CZ291299A3 - Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region - Google Patents
Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region Download PDFInfo
- Publication number
- CZ291299A3 CZ291299A3 CZ19992912A CZ291299A CZ291299A3 CZ 291299 A3 CZ291299 A3 CZ 291299A3 CZ 19992912 A CZ19992912 A CZ 19992912A CZ 291299 A CZ291299 A CZ 291299A CZ 291299 A3 CZ291299 A3 CZ 291299A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- group
- carbon atoms
- alkyl
- acid
- formula
- Prior art date
Links
Landscapes
- Materials For Photolithography (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
Kompozice aktivovatelná světlem, jejíž podstata spočívá v tom, že obsahuje alespoňjednu sloučeninu, kterámůže být zesilována působenímkyseliny nebo/a alespoňjednu sloučeninu,jejíž rozpustnost se mění působenímkyseliny, a jako fotoiniciátor alespoňjednu sloučeninu generující kyselinu, zvláště sulfonovou kyselinu, při expozici světlem vlnové délky z rozmezí 240 až 390 nma mající molární extinkční koeficient ε nižší než 365 nm. Tyto kompozicejsou obzvláště vhodné pro výrobu negativních a pozitivních fotoresistů, tiskových desek, materiálů pro záznamobrazu nebo barevných filtrů.The light-activatable composition, the essence of which is based on that it contains at least one compound that can be and / or at least one a compound whose solubility changes with acid; as a photoinitiator at least one compound generating acid, especially sulfonic acid, when exposed to light wavelengths ranging from 240 to 390 nm and molar extinction coefficient ε less than 365 nm. These compositions are especially suitable for producing negative and positive photoresists, printing plates, recording material or color filters.
Description
Sulfonyloximy pro fotoresisty s vysokou citlivostí a tloušťkou určené pro expozici v oblasti i-čáry rtutiSulfonyloximes for photoresists with high sensitivity and thickness for mercury i-line exposure
Oblast technikyTechnical field
Vynález se týká kompozic obsahujících latentní kyselinové sloučeniny, použití těchto sloučenin jako světlocitlivého generátoru kyseliny, zejména v chemicky zesílených fotoresistech, v tiskových deskách, barevných filtrech nebo obraz-zaznamenávajících materiálech, které jsou vyvolatelné v alkalickém prostředí, jejich použití jako inhibitorů rozpouštění v odpovídajícím pozitivním fotoresistu, jakož i způsobu produkce obrazů za použití takových resistů, tiskových desek nebo obraz-zaznamenávajících materiálů.The invention relates to compositions containing latent acidic compounds, the use of these compounds as a photosensitive acid generator, in particular in chemically enhanced photoresists, in printing plates, color filters or image-recording materials that are inducible in an alkaline environment, their use as dissolution inhibitors in correspondingly positive a photoresist, as well as a method of producing images using such resists, printing plates or image-recording materials.
Pod pojmem chemicky zesílený fotoresist se zde rozumí resistová kompozice, jejíž světlocitlivá složka v případě, že je ozářena, generuje pouze takové množství kyseliny, které je potřebné pro katalýzu chemické reakce alespoň jedné kyselino-citlivé složky resistu, jejímž výsledkem je prvotní rozvinutí konečných rozdílů v rozpustnosti ozářených a neozářených oblastí fotoresistu.As used herein, a chemically enhanced photoresist is a resist composition whose photosensitive component, when irradiated, generates only the amount of acid required to catalyze the chemical reaction of at least one acid-sensitive component of the resist, resulting in the initial development of finite differences solubility of irradiated and non-irradiated regions of the photoresist.
Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION
Průmyslové nátěrové formulace, založené na velkém počtu světlocitlivých oximsulfonátů a konvenčních kyselinou-vytvrditelných pryskyřic, jsou popsané v patentovém dokumentu US 4540598. Tyto formulace jsou nejdříve vytvrzeny aktinickým světlem, zejména za použití záření v oblasti 250 až 400 nanometrů. Uvedené oximsulfonáty generují kyselinu, takže může proběhnout tepelné vytvrzení, v průběhu kterého se materiál rovněž stane nerozpustným v obvyklých rozpouštědlech, a to dokonceIndustrial coating formulations, based on a large number of photosensitive oximsulfonates and conventional acid-curable resins, are described in US 4540598. These formulations are first cured by actinic light, in particular using radiation in the region of 250-400 nanometers. The oximinesulfonates generate an acid so that thermal curing can take place during which the material also becomes insoluble in conventional solvents, even
V uvedeném patentovém o obrazové expozici o s tím spojených nebo i při velmi nízkých teplotách dokumentu není uvedeno nic odpovídajících resistových filmů problémech, jakož i o obrazových vlastnostech četných formulací spadajících do generického rozsahu informací poskytovaných touto přihláškou vynálezu.Said patent exposure of the associated or even at very low document temperatures does not mention any corresponding resist film problems, as well as the pictorial properties of numerous formulations falling within the generic range of information provided by the present invention.
rozpustné v převedeny do V kombinaci ssoluble in converted to V in combination with
Oximsulfonáty, které jsou málo alkalicko-vodných vývojkách, mohou být rozpustné formy volné kyseliny ozářením, vhodnou filmotvornou pryskyřicí mohou být proto použity jako inhibitory rozpouštění pro výrobu pozitivních resistů.Oximinesulfonates, which are poorly alkaline-water developers, can be soluble forms of the free acid by irradiation; therefore, suitable film-forming resins can be used as dissolution inhibitors to produce positive resists.
Z patentového dokumentu EP 0241423 jsou rovněž známé konvenční pozitivní fotoresisty, založené na oximsulfonátech a pojivech rozpustných v alkáliích, jakými jsou typicky kresolové novolaky nebo kopolymery hydroxymethakrylátu a kyseliny akrylové. Podle uvedeného dokumentu může být k expozici resistů použito záření o vlnové délce 200 až 600 nm. Nedostatkem těchto fotoresistů však je, že jejich rozlišovací schopnost a citlivost nejsou nikdy dohromady uspokojivé. K tomu dochází zejména v případě, kdy se provádí expozice zářením v oblasti i-čáry rtuti, která má vlnovou délku 365 nanometrů, které se mnohdy používá pro obrazovou expozici resistových filmů, neboť rtuťové středně- a vysokotlaké výbojky jsou poměrně lacinými zdroji záření produkujícími záření těchto vlnových délek s dostatečně dobrou intenzitou.Also known from EP 0241423 are conventional positive photoresists based on oximesulfonates and alkali soluble binders, such as typically cresol novolaks or copolymers of hydroxymethacrylate and acrylic acid. According to said document, radiation with a wavelength of 200 to 600 nm can be used to expose the resists. However, the disadvantage of these photoresists is that their resolution and sensitivity are never altogether satisfactory. This is particularly the case when exposure to radiation is carried out in the region of the mercury i-line, which has a wavelength of 365 nanometers, which is often used for image exposure of resist films, since mercury medium- and high-pressure lamps are relatively cheap sources of radiation of these wavelengths with sufficiently good intensity.
V souladu s výše uvedeným existuje potřeba mít k dispozici reaktivní neionogenní generátory latentní kyseliny, které by byly tepelně a chemicky stabilní a které by potom, co byly aktivovány světlem, zejména zářením majícím vlnovou délku i-čáry rtuti (365 nm) , mohly být použity jako katalyzátory pro různé kyselinou-katalyzované reakce, jakými jsou polykondenzační reakce, kyselinou-katalyzované depolymerační reakce, kyselinou-katalyzované elektrofilní substituční reakce nebo kyselinou katalyzovaná reakce vedoucí k odstranění ochranných skupin. Zejména existuje potřeba mít k dispozici generátory kyseliny, které mohou být aktivováíny světlem a použitím kterých mohou být exponovány systémy mající větší tloušťku způsobem, při kterém se dosáhne při zachování vysoké citlivosti i dobrého tvaru a formy resistových profilů. Taková velká tloušťka fotoresistu je například výhodná při iontově implantačních postupech, u kterých stále rostoucích iontová dávka vyžaduje použití tlustčích vrstev fotoresistu, které jsou schopné snést takové intenzivní bombardování ionty. Existují i další aplikační oblasti, v rámci kterých jsou požadovány silné resistové vrstvy z prostých geometrických důvodů, a kterými jsou například oblast výroby magnetických hlav pro hard-disky pro paměťová média. Dodatečnou žádoucí vlastností je vysoká tepelná stabilita umožňující dosáhnout vysoké odolnosti při zpracování ionty v průběhu iontově implantačních postupů, které jsou obvykle používány při výrobě polovodičových zařízení.Accordingly, there is a need for reactive non-ionic latent acid generators that are thermally and chemically stable and which, after being activated by light, in particular radiation having an i-line wavelength (365 nm), could be used as catalysts for various acid-catalyzed reactions, such as polycondensation reactions, acid-catalyzed depolymerization reactions, acid-catalyzed electrophilic substitution reactions or acid catalyzed deprotection reactions. In particular, there is a need for acid generators that can be activated by light and by which systems having a greater thickness can be exposed in a manner that achieves high sensitivity and good shape and form of resist profiles. Such a large photoresist thickness is, for example, advantageous in ion implantation procedures, in which an ever increasing ion dose requires the use of thicker photoresist layers capable of withstanding such intense ion bombardment. There are other application areas where strong resist layers are required for simple geometric reasons, such as the production of magnetic heads for hard disk drives for storage media. An additional desirable property is the high thermal stability to achieve high ion processing resistance during the ion implantation procedures typically used in the manufacture of semiconductor devices.
Patentový dokument US 5627011 popisuje použití oximsulfonátových sloučenin ve fotoresistech, které mají vysokou rozlišovací schopnost a vysokou citlivost a které jsou určeny pro expozici zářením v oblasti i-čáry rtuti. V tomto dokumentu jsou uvedeny oximsulfonátové sloučeniny, které mohou generovat aromatické sulfonové kyseliny.US 5627011 discloses the use of oximesulfonate compounds in photoresises having high resolution and high sensitivity and intended to be exposed to radiation in the mercury i-line region. Disclosed herein are oximsulfonate compounds that can generate aromatic sulfonic acids.
Patentové dokumenty EP 780729 a WO 98/10335 popisují chemicky zesílené resistové kompozice obsahující oximsulfonátové sloučeniny, které mají místo aromatických skupin alkylové skupiny sulfonové kyseliny.EP 780729 and WO 98/10335 disclose chemically cross-linked resist compositions containing oximinesulfonate compounds having sulfonic acid alkyl groups instead of aromatic groups.
Patentový dokument JP 9-292704 uvádí, že dalšího zlepšení resistů se dosáhne v případě, že se použijí oximsulfonátové sloučeniny s krátkými alkylovými skupinamiJP 9-292704 discloses that a further improvement of the resists is achieved when oximinesulfonate compounds with short alkyl groups are used
(obsahujícími 1 až 4 uhlíkové atomy) sulfonových kyselin, které mají v oblasti i-čáry rtuti (365 nm) molární extinkční koeficient ε menší než 100.(containing 1 to 4 carbon atoms) of sulfonic acids having a molar extinction coefficient ε of less than 100 in the mercury i-line region (365 nm).
Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION
Vynález poskytuje fotoresistové kompozice, které mají znamenité resistové profily a které mají současně znamenitou citlivost a to dokonce i při tlouťce resistových vrstev značně přesahující typickou tloušťku resistové vrstvy 1 až 2 mikrometrů. Tyto vlastnosti lze pozorovat zejména v případě, kdy jsou resistové kompozice exponovány zářením v oblasti i-čáry rtuti, která má vlnovou délku asi 365 nanometrů.The invention provides photoresist compositions having excellent resist profiles and having excellent sensitivity, even at resist layer thicknesses well in excess of a typical resist layer thickness of 1 to 2 microns. These properties are particularly observed when the resist compositions are exposed to radiation in the region of the mercury i-line, which has a wavelength of about 365 nanometers.
S překvapením bylo zjištěno, že znamenité profily a současně dobrá citlivost se dosáhnou u chemicky zesílených fotoresistových kompozic, které jsou vyvolatelné ve vodně-alkalických médiích a které mají tloušťku resistu větší než 2 mikrometry použitím generátorů fotokyseliny, které mají molární extinkční koeficient ε nižší než 10. To se týká jak negativních, tak i pozitivních fotoresistů obsahujících kyselino-citlivou složku, která zreaguje mechanismem kyselinou-katalyzované chemické reakce, která změní rozpustnost uvedených kompozic ve vodně-alkalických vývojkách.Surprisingly, it has been found that excellent profiles and, at the same time, good sensitivity are achieved with chemically enhanced photoresist compositions which are inducible in aqueous-alkaline media and have a resist thickness greater than 2 micrometers using photoacid generators having a molar extinction coefficient ε less than 10 This applies to both negative and positive photoresists containing an acid-sensitive component that reacts by an acid-catalyzed chemical reaction mechanism that alters the solubility of said compositions in aqueous-alkaline developers.
V souladu s výše uvedeným se vynález týká kompozic, které mohou být aktivovány světlem, a které obsahjíAccordingly, the invention relates to compositions which can be light activated and which contain
a) alespoň jednu sloučeninu, která může být zesíťována působením kyseliny, nebo/a(a) at least one compound which may be crosslinked by acid treatment; and / or
b) alespoň jednu sloučeninu, která změní svou rozpustnost účinkem kyseliny, a(b) at least one compound which alters its solubility by acid; and
c) jako fotoiniciátor alespoň jednu sloučeninu generující kyselinu při expozici světlem o vlnové délce 240 až ··· · · · · · · · · ···· · · · · · ·· · ··· · · · · · · ····· ·· · · · · ··(c) as a photoinitiator, at least one acid-generating compound when exposed to light at 240 to 36 ° C. ·················
390 nm a mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10 v oblasti i-čáry rtuti (365 nm).390 nm and having a molar extinction coefficient ε less than 10 in the i-line region of mercury (365 nm).
Sloučeninou c) je zejména sloučenina generující sulfonovou kyselinu.In particular, compound (c) is a sulfonic acid generating compound.
Výhodné jsou kompozice, jejichž tloušťka je po nanesení na podklad větší než 2 mikrometry.Preference is given to compositions having a thickness greater than 2 micrometers after application to the substrate.
Vynález se dále týká výše popsané kompozice, která jako složku c) obsahuje strukturní jednotku obecného vzorce I \The invention further relates to a composition as described above which, as component c), comprises a structural unit of the formula (I).
/C = N-O-SO2- (|)i a ve které jsou sloučeniny charakterizovány molárním extinkčním koeficientem ε nižším než 10 při 365 nm. / C = NO-SO 2 - (|) i and in which the compounds are characterized by a molar extinction coefficient ε less than 10 at 365 nm.
Výhodnými kompozicemi jsou kompozice, které jako složku c) obsahují sloučeninu obecného vzorce IaPreferred compositions are those which comprise as component c) a compound of formula (Ia)
ve kterémin which
RlZ R2, R3, R4 a R5 znamenají nezávisle jeden na druhém atom vodíku nebo nesubstituovanou nebo halogenem substituovanou alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů nebo RlZ R2, R3, R4 a R5 znamenají halogen,R lZ R 2, R 3, R 4 and R 5 represent independently of one another are hydrogen or unsubstituted or halosubstituted alkyl radical containing from 1 to 12 carbon atoms or R lZ R 2, R 3, R 4 and R 5 are halogen,
R6 znamená nesubstituovanou nebo halogenem substituovanou alkylovou skupinu obsahující 1 až 18 uhlíkových atomů, fenylalkylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 3 uhlíkové atomy, kamforylovou skupinu, fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, anthracylovou skupinu nebo fenanthrylovou skupinu , přičemž fenylová, naftylová, anthracylová a fenanthrylová skupina je nesubstituována nebo jednou nebo vícekrát substituována substituenty zvolenými z množiny zahrnující halogen, halogenalkylovou skupinu obsahující až 4 uhlíkové atomy, CN, N02, alkylovou skupinu skupinu obsahující 1 až 16 uhlíkových atomů, fenylovou skupinu, skupinu OR10, skupinu COOR9, -0 (CO)-alkylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 4 uhlíkové stomy, skupinu SO2OR9 a skupinu NR7R8,R 6 represents an unsubstituted or halogen substituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenylalkyl group in which the alkyl moiety contains 1 to 3 carbon atoms, a camphoryl group, a phenyl group, a naphthyl group, anthracyl group or a phenanthryl group, the anthracyl and phenanthryl group is unsubstituted or substituted one or more times with substituents selected from the group consisting of halogen, haloalkyl of up to 4 carbon atoms, CN, NO 2 , alkyl of 1 to 16 carbon atoms, phenyl, OR 10 , COOR A 9 , -O (CO) -alkyl group in which the alkyl radical contains 1 to 4 carbon stomes, an SO 2 OR 9 group and an NR 7 R 8 group ,
R7 a R8 znamenají nezávisle jeden na druhém atom vodíku nebo alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, která je nesubstituována nebo substituována substituenty zvolenými z množiny zahrnující skupinu OH, alkoxy-skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, alkylsulfonylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 12 uhlíkových atomů, fenylsulfonylovou skupinu, (4-methylfenyl)sulfonylovou skupinu a alkanoylovou skupinu obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů, nebo R7 a R8 znamenají alkylovou skupinu obsahující až 12 uhlíkových atomů, která je přerušena členem -0- a která je nesubstituována nebo substituována substituenty zvolenými z množiny zahrnující skupinu OH, alkoxy-skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, alkylsulfonylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 12 uhlíkových atomů, fenylsulfonylovou skupinu, (4-methylfenyl)sulfonylovou skupinu a alkanoylovou skupinu obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů, nebo R7 a R8 znamenají fenylovou skupinu, alkanoylovou skupinu obsahující 2 až 6 uhlíkových atomů, benzoylovou skupinu, alkylsulfonylovou skupinu, ve které alky9 9* 9··· 9999 • 999 99*9 9 99»R 7 and R 8 are each independently hydrogen or C 1 -C 12 alkyl which is unsubstituted or substituted by substituents selected from the group consisting of OH, C 1 -C 4 alkoxy, alkylsulfonyl in which: an alkyl radical containing 1 to 12 carbon atoms, a phenylsulfonyl group, a (4-methylphenyl) sulfonyl group and an alkanoyl group having 1 to 6 carbon atoms, or R 7 and R 8 represent an alkyl group having up to 12 carbon atoms interrupted by an -O member - and which is unsubstituted or substituted by substituents selected from OH, C1-C4alkoxy, alkylsulfonyl in which the alkyl radical contains 1 to 12 carbon atoms, phenylsulfonyl, (4-methylphenyl) sulfonyl and an alkanoyl group containing 1 to 6 carbons or R @ 7 and R @ 8 are phenyl, alkanoyl having 2 to 6 carbon atoms, benzoyl, alkylsulfonyl in which the alkyl is 9999, 9999, 9999, 9999, 9999 and 999, respectively.
9* 9 · 9 99 99 9*9 9*9 *9* 9999 9 99 * 9 · 9 99 99 9 * 9 9 * 9 * 9 * 9999 9 9
9***9 99 9* 99 99 lový zbytek obsahuje 1 až 6 uhlíkových atomů, fenylsulfonylovou skupinu, (4-methylfenyl)sulfonylovou skupinu, naftylsulfonylovou skupinu, anthracylsulfonylovou skupinu nebo fenanthrylsulfonylovou skupinu, nebo R7 a R8 znamenají společně s atomem dusíku, ke kterému jsou vázány, 5-, 6- nebo 7-členný kruh, který může být přerušen členem -O- nebo -NRn-,9 *** 9 99 9 * 99 99 The radical contains 1 to 6 carbon atoms, phenylsulphonyl, (4-methylphenyl) sulphonyl, naphthylsulphonyl, anthracylsulphonyl or phenanthrylsulphonyl, or R 7 and R 8 together with the nitrogen atom. to which they are attached form a 5-, 6- or 7-membered ring which may be interrupted by -O- or -NR member n -
R9 znamená alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, která je nesubstituována nebo substituována skupinou OH nebo/a alkoxy-skupinou obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, nebo R9 znamená alkylovou skupinu obsahující 2 až 12 uhlíkových atomů, která je přerušena členem -0- a která je nesubstituována nebo substituována skupinou OH nebo/a alkoxy-skupinou obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy,R 9 is C 1 -C 12 alkyl which is unsubstituted or substituted by OH and / or C 1 -C 4 alkoxy, or R 9 is C 2 -C 12 alkyl which is interrupted by - O- and which is unsubstituted or substituted by OH and / or by alkoxy having 1 to 4 carbon atoms,
R10 znamená atom vodíku nebo alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, která je nesubstituována nebo substituována substituenty zvolenými z množiny zahrnující fenylovou skupinu, skupinu OH, alkoxy-skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, alkylsulfonylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 12 uhlíkových atomů, fenylsulfonylovou skupinu, (4-methylfenyl)sulfonylovou skupinu a alkanoylovou skupinu obsahující 2 až 6 uhlíkových atomů, nebo Rlo znamená alkylovou skupinu obsahující 2 až 12 uhlíkových atomů, která je přerušena členem -0- a která je nesubstituována nebo substituována substituenty zvolenými z množiny zahrnující fenylovou skupinu, skupinu OH, alkoxy-skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, alkylsulfonylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 12 uhlíkových atomů, fenylsulfonylovou skupinu, (4-methylfenyl) sulf onylovou skupinu a alkanoylovou skupinu obsahující 2 až 6 uhlíkových atomů, nebo R10 znamená fenylovou skupinu,R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms which is unsubstituted or substituted by substituents selected from the group consisting of phenyl, OH, alkoxy of 1 to 12 carbon atoms, alkylsulfonyl group in which the alkyl radical contains 1 up to 12 carbon atoms, a phenylsulfonyl group, a (4-methylphenyl) sulfonyl group and an alkanoyl group having 2 to 6 carbon atoms, or R 10 is an alkyl group having 2 to 12 carbon atoms which is interrupted by -O- and which is unsubstituted; or substituted with substituents selected from the group consisting of phenyl, OH, C 1 -C 12 alkoxy, C 1 -C 12 alkylsulfonyl, C 1 -C 12 alkyl, phenylsulfonyl, (4-methylphenyl) sulfonyl and alkanoyl containing 2 to 6 or R 10 represents a phenyl group,
9 4 4 4 9 · 4 9 4 99 4 4 4 9 4
444 9 9 44 4 4 9 9449 9 9 44 4 4 9 9
4 4 4 4 4 4 4 44 4 4 4 4
499 49 99 44 44 44499 49 99 44 44
Rn znamená atom vodíku, nesubstituovanou nebo skupinou OH substituovanou alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů nebo alkylovou skupinu obsahující 2 až 12 uhlíkových atomů, která je přerušena členem -0-, přičemž sloučeniny obecného vzorce la jsou charakterizovány molárním extinkčním koeficientem ε nižším než 10 při 365 nm.R n is hydrogen, unsubstituted or OH-substituted alkyl group having 1 to 12 carbon atoms or an alkyl group containing 2-12 carbon atoms which is interrupted by -0- member, wherein the compounds of formula Ia are characterized by a molar extinction coefficient ε of less than 10 at 365 nm.
V rámci vynálezu je rovněž možné použít směsi isomerních forem (isomery cís-trans, isomery E/Z nebo isomery syn/anti) oximsulfonátů obecného vzorce la.It is also possible within the scope of the invention to use mixtures of the isomeric forms (cis-trans isomers, E / Z isomers or syn / anti isomers) of the oximsulfonates of the formula Ia.
Alkylovou skupinou obsahující 1 až 18 uhlíkových atomů je přímá nebo rozvětvená alkylová skupina, obsahující například, 1 až 16, 1 až 14, 1 až 12, 1 až 8, 1 až 6 nebo 1 až 4 uhlíkové atomy. Příklady takové alkylové skupiny jsou methylová skupina, ethylová skupina, propylová skupina, isopropylová skupina, n-butylová skupina, sek.butylová skupina, isobutylová skupina, terč.butylová skupina, pentylová skupina, hexylová skupina, heptylová skupina,C 1 -C 18 alkyl is a straight or branched alkyl group containing, for example, 1 to 16, 1 to 14, 1 to 12, 1 to 8, 1 to 6 or 1 to 4 carbon atoms. Examples of such an alkyl group are methyl, ethyl, propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, hexyl, heptyl,
2,4,4-trimethylfenylpentylová skupina, 2-ethylhexylová skupina, oktylová skupina, nonylová skupina, decylová skupina, dodecylová skupina, tetradecylová skupina, pentadecylová skupina, hexadecylová skupina a oktadecylová skupina.2,4,4-trimethylphenylpentyl, 2-ethylhexyl, octyl, nonyl, decyl, dodecyl, tetradecyl, pentadecyl, hexadecyl and octadecyl.
Alkylová skupina obsahující 1 až 16 uhlíkových atomů, alkylová skupina obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů a alkylová skupina obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy mají stejné významy, jaké byly uvedeny výše pro výše uvedenou alkylovou skupinu obsahující 1 až 18 uhlíkových atomů a to až do odpovídající horní hranice počtu uhlíkových atomů.C 1 -C 16 alkyl, C 1 -C 12 alkyl and C 1 -C 4 alkyl have the same meanings as given above for the above C 1 -C 18 alkyl group up to the corresponding upper limit of the number of carbon atoms.
Halogenem je fluor, chlor, brom a jod, zejména fluor, chlor a brom, výhodně fluor a chlor.Halogen is fluorine, chlorine, bromine and iodine, especially fluorine, chlorine and bromine, preferably fluorine and chlorine.
Halogenem substituovaná alkylová skupina obsahující 1 až 18 uhlíkových atomů nebo halogenem substituovaná alkylová skupina obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů jsou • · · · · · · · * · · • · ·φ · · · · φ · · · • · φ φ · φ · φ · φφφφφ φφ φφ φφ φφ substituenty. atomu uhlíku uhlíku alkylových skupin, fluormethylová skupina, brommethylová skupina, výše uvedenými alkylovými skupinami, které jsou substituovány jedním nebo více stejnými nebo odlišnými atomy halogenů. Alkylová skupina je takto například substituována 1 až 3 nebo 1 nebo 2 halogenovými Atomy halogenů se nacházejí buď na stejném nebo se mohou nacházet na různých atomech Příklady těchto skupin jsou chlořmethylová skupina, trifluormethylová skupina,The halogen substituted alkyl group containing from 1 to 18 carbon atoms or the halogen substituted alkyl group containing from 1 to 12 carbon atoms are φ · · · · φ · · · · φ · φ · φ substitu substitu substitu substitu enty enty enty enty enty enty enty enty substitu enty enty substitu substitu substitu substitu enty enty enty substitu substitu substitu substitu enty enty enty enty substituents. a carbon atom of an alkyl group, a fluoromethyl group, a bromomethyl group, the above-mentioned alkyl groups which are substituted by one or more identical or different halogen atoms. Thus, for example, the alkyl group is substituted with 1 to 3 or 1 or 2 halogen halogen atoms, either on the same or on different atoms. Examples of such groups are chloromethyl, trifluoromethyl,
1-chlorethylová skupina, 2-chlorethylová skupina a podobné skupiny.1-chloroethyl, 2-chloroethyl and the like.
Halogenalkylová skupina obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy odpovídá alkylové skupině obsahující 1 až 4, která je substituována halogenem. Pro tyto skupiny platí stejná vysvětlení, jaká byla uvedena výše a to až do odpovídající horní hranici počtu uhlíkových atomů.C 1 -C 4 haloalkyl corresponds to C 1 -C 4 alkyl which is substituted by halogen. For these groups, the same explanations as described above apply up to the corresponding upper limit of the number of carbon atoms.
Alkylová skupina obsahující 2 až 12 uhlíkových atomů a přerušená členem -0- je přímou nebo rozvětvenou alkylovou skupinou, která je například 1 až 6 krát přerušena, 1 až 3 krát přerušena nebo přerušena jednou nebo dvakrát členem -0-. Tyto kyslíkové členy nejsou v alkylovém řetězci umístěny bezprostředně za sebou. Taková přerušení například poskytují následující strukturní jednotky:An alkyl group having 2 to 12 carbon atoms and interrupted by an -O- moiety is a straight or branched alkyl group which is, for example, 1 to 6 times interrupted, 1 to 3 times interrupted or interrupted once or twice by an -O- member. These oxygen members are not located immediately in the alkyl chain. For example, the following structural units provide such breaks:
-CH2-O-CH2-,-CH 2 -O-CH 2 -,
-ch2ch2-o-ch2ch2-,-ch 2 ch 2 -o-ch 2 ch 2 -,
-[ CH2CH2O] -, kde y znamená číslo 1 až 6,- [CH 2 CH 2 O] -, where y is 1 to 6,
-[ CH2CH2O] z-CH2-, kde z znamená číslo 1 až 5,- [CH 2 CH 2 O] z -CH 2 -, wherein z represents the number 1 to 5,
- (CH2CH2O) 5ch2ch2-,- (CH 2 CH 2 O) 5 ch 2 ch 2 -,
-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH(CH3)- nebo-CH 2 -CH (CH 3 ) -O-CH 2 -CH (CH 3 ) - or
-CH2CH (CH3) -o-ch2-ch2ch2- .-CH 2 CH (CH 3) -O-CH 2 -CH 2 CH 2 -.
Alkoxy-skupina obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů je přímou nebo rozvětvenou alkoxy-skupinou obsahující zejména 1 až 8, 1 až 6 a 1 až 4 uhlíkové atomy. Takovými • · · 9 9 9 9 9 9 9 9 • 9 99 9 ·99 9 99 9 • 99 9999 9 9 • •9 99 99 99 99 99 alkoxy-skupinami jsou například methoxy-skupina, ethoxy-skupina, propoxy-skupina, isopropoxy-skupina, n-butyloxy-skupina, sek.butyloxy-skupina, isobutyloxy-skupina, terč.butyloxy-skupina, pentyloxy-skupina, hexyloxy-skupina, heptyloxy-skupina,The alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms is a straight or branched alkoxy group having in particular 1 to 8, 1 to 6 and 1 to 4 carbon atoms. Such alkoxy groups are, for example, methoxy, ethoxy, propoxy, etc. 9 9 9 9 9 9 9 9 9 99 9 99 99 99 9 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 99 , isopropoxy, n-butyloxy, sec-butyloxy, isobutyloxy, tert-butyloxy, pentyloxy, hexyloxy, heptyloxy,
2,4,4-trimethylpentyloxy-skupina, 2-ethylhexyloxy-skupina, oktyloxy-skupina, nonyloxy-skupina, decyloxy-skupina nebo dodecyloxy-skupina, zejména methoxy-skupina, ethoxy-skupina, propoxy-skupina, isopropoxy-skupina, n-butyloxy-skupina, sek.butyloxy-skupina, iso-butyloxy-skupina nebo terč.butyloxy-skupina, výhodně methoxy-skupina.2,4,4-trimethylpentyloxy, 2-ethylhexyloxy, octyloxy, nonyloxy, decyloxy or dodecyloxy, in particular methoxy, ethoxy, propoxy, isopropoxy, n a butyloxy group, a sec-butyloxy group, an iso-butyloxy group or a tert-butyloxy group, preferably a methoxy group.
Alkylsulfonylová skupina, ve které alkylový zbytek obsahujé 1 až 12 uhlíkových atomů, znamená alkyl-O-SO2-skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 12 uhlíkových atomů, přičemž tyto alkylové zbytky již byly definovány výše.Alkylsulfonyl groups in which the alkyl radical contains 1 to 12 carbon atoms means an alkyl-O-SO 2 -group in which the alkyl radical contains 1 to 12 carbon atoms, wherein the alkyl groups have already been defined above.
Alkanoylovou skupinou obsahující 1 až 6 uhlíkových atomů je přímá nebo rozvětvená alkanoylová skupina, například alkanoylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy. Příklady takových skupin jsou formylová skupina, acetylová skupina, propionylová skupina, butanoylová skupina, isobutanoylová skupina, pentanoylová skupina nebo hexanoylová skupina, výhodně acetylová skupina.C 1 -C 6 alkanoyl is a straight or branched alkanoyl group, for example C 1 -C 4 alkanoyl. Examples of such groups are formyl, acetyl, propionyl, butanoyl, isobutanoyl, pentanoyl or hexanoyl, preferably acetyl.
Fenylalkylovou skupinou, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 3 uhlíkové atomy, je například benzylová skupina, fenylethylová skupina, α-methylbenzylová skupina nebo a, a-dimethylbenzylová skupina, zejména benzylová skupina.Phenylalkyl in which the alkyl radical contains 1 to 3 carbon atoms is, for example, benzyl, phenylethyl, α-methylbenzyl or α, α-dimethylbenzyl, especially benzyl.
Substituovaná fenylová, naftylová, anthracylová a fenanthrylová skupina je jednou až čtyřikrát substituovanou skupinou, například jednou, dvakrát nebo třikrát substituovanou skupinou, zejména jednou nebo dvakrát substituovanou skupinou. Substituenty na fenylovém kruhu seThe substituted phenyl, naphthyl, anthracyl and phenanthryl groups are one to four times substituted, for example one, two or three times substituted, especially one or two substituted groups. The substituents on the phenyl ring are
nachází v polohách 2; 2,4;, 2,6; 3; 3,5;;4 nebo 5, zejména v polohách 2; 3;4 nebo 6 fenylového kruhu.located in positions 2; 2.4 ;, 2.6; 3; 3.5; 4 or 5, particularly at the 2-position; 3, 4 or 6 phenyl ring.
V případě, že R7 a Rg tvoří společně s atomem dusíku, ke kterému jsou připojeny, 5-, 6- nebo 7-členný kruh, který může být přerušen členem nasycené nebo nenasycené aziridinový, pyrrolový,In case R7 and Rg together with the nitrogen atom to which they are attached, a 5-, 6- or 7-membered ring which may be interrupted by a member saturated or unsaturated aziridine, pyrrole,
-0- nebo -NR.-O- or -NR.
potom jde o kruhy, jakými jsou například pyrrolidinový, oxazolový, pyridinový, 1,3-diazinový, 1,2-diazinový, piperidinový nebo morfolinový kruh.these are rings such as a pyrrolidine, oxazole, pyridine, 1,3-diazine, 1,2-diazine, piperidine or morpholine ring.
Výrazy a/nebo nebo nebo/a použité v popisné části a nárocích znamenají, že může být přítomna nejen jedna z uvedených alternativ (substituentů), nýbrž také několik z uvedených alternativ (substituentů) dohromady, zejména směsi různých alternativ (substituentů).The terms and / or or / and used in the specification and claims mean that not only one of said alternatives (substituents) may be present, but also several of said alternatives (substituents) together, in particular a mixture of different alternatives (substituents).
Výraz alespoň definuje jeden nebo více než jeden subjekt.The term at least defines one or more subjects.
Molární extinkční koeficient ε sloučenin generujících kyselinu, které jsou vhodné pro kompozice podle vynálezu, je nižší než 10 při 365 nm (i-čára rtuti). Tento koeficient ε je součástí Lambert-Beerovy rovnice, která je odborníkům v daném oboru dobře známa. Tento koeficient se stanoví z ultrafialových spekter příslušných sloučenin, která se měří v obvyklých organických rozpouštědlech, jakými jsou acetonitril nebo tetrahydrofuran (THF). Vzhledem k tomu, že dochází k určitému malému posunu hodnot extinkčního koeficientu ε v závislosti na rozpouštědle použitém pro měření ultrafialového spektra, vztahují se všechny hodnoty extinkčního koeficientů uvedené v souvislosti s vynálezem k rozpouštědlu, kterým je tetrahydrofuran.The molar extinction coefficient ε of the acid generating compounds suitable for the compositions of the invention is less than 10 at 365 nm (i-line of mercury). This coefficient ε is part of the Lambert-Beer equation, which is well known to those skilled in the art. This coefficient is determined from the ultraviolet spectra of the respective compounds, which are measured in conventional organic solvents such as acetonitrile or tetrahydrofuran (THF). Since there is a slight shift in the extinction coefficient ε values depending on the solvent used to measure the ultraviolet spectrum, all extinction coefficient values given in the context of the invention relate to a solvent which is tetrahydrofuran.
Obecně je pro kompozice podle vynálezu nebo pro nárokované fotoresisty vhodná jakákoliv sloučenina, která po ozáření generuje kyselinu a která má molární extinkční koeficient ε nižší než 10. Vhodné jsou například sloučeniny generující Lewisovy kyseliny, jakož i sloučeniny generujícíIn general, any compound which generates an acid after irradiation and which has a molar extinction coefficient ε less than 10 is suitable for the compositions of the invention or claimed photoresists. For example, Lewis acids generating compounds and compounds generating compounds are suitable.
ΦΦΦ φφφφ · φ φ φ φ φφφ φ · φφ φφφφ φφφ φφφφ φ φΦΦΦ φ φ · φ φ φ φ · · φ φ φ φ φ
ΦΦΦΦΦ φφ φφ φφ φφ generující fosfonové kyseliny, PF6, BFý, SbFs a podobné kyseliny. Příklady takových sloučenin jsou sulfoniové a jodoniové soli, jakož i deriváty nitrobenzylsulfonátů a bis-sulfonyldiazomethanů. Výhodně se v nárokovaných kompozicích použijí sloučeniny generující sulfonové kyseliny, jakými jsou oximsulfonátové sloučeniny.ΦΦΦΦΦ φφ φφ φφ φφ generating phosphonic acid, PF 6 BFY, SbF s and the like acids. Examples of such compounds are sulfonium and iodonium salts, as well as derivatives of nitrobenzylsulfonates and bis-sulfonyldiazomethane. Preferably, sulfonic acid generating compounds such as oximinesulfonate compounds are used in the claimed compositions.
Brónstedovy karboxylové kyseliny, kyseliny, například sulfonové sloučeniny kyseliny,Bronsted carboxylic acids, acids such as sulfonic acid compounds,
Zejména jsou oximsulfonátovými sloučeninami, které jsou vhodné jako generátory kyseliny pro kompozice podle vynálezu, sloučeniny obecného vzorce Ia, které mají molární extinkční koeficient ε nižší než 10 a v jejichž obecném vzorci IaIn particular, the oximsulfonate compounds which are suitable as acid generators for the compositions according to the invention are those compounds of the formula Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 and in which the formula Ia
Rj, R2, R3, R4 a R5 znamenají nezávisle jeden na druhém atom vodíku, alkylovou skupinu obsahující 1 až 8 uhlíkových atomů, halogen nebo halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy,R 1, R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are each independently hydrogen, C 1 -C 8 alkyl, halogen or C 1 -C 4 haloalkyl,
R6 znamená alkylovou skupinu obsahující 1 až 18 uhlíkových atomů, fenylalkylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 3 uhlíkové atomy, kamforylovou skupinu, halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 10 uhlíkových atomů, fenylovou skupinu, naftylovou skupinu, anthracylovou skupinu nebo fenanthrylovou skupinu, přičemž fenylová, naftylová, anthracylová a fenanthrylová skupina jsou nesubstituované nebo substituované jedním nebo více substituenty zvolenými z množiny zahrnující halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, skupinu CN, skupinu NO2, alkylovou skupinu obsahující 1 až 16 uhlíkových atomů, fenylovou skupinu a skupinu OR10 a R10 má výše uvedený význam.R 6 represents an alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, a phenylalkyl group in which the alkyl moiety contains 1 to 3 carbon atoms, a camphoryl group, a haloalkyl group containing 1 to 10 carbon atoms, a phenyl group, a naphthyl group, anthracyl group or a phenanthryl group; wherein the phenyl, naphthyl, anthracyl and phenanthryl groups are unsubstituted or substituted by one or more substituents selected from the group consisting of haloalkyl of 1 to 4 carbon atoms, CN, NO 2 , alkyl of 1 to 16 carbon atoms, phenyl and a group OR 10 and R 10 is as defined above.
Uvedené kompozice podle vynálezu výhodně obsahují sloučeniny obecného vzorce Ia, které mají molární extinkční koeficient ε nižší než 10 a v jejichž obecném vzorci Ia • · · · · · · ftftftft ftftftft · ftftft · ftft · ······· · · «···· ftft ftft ftft ftftSaid compositions according to the invention preferably comprise compounds of formula Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 and in which formula Ia ftftftft ftftftft ftftft ftftft ···· ftft ftft ftft ftft
Rj, R2, R3, R4 a Rs znamenají nezávisle jeden na druhém atom vodíku, alkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, halogen nebo halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy za předpokladu, že alespoň dvě skupiny z Rj, R2, R3, R4 a R5 znamenají vodík, aRi, R 2, R 3, R 4 and R s independently of one another are hydrogen, alkyl having 1 to 4 carbon atoms, halogen, or halogenoalkyl having 1 to 4 carbon atoms provided that at least two groups of Ri, R 2 , R 3 , R 4 and R 5 are hydrogen, and
R6 znamená alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů, fenylalkylovou skupinu, ve které alkylový zbytek obsahuje 1 až 3 uhlíkové atomy, kamforylovou skupinu, halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy nebo fenylovou skupinu, přičemž fenylová skupina je nesubstituována nebo substituována jedním nebo více substituenty z množiny zahrnující halogen, halogenalkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, skupinu N02, alkylovou skupinu obsahující 1 až 8 uhlíkových atomů, fenylovou skupinu a skupinu OR10, aR 6 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a phenylalkyl group in which the alkyl moiety contains 1 to 3 carbon atoms, a camphoryl group, a haloalkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group wherein the phenyl group is unsubstituted or substituted by one or a plurality of substituents selected from the group consisting of halogen, haloalkyl of 1 to 4 carbon atoms, NO 2 , alkyl of 1 to 8 carbon atoms, phenyl and OR 10 , and
R10 znamená alkylovou skupinu obsahující 1 až 12 uhlíkových atomů.R 10 represents an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms.
Příklady latentních sulfonových kyselin obecného vzorce Ia jsou methansulfonáty, butansulfonáty, benzensulfonáty, 4-methylfenylsulfonáty, 4-methoxybenzensulfonáty aExamples of latent sulfonic acids of formula (Ia) are methanesulfonates, butanesulfonates, benzenesulfonates, 4-methylphenylsulfonates, 4-methoxybenzenesulfonates and
10-kafrsulfonáty a-hydroxyimino-4-methylbenzylkyanidu a-hydroxyimino-4-butylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-3-methylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-2-methylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-2,4-dimethylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-3,4-dimethylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-3,4-dibutylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-2,4,6-trimethylbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-2-chlorbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-2,4-dichlorbenzylkyanidu, a-hydroxyimino-4-chlorbenzylkyanidu, α-hydroxyimino-4-fluorbenzylkyanidu.10-camphorsulfonates of α-hydroxyimino-4-methylbenzylcyanide α-hydroxyimino-4-butylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-3-methylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-2-methylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-2,4-dimethylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-3, 4-dimethylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-3,4-dibutylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-2,4,6-trimethylbenzylcyanide, α-hydroxyimino-2-chlorobenzylcyanide, α-hydroxyimino-2,4-dichlorobenzylcyanide, α-hydroxyimino-4- chlorobenzyl cyanide, α-hydroxyimino-4-fluorobenzyl cyanide.
Oximsulfonáty obecného vzorce I nebo Ia se připraví metodami popsanými v literatuře, například reakcí vhodnýchThe oximinesulfonates of formula (I) or (Ia) are prepared by methods described in the literature, e.g.
0 0 0 0 9 0 0 0 9 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 00 00 0 0 0 0 0 0 0 0 0
000 0000 0 0 00000 00 00 00 00 volných oximů obecného vzorce 2 a halogenidy sulfonové kyseliny obecného vzorce 3 v přítomnosti báze, jakou je triethylamin, nebo reakcí soli oximu s chloridem sulfonové kyseliny.000 0000 0 0 00000 00 00 00 00 of the free oximes of formula 2 and the sulfonic acid halides of formula 3 in the presence of a base such as triethylamine or by reaction of the oxime salt with sulfonic acid chloride.
Tyto methody byly například publikovány v EP 48615.For example, these methods have been published in EP 48615.
NC zC = N-OH+ CI-SO2-R6 R (2) (3)NC from C = N-OH + CI-SO 2 -R 6 R (2) (3)
NCNC
C=N-O-S-Rfi z II 6 oC = NOSR fi of II 6 o
(la) kde(la) where
R znamená skupinuR is a group
Rj R2, R3, R4, Rs a R6 mají výše uvedené aR R 2, R 3, R 4, R s and R 6 are defined above, and
významy.meanings.
Uvedená reakce se vhodně provádí v inertním organickém rozpouštědle v přítomnosti terciálního aminu.The reaction is conveniently carried out in an inert organic solvent in the presence of a tertiary amine.
Sodné soli uvedených oximů se získají například reakcí odpovídajícího oximu s alkoxidem sodným v dimethylformamidu (DMF) .The sodium salts of said oximes are obtained, for example, by reacting the corresponding oxime with sodium alkoxide in dimethylformamide (DMF).
Uvedené oximsulfonáty se získají ve formě syn (E, cis) nebo anti (Z, trans) anebo také jako směsi obou těchto forem. V rámci vynálezu je možné použít buď jednu z uvedených forem nebo libovolnou směs uvedených forem.The oximinesulfonates are obtained in the form of syn (E, cis) or anti (Z, trans) or also as mixtures of both. Either one of said forms or any mixture of said forms may be used within the scope of the invention.
V případě, že je žádoucí mít k dispozici jednu z uvedených forem, potom se tato jednotlivá forma získá obvyklými postupy, které jsou odborníkovi v daném oboru známé a kterými jsou například krystalizace, destilace nebo chromatografie.If it is desired to have one of these forms, then this single form is obtained by conventional procedures known to those skilled in the art, such as crystallization, distillation or chromatography.
Oximy obecného vzorce 2, které jsou potřebné pro uvedenou reakci, se připraví postupy, které jsou analogické se známými metodami, například reakcí sloučenin obsahujících reaktivní methylenové skupiny, jakými jsou benzylkyanidové deriváty nebo deriváty kyseliny fenyloctové, s alkylnitritem, například s methylnitritem nebo isoamylnitritem, a alkoxidem sodným, například methoxidem sodným. Takové reakce jsou mezi jinými popsány v The systematic Identification of organic compound, John Wiley and Sons, New York, 1980, str. 181, v Die Makromolekulare Chemie, 1967, 108, 170, nebo v Organic Synthesis, 1979, 59, 95.The oximes of formula (2) required for the reaction are prepared by procedures analogous to known methods, for example by reacting compounds containing reactive methylene groups, such as benzyl cyanide derivatives or phenylacetic acid derivatives, with an alkyl nitrite such as methyl nitrite or isoamyl nitrite, and sodium alkoxide such as sodium methoxide. Such reactions are described, inter alia, in The Systematic Identification of Organic Compounds, John Wiley & Sons, New York, 1980, p. 181, Die Makromolekulare Chemie, 1967, 108, 170, or in Organic Synthesis, 1979, 59, 95.
Oximy mohou být rovněž získány například reakcí odpovídající karbonylové sloučeniny nebo thiokarbonylové sloučeniny s hydroxylaminem.Oximes can also be obtained, for example, by reacting the corresponding carbonyl compound or thiocarbonyl compound with hydroxylamine.
Další preparativní metodou je nitrozace hydroxyaromatických sloučenin.Another preparative method is nitrosation of hydroxyaromatic compounds.
Příprava halogenidu sulfonových kyselin obecného vzorce 3 je o sobě známa a je například popsána ve standardních chemických učebnicích.The preparation of the sulfonic acid halide of formula 3 is known per se and is described, for example, in standard chemical textbooks.
Dalším předmětem tohoto vynálezu je poskytnout fotoresisty obsahující sloučeniny generující po ozáření kyselinu a mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10 při 365 nm. V souladu s tím je předmětem vynálezu chemicky zesílený fotoresist, který je citlivý k záření v oblasti 340 až 390 nm a který obsahuje světlocitlivý generátor kyseliny, jehož podstata spočívá v tom, že má molární extinkční koeficient ε nižší než 10 při 365 nm.It is a further object of the present invention to provide photoresists containing acid-generating compounds having an molar extinction coefficient ε less than 10 at 365 nm. Accordingly, the present invention provides a chemically enhanced photoresist which is sensitive to radiation in the range of 340 to 390 nm and which comprises a photosensitive acid generator having a molar extinction coefficient ε of less than 10 at 365 nm.
Dalším předmětem vynálezu je poskytnout fotoresisty obsahující sloučeniny obecného vzorce I nebo la. V souladu s tím, je předmětem vynálezu chemicky zesílený fotoresist, který je citlivý na záření v oblasti 340 až 390 nm a který obsahuje světlocitlivý generátor kyseliny výše definovaného obecného vzorce I, jehož podstata spočívá v tom, že máIt is another object of the invention to provide photoresists containing compounds of formula I or Ia. Accordingly, the present invention provides a chemically enhanced photoresist which is sensitive to radiation in the region of 340 to 390 nm and which comprises a photosensitive acid generator of the formula I as defined above, characterized in that it has
molární extinkční koeficient ε nižší než 10 nm, jakož i chemicky zesílený fotoresist, který je citlivý na záření v oblasti 340 až 390 nm a který obsahuje světlocitlivý generátor kyseliny výše definovaného obecného vzorce Ia, jehož podstata spočívá v tom, že má molární extinkční koeficient ε nižší než 10 nm.a molar extinction coefficient ε of less than 10 nm, as well as a chemically enhanced photoresist which is sensitive to radiation in the range of 340 to 390 nm and which contains a photosensitive acid generator of the formula Ia as defined above, having a molar extinction coefficient ε lower than 10 nm.
Tyto chemicky zesílené fotoresisty mají výhodně tloušťku větší než 2 mikrometry. Rovněž kompozice podle vynálezu se výhodně nanáší před ozářením v tloušťce větší než 2 mikrometry.These chemically enhanced photoresists preferably have a thickness greater than 2 microns. Also, the composition of the invention is preferably applied at a thickness greater than 2 microns before irradiation.
Tyto resisty zahrnují chemicky zesílené negativní fotoresisty, které jsou vyvolatelné v alkalickém prostředí, které mají tloušťku resistu větší než 2 mikrometry a které jsou citlivé k záření v oblasti 340 až 390 nm, přičemž tyto resisty jsou založeny na světlocitlivém generátoru kyseliny majícím molární extinkční koeficient ε nižší než 10 při 365 nm.These resists include chemically enhanced, alkaline-inducible, negative photoresists having a resist thickness greater than 2 micrometers and sensitive to radiation in the range of 340 to 390 nm, based on a photosensitive acid generator having a molar extinction coefficient ε less than 10 at 365 nm.
Uvedené resisty dále zejména zahrnují chemicky zesílené negativní fotoresisty, které jsou vyvolatelné v alkalickém prostředí, které mají tloušťku resistu větší než 2 mikrometry a které jsou citlivé na záření v oblasti 340 až 390 nm, přičemž tyto resisty jsou založeny na výše definovaných oximsulfonátech tvořících světlocitlivý generátor kyseliny.In particular, said resists include chemically enhanced, alkaline-inducible, negative photoresists having a resist thickness greater than 2 microns and sensitive to radiation in the range of 340 to 390 nm, based on the oximinesulfonates defined as photosensitive generator as defined above. acid.
Další provedení vynálezu se vztahuje k chemicky zesíleným pozitivním fotoresistům, které jsou vyvolatelné v alkalickém prostředí, které mají tloušťku resistu větší než 2 mikrometry a které jsou citlivé na záření v oblasti 340 až 390 nm, přičemž tyto resisty jsou založeny na výše definovaných oximsulfonátech tvořících světlocitlivý generátor kyseliny.Another embodiment of the invention relates to chemically enhanced, alkaline-inducible, positive photoresists having a resist thickness greater than 2 micrometers and sensitive to radiation in the range of 340 to 390 nm, based on the oximesulfonates forming the photosensitive as defined above. acid generator.
Obě provedení fotoresistů podle vynálezu jsou schopna snadno rozlišit strukturní jednotky mající rozměry v submikronové oblasti, přičemž použitým zářením je záření v oblasti 340 až 390 nm. Struktura resistu zbylého po vyvolání na podkladu má velmi dobrou strmost bočních stěn. Přes extrémně nízkou optickou absorpci mají uvedené resisty znamenitou citlivost na dané záření. Zejména tento znak je neočekávaný vzhledem k tomu, že zvolené oximsulfonátové generátory kyseliny absorbují záření těchto vlnových délek pouze v extrémně nízkém rozsahu. Kromě toho je dodatečnou výhodou zejména negativních resistů to, že mají zlepšenou tepelnou odolnost, což je obzvláště žádoucí vlastnost v případě iontových implantačních procesů.Both embodiments of the photoresist of the invention are able to readily distinguish structural units having dimensions in the submicron region, wherein the radiation used is radiation in the region of 340 to 390 nm. The structure of the resist left after developing on the substrate has a very good steepness of the side walls. Despite the extremely low optical absorption, said resists have excellent sensitivity to the radiation. In particular, this feature is unexpected since the selected oximinesulfonate acid generators absorb radiation of these wavelengths only to an extremely low range. Moreover, an additional advantage of particularly negative resistors is that they have improved heat resistance, which is a particularly desirable property in the case of ion implantation processes.
zesíťovány rozpouštěnícrosslinked by dissolution
Vynález se rovněž týká použití sloučenin obecného vzorce I nebo Ia majících molární extinkční koeficient ε nižší než 10 jakožto světlocitlivých generátorů kyseliny v kompozicích obsahujících sloučeniny, které mohou být účinkem kyseliny, nebo/a jako inhibitory pro sloučeniny, jejich rozpustnost se mění působením kyseliny, všude tam, kde se provádí ozáření, například obrazové ozáření, a způsobu generování kyselin, při kterém se světlocitlivý generátor kyseliny obecného vzorce I nebo Ia, mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10, ozáří světlem s vlnovou délkou v rozmezí od 340 do 390 nm.The invention also relates to the use of compounds of formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 as photosensitive acid generators in compositions containing compounds which may be acidic and / or as inhibitors for compounds, their solubility varies by acid, everywhere where irradiation is performed, such as image irradiation, and a method of generating acids, wherein the photosensitive acid generator of formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 is irradiated with light having a wavelength in the range 340 to 390 nm.
Ve světlem-vytvrditelných kompozicích působí estery kyseliny oximsulfonové jako latentní katalyzátory vytvrzení: v případě, že jsou ozářeny světlem, generují kyselinu, která katalyzuje zesíťovací reakci. Kromě toho může kyselina generovaná ozářením například katalyzovat odstranění vhodných kyselino-citlivých ochranných skupin z polymerní struktury nebo štěpit polymery obsahující v základním polymerním řetězci kyselino-citlivé skupiny. Dalšími aplikačními možnostmi jsou například barvu-měnící systémy založené na změně pH nebo rozpustnosti například pigmentu chráněného kyselino-citlivými ochrannými skupinami. Kompozice využívající barviva citlivá na hodnotu pH nebo latentní pigmenty v kombinaci s oximsulfonáty mohou být použity jako světelné indikátory nebo jednoduše jako dosimetry pro jedno použití. Takové dosimetry jsou velmi užitečné zejména v případě, kdy detekovaným světlem je světlo neviditelné pro lidské oko, jako například ultrafialové nebo infračervené světlo.In light-curable compositions, oximesulfonic acid esters act as latent cure catalysts: when irradiated with light, they generate an acid that catalyzes the cross-linking reaction. In addition, the acid generated by irradiation can, for example, catalyze the removal of suitable acid-sensitive protecting groups from the polymer structure or cleave polymers containing acid-sensitive groups in the polymer backbone. Further application possibilities are, for example, color-changing systems based on the pH change or solubility of, for example, an acid-sensitive protecting group pigment. Compositions using pH sensitive dyes or latent pigments in combination with oximinesulfonates can be used as light indicators or simply as single use dosimeters. Such dosimeters are particularly useful when the detected light is light invisible to the human eye, such as ultraviolet or infrared light.
Oximsulfonáty podle vynálezu mohou být rovněž použity k tvarování polymerů, které podstupují kyselinou indukovaný přechod do stavu, ve kterém mají požadované vlastnosti využívané v rámci fotolitografie. Tak například mohou být oximsulfonáty použity ke strukturování konjugovaných emisních polymerů, jak je to popsáno M.L.Renak-em, C. Bazan-em a D.Roitman-em v Advanced materials, 1997, 9, 392. Takové strukturované emisní polymery mohou být použity při výrobě 'mikroskalárních vzorovaných světlo-emitujících diod (diody LED), které mohou být použity k výrobě displejů a paměťových médií. Obdobně mohou být ozářeny prekurzory polyimidu (například polyimidové prekurzory s kyselino-labilními ochrannými skupinami, jejich rozpustnost se mění v průběhu vyvolání) za účelem vytvoření vzorovaných polyimidových vrstev, které mohou sloužit jako ochranný povlak, izolační vrstvy a bariérové vrstvy při výrobě mikročipů a desek s tištěnými spoji.The oximinesulfonates of the invention can also be used to mold polymers that undergo an acid-induced transition to a state in which they have the desired properties utilized in photolithography. For example, oximinesulfonates can be used to structure conjugated emission polymers as described by MLRenak, C. Bazan and D. Roitman in Advanced Materials, 1997, 9, 392. Such structured emission polymers can be used in manufacturing microscopic patterned light-emitting diodes (LEDs) that can be used to produce displays and storage media. Similarly, polyimide precursors (e.g., polyimide precursors with acid-labile protecting groups, their solubility varies during development) may be irradiated to form patterned polyimide layers that may serve as protective coatings, insulating layers and barrier layers in the manufacture of microchips and plates with printed circuit boards.
Z literatury je známo, že konjugované polymery, jako například polyaniliny, mohou být převedeny z polovodivého stavu do vodivého stavu pomocí dopování protony. Oximsulfonáty podle vynálezu mohou být rovněž použity jako generátory kyseliny pro obrazové ozáření uvedených konjugovaných polymerů za účelem dosažení toho, aby uvedený převod proběhl selektivně pouze na ozářených plochách.It is known in the literature that conjugated polymers, such as polyanilines, can be converted from semiconductor to conductive by proton doping. The oximinesulfonates of the invention may also be used as acid generators for the visual irradiation of said conjugated polymers in order to ensure that said conversion occurs selectively only on the irradiated areas.
Estery kyseliny oximsulfonové jsou málo rozpustné ve vodně-alkalické vývojce a mohou být učiněny rozpustnými v takovéto vývojce pomocí světlem-indukované konverze na volnou kyselinu s tím výsledkem, že jsou použity jako inhibitory rozpouštění v kombinaci s vhodnými filmotvornými pryskyřicemi.Oximinesulfonic acid esters are poorly soluble in the aqueous-alkaline developer and can be rendered soluble in such a developer by light-induced conversion to the free acid, with the result that they are used as dissolution inhibitors in combination with suitable film-forming resins.
• · · · · · · · · · · • · · · · · · · · · · · • · · · · · · · · ··· ··· ······· · · • · · · · · * «· · · ··· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·
Pryskyřicemi, které mohou být zesíťovány kyselou katalýzou, jsou například směsi polyfunkčních alkoholů nebo akrylových nebo polyesterových pryskyřic obsahujících hydroxy-skupiny nebo částečně hydrolyzovaných polyvinylacetalů nebo polyvinylalkoholů s polyfunkčními acetalovými deriváty. Za určitých okolností je rovněž možná například kyselinou katalyzovaná samokondenzace acetalem-funkcionalizovaných pryskyřic.Resins which can be cross-linked by acid catalysis are, for example, mixtures of polyfunctional alcohols or acrylic or polyester resins containing hydroxy groups or partially hydrolyzed polyvinyl acetals or polyvinyl alcohols with polyfunctional acetal derivatives. Under certain circumstances, for example, acid catalyzed self-condensation of acetal-functionalized resins is also possible.
Kromě toho se oximsulfonáty používají například jako tvrdidla, která mohou být aktivována světle, pro pryskyřice obsahující siloxanové skupiny. Tyto pryskyřice mohou například buď podstoupit samokondenzaci pomocí kyselinou katalyzované hydrolýzy nebo mohou být zesíťovány druhou složkou- kompozice, jakou je polyfunkční alkohol, akrylová nebo polyesterová pryskyřice obsahující hydroxy-skupiny, částečně hydrolyzovaný polyvinylacetal nebo polyvinylalkohol. Tento typ polykondenzace polysiloxanů je například popsán v: J.J. Lebrun, H. Pode, Comprehensive Polymer Science, sv.5, str. 593, Pergamon Press, Oxford, 1989.In addition, oximesulfonates are used, for example, as hardeners which can be light activated for resins containing siloxane groups. For example, these resins may either undergo self-condensation by acid catalyzed hydrolysis or may be cross-linked with a second component of the composition, such as a polyfunctional alcohol, an acrylic or polyester resin containing hydroxy groups, partially hydrolyzed polyvinyl acetal or polyvinyl alcohol. This type of polycondensation of polysiloxanes is described, for example, in J.J. Lebrun, H. Pode, Comprehensive Polymer Science, vol. 5, p. 593, Pergamon Press, Oxford, 1989.
Je zřejmé, že výše popsané kyselinou iniciované reakce, které byly popsány výše v kontextu s vynálezem nemusí být nezbytně prováděny pouze s činidly generujícími kyselinu tvořenými oximsulfonáty, nýbrž mohou být rovněž prováděny za použití jiných sloučenin generujících kyselinu a majících molární extinkční koeficient ε nižší než 10. Příklady takových sloučenin jsou uvedeny výše.It will be appreciated that the above-described acid-initiated reactions described above in the context of the invention need not necessarily be carried out only with acid generators consisting of oximinesulfonates, but can also be performed using other acid generating compounds having a molar extinction coefficient ε less than 10. Examples of such compounds are given above.
Jak již bylo uvedeno výše, může být rozdíl rozpustnosti mezi ozářenými a neozářenými oblastmi, ke kterému dojde v důsledku kyselinou katalyzované reakce materiálu resistu v průběhu ozáření nebo po ozáření resistu, dvojího typu v závislosti na tom, které další složky jsou přítomné ve formulaci nebo resistu. Jestliže kompozice podle vynálezu obsahují složky, které zvyšují rozpustnost kompozice ve vývojce, potom je resist pozitivní. Naopak, jestliže tytoAs noted above, the difference in solubility between irradiated and non-irradiated areas due to the acid catalyzed reaction of the resist material during or after irradiation of the resist may be of two types, depending on which other components are present in the formulation or resist. . If the compositions of the invention contain components that increase the solubility of the composition in the developer, then the resist is positive. Conversely, if these
rozpustnost kompozice, jde pryskyřice vhodnými složky snižují negativní.The solubility of the composition, the resin goes by the appropriate components to reduce the negative.
Kyselino-citlivými složkami, které produkují negativní resist, jsou zejména sloučeniny, které v případě, že jsou katalyzované kyselinou (například kyselinou vytvořenou v průběhu ozáření sloučeniny obecného vzorce I nebo sloučeniny obecného vzorce Ia) , jsou schopné podstoupit autozesíťovací reakci, tj . reakci, při které dochází k zesítění pouze v rámci samotné sloučeniny, nebo zesíťovací reakci s jednou nebo více dalšími složkami kompozice. Sloučeniny tohoto typu jsou například známé jako kyselinou vytvrditelné pryskyřice a jsou jimi například akrylové pryskyřice, polyesterové pryskyřice, alkydové pryskyřice, melaminové pryskyřice, močovinové pryskyřice, epoxidové a fenolové pryskyřice nebo jejich směsi. Velmi pryskyřicemi jsou v daném případě amino-pryskyřice, fenolové pryskyřice a epoxidové pryskyřice. Kyselinou vytvrditelné pryskyřice tohoto typu jsou obecně známé a popsané například v Ullmann's Encyclopadie der technischen Chemie, 4.vyd., sv.15(1978), str.613-628. Tyto pryskyřice jsou obecně přítomné v koncentraci 2 až 40 hmotn.%, výhodně v koncentraci 5 až 30 resist hmotn.%, vztaženo resistové kompozice na celkový obsah sušiny negativníIn particular, acid-sensitive components that produce a negative resist are compounds which, when catalyzed by an acid (e.g., acid formed during irradiation of a compound of formula I or a compound of formula Ia), are capable of undergoing an auto-crosslinking reaction, i. a reaction in which cross-linking occurs only within the compound itself, or a cross-linking reaction with one or more other components of the composition. Compounds of this type are known, for example, as acid-curable resins and are, for example, acrylic resins, polyester resins, alkyd resins, melamine resins, urea resins, epoxy and phenolic resins, or mixtures thereof. Highly resins in this case are amino resins, phenolic resins and epoxy resins. Acid-curable resins of this type are generally known and described, for example, in Ullmann's Encyclopadie der technischen Chemie, 4th Ed., Vol.15 (1978), pp.613-628. These resins are generally present at a concentration of 2 to 40% by weight, preferably at a concentration of 5 to 30% resist by weight, based on the resist composition, based on the total dry solids content, negative.
Obzvláště výhodnými kyselinou vytvrditelnými pryskyřicemi jsou neetheriťikované nebo etherifikované melaminové, močovinové, guanidinové nebo biuretové pryskyřice, výhodně methylované melaminové pryskyřice nebo butylované melaminové pryskyřice odpovídající glykourilům a uronům. Pod pojmem pryskyřice se v tomto kontextu rozumí obvykle technické směsi, které obvykle obsahují oligomery, jakož i čisté a velmi čisté sloučeniny. V rámci vynálezu jsou nejvýhodnějšími kyselinou vytvrditelnými pryskyřicemi N-methoxymethylmelamin (vzorec 7) a tetramethoxymethylglukoril (vzorec 8),Particularly preferred acid-curable resins are non-etherified or etherified melamine, urea, guanidine or biuret resins, preferably methylated melamine resins or butylated melamine resins corresponding to glycouril and urone. In this context, the term resin usually refers to technical mixtures which usually contain oligomers as well as pure and very pure compounds. Within the scope of the invention, the most preferred acid-curable resins are N-methoxymethylmelamine (Formula 7) and tetramethoxymethylglucoril (Formula 8),
Ν,Ν'-dimethoxymethyluron (vzorec 9).Ν, Ν'-dimethoxymethyluron (Formula 9).
• · · · · · · · · · · ···· ♦ · · β · ·· · ······· · · • · · · · · · · · · · · · jakož i· · · · · · · Β · β · β · jakož · jakož · jakož · jakož · jakož · i · i · jakož ·
N -(CH2OCH3),N - (CH 2 OCH 3 ),
X ch3och2 ch2och3 (7);X ch 3 and 2 ch 2 and 3 (7);
XIN >° (8);XIN> ° (8);
(CH3OCH2)2— N N —(CH2OCH3)2 (CH 3 OCH 2 ) 2 -NN- (CH 2 OCH 3 ) 2
Ν Ν 1 iI Ν 1 i
CH3OCH2 CH2OCH3 CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 3
CH3OCH2X ,CH„OCH3 CH 3 OCH 2X , CH 3 OCH 3
Ν N 2 3 (g).Ν N 2 3 (g).
Koncentrace obecně sloučeniny specificky sloučeniny obecného generující vzorce I kyselinu nebo la negativním resistu obvykle činí 0,1 až 30 hmotn.%, výhodněGenerally, the concentration of the compound, specifically the compound of formula I generating the acid or Ia of the negative resist, is generally 0.1 to 30% by weight, preferably
0,1 až 20 kompozice.0.1 to 20 compositions.
hmotn.%, Obzvláště vztaženo výhodnou případě koncentrace 1 až 15 hmotn.%.%, in particular from 1 to 15% by weight.
na celkový koncentrací obsah je v susiny danémThe total concentration content is in the dry matter given
V případě, že je to žádoucí, mohou negativní kompozice dodatečně obsahovat filmotvorné polymerní pojivo. Tímto pojivém je výhodně v alkáliích rozpustná fenolová pryskyřice. Obzvláště vhodné pro tento účel jsou například novolaky odvozené od aldehydu, zejména od acetaldehydu nebo furfuralaldehydu, avšak specificky od formaldehydu, a fenolu, například nesubstituovaného fenolu, mono- nebo dichlorsubstituovaného fenolu, jakým je například p-chlorfenol, fenol mono- nebo disubstituovaný alkylovou skupinou obsahující 1 až 9 uhlíkových atomů, jako například o-, m- nebo p-kresol, rozličné xylenoly, p-terc.butylfenol, p-nonylfenol, p-fenylfenol, resorcinol, bis(4-hydroxyfenyl)methan nebo 2,2-bis(4-hydroxyfenyl)propan. Rovněž jsou vhodné homo- aIf desired, the negative compositions may additionally comprise a film-forming polymeric binder. The binder is preferably an alkali-soluble phenolic resin. Particularly suitable for this purpose are, for example, novolaks derived from an aldehyde, in particular acetaldehyde or furfuralaldehyde, but specifically from formaldehyde, and a phenol, for example an unsubstituted phenol, a mono- or dichloro-substituted phenol such as p-chlorophenol, a mono- or disubstituted phenol containing 1 to 9 carbon atoms such as o-, m- or p-cresol, various xylenols, p-tert-butylphenol, p-nonylphenol, p-phenylphenol, resorcinol, bis (4-hydroxyphenyl) methane or 2,2- bis (4-hydroxyphenyl) propane. Also suitable are homo- and
kopolymery na bázi ethylenicky nenasycených fenolů, například homopolymery vinyl- a 1-propenyl-substituovaných fenolů, jako například p-vinylfenol nebo p—(1-propenyl)fenol, nebo kopolymery těchto fenolů s jednou nebo více než jednou ethylenicky nenasycenou sloučeninou, jako například styreny. Množství pojivá obecně činí 30 až 95 hmotn.% nebo výhodně 40 až 80 hmotn.%.copolymers based on ethylenically unsaturated phenols, for example homopolymers of vinyl- and 1-propenyl-substituted phenols, such as p-vinylphenol or p- (1-propenyl) phenol, or copolymers of these phenols with one or more ethylenically unsaturated compounds, such as styrenes. The amount of binder is generally 30 to 95% by weight or preferably 40 to 80% by weight.
Vynález v rámci specifického provedení zahrnuje negativní fotoresist mající resistovou tloušťku větší než 2 mikrometry, které jsou vyvolatelné v alkalickém prostředí a určené pro funkční ozáření vlnovovou délkou mezi 340 a 390 nanometry a obsahují oximsulfonát obecného vzorce la, který byl popsán výše, v alkáiiích rozpustnou fenolovou pryskyřici jakožto pojivo a složku, která v případě, že je katalyzována kyselinou, podstupuje autozesíťující reakci nebo/a zesíťující reakci s pojivém.In a specific embodiment, the invention includes a negative photoresist having a resist thickness of greater than 2 microns which is alkaline-inducible and intended for functional irradiation at a wavelength between 340 and 390 nanometers and comprising the oximesulfonate of formula Ia described above in alkali-soluble phenolic a resin as a binder and a component which, when catalyzed by an acid, undergoes an auto-crosslinking reaction and / or a crosslinking reaction with the binder.
Obzvláště výhodné negativní fotoresisty obsahují 1 až 15 hmotn.% oximsulfonátu jakožto činidla generujícího kyselinu, 40 až 99 hmotn.% fenolové pryskyřice jakožto pojivá, například některé z výše uvedených pryskyřic, a 0,5 až 30 hmotn.% melaminové pryskyřice jako zesíťu jícího činidla, přičemž veškeré uvedené procentické údaje se vztahují k obsahu sušiny kompozice. V případě, že se jako pojivo použije novolak nebo zejména polyvinylfenol, potom má negativní resist obzvláště výhodné vlastnosti.Particularly preferred negative photoresists contain 1 to 15% by weight of oximsulfonate as acid generating agent, 40 to 99% by weight of phenolic resin as binder, for example some of the above resins, and 0.5 to 30% by weight of melamine resin as crosslinker wherein all percentages are based on the dry matter content of the composition. When novolak or especially polyvinylphenol is used as a binder, the negative resist has particularly advantageous properties.
Výhodné je použít negativní resist obsahující N-methoxymethylmelamin nebo tetramethoxymethylglukoril a N,N'-dimethoxymethyluron mající vysokou čistotu nebo technickou kvalitu jako amino-pryskyřici.It is preferred to use a negative resist containing N-methoxymethylmelamine or tetramethoxymethylglucoril and N, N'-dimethoxymethyluron having a high purity or technical quality as an amino resin.
Oximsulfonáty se rovněž používají jako generátory kyseliny, které mohou být fotochemicky aktivovány pro kyselinou katalyzované zesítění například póly(glycidyl)methakrylátů v negativních resistových systémech. Takové zesíťovací reakce jsou popsané mezi jiným Chae-m a kol. v Pollimo 1993,17(3), 292.Oximinesulfonates are also used as acid generators that can be photochemically activated for acid catalyzed crosslinking, for example, of poly (glycidyl) methacrylates in negative resist systems. Such cross-linking reactions are described, inter alia, by Chae et al. in Pollimo 1993, 17 (3), 292.
Pozitivní charakter fotoresistu v nových fotoresistových kompozicích podle vynálezu rovněž poskytují monomerní sloučeniny, které jsou nerozpustné v alkáliích avšak štěpitelné v přítomnosti kyseliny nebo jsou schopné intramolekulárního přesmyku takovým způsobem, že se získají reakčni produkty, které jsou rozpustné v obvyklých alkalických vývojkách, nebo/a které způsobí, že se jinak alkalicky nerozpustné a kyselinovzdorné dodatečné pojivo stane rozpustným v uvedené vývojce. Látky tohoto typu jsou dále uváděny jako inhibitory rozpouštění.The positive character of the photoresist in the novel photoresist compositions of the invention also provides monomeric compounds which are insoluble in alkali but cleavable in the presence of acid or capable of intramolecular rearrangement in such a way as to obtain reaction products that are soluble in conventional alkaline developers, and / or causes the otherwise alkali-insoluble and acid-resistant additional binder to become soluble in the developer. Substances of this type are hereinafter referred to as dissolution inhibitors.
Vynález proto zahrnuje v rámci dalšího specifického provedení pozitivní fotoresisty vyvolatelné v alkalickém prostředí a určené pro pracovní ozáření vlnovou délkou 340 až 390 -nanometrů, přičemý tyto resisty obsahují sloučeninu obecného vzorce I nebo Ia mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10 a alespoň jednu sloučeninu, která v podstatě brání rozpouštění kompozice v alkalické vývojce, avšak která může být rozštěpena v přítomnosti kyseliny takovým způsobem, že získané reakčni produkty jsou rozpustné v alkalické vývojce, nebo/a způsobí, že kyselinovzdorné dodatečné pojivo, které by jinak bylo virtuálně nerozpustné v alkalické vývojce, se stane rozpustným v této vývojce.The invention therefore includes, in a further specific embodiment, alkaline-inducible positive photoresists intended for working irradiation at a wavelength of 340 to 390 nm, said resists comprising a compound of formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 and at least one compound. which substantially prevents dissolution of the composition in the alkaline developer, but which can be resolved in the presence of acid in such a way that the obtained reaction products are soluble in the alkaline developer, and / or cause an acid-resistant additional binder that would otherwise be virtually insoluble in the alkaline developer will become soluble in this developer.
Jakožto inhibitory rozpouštění zde mohou být použity monomerní nebo polymerní organické sloučeniny mající funkční skupiny, které by byly samy o sobě rozpustné v alkalickém prostředí, například aromatické hydroxylové skupiny, karboxylové skupiny, sekundární aminové skupiny a keto-skupiny a aldehydové skupiny. Tyto monomerní nebo polymerní organické sloučeniny byly před jejich použitím jako inhibitory rozpouštění chemicky modifikovány reakcí s vhodnou sloučeninou tak, že se stanou nerozpustné ve vodné alkálii, přičemž ochranné skupiny vytvořené při uvedené reakci jsou schopné odštěpení kyselou katalýzou, takže • 9 9 9 9 · 9 · 9 • ·· 9 9 9 · 9 99 9As dissolution inhibitors, monomeric or polymeric organic compounds having functional groups that are themselves soluble in an alkaline medium can be used, for example aromatic hydroxyl groups, carboxyl groups, secondary amino groups and keto groups and aldehyde groups. These monomeric or polymeric organic compounds were chemically modified by treatment with a suitable compound so that they become insoluble in aqueous alkali prior to their use as dissolution inhibitors, the protecting groups formed in said reaction being capable of cleavage by acid catalysis, so that 9 9 9 9 9 9
9 · 9 9 * * * ·* φ* 99 99 dojde potom k obnovení uvedených funkčních skupin v jejich původní podobě.9 · 9 9 * * * · * φ * 99 99 The functional groups are then restored to their original form.
Vhodnými ochrannými skupinami pro ochranu hydroxylových skupin, karboxylových skupin nebo sekundárních aminových skupin jsou například dihydrofuran nebo 3,4-dihydropyran a jeho deriváty, benzylhalogenidy, alkylhalogenindy, halogenoctové kyseliny, halogenacetáty, chlorkarbonáty, alkylsulfonylhalogenidy, aromatické sulfonylhalogenidy, dialkyldikarbonáty nebo trialkylsilylhalogenidy. Uvedené ochranné skupiny se zavedou obvyklými reakcemi, které jsou odborníkům v daném oboru známé. Obvyklá konverze na ketaly a acetaly je vhodná pro ochranu keto-skupiny a aldehydové skupiny.Takové chemicky zesílené pozitivní resistové systémy- jsou mezi jiným popsané v: E. Reichmanis, F.M.Houlihan, 0. Nalamasu, T.X. Neenan, Chem.Mater. 1991, 3, 349 nebo v: C.G.Willson, Introduction to Microlithography, 2.vyd., jakož i v: L.S. Thompson, C.G. Willson, M.J. Bowden, nakl. Amer.Chem.Soc., Washington DC, 1994, str.139.Suitable protecting groups for the protection of hydroxyl groups, carboxyl groups or secondary amine groups are, for example, dihydrofuran or 3,4-dihydropyran and its derivatives, benzyl halides, alkyl halides, haloacetic acids, haloacetates, chlorocarbonates, alkylsulfonyl halides, aromatic sulfonyl halides, dialkyldicarbonates or trialkylsilyl halides. Said protecting groups are introduced by conventional reactions known to those skilled in the art. Conventional conversion to ketals and acetals is suitable for protecting the keto group and the aldehyde group. Such chemically enhanced positive resist systems are described, inter alia, in: E. Reichmanis, F.M.Houlihan, 0. Nalamasu, T.X. Neenan, Chem. 1991, 3, 349 or in: C. G. Willson, Introduction to Microlithography, 2nd Ed., And in L.S. Thompson, C.G. Willson, M.J. Bowden, publ. Soc., Washington DC, 1994, p.139.
Obzvláště výhodné jsou sloučeniny nesoucí blokované aromatické hydroxylové skupiny, přičemž tyto sloučeniny mohou být monomery nebo polymery. Aromatické monomery výhodně obsahují jedno nebo více než jedno aromatické jádro obsahující 6 až 14 kruhových uhlíkových atomů, výhodně 6 kruhových uhlíkových atomů. Aromatické jádro kromě toho, že obsahuje blokované hydroxylové skupiny, může samozřejmě obsahovat i další substituenty, výhodně alkylovou skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy, alkoxy-skupinu obsahující 1 až 4 uhlíkové atomy nebo halogen. Obzvláště výhodné monomerní inhibitory rozpouštění jsou bifenylového typu, například sloučeniny obecného vzorceParticularly preferred are compounds bearing blocked aromatic hydroxyl groups, which compounds may be monomers or polymers. The aromatic monomers preferably contain one or more than one aromatic ring containing 6 to 14 ring carbon atoms, preferably 6 ring carbon atoms. The aromatic nucleus, in addition to containing blocked hydroxyl groups, can of course also contain other substituents, preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms or a halogen. Particularly preferred monomeric dissolution inhibitors are of the biphenyl type, for example compounds of the general formula
YY
Z '/ \OF '/ \
Y • 99 9 9 9 9 9 9 9 • 9 · · · 9 9 9 9 99Y • 99 9 9 9 9 9 9 9 • 9 · · · 9 9 9 9 99
999 99 99 999 99999 99 99
999 9999 9 ••• 99 99 99 99 99 ve kterém každý Y znamená kyselino-citlivou skupinu, jakou je etherová, karbonátová, silylová, tetrahydropyranylová nebo tetrahydrofuranylová skupina (viz například patentový dokument EP 475903) , a Z znamená buď přímou jednoduchou vazbu nebo některou z následujících skupin: -S-, -0-, -SO-, -S02-, —CO—, -C(Ra) (Rb)“^ ve kterých Ra znamená atom vodíku, methylovou skupinu nebo arylovou skupinu a R5 znamená atom vodíku nebo methylovou skupinu. Obzvláště vhodnými dvouvalenčními skupinami jsou skupiny -CH2-, —C (CH3) 2 — a C(CH3)(Ph)-. Výhodné polymerní inhibitory rozpouštění jsou odvozeny od obvyklých fenolových pryskyřic, obvykle od polyvinylfenolů, jejichž hydroxylové skupiny jsou blokované způsobem, který je v souladu s výše uvedeným popisem. Inhibitory rozpouštění nesoucí ochranné skupiny uvedeného typu jsou v rámci dosavadního stavu techniky známé. Inhibitory nesoucí karbonátové skupiny jsou mezi jiným popsané Dennisem R. McKean-em, Scottem A. McDonald-em, Nicholas J. Clecak-em a C Grant Willson-em v Novolac based deep-UV-resists, SPIE, sv. 920, Advances in Resist Technology and Processing V (1988), str.60-63, nebo autory Masamitsu Shirai a Masahiro Tsunooka v Photochemistry of Imino Sulphonate Compouns and their Application to Chemically Amplified Resists, Journal of Photopolyner Science and Technology, sv.3(3), 1990, str. 301-304. Inhibitory rozpouštění nesoucí ochranné skupiny mohou být připraveny standardními známými postupy, například postupy popsanými J.M. Frechet-em, E.Eichler-em, H.Ito-em a C. G. Willson-em, Polymer 24 (1983), str. 995. Inhibitory rozpouštění nesoucí trialkylsilyloxy-skupiny nebo terč.butyloxy-skupiny jsou popsané v patentovém dokumentu EP 0329610, inhibitory nesoucí ochranné skupiny tetrahydrofuranylového a tetrahydropyranylového typu jsou mezi jiným popsané autory N.Hayashi, S.M.A.Hesp, T. Ueno, M. Toriumi, T. Iwayanagi a S. Nonogaki v Polym.Mat.Sci.Eng. 61 (1989), str.417-421. Aromatické sloučeniny nesoucí substituované tetrahydropyranylové skupiny jsou detailněji • · · · · fl · flflflfl • · · · · flflfl · ·· · flfl····· · · • · · · · flfl flfl · · · · popsány v patentovém dokumentu EP 0475903. Uvedené ochranné skupiny mohou být získány o sobě známým způsobem adicíWherein each Y represents an acid-sensitive group such as an ether, carbonate, silyl, tetrahydropyranyl or tetrahydrofuranyl group (see, for example, EP 475903), and Z represents either a direct single bond or any one of the following groups: -S-, -O-, -SO-, -SO 2 -, -CO-, -C (R a ) (R b) "wherein R a represents a hydrogen atom, a methyl group or an aryl group and R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. Particularly suitable bivalent groups are -CH 2 -, -C (CH 3 ) 2 - and C (CH 3 ) (Ph) -. Preferred polymeric dissolution inhibitors are derived from conventional phenolic resins, usually polyvinylphenols, whose hydroxyl groups are blocked in a manner consistent with the above description. Dissolution inhibitors carrying protective groups of this type are known in the art. Inhibitors bearing carbonate groups are described, inter alia, by Dennis R. McKean, Scott A. McDonald, Nicholas J. Clecak, and C Grant Willson in Novolac based deep-UV-resists, SPIE, Vol. 920, Advances in Resist Technology and Processing V (1988), pp. 60-63, or by Masamitsu Shirai and Masahiro Tsunooka in the Photochemistry of Imino Sulfonate Compounds and their Application to Chemically Amplified Resists, Journal of Photopolyner Science and Technology, vol.3 (3), 1990, pp. 301-304. Dissolution inhibitors carrying protective groups may be prepared by standard known procedures, for example, those described by JM Frechet, E. Eichler, H.Ito and CG Willson, Polymer 24 (1983), p. trialkylsilyloxy or tert-butyloxy groups are disclosed in EP 0329610; inhibitors bearing tetrahydrofuranyl and tetrahydropyranyl type protecting groups are described, inter alia, by N. Hayashi, SMAHesp, T. Ueno, M. Toriumi, T. Iwayanagi and S. Nonogaki in Polym.Mat.Sci.Eng. 61 (1989), 417-421. Aromatic compounds bearing substituted tetrahydropyranyl groups are described in more detail in EP patent document. Said protecting groups may be obtained in a manner known per se by addition
3,4-dihydropyranů nebo 3,4-dihydrofuranů za kyselých podmínek.3,4-dihydropyrans or 3,4-dihydrofurans under acidic conditions.
V pozitivních resistech uvedeného typů může být filmotvorný polymerní inhibitor rozpouštění buď jediným pojivém ve fotoresistu anebo může být použit ve směsi s kyselino-inertním pojivém a případně s monomerním inhibitorem rozpouštění.In the positive resist of said types, the film-forming polymeric dissolution inhibitor may either be the only binder in the photoresist or may be used in admixture with an acid-inert binder and optionally a monomeric dissolution inhibitor.
Příklady kyselino-inertních pojiv jsou novolaky, zejména novolaky na bázi o-, m- nebo p-kresolu a formaldehydu, dále póly(p-hydroxystyren), póly(p-hydroxy-alfa-methylstyren) a kopolymery p-hydroxystyrenu, p-hydroxy-alfa-methylstyrenu a acetoxystyrenu.Examples of acid-inert binders are novolaks, in particular novolaks based on o-, m- or p-cresol and formaldehyde, as well as poles (p-hydroxystyrene), poles (p-hydroxy-alpha-methylstyrene) and copolymers of p-hydroxystyrene, p- hydroxy-alpha-methylstyrene and acetoxystyrene.
Příklady polymerních inhibitorů rozpouštění jsou novolaky, zejména novolaky na bázi o-, m- nebo p-kresolu a formaldehydu, póly(p-hydroxystyren), póly(p-hydroxy-alfa-methylstyren), kopolymery p-hydroxystyrenu nebo p-hydroxy-alfa-methylstyrenu a acetoxystyrenu nebo kyseliny akrylové nebo/a methakrylové a rovněž esterů kyseliny (meth)akrylové, které se uvedou známým způsobem v reakci s dihydrofuranem,Examples of polymeric dissolution inhibitors are novolaks, in particular novolaks based on o-, m- or p-cresol and formaldehyde, poles (p-hydroxystyrene), poles (p-hydroxy-alpha-methylstyrene), copolymers of p-hydroxystyrene or p-hydroxy- alpha-methylstyrene and acetoxystyrene or acrylic and / or methacrylic acid as well as (meth) acrylic esters, which are reacted in a known manner with dihydrofuran,
3,4-dihydropyranem, benzylhalogenidy, alkylhalogenidy, kyselinou halogenoctovou, halogenacetáty, chlorkarbonáty, alkylsulfonylhalogenidy, aromatickými sulfonylhalogenidy, dialkyldikarbonáty nebo trialkylhalogenidy. Rovněž vhodné jsou polymery p-(2-tetrahydropyranyl)oxystyrenu nebo p-(terc.butyloxykarbonyl)oxystyrenu s kyselinou (meth)akrylovou, (meth)akryláty nebo/a p-acetoxystyrenem a polymery p-hydroxystyrenu nebo/a p-(2-tetrahydropyranyl)oxystyrenu s 3-hydroxybenzyl(meth)akryláty, které mohou být případně chráněny reakcí s jednou z výše uvedených sloučenin.3,4-dihydropyran, benzyl halides, alkyl halides, haloacetic acid, haloacetates, chlorocarbonates, alkylsulfonyl halides, aromatic sulfonyl halides, dialkyl dicarbonates or trialkyl halides. Also suitable are polymers of p- (2-tetrahydropyranyl) oxystyrene or p- (tert-butyloxycarbonyl) oxystyrene with (meth) acrylic acid, (meth) acrylates and / or p-acetoxystyrene and polymers of p-hydroxystyrene and / or p- (2). (tetrahydropyranyl) oxystyrene with 3-hydroxybenzyl (meth) acrylates, which may optionally be protected by reaction with one of the above compounds.
*·· • ·· • · • ta ··· ·#·· · · ····· ·· ·· ·· tata* ·· • ·· • # · ta ··· # # ·· · · ·········
Obzvláště vhodnými polymery jsou polymery, které jsou transparentní v oblasti vlnových délek od 180 do 1000 nm a které nesou skupiny, které po kyselinou katalyzované deprotekci přinesou alespoň změnu v rozpustnosti, jakož i hydrofobní a hydrofilní skupiny, které zvyšují rozpustnost generátoru kyseliny a zajišťují vyvolatelnost ve vodně-alkalickém prostředí. Příklady takových polymerů jsou akryláty a methakryláty připravené ko- nebo ter-polymerací z odpovídajících monomerů. Tyto monomery mohou rovněž nést organokřemikové skupiny, například za účelem zvýšení odolnosti, zejména v případě suchých leptacích procesů. Příklady odpovídajících monomerů jsou: methyl(met)akrylát, kyselina (meth)akrylová, terč.butyl(meth)akrylát, trimethylsilylmethyl(meth)akrylát,Particularly suitable polymers are polymers which are transparent in the wavelength range from 180 to 1000 nm and which carry groups which after acid-catalyzed deprotection bring at least a change in solubility, as well as hydrophobic and hydrophilic groups which increase the solubility of the acid generator and ensure the aqueous-alkaline environment. Examples of such polymers are acrylates and methacrylates prepared by co- or ter-polymerization from the corresponding monomers. These monomers can also carry organosilicon groups, for example to increase resistance, especially in the case of dry etching processes. Examples of the corresponding monomers are: methyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid, tert-butyl (meth) acrylate, trimethylsilylmethyl (meth) acrylate,
3-oxocyklohexyl(meth)akrylát, tetrahydropyranyl(meth)akrylát, adamantyl(meth)akrylát, cyklohexyl(meth)akrylát a norbornvl(meth)akrylát.3-oxocyclohexyl (meth) acrylate, tetrahydropyranyl (meth) acrylate, adamantyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, and norbornil (meth) acrylate.
Vynález se rovněž týká chemicky zesíleného pozitivního resistu obsahujícího jako světlocitlivý generátor kyseliny sloučeninu obecného vzorce I nebo Ia mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10, jakož i fotoresistu obsahujícího polymery, které jsou transparentní až do oblasti vlnových délek 180 nm.The invention also relates to a chemically enhanced positive resist containing, as a photosensitive acid generator, a compound of formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10, as well as a photoresist containing polymers that are transparent up to 180 nm.
Specifické provedení pozitivního rezistu podle vynálezu obsahuje 75 až 99,5 hmotn.% filmotvorného polymeru, který obsahuje ochranné skupiny, které mohou být odstraněny kyselou katalýzou, a 0,5 až 25 hmotn.% oximsulfonátu obecného vzorce I nebo Ia majícího molární extinkční koeficient ε nižší než 10, přičemž uvedené procentické údaje jsou vztaženy na celkovou sušinu kompozice. V tomto kontextu jsou upřednostněny kompozice obsahující 80 až 99 hmotn.% uvedeného polymeru a 1 až 20 hmotn.% oximsulfonátu.A specific embodiment of the positive resist according to the invention comprises 75 to 99.5% by weight of a film-forming polymer which contains protecting groups which can be removed by acid catalysis and 0.5 to 25% by weight of an oximsulfonate of the formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε below 10, wherein the percentages given are based on the total dry weight of the composition. In this context, compositions containing 80 to 99% by weight of said polymer and 1 to 20% by weight of oximsulfonate are preferred.
Další provedení podle vynálezu představuje pozitivní resist obsahující 40 až 90 hmotn.% kyselino-inertního filmotvorného polymeru jakožto pojivá, 5 až 40 hmotn.% • ·· φφφ · φ · φ φ φ φφφ φφ φφ φφ φφ φφ monomerní nebo polymerní sloučeniny mající ochranné skupiny odstranitelné kyselou katalýzou, a 0,5 až 25 hmotn.% oximsulfonátu obecného vzorce I nebo Ia, který byl popsán výše, přičemž uvedené procentické údaje se vztahují na obsah sušiny kompozice. Přednost se dává kompozicím obsahujícím 50 až 85 hmotn.% kyselino-inertního pojivá, 10 až 30 hmotn.% monomerního nebo polymerního inhibitoru rozpouštění a 1 až 15 hmotn.% oximsulfonátů.Another embodiment of the present invention is a positive resist containing 40 to 90 wt% of an acid-inert film-forming polymer as binder, 5 to 40 wt% of monomeric or polymeric compounds having protective compounds and 0.5 to 25% by weight of the oximsulfonate of formula (I) or (Ia) described above, the percentages given being based on the dry matter content of the composition. Preference is given to compositions comprising 50 to 85% by weight of an acid-inert binder, 10 to 30% by weight of a monomeric or polymeric dissolution inhibitor and 1 to 15% by weight of oximinesulfonates.
Oximsulfonáty mohou být rovněž použity jako solubilizační činidla, která mohou být aktivovány světlem.Oximinesulfonates can also be used as solubilizing agents that can be light activated.
V tomto případě se k filmotvornému materiálu přidají sloučeniny, které v podstatě neobsahují žádné složky, které polymerují s oximsulfonátem v případě, že je zahřát nebo ozářen -aktinickým zářením. Oximsulfonáty však snižují rychlost rozpouštění filmotvorného materiálu ve vhodném vyvíječím prostředí. Tento inhibiční jev může být zrušen ozářením směsi aktinickým zářením takže může být produkován pozitivní obraz. Taková aplikace je popsána například v patentovém dokumentu EP 241423.In this case, compounds that substantially contain no components that polymerize with oximinesulfonate when heated or irradiated with an actinic radiation are added to the film-forming material. However, oximesulfonates reduce the dissolution rate of the film-forming material in a suitable developing environment. This inhibitory phenomenon can be abolished by irradiating the mixture with actinic radiation so that a positive image can be produced. Such an application is described, for example, in EP 241423.
Další specifické provedení vynálezu představuje pozitivní resist obsahující sloučeninu obecného vzorce I nebo Ia mající molární extinkční koeficient ε nižší než 10 a pojivo, které je virtuálně nerozpustné v alkalické vývojce a které se stane rozpustným ve vývojce v přítomnosti produktů fotolýzy sloučeniny obecného vzorce I nebo vzorce Ia. V tomto případě činí množství uvedené oximsulfonátové sloučeniny obecného vzorce I nebo Ia obecně 5 až 50 hmotn.%, vztaženo na obsah sušiny kompozice.Another specific embodiment of the invention is a positive resist comprising a compound of formula I or Ia having a molar extinction coefficient ε less than 10 and a binder that is virtually insoluble in an alkaline developer and that becomes developer soluble in the presence of photolysis products of a compound of formula I or Ia . In this case, the amount of said oximinesulfonate compound of formula I or Ia is generally 5 to 50% by weight, based on the dry matter content of the composition.
Použití oximsulfonátů podle vynálezu v chemicky zesílených systémech, které fungují na bázi odstranění ochranné skupiny z polymeru, obecně produkuje pozitivní resist. Pozitivní resisty jsou výhodnější než negativní resisty v rámci mnoha aplikací a to zejména vzhledem k jejich lepší rozlišovací schopnosti. Existuje však také zájem produkovat negativní obraz za použití mechanismu ·· ··* • · · ► ·· • 4 • ·· pozitivního resistu a to za účelem dosažení kombinace výhod vysoké rozlišovací schopnosti pozitivního resistu s vlastnostmi negativního resistu. Toho může být dosaženo zavedením tak zvaného obrazově reverzního stupně, který je popsán například v patentovém dokumentu EP 361906. Za tímto účelem se obrazově ozářený resistový materiál ještě před vyvíjecím stupně zpracuje například plynnou bází, čímž se neutralizuje kyselina, která byla obrazově vytvořena ozářením. Následně se ozáří celá plocha fotoresistu, načež se resist tepelně zpracuje a negativní obraz se nakonec vyvolá obvyklým způsobem.The use of the oximsulfonates of the invention in chemically enhanced systems that operate by deprotection of the polymer generally produces a positive resist. Positive resists are preferable to negative resists in many applications, especially because of their better resolution. However, there is also an interest in producing a negative image using a positive resist mechanism in order to combine the advantages of the high resistivity of the positive resist with the properties of the negative resist. This can be achieved by introducing a so-called image reversal stage, as described, for example, in EP 361906. For this purpose, the image-irradiated resist material is treated, for example, with a gaseous base prior to the development stage, thereby neutralizing the acid which has been image-irradiated. Subsequently, the entire surface of the photoresist is irradiated, after which the resist is heat-treated and the negative image is finally produced in the usual manner.
Kromě již uvedených sloučenin je rovněž možné přidat jak do negativních, tak i pozitivních resistových kompozic obsahujících oximsulfonáty sloučeniny, které urychlují nebo zintenzivňují tvorbu kyseliny. Takové zesilovače tvorby kyseliny jsou mezi jiným popsané v: K.Arimitsu a kol., J.Photopolym. Sci Technol. 1995, 8, str.43, K.Kudo a kol., J Photopolym.Sci Technol.1995, 8,str.45 nebo K.Ichimura a kol. Chem.Lett.1995, str.551.In addition to the aforementioned compounds, it is also possible to add compounds to both the negative and positive resist compositions containing oximsulfonates that accelerate or intensify acid formation. Such acid-enhancing enhancers are described, inter alia, by K.Arimitsu et al., J.Photopolym. Sci Technol. 1995, 8, p.43, K.Kudo et al., J Photopolym.Sci Technol.1995, 8, p.45 or K. Ichimura et al. Chem.Lett.1995, p.551.
Kromě již uvedených složek mohou negativní i pozitivní fotoresistové kompozice dodatečně obsahovat jednu nebo více přísad, které se obvykle používají ve fotoresistech v množstvích, která jsou odborníkům v daném oboru známa. Příklady takových přísad jsou činidla regulující roztékavost, smáčecí činidla, adheziva, tixotropní činidla, barviva, pigmenty, plniva, urychlovače rozpouštění a podobně. Nicméně neměly by být přidány látky, které dodatečně sensibilizují kompozice určené k ozáření zářením v oblasti i-čáry rtuti, protože by to mohlo mít za následek sníženou rozlišovací schopnost resistu.In addition to the ingredients already mentioned, the negative and positive photoresist compositions may additionally contain one or more additives which are commonly used in photoresis in amounts known to those skilled in the art. Examples of such additives are flow control agents, wetting agents, adhesives, thixotropic agents, dyes, pigments, fillers, solubilizers, and the like. However, substances which additionally sensitize compositions to be irradiated in the region of the mercury i-line should not be added, as this could result in a reduced resistivity.
Pro některé účely se používají směsi pryskyřic mající monomerní nebo oligomerní složky obsahující polymerovatelné nenasycené skupiny. Takové povrchové povlaky mohou být rovněž vytvrzeny použitím sloučenin obecného vzorce I nebo la, které byly popsány výše. Vedle složky c) je rovněžFor some purposes, resin mixtures having monomeric or oligomeric components containing polymerizable unsaturated groups are used. Such surface coatings may also be cured using the compounds of formula I or Ia described above. In addition to component c) it is also
99·« 9 9 9 · ··· 9 9·· 9 99 9 • • 9 9 9 * 9 9 9 • 999« ·· 99 9· 99 možné použít 1) iniciátory radikálové polymerace nebo 2) fotoiniciátory. První iáfky iniciují polymeraci nenasycených skupin tepelným zpracováním, zatímco druhé ozářením ultrafialovým světlem.99 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 9 999 99 1 · 1) radical polymerization initiators or 2) photoinitiators. The first bars initiate the polymerization of the unsaturated groups by heat treatment, while the second ones irradiate with ultraviolet light.
Příklady dodatečných fotoiniciátorů pro použití v kompozicích podle vynálezu jsou radikálové fotoiniciátory, skupiny benzofenonů, jako například dialkoxyacetofenon, alfa-aminoacetofenon, obvykle fotoiniciátory ze acetofenonových derivátů, alfa-hydroxycykloalkylfenylketon, alfa-hydroxyacetofenon neboExamples of additional photoinitiators for use in the compositions of the invention are radical photoinitiators, benzophenone groups such as dialkoxyacetophenone, alpha-aminoacetophenone, usually acetophenone derivative photoinitiators, alpha-hydroxycycloalkylphenyl ketone, alpha-hydroxyacetophenone or the like.
4-aroyl-l,3-dioxolan, benzoinalkylethery a benzilketaly, estery kyseliny fenylglyoxalové a jejich deriváty, dimerní estery kyseliny fenylglyoxalové, perestery, například perestery kyseliny benzofenotetrakarboxylové, které jsou popsané například v patentovém dokumentu monoacylfosfinoxidy, bisacylfosfinoxidy nebo Ilustrativní příklady obzvláště vhodných fotoiniciátorů jsou:4-aroyl-1,3-dioxolane, benzoalkylethers and benzil ketals, phenylglyoxalic acid esters and derivatives thereof, dimeric phenylglyoxalic acid esters, peresters such as benzophenotetracarboxylic acid esters as described, for example, in the monoacylphosphine oxides patent, bisacylphosphine oxides, or illustrative examples are particularly illustrative :
1-(4-dodecylbenzoyl)-1-hydroxy-l-methylethan,1- (4-dodecylbenzoyl) -1-hydroxy-1-methylethane
1-(4-isopropylbenzoyl)-1-hydroxy-l-methylethan,1- (4-Isopropylbenzoyl) -1-hydroxy-1-methylethane
1-benzoyl-l-hydroxy-l-methylethan,1-Benzoyl-1-hydroxy-1-methylethane
1—[ 4(2-hydroxyethoxy)benzoyl] -1-hydroxy-l-methylethan, l-[ 4(akrylolyoxyethoxy)benzoyl] -1-hydroxy-l-methylethan, difenylketon, fenyl-1-hydroxycyklohexylketen, (4-morfolinobenzoyl)-1-benzyl-l-dimethylaminopropan,1- [4- (2-hydroxyethoxy) benzoyl] -1-hydroxy-1-methylethane, 1- [4- (acryolyolyoxyethoxy) benzoyl] -1-hydroxy-1-methylethane, diphenylketone, phenyl-1-hydroxycyclohexylketene, (4-morpholinobenzoyl) ) -1-Benzyl-1-dimethylaminopropane
1-(3,4-dimethoxyfenyl)-2-benzyl-2-dimethylaminobutan-l-on, (4-methylthiobenzoyl)-1-methyl-l-morfolinoethan, benzyldimethylketal, bis(cyklopentadienyl)-bis(2,6-difluor-3-pyrrylfenyl)titan, trimethylbenzoyldifenylfosfinoxid, bis(2,6-dimethoxybenzoyl)-(2,4,4-trimethylpentyl)fosfinoxid, bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-2,4-dipentoxyfenylfosfinoxid nebo bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)fenylfosfinoxid.1- (3,4-dimethoxyphenyl) -2-benzyl-2-dimethylaminobutan-1-one, (4-methylthiobenzoyl) -1-methyl-1-morpholinoethane, benzyldimethylketal, bis (cyclopentadienyl) bis (2,6-difluoro) -3-pyrrylphenyl) titanium, trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, bis (2,6-dimethoxybenzoyl) - (2,4,4-trimethylpentyl) phosphine oxide, bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -2,4-dipentoxyphenylphosphine oxide or bis (2, 4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide.
EP 126541, titanoceny. dodatečnýchEP 126541, titanocenes. additional
99 • 9 9 • ·«·99 • 9 9
9» 9 99 9 9
9 9 9 • 9 999 9 • 9 99
9999
9 9 9 • 9 9 99 9 9
9«9 «
4« · 994 «99
9 9 9 9 99
99 99 9999 99 99
Další vhodné dodatečné fctciniciátory jsou například popsány v patentovém dokumentu US 4950581 (sloupec 20, řádka 35 až sloupec 21, řádka 35. Dalšími příklady jsou trihalogenmethyltriazinové deriváty nebo hexaarylbisimidazolylové sloučeniny.Other suitable additional detectors are described, for example, in U.S. Pat. No. 4,950,581 (column 20, line 35 to column 21, line 35. Further examples are trihalomethyltriazine derivatives or hexaarylbisimidazolyl compounds.
Dalšími příklady dodatečných fotoiniciátorů jsou rovněž kationtové fotoiniciátory, typicky peroxidové sloučeniny, jako například benzoylperoxid (další vhodné peroxidy jsou popsané v patentovém dokumentu US 4950581, sloupec 19, řádky 17 až 25) , aromatické sulfoniové soli nebo jodoniové soli, jako například soli popsané mezi jiným v patentovém dokumentu US 4950581, sloupec 18, řádka 60 až sloupec 19, řádka 10, nebo cyklopentadienylaren-železnaté komplexní soli, - obvykle (r|6-isopropylbenzol) (rp-cyklopentadienyl) železo-II-hexafluorfosfát.Other examples of additional photoinitiators are also cationic photoinitiators, typically peroxide compounds such as benzoyl peroxide (other suitable peroxides are described in US 4950581, column 19, lines 17-25), aromatic sulfonium salts or iodonium salts such as those described, inter alia, in U.S. Pat. No. 4,950,581, column 18, line 60 to column 19, line 10, or cyclopentadienylarene-ferrous complex salts, typically (η 6 -isopropylbenzole) (β-cyclopentadienyl) iron-II-hexafluorophosphate.
Za účelem aplikace uvedené rozpouštědlo. Příklady vhodných methylethylaceton, ethylacetát, ethylpyruvát, 2-heptanon, kompozice rovněž obsahují rozpouštědel jsou aceton,For the application of said solvent. Examples of suitable methylethylacetone, ethyl acetate, ethylpyruvate, 2-heptanone, the compositions also include solvents such as acetone,
3-methoxymethylpropionát, diethylglykoldimethylether, cyklohexanon,3-methoxymethylpropionate, diethylglycol dimethyl ether, cyclohexanone,
2-ethoxyethanol, cyklopentanon, ethylmethylketon, zejména l-methoxy-2-propylacetát propylenglykolmethyletheracerat. Rozpouštědlo rovněž přidáno jako směs, například dvou uvedených rozpouštědel. Volba rozpouštědla a bude záviset například na povaze kompozice a aplikační metodě.2-ethoxyethanol, cyclopentanone, ethylmethylketone, in particular 1-methoxy-2-propyl acetate propylene glycol methyl etheracer. The solvent is also added as a mixture, for example, of the two solvents. The choice of solvent a will depend, for example, on the nature of the composition and the application method.
γ-butyrolakton, 2-ethoxyethylacetát a nebo muže nebo být více koncentrace na zvolenéThe γ-butyrolactone, 2-ethoxyethyl acetate or may be more concentrated to the chosen one
Aplikační roztok se rovnoměrně nanese na podklad pomocí známých ovrstvovacích postupů, například odstředivýn polevem, máčením, použitím nožového natíracího stroje, clonovým nanášením, použitím kartáčového natíracího stroje, postřikem a nánášením za použití natíracího stroje s protiběžným válcem. Světlocitlivá vrstva může být takéThe application solution is uniformly applied to the substrate by known coating techniques, for example centrifuging by icing, dipping, using a knife coating machine, aperture coating, using a brush coating machine, spraying and applying using a counter roller roller coating machine. The photosensitive layer may also be
nanesena na prozatímní ohebný podklad a potom přenesena na konečný podklad (laminování).applied to a temporary flexible substrate and then transferred to the final substrate (laminating).
Nanesené množství (tloušťka povlaku) a povaha podkladu (nesoucího povlak) jsou závislé na požadovaném typu aplikace. Rozmezí tloušťky povlaku může v podstatě zahrnovat hodnoty od asi 0,1 mikrometru do více než 100 mikrometrů, i když v rámci vynálezu jsou výhodné zejména hodnoty tloušťky povlaku větší než 2 mikrometry. Obzvláště výhodnými jsou povlakové tloušťky od 2 do 100 mikrometrů, například 2,5 až 60 mikrometrů nebo 2,5 až 20 mikrometrů.The amount applied (thickness of the coating) and the nature of the substrate (bearing the coating) depend on the type of application desired. The coating thickness range may essentially comprise values from about 0.1 micrometer to more than 100 micrometers, although coating thickness values greater than 2 micrometers are particularly preferred in the present invention. Particularly preferred are coating thicknesses of 2 to 100 microns, for example 2.5 to 60 microns or 2.5 to 20 microns.
Možné oblasti použití kompozice podle vynálezu jsou následující: použití jako fotoresisty pro elektroniku, jako například leptací resisty, resisty pro galvanické pokovování a pájecí resisty, výroba integrovaných obvodů nebo tenkovrstvé transistorové resisty (resist TFT), výroba tiskových desek, jakými jsou ofsetové tiskové desky nebo šablony pro sítový tisk, použití při leptání tvarovaných produktů nebo při stereolitografických technikách, použití v barevných filtrech nebo v materiálech pro záznam obrazu, jakož i při všech typech litografických zobrazovacích procesů, výhodně použití jako mikroresisty při výrobě integrovaných obvodů. Povlakové podklady a podmínky zpracování se mění podle druhu aplikace a jsou obvyklé v daném oboru.Possible fields of application of the composition of the invention are as follows: use as electronics photoresists, such as etching resists, electroplating resistors and solder resists, integrated circuit manufacturing or thin film transistor resistors (resist TFT), printing plate manufacturing such as offset printing plates or stencils for screen printing, for use in etching shaped products or for stereolithography techniques, for use in color filters or image recording materials, as well as for all types of lithographic imaging processes, preferably for use as micro-resists in the production of integrated circuits. The coating substrates and processing conditions vary with the type of application and are conventional in the art.
V případě, že se kompozice podle vynálezu použijí jako mikroresisty pro integrované a v průmyslovém měřítku vyráběné integrované obvody, což představuje výhodnou aplikaci, potom je tloušťka vrstvy kompozice obvykle rovna 2 až 30 mikrometrům, výhodně 2 až 10 mikrometrům. Výhodné použití kompozic podle vynálezu je v rámci procesním kroků, kde relativně velká tloušťka resistu má za následek dosažení některých výhod nebo je žádoucí k dosažení požadované funkčnosti rezultujícího produktu. Příkladem takové aplikace jsou resisty pro již uvedenou iontovou • ΜWhen the compositions of the invention are used as microresists for integrated and industrial scale integrated circuits, which is a preferred application, then the layer thickness of the composition is usually 2 to 30 microns, preferably 2 to 10 microns. The preferred use of the compositions of the invention is within process steps where a relatively large resist thickness results in some advantages or is desirable to achieve the desired functionality of the resulting product. An example of such an application is resistors for the ionic již mentioned above
4444
4 implantaci, kdy se tloušťky povlaků pohybují v oblasti od 2 do 10, výhodně od 2 do 7 mikrometrů.4, in which the thicknesses of the coatings are in the range from 2 to 10, preferably from 2 to 7 micrometers.
Kompozice podle vynálezu jsou rovněž mimořádně vhodné pro jako povlakové kompozice určené pro povlékání podkladů všech typů, mezi které zejména patří dřevo, textil, papír, keramika, sklo, plastické hmoty, jako například polyestery, polyethylentereftalát, polyolefiny nebo acetát celulózy, zejména ve formě fólie, a zejména pro povlékání kovů, jakými jsou například nikl, železo, zinek, hořčík, kobalt nebo zejména měď a hliník a rovněž křemík, oxidy nebo nitridy křemíku, a na které má být aplikován obraz pomocí obrazového ozáření. Výraz obrazové ozáření je vysvětlen níže.The compositions according to the invention are also particularly suitable as coating compositions for coating substrates of all types, in particular wood, textile, paper, ceramics, glass, plastics such as polyesters, polyethylene terephthalate, polyolefins or cellulose acetate, in particular in the form of foil , and in particular for coating metals such as nickel, iron, zinc, magnesium, cobalt or, in particular, copper and aluminum, as well as silicon, oxides or nitrides of silicon, to which the image is to be applied by means of image irradiation. The term image exposure is explained below.
Po nanesení kompozice na podklad se rozpouštědlo obecně odstraní zahřátím, čímž se získá vrstva fotoresistu na podkladu. Teplota, při které se nanesená kompozice na podkladu suší, však musí být nižší než teplota, při které be mohlo dojít k tepelnému vytvrzení některých složek resistu. V tomto ohledu se musí postupovat opatrně zejména v případě negativních fotoresistů. Obecně se teplota sušení nanesené kompozice na podkladu pohybuje v rozmezí od 80 do 140 °C.After application of the composition to the substrate, the solvent is generally removed by heating to provide a photoresist layer on the substrate. However, the temperature at which the applied composition is dried on the substrate must be lower than the temperature at which some of the resist components may have been thermally cured. Care should be taken in this respect, especially in the case of negative photoresists. In general, the drying temperature of the applied composition on the substrate is in the range of 80 to 140 ° C.
Resist se potom obrazově ozáří. Toto ozáření podle předem stanoveného vzoru za použití aktinického záření zahrnuje jak ozáření přes fotomasku, obsahující předem určený vzor, například diapozitiv, tak i ozáření za použití laserového paprsku, který se pohybuje po povrchu povlečeného podkladu, například pod kontrolou počítače, čímž se získá na resistu obraz.The resist is then visualized. This predetermined pattern using actinic radiation includes both photomasks containing a predetermined pattern, such as a slide, as well as radiation using a laser beam that moves across the surface of a coated substrate, such as under computer control, to obtain a resist. picture.
Vhodnými zdroji záření jsou zdroje, které vysílají záření vlnové délky odpovídající pracovní vlnové délce resistu, například záření o vlnové délce mezi 340 a 390 nanometrů. K tomuto účelu jsou vhodné jak bodové zdroje, tak i plošné projektory (soustava reflektorových lamp). Příklady takových zdrojů jsou: uhlíkové obloukové lampy, xenonové obloukové lampy, středotlaké, vysokotlaké a nízkotlaké rtuťové výbojky, případně dotované halogenidy kovů (halogenidové lampy), lampy na bázi mikrovlami excitovaných par kovů, zářivky, superaktinické fluorescenční výbojky, fluorescenční lampy, argonové vláknové lampy, elektronické bleskové lampy, fotografické širokoúhlé reflektory, svazky elektronů a rentgenových paprsků generované pomocí synchrotronů nebo laserová plasma. Obzvláště vhodnými zdroji jsou rtuťové výbojky, zejména středotlaké a vysokotlaké rtuťové výbojky, z jejichž záření jsou případně odfiltrovány emisní čáry a ostatní vlnové délky. To se zejména týká krátkovlnného záření. Vzdálenost mezi lampou a podkladem s fotoresistem, který má být ozářen, se může například měnit od 2 cm do 150 cm podle typu zamýšleného použití a typu nebo/a intenzity záření, které lampa vyzařuje. Vhodným laserovým zdrojen je například argon-iontový laser, který vysílá záření o vlnových délkách 364 a 388 nanometrů. Při ozařování tímto typem záření není absolutně nezbytné použít fotomasku ve styku s fotopolymerním povlakem; řízený laserový paprsek je totiž schopný psát přesně po povrchu povlaku. K tomuto účelu je obzvláště vhodné využít vysokou citlivost materiálu podle vynálezu, které umožňují vysokou rychlost psaní při poměrně nízkých intenzitách. Po ozáření se oximsulfonát v kompozici v ozářených oblastech povrchu povlaku rozloží za vzniku sulfonových kyselin. V případě, že se použijí lampy vysílající světlo ve vlnové oblasti přesahující rozmezí vlnových délek 340 až 390 nm, potom se požadovaná pracovní oblast vlnových délek zbaví přesahujících oblastí vlnových délek použitím vhodných filtrů. Obvykle se používají interferenční filtry.Suitable radiation sources are those that emit wavelength radiation corresponding to the working wavelength of the resist, for example radiation with a wavelength between 340 and 390 nanometers. Point sources as well as flat-panel projectors (a set of reflector lamps) are suitable for this purpose. Examples of such sources are: carbon arc lamps, xenon arc lamps, medium-pressure, high-pressure and low-pressure mercury lamps, optionally doped metal halides (metal halide lamps), micro-excited metal vapor lamps, fluorescent lamps, superactinic fluorescent lamps, fluorescent lamps, argon fiber lamps , electronic flash lamps, photographic wide-angle reflectors, electron and X-ray beams generated by synchrotrons, or laser plasma. Particularly suitable sources are mercury vapor lamps, in particular medium-pressure and high-pressure mercury vapor lamps, from which the emission lines and other wavelengths are optionally filtered off. This is particularly true of shortwave radiation. For example, the distance between the lamp and the photoresist substrate to be irradiated may vary from 2 cm to 150 cm depending on the type of intended use and the type and / or intensity of radiation emitted by the lamp. A suitable laser source is, for example, an argon-ion laser that emits radiation at wavelengths of 364 and 388 nanometers. When irradiating with this type of radiation, it is not absolutely necessary to use a photomask in contact with the photopolymer coating; the controlled laser beam is able to write exactly on the surface of the coating. For this purpose, it is particularly suitable to use the high sensitivity of the material according to the invention, which allows a high writing speed at relatively low intensities. After irradiation, the oximsulfonate in the composition decomposes in the irradiated areas of the coating surface to form sulfonic acids. When using light emitting lamps in the wavelength range exceeding the wavelength range 340 to 390 nm, then the desired working wavelength range is stripped of the overlapping wavelength regions by using suitable filters. Interference filters are usually used.
Po ozáření a případném tepelném zpracování se neozářené oblasti obrazu (v případě pozitivních resistů) nebo ozářené oblasti obrazu (v případě negativních resistů) kompozice odstraní o sobě známým způsobem za použití vývojky.After irradiation and optional heat treatment, the non-irradiated image areas (in the case of positive resists) or the irradiated image areas (in the case of negative resists) of the composition are removed in a manner known per se using a developer.
Obecně je nezbytné zařadit před vyvíječím stupněm určitou vyčkávací časouvou periodu a tak poskytnout kyselino-citlivým složkám resistové kompozice dostatek času k tomu, aby mohly zreagovat s generovanou kyselinou. Za účelem urychlení této reakce a tudíž dosažení dostatečného rozdílu v rozpustnosti mezi ozářenými a neozářenými oblastmi resistu ve vývojce, se povlak výhodně před vyvoláním zahřeje. Toto zahřátí může být rovněž provedeno nebo již započato v průběhu ozařování. K tomuto účelu se výhodně používá teplota 60 až 160 °C. Doba zahřívání záleží na způsobu zahřívání a optimální doba zahřívání může být snadno stanovena odborníkem v daném oboru provedením několika rutinních pokusů. Obecně se tato doba pohybuje od několika sekund do několika minut. Tak například v případě použití horké plotny je vhodná doba 10 až 300 sekund, zatímco v případě použití konvenční sušárny se výhodně použije doba zahřívání 1 až 30 minut.In general, it is necessary to include a certain waiting period before the development stage, and thus to give the acid-sensitive components of the resist composition sufficient time to react with the generated acid. In order to accelerate this reaction and thereby achieve a sufficient difference in solubility between the irradiated and non-irradiated resist regions in the developer, the coating is preferably heated before developing. This heating may also be performed or already begun during the irradiation. A temperature of 60 to 160 ° C is preferably used for this purpose. The heating time depends on the heating method and the optimal heating time can be readily determined by one skilled in the art by carrying out several routine experiments. Generally, this time varies from a few seconds to a few minutes. For example, in the case of using a hot plate, a time of 10 to 300 seconds is suitable, while in the case of using a conventional oven a heating time of 1 to 30 minutes is preferably used.
Povlak se potom vyvolá, přičemž se části povlaku, které jsou po ozáření rozpustnější, ve vývojce odstraní. Vyvolání může být případně urychleno mírným pohybováním podkladu s povlakem ve vývojce nebo jemným přejížděním kartáče po povlaku ve vývojce anebo použitím postřikového vyvíjení. Pro vývolání povlaku mohou být použity vodně-alkalické vývojky, které jsou běžné v technologii resistů. Takové vývojky například obsahují hydroxid sodný nebo hydroxid draselný, uhličitan sodný nebo uhličitan draselný, hydrogenuhličitan sodný nebo hydrogenuhličitan draselný a křemičitan nebo metakřemičitan sodný nebo draselný, avšak výhodně tyto vývojky obsahují báze prosté kovů, jakými jsou například amoniak nebo aminy, například ethylamin, n-propylamin, diethylamin, di-n-propylamin, triethylamin, methyldiethylamin, alkanolaminy, například dimethylethanolamin, triethanolamin, kvartérní amoniové hydroxidy, například tetramethylamoniumhydroxid nebo tetraethylamoniumhydroxid. Vyvolávací roztoky mají obecně koncentraci až do 0,5 N, avšak obvykle se před použitím zředí vhodným způsobem. Obzvláště vhodné jsou například roztoky mající normalitu přibližně 0,1. Volba vývojky závisí na povaze fotoresistu, zejména na povaze použitého pojivá nebo na rezultujících produktech fotolýzy. Vodné vývojkové roztoky mohou případně obsahovat také relativně malá množství smáčecích činidel nebo/a organických rozpouštědel. Typickými organickými rozpouštědly, která mohou být přidána do vyvolávacích kapalin, jsou například cyklohexanon, 2-ethoxyethanol, toluen, aceton, isopropanol a rovněž směsi dvou nebo více těchto rozpouštědel. Typické vodně-organické vyvolávací systémy jsou založeny na kombinaci produktu Butylcellosolve a vody.The coating is then developed to remove parts of the coating that are more soluble after irradiation in the developer. The development can optionally be accelerated by gently moving the substrate coated in the developer or by gently brushing the brush over the developer coating or by using spraying. Water-alkaline developers which are common in resist technology can be used to develop the coating. Such developers include, for example, sodium hydroxide or potassium hydroxide, sodium carbonate or potassium carbonate, sodium bicarbonate or potassium bicarbonate, and sodium or potassium silicate or metasilicate, but preferably the developer comprises a metal-free base such as ammonia or amines such as ethylamine, n- propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, alkanolamines, for example dimethylethanolamine, triethanolamine, quaternary ammonium hydroxides, for example tetramethylammonium hydroxide or tetraethylammonium hydroxide. The developing solutions generally have a concentration of up to 0.5 N, but are usually diluted appropriately prior to use. For example, solutions having a normality of about 0.1 are particularly suitable. The choice of developer depends on the nature of the photoresist, particularly the nature of the binder used or the resulting photolysis products. The aqueous developer solutions may optionally also contain relatively small amounts of wetting agents and / or organic solvents. Typical organic solvents that can be added to the developing liquids are, for example, cyclohexanone, 2-ethoxyethanol, toluene, acetone, isopropanol, as well as mixtures of two or more of these solvents. Typical water-organic developing systems are based on a combination of Butylcellosolve and water.
V souladu s výše uvedeným se vynález rovněž týká způsobu - produkce obrazu, jehož podstata spočívá v tom, že zahrnuje a) povlečení podkladu výše popsanou kompozicí, b) ozářením povlaku na podkladu zářením majícím vlnovou délku 340 až 390 nanometrů v požadovaném vzoru a po c) zahřívací periodě povlaku na teplotu 60 až 160 °C d) odstranění méně rozpustných oblastí povlaku vodně-alkalickou vývojkou.Accordingly, the invention also relates to a method for producing an image, comprising: a) coating a substrate with the composition described above; b) irradiating the coating on the substrate with radiation having a wavelength of 340 to 390 nanometers in a desired pattern; d) removing less soluble areas of the coating by a water-alkaline developer.
Vynález se rovněž týká použití výše popsaných kompozic pro výrobu tiskových desek, barevných filtrů, resistových materiálů a materiálů pro záznam obrazu nebo pro holografické materiály pro záznam obrazů, jakož i použití sloučenin obecného vzorce I nebo Ia, majících molární extinkční koeficient nižší než 10, jako světlocitlivého generátoru kyseliny, citlivého na záření o vlnové délce nižší než 390 nm, pro výrobu tiskových desek, barevných filtrů, resistových materiálů a materiálů pro záznam obrazu nebo pro holografické materiály pro záznam obrazů.The invention also relates to the use of the compositions described above for the production of printing plates, color filters, resist and image recording materials or holographic image recording materials, as well as the use of compounds of formula I or Ia having a molar extinction coefficient of less than 10. a photosensitive acid-sensitive acid generator with a wavelength less than 390 nm for the production of printing plates, color filters, resist and image recording materials or holographic image recording materials.
Kromě barevné změny je rovněž možné, že dojde v průběhu kyselinou katalyzované deprotekce rozpustných pigmentových molekul k vyloučení krystalů pigmentu; to může být využito při výrobě barevných filtrů.In addition to the color change, it is also possible that during the acid-catalyzed deprotection of the soluble pigment molecules, pigment crystals are deposited; it can be used in the production of color filters.
Sloučeniny obecného vzorce I nebo Ia se normálně přidávají ke kompozicím, které mohou být aktivoványThe compounds of formula I or Ia are normally added to compositions that can be activated
světlem, v množství 0,1 až 30 hmotn.%, například v množství 0,5 až 20 hmotn.%, výhodně v množství 1 až 10 hmotn.%.light, in an amount of 0.1 to 30% by weight, for example in an amount of 0.5 to 20% by weight, preferably in an amount of 1 to 10% by weight.
Předmětem vynálezu je rovněž negativní fotoresist, jehož podstata spočívá v tom, že jako sloučeninu obecného vzorce la generující kyselinu obsahuje a-(methansulfoniumoxyimino)-3,4-dimethylfenylacetonitril, a-(methansulfoniumoxyimino)-4-methylfenylacetonitril nebo a-(4-toluensulfoniumoxyimino)fenylacetonitril.The present invention also provides a negative photoresist which comprises, as an acid-generating compound (Ia), α- (methanesulfoniumoxyimino) -3,4-dimethylphenylacetonitrile, α- (methanesulfoniumoxyimino) -4-methylphenylacetonitrile, or α- (4-toluenesulfoniumoxyimino) Phenylacetonitrile.
V následující části popisu bude vynález blíže objasněn pomocí příkladů jeho konkrétního provedení, přičemž tyto příklady mají pouze ilustrační charakter a nikterak neomezují vlastní rozsah vynálezu, který je jednoznačně vymezen’definicí patentových nároků.In the following, the invention will be further elucidated by means of examples of specific embodiments thereof, which are provided by way of illustration only and are not intended to limit the scope of the invention as defined by the claims.
Příklady provedeni vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Příklad 1Example 1
Připraví se negativní resistová kompozice smíšením hmotnostních dílů polyvinylfenolové pryskyřice (Maruzen Chemical Co.Ltd.), hmotnostních dílů hexamethoxymethylmelaminu, Cymel303 (American Cyanamide) aPrepare a negative resist composition by mixing parts by weight of polyvinylphenol resin (Maruzen Chemical Co.Ltd.), Parts by weight of hexamethoxymethylmelamine, Cymel303 (American Cyanamide), and
150 hmotnostních dílů propylenglykolmethyletheracetátu.150 parts by weight of propylene glycol methyl ether acetate.
Odděleně se 5 hmotnostních dílů činidla generujícího kyselinu, tvořeného α-methansulfoniumoxyimino)-3,4-dimethylfenylacetonitrilem (majícím ε rovný 4,1 v tetrahydrofuranovém roztoku při 365 nm), rozpustí v 10 hmotnostních dílech N,N-dimethylacetamidu.Separately, 5 parts by weight of an acid-generating agent consisting of α-methanesulfoniumoxyimino) -3,4-dimethylphenylacetonitrile (having ε equal to 4.1 in a tetrahydrofuran solution at 365 nm) is dissolved in 10 parts by weight of N, N-dimethylacetamide.
Oba výše uvedené roztoky se slijí za vzniku resistového roztoku.The above solutions are combined to form a resist solution.
Křemíková destička se rovnoměrně povleče uvedeným resistovým roztokem za použití odstředivého natírání, načež • · • · ··· • · · se destička suší po dobu 90 sekund při teplotě 110 °C, přičemž se získá vysušená fotoresistová vrstva mající tloušťku 5 mikrometrů. Resistová vrstva se potom exponuje přes masku (Canon PLA501) za použití interferenčního filtru propouštějícího světlo s vlnovou délkou i-čáry rtuti (365 nm) a po expozici zahřívá po dobu 90 minut na teplotu 110 °C. Získaná formulace se potom vyvíjí ve 2,38% (hmotn.) vodném roztoku tetramethylamoniumhydroxidu po dobu 60 sekund, načež se promyje vodou a vysuší na vzduchu.The silicon wafer is uniformly coated with said resist solution by centrifugal coating, and then the wafer is dried for 90 seconds at 110 ° C to give a dried photoresist layer having a thickness of 5 microns. The resist layer was then exposed through a mask (Canon PLA501) using a light transmitting interference filter with a wavelength of mercury i-line (365 nm) and heated to 110 ° C for 90 minutes after exposure. The formulation was then developed in a 2.38% (w / w) aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide for 60 seconds, then washed with water and air dried.
Citlivost pro autopérovku 2pm, vyjádřená expoziční dávkou, při které může být resistová vrstva na exponovaných plochách kompletně vytvořena při poměru 1:1, činila 210 mJ/cm2 (energie) .The sensitivity to the 2pm car body weight, expressed as the exposure dose at which the resist layer on the exposed areas can be completely formed at a 1: 1 ratio, was 210 mJ / cm 2 (energy).
Kromě toho byla resistová vrstva vzorovaná autopérovkovým vzorem s šířkou čáry 2pm a získána způsobem shodným s výše uvedeným způsobem zkoumána skanovacím elektronovým mikroskopem za účelem zjištění profilu v příčném řezu čárového vzoru. Bylo zjištěno, že průřez má pravoúhlý tvar, který je uložen kolmo k podkladu. Dále byla vynesena do grafu relativní šířka čáry, získaná za použití měnící se expoziční dávky mezí 0,8- a 1,2-násobkem zprvu použité expoziční dávky, proti relativní použité energii. Směrnice získané přímly je rovna 0,28. Čím nižší je tato tato směrnice, tím lepší je expoziční pružnost testovaného systému.In addition, a resist layer patterned with an autopilot pattern with a 2 µm line width and obtained in a manner consistent with the above method was examined by a scanning electron microscope to determine the cross-sectional profile of the line pattern. It has been found that the cross-section has a rectangular shape which is perpendicular to the substrate. Next, the relative line width obtained using a varying exposure dose between 0.8 and 1.2 times the exposure dose initially used versus the relative energy used was plotted. The slope obtained straight is equal to 0.28. The lower this Directive, the better the exposure flexibility of the test system.
Příklad 2Example 2
Připraví se resistová formulace způsobem podle příkladuA resist formulation was prepared as in the example
1. V daném případě je však činidlo generující kyselinu namísto a-(methansulfoniumoxyimino)-3,4-dimethylfenylacetonitrilem tvořeno 5 hmotnostními díly a-(methansulfoniumoxyimino)-4-methylfenylacetonitrilu (majícího ε rovný 0,35 v tetrahydrofuranovém roztoku při 365 nm). Za použití stejných podmínek jako v příkladu 1 se φ φ φ φ • · φ • φ φ dosáhne fotocitlivosti 300 mJ/cm2. Profil průřezu resistové vrstvy 2μτη čáry byl zkoumán skanovacím elektronovým miroskopem, přičemý bylo zjištěno, že má pravoúhlý tvar a je uložen kolmo k podkladu. Směrnice přímky výše popsané závislosti byla stanovena stejným způsobem jako v příkladu 1 a měla v tomto případě hodnotu 0,31.1. In the present case, however, the acid generating agent, instead of α- (methanesulfoniumoxyimino) -3,4-dimethylphenylacetonitrile, consists of 5 parts by weight of α- (methanesulfoniumoxyimino) -4-methylphenylacetonitrile (having ε equal to 0.35 in tetrahydrofuran solution at 365 nm). Using the same conditions as in Example 1, a sensitivity of 300 mJ / cm 2 was achieved. The cross-sectional profile of the resist layer of the 2μτη line was examined by a scanning electron microscope, found to be rectangular in shape and positioned perpendicular to the substrate. The slope of the above-described dependence was determined in the same manner as in Example 1 and in this case was 0.31.
Příklad 3Example 3
Připraví se resistová formulace způsobem podle příkladu 1. V daném případě je však činidlo generující kyselinu namísto a-(methansulfoniumoxyimino)-3,4-dimethylfenylacetonitrilem tvořeno 5 hmotnostními díly a-(4-toluensulfoniumoxyimino)-fenylacetonitrilu (majícího ε rovný 0,28 v tetrahydrofuranovém roztoku při 365 nm) . Za použití stejných podmínek jako v příkladu 1 se dosáhne fotocitlivosti 500 mJ/cm2. Profil průřezu resistové vrstvy 2pm čáry byl zkoumán skanovacím elektronovým miroskopem, přičemý bylo zjištěno, že má pravoúhlý tvar a je uložen kolmo k podkladu. Směrnice přímky výše popsané závislosti byla stanovena stejným způsobem jako v příkladu 1 a měla v tomto případě hodnotu 0,42.A resist formulation was prepared as in Example 1. However, in the present case, the acid generating agent instead of α- (methanesulfoniumoxyimino) -3,4-dimethylphenylacetonitrile is 5 parts by weight of α- (4-toluenesulfoniumoxyimino) -phenylacetonitrile (having ε 0.28 in tetrahydrofuran solution at 365 nm). Using the same conditions as in Example 1, a photosensitivity of 500 mJ / cm 2 was achieved. The cross-sectional profile of the 2 µm resist layer was examined by a scanning electron microscope, found to be rectangular in shape and positioned perpendicular to the substrate. The slope of the above-described dependence was determined in the same manner as in Example 1 and in this case was 0.42.
Srovnávací příkladComparative example
Připraví se resistový roztok v podstatě stejným způsobem jako v příkladu 1 s výjimkou, spočívající v tom, že se činidlo generující kyselinu použité v příkladu 1 zde nahradí 5 hmotnostními díly a- (methansulf oniumoxyimino) -2·· thiof enylacetonitrilu majícího ε rovný 58 v tetrahydrofuranovém roztoku při 365 nm. V tomto případě je určena fotocitlivost 60 mJ/cm2 a směrnice 0,72.A resist solution was prepared in essentially the same manner as in Example 1 except that the acid generating agent used in Example 1 was replaced here with 5 parts by weight of α- (methanesulfonium oxyimino) -2-thiophenylacetonitrile having ε 58 v tetrahydrofuran solution at 365 nm. In this case, a photosensitivity of 60 mJ / cm 2 and a slope of 0.72 are determined.
Claims (16)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19992912A CZ291299A3 (en) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CZ19992912A CZ291299A3 (en) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CZ291299A3 true CZ291299A3 (en) | 2000-03-15 |
Family
ID=5465815
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CZ19992912A CZ291299A3 (en) | 1999-08-16 | 1999-08-16 | Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CZ (1) | CZ291299A3 (en) |
-
1999
- 1999-08-16 CZ CZ19992912A patent/CZ291299A3/en unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
NL1012854C2 (en) | Sulphony oximes for i-line photoresists with a high sensitivity and a large resist thickness. | |
NL1014545C2 (en) | Oxim derivatives and their use as latent acids. | |
DE69807489T2 (en) | OXIMSUFONATE AND THEIR USE AS LATENT SULPHONIC ACID | |
JP4489954B2 (en) | Novel unsaturated oxime derivatives and their use as potential acids | |
US5627011A (en) | High resolution i-line photoresist of high sensitivity | |
US6017675A (en) | Oximesulfonic acid esters and the use thereof as latent sulfonic acids | |
EP0925529B1 (en) | Alkysulfonyloximes for high-resolution i-line photoresists of high sensitivity | |
US6770420B2 (en) | Alkylsulfonyloximes for high-resolution i-line photoresists of high sensitivity | |
US20010037037A1 (en) | Oximesulfonic acid esters and the use thereof as latent sulfonic acids | |
CZ291299A3 (en) | Sulfonyloximes for photoresists exhibiting high sensitivity and thickness, intended for exposition in mercury i-line region | |
MXPA99001977A (en) | Alkysulfonyloximes for high-resolution i-line photoresists of high sensitivity |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |