TW202402722A - 光活性化合物、包含其之光阻劑組成物及圖案形成方法 - Google Patents

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Abstract

公開了一種光活性化合物，其包含有機陽離子；和由式 (1) 表示的陰離子： 其中X係有機基團；Y 1和Y 2各自獨立地是非氫取代基；Y 1和Y 2一起視需要形成環；Z 2係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基；Z 2視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團；Z 2和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環；X和Z 2一起視需要形成環；並且X和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環。

Description

光活性化合物、包含其之光阻劑組成物及圖案形成方法
本發明關於用於光阻劑組成物的光活性化合物以及使用此類光阻劑組成物的圖案形成方法。本發明在半導體製造工業中在光刻應用中找到了可用性。
光阻劑材料係典型地用於將圖像轉移到佈置在半導體基底上的一個或多個下層，如金屬、半導體或介電層上的光敏感組成物。為了增加半導體裝置的集成密度並且允許形成具有在奈米範圍內的尺寸的結構，已經並且繼續開發具有高解析度能力的光阻劑和光刻處理工具。
化學增強的光阻劑通常用於高解析度處理。此類抗蝕劑典型地採用具有酸不穩定基團的聚合物、光酸產生劑和酸淬滅材料。藉由光掩模以圖案方式暴露於活化輻射使酸產生劑形成酸，在暴露後烘烤期間，該酸使在聚合物的暴露區域中的酸不穩定基團裂解。通常將酸淬滅材料添加到光阻劑組成物中來控制酸向未暴露區域的擴散，以改善對比度。光刻製程的結果係在顯影劑溶液中抗蝕劑的暴露與未暴露區域之間產生溶解度特性的差異。在正性顯影（PTD）過程中，光阻劑層的暴露區域可溶於顯影劑中並且從基底表面除去，而不溶於顯影劑的未暴露區域在顯影後保留以形成正像。所得浮雕圖像允許基底的選擇性處理。
常用於化學增強的抗蝕劑的非光活性酸淬滅材料包括直鏈脂肪族胺、環狀脂肪族胺、芳香族胺、直鏈和環狀的醯胺及其衍生物。另一類常用的酸淬滅材料類係光活性淬滅劑，被稱為可光分解的淬滅劑或可光降解的淬滅劑。光活性淬滅劑也已經用於化學增強的抗蝕劑組成物中。可光分解的淬滅劑典型地是包含光活性鎓陽離子和陰離子的鹽，其中該陰離子係弱酸的共軛鹼。暴露前，該鹽起鹼或酸淬滅劑的作用。暴露後，可光降解的淬滅劑的陰離子部分變得質子化並且因此變得更具酸性。因此，輻照包含可光分解的淬滅劑的化學增強的抗蝕劑時，暴露區域中酸淬滅劑的濃度急劇下降。另一方面，未暴露區域中完整的可光分解的淬滅劑可以捕獲光刻處理期間從暴露區域擴散出的酸分子，從而改善光刻性能。
本領域已經描述了包含可光分解的淬滅劑的光阻劑組成物及其用途。需要可以提供具有優越對比度的高解析度線-空間特徵和/或具有改善的臨界尺寸一致性（CDU）的接觸孔（CH）的新型光阻劑。
提供了一種光活性化合物，其包含有機陽離子；和由式 (1) 表示的陰離子： (1) 其中X係有機基團；Y 1和Y 2各自獨立地是非氫取代基；Y 1和Y 2一起視需要形成環；Z 2係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基；Z 2視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團；Z 2和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環；X和Z 2一起視需要形成環；並且X和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環。
還提供了一種光阻劑組成物，其包含該光活性化合物和聚合物。
還提供了一種圖案化方法，其包括將如請求項9或10所述之光阻劑組成物的層施加在基底上，以提供光阻劑組成物層；將該光阻劑組成物層以圖案方式暴露於活化輻射，以提供暴露的光阻劑組成物層；以及使該暴露的光阻劑組成物層顯影。
現在將詳細參考示例性實施方式，其實例在本說明書中展示。就這一點而言，本示例性實施方式可以具有不同的形式並且不應該被解釋為限制於本文所示的描述。因此，下面僅藉由參考附圖來描述示例性實施方式，以解釋本說明書的多個方面。如本文使用的，術語「和/或」包括相關列出項中的一個或多個的任何和全部組合。當如「……中的至少一個/種」的表述在元件列表之前時，其修飾整個元件列表並且不修飾列表中的單個元件。
如本文使用的，術語「一個/種（a/an）」和「該（the）」不表示數量的限制，並且除非在本文中以其他方式指出或與上下文明顯矛盾，否則被解釋為包括單數和複數二者。除非另外明確指出，否則「或」意指「和/或」。與數量結合使用的修飾詞「約」包括所述值，並具有上下文所指定的含義（例如包括與特定數量的測量相關的誤差程度）。本文所揭露的全部範圍包括端點，並且該等端點彼此可獨立組合。後綴「（s）」旨在包括其修飾的術語的單數和複數二者，由此包括該術語中的至少一個。「視需要的」或「視需要」意指隨後描述的事件或情況可能發生或可能不發生，並且該描述包括該事件發生的情況以及其沒有發生的情況。術語「第一」、「第二」和類似術語在本文不表示順序、數量、或重要性，而是用於將一個元件與另一個進行區分。當一個元件被稱為係「在」另一個元件「之上」時，它可以與該另一個元件直接接觸或插入元件可能存在於其間。相比之下，當一個元件被稱為係「直接在」另一個元件「之上」時，不存在插入元件。應當理解，可以在各方面中以任何合適的方式來組合所描述的方面的組分、元件/要素、限制和/或特徵。
除非另有定義，否則本文使用的所有術語（包括技術和科學術語）均具有與本發明所屬領域普通技術人員所通常理解的相同含義。進一步將理解，術語（如常用詞典中定義的那些）應被解釋為具有與其在相關領域和本揭露的上下文中的含義一致的含義，並且除非本文明確如此定義，否則將不會被解釋為理想化或過於正式的意義。
如本文使用的，「光化射線」或「輻射」意指例如汞燈的明線光譜，由準分子雷射所代表的遠紫外線、極紫外線（EUV光）、X射線、粒子射線（如電子束和離子束）等。另外，在本發明中，「光」意指光化射線或輻射。氟化氪雷射器（KrF雷射器）係特殊類型的準分子雷射器，有時稱為激基錯合物雷射器。「準分子」係「激發二聚體」的縮寫，而「激基錯合物」係「激發錯合物」的縮寫。準分子雷射器使用稀有氣體（氬氣、氪氣或氙氣）和鹵素氣體（氟氣或氯氣）的混合物，它們在適當的電刺激和高壓條件下會在紫外線範圍中發射相干的受激輻射（雷射）。此外，除非另有說明，否則本說明書中的「暴露」不僅包括藉由汞燈的暴露、由準分子雷射代表的遠紫外線、X射線、極紫外線（EUV光）等，而且還包括用粒子射線（如電子束和離子束）進行書寫（writing）。
如本文使用的，「有機基團」包含一個或多個碳原子，例如1至60個碳原子。術語「烴」係指具有至少一個碳原子和至少一個氫原子的有機化合物或有機基團。術語「烷基」係指直鏈或支鏈的飽和烴基團，其具有指定的碳原子數並且具有為1的化合價；「伸烷基」係指具有為2的化合價的烷基；「羥烷基」係指被至少一個羥基（-OH）取代的烷基；「烷氧基」係指「烷基-O-」；「羧基」和「羧酸基團」係指具有式「-C(=O)-OH」的基團；「環烷基」係指具有其中全部環成員係碳的一個或多個飽和環的單價基團；「伸環烷基」係指具有為2的化合價的環烷基；「烯基」係指具有至少一個碳碳雙鍵的直鏈或支鏈的單價烴基團；「烯氧基」係指「烯基-O-」；「伸烯基」係指具有為2的化合價的烯基；「環烯基」係指具有至少三個碳原子、具有至少一個碳碳雙鍵的非芳香族環狀的二價烴基團；「炔基」係指具有至少一個碳碳三鍵的單價烴基團；術語「芳香族基團」係指滿足休克爾規則的並且在環中包括碳原子、並且視需要可包括一個或多個代替環中碳原子的選自N、O和S的雜原子的單環或多環環系統；「芳基」係指單價芳香族單環或多環環系統，其中每一個環成員皆為碳，並且可以包括具有稠合到至少一個環烷基或雜環烷基環上的芳香族環的基團；「伸芳基」係指具有為2的化合價的芳基；「烷基芳基」係指已被烷基取代的芳基；「芳基烷基」係指已被芳基取代的烷基；「芳氧基」係指「芳基-O-」；並且「芳硫基」係指「芳基-S-」。
前綴「雜」意指該化合物或基團包括為代替碳原子的雜原子的至少一個成員（例如，1、2、3、或4、或更多個雜原子），其中該一個或多個雜原子各自獨立地是N、O、S、Si、或P；「含雜原子的基團」係指包括至少一個雜原子的取代基；「雜烷基」係指具有代替碳的1-4個或更多個雜原子的烷基；「雜環烷基」係指具有作為代替碳的環成員的1-4個或更多個雜原子的環烷基；「伸雜環烷基」係指具有為2的化合價的雜環烷基；「雜芳基」係指具有作為代替碳的環成員的1-4個或更多個雜原子的芳基；並且「雜伸芳基」係指具有為2的化合價的雜芳基。
除非另外明確提供，否則前述取代基基團中的每一者可以是視需要取代的。例如，在引用基團而沒有指定其係取代的還是未取代的情況下，該基團包括不具有取代基的基團和具有取代基的基團兩者。術語「視需要取代的」係指係取代或未取代的。
「取代的」意指化學結構的至少一個氫原子被另一個典型地為單價的末端取代基團取代，前提係不超過所指定的原子的正常價。當取代基係側氧基（即，=O）時，則碳原子上的兩個孿位氫原子被末端側氧基團替代。取代基或變數的組合係可允許的。可以存在於「取代的」位置上的示例性取代基團包括但不限於硝基（-NO 2）、氰基（-CN）、羥基（-OH）、側氧基（=O）、胺基（-NH 2）、單-或二-(C 1-6)烷基胺基、烷醯基（如C 2-6烷醯基如醯基）、甲醯基（-C(=O)H）、羧酸或其鹼金屬鹽或銨鹽；酯（包括丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯和內酯）如C 2-6烷基酯（-C(=O)O-烷基或-OC(=O)-烷基）和C 7-13芳基酯（-C(=O)O-烷基或-OC(=O)-芳基），醯胺基（-C(=O)NR 2，其中R係氫或C 1-6烷基），甲醯胺基（-CH 2C(=O)NR 2，其中R係氫或C 1-6烷基），鹵素，巰基（-SH），C 1-6烷硫基（-S-烷基），硫氰基（-SCN），C 1-6烷基，C 2-6烯基，C 2-6炔基，C 1-6鹵代烷基，C 1-9烷氧基，C 1-6鹵代烷氧基，C 3-12環烷基，C 5-18環烯基，C 2-18雜環烯基，具有至少一個芳香族環的C 6-12芳基（例如，苯基、聯苯基、萘基等，每個環係取代或未取代的芳香族的），具有1至3個單獨或稠合環以及6至18個環碳原子的C 7-19芳基烷基，具有1至3個單獨或稠合環以及6至18個環碳原子的芳基烷氧基，C 7-12烷基芳基，C 3-12雜環烷基，C 3-12雜芳基，C 1-6烷基磺醯基（-S(O) 2-烷基），C 6-12芳基磺醯基（-S(O) 2-芳基），或甲苯磺醯基（CH 3C 6H 4SO 2-）。
術語「鹵素」意指氟（氟代）、氯（氯代）、溴（溴代）、或碘（碘代）的單價取代基。前綴「鹵代」意指包含代替氫原子的氟、氯、溴、或碘取代基中一個或多個的基團。可以存在鹵基（例如溴和氟）的組合或僅氟基團。例如，術語「鹵代烷基」係指被一個或多個鹵素取代的烷基。如本文使用的，「取代的C 1-8鹵代烷基」係指被至少一個鹵素取代的C 1-8烷基，並且進一步被一個或多個不是鹵素的其他取代基團取代。
如本文使用的，「酸不穩定基團」係指以下基團，其中藉由酸的作用（視需要並且典型地與熱處理一起）使鍵斷裂，導致形成極性基團（如羧酸或醇基，在聚合物上形成）以及視需要並且典型地，與斷裂的鍵連接的部分從聚合物斷開。在其他系統中，非聚合的化合物可以包括酸不穩定基團，其可以藉由酸的作用裂解，導致在該非聚合的化合物的裂解部分上形成極性基團，如羧酸或醇基團。此種酸典型地是在暴露後烘烤（PEB）期間發生鍵裂解情況下的光生酸；然而，實施方式不限於此，並且例如，此種酸可以是熱產生的。合適的酸不穩定基團包括，例如：三級烷基酯基團、二級或三級芳基酯基團、具有烷基和芳基的組合的二級或三級酯基團、三級烷氧基、縮醛基團或縮酮基團。酸不穩定基團通常在本領域中也稱為「酸可裂解基團」、「酸可裂解保護基團」、「酸不穩定保護基團」、「酸脫離基」、「可酸分解基團」以及「酸敏感基團」。
如本文使用的，當未另外提供定義時，「二價連接基團」係指包括以下中的一個或多個的二價連接基團：-O-、-S-、-Te-、-Se-、-C(O)-、-N(R a)-、-S(O)-、-S(O) 2-、-C(S)-、-C(Te)-、-C(Se)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R a係氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。典型地，二價連接基團包括以下中的一個或多個：-O-、-S-、-C(O)-、-N(R a)-、-S(O)-、-S(O) 2-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R a係氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。更典型地，二價連接基團包括以下中的至少一個：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-N(R a)-、-C(O)N(R a)-、取代或未取代的C 1-10伸烷基、取代或未取代的C 3-10伸環烷基、取代或未取代的C 3-10伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-10伸芳基、取代或未取代的C 3-10伸雜芳基、或其組合，其中R a係氫、取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 1-10雜烷基、取代或未取代的C 6-10芳基、或取代或未取代的C 3-10雜芳基。
本發明關於光活性化合物，例如可光分解的淬滅劑化合物。特別地，本發明的光活性化合物係包含氮原子陰離子的鹽，該氮原子陰離子直接鍵合至烯基並且視需要直接鍵合至第二吸電子基團。本發明的光活性化合物特別地可用於光阻劑組成物中以實現改善的對比度和改善的局部臨界尺寸一致性（LCDU）。
光活性化合物包含有機陽離子和由式 (1) 表示的陰離子： (1)
在式 (1) 中，X係有機基團。例如，X可以包括取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 1-30雜烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 2-30烯基、取代或未取代的C 2-30炔基、取代或未取代的C 1-C 30烷氧基、取代或未取代的C 1-C 30烷硫基、取代或未取代的C 3-C 10環烯基、取代或未取代的C 3-C 10雜環烯基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、或取代或未取代的C 6-C 30芳氧基，其中X可以視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。在一些實施方式中，X可以進一步包含作為其結構的一部分的選自以下的一個或多個二價連接基團：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
X和Y 1或Y 2中的一個一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (1) 中，Y 1和Y 2各自獨立地是非氫取代基。在一些方面，Y 1和Y 2各自獨立地包含吸電子基團，例如羰基（-C(O)-）或氰基（-CN）。較佳的是，Y 1和Y 2各自獨立地是鹵素、氰基、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 1-30雜烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 2-30烯基、取代或未取代的C 2-30炔基、取代或未取代的C 1-C 30烷氧基、取代或未取代的C 1-C 30烷硫基、取代或未取代的C 3-C 10環烯基、取代或未取代的C 3-C 10雜環烯基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、或取代或未取代的C 6-C 30芳氧基，其中Y 1和Y 2各自獨立地可以視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-10伸環烷基、取代或未取代的C 3-10伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-20伸芳基、取代或未取代的C 3-20伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。典型地，Y 1和Y 2各自獨立地是氰基、取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 1-10雜烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、或取代或未取代的C 3-10雜環烷基，其中Y 1和Y 2各自獨立地可以視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團（例如-C(O)O-）。在一些方面，Y 1和/或Y 2可以包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團。例如，Y 1和Y 2中的至少一個包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團。
在式 (1) 中，Y 1和Y 2一起視需要可以形成環。例如，Y 1和Y 2一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。在一些方面，Y 1和Y 2可以經由可以包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團的二價連接基團連接在一起。
在式 (1) 中，Z 2係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。較佳的是，Z 2可以是氫、鹵素、取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。典型地，Z 2可以是取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。
在式 (1) 中，Z 2視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (1) 中，X和Z 2一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。典型地，X和Z 2一起形成環，其中該環進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
較佳的是，X包含直接附接或鍵合至式 (1) 中的N -的吸電子基團。例如，吸電子基團可以鍵合至式 (1) 中的氮陰離子（即鍵合至式 (1) 中的陰離子氮原子）。
在一些方面，X可以是由式 (2a) 至 (2c) 之一表示的部分： (2a) (2b) (2c) 其中*表示與式 (1) 中N -的附接點。
在式 (2a) 中，Z 1a係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。較佳的是，Z 1a可以是氫、鹵素、取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。典型地，Z 1a可以是取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。
在式 (2a) 中，Z 1a視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (2a) 中，Y 3和Y 4各自獨立地是非氫取代基。較佳的是，Y 3和Y 4各自獨立地是鹵素、氰基、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 1-30雜烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 2-30烯基、取代或未取代的C 2-30炔基、取代或未取代的C 1-C 30烷氧基、取代或未取代的C 1-C 30烷硫基、取代或未取代的C 3-C 10環烯基、取代或未取代的C 3-C 10雜環烯基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、或取代或未取代的C 6-C 30芳氧基，其中Y 3和Y 4各自獨立地可以視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-10伸環烷基、取代或未取代的C 3-10伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-20伸芳基、取代或未取代的C 3-20伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。典型地，Y 3和Y 4各自獨立地是氰基、取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 1-10雜烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、或取代或未取代的C 3-10雜環烷基，其中Y 3和Y 4各自獨立地可以視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團（例如-C(O)O-）。在一些方面，Y 3和/或Y 4可以包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團。例如，Y 3和Y 4中的至少一個包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團。
在式 (2a) 中，Y 3和Y 4一起視需要可以形成環。例如，Y 3和Y 4一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。在一些方面，Y 3和Y 4可以經由可以包含作為其結構的一部分的酸不穩定基團的二價連接基團連接在一起。
在式 (2a) 中，Z 1a和Y 3或Y 4中的一個一起視需要形成環。該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (1) 和 (2a) 中，Z 2和Y 3或Y 4中的一個一起視需要形成環。該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (1) 和 (2a) 中，Z 1a和Z 2一起視需要形成環。該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。典型地，Z 1a和Z 2一起形成環，其中該環進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (2b) 和 (2c) 中，Z 1b和Z 1c各自獨立地是取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。較佳的是，Z 1b和Z 1c各自獨立地可以是取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。典型地，Z 1b和Z 1c各自獨立地可以是取代或未取代的C 1-10烷基、取代或未取代的C 3-10環烷基、取代或未取代的C 3-10雜環烷基、取代或未取代的C 6-20芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、取代或未取代的C 7-20烷基芳基、取代或未取代的C 6-20芳氧基、取代或未取代的C 3-10雜芳基、取代或未取代的C 4-10烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-10雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-10雜芳氧基。
在式 (2b) 和 (2c) 中，Z 1b和Z 1c各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (1) 和 (2b) 中，Z 1b和Z 2一起視需要形成環。該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。典型地，Z 1b和Z 2一起形成環，其中該環進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (1) 和 (2c) 中，Z 1c和Z 2一起視需要形成環。該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。典型地，Z 1c和Z 2一起形成環，其中該環進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在一些方面，由式 (1) 表示的陰離子不包括並且不含-F、-CF 3、或-CF 2-基團。應理解，「不含-F、-CF 3、或-CF 2-基團」意指光酸產生劑的陰離子不包括基團如-CH 2CF 3和-CH 2CF 2CH 3。在還其他方面，由式 (1) 表示的陰離子不含氟（即不含氟原子並且不被含氟的基團取代）。在一些方面，光活性化合物不含氟（即有機陽離子和由式 (1) 表示的陰離子兩者都不含氟）。
例如，在式 (1) 中，X、Y 1、Y 2和Z 2中的一個或多個不含氟，並且較佳的是X、Y 1、Y 2和Z 2全部都不含氟。例如，在式 (1)、(2a)、(2b) 和 (2c) 中，Y 1、Y 2、Y 3、Y 4、Z 1a、Z 1b、Z 1c和Z 2中的一個或多個不含氟，並且較佳的是Y 1、Y 2、Y 3、Y 4、Z 1a、Z 1b、Z 1c和Z 2全部都不含氟。
在一些方面，如上所述，由式 (1) 表示的陰離子可以包含一個或多個酸不穩定基團。例如，在式 (1) 中，X、Y 1、Y 2和Z 2中的一個或多個包含酸不穩定基團。例如，在式 (1)、(2a)、(2b) 和 (2c) 中，Y 1、Y 2、Y 3、Y 4、Z 1a、Z 1b、Z 1c和Z 2中的一個或多個包含酸不穩定基團。
在一些方面，具有式 (1) 的光活性化合物可由式 (3a) 至 (3c) 中的一個或多個表示： (3a) (3b) (3c)
在式 (3a) 和 (3b) 中，Y 1和Y 2係如式 (1) 中對於Y 1和Y 2所定義的。在式 (3c) 中，Y 1和Y 2係如式 (1) 中對於Y 1和Y 2所定義的，並且Y 3和Y 4係如式 (2a) 中對於Y 3和Y 4所定義的。
在式 (3a) 至 (3c) 中，R 1和R 2各自獨立地是取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、取代或未取代的C 6-30芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。
在式 (3a) 至 (3c) 中，R 1和R 2各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (3a) 至 (3c) 中，R 1和R 2一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。典型地，R 1和R 2一起形成環，其中該環進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
由式 (3a) 至 (3c) 表示的陰離子可以不含氟。例如，在式 (3a) 和 (3b) 中，R 1、R 2、Y 1和Y 2中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 1、R 2、Y 1和Y 2全部都不含氟。例如，在式 (3c) 中，R 1、R 2、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 1、R 2、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4全部都不含氟。
由式 (3a) 至 (3c) 表示的陰離子可以包含一個或多個酸不穩定基團。例如，在式 (3a) 和 (3b) 中，R 1、R 2、Y 1和Y 2中的一個或多個包含酸不穩定基團。例如，在式 (3c) 中，R 1、R 2、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4中的一個或多個包含酸不穩定基團。
在一些方面，具有式 (1) 的光活性化合物可由式 (4a) 至 (4c) 中的一個或多個表示： (4a) (4b) (4c)
在式 (4a) 和 (4b) 中，Y 1和Y 2係如式 (1) 中對於Y 1和Y 2所定義的。在式 (4c) 中，Y 1和Y 2係如式 (1) 中對於Y 1和Y 2所定義的，並且Y 3和Y 4係如式 (2a) 中對於Y 3和Y 4所定義的。
在式 (4a) 至 (4c) 中，R 3各自獨立地是鹵素、氰基、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、取代或未取代的C 6-30芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。
在式 (4a) 至 (4c) 中，R 3各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (4a) 至 (4c) 中，a係0至4的整數，較佳的是0至2，並且典型地是0或1。
在式 (4a) 至 (4c) 中，當a係2或更大時，相鄰的兩個或更多個R 3一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
由式 (4a) 至 (4c) 表示的陰離子可以不含氟。例如，在式 (4a) 和 (4b) 中，R 3、Y 1和Y 2中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 3、Y 1和Y 2全部都不含氟。例如，在式 (4c) 中，R 3、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 3、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4全部都不含氟。
由式 (4a) 至 (4c) 表示的陰離子可以包含一個或多個酸不穩定基團。例如，在式 (4a) 和 (4b) 中，R 3、Y 1和Y 2中的一個或多個包含酸不穩定基團。例如，在式 (4c) 中，R 3、Y 1、Y 2、Y 3和Y 4中的一個或多個包含酸不穩定基團。
在一些方面，具有式 (1) 的光活性化合物可由式 (5a) 至 (5c) 中的一個或多個表示： (5a) (5b) (5c)
在式 (5a) 至 (5c) 中，R 3和a各自係如式 (4a) 至 (4c) 中對於R 3和a所定義的。
在式 (5a) 和 (5b) 中，R 4和R 5各自獨立地是氫、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、取代或未取代的C 6-30芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。
在式 (5a) 和 (5b) 中，R 4和R 5各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (5a) 和 (5b) 中，R 4和R 5一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
在式 (5c) 中，R 4至R 7各自獨立地是氫、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 7-30芳基烷基、取代或未取代的C 7-30烷基芳基、取代或未取代的C 6-30芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基。
在式 (5c) 中，R 4至R 7各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團。示例性的二價連接基團可以選自：-O-、-C(O)-、-C(O)O-、-S-、-S(O) 2-、-N(R ’)-、-C(O)N(R’)-、取代或未取代的C 1-30伸烷基、取代或未取代的C 3-30伸環烷基、取代或未取代的C 3-30伸雜環烷基、取代或未取代的C 6-30伸芳基、取代或未取代的C 3-30伸雜芳基、或其組合，其中R ’可以是氫、取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 1-20雜烷基、取代或未取代的C 6-30芳基、或取代或未取代的C 3-30雜芳基。
在式 (5c) 中，R 4和R 5一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的；和/或R 6和R 7一起視需要可以形成環，其中該環視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團，其中該一個或多個二價連接基團中的每一個係取代或未取代的，並且其中該環係取代或未取代的。
由式 (5a) 至 (5c) 表示的陰離子可以不含氟。例如，在式 (5a) 和 (5b) 中，R 3、R 4和R 5中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 3、R 4和R 5全部都不含氟。例如，在式 (5c) 中，R 3至R 7中的一個或多個不含氟，並且較佳的是R 3至R 7全部都不含氟。
由式 (5a) 至 (5c) 表示的陰離子可以包含一個或多個酸不穩定基團。例如，在式 (5a) 和 (5b) 中，R 3、R 4和R 5中的一個或多個包含酸不穩定基團。例如，在式 (5c) 中，R 3至R 7中的一個或多個包含酸不穩定基團。
在一些方面，具有式 (1) 的光活性化合物可由式 (6a) 至 (6c) 中的一個或多個表示： (6a) (6b) (6c) 其中Y 1和Y 2係如式 (1) 中對於Y 1和Y 2所定義的，Y 3和Y 4係如式 (2a) 中對於Y 3和Y 4所定義的，並且R 3和a係如式 (4a) 至 (4c) 中對於R 3和a所定義的。
示例性的由式 (1) 表示的陰離子包括以下：
光活性化合物還包含有機陽離子。例如，有機陽離子可以是鋶陽離子或碘鎓陽離子。在一些實施方式中，有機陽離子可以是具有式 (7a) 的鋶陽離子或具有式 (7b) 的碘鎓陽離子： (7a) (7b)
在式 (7a) 和 (7b) 中，R 8至R 12各自獨立地是取代或未取代的C 1-20烷基、取代或未取代的C 3-20環烷基、取代或未取代的C 2-20烯基、取代或未取代的C 6-30芳基、取代或未取代的C 6-30碘芳基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 7-20芳基烷基、或取代或未取代的C 4-20雜芳基烷基、或其組合。R 8至R 10各自可以是單獨的或經由單鍵或二價連接基團連接到R 8至R 10中的另一基團以形成環。R 11和R 12可以是單獨的或經由單鍵或二價連接基團彼此連接以形成環。R 8至R 12各自視需要可以包含作為其結構的一部分的二價連接基團。R 8至R 12各自獨立地可以視需要包含選自例如以下的酸不穩定基團：三級烷基酯基團、二級或三級芳基酯基團、具有烷基和芳基的組合的二級或三級酯基團、三級烷氧基、縮醛基團或縮酮基團。
示例性的具有式 (7a) 的鋶陽離子包括以下中的一種或多種：
示例性的具有式 (7b) 的碘鎓陽離子可以包括以下中的一種或多種：
可以使用本領域中任何合適的方法製備光活性化合物，包括本文實例中描述的那些。
本發明進一步關於光阻劑組成物，其包含光活性化合物和聚合物並且可以含有另外的視需要的組分。典型地，光阻劑組成物將進一步包含一種或多種溶劑、光酸產生劑（PAG）或其組合。
聚合物可以包含一種或多種重複單元。該等重複單元可以是例如出於調節光阻劑組成物的特性（如蝕刻速率和溶解度）目的的一種或多種單元。示例性的重複單元可以包括衍生自（甲基）丙烯酸酯、乙烯基芳烴、乙烯基醚、乙烯基酮、和/或乙烯基酯單體中的一種或多種的那些。光阻劑組成物的聚合物可以是均聚物或包含兩種或更多種結構不同的重複單元的共聚物。例如，聚合物可以包含一種或多種重複單元，該等重複單元包含選自以下的官能基：羥基芳基、酸不穩定基團、鹼增溶基團、含內酯的基團、含磺內酯的基團、極性基團、可交聯基團、交聯基團等、或其組合。
在一個或多個實施方式中，聚合物可以包含由含有酸不穩定基團的單體形成的重複單元。合適的酸不穩定基團包括例如三級酯基團、縮醛基團、縮酮基團和三級醚基團。 其中R d係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-6烷基、或取代或未取代的C 3-6環烷基。
當具有酸不穩定基團的重複單元存在於聚合物中時，其典型地以基於聚合物中的總重複單元25至75 mol%、更典型地25至50 mol%、還更典型地30至50 mol%的量存在。
在一些實施方式中，聚合物可以包含衍生自一種或多種含內酯的單體的重複單元。合適的含內酯的單體包括例如以下中的一種或多種： 其中R d係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-6烷基、或取代或未取代的C 3-6環烷基。
在一些實施方式中，聚合物可以包含具有鹼增溶基團和/或具有小於或等於12的pKa的重複單元。示例性的鹼增溶基團可以包括氟醇基團、羧酸基團、羧醯亞胺（carboximide）基團、磺醯胺基團、或磺醯亞胺基團。
包含鹼增溶基團的單體的非限制性實例包括以下中的一種或多種： 其中R i各自獨立地是氫、鹵素、取代或未取代的C 1-6烷基、或取代或未取代的C 3-6環烷基。
聚合物可以進一步視需要包括一種或多種另外的重複單元。該另外的重複單元可以是例如出於調節光阻劑組成物的特性（如蝕刻速率和溶解度）目的的一種或多種另外的單元。示例性的另外的單元可以包括衍生自（甲基）丙烯酸酯、乙烯基芳香族化合物、乙烯基醚、乙烯基酮、和/或乙烯基酯單體中的一種或多種的那些。該一種或多種另外的重複單元（如果存在於第一和/或第二聚合物中的話）可以以基於聚合物的總重複單元最高達50 mol%、典型地3至50 mol%的量使用。
本發明的非限制性示例性聚合物包括以下中的一種或多種： 其中x、y和z各自係相關重複單元的莫耳分數，其中每種聚合物的莫耳分數之和總計為1，並且其中R d各自獨立地是氫、鹵素、取代或未取代的C 1-6烷基、或取代或未取代的C 3-6環烷基。
本發明的還其他非限制性的示例性聚合物包括以下中的一種或多種： 其中x、y和z各自係相關重複單元的莫耳分數，其中每種聚合物的莫耳分數之和總計為1，並且其中R d各自獨立地是氫、鹵素、取代或未取代的C 1-6烷基、或取代或未取代的C 3-6環烷基。
聚合物典型地具有1,000至50,000道耳頓（Da）、較佳的是2,000至30,000 Da、更較佳的是3,000至20,000 Da、並且還更較佳的是4,000至15,000 Da的重量平均分子量（M w）。第一聚合物的多分散性指數（PDI）（其係M w與數目平均分子量（M n）之比）典型地是1.1至3，並且更典型地1.1至2。使用聚苯乙烯標準物藉由凝膠滲透層析法（GPC）確定分子量值。
在本發明的光阻劑組成物中，聚合物典型地以基於光阻劑組成物的總固體10至99.9 wt%、典型地25至99 wt%、並且更典型地50至95 wt%的量存在於光阻劑組成物中。將理解，總固體包括一種或多種聚合物、PAG、和其他非溶劑組分。
可以使用本領域中任何合適的一種或多種方法來製備聚合物。例如，可以使用合適的一種或多種溶劑和引發劑將對應於本文所描述的重複單元的一種或多種單體合併或分開進料，並在反應器中聚合。例如，聚合物可以藉由相應的單體在任何合適的條件下的聚合來獲得，如藉由在有效的溫度下加熱、用有效的波長下的光化輻射進行輻照、或其組合。
光阻劑組成物可以進一步包含光酸產生劑（PAG）。PAG可以呈離子或非離子的形式。PAG可以呈聚合或非聚合的形式。呈聚合形式時，PAG可以作為衍生自可聚合PAG單體的聚合物的重複單元中的一部分存在。
合適的PAG化合物可以具有式G +A -，其中G +係光活性陽離子並且A -係可以產生光酸的陰離子。光活性陽離子較佳的是選自鎓陽離子，較佳的是碘鎓或鋶陽離子，如上文關於本發明的光活性化合物所述之那些（例如具有式 (7a) 和/或 (7b) 的那些）。特別合適的陰離子包括其共軛酸具有-15至10的pKa的那些。陰離子典型地是具有磺酸根基團或非磺酸根類基團如磺醯胺化物（sulfonamidate）、磺醯亞胺化物（sulfonimidate）、甲基化物、或硼酸根的有機陰離子。
在一些方面，PAG的陰離子不包括並且不含-F、-CF 3、或-CF 2-基團。應理解，「不含-F、-CF 3、或-CF 2-基團」意指PAG的陰離子不包括基團如-CH 2CF 3和-CH 2CF 2CH 3。在還其他方面，PAG的陰離子不含氟（即不含氟原子並且不被含氟的基團取代）。在一些方面，光酸產生劑不含氟（即光活性陽離子和陰離子兩者都不含氟）。
具有磺酸根基團的示例性有機陰離子包括以下中的一種或多種：
示例性的非磺化陰離子包括以下中的一種或多種：
常用的鎓鹽可以包括例如三苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽、(對三級丁氧基苯基)二苯基鋶三氟甲烷磺酸鹽、三(對三級丁氧基苯基)鋶三氟甲烷磺酸鹽、三苯基鋶對甲苯磺酸鹽；二三級丁基苯基碘鎓全氟丁烷磺酸鹽和二三級丁基苯基碘鎓樟腦磺酸鹽。其他有用的PAG化合物在化學增強的光阻劑領域中是已知的並且包括例如：非離子磺醯基化合物，例如2-硝基苄基-對甲苯磺酸酯、2,6-二硝基苄基-對甲苯磺酸酯、和2,4-二硝基苄基-對甲苯磺酸酯；磺酸酯，例如1,2,3-三(甲磺醯基氧基)苯、1,2,3-三(三氟甲磺醯基氧基)苯、和1,2,3-三(對甲苯磺醯基氧基)苯；重氮甲烷衍生物，例如雙(苯磺醯基)重氮甲烷、雙(對甲苯磺醯基)重氮甲烷；乙二肟衍生物，例如雙-O-(對甲苯磺醯基)-α-二甲基乙二肟、和雙-O-(正丁磺醯基)-α-二甲基乙二肟；N-羥基醯亞胺化合物的磺酸酯衍生物，例如N-羥基琥珀醯亞胺甲磺酸酯、N-羥基琥珀醯亞胺三氟甲烷磺酸酯；以及含鹵素的三𠯤化合物，例如2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤、和2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤。合適的光酸產生劑進一步描述於美國專利案號8,431,325和4,189,323中。
典型地，當光阻劑組成物包含另外的非聚合PAG時，該PAG以基於光阻劑組成物的總固體0.1至55 wt%、更典型地1至25 wt%的量存在於光阻劑組成物中。當以聚合形式存在時，另外的PAG典型地以基於聚合物中的總重複單元1至25 mol%、更典型地1至8 mol%、或2至6 mol%的量包含在聚合物中。
光阻劑組成物進一步包含用於溶解組成物的組分並且促進其在基底上塗覆的溶劑。較佳的是，該溶劑係在電子裝置製造中常規使用的有機溶劑。合適的溶劑包括例如：脂肪族烴，如己烷和庚烷；芳香族烴，如甲苯和二甲苯；鹵代烴，如二氯甲烷、1,2-二氯乙烷和1-氯己烷；醇，如甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、三級丁醇、2-甲基-2-丁醇、4-甲基-2-戊醇和二丙酮醇（4-羥基-4-甲基-2-戊酮）（DAA）；丙二醇單甲基醚（PGME）；醚，如二乙醚、四氫呋喃、1,4-二㗁𠮿和茴香醚；酮，如丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、2-庚酮和環己酮（CHO）；酯，如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）、乳酸乙酯（EL）、羥基異丁酸甲酯（HBM）和乙醯乙酸乙酯；內酯，如γ-丁內酯（GBL）和ε-己內酯；內醯胺，如N-甲基吡咯啶酮；腈，如乙腈和丙腈；環狀或非環狀碳酸酯，如碳酸伸丙酯、碳酸二甲基酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、碳酸二苯基酯和碳酸伸丙酯；極性非質子溶劑如二甲基亞碸和二甲基甲醯胺；水；及其組合。在該等中，較佳的溶劑包括PGME、PGMEA、EL、GBL、HBM、CHO、DAA、或其組合中的一種或多種。
光阻劑組成物中的總溶劑含量（即，所有溶劑的累積溶劑含量）係基於光阻劑組成物的總固體典型地40至99 wt%、例如60至99 wt%、或85至99 wt%。所希望的溶劑含量將取決於例如所塗覆的光阻劑層的希望厚度和塗覆條件。
在一些方面，光阻劑組成物可以進一步包含含有一個或多個鹼不穩定基團的材料（「鹼不穩定材料」）。如本文提及的，鹼不穩定基團係可以在暴露步驟和暴露後烘烤步驟之後在水性的鹼顯影劑的存在下經歷裂解反應以提供極性基團（如羥基、羧酸、磺酸等）的官能基。鹼不穩定基團將不會在包含鹼不穩定基團的光阻劑組成物的顯影步驟之前進行顯著反應（例如，將不會經歷鍵斷裂反應）。因此，例如，鹼不穩定基團將在暴露前軟烘烤步驟、暴露步驟以及暴露後烘烤步驟期間基本上惰性。「基本上惰性」意指在暴露前軟烘烤步驟、暴露步驟、以及暴露後烘烤步驟期間 5%、典型地 1%的鹼不穩定基團（或部分）將分解、裂解、或反應。鹼不穩定基團在典型的使用例如水性的鹼光阻劑顯影劑（如0.26標準（N）的四甲基氫氧化銨（TMAH）水溶液）的光阻劑顯影條件下是反應性的。例如，TMAH的0.26 N水溶液可用於單浸置式顯影或動態顯影，例如，其中將0.26 N的TMAH顯影劑分配到成像的光阻劑層上持續合適的時間（如10至120秒（s））。示例性的鹼不穩定基團係酯基團，典型地是氟化的酯基團。較佳的是，鹼不穩定材料係基本上不與光阻劑組成物的第一和/或第二聚合物以及其他固體組分混溶的並且具有比它們更低的表面能。從而當塗覆在基底上時，鹼不穩定材料可以與光阻劑組成物的其他固體組分分離到達形成的光阻劑層的頂表面。
在一些方面，鹼不穩定材料可以是可以包含含有一個或多個鹼不穩定基團的一種或多種重複單元的聚合材料（在本文中也稱為鹼不穩定聚合物）。例如，鹼不穩定聚合物可以包含含有2個或更多個相同或不同的鹼不穩定基團的重複單元。較佳的鹼不穩定聚合物包含至少一個含有兩個或更多個鹼不穩定基團的重複單元，例如包含2或3個鹼不穩定基團的重複單元。
鹼不穩定聚合物可以使用本領域中任何合適的方法來製備。例如，鹼不穩定聚合物可以藉由相應的單體在任何合適的條件下的聚合來獲得，如藉由在有效的溫度下加熱、用有效的波長下的光化輻射進行輻照或其組合。此外或可替代地，可使用合適的方法將一個或多個鹼不穩定基團接枝到聚合物的主鏈上。
在一些方面，鹼不穩定材料係包含一個或多個鹼不穩定酯基團、較佳的是一個或多個氟化的酯基團的單一分子。係單一分子的鹼不穩定材料典型地具有在50至1,500 Da範圍內的M w。
當存在時，鹼不穩定材料典型地以基於光阻劑組成物的總固體0.01至10 wt%、典型地1至5 wt%的量存在於光阻劑組成物中。
此外，或可替代地，除了鹼不穩定聚合物，光阻劑組成物可以進一步包含除了並且不同於如上所述之聚合物的一種或多種聚合物。例如，光阻劑組成物可以包含如上所述之另外的聚合物但組成不同。此外或可替代地，該一種或多種另外的聚合物可以包括在光阻劑領域中眾所周知的那些，例如，選自以下項的那些：聚丙烯酸酯、聚乙烯醚、聚酯、聚降莰烯、聚縮醛、聚乙二醇、聚醯胺、聚丙烯醯胺、多酚、酚醛清漆、苯乙烯類聚合物、聚乙烯醇或其組合。
光阻劑組成物可以進一步包含一種或多種另外的視需要的添加劑。例如，視需要的添加劑可以包括光化染料和對比染料、抗條紋劑、增塑劑、增速劑、敏化劑、可光分解的淬滅劑（PDQ）（並且也稱為可光分解的鹼）、鹼性淬滅劑、熱酸產生劑、表面活性劑等、或其組合。如果存在，視需要的添加劑典型地以基於光阻劑組成物的總固體0.01至10 wt%的量存在於光阻劑組成物中。
PDQ在輻照後產生弱酸。由可光分解的淬滅劑產生的酸不夠強到與抗蝕劑基質中存在的酸不穩定基團迅速反應。示例性的可光分解的淬滅劑包括例如，與弱酸（pKa ＞ 1）的陰離子（例如像，C 1-20羧酸或C 1-20磺酸的陰離子）配對的可光分解的陽離子，並且較佳的是還可用於製備強酸產生劑化合物的那些。示例性的羧酸包括甲酸、乙酸、丙酸、酒石酸、琥珀酸、環己烷甲酸、苯甲酸、水楊酸等。示例性的磺酸包括對甲苯磺酸、樟腦磺酸等。在較佳的實施方式中，可光分解的淬滅劑係可光分解的有機兩性離子化合物，如二苯基碘鎓-2-羧酸酯。
PDQ可以呈非聚合或聚合物結合的形式。包含可光分解的淬滅劑的聚合單元典型地以基於聚合物中總重複單元0.1至30莫耳%、典型地1至10莫耳%、更典型地1至2莫耳%的量存在。
示例性的鹼性淬滅劑包括，例如，直鏈脂肪族胺，如三丁胺、三辛胺、三異丙醇胺、四(2-羥丙基)乙二胺、N-三級丁基二乙醇胺、三(2-乙醯氧基-乙基)胺、2,2',2'',2'''-(乙烷-1,2-二基雙(氮烷三基))四乙醇、2-(二丁基胺基)乙醇和2,2',2''-次氮基三乙醇；環狀的脂肪族胺，如1-(三級丁氧基羰基)-4-羥基哌啶、1-吡咯啶甲酸三級丁酯、2-乙基-1H-咪唑-1-甲酸三級丁酯、哌𠯤-1,4-二甲酸二三級丁酯以及N-(2-乙醯氧基-乙基)𠰌啉；芳香族胺，如吡啶、二三級丁基吡啶和吡啶鎓；直鏈和環狀的醯胺及其衍生物，如N,N-雙(2-羥乙基)棕櫚醯胺、N,N-二乙基乙醯胺、N 1,N 1,N 3,N 3-四丁基丙二醯胺、1-甲基氮雜環庚-2-酮、1-烯丙基氮雜環庚-2-酮和1,3-二羥基-2-(羥甲基)丙-2-基胺基甲酸三級丁酯；銨鹽，如磺酸鹽、胺基磺酸鹽、羧酸鹽和膦酸鹽的季銨鹽；亞胺，如一級和二級醛亞胺和酮亞胺；二𠯤，如視需要取代的吡𠯤、哌𠯤、和吩𠯤；二唑，如視需要取代的吡唑、噻二唑和咪唑；以及視需要取代的吡咯啶酮，如2-吡咯啶酮和環己基吡咯啶。
鹼性淬滅劑可以呈非聚合或聚合物結合的形式。當呈聚合形式時，淬滅劑可以存在於聚合物的重複單元中。含有淬滅劑的重複單元典型地以基於聚合物中總重複單元0.1至30莫耳%、較佳的是1至10莫耳%並且更較佳的是1至2莫耳%的量存在。
示例性的表面活性劑包括氟化的和非氟化的表面活性劑並且可以是離子或非離子的，其中非離子表面活性劑係較佳的。示例性的氟化的非離子表面活性劑包括全氟C 4表面活性劑，如可從3M公司（3M Corporation）獲得的FC-4430和FC-4432表面活性劑；以及氟二醇，如來自歐諾法公司（Omnova）的POLYFOX PF-636、PF-6320、PF-656、和PF-6520含氟表面活性劑。在方面中，光阻劑組成物進一步包含含有含氟重複單元的表面活性劑聚合物。
現將描述使用本發明的光阻劑組成物的圖案化方法。可以在其上塗覆光阻劑組成物的合適的基底包括電子裝置基底。多種多樣的電子裝置基底可以在本發明中使用，如：半導體晶圓；多晶矽基底；封裝基底，如多晶片模組；平板顯示器基底；用於包括有機發光二極體（OLED）的發光二極體（LED）的基底；等，其中半導體晶圓係典型的。此類基底典型地由矽、多晶矽、氧化矽、氮化矽、氮氧化矽、鍺化矽、砷化鎵、鋁、藍寶石、鎢、鈦、鈦-鎢、鎳、銅和金中的一種或多種構成。合適的基底可以呈晶圓的形式，如用於製造積體電路、光學感測器、平板顯示器、集成光學電路、和LED的那些。此類基底可以是任何合適的尺寸。典型的晶圓基底直徑係200至300毫米（mm），儘管根據本發明可以適當地使用具有更小和更大直徑的晶圓。基底可以包括一個或多個層或結構，該等層或結構可以視需要包括形成的裝置的活動或可操作部分。
典型地，在塗覆本發明的光阻劑組成物之前，在基底的上表面上提供一個或多個光刻層，如硬掩模層（例如旋塗碳（SOC）、無定形碳或金屬硬掩模層）、CVD層（如氮化矽（SiN）、氧化矽（SiO）或氮氧化矽（SiON）層）、有機或無機底層、或其組合。此類層與外塗覆的光阻劑層一起形成光刻材料疊層。
視需要，可以在塗覆光阻劑組成物之前，將黏合促進劑層施加到基底表面。如果黏合促進劑係希望的，可以使用用於聚合物膜的任何合適的黏合促進劑，如矽烷，典型地有機矽烷如三甲氧基乙烯基矽烷、三乙氧基乙烯基矽烷、六甲基二矽氮烷，或胺基矽烷偶合劑如γ-胺基丙基三乙氧基矽烷。特別合適的黏合促進劑包括從杜邦電子與工業公司（DuPont Electronics & Industrial）（麻塞諸塞州瑪律堡（Marlborough, Massachusetts））可獲得的以AP™ 3000、AP™ 8000和AP™ 9000S名稱出售的那些。
可以藉由任何合適的方法，包括旋塗、噴塗、浸塗、刮片等將光阻劑組成物塗覆在基底上。例如，施加光阻劑層可以藉由使用塗覆軌道在溶劑中旋塗光阻劑來完成，其中光阻劑被分配在旋轉的晶圓上。在分配期間，晶圓典型地以最高達4,000轉/分鐘（rpm）、例如200至3,000 rpm、例如1,000至2,500 rpm的速度旋轉15至120秒的時間段以在基底上獲得光阻劑組成物層。熟悉該項技術者將理解的是，所塗覆的層的厚度可以藉由改變旋轉速度和/或組成物的總固體來調節。由本發明的組成物形成的光阻劑組成物層典型地具有3至30微米（µm）、較佳的是大於5至30 µm、並且更較佳的是6至25 µm的乾層厚度。
接下來，典型地將光阻劑組成物軟烘烤以使該層中的溶劑含量最小化，從而形成無黏性塗層並改善該層對基底的黏附性。軟烘烤例如在加熱板上或在烘箱中進行，其中加熱板係典型的。軟烘烤溫度和時間將取決於例如光阻劑組成物和厚度。軟烘烤溫度典型地是80°C至170°C、並且更典型地是90°C至150°C。軟烘烤時間典型地是10秒至20分鐘、更典型地是1至10分鐘、並且還更典型地是1至2分鐘。熟悉該項技術者可以基於組成物的成分容易地確定加熱時間。
接下來，將光阻劑層以圖案方式暴露於活化輻射，以在暴露區域與未暴露區域之間產生溶解度差異。本文提及的將光阻劑組成物暴露於對組成物有活化作用的輻射表明輻射可以在光阻劑組成物中形成潛像。暴露典型地藉由圖案化的光掩模進行，該光掩模具有分別對應於待暴露的抗蝕劑層區域和未暴露的抗蝕劑層區域的光學透明區域和光學不透明區域。可替代地，此種暴露可以在直寫方法中在沒有光掩模下進行，直寫方法典型地用於電子束光刻。活化輻射典型地具有小於400 nm、小於300 nm或小於200 nm的波長，其中248 nm（KrF）、193 nm（ArF）、13.5 nm（EUV）的波長或電子束光刻係較佳的。較佳的是，活化輻射係248 nm輻射。該方法可用於浸沒式或乾燥式（非浸沒式）光刻技術中。暴露的能量典型地是1至200毫焦耳/平方釐米（mJ/cm 2）、較佳的是10至100 mJ/cm 2、並且更較佳的是20至50 mJ/cm 2，這取決於暴露工具和光阻劑組成物的組分。
在暴露光阻劑層之後，進行暴露的光阻劑層的暴露後烘烤（PEB）。PEB可以例如在加熱板上或在烘箱中進行，其中加熱板係典型的。PEB的條件將取決於例如光阻劑組成物和層厚度。PEB典型地在70°C至150°C、較佳的是75°C至120°C的溫度下以及30至120秒的時間進行。由極性轉換區域（暴露區域）和極性未轉換區域（未暴露區域）定義的潛像在光阻劑中形成。
然後，用合適的顯影劑使暴露的光阻劑層顯影以選擇性地除去層的那些可溶於顯影劑的區域同時保留不可溶的區域，以形成所得的光阻劑圖案浮雕圖像。在正性顯影（PTD）製程的情況下，在顯影期間除去光阻劑層的暴露區域並且保留未暴露區域。相反地，在負性顯影（NTD）製程中，在顯影期間保留光阻劑層的暴露區域並且除去未暴露區域。顯影劑的施加可以藉由任何合適的方法完成，如以上關於光阻劑組成物的施加所述之，其中旋塗係典型的。顯影時間係有效除去光阻劑的可溶解區域的時間段，其中典型的是5至60秒的時間。顯影典型地在室溫下進行。
用於PTD製程的合適的顯影劑包括水性的鹼顯影劑，例如季銨氫氧化物溶液，如TMAH（較佳的是0.26 N TMAH）、四乙基氫氧化銨、四丁基氫氧化銨、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀等。用於NTD製程的合適的顯影劑係基於有機溶劑的，意指顯影劑中的有機溶劑的累積含量基於顯影劑的總重量為50 wt%或更多、典型地或更多95 wt%或更多、98 wt%或更多或100 wt%。用於NTD顯影劑的合適的有機溶劑包括例如選自酮、酯、醚、烴及其混合物的那些。顯影劑典型地是2-庚酮或乙酸正丁酯。
經塗覆的基底可以由本發明的光阻劑組成物形成。此種經塗覆的基底包括：(a) 基底，在其表面上具有一個或多個待圖案化的層；和 (b) 在該一個或多個待圖案化的層之上的光阻劑組成物層。
光阻劑圖案可以用作例如蝕刻掩模，從而藉由已知的蝕刻技術、典型地乾法蝕刻（如反應離子蝕刻）使得圖案轉移到一個或多個循序排列的下層。光阻劑圖案可以例如用於將圖案轉移到下面的硬掩模層，硬掩模層進而用作蝕刻掩模，用於將圖案轉移到硬掩模層下面的一個或多個層。如果在圖案轉移期間，光阻劑圖案沒有損耗，則可以藉由已知的技術（例如氧電漿灰化）將其從基底上除去。當用於一種或多種此類圖案化製程時，光阻劑組成物可以用於製造半導體裝置，如存儲裝置、處理器晶片（CPU）、圖形晶片、光電晶片、LED、OLED以及其他電子裝置。
藉由以下非限制性實例進一步說明本發明。 實例 合成實例。合成反應在氮氣氣氛下進行。所有的化學品均按從商業供應商接收的原樣使用並且不經進一步純化使用。所有化合物的質子核磁共振（ 1H-NMR）譜在500兆赫（MHz）NMR光譜儀上獲得。化學位移相對於內標四甲基矽烷以δ（百萬分率，ppm）報告。多重性由單峰（s）、二重峰（d）、三重峰（t）、多重峰（m）、雙二重峰（dd）、雙三重峰（dt）、三重三重峰（tt）、或寬單峰（br）來指示。 Q1 的合成
向化合物A（0.66克（g），1.99毫莫耳（mmol））在10毫升（mL）二氯甲烷（DCM）中的溶液中添加化合物B（0.68 g，2 mmol）和10 mL去離子（DI）水。將所得雙相反應混合物在室溫下攪拌一小時。然後將有機層分離並用5 mL DI水洗滌。洗滌後再次分離有機層，並在減壓下除去溶劑以得到1.1 g（96%）的呈米黃色固體的產物Q1。 1H-NMR (δ, 二甲亞碸-d 6(DMSO-d 6)) 7.92-7.75 ppm (17H, m), 7.64-7.56 ppm (2H, m), 和1.64 ppm (6H, m)。 Q2 的合成
向化合物A（0.66 g，1.99 mmol）在10 mL DCM中的溶液中添加化合物C（0.9 g，2 mmol）和10 mL DI水。按照與合成Q1相似的程序得到1.3 g（93%）的呈白橙色固體的產物Q2。 1H-NMR (δ, DMSO-d 6) 8.14 ppm (d, 4H), 7.89 ppm (dd, 2H), 7.64-7.58 ppm (2H, m), 7.53 ppm (d, 4H), 1.64 ppm (6H, s), 和1.26 ppm (18H, s)。 Q3 的合成
向化合物D（0.5 g，1.55 mmol）在10 mL DCM中的溶液中添加化合物B（0.6 g，3 mmol）和10 mL DI水。按照與合成Q1相似的程序得到0.75 g（80%）的呈淺黃色油狀物的產物Q3。 1H-NMR (δ, DMSO-d 6) 8.32 ppm (1H, d), 7.89-7.76 ppm (15H, m), 7.62 ppm (1H, d), 7.48 ppm (2H, m), 和1.43 ppm (18H, s)。 Q4 的合成
向化合物E（2.0 g，6.26 mmol）在20 mL DCM中的溶液中添加化合物B（2.0 g，5.82 mmol）和20 mL DI水。然後將所得雙相反應混合物在室溫下攪拌四小時。將有機層分離並每次用15 mL DI水洗滌五次。再次分離有機層，並在減壓下除去溶劑以得到呈白色固體的Q4。 1H-NMR (δ, DMSO-d 6) 7.69-7.59 ppm (17H, m), 7.64-7.42 ppm (2H, m), 和2.6 ppm (6H, s)。 Q5 的合成
向化合物E（1.0 g，3.13 mmol）在20 mL DCM中的溶液中添加化合物C（1.4 g，3.9 mmol）和20 mL DI水。按照與合成Q4相似的程序得到呈白色固體的Q5。 1H-NMR (δ, DMSO-d 6) 6.87 ppm (4H, d), 7.81 ppm (2H, m), 4.55 ppm (2H, M), 6.39 ppm (4H, d), 和1.29 ppm (18H, s)。 對比度評價
藉由使用表1中所述之材料和比例將固體組分溶解在溶劑中達到1.55 wt%的總固體含量來製備光阻劑組成物。組分的量被報告為基於光阻劑組成物的總固體的wt%。溶劑系統含有PGMEA（50 wt%）和二丙酮醇（50 wt%）。所得混合物在機械震動器上震動並且然後通過孔徑為0.2微米的PTFE盤形過濾器過濾。在TEL Clean Track ACT 8晶圓軌道（TEL，東京電子有限公司（Tokyo Electron Co.））上用相應光阻劑組成物旋塗每個用BARC堆疊（60 nm厚的AR™ 3減反射劑在80 nm厚的AR™ 40A減反射劑上（杜邦電子與工業公司））包覆的200 mm矽晶圓並且在110°C下軟烘烤60秒以提供目標厚度為約40 nm的光阻劑層。用THERMA-WAVE OP7350測量抗蝕劑層厚度。在CANON FPA-5000 ES4掃描器上用248 nm輻射以3至53毫焦耳/平方釐米（mJ/cm 2）的暴露劑量對晶圓進行暴露。將晶圓在100°C下進行暴露後烘烤持續60秒，用MF™ CD26 TMAH顯影劑（杜邦電子與工業公司）顯影60秒，用DI水沖洗，並且乾燥。在層的暴露區域中進行光阻劑層厚度測量。生成每個晶圓的對比度曲線並從如上所述之對比度曲線確定E 0。藉由繪製暴露區域中歸一化的光阻劑層厚度對比劑量的對數來產生每個晶圓的另外的對比度曲線。從該歸一化的對比度曲線作為80%與20%光阻劑膜厚度點之間的斜率確定對比度（γ）。結果在表1中示出。 [表1]
實例 聚合物 PAG 光活性化合物 E 0（mJ/cm 2） γ
1 P1 [76.71] PAG-A [19.18] Q1 [4.11] 13.01 10.47
2 P1 [76.00] PAG-A [19.00] Q2 [5.00] 14.68 11.62
3 P1 [76.32] PAG-A [19.08] Q3 [4.60] 13.69 10.01
4* P1 [78.10] PAG-A [19.53] CQ1 [2.37] 12.55 7.18
*表示對比實例。 光刻評價
藉由使用表2中所述之材料和量將固體組分溶解在溶劑中達到4.15 wt%的總固體含量來製備光阻劑組成物。組分的量被報告為基於光阻劑組成物的總固體的wt%。溶劑系統含有PGMEA（50 wt%）和二丙酮醇（50 wt%）。將每種混合物使用機械震動器振動，並且然後藉由具有0.2微米孔徑的PTFE盤狀過濾器過濾。使用CLEAN TRAC ACT8（TEL，東京電子有限公司）晶圓軌道進行光刻。將用於光刻測試的200 nm晶圓塗覆有AR™ 3 BARC（杜邦電子與工業公司）並在205°C下軟烘烤60秒以得到60 nm膜。然後將AR™ 40A BARC（杜邦電子與工業公司）的塗層沈積在AR™ 3層上並在215°C下軟烘烤60秒以形成具有80 nm厚度的第二BARC層。然後將光阻劑組成物塗覆在雙BARC疊層上並在110°C下軟烘烤60秒以得到具有120 nm厚度的光阻劑膜層。
在CANON FPA-5000 ES4掃描器（NA = 0.8，外西格瑪 = 0.85，內西格瑪 = 0.57）上，使用具有1 : 1 CH圖案（200 nm線寬）的掩模將所得晶圓暴露於248 nm輻射。使經暴露的晶圓在100°C下經受暴露後烘烤60秒，用0.26 N TMAH溶液顯影60秒，並且然後用DI水沖洗並旋轉乾燥以形成光阻劑圖案。使用HITACHI S-9380 CD-SEM進行所形成圖案的臨界尺寸（CD）線寬測量。基於CD測量確定局部臨界尺寸一致性（LCDU）。尺寸化能量（sizing energy）（E 尺寸）和LCDU數據在表2中示出。 [表2]
實例 聚合物 PAG 光活性化合物 E 尺寸（mJ/cm 2） LCDU（nm）
5 P1 [76.71] PAG-A [19.18] Q1 [4.11] 124.0 5.38
6 P1 [76.00] PAG-A [19.00] Q1 [5.00] 118.6 5.17
7 P1 [76.32] PAG-A [19.08] Q2 [4.60] 113.2 5.2
8 P1 [77.29] PAG-A [19.32] Q3 [3.39] 104.1 5.88
9 P1 [76.07] PAG-A [19.02] Q4 [4.91] 108.8 5.28
10* P1 [77.41] PAG-A [19.35] CQ2 [3.24] 106.5 6.13
*表示對比實例。
雖然已經結合目前被認為係實際的示例性實施方式描述了本揭露，但是應當理解，本發明不限於所揭露的實施方式，而且相反地，旨在覆蓋包括在所附請求項的精神和範圍內的各種修改和等同佈置。
無
無
無

Claims (10)

  1. 一種光活性化合物，其包含： 有機陽離子；和 由式 (1) 表示的陰離子： (1) 其中，在式 (1) 中， X係有機基團； Y 1和Y 2各自獨立地是非氫取代基； Y 1和Y 2一起視需要形成環； Z 2係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基； Z 2視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團； Z 2和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環； X和Z 2一起視需要形成環；並且 X和Y 1或Y 2中的一個一起視需要形成環。
  2. 如請求項1所述之光活性化合物，其中，X包含直接附接至式 (1) 中的N -的吸電子基團。
  3. 如請求項1或2所述之光活性化合物，其中，X係由式 (2a) 至 (2c) 之一表示的部分： (2a) (2b) (2c) 其中， Z 1a係氫、鹵素、取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基； Z 1a視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團； Z 1b和Z 1c各自獨立地是取代或未取代的C 1-30烷基、取代或未取代的C 3-30環烷基、取代或未取代的C 3-30雜環烷基、取代或未取代的C 6-50芳基、取代或未取代的C 7-50芳基烷基、取代或未取代的C 7-50烷基芳基、取代或未取代的C 6-50芳氧基、取代或未取代的C 3-30雜芳基、取代或未取代的C 4-30烷基雜芳基、取代或未取代的C 4-30雜芳基烷基、或取代或未取代的C 3-30雜芳氧基； Z 1b和Z 1c各自獨立地視需要進一步包含作為其結構的一部分的一個或多個二價連接基團； Y 3和Y 4各自獨立地是非氫取代基； Y 3和Y 4一起視需要形成環； Z 1a和Y 3或Y 4中的一個一起視需要形成環； Z 2和Y 3或Y 4中的一個一起視需要形成環； Z 1a和Z 2一起視需要形成環； Z 1b和Z 2一起視需要形成環； Z 1c和Z 2一起視需要形成環；並且 *表示與式 (1) 中N -的附接點。
  4. 如請求項1至3中任一項所述之光活性化合物，其中，該由式 (1) 表示的陰離子不含氟。
  5. 如請求項1至4中任一項所述之光活性化合物，其中，該陰離子包含一個或多個酸不穩定基團。
  6. 如請求項1至5中任一項所述之光活性化合物，其中： Y 1和Y 2連接在一起形成環； Z 1a和Z 2連接在一起形成環； Z 1b和Z 2連接在一起形成環； Z 1c和Z 2連接在一起形成環；或者 Y 1和Y 2連接在一起形成環，Z 1a和Z 2連接在一起形成環，Z 1b和Z 2連接在一起形成環，並且Z 1c和Z 2連接在一起形成環。
  7. 如請求項1至6中任一項所述之光活性化合物，其中，該有機陽離子包括碘鎓陽離子或鋶陽離子。
  8. 一種光阻劑組成物，其包含： 如請求項1至7中任一項所述之光活性化合物；和 聚合物。
  9. 如請求項8所述之光阻劑組成物，其進一步包含不同於該光活性化合物的光酸產生劑，其中該聚合物包含一個或多個酸不穩定基團。
  10. 一種圖案化方法，該方法包括： 將如請求項8或9所述之光阻劑組成物的層施加在基底上，以提供光阻劑組成物層； 將該光阻劑組成物層以圖案方式暴露於活化輻射，以提供暴露的光阻劑組成物層；以及 使該暴露的光阻劑組成物層顯影。
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