基苯乙烯),聚(对羟基-苯乙烯),氢化聚(羟基苯乙烯),卤素-或烷基-取代的聚(羟基苯乙烯),羟基苯乙烯/N-取代的马来酰亚胺共聚物,邻/对和间/对羟基苯乙烯共聚物,部分邻烷基化的聚(羟基苯乙烯),[例如,具有5到30mol%的羟基取代度的邻甲基化、邻(1-甲氧基)乙基化、邻(1-乙氧基)乙基化、邻-2-四氢吡喃基化、和邻(叔丁氧羰基)甲基化的聚(羟基苯乙烯)],邻酰化的聚(羟基苯乙烯)[例如,具有从5到30mol%的羟基取代度的邻乙酰化和邻(叔丁氧基)羰基化的聚(羟基苯乙烯)],苯乙烯/马来酸酐共聚物,苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,α-甲基苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,羧酸酯甲基丙烯酸树脂,和它们的衍生物。进一步合适的是聚(甲基)丙烯酸[例如聚(丙烯酸)],(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸酯共聚物[例如丙烯酸/丙烯酸甲酯共聚物,甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物或甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/叔甲基丙烯酸丁酯共聚物],(甲基)丙烯酸/链烯共聚物[例如丙烯酸/乙烯共聚物],(甲基)丙烯酸/(甲基)-丙烯酰胺共聚物[例如丙烯酸/丙烯酰胺共聚物],(甲基)丙烯酸/氯乙烯共聚物[例如丙烯酸/氯乙烯共聚物],(甲基)丙烯酸/醋酸乙烯酯共聚物[例如丙烯酸/醋酸乙烯酯共聚物],马来酸/乙烯醚共聚物[例如马来酸/乙烯甲醚共聚物],马来酸单酯/甲基乙烯基酯共聚物[例如马来酸单甲基酯/乙烯甲醚共聚物],马来酸/(甲基)丙烯酸酯共聚物[例如马来酸/丙烯酸酯共聚物或马来酸/-甲基丙烯酸共聚物],马来酸/(甲基)丙烯酸酯共聚物[例如马来酸/丙烯酸甲酯共聚物],马来酸/氯乙烯共聚物,马来酸/醋酸乙烯酯共聚物和马来酸/链烯共聚物[例如马来酸/乙烯共聚物和马来酸/1-氯丙烯共聚物]。然而,不应该把用于本发明的碱可溶性聚合物理解为被这些例子所限制。
特别优选的碱可溶性聚合物(a3)是酚醛清漆树脂,聚(邻-羟基苯乙烯),聚(间羟基苯乙烯),聚(对-羟基苯乙烯),相应的羟基苯乙烯单体例如与对乙烯基环己醇的共聚物,烷基-取代的聚(羟基苯乙烯),部分邻或间烷基化的和邻或间酰化的聚(羟基苯乙烯),苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,和α-甲基苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物。酚醛清漆树脂是在酸催化剂的存在下,通过将作为主要组分的一个或多个所给出的单体与一个或多个醛的加成-缩合得到的。
用于制备可溶于碱的树脂的单体的例子包括羟基化了的芳香化合物比如苯酚,甲酚,即,间甲酚,对甲酚,和邻甲酚,二甲苯酚,例如,2,5-二甲苯酚,3,5-二甲苯酚,3,4-二甲苯酚,以及2,3-二甲苯酚,烷氧基苯酚,例如,对甲氧基苯酚,间甲氧基苯酚,3,5-二甲氧基苯酚,2-甲氧基-4-甲酚,间乙氧基苯酚,对乙氧基苯酚,间丙氧基苯酚,对丙氧基苯酚,间丁氧基苯酚,和对-丁氧基-苯酚,二烷基酚,例如,2-甲基-4-异丙基苯酚,以及其它羟基化了的芳族化合物包括间氯酚,对-氯酚,邻氯酚,二羟基联苯,双酚A,苯基苯酚,间苯二酚,和萘酚。这些化合物可以单独或以其两种或多种的混合物使用。不应该把用于酚醛清漆树脂的主要单体理解为限于上述例子。
用于同酚类化合物进行缩聚反应以得到酚醛清漆的醛的例子包括甲醛,对-甲醛,乙醛,丙醛,苯甲醛,苯乙醛,α-苯基丙醛,β-苯基丙醛,邻-羟基苯甲醛,间羟基苯甲醛,对-羟基苯甲醛,邻氯苯甲醛,间氯苯甲醛,对-氯苯甲醛,邻-硝基苯甲醛,间硝基苯甲醛,邻-甲基苯甲醛,间甲基苯甲醛,对-甲基苯甲醛,对乙基苯甲醛,对-正丁基苯甲醛,糠醛,氯乙醛,和衍生自这些的缩醛,例如氯乙醛二乙基乙缩醛。这些中优选甲醛。
这些醛可以单独使用或两个或多个联用。酸催化剂的例子包括盐酸,硫酸,甲酸,乙酸和草酸。
由此得到的酚醛清漆树脂的重均分子量合适地是从1′000到30′000。如果其重均分子量比1′000低,在显像期间未曝光部分的膜缩减量容易变大。如果重均分子量超过50′000,显像速率可能太低。酚醛清漆树脂的分子量的特别优选范围是从2′000到20′000。
上面显示的聚(羟基苯乙烯)和其衍生物和共聚物作为不是酚醛清漆树脂的碱可溶性聚合物,各自具有2′000或更高的重均分子量,优选从4′000至200′000,更优选从5′000到50′000。
从得到具有改进耐热性的高分子膜的角度,希望其重均分子量至少是5′000或更高。
在本发明的上下文中,重均分子量意指通过凝胶渗透色谱法测定并用聚苯乙烯标准标定的重均分子量。
在本发明中,可以使用两种或多种碱可溶性聚合物的混合物。在此情况下,其中使用碱可溶性聚合物和具有在酸的作用下分解、以提高在碱性显影液中溶解性的基团的聚合物的混合物,以光敏组合物的总量为基准(不包括溶剂),碱可溶性聚合物的加入量按重量计算优选至多80%,更优选按重量计算至多60%,最优选按重量计算至多40%。按重量计算,数量超过80%是不合需要的,因为抗蚀图形的厚度会有相当大的减小,导致不良成像和低分辨率。
在其中碱可溶性聚合物与溶解抑制剂一起使用,不存在具有在酸的作用下分解、以提高在碱性显影液中溶解性的基团的聚合物的情况下,优选碱可溶性聚合物的量为从40%至90%重量,更优选从50至85%重量,最优选60到80%重量。如果其数量小于40%重量,则会引起不希望有的结果,例如降低敏感性。另一方面,如果超过90%重量,抗蚀图形的膜厚度会遭到相当大的减少,导致低分辨率和图像重显。
在按照本发明的正抗蚀剂中,式I或II的磺酸酯衍生物的含量(组份(b)),基于光致抗蚀剂中的所有固体组分的总量,优选在0.01%至20%重量之间。
在化学放大系统中使用按照本发明的磺酸酯衍生物,其根据从聚合物去除保护基的原理进行,通常产生正抗蚀剂。在许多应用中,正抗蚀剂优于负抗蚀剂,特别是由于它们的更高的分辨率。然而,为了兼备正抗蚀剂的高分辩力的优点与负抗蚀剂的性能,同样对使用正抗蚀剂机理产生负像有兴趣。通过引入所谓的成像逆转步骤达到此目的,例如在EP 361906中所描述的。为了这个目的,将以成像方式照射的抗蚀剂材料在显像步骤前用例如气态碱处理,从而以成像方式中和已经产生的酸。然后,第二次照射全部面积,并进行热后处理,则负像以通常的方式显像。
按照本发明的式I和II化合物在ArF抗蚀剂技术中,即成像步骤使用ArF受激准分子激光器(193nm),特别适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:Proceeding of SPIE 2438,474(1995);Proceeding of SPIE 3049,44(1997);Proceeding ofSPIE 3333,144(1998);J.Photopolym.Sci.Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);J.Photopolym.Sci.Technol.13,601(2000);JP2001-242627A;JP2001-290274A;JP2001-235863A;JP2001-228612A;Proceeding of SPIE3333,144(1998);JP2001-5184A,可商业购买的源于MitsubishiRayon的Lithomax alpha-7K;JP2001-272783A;美国专利申请号09/413763(1999.10.7提交);EP 1091249;JP2000-292917A;JP2003-241385A;J.Photopolym.Sci.Technol.14,631(2001);Proceeding of SPIE3333,11(1998);ACS 1998(University ofTexas);JP2001-290274A;JP2001-235863A;JP2001-228612A;Proceeding of SPIE 3999,13(2000);JP 2001-296663A;美国专利申请号09/567814(2000.5.9提交);EP1128213;Proceeding ofSPIE 3049,104(1997);J.Photopolym.Sci.Technol..10,521(1997);JP2001-290274A;JP2001-235863A;JP2001-228612A;Proceeding of SPIE 4345,680(2001);J.Vac.Sci.Technol.B16(6),3716页,1998;Proceeding of SPIE 2724,356(1996);Proceeding of SPIE 4345,67(2001);Proceeding of SPIE 3333,546(1998);Proceeding of SPIE 4345,87(2001);Proceeding ofSPIE 4345,159(2001);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3049,92(1997);Proceeding of SPIE 3999,2(2000);Proceeding of SPIE3999,23(2000);Proceeding of SPIE 3999,54(2000);Proceedingof SPIE 4345,119(2001);
将公开在上述发行物中的配方引入本文中作为参考。可以理解,在所有的引用出版物中描述的聚合物/共聚物和组合物中,本发明的化合物特别适合用作光致潜在的酸。
按照本发明的式I和II化合物在双-层抗蚀剂中适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:Proc.SPIE 4345,361-370(2001),Proc.SPIE 4345,406-416(2001),JP-A-2002-278073,JP-A-2002-30116,JP-A-2002-30118,JP-A-2002-72477,JP-A-2002-348332,JP-A-2003-207896,JP-A-2002-82437,US2003/65101,US2003/64321。
按照本发明的式I和II化合物在多层的抗蚀剂中适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-2003-177540,JP-A-2003-280207,JP-A-2003-149822,JP-A-2003-177544。
为了制作精细的穿孔图式,使用热流工艺或化学收缩技术,即所谓的RELACS(通过化学收缩帮助分辨率增加的平版印刷术)工艺,用于化学放大型抗蚀剂。按照本发明的式I和II化合物在用于热流工艺或RELACS工艺的抗蚀剂中适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-2003-167357,JP-A-2001-337457,JP-A-2003-66626,US2001/53496,Proceeding of SPIE 5039,789(2003),IEDM98,Dig.,333(1998),Proceeding Silicon Technology 11,12(1999)。
按照本发明的式I和II化合物在F2抗蚀剂技术中,即成像步骤使用F2受激准分子激光器(157nm),特别适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物,该聚合物/共聚物在157nm处具有高透明性。适合于这种应用的聚合物的例子是在例如下列中描述的氟聚合物:Proc.SPIE 3999,330-334(2000),Proc.SPIE3999,357-364(2000),Proc.SPIE 4345,273-284(2001),Proc.SPIE4345,285-295(2001),Proc.SPIE 4345,296-307(2001),Proc.SPIE4345,327-334(2001),Proc.SPIE 4345,350-360(2001),Proc.SPIE4345,379-384(2001),Proc.SPIE 4345,385-395(2001),Proc.SPIE4345,417-427(2001),Proc.SPIE 4345,428-438(2001),Proc.SPIE4345,439-447(2001),Proc.SPIE 4345,1048-1055(2001),Proc.SPIE 4345,1066-1072(2001),Proc.SPIE 4690,191-199(2002),Proc.SPIE 4690,200-211(2002),Proc.SPIE 4690,486-496(2002),Proc.SPIE 4690,497-503(2002),Proc.SPIE4690,504-511(2002),Proc.SPIE 4690,522-532(2002),US20020031718,US 20020051938,US 20020055060,US 20020058199,US 20020102490,US 20020146639,US 20030003379,US20030017404,WO 2002021212,WO 2002073316,WO 2003006413,JP-A-2001-296662,JP-A-2001-350263,JP-A-2001-350264,JP-A-2001-350265,JP-A-2001-356480,JP-A-2002-60475,JP-A-2002-90996,JP-A-2002-90997,JP-A-2002-155112,JP-A-2002-155118,JP-A-2002-155119,JP-A-2002-303982,JP-A-2002-327013,JP-A-2002-363222,JP-A-2003-2925,JP-A-2003-15301,JP-A-2003-2925,JP-A-2003-177539,JP-A-2003-192735,JP-A-2002-155115,JP-A-2003-241386,JP-A-2003-255544,US 2003/36016,US 2002/81499。用于F2抗蚀剂的其它合适的聚合物是在例如下列中描述的含硅聚合物:Proc.SPIE 3999,365-374(2000),Proc.SPIE 3999,423-430(2000),Proc.SPIE 4345,319-326(2001),US 20020025495,JP-A-2001-296664,JP-A-2002-179795,JP-A-2003-20335,JP-A-2002-278073,JP-A-2002-55456,JP-A-2002-348332。含有在例如JP-A-2002-196495中描述的(甲基)丙烯腈单体单元的聚合物,同样适合于F2抗蚀剂。
按照本发明的式I和II化合物在EUV抗蚀剂(即成像步骤使用超级紫外线光源(13nm)的技术)中特别适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-2002-55452,JP-A-2003-177537,JP-A-2003-280199,JP-A-2002-323758,US 2002/51932。
按照本发明的式I和II化合物在EB(电子束)或X射线抗蚀剂(即成像步骤使用EB或X射线的技术)中特别适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-2002-99088,JP-A-2002-99089,JP-A-2002-99090,JP-A-2002-244297,JP-A-2003-5355,JP-A-2003-5356,JP-A-2003-162051,JP-A-2002-278068,JP-A-2002-333713,JP-A-2002-31892。
按照本发明的式I和II化合物在用于浸泡平版印刷术的化学放大型抗蚀剂中适合作为光致潜在的酸。在光源和如在下面所述抗蚀剂之间使用液体介质,这种技术可降低抗蚀图形的最小外形尺寸:Proceeding of SPIE 5040,667(2003),Proceeding of SPIE 5040,679(2003),Proceeding of SPIE 5040,690(2003),Proceeding ofSPIE 5040,724(2003)。
按照本发明的式I和II化合物在正和负光敏的聚酰亚胺中适合作为光致潜在的酸。这种技术要求使用特定的聚合物/共聚物。合适的配方与适宜聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-9-127697,JP-A-10-307393,JP-A-10-228110,JP-A-10-186664,JP-A-11-338154,JP-A-11-315141,JP-A-11-202489,JP-A-11-153866,JP-A-11-84653,JP-A-2000-241974,JP-A-2000-221681,JP-A-2000-34348,JP-A-2000-34347,JP-A-2000-34346,JP-A-2000-26603,JP-A-2001-290270,JP-A-2001-281440,JP-A-2001-264980,JP-A-2001-255657,JP-A-2001-214056,JP-A-2001-214055,JP-A-2001-166484,JP-A-2001-147533,JP-A-2001-125267,JP-A-2001-83704,JP-A-2001-66781,JP-A-2001-56559,JP-A-2001-33963,JP-A-2002-356555,JP-A-2002-356554,JP-A-2002-303977,JP-A-2002-284875,JP-A-2002-268221,JP-A-2002-162743,JP-A-2002-122993,JP-A-2002-99084,JP-A-2002-40658,JP-A-2002-37885,JP-A-2003-26919。
将公开在上述发行物中的配方引入本文中作为参考。可以理解,在所有引用的出版物中描述的聚合物/共聚物和组合物中,本发明的化合物特别适合用作光致潜在的酸。
可特有地产生负抗蚀剂的酸敏感的组分,特别是以下化合物,其当通过酸(例如在照射式I或II的化合物期间形成的酸)催化时,能够与本身和/或与一或多种组合物的进一步的组分进行交联反应。这种类型的化合物是,例如,已知的酸可固化的树脂,例如丙烯酸系树脂,聚酯,醇酸树脂,三聚氰胺,脲,环氧和酚醛树脂或其混合物。氨基树脂、酚醛树脂和环氧树脂是非常合适的。这种类型的酸可固化的树脂通常是已知的,如在例如“Ullmann′s Encyclopadie der technischenChemie”[Ullmanns Enceclopedia of Technical Chemistry],第四版,15卷(1978),613-628页中所描述的。基于负抗蚀剂组合物的总固体含量,交联剂组分应该通常以从2至40、优选从5到30重量%的浓度存在。
作为特殊的实施方案,本发明由此包括化学放大型负碱性显像光致抗蚀剂,包括
(a4)作为粘结剂的碱可溶性树脂
(a5)当通过酸催化时,能够与本身和/或与粘结剂进行交联反应的组份,和
(b)作为光敏酸供体的式I或II的磺酸酯衍生物。
组合物的组份(b)可以另外地包括其它光敏的酸供体(b1),其它光敏引发剂(d)和/或(c)其它添加剂。
特别优选作为酸可固化的树脂(a5)的是氨基树脂,例如非醚化或醚化的三聚氰胺、脲、胍或缩二脲树脂,特别是甲基化的三聚氰胺树脂或丁基化三聚氰胺树脂,相应的甘脲和乌龙(urones)。在上下文中的“树脂”,应了解为两种通常技术的混合物,其通常也包括齐聚物,和纯的和高纯度的化合物。N-己(甲氧基甲基)三聚氰胺和四甲氧基甲基glucoril和N,N′-二甲氧基甲基乌龙(urone)是所给予的酸可固化的树脂中最优选的。
在负抗蚀剂中式I或II的化合物的浓度,以组合物的总固体含量为基准,通常从0.1到30、优选至多20重量%。特别优选从1到15重量%。
如果合适的话,负组合物可以包括成膜聚合粘结剂(a4)。这种粘结剂优选碱可溶性酚醛树脂。非常适合这种目的是,例如,衍生自醛和酚的酚醛清漆,醛例如乙醛或糠醛,但特别是来源于甲醛,酚例如未取代的苯酚,单或二-氯取代的苯酚,比如对-氯酚,被C1-C9烷基单或二取代的苯酚,比如邻、间或对甲酚,各种二甲苯酚,对-叔丁基酚,对-壬基酚,对苯基苯酚,间苯二酚,双(4-羟基苯基)甲烷或2,2-双(4-羟基苯基)丙烷。同样合适的是基于乙烯化不饱和苯酚的均聚和共聚物,例如乙烯基-和1-丙烯基-取代酚的均聚物,例如对乙烯基苯酚或对(1-丙烯基)苯酚或这些苯酚与一或多种乙烯化不饱和物质例如苯乙烯的共聚物。粘结剂的量通常应该从30至95重量%,或优选从40到80重量%。
特别优选的负抗蚀剂组合物包括:从0.5至15重量%的式I或II的磺酸酯衍生物(组份(b))、从40至99重量%的酚醛树脂作为粘结剂(组份(a4))例如如上所述的那些、和从0.5到30重量%的三聚氰胺树脂(组份(a5))作为交联剂,百分比与组合物的干物质含量有关。用酚醛清漆或特别是用聚乙烯苯酚作为粘结剂,得到具有特别好的性能的负抗蚀剂。
还可以将可光化学活化的磺酸酯衍生物用作酸产生剂,在负抗蚀剂系统中用于例如聚(缩水甘油基)甲基丙烯酸酯的酸催化交联。这种交联反应例如通过Chae等人在Pollimo 1993,17(3),292中作出了描述。
使用按照本发明的式I和II化合物的负抗蚀剂的合适的配方与合适的聚合物/共聚物的制备,例如公开在下列中:JP-A-2003-43688,JP-A-2003-114531,JP-A-2002-287359,JP-A-2001-255656,JP-A-2001-305727,JP-A-2003-233185,JP-A-2003-186195,US6576394。
正和负抗蚀剂组合物,除式I或II的光敏酸供体化合物之外,还可以包括进一步的光敏酸供体化合物(b1)、进一步的添加剂(c)、其它光敏引发剂(d)和/或敏化剂(e)
因此,本发明的主题还是如上所述的化学放大型抗蚀剂组合物,除组分(a)和(b)、或组分(a1)、(a2)、(a3)和(b)、或组分(a4)、(a5)和(b)之外,还包括进一步的添加剂(c)、进一步的光敏酸供体化合物(b1)、其它光引发剂(d)和/或敏化剂(e)。
在正和负抗蚀剂中,本发明的磺酸酯衍生物还可以与其它已知的光致潜在的酸(b1)例如鎓盐、6-硝基苄基磺酸酯、双磺酰基重氮甲烷化合物、含有氰基的肟磺酸酯化合物等等一起使用。已知用于化学放大型抗蚀剂的光致潜在的酸的例子在US 5731364、US 5800964、EP704762、US 5468589、US 5558971、US 5558976、US 6004724、GB 2348644中并且特别在EP 794457和EP 795786中作出了描述。
如果在按照本发明的抗蚀剂组合物中使用光致潜在的酸的混合物,式I或II的磺酸酯衍生物与另一个光致潜在的酸(b1)在混合物中的重量比,优选为从1∶99到99∶1。
适合在与式I或II的化合物的混合物中使用的光致潜在的酸的例子是
(1)鎓盐化合物,例如:碘鎓盐,锍盐,膦盐,重氮盐,吡啶鎓盐。优选的是二苯基碘鎓三氟甲磺酸盐,二苯基碘鎓嵌二萘磺酸酯,二苯基碘鎓十二烷基苯磺酸盐,三苯基锍三氟甲磺酸盐,三苯基锍六氟代锑酸盐,二苯基碘鎓六氟代锑酸盐,三苯基锍萘磺酸盐,(羟基苯基)苄基甲基锍甲苯磺酸盐等等;碘鎓阳离子还可以是4-甲基苯基-4′-异丁基苯基碘鎓或4-甲基苯基-4′-异丙基苯基碘鎓。特别优选的是三苯基锍三氟甲磺酸盐,二苯基碘鎓六氟代锑酸盐。在下列中描述了其它例子:JP-A-2002-229192,JP-A-2003-140332,JPA-2002-128755,JP-A-2003-355948,JP-A-2003-149800,JP-A-2002-6480,JP-A-2002-116546,JP-A-2002-156750,US6458506,US2003127061,US5554664。
(2)含卤素的化合物
含有卤代烷基的杂环化合物,含有卤代烷基的烃类化合物等等。优选的是(三氯甲基)-s-三嗪衍生物比如苯基-双(三氯甲基)-s-三嗪,甲氧基苯基-双(三氯甲基)-s-三嗪,萘基-双(三氯甲基)-s-三嗪等等;1,1-双(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷;等等。
(3)砜化合物,例如下式
其中Ra和Rb各自独立地是烷基,环烷基或芳基,每个可以具有至少一种取代基,例如,
这些化合物例如在US 2002/0172886-A、JP-A-2003-192665、US2002/9663中公开。更多的例子是β-酮基砜,β-磺酰基砜和它们的α-重氮基衍生物等等。优选的是苯甲酰甲基苯砜,异亚丙基丙酮苯甲酰甲基砜,二(苯磺酰基)甲烷,双(苯磺酰基)重氮甲烷。
(4)磺酸酯化合物,例如
烷基磺酸酯,卤代烷基磺酸酯,芳基磺酸酯,亚氨基(imino)磺酸酯,亚氨基(imido)磺酸酯等等。优选的亚氨基磺酸酯化合物是,例如:N-(三氟甲基磺酰氧基)琥珀酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二酰亚胺,N-(三氟-甲基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)7-氧杂二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,
N-(三氟甲基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)琥珀酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)邻苯二酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)邻苯二酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-二环[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二甲酰亚胺等等。
优选其它合适的磺酸酯化合物是,例如安息香甲苯磺酸酯,焦酚三(三氟甲磺酸酯),焦酚甲磺酸三酯,硝基苄基-9,10-二乙基氧基蒽-2-磺酸酯,α-(4-甲苯-磺酰基氧亚胺)-苄基氰,α-(4-甲苯-磺酰基氧亚胺)-4-甲氧苯甲基氰化物,α-(4-甲苯-磺酰基氧亚胺)-2-噻吩基甲基氰化物,α-(甲烷磺酰基氧亚胺)-1-环己烯基乙腈,α-(丁基磺酰基氧亚胺)-1-环戊烯基乙腈,
(4-甲基磺酰基氧基亚氨基-环己-2,5-二烯基亚基(ylidene))-苯基-乙腈
(5-甲基磺酰基氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-苯基-乙腈,(5-甲基磺酰基氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-丙基磺酰基氧基亚氨基-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-(对-甲苯磺酰基氧亚氨)-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-(10-樟脑磺酰基氧亚胺)-5H-噻吩-2-亚基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-甲基磺酰基氧亚胺-5H-噻吩-2-亚基)-(2-氯-苯基)-乙腈,2,2,2-三氟-1-{4-(3-[4-{2,2,2-三氟-1-(1-丙磺酰基氧亚胺)-乙基)-苯氧基]-丙氧基)-苯基}-乙酮肟1-丙烷磺酸酯,2,2,2-三氟-1-{4-(3-[4-{2,2,2-三氟-1-(1-对-甲苯磺酰基氧亚胺)-乙基}-苯氧基]-丙氧基)-苯基}-乙酮肟1-对-甲苯磺酸酯等等。
在本发明的辐射敏感的树脂组合物中,特别优选的磺酸酯化合物包括焦棓酚甲磺酸三酯,N-(三氟甲基磺酰基氧基)二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰基氧基)-二环[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二甲酰亚胺,N-(莰基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(2-三氟甲基-苯基磺酰基氧基)邻苯二酰亚胺等等。
(5)醌二叠氮盐化合物,例如
聚羟基化合物的1,2-醌二叠氮磺酸酯化合物。优选的是具有下列基团的化合物:1,2-醌二叠氮磺酰基,例如1,2-苯并醌二叠氮化物-4-磺酰基、1,2-萘并醌二叠氮化物-4-磺酰基、1,2-萘并醌二叠氮化物-5-磺酰基、1,2-萘并醌二叠氮化物-6-磺酰基等等。特别优选的是具有1,2-萘并醌二叠氮化物-4-磺酰基或1,2-萘并醌二叠氮化物-5-磺酰基的化合物。特别合适的是(聚)羟基苯基芳基酮类例如2,3,4-三羟基二苯甲酮,2,4,6-三羟基二苯甲酮,2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮,2,2′,3,4-四羟基二苯甲酮,2,3,4,4′-四羟基二苯甲酮,2,2′,4,4′-四羟基二苯甲酮2,2′,3,4,4′-五羟基二苯甲酮,2,2′,3,2,6′-五羟基二苯甲酮,2,3,3′,4,4′,5′-六羟基二苯甲酮,2,3′,4,4′,5′,6-六羟基二苯甲酮等等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;双[(聚)羟基苯基]烷烃比如双(4-羟基苯基)乙烷,双(2,4-二羟苯基)乙烷,2,2-双(4-羟基苯基)丙烷,2,2-双(2,4-二羟苯基)丙烷,2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷等等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;(聚)羟基苯基烷烃例如4,4′-二羟基三苯基-甲烷,4,4′,4″-三羟基三苯基甲烷,4,4′5,5′-四甲基-2,2′,2″-三羟基三苯基-甲烷,2,2,5,5′-四甲基-4,4′,4″-三羟基三苯基甲烷,1,1,1-三(4-羟基苯基)乙烷,1,1-双(4-羟基苯基)-1-苯乙烷,1,1-双(4-羟基苯基)-1-(4-[1-(羟基苯基)-1-甲基乙基]苯基)乙烷等等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;(聚)羟基苯基黄烷例如2,4,4-三甲基-2′,4′,7-三羟基-2-苯基黄烷,2,4,4-三甲基-2′,4′,5′,6,7-五羟基-2-苯基黄烷等等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯。
适合在与按照本发明化合物的混合物中使用的光致潜在的酸的其它例子,在JP-A-2003-43678,JP-A-2003-5372,JP-A-2003-43677,JP-A-2002-357904,JP-A-2002-229192中作出了描述。
本发明的正和负光致抗蚀剂组合物可以任选地含有一或多种通常在光致抗蚀剂中使用的、本领域技术人员已知的通常数量的添加剂(c),例如染料,颜料,增塑剂,表面活性剂,流动改进剂,润湿剂,增粘剂,触变剂,着色剂,填料,溶解性促进剂,酸增强剂,光敏剂和有机碱性化合物。
可被用于本发明的抗蚀剂组合物的有机碱性化合物的进一步例子是比苯酚更强的碱,特别是含氮碱性化合物。这些化合物可以是离子的,例如,四烷基铵盐或非离子的。优选的有机碱性化合物是每个分子具有两个或多个具有不同化学环境的氮原子的含氮碱性化合物。特别优选的是含有至少一个取代或未取代的氨基和至少一个含氮环状结构的化合物,并且化合物具有至少一个烷基氨基基团。这种优选的化合物的例子包括胍,氨基吡啶,氨基烷基吡啶,氨基吡咯烷,吲唑,咪唑,吡唑,吡嗪,嘧啶,嘌呤,咪唑啉,二氢吡唑,哌嗪,氨基吗啉,和氨基烷基吗啉。合适的是未取代的化合物或其取代的衍生物。优选的取代基包括氨基,氨基烷基,烷基氨基,氨基芳基,芳氨基,烷基烷氧基,酰基酰氧基芳基,芳氧基,硝基,羟基,和氰基。特别优选的有机碱性化合物的具体例子包括胍,1,1-二甲基-胍,1,1,3,3-四甲基胍,2-氨基吡啶,3-氨基吡啶,4-氨基吡啶,2-二甲基氨基吡啶,4-二甲基氨基吡啶,2-二乙基氨基吡啶,2-(氨甲基)吡啶,2-氨基-3-甲基吡啶,2-氨基-4-甲基吡啶,2-氨基-5-甲基吡啶,2-氨基-6-甲基吡啶,3-氨基乙基吡啶,4-氨基乙基吡啶,3-氨基吡咯烷,哌嗪,N-(2-氨乙基)哌嗪,N-(2-氨乙基)哌啶,4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-哌啶子基哌啶,2-亚氨基哌啶,1-(2-氨基乙基)吡咯烷,吡唑,3-氨基-5-甲基吡唑,5-氨基-3-甲基-1-对-甲苯基吡唑,吡嗪,2-(氨基甲基)-5-甲基吡嗪,嘧啶,2,4-二氨基嘧啶,4,6-二羟基嘧啶,2-二氢吡唑,3-二氢吡唑,N-氨基吗啉,和N-(2-氨乙基)吗啉。
在下列文献中描述了其它合适的有机碱性化合物的例子:DE4408318,US5609989,US 5556734,EP762207,DE 4306069,EP 611998,EP 813113,EP 611998,和US 5498506,JP-A-2003-43677,JP-A-2003-43678,JP-A-2002-226470,JP-A-2002-363146,JP-A-2002-363148,JP-A-2002-363152,JP-A-2003-98672,JP-A-2003-122013,JP-A-2002-341522。然而,在本发明中合适的有机碱性化合物不局限于这些例子。
可以单独或两个或多个联合使用含氮碱性化合物。含氮碱性化合物的加入数量,每100重量份数的感光树脂组合物(不包括溶剂),通常从0.001至10重量份数,优选从0.01到5重量份数。如果其数量小于0.001重量份数,不能得到本发明的效果。另一方面,如果超过10重量份数,在未曝光的部分易于引起敏感性降低和显像能力削弱。
组合物可以进一步含有在光化辐射下分解的碱性有机化合物(“自毁碱”),例如在EP 710885,US5663035,US 5595855,US 5525453和EP 611998中所描述的。
适合于本发明的组合物的染料(c)的例子是:油溶性染料和碱性染料,例如油溶黄#101,油溶黄#103,油溶粉红#312,油溶绿BG,油蓝BOS,油蓝#603,石油炭黑BY,石油炭黑BS,石油炭黑T-505(所有这些都是Orient Chemical Industries Ltd.,Japan制备的),结晶紫(CI42555),甲基紫(CI 42535),若丹明B(CI 45170B),孔雀绿(CI42000)和亚甲基蓝(CI52015)。
可以进一步加入光谱敏化剂(e),以敏化光潜在的酸,在比远紫外线波长更长的区域显示出吸收,由此可以例如使本发明的光敏组合物变得对于i-系或g-系辐射敏感。合适的光谱敏化剂的例子包括:二苯甲酮,p,p′-四甲基二氨基二苯甲酮,p,p′-四乙基乙基氨基二苯甲酮,噻吨酮,2-氯噻吨酮,蒽酮,嵌二萘,苝,吩噻嗪,苯偶酰,吖啶橙,苯并黄素,cetoflavin T,9,10-二苯基蒽,9-芴酮,苯乙酮,菲,2-硝基芴,5-硝基苊,苯并醌,2-氯-4-硝基苯胺,N-乙酰基-对硝基苯胺,对硝基苯胺,N-乙酰基-4-硝基-1-萘胺,苦酰胺,蒽醌,2-乙基蒽醌,2-叔丁基蒽醌,1,2-苯并蒽醌,3-甲基-1,3-二氮杂-1,9-苯并蒽酮,二亚苄基丙酮,1,2-萘醌,3-酰基香豆素衍生物,3,3′-羰基-二(5,7-二甲氧基羰基香豆素),3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉,曙红,若丹明,赤藓红,和六苯并苯。然而,合适的光谱敏化剂不局限于这些例子。
还可使用这些光谱敏化剂作为光吸收剂,用于吸收光源发出的远紫外线。在这种情况下,光吸收剂降低了源于底物的光反射并减轻了在抗蚀剂膜之内的多重反射的影响,从而削弱了驻波的效果。
进一步合适的添加剂(c)是“酸增强剂”,其是促进酸的形成或提高酸浓度的化合物。还可以将这种化合物与按照本发明的式I或II磺酸酯衍生物组合,用于正或负抗蚀剂中、或用于成像系统中、以及用在所有的涂布应用中。这种酸增强剂例如在下列中作出了描述:Arimitsu,K.等人,J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,43页;Kudo,K.等人,J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,45页;tchimura,K.等人,Chem:Letters 1995,551页。
改进抗蚀剂特性例如分辨率、图形分布、工艺范围、谱线边缘粗糙度、稳定性的其它添加剂(c),在下列中作出了描述:JP-A-2002-122992,JP-A-2002-303986,JP-A-2002-278071,JP-A-2003-57827,JP-A-2003-140348,JP-A-2002-6495,JP-A-2002-23374,JP-A-2002-90987,JP-A-2002-91004,JP-A-2002-131913,JP-A-2002-131916,JP-A-2002-214768,JP-A-2001-318464,JP-A-2001-330947,JP-A-2003-57815,JP-A-2003-280200,JP-A-2002-287362,JP-A-2001-343750。这种化合物还可以在与正或负抗蚀剂中使用与按照本发明的式I或II的磺酸酯衍生物组合使用。
为了应用于本发明的光敏组合物的底物,通常将组合物溶于合适的溶剂中。这些溶剂的优选的例子包括:二氯化乙烯,环己酮,环戊酮,2-庚酮,γ-丁内酯,甲基乙基酮,乙二醇单甲醚,乙二醇单乙醚,2-甲氧基乙基醋酸酯,乙酸2-乙氧乙酯,2-乙氧基乙醇,二乙基乙二醇二甲醚,乙二醇单乙醚乙酸酯,丙二醇单甲醚,丙二醇单甲醚醋酸酯,甲苯,乙酸乙酯,乙酸丁酯,乳酸甲酯,乳酸乙酯,甲氧基丙酸甲酯,乙氧基丙酸乙酯,丙酮酸甲酯,丙酮酸乙酯,丙酮酸丙酯,N,N-二甲基甲酰胺,二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮,和四氢呋喃。这些溶剂可以单独或作为混合物使用。溶剂的优选例子是酯,例如2-甲氧基乙基醋酸酯,乙二醇单乙醚乙酸酯,丙二醇单甲醚醋酸酯,甲氧基丙酸甲酯,乙氧基丙酸乙酯和乳酸乙酯。使用这种溶剂具有以下优点,即按照本发明的式I或II表示的磺酸酯衍生物与其具有良好的相容性,并在其中具有较好的溶解性。
可以将表面活性剂加入到溶剂中。合适的表面活性剂的例子包括非离子型表面活性剂,比如聚氧乙烯烷基醚,例如聚氧化乙烯月桂基醚,聚氧化乙烯硬脂酰醚,聚氧化乙烯乙酰基醚,和聚氧化乙烯油酰基醚;聚氧化乙烯烷基芳基醚,例如聚氧化乙烯,辛基酚醚和聚氧化乙烯壬基酚醚;聚氧化乙烯/聚氧化丙烯嵌段共聚物,脱水山梨醇/脂肪酸酯,例如脱水山梨醇单月桂酸酯,脱水山梨醇单棕榈酸酯,脱水山梨醇单硬脂酸酯,脱水山梨醇单油酸酯,脱水山梨醇三油酸酯;含氟表面活性剂例如F-top EF301,EF303和EF352(由New Akita ChemicalCompany,Japan生产)。Megafac F171和F17.3(由Dainippon Ink&Chemicals,Inc,.Japan生产),Fluorad FC 430和FC431(由Sumitomo3MLtd.,Japan生产),Asahi Guard AG710和Surflon S-382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,和SC106(由Asahi Grass Col,Ltd.,Japan生产);有机硅氧烷聚合物KP341(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.,Japan生产);和丙烯酸类或甲基丙烯酸(共)聚合物Poly-flowNow.75和NO.95(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.,Japan生产)。其它例子在JP-A-2001-318459、JP-A-2002-6483中作出了描述。表面活性剂的加入量通常是,每100重量份数的本发明组合物的固体组分中含有2重量份数或更低,最好是0.5重量份数或更低。可以单独或与两个或多个组合加入表面活性剂。
借助于已知的涂敷法例如旋转涂布、浸泡、刮涂法、幕涂技术、刷子涂覆、喷射和滚涂,将溶液均匀地施加到底物上。还可以将光敏层施用于一个临时的柔性支架上,然后通过涂布转换(层压)涂布最终的底物。
施用的数量(涂层厚度)和底物(涂布基材)的性质取决于所需要的应用领域。涂层厚度的范围原则上可以包括从大约0.01μm到100μm以上的值。
涂布操作后,通常通过加热除去溶剂,在底物上产生光致抗蚀剂层。当然干燥温度必须比抗蚀剂某些组分可以反应或分解的温度低。通常,干燥温度在60至160℃的范围。
然后将抗蚀剂涂层以成像方式照射。措词“以成像方式照射”,包括使用光化学辐射在预定图形中照射,即通过含有预定图形例如透明物体的掩模、铬掩模或十字线的掩模照射、和例如在电脑控制下使用激光束或电子束照射直接写到抗蚀剂表面上,并由此产生图像。产生图象的另一种方式是通过两种光线或图像的干涉,例如在全息应用中所使用的那样。还可以使用由液态结晶制作的掩模版生成数字式图像,该液态结晶可以逐像素地定位,正如例如由A.Bertsch;J.Y.Jezequel;J.C.Andre在Journal of Photochemistry andPhotobiology A:Chemistry 1997,107 275-281页中和由K.P.Nicolay在Offset Printing 1997,6,34-37页中所描述的。
照射后,如果需要的话,进行热处理,使用显影剂、以本身已知的方式除去照射位点(在正抗蚀剂情况下)或非照射位点(在负抗蚀剂情况下)的组合物。
为了促进催化反应,并由此使显影剂中抗蚀剂涂层的照射和未照射部分之间的溶解性产生足够的差别,优选将涂层在显影之前加热。加热还可以在照射期间进行或开始。优选使用从60到160℃的温度。时间取决于加热方法并且,如果需要的话,最佳时期可以通过本领域技术人员、借助于一些常规实验很容易地测定。通常是从几秒钟到几分钟。例如,当使用扁平烤盘时,从10至300秒钟的时间是非常合适的,当使用对流加热炉时,从1到30分钟。在此工艺操作条件下,对于按照本发明的潜在的酸供体很重要的是在抗蚀剂上未经照射的位点是稳定的。
然后将涂层显像,除去照射后更易溶于显影剂中的涂层部分。如果需要的话,轻微搅拌工作件、轻柔刷涂显影剂槽中的涂层或喷射显像可以加快该工艺步骤。通常在抗蚀剂技术中可以使用含水碱性显影液例如用于显像。这种显影剂包括,例如:氢氧化钠或钾,相应的碳酸盐,碳酸氢盐,硅酸盐或偏硅酸盐,但优选不含金属的碱,比如氨或胺,例如乙胺,正丙胺,二乙胺,二正丙胺,三乙胺,甲基二乙胺,烷醇胺,例如二甲基乙醇胺,三乙醇胺,季铵盐氢氧化物,例如氢氧化四甲铵或氢氧化四乙铵。显影液一般至多是0.5N,但通常在使用之前以合适的方式稀释。例如具有大约0.1-0.3的正态分布的溶液是较适合的。显影剂的选择取决于可光致固化的表面涂层的性质,特别是取决于所使用的粘结剂或产生的光解作用产物的性质。含水显影液还可以,如果需要的话,包括相对小的数量的润湿剂和/或有机溶剂。可以加入到显影剂液体中的典型的有机溶剂是,例如,环己酮,2-乙氧基乙醇,甲苯,丙酮,异丙醇以及两种或多种的这些溶剂的混合物。典型的含水/有机显影剂系统基于乙二醇二丁醚RTM/水。
本发明的主题也是通过下列步骤制备光致抗蚀剂的方法:
(1)将如上所述的组合物施加至底物上;
(2)施用后,在60℃和160℃之间的温度下烘干组合物;
(3)用波长在10nm和1500nm之间的光进行成像方式照射;
(4)任选地在曝光后在60℃和160℃之间的温度下将组合物烘干;和
(5)用溶剂或用含水的碱性显影液显像。
优选的方法是,其中在从150至450nm的波长范围、特别在从190至260nm的范围,用单色或多色辐射进行以成像方式的照射。
可在所有的底物上、并用所有对于本领域技术人员已知的曝光技术使用光致抗蚀剂组合物。例如,可使用半导体底物,比如硅,砷化镓,锗,锑化铟;此外用氧化物或氮化物层覆盖的底物,例如二氧化硅,氮化硅,氮化钛,硅氧烷,以及金属底物和具有例如铝、铜、钨等等金属的金属镀层底物。在用光致抗蚀剂涂布之前,底物还可以用聚合材料涂布,例如用有机防反射涂层,绝缘层和源于聚合材料的绝缘漆涂布。
光致抗蚀剂层可以通过所有普通的技术来曝光,例如直接照射,即在步骤中使用激光束或投影平版印刷术,并重复这种方式或扫描方式,或利用通过掩模版的接触晒印法。
在投影平版印刷术的情况下,可使用各种各样的光学条件,例如连贯的、部分连贯的或不连贯的照射。包括轴外发光技术,例如环形发光和四极发光,其中使辐射仅仅通过透镜的某些区域,不包括透镜中心。
用于复制图象的掩模版可以是硬的掩模版或柔韧性掩模版。掩模版可以包括透明的、半透明的和不透明的图形。为了修饰通过掩模版后的照射的空间影象、亮度和相位调制,图形尺寸也可以包括等于或低于投影光学的分辨极限并以某种方法安放在掩模版上的图形。这包括相位移掩模版和半色调相位移掩模版。
可使用光致抗蚀剂组合物的图形化工艺,生成任何所需要的几何和形状的图形,例如密集的和分离的线,接触的孔、沟、点等等。
按照本发明的光致抗蚀剂具有出色的平板印刷性能,特别对于成像辐射具有高敏感性和高抗蚀剂透明度。
使用按照本发明的组合物的可能的领域如下:用作电子学的光致抗蚀剂,例如抗刻蚀剂,离子植入抗蚀剂,电镀抗蚀剂或阻焊剂,集成电路或薄膜晶体管(TFT)生产的抗蚀剂;印刷版的制作,例如胶印版或网目印刷模版,在模具的蚀刻中使用或在各种应用中使用的立体光刻或全息技术中使用,例如,在J.Photochem.Photobio.A,158,163(2003),Chem.Mater.14,3656(2002)中描述的3D光信息存储器中。
按照本发明的组合物也适合于制作内金属介电层、缓冲层、半导体元件的钝化涂布和适合于制作光电子学的导波器。对于MEMS(微电子机械系统)的应用,可使用按照本发明组合物作为抗腐蚀剂、材料沉淀的模型和元件本身的三维物体。涂布底物和工艺操作条件相应地改变。在US6391523中描述了该例子。
按照本发明的组合物也显著地适合作为所有形式的底物的涂布组合物,这些底物包括木材,纺织品,纸张,陶瓷,玻璃,塑料,例如聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃或纤维素乙酸酯,特别是以膜的形式,但特别用于涂布金属,例如Ni,Fe,Zn,Mg,Co或特别是Cu和Al,以及Si,氧化硅或氮化硅,对于这些类型,图像是通过以成像方式照射来施加的。
本发明也涉及在组合物中使用式I或II的化合物作为光致潜在的酸供体,该组合物在酸作用下可以交联,和/或在组合物中用作溶解增强剂,其中在酸作用下溶解性提高。
本发明的主题进一步是将在酸作用下可以交联的化合物交联的方法,该方法包括向以上所述的化合物中加入式I或II的化合物,并以成像方式照射或用波长10-1500nm的光照射全部面积。
本发明还涉及在表面涂层、印刷墨、印刷版、牙用组合物、滤光片、抗蚀剂或图像录制材料、或用于记录全息图像的图像录制材料的制备中使用式I或II的化合物作为光敏的酸供体,以及涉及一种表面涂层、印刷墨、印刷版、牙用组合物、滤光片、抗蚀剂、图像录制材料、或用于记录全息图像的图像录制材料、或光学信息贮存的制备方法。
此外,本发明的主题是,在滤光片或化学放大型抗蚀剂材料的制备中使用式I或II的化合物作为光敏的酸供体;以及涉及制备滤光片或化学放大型抗蚀剂材料的方法。
本发明进一步涉及一种通过提供红色、绿色和蓝色像素和黑色基质制备的彩色滤光片,所有这些包括在透明底物上的感光树脂和颜料和/或着色剂,并在底物的表面上或彩色滤光片层的表面上提供透明电极,其中所述感光树脂包括作为光敏酸供体的按照权利要求1的式I或II化合物。
本领域技术人员了解提供色素的合适的颜料或着色剂,以及黑色基质和相应的合适树脂,例如在下列中所示:JP-A-9-203806,JP-A-10-282650,JP-A-10-333334,JP-A-11-194494,JP-A-10-203037,JP-A-2003-5371。
正如上面所述,在光致交联的组合物中,磺酸酯衍生物起潜在的固化催化剂的作用:当用光照射时,它们释放催化交联反应的酸。另外,通过照射释放的酸可以例如从聚合物结构中催化除去合适的酸-敏感性保护基,或将聚合物骨架中含有酸-敏感性基团的聚合物裂解。其它应用是,例如,基于颜料(例如,通过酸敏感性保护基保护的颜料)的pH值或溶解性改变的变色系统。
当化合物与当pH值改变时而颜色改变的着色剂一起使用时,还可以使用按照本发明的磺酸酯衍生物制作所谓的“印出”图像,例如在JP Hei 4328552-A或在US 5237059中所描述的。还可按照EP 199672使用这种变色系统,以监控对热或辐射敏感的物质。
除变色之外,在酸催化的、易溶性颜料分子的脱保护期间(例如在EP 648770,EP 648817和EP 742255中所描述的),将颜料晶体沉淀是可能的;当潜在的色素前体物的颜色不同于沉淀的颜料晶体时,可将此用于制作滤光片,例如在EP 654711中所描述的,或印出成像和标记应用。
可使用磺酸酯衍生物与pH值敏感型着色剂或潜在颜料混合的组合物,作为电磁辐射例如γ辐射,电子束,UV或可见光的显示剂,或简单的抛弃型剂量计。特别是对于人眼看不见的光,像UV或IR-光,这种剂量计使人很感兴趣。
最后,可以通过光诱导转化成为游离酸,使微溶在含水的碱性显影液中的磺酸酯衍生物溶于显影剂中,结果它们可与合适的成膜性树脂联用作为溶解性增强剂。
可以通过酸催化交联的和相应地通过按照本发明的式I或II的光致潜在的酸交联的树脂是,例如,多官能醇或含有羟基的丙烯酸类和聚酯类树脂、或部分水解的聚乙烯乙醛或聚乙烯醇与多官能团的缩醛衍生物的混合物。在一定条件下,例如缩醛官能化的树脂的酸催化自缩合也是可能的。
合适的酸可固化的树脂通常是所有的、可以通过酸催化剂促进固化的树脂,例如氨基塑料或酚的酚醛树酯。这些树脂是例如三聚氰胺,脲,环氧,酚的,丙烯酸类,聚酯和醇酸树脂,但特别是丙烯酸类、聚酯或醇酸树脂与三聚氰胺树脂的混合物。也包括改性的表面涂布树脂,例如丙烯酸改性的聚酯和醇酸树脂。由措词丙烯酸类、聚酯和醇酸树脂所涵盖的树脂的个体类型的例子在例如下列中作出了描述:Wagner,Sarx,Lackkunstharze(Munich,1971),86-123页和229-238页,或在Ullmann,Encyclopadie der techn.Chemie,第4版,15卷(1978),613-628页,或Ullmann′s Encyclopedia of IndustrialChemistry,Veriag Chemie,1991,18卷,360ff页.,A19卷,371ff页..
按照本发明的式I和II的化合物释放强酸,因此也适合于固化环氧树脂。
例如,使用所有通常的环氧化物,例如芳族、脂肪族或环脂烃类环氧树脂是允许的。这些是在分子中具有至少一个、优选至少两个环氧基的化合物。其例子是脂肪族或环脂族二醇或多元醇的缩水甘油醚和β-甲基缩水甘油醚,例如乙二醇、丙烷-1,2-二醇、丙烷-1,3-二醇、丁烷-1,4-二醇、二乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、三羟甲基丙烷或1,4-二甲基醇环己烷的,或2,2-双(4-羟基环己基)丙烷和N,N-双(2-羟乙基)苯胺的缩水甘油醚和β-甲基缩水甘油醚;二-和聚苯酚的缩水甘油醚,例如间苯二酚的、4,4′-二羟苯基-2,2-丙烷的、酚醛清漆的或1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷的缩水甘油醚。其例子包括苯基缩水甘油醚,对-叔丁基缩水甘油醚,邻-icresyl缩水甘油醚,聚四氢呋喃缩水甘油醚,正丁基缩水甘油醚,2-乙基己基缩水甘油醚,C12/15烷基缩水甘油醚和环己烷二甲醇二缩水甘油醚。进一步的例子包括N-缩水甘油基化合物,例如乙撑脲、1,3-亚丙基脲或5-二甲基-乙内酰脲的缩水甘油基化合物,或4,4′-亚甲基-5,5′-四甲基二乙内酰脲的缩水甘油基化合物,或化合物例如三缩水甘油基异氰脲酸酯。
缩水甘油醚组分的进一步例子是,例如,通过多元酚与过量的氯乙醇例如表氯乙醇反应得到的多元酚的缩水甘油醚(例如2,2-双(2,3-环氧丙氧基苯酚)丙烷的缩水甘油醚)。与本发明有关的可使用的缩水甘油醚环氧化物的进一步例子在例如US 3 018 262和在Lee和Neville的“Handbook of Epoxy Resins”,McGraw-Hill Book Co.,NewYork(1967)中作出了描述。
还有许多可商业购买的合适的缩水甘油醚环氧化物,例如,甲基丙烯酸缩水甘油酯,双酚A的二缩水甘油醚,例如可商业获得的、商品名为EPON 828,EPON 825,EPON 1004和EPON 1010(Shell)的那些;DER-331,DER-332和DER-334(Dow Chemical);苯酚甲醛酚醛清漆的1,4-丁二醇二缩水甘油醚,例如DEN-431,DEN-438(Dow Chemical);和间苯二酚二缩水甘油醚;烷基缩水甘油醚,例如C8-C10缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 7,C12-C14缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier8,丁基缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 61,甲苯基缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 62,对叔丁基苯基缩水甘油醚,例如HELOXYModifier 65,多官能团的缩水甘油醚,例如1,4-丁二醇的二缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 67,新戊二醇的二缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 68,环己烷二甲醇的二缩水甘油醚,例如HELOXYModifier 107,三羟甲基乙烷三缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier44,三羟甲基丙烷三缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier 48,脂肪族多元醇的聚缩水甘油醚,例如HELOXY Modifier84(所有的HELOXY缩水甘油醚是从Shell获得的)。
同样合适的是包括丙烯酸酯的共聚物的缩水甘油醚,例如,苯乙烯-甲基丙烯酸缩水甘油酯或甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸缩水甘油酯。其例子包括1∶1的苯乙烯/甲基丙烯酸缩水甘油酯,1∶1的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸缩水甘油酯,62.5∶24∶13.5的甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸乙酯/甲基丙烯酸缩水甘油酯。
缩水甘油醚化合物的聚合物也可以,例如,包括其它官能团,只要这些官能团不削弱固化。
其它可从Ciba Specialty Chemicals商业购买的缩水甘油醚化合物,是多官能团的液体和固体酚醛清漆缩水甘油醚树脂,例如PY307,EPN1179,EPN1180,EPN1182和ECN 9699。
应理解,也可以使用不同的缩水甘油醚化合物的混合物。
缩水甘油醚是,例如,式X的化合物:
其中
x是从1到6的数;和
R50是一到六价的烷基或芳基。
优选,例如,是式X的缩水甘油醚化合物:
其中
x是数字1,2或3;和
当x=1时,R50是未取代的或C1-C12烷基取代的苯基、萘基、蒽基、联苯基、C1-C20烷基,或被一个或多个氧原子间隔的C2-C20烷基,或当x=2时,R50是1,3-亚苯基,1,4-亚苯基,C6-C10环亚烷基,未取代的或卤素取代的C1-C40亚烷基、被一个或多个氧原子间隔的C2-C40亚烷基,或基团
或
当x=3时,R50是基团
y是从1到10的数字;和
R60是C1-C20亚烷基,氧或
缩水甘油醚是,例如,式Xa的化合物:
其中
R70是未取代的或C1-C12烷基取代的苯基;萘基;蒽基;联苯基;C1-C20烷基,被一个或多个氧原子间隔的C2-C20烷基;或下式基团
R50是亚苯基,C1-C20亚烷基,被一个或多个氧原子间隔的C2-C20亚烷基,或基团
R60是C1-C20亚烷基或氧。
优选是式Xb的缩水甘油醚化合物:
其中
R50是亚苯基,C1-C20亚烷基,被一个或多个氧原子间隔的C2-C20亚烷基,或基团
和
R60是C1-C20亚烷基或氧。
进一步的例子是:通过每分子中含有至少两个游离醇和/或酚羟基的化合物,在碱性条件下,或者在酸催化剂的存在下与合适的表氯乙醇反应并随后进行碱处理得到的聚缩水甘油醚和聚(β-甲基缩水甘油基)醚。也可以使用不同的多元醇的混合物。
这样的醚可以用聚(表氯乙醇),由脂肪族的醇类制备,例如乙二醇,二乙二醇和高级的聚(环氧乙烷)乙二醇,丙烷-1,2-二醇和聚(氧基亚丙基)乙二醇,丙烷-1,3-二醇,丁烷-1,4-二醇,聚(氧基四亚甲基)乙二醇,戊烷-1,5-二醇,己烷-1,6-二醇,己烷-2,4,6-三醇,甘油,1,1,1-三甲基醇-丙烷,季戊四醇和山梨糖醇,由环脂族的醇类制备,例如1,3-环己二醇,对环己二醇,双(4-羟基环己基)甲烷,2,2-双(4-羟基环己基)丙烷和1,1-双(羟甲基)环己-3-烯,和由具有芳基核的醇类制备,例如N,N-双(2-羟乙基)苯胺和p,p′-双(2-羟基乙胺基)二苯甲烷。它们还可以由单核的苯酚制备,例如间苯二酚和对苯二酚,和由多环的苯酚制备,例如双(4-羟基苯基)甲烷,4,4-二羟基二苯基,双(4-羟基苯基)砜,1,1,2,2-四(4-羟基苯基)乙烷,2,2-双(4-羟基苯基)-丙烷(双酚A)和2,2-双(3,5-二溴-4-羟基苯基)丙烷。
适合于聚缩水甘油醚和聚(β-甲基缩水甘油基)醚的制备的进一步的羟基化合物是:通过醛例如甲醛、乙醛、三氯乙醛和糠醛与酚例如苯酚、邻甲酚、间甲酚、对甲酚、3,5-二甲苯酚、4-氯酚和4-叔丁基酚的缩合得到的酚醛清漆。
可以例如通过表氯乙醇与含有至少两个氨基氢原子的胺例如苯胺、正丁胺、双(4-氨基苯基)甲烷、双(4-氨基苯基)-丙烷、双(4-甲基氨基苯基)甲烷和双(4-氨基苯基)醚、砜和亚砜的反应产物脱氯化氢,得到聚(N-缩水甘油基)化合物。进一步合适的聚(N-缩水甘油基)化合物包括三缩水甘油基异氰脲酸酯,和环状的亚烷基脲的N,N′-二缩水甘油衍生物,例如乙撑脲和1,3-亚丙基脲,和乙内酰脲,例如,5,5-二甲基乙内酰脲。
聚(S-缩水甘油基)化合物也是合适的。其例子包括二硫醇基化物例如乙烷-1,2-二硫醇化物和双(4-巯基甲基苯基)醚的二-s-缩水甘油基衍生物。
也可以考虑其中缩水甘油基或β-甲基缩水甘油基键合到不同类型的杂原子上的环氧树脂,例如4-氨基苯酚的N,N,O-三缩水甘油基衍生物,水杨酸或对羟基苯甲酸的缩水甘油醚/缩水甘油基酯,N-缩水甘油基-N′-(2-缩水甘油基氧基丙基)-5,5-二甲基-乙内酰脲和2-缩水甘油基氧基-1,3-双(5,5-二甲基-1-缩水甘油基乙内酰脲-3-基)丙烷。
优选的是双酚的二缩水甘油醚。其例子包括双酚A的二缩水甘油醚,例如来源于Ciba Specialty Chemicals的ARALDIT GY 250,双酚F的二缩水甘油醚和双酚S的二缩水甘油醚。特别优选的是双酚A的二-缩水甘油醚。
具有技术重要性的其它的缩水甘油基化合物是羧酸的缩水甘油基酯,特别是二-和聚羧酸。其例子是琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、邻苯二甲酸、对苯二甲酸、四和六氢邻苯二甲酸、异苯二酸或偏苯三酸的缩水甘油基酯,或二聚脂肪酸的缩水甘油基酯。
不是缩水甘油基化合物的聚环氧化物的例子是:乙烯基-环己烷和二环戊二烯的环氧化物,3-(3′,4′-环氧环己基)-8,9-环氧-2,4-二氧杂螺-[5.5]十一烷,3,4-环氧环己烷羧酸的3′,4′-环氧环己基甲基酯,(3,4-环氧环己基-甲基3,4-环氧环己烷羧酸酯),丁二烯双环氧化物或异戊二烯二环氧化物,环氧化亚油酸衍生物或环氧化聚丁二烯。
进一步合适的环氧化合物是:例如,苎烯一氧化物,环氧化大豆油,双酚-A和双酚-F环氧树脂,例如,AralditGY 250(A),AralditGY282(F),AraiditGY 285(F)(Ciba Specialty Chemicals),和含有环氧基的可光致固化的硅氧烷。
进一步合适的阳离子(cationically)可聚合的或可交联的组分,也可以例如在美国专利说明书3117099、4299938和4339567中发现。
在脂肪族环氧化物中,特别合适的是具有包括10,12,14或16个碳原子的直链的单官能的α-烯烃环氧化物。
因为现在许多不同的环氧化合物是可商业购买的,粘结剂的性能可以在很大程度上改变。一种可能的变化是,例如根据打算使用的组合物,使用不同的环氧化合物的混合物并加入增韧剂和反应性的稀释剂。
可以用溶剂稀释环氧树脂以便于应用,例如当应用受到喷射的影响时,但优选在没有溶剂的状态下使用环氧化合物。可以对在室温下是粘稠至固体的树脂加热。
在涂布应用中,表面涂层优选包括氨基树脂。其例子是醚化或非醚化的三聚氰胺、脲、胍或缩二脲树脂。在固化包含醚化氨基树脂的表面涂层中,例如甲基化或丁基化的三聚氰胺树脂(N-甲氧基甲基-或N-丁氧基甲基-三聚氰胺)或甲基化/丁基化的甘脲,酸催化是特别重要的。其它树脂组合物的例子是多官能醇或含有羟基的丙烯酸类和聚酯类树脂、或部分水解的聚醋酸乙烯酯或聚乙烯醇与多官能团的二氢丙烷(dihydropropanyl)衍生物例如3,4-二氢-2H-吡喃-2-甲酸的衍生物的混合物。还可以使用酸催化进行聚硅氧烷的交联。这些含有硅氧烷基团的树脂可以例如,借助于酸催化的水解进行自缩合作用,或与树脂的第二种组份例如多官能醇、含有羟基的丙烯酸类或聚酯类树脂、部分水解的聚乙烯缩醛或聚乙烯醇相交联。这类聚硅氧烷的缩聚反应例如描述在下列中:J.J.Lebrun,H.Pode,ComprehensivePolymer Science,第5卷,593页,Pergamon Press,Oxford,1989。其它适合于制备表面涂层的阳离子的(cationically)可聚合材料是:通过阳离子的机理可聚合的、乙烯化不饱和化合物,例如乙烯醚,例如乙烯甲醚,异丁基乙烯基醚,三羟甲基丙烷三乙烯基醚,乙二醇二乙烯基醚;环状的乙烯醚,例如3,4-二氢-2-甲酰基-2H-吡喃(二聚的丙烯醛)或2-羟甲基-3,4-二氢-2H-吡喃的3,4-二氢-2H-吡喃-2-甲酸酯;乙烯基酯,例如醋酸乙烯酯和乙烯基硬脂酸酯,单和二-烯烃,例如α-甲基苯乙烯,N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑。
为了某些目的,使用具有单体或低聚的、含有可聚合不饱和基团的组分的树脂混合物。这样的表面涂层还可以使用式I或II的化合物加以固化。在此方法中,另外还可以使用游离基聚合引发剂或光敏引发剂。前者在热处理期间引发不饱和基团的聚合,后者在紫外线照射期间引发聚合。
本发明还涉及包含下列的组合物:
(a)在酸的作用下可固化的化合物,或在酸的作用下溶解度增加的化合物;和
(b)至少一种如上所述的式I或II的化合物作为光敏的酸供体。
式I或II的化合物,一般以按重量计算0.1至30%例如0.5至10%,特别是从1到5%的数量,分别加入到组合物中。
按照本发明,式I或II的化合物可以与进一步的光敏酸供体化合物(b1)、进一步的光敏引发剂(d)、敏化物(e)和/或添加剂(c)一起使用。
合适的光敏酸供体化合物(b1)、敏化剂(e)和添加剂(c)如上所述。
额外的光敏引发剂(d)的例子是游离基光敏引发剂,例如源于各类二苯甲酮、苯乙酮衍生物,例如α-羟基环烷基苯基酮,二烷氧基苯乙酮,α-羟基-或α-氨基-苯乙酮,4-芳酰基-1,3-二氧戊环,安息香烷基醚和苄基缩酮,苯基乙醛酸酯,二聚的苯基乙醛酸,单酰基氧化膦,二酰基氧化膦或titanocenes的那些。特别合适的额外的光敏引发剂的例子是:1-(4-十二烷基苯甲酰基)-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-(4-异丙基苯甲酰基)-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-苯甲酰基-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-[4-(2-羟乙氧基)-苯甲酰基]-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-[4-(丙烯酰基氧基乙氧基)-苯甲酰基]-1-羟基-1-甲基-乙烷,二苯甲酮,苯基-1-羟基-环己基酮,(4-吗啉代苯甲酰基)-1-苄基-1-二甲基氨基-丙烷,(4-吗啉代苯甲酰基)-1-(4-甲基苄基)-1-二甲基氨基-丙烷,1-(3,4-二甲氧基苯基)-2-苄基-2-二甲基-氨基-丁-1-酮,(4-甲基硫基苯甲酰基)-1-甲基-1-吗啉代-乙烷,苯偶酰二甲基缩酮,二(环戊二烯基)-双(2,6-二氟-3-pyrryl-苯基)钛,5,5′-氧代二(乙烯氧基二羰基苯基),三甲基苯甲酰基二苯膦氧化物,三甲基苯甲酰基苯基乙氧基-氧化膦,双(2,6-二甲氧基-苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基-戊基)-氧化膦,双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-2,4-二戊基氧基苯基-氧化膦或双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基-氧化膦。进一步合适的额外光敏引发剂可在US4950581,第20栏第35行至第21栏第35行中找到。其它例子是三卤甲基三嗪衍生物或六芳基双咪唑基化合物。额外的光敏引发剂的进一步例子是硼酸酯化合物,例如在US 4772530、EP 775706、GB 2307474、GB 2307473和GB 2304472中所描述的。优选硼酸酯化合物是与电子受体化合物例如染料阳离子或噻吨酮衍生物结合使用的。
额外的光敏引发剂的进一步的例子是过氧化物化合物,例如过氧化苯甲酰(其它合适的过氧化物在US 4950581中的第19栏第17-25行描述)或阳离子的光敏引发剂,例如芳族锍或碘鎓盐,例如在US 4950581的第18栏第60行至第19栏第10行中所发现的那些,或环戊二烯基-芳烃-铁(II)络合盐,例如(η6-异丙基苯)(η5-环戊二烯基)-铁(II)六氟磷酸盐。
表面涂层可以是表面涂布树脂在有机溶剂或水中的溶液或分散液,但它们也可以是无溶剂的。特别感兴趣的是具有低溶剂含量的表面涂层,所谓的“高固含量表面涂层”,和粉末涂层组合物。表面涂层可以是透明漆,例如在汽车工业用作多层涂层的最后修整漆。它们还可以包括颜料和/或填料,其可以是无机或有机化合物,和用于金属效果抛光的金属粉末。
通常在表面涂层技术中,表面涂层还可以包括相对小量的特别添加剂,例如流动改进剂,触变剂,均化剂,消泡剂,润湿剂,增粘剂,光稳定剂,抗氧化剂或敏化剂。
UV吸收剂,例如羟基苯基-苯并三唑、羟基苯基-二苯甲酮、草酸酰胺或羟基苯基-s-三嗪类型的那些,可以加入到按照本发明的组合物中作为光稳定剂。可以使用这些化合物的单独化合物或混合物,同时加入或不加入位阻胺(HALS)。
这样的UV吸收剂和光稳定剂的例子是:
1.
2-(2′
-羟基苯基)-苯并三唑,例如2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)-苯并三唑,2-(3′,5′-二-叔丁基-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(5′-叔丁基-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(2′-羟基-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)-苯并三唑,2-(3′,5′-二-叔丁基-2′-羟基苯基)-5-氯-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苯基)-5-氯-苯并三唑,2-(3′-仲丁基-5′-叔丁基-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(2′-羟基-4′-辛氧基苯基)-苯并三唑,2-(3′,5′-二-叔戊基-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(3′,5′-双(a,a-二甲苄基)-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛基氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基-己氧基)-羰基乙基]-2′-羟基苯基)-5-氯-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-苯并三唑,2(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基-羰基乙基)苯基)-苯并三唑,2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己基氧基)羰基乙基]-2′-羟基苯基)-苯并三唑,2-(3′-十二烷基-2′-羟基-5′-甲基苯基)-苯并三唑和2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-异辛基氧基羰基乙基)苯基-苯并三唑的混合物,2,2′-亚甲基-双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-苯并三唑-2-基-苯酚];2-[3′-叔丁基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)-2′-羟基-苯基]-苯并三唑与聚乙二醇300的酯交换产物;[R-CH2CH2-COO(CH2)3]2-其中R=3′-叔丁基-4′-羟基-5′-2H-苯并三唑-2-基-苯基。
2.2-羟基二苯甲酮,比如4-羟基,4-甲氧基,4-辛氧基,4-癸氧基,4-十二烷基氧基,4-苄氧基,4,2′,4′-三羟基或2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物。
3.未取代或取代的苯甲酸的酯,比如4-叔丁基-水杨酸苯酯,水杨酸苯酯,辛基苯基水杨酸酯,二苯甲酰间苯二酚,双(4-叔丁基苯甲酰基)间苯二酚,苯甲酰基间苯二酚,3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二-叔丁基苯基酯,3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯,3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸十八烷基酯,3,5-二-叔丁基-4-羟基苯甲酸2-甲基-4,6-二-叔丁基苯基酯。
4.丙烯酸酯,例如a-氰基-b,b-二苯基丙烯酸乙酯或异辛基酯,a-甲酯基肉桂酸甲基酯,a-氰基-b-甲基-p-甲氧基肉桂酸甲基酯或丁基酯,a-甲酯基-p-甲氧基肉桂酸甲基酯,N-(b-甲酯基-b-氰基乙烯基)-2-甲基-二氢吲哚。
5.位阻胺,例如双(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)癸二酸酯,双(2,2,6,6-四甲基-哌啶基)琥珀酸酯,双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)癸二酸酯,正丁基-3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基-丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)酯,1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶和琥珀酸的缩合产物,N,N’-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六甲撑二胺和4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-s-三嗪的缩合产物,三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)次氮基三乙酸酯,四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)-1,2,3,4-丁烷四乙酸酯(butanetetraoate),1,1’-(1,2-乙二基)-双(3,3,5,5-四甲基-哌嗪酮),4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-硬脂基氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-2-正丁基-2-(2-羟基-3,5-二-叔丁基苄基)丙二酸酯,3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)琥珀酸酯,N,N’-二(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-吗啉代-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合产物,2-氯-4,6-二(4-正丁胺基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基-丙氨基)乙烷的缩合产物,2-氯-4,6-二(4-正丁胺基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合产物,8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮,3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮,3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)-吡咯烷-2,5-二酮。
6.草酸二酰胺,例如4,4′-二辛氧基-N,N′-草酰二苯胺,2,2′-二乙氧基-N,N′-草酰二苯胺,2,2′-二-辛氧基-5,5′-二-叔丁基-N,N′-草酰二苯胺,2,2′-双十二烷基氧基-5,5′-二-叔丁基-N,N′-草酰二苯胺,2-乙氧基-2′-乙基-N,N′-草酰二苯胺,N,N’-双(3-二甲基氨基丙基)草酰胺,2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙基草酰替苯胺,和其与2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-二-叔丁基-N,N′-草酰二苯胺的混合物,邻与对甲氧基-和邻与对乙氧基-二-取代的N,N′-草酰二苯胺的混合物。
7.
2-(2-羟基苯基)-1,3,5-三嗪,例如2,4,6-三(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2,4-二-羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2,4-双(2-羟基-4-丙氧基-苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(4-甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-十二烷基氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-丁氧基-丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基-苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-辛氧基-丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[4-十二烷基-/十三烷基-氧基-(2-羟基丙基)氧基-2-羟基-苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪。
8.
亚磷酸酯和亚膦酸酯(phosphonite),例如亚磷酸三苯酯,二苯基烷基亚磷酸酯,苯基二烷基亚磷酸酯,三(壬基苯基)亚磷酸酯,三月桂基亚磷酸酯,三-十八烷基亚磷酸酯,二硬脂-季戊四醇二亚磷酸酯,三(2,4-二-叔丁基苯基)亚磷酸酯,二异癸基季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4-二-叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,6-二-叔丁基-4-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双异癸氧基-五赤藓醇二亚磷酸酯,双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,双(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯,三硬脂基-山梨糖醇三亚磷酸酯,四(2,4-二-叔丁基苯基)-4,4′-亚联苯基二膦酸酯,6-异辛基氧基-2,4,8,10-四叔丁基-12H-双苯并[d,g]-1,3,2-dioxaphosphocine,6-氟-2,4,8,10-四叔丁基-12-甲基-双苯并[d,g]-1,3,2-dioxaphosphocine,双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)甲基亚磷酸酯,双(2,4-二-叔丁基-6-甲基苯基)乙基亚磷酸酯。
还可以将这样的光稳定剂加入到例如涂层的邻接面中,从邻接面它们逐渐地扩散入被保护的烤漆中。邻接面涂层可以是烤漆下的底漆,或烤漆上的抛光漆。
还允许将例如光敏剂加入到树脂中,其可以改变或提高光谱灵敏度,以使照射时间降低和/或可使用其它光源。光敏剂的例子是芳香酮或芳族醛(例如在US 4017652中所描述的),3-酰基-香豆素(例如在US 4366228,EP 738928,EP 22188中所描述的),酮基-香豆素(例如在US 5534633,EP 538997,JP 8272095-A中所描述的),苯乙烯基-香豆素(例如在EP 624580中所描述的),3-(芳酰基亚甲基)-噻唑啉,噻吨酮,缩合的芳香化合物,例如苝,芳香族胺(例如在US 4069954或WO 96/41237中所描述的)或阳离子的和碱性着色剂(例如在US4026705中所描述的),例如曙红,绕丹宁和赤藓红着色剂,以及例如在下列中所描述的染料和颜料:JP 8320551-A,EP 747771,JP7036179-A,EP 619520,JP 6161109-A,JP 6043641,JP 6035198-A,WO 93/1S440,EP568993,JP5005005-A,JP5027432-A,JP5301910-A,JP4014083-A,JP4294148-A,EP359431,EP103294,US 4282309,EP 39025,EP 5274,EP 727713,EP726497或DE 2027467。
根据预定的用途,其它通常的添加剂是荧光增白剂,填料,颜料,着色剂,润湿剂或流动改进剂和增粘剂。
对于固化的厚度和颜料涂层,加入微玻璃珠或粉末的玻璃纤维,如US 5013768所述,是合适的。
还可以使用磺酸酯衍生物,例如,在混合系统中。这些系统基于通过两个不同的反应机理而充分固化的配方。其例子是,包括能够进行酸催化交联反应或聚合反应的组分、但还包括通过第二种机理交联的进一步的组分的系统。第二种机理的例子是游离基充分固化、氧化交联或湿度引发的交联。第二种固化机理可以纯粹地热引发,如果需要的话,用合适的催化剂,或还借助于使用第二种光敏引发剂的光线。合适的额外的光敏引发剂如上所述。
如果组合物包含基团可交联的组份,固化方法、特别是着色的(例如用二氧化钛)组合物的固化方法还可以通过加入热状态下形成游离基的组份而得到促进,例如加入偶氮化合物,例如2,2′-氮杂双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈),三氮烯,苯并噻二唑,五氮杂二烯或过氧化合物,例如过氧化氢化物或过氧化碳酸酯,例如叔丁基过氧化氢物,例如在EP245639中所描述的。加入氧化还原引发剂,例如钴盐,能够通过与空气中的氧进行氧化交联而有助于固化。
表面涂层可以通过本领域通常的方法来施加,例如通过喷射,刷涂或浸泡。当使用合适的表面涂层时,电涂覆例如通过阳极电泳沉积也是允许的。干燥后,照射表面涂层膜。如果需要的话,然后通过热处理将表面涂层膜充分固化。
还可以将式I或II的化合物用于固化由组合物制造的模具。复合材料由自撑式、用光固化配方饱和的胶结材料,例如玻璃态纤维织物构成。
从EP 592139可知,在适合于玻璃、铝和钢铁表面的表面处理和清洁的组合物中,可使用光可活化的磺酸酯衍生物作为酸产生剂。在有机硅烷系统中使用这样的化合物,能够产生具有比使用游离酸所得到的更显著的储存稳定性。式I或II的化合物也适合于这种应用。
还可以使用本发明的磺酸酯衍生物来使聚合物成形,该聚合物用光刻法经历一种酸诱导的受激跃迁到一种它们具有所需性能的状态。例如可使用磺酸酯衍生物,使共轭发射的聚合物形成图形,例如在M.L.Renak;C.Bazan;D.Roitman;Advanced materials 1997,9,392中所描述的。可使用这种图形发射的聚合物,制作可用于制作显示器和数据存储媒体的微标量图形发光二极管(LED)。在类似的方法中,可以照射聚酰亚胺前体物(例如带有改变在显影剂中的溶解度的、对酸敏感保护基的聚酰亚胺(polyimid)前体物),形成有图形的聚酰亚胺层,其在微片和印刷电路板的制作中可以作为防护涂层,绝缘层和缓冲层。
当本发明的配方在集成电路制作中,在用于印制电路板、应激反应缓冲层的顺序形成系统中使用时,本发明的配方也可以用作仿形涂层、光成像的绝缘层和电介质。
众所周知共轭聚合物例如聚苯胺可以借助于质子掺杂由半导电状态转换到导电的状态。还可以将本发明的磺酸酯衍生物用于以成像方式照射的包含这种共轭聚合物的组合物,以形成嵌入在绝缘材料(非裸露面)中的导电结构(裸露面)。可使用这种材料作为电气和电子器件的制作中的导线和连接部分。
包含式I或II化合物的合适的辐射源是发出大约从150到1500例如从180到1000、或优选从190到700纳米波长的辐射线,以及电子束辐射和高能电磁辐射例如X射线。点光源和平面投影仪(灯毯)都是合适的。例子是:碳弧灯,氙弧灯,中压、高压和低压水银灯,任选地掺杂金属卤化物(金属卤化物灯),微波激发的金属蒸汽灯,激发原灯,超级光化荧光管,荧光灯,氩气白炽灯,电子闪光灯,感光泛光灯,通过同步加速器或激光等离子体生成的电子束和X射线束。按照本发明所照射的辐射源和底物之间的距离,可以按照预定的用途和辐射源的类型和/或强度改变,例如,从2cm到150cm。合适的辐射源主要是水银蒸汽灯,特别是中压和高压水银灯,如果需要的话,可以将处在其它波长的发射谱线的辐射线滤出。这是对相对短的波长辐射所特别的情况。然而,使用能够在合适的波长范围发光的低能灯(例如荧光管)也是允许的。其例子是Philips TL03灯。可以使用的另一种辐射源是发光二极管(LED),其可以在贯穿整个波谱的不同波长处发光,或者作为窄频带发射光源或者作为宽频带(白光)光源。同样合适的是激光照射光源,例如受激准分子激光器,例如在248nm处照射的Kr-F激光,193nm的Ar-F激光,或157nm的F2激光。还可以使用在可见区和红外线范围的激光。特别合适的是在365、405和436纳米波长的汞i、h和g系的辐射线。作为光源,在13纳米处的进一步的EUV(超短紫外光)同样是合适的。合适的激光射线光源是在454、458、466、472、478、488和514纳米波长处发射辐射线的光源,例如,氩离子激光器。还可以使用在1064nm处发光的Nd-YAG激光与其第二和第三谐波(分别为532nm和355nm)。同样合适的是,例如,在442nm处发射的氦/镉激光器或在UV范围发射激光。用此种照射,使用与光聚合涂层接触的光掩摸来制备正或负抗蚀剂并不是绝对必要的;受控制的激光束能够直接记录到涂层上。为此目的,按照本发明的材料的高灵敏性是非常有益的,在相对低的强度下可以具有高记录速度。在照射时,在表面涂层的受到照射部分的组合物中的磺酸酯衍生物分解形成酸。
与通常用高强度辐射的UV固化相反,对于按照本发明的化合物,在相对低强度的辐射线作用下,可以实现激活。这种辐射线包括,例如,日光(阳光),和相当于日光的辐射源。在光谱组成和强度方面,阳光不同于通常在UV固化中使用的人工辐射光源的光线。按照本发明化合物的吸收特性,同样适合于利用阳光作为固化的天然辐射源。可用作激活按照本发明化合物的、相当于日光的人造光源,可理解为低强度的投射灯,例如某些荧光灯,例如Philips TL05特殊荧光灯或Philips TL09特殊荧光灯。具有高日光成分的灯和日光本身,特别能够以不粘手的方式令人满意地固化表面涂层的表面。在那种情况下,昂贵的固化装置是多余的,该种组合物尤其适用于外部抛光。用日光或相当于日光的光源来固化是一种节能方法,并能在外部应用时防止挥发性有机组分的散发。与适合于平面部件的输送带法对比,日光固化还可以用于在静态的或固定的制品和结构上的外部抛光。
固化的表面涂层可以直接接触阳光或相当于日光的光源。然而,固化也可以在透明层(例如一个玻璃片或一块塑料)后面进行。