CN1662853A - 鎓盐和其作为潜酸的用途 - Google Patents

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Abstract

化学放大光刻胶组合物,包括:(a)在酸的作用下固化的化合物或其溶解度在酸的作用下增加的化合物;和(b)作为光敏酸给体的式Ia,Ib,Ic,IIa或IIc的至少一种化合物,其中R1是例如C1-C5烷基,C3-C30环烷基,C1-C5卤代烷基,C2-C12链烯基,C4-C8环烯基,C6-C12双环烯基,苯基,萘基,蒽基,菲基,或是杂芳基;所有这些是未取代的或是取代的;任选一些取代基与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;R1’是例如C1-C12亚烷基,C3-C30亚环烷基,亚苯基,亚萘基,二亚苯基,或氧联二亚苯基,其中这些基团是未取代或取代的;A和B例如是直接键;Ar1和Ar2彼此独立是苯基,萘基,蒽基,菲基或杂芳基,所有这些是未取代或取代的;Ar3,Ar4和Ar5例如具有以上对于Ar1和Ar2给出的含义之一;Y是例如C3-C30亚环烷基,亚苯基,亚萘基,二亚苯基或氧联二亚苯基,所有这些是未取代或取代的。

Description

鎓盐和其作为潜酸的用途
本发明涉及新型鎓盐,包括所述化合物的化学放大光刻胶组合物和该化合物作为潜酸的用途,它能够通过用光化电磁辐射和电子束照射来活化。
如由J.V.Crivello在Advances in Polymer Science  62,1-48(1984)中所述,具有非亲核抗衡离子,如BF4 -,PF6 -,AsF6 -和SbF6 -的二芳基碘鎓盐和三芳基锍盐公知作为适合的阳离子聚合光引发剂。这些鎓盐用于化学放大光刻胶的用途描述在EP 102450和Polym.Eng.Sci., 23,1012(1983)中。在EP 249139,Derwent 90-071933/10(JP-A-2-25850),Derwent 90-221337/29(JP-A-2-150848),EP542523和Derwent 93-323224/41(JP-A-5-232705)中描述了具有三氟甲磺酸根作为抗衡离子的碘鎓和锍盐。在Derwent No.90-071933/10(JP-A-2-25850,Derwent 90-221337/29(JP-A-2-150848),Derwent 94-095255/12(JP-A-6-43653)和Derwent96-323579/33(JP-A-6-123972)中公开了具有甲苯磺酸根作为抗衡离子的碘鎓和锍盐。在Derwent 94-269405/33(JP-A-6-199770)和Derwent96-136256/14(JP-A-8-27094)中叙述了具有十二烷基苯磺酸根,十二烷基硫酸根和全氟辛基磺酸根阴离子的碘鎓和锍盐。
在本领域中,对于反应性潜酸给体存在着需求,该给体是热稳定和化学稳定的,并且在用光,UV-辐射,X-射线照射或电子束活化后,能够用作各种酸催化的反应,如缩聚反应,酸催化的解聚反应,酸催化的亲电取代反应或保护基团的酸催化去除的催化剂。在化学放大光刻胶的领域中,对于产生强酸,具有高稳定性和良好溶解性的潜酸催化剂存在着特别的需求。
令人惊奇的是,现在已经发现,如下所述的特定鎓盐可充分溶解于普通光刻胶溶剂中,并且尤其适合作为上述酸催化的反应的催化剂。此外,包括本发明的鎓盐的化学放大光刻胶组合物是热稳定的-即使是在加工过程中高烘烤温度下-和提供了高感光度。
本发明因此涉及化学放大光刻胶组合物,包括:
(a)在酸的作用下固化的化合物或其溶解度在酸的作用下增加的化合物;和
(b)作为光敏酸给体的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物:
Figure A0182005700181
其中:
R1是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-或-(CO)-的C2-C12烷基,或是C3-C30环烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基,或是C1-C5卤代烷基,或是C2-C12链烯基,或是C4-C8环烯基,或是C6-C12双环烯基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基;任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1是苯基,或是萘基,或是蒽基或是菲基,或是杂芳基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-的C2-C12亚烷基;任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是亚苯基,亚萘基, 二亚苯基,氧联二亚苯基或
Figure A0182005700192
其中这些基团是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是
Figure A0182005700202
A是直接键,-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-;
B是直接键,C1-C12亚烷基,***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基,和任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R2是氢;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R4、R5和R6彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基-苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选***-O-或-NR6-;
Ar1和Ar2彼此独立是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基,或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基;***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
或倘若适宜,Ar1和Ar2与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-或-(CO)-一起形成稠环;
其中全部基团Ar1和Ar2任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar3,Ar4和Ar5具有以上对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
或Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是C1-C12烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C12烷基,或是C1-C5卤代烷基;或是任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR5(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成稠环;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成5-,6-或7-元环;
其中全部基团Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,苯基,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
X是亚苯基,或是亚萘基,或是
Figure A0182005700221
或是二亚苯基,或是氧联二亚苯基,或是
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或X是
Y具有以上对于X给出的含义之一,
或是C1-C12亚烷基,***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基;其中该C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基是未取代的或被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或Y是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代。
C1-C12烷基是线性或支化的,例如是C1-C8烷基或C1-C5烷基。实例是甲基,乙基,丙基,异丙基,正丁基,仲丁基,异丁基,叔丁基,戊基,己基,庚基,2,4,4-三甲基戊基,2-乙基己基,辛基,壬基,癸基,十一烷基或十二烷基,优选C1-C5烷基,如甲基,异丙基或丁基。
C2-C12烷基***一个或多个-O-,例如***1-5个,例如1-3个或1或2个非连续-O-。因此,所得结构单元例如是:-O(CH2)2OH,-O(CH2)2OCH3,-O(CH2CH2O)2CH2CH3,-CH2-O-CH3,-CH2CH2-O-CH2CH3,-[CH2CH2O]y-CH3,其中y=1-5,-(CH2CH2O)5CH2CH3,-CH2-CH(CH3)-O-CH2CH2CH3,或-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH3
C3-C30环烷基是单或多环脂族环,例如单、二或三环脂族环,例如C3-C20-,C3-C18-,C3-C12-,C3-C10-环烷基。单环的实例是环丙基,环丁基,环戊基,环己基,或环庚基,尤其是环戊基和环己基。多环的实例是全氢蒽基,全氢菲基,全氢萘基,全氢芴基,全氢基,全氢苉基,金刚烷基,双环[1.1.1]戊基,双环[4.2.2]癸基,双环[2.2.2]辛基,双环[3.3.2]癸基,双环[4.3.2]十一烷基,双环[4.3.3]十二烷基,双环[3.3.3]十一烷基,双环[4.3.1]癸基,双环[4.2.1]壬基,双环[3.3.1]壬基,双环[3.2.1]辛基等。还有“螺”-环烷基化合物在本上下文中被定义C3-C30环烷基覆盖,例如螺[5.2]辛基,螺[5.4]癸基,螺[5.5]十一烷基。在EP 878738,11和12页中列举了多环环烷基(属于本发明的化合物中的各定义的主题)的更多实例,其中必须将获得“基”所需的键加到式(1)-(46)上。本领域中的技术人员了解该事实。一般,环脂族环可以形成重复结构单元。
***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-SCO-,-NR6CO-,-SO-,-SO2-,-OSO2-的C3-C30环烷基是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-SCO-,-NR6CO-,-SO-,-SO2-,-OSO2-的单或多环脂族环,例如
C2-C12链烯基可以是单或多不饱和,线性或支化的,例如是C2-C8-,C2-C6-,C2-C4-链烯基。实例是烯丙基,甲基烯丙基,乙烯基,1,1-二甲基烯丙基,1-丁烯基,3-丁烯基,2-丁烯基,1,3-戊二烯基,5-己烯基或7-辛烯基,尤其是烯丙基或乙烯基。
C4-C8环烯基可以具有一个或多个双键,例如是C4-C6-环烯基或C6-C8-环烯基。实例是环丁烯基,环戊烯基,环己烯基,或环辛烯基,尤其是环戊烯基和环己烯基,优选环己烯基。
C6-C12双环烯基是指双环烯基,它具有一个或多个双键和其中该双键既可以位于相同环内,还可以位于两个环中。如果几个双键存在于双环中,该双键是共轭或非共轭的,优选该双键是共轭的。实例是双环[4.2.4]十二-3,7-二烯-5-基,双环[4.2.4]十二-3-烯-5-基,双环[4.2.4]十二-4-烯-6-基,双环[4.2.3]壬-3-烯-5-基,双环[4.2.3]壬-4-烯-6-基,双环[4.2.3]壬-7-烯-8-基,双环[4.2.3]壬-8-烯-7-基,其中这些实例参考以下编号方式:
C2-C12亚烷基是线性或支化的,例如是C2-C8-,C2-C6-,C2-C4-亚烷基。实例是亚乙基,亚丙基,亚丁基,亚戊基,亚己基,亚庚基,亚辛基,亚壬基,亚癸基,亚十一烷基和亚十二烷基。优选的是C1-C8亚烷基,尤其是C1-C6亚烷基,优选C1-C4亚烷基,如亚甲基或亚丁基。
取代苯基在苯环上携带1-5个,例如1,2或3个,尤其1或2个取代基。取代优选是在苯环的4-,3,4-,3,5-或3,4,5-位上。
当基团萘基,菲基,杂芳基和蒽基被一个或多个基团取代时,它们例如是单到五取代的,例如单、二或三取代的,尤其是单或二取代的。
当R1是被OR3,NR4R5和/或SR6取代的苯基和取代基OR3,NR4R5和/或SR6通过基团R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基或与苯环的碳原子之一形成5或6元环时,例如获得了以下结构单元:
Figure A0182005700252
在本申请中,术语“杂芳基”表示未取代或取代基团,例如3-噻吩基,2-噻吩基, 其中
R4和R5如以上所定义,噻蒽基,异苯并呋喃基,呫吨基,
氧硫杂蒽基(phenoxanthiinyl),
Figure A0182005700262
其中Y是S,O或NR6和R6如以上所定义。它们的实例是吡唑基,噻唑基,噁唑基,异噻唑基或异噁唑基,还包括例如呋喃基,吡咯基,1,2,4-***基, 或具有其上稠合了芳族基团的5元环杂环,例如苯并咪唑基,苯并噻吩基,苯并呋喃基,苯并噁唑基和苯并噻唑基。
“杂芳基”的其它实例是吡啶基,尤其是3-吡啶基, 其中R3如以上所定义,嘧啶基,吡嗪基,1,3,5-三嗪基,2,4-,2,2-或2,3-二嗪基,中氮茚基,异吲哚基,吲哚基,吲唑基,嘌呤基,异喹啉基,喹啉基,吩噁嗪或吩嗪基。在本申请中,术语“杂芳基”还表示基团噻噁烷基,呫吨基,
其中m是0或1,和R3、R4、R5如以上所定义, 或蒽醌基。杂芳基各自可以携带以上或在权利要求1中所述的取代基。
C1-C4烷酰基例如是甲酰基,乙酰基,丙酰基或丁酰基,尤其是乙酰基。
C1-C4烷氧基例如是甲氧基,乙氧基,丙氧基和丁氧基,具有两个以上碳原子的烷氧基中的烷基还有可能是支化的。
C1-C4烷基硫基例如是甲基硫基,乙基硫基,丙基硫基和丁基硫基,具有两个以上碳原子的烷基硫基中的烷基还有可能是支化的。
C2-C4烷氧基羰基是(C1-C3烷基)-O-C(O)-,其中C1-C3烷基如以上所定义至适当的碳原子数范围内。实例是甲氧基羰基,乙氧基羰基或丙氧基羰基,具有两个以上碳原子的烷氧基中的烷基还有可能是支化的。
C1-C4卤代烷基是被卤素单或多取代的C1-C4烷基,C1-C4烷基例如如以上所定义。例如在烷基上具有1-3个或1或2个卤素取代基。实例是氯甲基,三氯甲基,三氟甲基或2-溴丙基,尤其是三氟甲基或三氯甲基。
C2-C4卤代烷酰基是(C1-C3卤代烷基)-C(O)-,其中C1-C3卤代烷基如以上所定义,至适当的碳原子数范围内。实例是氯乙酰基,三氯乙酰基,三氟乙酰基,五氟丙酰基或2-溴丙酰基,尤其是三氟乙酰基或三氯乙酰基。
卤代苯甲酰基是被卤素和/或C1-C5卤代烷基单或多取代的苯甲酰基,C1-C4卤代烷基如以上所定义。实例是五氟苯甲酰基,三氯苯甲酰基,三氟甲基苯甲酰基,尤其是五氟苯甲酰基。
卤素是氟,氯,溴或碘,尤其是氯或氟,优选氟。
氧联二亚苯基是
当R4和R5与它们所键接的氮原子一起形成可以***-O-或-NR6-的5、6或7元环时,例如获得了以下结构:
定义C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基是指相应基团C1-C4烷基,苯基,和4-甲基苯基,如以上详细描述的那样,连接于磺酰基(-SO2-)。
定义C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基是指相应基团C1-C4烷基,苯基和4-甲基苯基(R),如以上详细描述的那样,连接于磺酰氧基:
Figure A0182005700281
在酸的作用下裂解的具有-O-C-键或-O-Si-键,并且是基团R1的取代基的基团是在与酸反应后增加式Ia,IIa,Ib,IIb,Ic或IIc的化合物在碱性显影剂中的溶解度的酸可裂解的基团。该效应例如描述在US 4883740中。
适合作为基团R1上的取代基的基团的实例例如是已知的原酸酯,三苯甲基和苄基,羧酸的叔丁基酯,酚的叔丁基碳酸酯或酚的甲硅烷基醚,例如-OSi(CH3)3
Figure A0182005700282
其中R7和R8彼此独立是氢,C1-C5烷基,C3-C8环烷基,苯基-C1-C3烷基,或R7和R8一起是C2-C5亚烷基,和
R9是未取代或卤素取代的C1-C5烷基,未取代或卤素取代的C3-C8环烷基,或苯基-C1-C3烷基,或,如果R7和R8一起不是C2-C5亚烷基,R9和R8一起可以是C2-C5亚烷基,它可以***-O-原子或-S-原子。
在权利要求书中的术语“和/或”或“或/和”是表示不仅所定义的供选择物(取代基)的一个可以存在,而且所定义的供选择物(取代基)的几个一起,即不同供选择物(取代基)的混合物可以存在。
术语“至少”是定义为一个或一个以上,例如1个或2个或3个,优选一个或两个。
术语“任选”在“还有可能…”的意义上使用。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的大多数化合物是新颖的。
因此,本发明还涉及式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的新型化合物:
其中
R1是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-或-(CO)-的C2-C12烷基,或是C3-C30环烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基,或是C1-C5卤代烷基,或是C2-C12链烯基,或是C4-C8环烯基,或是C6-C12双环烯基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基;任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1是苯基,或是萘基,或是蒽基或是菲基,或是杂芳基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-的C2-C12亚烷基;任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是亚苯基,亚萘基,
Figure A0182005700301
二亚苯基,氧联二亚苯基或
其中这些基团是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是
Figure A0182005700303
Figure A0182005700304
A是直接键,-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-;
B是直接键,C1-C12亚烷基或***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基,和任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R2是氢;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R4、R5和R6彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基-苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选可以***-O-或-NR6-;
Ar1和Ar2彼此独立是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基,或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基;***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
或倘若适宜,Ar1和Ar2与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-或-(CO)-一起形成稠环;
其中全部基团Ar1和Ar2任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
或Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是C1-C12烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C12烷基,或是C1-C5卤代烷基;或是任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成稠环;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成5-,6-或7-元环;
其中全部基团Ar3,Ar4和Ar5任选另外可以被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,苯基,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
X是亚苯基,或是亚萘基,或是
Figure A0182005700331
或是二亚苯基,或是氧联二亚苯基,或是
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或X是
Figure A0182005700341
Y具有对于X给出的含义之一,
或是C1-C12亚烷基或***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基;其中该C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基是未取代的或被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或Y是是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
前提是:
(i)如果Ar3,Ar4和Ar5的至少一个是甲基,那么R1不是甲基和
(ii)如果Ar3,Ar4和Ar5的至少一个是乙基,那么R1不是乙基。
(式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的)鎓硫酸盐一般能够通过例如在所需鎓(碘鎓和锍)氯化物,溴化物,碘化物,硫酸氢盐,四氟硼酸盐,甲苯磺酸盐或甲磺酸盐和具有铵、四甲基铵,钠,锂,钾或银作为阳离子的所需硫酸盐之间离子交换反应来制备。
R1,Ar1和Ar2如以上所定义。
这些反应通常在惰性溶剂,例如水,甲醇,乙醇,二氯甲烷,丙酮,甲基乙基酮,氯仿,氯苯,叔丁基甲基醚,二异丙基醚,乙酸乙酯,己烷,甲苯,四氢呋喃(THF),二甲基甲酰胺(DMF)或这些溶剂的混合物中进行。溶剂,例如水和二氯甲烷的结合提供了两相体系。该两相体系还适合于离子交换反应。这些反应对本领域中的技术人员来说是公知的,并且通常在0-120℃,优选20-80℃范围内的温度下进行。
需要作为起始原料的鎓盐能够通过例如由J.V.Crivello在Advance in Polymer Science  62,1-48,(1984)中所述的各种方法来获得。例如,所需碘鎓盐能够通过两种芳基化合物用碘酰硫酸盐在硫酸中的偶联,两种芳基化合物用碘酸盐在乙酸/乙酸酐/硫酸中的偶联,两种芳基化合物在酸的存在下用丙烯酸碘(III)偶联,芳基亚碘酰二乙酸酯或芳基碘酰化合物与另一芳基化合物在酸的存在下缩合来制备。另一实例是如在JP-A-59-163330中所述的碘芳基化合物与另一芳基化合物在过二硫酸盐/硫酸中的缩合。所需的锍盐例如能够通过芳基化合物与一氯化硫在氯和路易斯酸的存在下的反应,芳基格利雅(Grignard)试剂与二芳基亚砜的反应,二芳基亚砜与芳基化合物在酸的存在下的缩合,或二芳基硫醚与二芳基碘鎓盐在铜(II)盐的存在下的反应来获得。
需要作为起始原料的硫酸盐能够通过在标准化学教科书(例如在Comprehensive Organic Chemistry,Vol.3,Pergamon,1979)中所述的各种方法,例如链烯烃和醇的硫酸化来获得。硫酸,三氧化硫以及它的胺和醚加合物,氯磺酸和氨基磺酸是常用的硫酸化试剂。最适当的方法之一例如是醇与三氧化硫/胺配合物在惰性溶剂如DMF,THF,二氯甲烷,丙酮,甲基乙基酮,氯仿,氯苯,叔丁基甲基醚,二异丙基醚,乙酸乙酯,己烷,甲苯或这些溶剂的混合物的反应。这些反应一般在0-120℃,优选20-80℃范围内的温度下进行。
令人感兴趣的是式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和IIc的化合物,其中Ar1和Ar2彼此独立是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基取代;被***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR4(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基,或与苯基的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团Ar1和Ar2任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基;***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基,或与苯基的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
X和Y彼此独立是亚苯基,或
Figure A0182005700361
二亚苯基,或氧联二亚苯基,或
其中这些基团是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;和所有其它基团如以上所定义。
令人感兴趣的是包括式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和IIc的化合物的其它组合物,以及式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和IIc的化合物本身,其中:
R1是C1-C5烷基,它是未取代的或被一个或多个任选***一个或多个-O-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C8环烷基取代;或被卤素,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,和/或-O(CO)R2取代;
或R1是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基或与苯环上的碳原子之一形成5或6元环;
或R1是萘基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,和/或-OR3取代;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C2-C12亚烷基;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-O(CO)-或-NR6(CO)-;
或R1’是亚苯基,亚萘基,
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,C1-C4烷氧基,和/或苯氧基取代;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基或萘基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R4和R5彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,或萘基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选***-O-或-NR6-;
Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;
其中全部基团Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;和
X和Y彼此独立是亚苯基,或 二亚苯基,氧联二亚苯基,或
优选的是式Ia、Ic或IIa的化合物,其中:
R1是C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基或C3-C30环烷基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,-Ar6,-(CO)R2,或被任选***一个或多个-O-的C3-C30环烷基取代;
或R1是苯基或萘基,它是未取代的或被C1-C5烷基,卤素,-(CO)R2,或-OR3取代;
R1’是C3-C30亚环烷基或亚苯基;
R2是苯基,C1-C5烷基或氢;
R3是C1-C5烷基;
Ar1和Ar2彼此独立是未取代的或被C1-C12烷基取代的苯基;
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
Ar6是苯基,萘基,蒽基或杂芳基,所有这些是未取代的或被NO2,C1-C5烷基,或***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代。
令人感兴趣的还有式Ia,Ic和IIa的化合物,其中:
R1是未取代的或被-Ar6取代的C1-C5烷基,或是***-(CO)-的C2-C12烷基,
或R1是未取代的或被C1-C5烷基或卤素取代的苯基;
R1’是C3-C30亚环烷基或亚苯基;
Ar1和Ar2彼此独立是未取代的或被C1-C12烷基取代的苯基;和
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和IIc的化合物能够用作可光固化组合物中的光敏酸给体。因此,本发明的主题也是组合物,其包括:
(a)在酸的作用下固化的化合物或在酸的作用下其溶解度增加的化合物;
(b)作为光敏酸给体的如以上定义的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物能够用作光刻胶中的光敏酸给体。光刻胶体系能够通过包括式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物的体系的成像照射,随后进行显影步骤来制备。
化学放大光刻胶被理解为光刻胶组合物,其中辐射敏感组分提供了催化量的酸,它随后催化光刻胶的至少一种酸敏感组分的化学反应。结果,诱导了在光刻胶的照射和非照射区域之间的溶解度差。因为该方法的催化性质,1个酸分子能够触发多个位点的反应,因为它通过反应性聚合物介质从一个反应位点扩散到下一个,只要它不被捕获或被任何次级反应破坏。因此,低酸浓度足以诱导在光刻胶的曝光和非曝光区域之间的高溶解度差。因此,仅需要低浓度的潜酸化合物。结果,能够配制在光成像的曝光波长具有高对比度和高透明性的光刻胶,这进而以高光敏性形成了陡而垂直的影像轮廓。然而,作为该催化方法的结果,要求该潜酸催化剂具有高化学和热稳定性(只要不照射),以便在光刻胶的储存过程中或加工过程中不产生酸,这-在大多数情况下-要求后曝光烘烤步骤来起动或完成催化反应,导致溶解度差。还要求潜催化剂在液体光刻胶配制料和固体光刻胶膜中具有良好的溶解性,以避免会影响这些光刻胶在微电子生产工艺中的应用的任何颗粒产生。
优选的光刻胶组合物包括如上所述的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和IIc的的优选化合物。
尤其优选的是包括式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和/或IIc的至少一种化合物的光刻胶组合物,其中:
R1是C1-C5烷基,它是未取代的或被一个或多个任选***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C8环烷基取代;或被卤素,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,和/或-O(CO)R2取代;
或R1是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基或与苯环上的碳原子之一形成5或6元环;
或R1是萘基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,和/或-OR3取代;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C2-C12亚烷基;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-;
或R1’是亚苯基,或亚萘基,
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,C1-C4烷氧基,和/或苯氧基取代;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基或萘基磺酰基;
R4和R5彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R4和R5彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,或萘基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选***-O-或-NR6-;
R6是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R6是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基或萘基磺酰基;
Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;
其中基团Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5任选另外可以被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;和
X和Y彼此独立是亚苯基,或
Figure A0182005700411
二亚苯基,氧联二亚苯基,或
在根据本发明的其它优选的组合物中,基团R1,Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和/或Ar5被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代。
作为在光刻胶的照射期间或之后光刻胶材料的酸催化反应的结果发生的在照射和非照射部分之间的光刻胶溶解度差可以有两种类型,取决于存在于光刻胶中的其它成分。如果根据本发明的组合物包括在照射后增加该组合物在显影剂中的溶解度的组分,那么该光刻胶是正性的。本发明因此涉及化学放大正性光刻胶。
另一方面,如果该配制料的组分降低照射后的该组合物的溶解度,那么光刻胶是负性的。本发明因此还涉及化学放大负性光刻胶。
在未曝光区域降低另外存在的碱溶性粘结剂树脂在光刻胶配制料中的溶解速度,并且在未曝光区域中基本碱不溶,使得光刻胶膜在碱溶液中显影后保留在未曝光区域,但在酸的存在下裂解,或能够以使得它的反应产物变得可溶于碱性显影剂中的这样一种方式重排的单体或聚合化合物在下文被称为溶解抑制剂。
本发明包括了作为特殊实施方案的化学放大正性碱可显影的光刻胶组合物,其包括:
(a1)具有在酸的存在下分解和在曝光区域增加光刻胶膜在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种聚合物和
(b)式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物。
本发明的其它实施方案是化学放大正性碱可显影的光刻胶组合物,包括:
(a2)具有在酸的存在下分解和增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的至少一个酸不稳定基团的至少一种单体或低聚溶解抑制剂和至少一种碱溶性聚合物和,
(b)式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的的至少一种化合物。
本发明的另一特定实施方案在于化学放大正性碱可显影的光刻胶组合物,包括:
(a1)具有在酸的存在下分解和在曝光区域中增加在碱性显影剂中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种聚合物;
(a2)具有在酸的存在下分解和增加在曝光区域中的碱溶性的至少一个酸不稳定基团的单体或低聚溶解抑制剂;
(a3)在依旧保持在未曝光区域中的光刻胶膜基本不溶于碱性显影剂中的浓度下的碱溶性单体、低聚或聚合化合物,和
(b)式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物。
本发明因此涉及化学放大光刻胶组合物,包括:
(a1)具有在酸的存在下分解以增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种聚合物,和/或
(a2)具有在酸的存在下分解以增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种单体或低聚溶解抑制剂和/或
(a3)至少一种碱溶性单体、低聚或聚合化合物;和
(b)作为光敏酸给体的至少一种式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物。
该组合物可以另外包括除了组分(b)以外的其它光敏酸给体和/或(c)其它添加剂。
这些化学放大正性光刻胶体系例如描述在E.Reich-manis,F.M.Houlihan,O.Nalamasu,T.X.Neenan,Chem.Mater.1991,3,394;或C.G.Willson,“Introduction to Microlithography,2nd.Ed.;L.S.Thompson,C.G.Willson,M.J.Bowden.Eds.,Amer.Chem.Soc.,Washington DC,1994,p.139中。
在酸的存在下分解以产生芳族羟基,羧基,酮基和醛基和增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的实例例如是烷氧基烷基醚基,四氢呋喃醚基,四氢吡喃醚基,叔烷基酯,三苯甲基醚基,甲硅烷基醚基,烷基碳酸酯基,例如叔丁氧羰基氧基,三苯甲基酯基,甲硅烷基酯基,烷氧基甲基酯基,乙烯基氨基甲酸酯基,叔烷基氨基甲酸酯基,三苯甲基氨基,枯基酯基,缩醛基,酮缩醇基,四氢吡喃酯基,四氢呋喃酯基,叔烷基醚基,叔烷基酯基等。
具有能够通过酸的作用分解以提高包含该聚合物的光刻胶膜在碱性显影溶液中的溶解度的官能团的聚合物可以在根据本发明的正性光刻胶中引入,可以在其骨架和/或侧链上,优选在侧链上具有该酸不稳定基团。
具有适合用于本发明的酸不稳定基团的聚合物可以用聚合物类似反应来获得,其中碱溶性基团部分或完全转化为各自的酸不稳定基团,或直接通过已经连接有该酸不稳定基团的单体的(共)聚合来获得,如在EP254853,EP878738,EP877293,JP-A-2-25850,JP-A-3-223860和JP-A-4-251259中公开的那样。
在本发明中,具有侧挂于聚合物骨架的酸不稳定基团的聚合物是例如具有在相对低的后曝光烘烤温度(一般在室温至110℃)下完全裂解的甲硅烷基醚,缩醛,酮缩醇和烷氧基烷基酯基(称为“低活化能封闭基团”)的聚合物,和例如具有含有邻于酯键的氧原子的仲或叔碳原子的叔丁基酯基或叔丁氧羰基(TBOC)或其它酯基(称为“高活化能封闭基团”)的聚合物,它需要较高烘烤温度(一般>110℃),以便在酸的存在下完成解封闭反应。还能够应用杂化(Hybrid)体系,其中高活化能封闭基团以及低活化能封闭基团同时存在于一种聚合物内。另外,各自利用不同封闭基团化学的聚合物的聚合物共混物能够用于根据本发明的光敏正性光刻胶组合物中。
具有酸不稳定基团的优选聚合物是包括以下不同单体类型的聚合物和共聚物:
1)含有在酸的存在下分解以便增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的单体和
2)不含酸不稳定基团和不含有助于碱溶性的基团的单体和/或
3)有助于该聚合物的碱水溶性的单体。
1)类单体的实例是:
无环或环状(甲基)丙烯酸仲和叔烷基酯如丙烯酸丁酯,包括丙烯酸叔丁酯,甲基丙烯酸丁酯,包括甲基丙烯酸叔丁酯,(甲基)丙烯酸3-氧代环己基酯,(甲基)丙烯酸四氢吡喃基酯,(甲基)丙烯酸2-甲基-金刚烷基酯,(甲基)丙烯酸环己酯,(甲基)丙烯酸降冰片基酯,(2-四氢吡喃基)氧基降冰片基醇丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基甲基三环十二烷甲醇甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸三甲基甲硅烷基甲酯,(2-四氢吡喃基)氧基降冰片基醇丙烯酸酯,(2-四氢吡喃基)氧基甲基三环十二烷甲醇甲基丙烯酸酯,(甲基)丙烯酸三甲基甲硅烷基甲基酯,邻-/间-/对-(3-氧代环己基氧基)苯乙烯,邻-/间-/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基)苯乙烯,邻-/间-/对-四氢吡喃氧基苯乙烯,邻-/间-/对-金刚烷基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-环己基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-降冰片基氧基苯乙烯,无环或环状烷氧基羰基苯乙烯如邻-/间-/对-丁氧基羰基苯乙烯,包括对叔丁氧羰基苯乙烯,邻-/间-/对-(3-氧代环己基氧基羰基)-苯乙烯,邻-/间-/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基羰基)苯乙烯,邻-/间-/对-四氢吡喃基氧基羰基苯乙烯,邻-/间-/对-金刚烷基氧基羰基苯乙烯,邻-/间-/对-环己基氧基羰基苯乙烯,邻-/间-/对-降冰片基氧基羰基苯乙烯,无环或环状烷氧基羰基氧基苯乙烯如邻-/间-/对-丁氧基羰基氧基苯乙烯,包括对-叔丁氧羰基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-(3-氧代环己基氧基羰基氧基)苯乙烯,邻-/间-/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基羰基氧基)-苯乙烯,邻-/间-/对-四氢吡喃基氧基羰基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-金刚烷基氧基羰基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-环己基氧基羰基氧基苯乙烯,邻-/间-/对-降冰片基氧基羰基氧基苯乙烯,无环或环状烷氧基羰基烷氧基苯乙烯如邻-/间-/对-丁氧基羰基甲氧基苯乙烯,对-叔丁氧羰基甲氧基苯乙烯,邻-/间-/对-(3-氧代环己基氧基羰基甲氧基)-苯乙烯,邻-/间-/对-(1-甲基-1-苯基乙氧基羰基甲氧基)苯乙烯,邻-/间-/对-四氢吡喃基氧基羰基甲氧基苯乙烯,邻-/间-/对-金刚烷基氧基羰基甲氧基苯乙烯,邻-/间-/对-环己基氧基羰基甲氧基苯乙烯,邻-/间-/对-降冰片基氧基羰基甲氧基苯乙烯,三甲基甲硅烷氧基苯乙烯,二甲基(丁基)甲硅烷氧基苯乙烯,不饱和乙酸烷基酯如乙酸异丙烯基酯和它们的衍生物。
携带低活化能酸不稳定基团的1)类单体例如包括对-或间-(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基-1-甲基丙氧基)-苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基-1-甲基丙氧基)-甲基苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基乙氧基)-苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基乙氧基)-甲基苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基-1-甲基乙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基-1-甲基丙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基-1-甲基丙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-乙氧基乙氧基)甲基苯乙烯,对-(1-乙氧基苯基-乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正丙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正丙氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯,对-或间-(1-正丙氧基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正丙氧基乙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基-1-甲基乙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基乙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基-1-甲基丙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基-1-甲基丙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基丙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异丙氧基丙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-正丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正丁氧基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-叔丁氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正戊氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-异戊氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-正己氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-环己氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-三甲基甲硅烷基氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-三甲基甲硅烷基氧基-1-甲基乙氧基)甲基苯乙烯,对-或间-(1-苄氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-苄氧基-1-甲基乙氧基)-α-甲基苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-甲氧基-1-甲基乙氧基)-α-甲基苯乙烯,对-或间-(1-三甲基甲硅烷基氧基-1-甲基乙氧基)苯乙烯,对-或间-(1-三甲基甲硅烷基氧基-1-甲基乙氧基)-甲基苯乙烯。具有烷氧基烷基酯酸不稳定基团的聚合物的其它实例在US 5225316和EP829766中给出。具有缩醛封闭基团的聚合物的实例在US 5670299,EP780732,US5627006,US5558976,US5558971,US5468589,EP704762,EP762206,EP342498,EP553737中给出,并且在ACS Symp.Ser.614,Microelectronics Technology,35-55页(1995)以及J.Photopolymer.Sci.Technol.Vol.10,No.4(1997),591-600页中有描述。在本发明中使用的聚合物不限于这些。
对于具有作为酸不稳定基团的缩醛基团的聚合物,有可能引入如在H.-T.Schacht,P.Falcigno,N.Muenzel,R.Schulz,和A.Medina,ACS Symp.Ser.706(Micro-and NanopatterningPolymers),78-94页,1997;H.-T.Schacht,N.Muenzel,P.Falcigno,H.Holzwarth和J.Schneider,J.Photopolymer Scienceand Technology,Vol.9,(1996),573-586中所述的酸不稳定交联键。从光刻胶图案的耐热性来看,该交联的体系是优选的。
具有高活化能酸不稳定基团的单体例如是对叔丁氧羰基氧基苯乙烯,丙烯酸叔丁酯,甲基丙烯酸叔丁酯,甲基丙烯酸2-甲基-2-金刚烷基酯,甲基丙烯酸异冰片基酯。
根据2)类的共聚单体的实例是:
芳族乙烯基单体,如苯乙烯,α-甲基苯乙烯,乙酰氧基苯乙烯,α-甲基萘,苊,乙烯基脂环族化合物如乙烯基降冰片烷,乙烯基金刚烷,乙烯基环己烷,(甲基)丙烯酸烷基酯,如甲基丙烯酸甲酯,丙烯腈,乙烯基环己烷,乙烯基环己醇,以及马来酸酐。
根据3)类的共聚单体的实例是:
乙烯基芳族化合物如羟基苯乙烯,丙烯酸化合物,如甲基丙烯酸,乙基羰基氧基苯乙烯和它们的衍生物。这些聚合物例如描述在US5827634,US5625020,US5492793,US5372912,EP660187,US5679495,EP813113和EP831369中。在本发明中使用的聚合物不限于这些。
酸不稳定单体在聚合物中的含量可以在宽范围内变化,并取决于其它共聚单体的量和去保护聚合物的碱溶性。一般,带有酸不稳定基团的单体在聚合物中的含量为5至60mol%。如果该含量太少,导致显影速度太低和光刻胶残留在曝光区域。如果酸不稳定单体的含量太高,显影后的光刻胶图案分辨不良(侵蚀)和狭窄的特征不能再解析和/或光刻胶在显影过程中失去了它对基材的粘合力。优选的是,带有酸不稳定基团的共聚物具有大约3,000到大约200,000,更优选大约5,000到大约50,000的Mw,与大约3或3以下的分子量分布,更优选约2或2以下的分子量分布。非酚类聚合物,例如丙烯酸烷基酯如丙烯酸叔丁酯或甲基丙烯酸叔丁酯和乙烯基脂环族化合物,如乙烯基降冰片烷基或乙烯基环己醇化合物的共聚物还可以通过这种自由基聚合或其它已知工序来制备,适宜地具有大约8,000到大约50,000的Mw,和大约3或3以下的分子量分布。
其它共聚单体可以适宜地以用于控制该聚合物的玻璃化转变温度等的适当量添加。
在本发明中,可以使用具有酸不稳定基团的两种或多种聚合物的混合物。例如,可以使用具有非常容易裂解的酸不稳定基团,如缩醛基或四氢吡喃氧基的聚合物和具有不容易裂解的酸可裂解的基团,例如叔烷基酯基的聚合物的混合物。还有,不同大小的酸可裂解的基团能够通过将具有不同酸可裂解的基团,如叔丁基酯基和2-甲基-金刚烷基或1-乙氧基-乙氧基和四氢吡喃氧基的两种或多种聚合物共混来结合。还可以使用非交联树脂和交联树脂的混合物。这些聚合物在本发明中的量优选是30-99wt%,更优选50-98wt%,基于所有固体组分的总量。可以另外将不具有酸不稳定基团的碱溶性树脂或单体或低聚化合物引入到该组合物中以便控制碱溶性。
在EP 780732,EP679951和US5817444中给出了具有带不同酸不稳定基团的聚合物的聚合物共混物的实例。
优选在本发明中使用单体或低聚溶解抑制剂(a2)。
在本发明中使用的具有酸不稳定基团的单体或低聚溶解抑制剂是在分子结构中具有至少一个酸不稳定基团的化合物,它在酸的存在下分解以增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度。实例是烷氧基甲基醚基,四氢呋喃醚基,四氢吡喃醚基,烷氧基乙基醚基,三苯甲基醚基,甲硅烷基醚基,烷基碳酸酯基,三苯甲基酯基,甲硅烷基酯基,烷氧基甲基酯基,乙烯基氨基甲酸酯基,叔烷基氨基甲酸酯基,三苯甲基氨基,枯基酯基,缩醛基,酮缩醇基,四氢吡喃酯基,四氢呋喃酯基,叔烷基醚基,叔烷基酯基等。在本发明中使用的酸可分解的溶解抑制化合物的分子量是3,000或3,000以下,优选100-3,000,更优选200-2,500。
具有酸不稳定基团的单体和低聚溶解抑制剂的实例作为结构式(I)-(XVI)描述在EP0831369中。在US5356752,US5037721,US5015554,JP-A-289946,JP-A-1-289947,JP-A-2-2560,JP-A-3-128959,JP-A-3-158855,JP-A-3-179353,JP-A-3-191351,JP-A-3-200251,JP-A-3-200252,JP-A-3-200253,JP-A-3-200254,JP-A-3-200255,JP-A-3-259149,JA-3-279958,JP-A-3-279959,JP-A-4-1650,JP-A-4-1651,JP-A-11260,JP-A-4-12356,JP-A-4-123567,JP-A-1-289946,JP-A-3-128959,JP-A-3-158855,JP-A-3-179353,JP-A-3-191351,JP-A-3-200251,JP-A-3-200252,JP-A-3-200253,JP-A-3-200254,JP-A-3-200255,JP-A-3-259149,JP-A-3-279958,JP-A-3-279959,JP-A-4-1650,JP-A-4-1651,JP-A-11260,JP-A-12356,JP-A-4-12357以及日本专利申请Nos.3-33229,3-230790,3-320438,4-254157,4-52732,4-103215,4-104542,4-107885,4-107889,4-152195,4-254157,4-103215,4-104542,4-107885,4-107889和4-152195中给出了具有酸不稳定基团的其它适合溶解抑制剂。
该组合物还能够含有聚合溶解抑制剂,例如在US 5354643中所述的聚缩醛或聚-N,O-缩醛,例如在US 5498506中所述的那些,要么与碱溶性聚合物结合使用,要么与含有在曝光后增加光刻胶膜在显影剂中的溶解度的酸不稳定基团的聚合物结合使用,还要么与两类聚合物的混合物结合使用。
在其中在本发明中结合使用具有酸不稳定基团的溶解抑制剂与式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐,碱溶性聚合物和/或具有酸不稳定基团的聚合物的情况下,溶解抑制剂的量是3-55wt%,优选5-45wt%,最优选10-35wt%,基于光敏组合物的所有固体组分的总量。
在本发明中优选使用可溶于碱水溶液(a3)中的聚合物。这些聚合物的实例包括酚醛清漆树脂,氢化酚醛清漆树脂,丙酮-焦棓酚树脂,聚(邻羟基苯乙烯),聚(间羟基苯乙烯),聚(对羟基苯乙烯),氢化聚(羟基苯乙烯),卤素或烷基取代的聚(羟基苯乙烯),羟基苯乙烯/N-取代的马来酰亚胺共聚物,邻/对-和间/对-羟基苯乙烯共聚物,部分邻烷基化聚(羟基苯乙烯)[例如具有5-30mol%的羟基的取代度的邻甲基化,邻-(1-甲氧基)乙基化,邻-(1-乙氧基)乙基化,邻-2-四氢吡喃基化和邻-(叔丁氧羰基)甲基化聚(羟基苯乙烯)],邻-酰基化聚(羟基苯乙烯)[例如具有5-30mol%的羟基的取代度的邻乙酰基化和邻-(叔丁氧基)羰基化聚(羟基苯乙烯)],苯乙烯/马来酸酐共聚物,苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,α-甲基苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,羧基化甲基丙烯酸类树脂,和它们的衍生物。然而,不应认为用于本发明的碱溶性聚合物限于这些实例。
尤其优选的碱溶性聚合物(a3)是酚醛清漆树脂,聚(邻羟基苯乙烯),聚(间羟基苯乙烯),聚(对羟基苯乙烯),各羟基苯乙烯单体例如与对乙烯基环己醇的共聚物,烷基取代的聚(羟基苯乙烯),部分邻或间烷基化和邻或间酰基化聚(羟基苯乙烯),苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物,和α-甲基苯乙烯/羟基苯乙烯共聚物。酚醛清漆树脂通过将作为主成分的一种或多种既定单体与一种或多种醛在酸催化剂的存在下加成-缩合来获得。
用于制备碱溶性树脂的单体的实例包括羟基化芳族化合物,如苯酚,甲酚,即间甲酚,对甲酚和邻甲酚,二甲酚,例如2,5-二甲酚,3,5-二甲酚,3,4-二甲酚,和2,3-二甲酚,烷氧基酚,例如对甲氧基酚,间甲氧基酚,3,5-二甲氧基酚,2-甲氧基-4-甲基酚,间乙氧基酚,对乙氧基酚,间丙氧基酚,对丙氧基酚,间丁氧基酚,和对丁氧基酚,二烷基酚,例如2-甲基-4-异丙基酚,和其它羟基化芳族化合物,包括间氯酚,对氯酚,邻氯酚,二羟基联苯,双酚A,苯基酚,间苯二酚和萘酚。这些化合物可以单独或作为它们的两种或多种的混合物来使用。不应认为酚醛清漆树脂的主单体限于以上实例。
用于与酚类化合物缩聚以获得酚醛清漆树脂的醛的实例包括甲醛,p-甲醛,乙醛,丙醛,苯甲醛,苯基乙醛,α-苯基丙醛,β-苯基丙醛,邻羟基苯甲醛,间羟基苯甲醛,对羟基苯甲醛,邻氯苯甲醛,间氯苯甲醛,对氯苯甲醛,邻硝基苯甲醛,间硝基苯甲醛,邻甲基苯甲醛,间甲基苯甲醛,对甲基苯甲醛,对乙基苯甲醛,对正丁基苯甲醛,糠醛,氯乙醛,和由这些衍生的缩醛,如氯乙醛二乙缩醛。在这些当中,优选的是甲醛。
这些醛可以单独或以它们的两种或多种的结合物使用。酸催化剂的实例包括盐酸,硫酸,甲酸,乙酸,和草酸。
这样获得的酚醛清漆树脂的重均分子量适宜为1,000到30,000。如果它的重均分子量低于1,000,在显影过程中在未曝光部分的胶片缩小倾向于变大。如果它的重均分子量超过50,000,显影速度可太低。特别优选的酚醛清漆树脂的分子量范围是2,000到20,000。以上作为除了酚醛清漆树脂以外的碱溶性聚合物给出的聚(羟基苯乙烯)以及它们的衍生物和共聚物各自具有2,000或2,000以上,优选4,000到200,000,更优选5,000到50,000的重均分子量。从获得具有改进耐热性的聚合物薄膜的观点来看,它们的重均分子量理想地为至少5,000或5,000以上。在本发明的上下文中的重均分子量是指通过凝胶渗透色谱法测定和用聚苯乙烯标准校准的重均分子量。
在本发明中,该碱溶性聚合物可以作为它们的两种或多种的混合物使用。在其中使用碱溶性聚合物和具有通过酸的作用分解而提高在碱性显影溶液中的溶解度的基团的聚合物的混合物的情况下,该碱溶性聚合物的添加量优选至多80wt%,更优选至多60wt%,最优选至多40wt%,基于光敏组合物的总量(排除溶剂)。超过80wt%的量是不希望的,因为光刻胶图案厚度明显降低,导致不良成像和低分辨率。
在其中碱溶性聚合物与溶解抑制剂一起使用的情况下,不用具有通过酸的作用分解而提高在碱性显影溶液中的溶解度的基团的聚合物,该碱溶性聚合物的量优选是40-90wt%,更优选50-85wt%,最优选60-80wt%。如果它的量少于40wt%,导致了不理想的结果,如灵敏度下降。另一方面,如果它超过90wt%,光刻胶图案的薄膜厚度明显下降,导致分辨率或图像再现不佳。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐(组分(b))在根据本发明的正性光刻胶中的含量优选是0.01-20wt%,基于在光刻胶中的所有固体组分的总量。
根据本发明的鎓盐在化学放大体系通常提供了正性光刻胶,该使用根据从聚合物上除去保护基团的原理来工作。正性光刻胶在许多应用中比负性光刻胶优选,尤其因为它们的分辨率更高。然而,使用该正性光刻胶机理来生产负性影像也是有意义的,以便结合正性光刻胶的高分辨率与负性光刻胶的性能。这可以通过引入如在EP361906中所述的所谓影像反转步骤来实现。为此,成像照射光刻胶材料在显影步骤前用例如气体碱处理,从而成像中和已产生的酸。然后,进行在整个区域上的第二次照射和热后处理,然后以常用方式显影该负性影像。
特征性地产生负性光刻胶的酸敏组分尤其是当用酸(例如在式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物的照射过程中形成的酸)催化时能够本身或与该组合物的一种或多种其它组分进行交联反应的化合物。这类化合物例如是已知的酸可固化树脂,例如丙烯酸类,聚酯,醇酸,蜜胺,脲,环氧和酚醛树脂或它们的混合物。氨基树脂类,酚醛树脂类和环氧树脂类是非常适合的。这类酸可固化树脂一般是已知的,例如描述在“Ullmann’s Encyclopdie der technischen Chemie”[Ullmanns Enceclopedia of Technical Chemistry],4th Edition,Vol.15(1978),613-628页中。该交联剂组分一般应以2-40,优选5-30wt%的浓度存在,基于该负性光刻胶组合物的全部固体含量。
因此,本发明包括作为特殊实施方案的化学放大负性碱可显影的光刻胶,包含:
(a4)作为粘结剂的碱溶性树脂,
(a5)当用酸催化时本身和/或与该粘结剂进行交联反应的组分,和
(b)作为光敏酸给体的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐。
该组合物可以另外包括除了组分(b)以外的其它光敏酸给体和/或(c)其它添加剂。
尤其优选作为酸可固化树脂(a5)的是氨基树脂类,如非醚化或醚化蜜胺,脲,胍或双缩脲树脂类,尤其甲基化蜜胺树脂或丁基化蜜胺树脂类,相应的甘脲类或urones。在本文中,所谓“树脂”应理解为两种常用技术混合物,它们一般还包括低聚物,以及纯和高纯度化合物。N,N’,N”-六(甲氧基甲基)蜜胺和四甲氧基甲基甘脲(glucoril)和N,N’-二甲氧基甲基urone是给出的最优选的酸可固化树脂。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物在负性光刻胶中的浓度一般是0.1-30,优选至多20wt%,基于组合物的总固体含量。1-15wt%是尤其优选的。
在适当的场合,负性组合物可以包括成膜聚合粘结剂(a4)。该粘结剂优选是碱溶性酚醛树脂。非常适合于该目的的例如是由醛,例如乙醛或糠醛,但尤其由甲醛和酚,例如未取代酚,单或二氯取代的酚,如对氯酚,被C1-C9烷基单或二取代的酚,如邻、间或对甲酚,各种二甲酚,对叔丁基酚,对壬基酚,对苯基酚,间苯二酚,双(4-羟基苯基)甲烷或2,2-双(4-羟苯基)丙烷衍生的酚醛清漆树脂。还适合的是以烯属不饱和酚为基础的均聚物和共聚物,例如乙烯基-或1-丙烯基取代的酚,如对乙烯基酚或对-(1-丙烯基)酚的均聚物,或这些酚与一种或多种烯属不饱和物质,例如苯乙烯和苯乙烯衍生物的共聚物。粘结剂的量一般应该为30-95wt%,和优选40-80wt%。
尤其优选的负性光刻胶组合物包括0.5-15wt%的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐(组分(b)),40-99wt%的作为粘结剂的酚醛树脂(组分(a4)),例如上述那些之一,和0.5-30wt%的作为交联剂的蜜胺树脂(组分(a5)),该百分数以该组合物的固体含量为基准。用酚醛清漆树脂或尤其用聚乙烯基酚作为粘结剂,获得了具有特别良好的性能的负性光刻胶。
鎓盐还能够用作产酸剂(它能够以光化学方式活化)用于例如聚(缩水甘油基)甲基丙烯酸酯在负性光刻胶体系中的酸催化的交联。这些交联反应例如由Chae等人描述在Pollimo 1993,17(3),292中。
除了式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的光敏酸给体化合物以外,正性和负性光刻胶组合物可以包括其它光敏酸给体化合物(b1),其它添加剂(c),其它光引发剂(d),和/或敏化剂(e)。因此,本发明的主题还是如上所述的化学放大光刻胶组合物,除了组分(a)和(b),或组分(a1),(a2),(a3)和(b),或组分(a4),(a5)和(b)以外,包括其它添加剂(c),其它光敏酸给体化合物(b1),其它光引发剂(d)和/或敏化剂(e)。
在正性和负性光刻胶中的本发明的鎓盐还能够与其它已知光潜酸(b1),例如鎓盐,6-硝基苄基磺酸酯,双磺酰基重氮甲烷化合物,含氰基的肟磺酸酯化合物等一起使用。用于化学放大光刻胶的已知光潜酸的实例描述在US 5731364,US5800964,EP704762,US5468589,US5558971,US5558976中,和尤其描述EP794457和EP795786中。
如果在根据本发明的光刻胶组合物中使用光潜酸的混合物,式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐与其它光潜酸(b1)在混合物中的重量比优选是1∶99到99∶1。
适合与式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物混合使用的光潜酸的实例是:
(1)鎓盐化合物,例如,碘鎓盐,锍盐,磷鎓盐,重氮盐,吡啶鎓盐。优选的是三氟甲基磺酸二苯基碘鎓盐,芘磺酸二苯基碘鎓盐,十二烷基苯磺酸二苯基碘鎓盐,三氟甲基磺酸三苯基锍盐,六氟锑酸三苯基锍盐,六氟锑酸二苯基碘鎓盐,萘磺酸三苯基锍盐,甲苯磺酸(羟苯基)苄基甲基锍盐等。尤其优选的是三氟甲基磺酸三苯基锍盐,六氟锑酸二苯基碘鎓盐。
(2)含卤素的化合物
含卤代烷基的杂环化合物,含卤代烷基的烃化合物等。优选的是(三氯甲基)-s-三嗪衍生物,如苯基-双(三氯甲基)-S-三嗪,甲氧基苯基-双(三氯甲基)-s-三嗪,萘基-双-(三氯甲基)-s-三嗪等;1,1-双(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷;以及类似物。
(3)砜化合物,例如β-酮砜,β-磺酰基砜和它们的α-重氮衍生物等。优选的是苯甲酰甲基苯基砜,基苯甲酰甲基砜,双(苯基磺酰基)甲烷,双(苯基磺酰基)重氮甲烷。
(4)磺酸酯化合物,例如烷基磺酸酯,卤代烷基磺酸酯,芳基磺酸酯,亚胺基磺酸酯,亚氨磺酸酯等。优选的亚氨磺酸酯化合物例如是N-(三氟甲基磺酰基氧基)丁二酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰基氧基)邻苯二甲酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰基氧基)萘基酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)丁二酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)-7-氧杂双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)-7-氧杂双环-[2,2,1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(4-甲基苯基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)丁二酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)萘基酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-7-氧杂双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺等。
其它适合的磺酸酯化合物优选例如是苯偶姻甲苯磺酸酯,焦棓酚三(三氟甲基磺酸酯),焦棓酚甲烷磺酸三酯,硝基苄基-9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸酯,α-(4-甲苯-磺酰氧基亚胺基)-苯乙腈,α-(4-甲苯-磺酰氧基亚胺基)-4-甲氧基苯乙腈,α-(4-甲苯-磺酰氧基亚胺基)-2-噻吩基乙腈,α-(甲磺酰氧基亚胺基)-1-环己烯基乙腈,α-(丁基磺酰氧基亚胺基)-1-环戊烯基乙腈,(4-甲基磺酰氧基亚胺基-环己-2,5-二烯叉基(dienylidene))-苯基乙腈,(5-甲基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-叉基)-苯基-乙腈,(5-甲基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-叉基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-丙基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-叉基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-(4-甲基苯磺酰氧基亚胺基)-5H-噻吩-2-叉基)-(2-甲基苯基)-乙腈,(5-甲基磺酰氧基亚胺基-5H-噻吩-2-叉基)-(2-氯苯基)-乙腈,2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-甲基磺酸酯,2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-丙基磺酸酯,2,2,2-三氟-1-(4-甲氧基苯基)-乙酮肟-O-(10-樟脑基磺酸酯),1,3-双{4-(2,2,2-三氟-1-甲基磺酰氧基亚胺基-乙基)-苯氧基}-丙烷,1,3-双{4-(2,2,2-三氟-1-丙基磺酰氧基亚胺基-乙基)-苯氧基}-丙烷,1,3-双[4-{2,2,2-三氟-1-(10-樟脑基磺酰氧基)亚胺基-乙基}-苯氧基]-丙烷,1,3-双{4-(2,2,2-三氟-1-苄基磺酰氧基亚胺基-乙基)-苯氧基}-丙烷,以及类似物。
在本发明的辐射敏感树脂组合物中,特别优选的磺酸酯化合物包括焦棓酚甲烷磺酸三酯,N-(三氟甲基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷磺酰氧基)萘酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺,N-(三氟甲基磺酰氧基)-双环-[2,2,1]-庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺,N-(莰烷磺酰氧基)萘酰亚胺,N-(2-三氟甲基苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺等。
(5)醌二叠氮化物,例如多羟基化合物的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯化合物。优选的是具有1,2-醌二叠氮化物磺酰基,例如1,2-苯醌二叠氮化物-4-磺酰基,1,2-萘醌二叠氮化物-4-磺酰基,1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰基,1,2-萘醌二叠氮化物-6-磺酰基或类似基团的化合物。尤其优选的是具有1,2-萘醌二叠氮化物-4-磺酰基或1,2-萘醌二叠氮化物-5-磺酰基的化合物。尤其适合的是(多)羟苯基芳基酮,如2,3,4-三羟基二苯甲酮,2,4,6-三羟基二苯甲酮,2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮,2,2’,3,4-四羟基二苯甲酮,2,3,4,4’-四羟基二苯甲酮,2,2’,4,4’-四羟基二苯甲酮,2,2’,3,4,4’-五羟基二苯甲酮,2,2’,3,2,6’-五羟基二苯甲酮,2,3,3’,4,4’,5’-六羟基二苯甲酮,2,3’,4,4’,5’,6-六羟基二苯甲酮等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;双-[(多)羟基苯基]链烷烃,如双(4-羟苯基)乙烷,双(2,4-二羟基苯基)乙烷,2,2-双(4-羟苯基)丙烷,2,2-双(2,4-二羟基苯基)丙烷,2,2-双-(2,3,4-三羟基苯基)丙烷等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;(多)羟基苯基链烷烃,如4,4’-二羟基三苯基甲烷,4,4’,4”-三羟基三苯基甲烷,4,4’,5,5’-四甲基-2,2’,2”-三羟基三苯基甲烷,2,2,5,5’-四甲基-4,4’,4”-三羟基三苯基甲烷,1,1,1-三(4-羟苯基)乙烷,1,1-双(4-羟苯基)-1-苯基乙烷,1,1-双(4-羟苯基)-1-(4-[1-(羟苯基)-1-甲基乙基]苯基)乙烷等的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯;(多)羟基苯基黄烷如2,4,4-三甲基-2’,4’,7-三羟基-2-苯基黄烷,2,4,4-三甲基-2’,4’,5’,6,7-五羟基-2-苯基黄烷的1,2-醌二叠氮化物磺酸酯等。
本发明的正性和负性光刻胶组合物可以任选含有本领域技术人员已知的常用量的通常在光刻胶中使用的一种或多种添加剂(c),例如,染料,颜料,增塑剂,表面活性剂,流动性改进剂,润湿剂,粘合促进剂,触变剂,着色剂,填料,溶解度促进剂,酸放大剂,光敏剂和有机碱性化合物。
能够在本发明的光刻胶组合物中使用有机碱性化合物的实例是属于比苯酚更强的碱的化合物,尤其含氮的碱性化合物。这些化合物可以是离子化合物,如四烷基铵盐,或非离子化合物。优选的有机碱性化合物是每分子带有两个或多个具有不同化学环境的氮原子的含氮碱性化合物。尤其优选的是同时含有至少一个取代或非取代氨基和至少一个含氮环结构的化合物,和具有至少一个烷基氨基的化合物。这些优选的化合物的实例包括胍,氨基吡啶,氨基烷基吡啶,氨基吡咯烷,吲唑,咪唑,吡唑,吡嗪,嘧啶,嘌呤,咪唑啉,吡唑啉,哌嗪,氨基吗啉,和氨基烷基吗啉。适合的是未取代的化合物或它们的取代衍生物。优选的取代基包括氨基,氨基烷基,烷基氨基,氨基芳基,芳基氨基,烷基烷氧基,酰基,酰氧基,芳基,芳氧基,硝基,羟基,和氰基。特别优选的有机碱性化合物的具体实例包括胍,1,1-二甲基-胍,1,1,3,3-四甲基胍,2-氨基吡啶,3-氨基吡啶,4-氨基吡啶,2-二甲氨基吡啶,4-二甲氨基吡啶,2-二乙基氨基吡啶,2-(氨基甲基)-吡啶,2-氨基-3-甲基吡啶,2-氨基-4-甲基吡啶,2-氨基-5-甲基吡啶,2-氨基-6-甲基吡啶,3-氨基乙基吡啶,4-氨基乙基吡啶,3-氨基吡咯烷,哌嗪,N-(2-氨基乙基)哌嗪,N-(2-氨基乙基)哌啶,4-氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-哌啶子基哌啶,2-亚氨基哌啶,1-(2-氨基乙基)吡咯烷,吡唑,3-氨基-5-甲基吡唑,5-氨基-3-甲基-1-对甲苯基吡唑,吡嗪,2-(氨基甲基)-5-甲基吡嗪,嘧啶,2,4-二氨基嘧啶,4,6-二羟基嘧啶,2-吡唑啉,3-吡唑啉,N-氨基吗啉和N-(2-氨基乙基)吗啉。
适合的有机碱性化合物的其它实例描述在DE4408318,US5609989,US5556734,EP762207,DE4306069,EP611998,EP813113,EP611998,和US5498506中。然而,适于本发明的有机碱性化合物不限于这些实例。
含氮碱性化合物可以单独或以它们的两种或多种的结合来使用。含氮碱性化合物的添加量通常是0.001-10重量份,优选0.01-5重量份/100重量份的光敏树脂组合物(排除溶剂)。如果它的量少于0.001重量份,不能获得本发明的效果。另一方面,如果它超过10重量份,易于引起灵敏度下降和未曝光部分的可显影性损害。
此外,该组合物能够含有在光化辐射下分解的碱性有机化合物(“自灭碱”),如在EP710885,US 5663035,US5595855,US5525453,和EP611998中所述的那些。
适于本发明的组合物的染料(c)的实例是油溶性染料和碱性染料,例如Oil Yellow#101,Oil Yellow#103,Oil Pink#312,Oil Green BG,Oil Blue BOS,Oil Blue#603,Oil Black BY,OilBlack BS,Oil Black T-505(全部由Orient Chemical IndustriesLtd.,Japan生产),结晶紫(CI42555),甲基紫(CI42535),若丹明B(CI45170B),孔雀绿(CI42000),和亚甲蓝(CI52015)。
可以进一步添加光谱增感剂,以增感该光潜酸,使之在比远紫外线更长波长的区域中表现吸收,从而例如能使本发明的光敏组合物对i线或g线照射的敏感。适合光谱增感剂的实例包括二苯甲酮,p,p’-四甲基二氨基二苯甲酮,p,p’-四乙基乙基氨基二苯甲酮,噻吨酮,2-氯噻吨酮,4-丙氧基-2-氯-噻吨酮,蒽酮,蒽,9,10-二乙氧基-蒽,2-乙基-9,10-二甲氧基蒽,芘,苝,吩噻嗪,苯偶酰,吖啶橙,苯并黄素,cetoflavin T,9,10-二苯基蒽,9-芴酮,乙酰苯,菲,2-硝基芴,5-硝基苊,苯醌,2-氯-4-硝基苯胺,N-乙酰基-对硝基苯胺,对硝基苯胺,N-乙酰基-4-硝基-1-萘基胺,苦酰胺,蒽醌,2-乙基蒽醌,2-叔丁基蒽醌,1,2-苯并蒽醌,3-甲基-1,3-二氮杂-1,9-苯并蒽酮,二亚苄基丙酮,1,2-萘醌,3-酰基-香豆素衍生物,3,3’-羰基-双(5,7-二甲氧基羰基香豆素),3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉,曙红,若丹明,赤藓红,和晕苯。然而,适合的光谱增感剂不限于这些实例。
这些光谱增感剂还能够用作吸收由光源发射的远紫外线的光吸收剂。在这种情况下,光吸收剂减少了来自基材的光发射和减弱了多重反射在光刻胶膜内的影响,从而降低了驻波的效应。
其它适合的添加剂(c)是“酸放大剂”,促进酸形成或提高酸浓度的化合物。这些化合物还可以与根据本发明的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的鎓盐在正性或负性光刻胶中,或在成像体系中以及在所有涂料应用中结合使用。这些酸放大剂例如描述在Arimitsu,K.等人,J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,pp43;Kudo,K.等人,J.Photopolym.Sci.Technol.1995,8,pp45;Ichimura,K.等人,Chem:Letters 1995,pp551中。
通常,为了将本发明的光敏组合物施涂于基材上,将该组合物溶解在适当溶剂中。这些溶剂的优选实例包括二氯乙烷,环己酮,环戊酮,2-庚酮,γ-丁内酯,甲基乙基酮,乙二醇单甲基醚,乙二醇单乙基醚,乙酸2-甲氧基乙酯,乙酸2-乙氧基乙酯,2-乙氧基乙醇,二乙基乙二醇二甲基醚,乙二醇单乙基醚乙酸酯,丙二醇单甲基醚,丙二醇单甲基醚乙酸酯,甲苯,乙酸乙酯,乳酸甲酯,乳酸乙酯,甲氧基丙酸甲酯,乙氧基丙酸乙酯,丙酮酸甲酯,丙酮酸乙酯,丙酮酸丙酯,N,N-二甲基甲酰胺,二甲亚砜,N-甲基吡咯烷酮,和四氢呋喃。这些溶剂可以单独或作为混合物使用。溶剂的优选实例是酯,如乙酸2-甲氧基乙酯,乙二醇单乙基醚乙酸酯,丙二醇单甲基醚乙酸酯,甲氧基丙酸甲酯,乙氧基丙酸乙酯,和乳酸乙酯。这些溶剂的使用是有利的,因为根据本发明的由式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc表示的鎓盐与其具有良好的相容性和在其中更好的溶解度。
能够将表面活性剂加入到该溶剂中。适合的表面活性剂的实例包括非离子表面活性剂,如聚氧亚乙基烷基醚,例如聚氧亚乙基月桂基醚,聚氧亚乙基硬脂基醚,聚氧亚乙基乙酰基醚,和聚氧亚乙基油基醚;聚氧亚乙基烷基芳基醚,例如聚氧亚乙基辛基酚醚和聚氧亚乙基壬基酚醚;聚氧亚乙基/聚氧亚丙基嵌段共聚物,脱水山梨醇/脂肪酸酯,例如脱水山梨醇单月桂酸酯,脱水山梨醇单棕榈酸酯,脱水山梨醇单硬脂酸酯,脱水山梨醇单油酸酯,脱水山梨醇三油酸酯;氟化学表面活性剂如F-top EF301,EF303和EF352(由New Akita ChemicalCompany,Japan生产),Megafac F171 nad F17.3(由Dainippon Ink& Chemicals,Inc.,Japan生产),Fluorad FC430和FC431(由Sumitomo #M Ltd.,Japan生产),Asahi Guard AG 710和SurflonS-382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,和SC106(由AsahiGrass Col.Ltd.,Jappan生产);有机硅氧烷聚合物KP341(由Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd.,Japan生产);和丙烯酸类或甲基丙烯酸类聚合物(共聚物)Poly-flow Now.75和NO.95(由KyoeishaChemical Co.,Ltd.,Japan生产)。表面活性剂的添加量通常是2重量份或2重量份以下,理想地0.1重量份或0.1重量份以下/100重量份的本发明的组合物的固体组分。表面活性剂可以单独或以它们的两种或多种的结合物来添加。
用已知涂布方法,例如旋涂,浸渍,刮涂,幕涂技术,刷涂,喷涂或辊涂来均匀地施涂于基材上。还有可能将光敏层施涂于临时的柔性载体上,然后通过涂层转移(层压)来涂布最终基材。
施涂量(涂层厚度)和基材性质(涂布基材)取决于所需的施涂领域。涂层厚度的范围可以原则上包括从大约0.01μm到超过100μm的值。
在涂布操作后,一般通过加热除去溶剂,获得光刻胶在基材上的涂层。干燥温度当然必须低于光刻胶的某些组分可以反应或分解的温度。一般,干燥温度应该是在60到160℃的范围内。
然后以成像方式照射光刻胶涂层。表述“成像照射”包括使用光化辐射以预定图案照射,即通过含有预定图案的掩模,例如透明胶片(transparency),铬掩模或分划板(reticle)的照射,和使用直接写入到光刻胶表面上的激光束或电子束的照射,例如在计算机的控制下,如此产生了影像。产生图案的另一方法是通过例如在全息应用中使用的两种射束或影像的干涉。还可以使用由液晶制备的掩模,它能够以像素×像素来呈送,以产生数字影像,如由A.Bertsch;J.Y.Jezequel;J.C.Andre在Journal of Photochemistry andPhoto-biology A:Chemistry 1997, 107,275-281页中和由K.P.Nicolay在Offset Printing 1997, 6,34-37页中所述的那样。
在照射和如果必要的热处理后,使用显影剂以本身已知的方式除去该组合物的照射的部位(在正性光刻胶的情况下)或非照射的部位(在负性光刻胶的情况下)。
为了加速催化反应和因此光刻胶涂层的照射和非照射部分在显影剂中的足够溶解度差的形成,优选在显影之前加热该涂层。该加热还能够在照射过程中进行或开始。60-160℃的温度是优选使用的。时段取决于该加热方法,和如果必要,最佳时间可以由本领域的技术人员用几个常规实验来测定。它一般是几秒到几分钟。例如,当使用电热板时,10-300秒的时间是非常适合的,和当使用对流炉时,1-30分钟是适宜的。重要的是,在光刻胶的未照射部位的根据本发明的潜酸给体在那些加工条件下是稳定的。
然后,涂层显影,除去在照射后在显影剂中溶解度更高的涂层部分。如果必要,工件的轻微搅拌,涂层在显影剂浴中的缓和刷涂或喷雾显影能够加速该加工步骤。在光刻胶技术中常用的含水碱性显影剂例如可以用于显影。这些显影剂例如包括氢氧化钠或钾,相应的碳酸盐,碳酸氢盐,硅酸盐或偏硅酸盐,但优选无金属的碱,如氨或胺,例如乙胺,正丙基胺,二乙胺,二正丙基胺,三乙胺,甲基二乙基胺,链烷醇胺,例如二甲基乙醇胺,三乙醇胺,氢氧化季铵,例如氢氧化四甲基铵或氢氧化四乙基铵。显影剂溶液一般至多0.5N,但通常以适当方式在使用前稀释。例如,具有大约0.1-0.3的当量浓度的溶液是非常适宜的。显影剂的选择取决于可光固化表面涂层的性质,尤其是所用粘结剂的性质或所得光分解产物的性质。如果必要,显影剂水溶液还可以包括相对少量的润湿剂和/或有机溶剂。能够加入到显影剂流体中的典型有机溶剂例如是环己酮,2-乙氧基乙醇,甲苯,丙酮,异丙醇,以及这些溶剂的两种或多种的混合物。典型含水/有机显影剂体系以ButylcellosolveRTM/水为基础。
本发明的主题还是制备光刻胶的方法,包括:
(1)将如上所述的组合物施涂于基材上;
(2)在60℃至160℃的温度下将该组合物进行施涂后烘烤(postapply baling);
(3)用150nm至1500nm波长的光成像照射;
(4)任选在60℃至160℃的温度下将该组合物进行曝光后烘烤;和
(5)用溶剂或用含水碱性显影剂显影。
优选的是其中成像照射用在157-450nm波长范围内,尤其在190-260nm范围内进行单色或多色辐射的方法。
该光刻胶组合物可以在所有基材上和用本领域技术人员已知的任何曝光技术来使用。例如,可以使用半导体基材,如硅,砷化镓,锗,锑化铟;此外用氧化物或氮化物层,如二氧化硅,氮化硅,氮化钛,硅氧烷覆盖的基材,以及金属基材和用金属如铝、铜、钨等的金属涂布的基材。在用该光刻胶涂布之前,该基材还能够用聚合材料,例如用来自聚合材料的有机防反射涂层,绝缘层和介电涂层涂布。
该光刻胶层能够通过所有普通技术,如直接书写,即用激光束或投影平版印刷术以分布重复方式或扫描方式,或通过用掩模进行接触晒印(contact printing)来曝光。
在投影平版印刷术的情况下,能够使用宽范围的光条件如相干、部分相干或不相干照射。这包括偏轴照明技术,例如环形照明和四极照明,其中让辐射仅穿过透镜的某些区域,不包括透镜中心。
用于复制图案的掩模可以是硬掩模或柔性掩模。掩模可以包括透明、半透明和不透明图案。图案大小还能够包括处于或低于投影光学***的分辨率极限和以某些方式置于掩模上以便改良透过掩模后的照射的空中影像,强度和相位调制的图案。这包括相移掩模和半色调相移掩模。
该光刻胶组合物的成图案方法可以用于产生任何所需几何学和形状的图案,例如致密和独立的线条,接触孔,沟槽,点等。
根据本发明的光刻胶具有优异的平版印刷性能,尤其是高灵敏度,和用于成像辐射的高光刻胶透明性。
根据本发明的组合物的可能的使用领域如下所示:用作电子仪器的光刻胶,如蚀刻光刻胶,电镀光刻胶或焊接光刻胶,生产集成电路或薄膜晶体管光刻胶(TFT);生产印刷版,如胶版印刷版或丝网印刷板,用于模制品的蚀刻或立体平版印刷术或全息照相技术。涂层基材和加工条件因此改变。
根据本发明的组合物还非常适合作为所有类型基材,包括木材,织物,纸,陶瓷,玻璃,塑料,如聚酯,聚对苯二甲酸乙二醇酯,聚烯烃或纤维素乙酸酯(尤其以薄膜的形式)的涂料组合物,但尤其用于涂布金属,如Ni,Fe,Zn,Mg,Co或尤其是Cu和Al,还有Si,氧化硅类或氮化硅类的涂料组合物,其中影像通过成像照射来施于其上。
本发明还涉及式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光潜酸给体在能够于酸的作用下交联的组合物中的用途,和/或作为溶解增强剂在其中溶解度在酸的作用下增加的组合物中的用途。
此外,本发明的主题是让能够在酸的作用下交联的化合物交联的方法,该方法包括将式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和/或IIc的化合物加入到上述化合物中和用150-1500nm波长的光成像照射或在整个区域上照射。
本发明还涉及式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光敏酸给体在制备表面涂料,印刷油墨,印刷版,齿用组合物,滤色器,光刻胶或影像记录材料,或用于记录全息影像的影像记录材料中的用途,以及制备表面涂料,印刷油墨,印刷版,齿用组合物,滤色器,光刻胶材料或影像记录材料,或用于记录全息影像的影像记录材料的方法。
本发明的主题还是式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光敏酸给体在制备滤色器或化学放大光刻胶材料中的用途。
如上所述,在光可交联的组合物中,鎓盐起潜在固化催化剂的作用:当用光照射时,它们释放酸,该酸催化交联反应,另外,由照射释放的酸例如能够催化适合的酸敏保护基团从聚合物结构上去除,或在聚合物骨架中的含酸敏基团的聚合物的裂解。其它应用例如是以例如由酸敏保护基团保护的颜料的pH或溶解度的变化为基础的变色体系。
根据本发明的鎓盐还能够用于生产所谓的“打印输出”图像,当该化合物与当pH变化时改变颜色的着色剂一起使用时,如在JP Hei 4328552-A或US 5237059中所述那样。这些变色体系能够根据EP199672使用,还可用于监控对热或辐射敏感的物品。
除了变色以外,可以在可溶性颜料分子的酸催化的去保护过程中(如在EP 648770,EP 648817和EP 7422455中所述)用于使颜料晶体沉淀;当潜颜料前体的颜色不同于沉淀颜料晶体的颜色时,这能够如在EP654711中所述那样用于生产滤色器,或打印输出图像和指示剂应用。
使用pH敏感染料或潜颜料与鎓盐结合的组合物可以用作电磁辐射,如γ射线,电子束,UV或可见光的指示剂,或简单的废品放射剂量计。尤其对于肉眼不可见的光,如UV或IR光,这种放射剂量计是有意义的。
最后,微溶于含水碱性显影剂中的鎓盐可以借助光诱发的转化,成为游离酸而变得可溶于显影剂中,结果,它们可以作为溶解度增强剂与适宜的成膜树脂一起使用。
能够通过酸催化和因此用式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的光潜酸交联的树脂例如是多官能醇或含羟基的丙烯酸和聚酯树脂,或部分水解的聚乙烯醇缩醛或聚乙烯醇与多官能缩醛衍生物的混合物。在一定条件下,例如,缩醛官能化树脂的酸催化的自缩合也是可能的。
适合的酸可固化树脂一般是其固化能够通过酸催化剂加速的所有树脂,例如氨基塑料或可熔酚醛树脂。这些树脂例如是蜜胺,脲,环氧,酚醛,丙烯酸类,聚酯和醇酸树脂,但尤其是丙烯酸类,聚酯或醇酸树脂与蜜胺树脂的混合物。还包括改性表面涂料树脂,如丙烯酸改性聚酯和醇酸树脂。表述丙烯酸类、聚酯和醇酸树脂所包含的各类树脂的实例例如描述在Wagner,Sarx,Lackkunstharze(Munich,1971),86-123页和229-238页,或Ullmann,Encyclopdie dertechn.Chemie,4th Ed.,15卷(1978),613-628页,或Ullmann’sEncyclopedia of Industrial Chemistry,Verlag Chemie,1991,18卷,360页及以下,A19卷,317页及以下中。
在涂料应用中,表面涂料优选包括氨基树脂。它的实例是醚化或非醚化蜜胺,脲,胍或双缩脲树脂。酸催化在包括醚化氨基树脂,如甲基化或丁基化蜜胺树脂(N-甲氧基甲基-或N-丁氧基甲基-蜜胺)或甲基化/丁基化甘脲的表面涂料的固化中是特别重要的。其它树脂组合物的实例是多官能醇或含羟基的丙烯酸类或聚酯树脂,或部分水解的聚乙酸乙烯酯或聚乙烯醇与多官能二氢吡喃基(propanyl)衍生物,如3,4-二氢-2H-吡喃-2-羧酸的衍生物的混合物。聚硅氧烷还能够使用酸催化来交联。这些含硅氧烷基团的树脂例如能够用酸催化的水解来进行自缩合,或用树脂的第二组分,如多官能醇,含羟基的丙烯酸类或聚酯树脂,部分水解的聚乙烯醇缩醛或聚乙烯醇来交联。聚硅氧烷的这种缩聚例如描述在J.J.Lebrun,H.Pode,Comprehensive PolymerScience,5卷,593页,Pergamon Press,Oxford,1989中。适合于制备表面涂料的其它阳离子可聚合的物质是通过阳离子机理可聚合的烯属不饱和化合物,如乙烯基醚,例如甲基乙烯基醚,异丁基乙烯基醚,三羟甲基丙烷三乙烯基醚,乙二醇二乙烯基醚;环状乙烯基醚,例如3,4-二氢-2-甲酰基-2H-吡喃(二聚丙烯醛)或2-羟甲基-3,4-二氢-2H-吡喃的3,4-二氢-2H-吡喃-2-羧酸酯;乙烯基酯,如乙酸乙烯酯和硬脂酸乙烯酯,单和二烯烃,如α-甲基苯乙烯,N-乙烯基吡咯烷酮或N-乙烯基咔唑。
对于某些目的来说,使用具有含可聚合的不饱和基团的单体或低聚成分的树脂混合物。这些表面涂料还能够使用式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物固化。在该方法中,另外能够使用自由基聚合引发剂或光引发剂。前者引发了不饱和基团在热处理过程中的聚合,后者引发了在UV照射过程中的聚合。
本发明还涉及组合物,其包括:
(a)在酸的作用下固化的化合物或其溶解度在酸的作用下增加的化合物;和
(b)作为光敏酸给体的如上所述的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物通常分别以0.1-30wt%,例如0.5-10wt%,尤其1-5wt%的量加入到该组合物中。
根据本发明,式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物能够与其它光敏酸给体化合物(b1),其它光引发剂(d),敏化剂(e)和/或添加剂(c)一起使用。
以下叙述了适合的光敏酸给体化合物(b1),敏化剂(e)和添加剂(c)。
其它光引发剂(d)的实例是自由基光引发剂,如来自二苯甲酮类的那些,乙酰苯衍生物,如α-羟基环烷基苯基酮,二烷氧基乙酰苯,a-羟基-或a-氨基-乙酰苯,4-芳酰基-1,3-二氧戊环,苯偶姻烷基醚和苯偶酰酮缩醇,单酰基膦氧化物,双酰基膦氧化物或钛茂类。尤其适合的其它光引发剂的实例是:1-(4-十二烷基-苯甲酰基)-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-(4-异丙基苯甲酰基)-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-苯甲酰基-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-[4-(2-羟基乙氧基)-苯甲酰基]-1-羟基-1-甲基-乙烷,1-[4-(丙烯酰氧基乙氧基)-苯甲酰基]-1-羟基-1-甲基-乙烷,二苯基酮,苯基-1-羟基-环己基酮,(4-吗啉基苯甲酰基)-1-苄基-1-二甲氨基-丙烷,1-(3,4-二甲氧基苯基)-2-苄基-2-二甲基氨基-丁-1-酮,(4-甲基硫代苯甲酰基)-1-甲基-1-吗啉基-乙烷,苯偶酰二甲基酮缩醇,双(环戊二烯基)-双(2,6-二氟-3-吡咯基-苯基)合钛,氧化2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基膦,氧化双(2,6-二甲氧基-苯甲酰基)-(2,4,4-三甲基-戊基)-膦,氧化双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-2,4-二戊基-氧苯基膦或氧化双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)苯基-膦。此外适合的其它光引发剂可在US 4950581,20栏,35行到21栏,35行中找到。其它实例是三卤代甲基三嗪衍生物或六芳基双咪唑基化合物。其它光引发剂的其它实例是如在US 4772530,EP 775706,GB2307474,GB2307473和GB 2304472中所述的硼酸盐化合物。硼酸盐化合物优选与电子受体化合物,例如着色阳离子或噻吨酮衍生物结合使用。
其它光引发剂的其它实例是过氧化合物,例如过氧化苯甲酰(在US 4950581,col.19,I.17-25中叙述了其它适合的过氧化物)或阳离子光引发剂,如芳族锍或碘鎓盐,如在US 4950581,col.18,I.60到col.19,I.10中发现的那些,或环戊二烯基-芳烃-铁(II)配合物盐,例如(η6-异丙基苯)(η5-环戊二烯基)-铁(II)六氟磷酸盐。
表面涂料可以是表面涂料树脂在有机溶剂或水中的溶液或分散体,但它们还可以不含溶剂。特别有价值的是具有低溶剂含量的表面涂料,所谓“高固体分表面涂料”,和粉末涂料组合物。该表面涂料可以是清漆,例如用于汽车工业,作为多层涂料的挥发性面漆。它们还可以包括颜料和/或填料,它可以是无机或有机化合物,和金属效果面漆用金属粉末。
该表面涂料还可以包括相对少量的在表面涂料技术中惯用的特殊添加剂,例如流动性改进剂,触变剂,流平剂,消泡剂,润湿剂,粘合促进剂,光稳定剂,抗氧化剂或敏化剂。
可以将UV吸收剂,如羟苯基-苯并***,羟苯基-二苯甲酮,草酸酰胺或羟苯基-s-三嗪类的那些作为光稳定剂加入到根据本发明的组合物中。各化合物或那些化合物的混合物可以在添加或不添加位阻胺(HALS)的情况下使用。
这些UV吸收剂和光稳定剂的实例是:
1、2-(2′-羟基苯基)苯并***类,例如2-(2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并***,2-(3′,5′-二叔丁基-2′-羟基苯基)苯并***,2-(5′-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并***,2-(2′-羟基)-5′-(1,1,3,3-四甲基丁基)苯基)苯并***,2-(3′,5′-二叔丁基-2′-羟基苯基)-5-氯-苯并***,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-甲基苯基)-5-氯-苯并***,2-(3′-仲丁基-5′-叔丁基-2′-羟基苯基)苯并***,2-(2′-羟基-4′-辛氧基苯基)苯并***,2-(3′,5′-二叔戊基-2′-羟基苯基)苯并***,2-(3′,5′-双-(a,a-二甲基苄基)-2′-羟基苯基)苯并***,2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-苯并***、2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己氧基)-羰基乙基]-2′-羟基苯基)-5-氯-苯并***、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)-5-氯-苯并***、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)苯基)苯并***、2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-辛氧基羰基乙基)苯基)苯并***、2-(3′-叔丁基-5′-[2-(2-乙基己氧基)羰基乙基]-2′-羟基苯基)苯并***、2-(3′-十二烷基-2′-羟基-5′-甲基苯基)苯并***和2-(3′-叔丁基-2′-羟基-5′-(2-异辛氧基羰基乙基)苯基苯并***的混合物,2,2′-亚甲基-双[4-(1,1,3,3-四甲基丁基)-6-苯并***-2-基苯酚];2-[3′-叔丁基-5′-(2-甲氧基羰基乙基)-2′-羟基苯基]-2H-苯并***与聚乙二醇300的酯交换产物;[R-CH2CH2-COO-(CH2)3]2-,其中R=3′-叔丁基-4′-羟基-5′-2H-苯并***-2-基苯基。
2、2-羟基二苯甲酮类,例如4-羟基,4-甲氧基,4-辛氧基,4-癸氧基,4-十二烷氧基,4-苄氧基,4,2′,4′-三羟基或2′-羟基-4,4′-二甲氧基衍生物。
3、未取代的和取代的苯甲酸的酯类,例如水杨酸4-叔丁基-苯基酯,水杨酸苯酯,水杨酸辛基苯酯,二苯甲酰基间苯二酚,双(4-叔丁基苯甲酰基)间苯二酚,苯甲酰基间苯二酚,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2,4-二叔丁基苯基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十六烷基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸十八烷基酯,3,5-二叔丁基-4-羟基苯甲酸2-甲基-4,6-二叔丁基苯基酯。
4、丙烯酸酯类,例如a-氰基-b,b-二苯基丙烯酸的乙基酯或异辛基酯,a-甲酯基(carbomethoxy)肉桂酸甲酯,a-氰基-b-甲基-对甲氧基肉桂酸的甲基酯或丁基酯,a-甲酯基-对甲氧基肉桂酸甲酯和N-(b-甲酯基-b-氰基乙烯基)-2-甲基二氢吲哚(indoline)。
5、空间位阻胺;例如癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯,琥珀酸双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯,癸二酸双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)酯,正丁基-3,5-二叔丁基-4-羟基苄基丙二酸双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)酯,1-羟乙基-2,2,6,6-四甲基-4-羟基哌啶和琥珀酸的缩合产物,N,N′-双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-叔辛基氨基-2,6-二氯-1,3,5-s-三嗪的缩合产物,次氮基三乙酸三(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯,1,2,3,4-丁烷四羧酸四(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)酯,1,1′-(1,2-亚乙基)双(3,3,5,5-四甲基哌嗪酮),4-苯甲酰基-2,2,6,6-四甲基哌啶,4-硬脂酰氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶,双(1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-2-正丁基-2-(2-羟基-3,5-二叔丁基苄基)丙二酸酯,3-正辛基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)癸二酸酯,双(1-辛氧基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)琥珀酸酯,N,N′-双-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)六亚甲基二胺和4-吗啉代-2,6-二氯-1,3,5-三嗪的缩合产物,2-氯-4,6-二(4-正丁基氨基-2,2,6,6-四甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合产物,2-氯-4,6-二(4-正丁基氨基-1,2,2,6,6-五甲基哌啶基)-1,3,5-三嗪和1,2-双(3-氨基丙基氨基)乙烷的缩合产物,8-乙酰基-3-十二烷基-7,7,9,9-四甲基-1,3,8-三氮杂螺[4.5]癸烷-2,4-二酮,3-十二烷基-1-(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮,3-十二烷基-1-(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)吡咯烷-2,5-二酮。
6、草酸二酰胺类,例如4,4′-二辛氧基-N,N′-草酰二苯胺,2,2′-二乙氧基-N,N’-草酰二苯胺,2,2′-二辛氧基-5,5’-二叔丁基-N,N’-草酰二苯胺,2,2’-二(十二烷氧基)-5,5’-二叔丁基-N,N’-草酰二苯胺,2-乙氧基-2′-乙基-N,N’-草酰二苯胺,N,N′-双(3-二甲氨基丙基)草酰胺,2-乙氧基-5-叔丁基-2′-乙基-N,N’-草酰二苯胺和它与2-乙氧基-2′-乙基-5,4′-二叔丁基-N,N’-草酰二苯胺的混合物,邻-和对-甲氧基双取代的N,N’-草酰二苯胺类的混合物,以及邻-和对-乙氧基-二取代的N,N’-草酰二苯胺类的混合物。
7、2-(2-羟基苯基)-1,3,5-三嗪类,例如2,4,6-三(2-羟基-4-辛氧基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2,4-二羟基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2,4-双(2-羟基-4-丙氧基苯基)-6-(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-辛氧基苯基)-4,6-双(4-甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-(2-羟基-4-十二烷氧基苯基)-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-丁氧基-丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[2-羟基-4-(2-羟基-3-辛氧基-丙氧基)苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪,2-[4-十二烷氧基-/十三烷氧基-(2-羟基丙氧基)氧基-2-羟基-苯基]-4,6-双(2,4-二甲基苯基)-1,3,5-三嗪。
8、亚磷酸酯类和亚膦酸酯类,例如亚磷酸三苯酯,亚磷酸二苯基烷基酯,亚磷酸苯基二烷基酯,亚磷酸三(壬基苯基)酯,亚磷酸三月桂基酯,亚磷酸三(十八烷基)酯,亚磷酸二硬脂基季戊四醇酯,亚磷酸三(2,4-二叔丁基苯基)酯,二亚磷酸二异癸基季戊四醇酯,二亚磷酸双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇酯,二亚磷酸双(2,6-二叔丁基-4-甲基苯基)-季戊四醇酯,二亚磷酸双异癸基氧基季戊四醇酯,二亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)季戊四醇酯,二亚磷酸双(2,4,6-三叔丁基苯基)季戊四醇酯,三亚磷酸三硬脂基山梨糖醇酯,二亚膦酸四(2,4-二叔丁基苯基)4,4′-双亚苯基酯,6-异辛氧基-2,4,8,10-四叔丁基-12H-二苯并  [d,g]-1,3,2-dioxaphosphocine,6-氟-2,4,8,10-四叔丁基-12-甲基-二苯并[d,g]-1,3,2-dioxaphosphocine,亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)甲基酯,亚磷酸双(2,4-二叔丁基-6-甲基苯基)乙基酯。
例如,这些光稳定剂还能够加入到相邻的表面涂层中,由此它们逐渐扩散到所要保护的烘烤喷漆层中。相邻的表面涂层可以是在烘烤喷漆下的底漆或在烘烤喷漆上的面漆上。
还可以将例如改变或增加光谱灵敏度的光敏剂加入到该树脂中,使得照射期能够减少和/或能够使用其它光源。光敏剂的实例是芳族酮类或芳族醛类(如在US 4017652中所述),3-酰基-香豆素(如在US4366228,EP 738928,EP 22188中所述),酮-香豆素(如在US 5534633,EP 538997,JP 8272095-A中所述),苯乙烯基-香豆素(如在EP 624580中所述),3-(芳酰基亚甲基)-噻唑啉,噻吨酮,缩合芳族化合物,如苝,芳族胺(如在US 4069954或WO 96/41237中所述)或阳离子和碱性着色剂(如US 4026706中所述),例如曙红,绕丹宁和赤藓红着色剂,以及如在JP8320551-A,EP 747771,JP 7036179-A,EP 619520,JP 6161109-A,JP 6043641,JP 6035198-A,WO 93/15440,EP 568993,JP 5005005-A,JP 5027432-A,JP5301910-A,JP 4014083-A,JP4294148-A,EP 359431,EP 103294,US 4282309,EP 39025,EP5274,EP 727713,EP 726497或DE 2027467中所述的染料和颜料。
其它常用添加剂是-取决于预期用途-光学增白剂,填料,颜料,着色剂,润湿剂或流动性改进剂和粘合促进剂。
为了固化厚而着色的涂料,如在US 5013768中所述,添加微玻璃珠或粉状玻璃纤维是适合的。
鎓盐例如还能够用于杂化(hydrid)体系。这些体系以通过两种不同反应机理完全固化的配制料为基础。它们的实例是包括能够进行酸催化的交联反应或聚合反应的组分,而且还包括通过第二种机理交联的其它组分的体系。该第二种机理的实例是自由基完全固化,氧化交联或水分引发的交联。该第二种固化机理可以单纯通过热,如果必要,用适合的催化剂,或者还可使用第二种光引发剂借助光来引发。适合的其它光引发剂如以上所述。
如果该组合物包括自由基可交联的组分,固化方法,尤其是着色(例如用二氧化钛)的组合物的固化方法还能够通过添加在热条件下形成自由基的组分,如偶氮化合物,例如2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈),三氮烯,苯并噻二唑,五氮二烯或过氧化合物,例如氢过氧化物或过碳酸酯,例如叔丁基氢过氧化物来促进,如在EP 245639中所述那样。氧化还原引发剂,如钴盐的添加能使固化通过用来自空气中的氧的氧化交联来促进。
表面涂料能够通过本领域常用的方法之一,例如喷涂,涂抹或浸渍来施涂。当使用适合的表面涂料时,电施涂,例如阳极电泳沉积也是可行的。干燥后,照射表面涂料膜。如果必要,该表面涂料膜然后通过热处理来完全固化。
式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物还能够用于固化由复合材料制备的模制品。复合材料由用光固化配制料浸渍的自支持基质材料,例如玻璃纤维织物组成。
从EP 592139中得知,鎓盐能够用作适于玻璃、铝和钢表面的表面处理和清洁的组合物中可以用光来活化的产酸剂。这些化合物在有机硅烷体系中的使用导致了储存稳定性显著优于当使用游离酸时获得的那些的组合物。式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物还适合于该应用。
本发明的鎓盐还能够用来成型用照相平版印刷术进行酸诱发的转变,达到其中它们具有所需性能的状态的聚合物。例如,该鎓盐能够如在M.L.Renak;Bazan;D.Roitman;Advanced materials 1997, 9,392中所述那样用来形成共轭发光聚合物的图案。这些带图案的发光聚合物能够用于生产带微型图案的发光二极管(LED),它能够用来制造显示器和数据存储媒体。以类似的方式,能够照射聚酰亚胺的前体(例如具有改变在显影剂中的溶解度的酸不稳定保护基团的聚酰亚胺前体)以形成带图案的聚酰亚胺层,它能够用作生产微芯片和印刷电路板的保护涂层,绝缘层和缓冲层。
当它们用于印刷电路板的顺序增长体系,应力缓冲层和生产集成电路时,本发明的配制料还可以用作保形涂料,光可成像的绝缘层和电介质。
已知的是,共轭聚合物,例如聚苯胺能够通过质子掺杂由半导体状态转化为导体状态。本发明的鎓盐还能够用来成像照射包括这些共轭聚合物的组合物,以便形成植入绝缘材料(非曝露区域)内的导电结构(曝露区域)。这些材料能够用作生产电和电子设备的线路和连接部件。
包括式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物的组合物的适合辐射源是发射大约150-1500,例如180-1000,或优选190-700nm的波长的射线的辐射源以及电子束辐射和高能电磁辐射如X射线。点源和平面投影仪(灯罩)均是适宜的。实例是:碳弧灯,氙弧灯,中压、高压和低压汞灯,任选掺杂金属卤化物(金属卤化物灯),微波激发金属蒸汽灯,受激准分子灯,超光化荧光管,荧光灯,氩气白炽灯,电子闪光灯,照相泛光照明灯,用同步加速器或激光等离子体产生的电子束和X射线束。在辐射源和所要照射的根据本发明的基材之间的距离例如能够为2cm到150cm,根据预期用途和辐射源的类型和/或强度。适合的辐射源尤其是汞蒸汽灯,尤其是中和高压汞灯,如果需要,能够从它的辐射中滤出其它波长的发射谱线。对于相对短波长辐射,情况尤其如此。然而,还可以使用在适当波长范围内发射的低能灯(例如荧光管)。它的实例是Philips TL03灯。能够使用的另一类辐射源是作为小带发射源或作为宽带(白光)源在整个光谱的不同波长下发射的发光二极管(LEI)。还适合的是激光发射源,例如受激准分子激光,如在248nm辐射的Kr-F激光,在193nm的Ar-F激光,或在157nm的F2激光。还能够使用在可见范围和红外范围的激光。尤其适合的是汞i,h和g线在365、436和405nm的波长下的辐射。适合的激光束源例如是氩离子激光,它发射454、458、466、472、478、488和514nm波长的射线。还能够使用发射1064nm的光和它的第二和第三谐波(分别为532nm和355nm)的Nd-YAG-激光器。还适合的是例如具有442nm的发射的氦/镉激光器或在UV范围内发射的激光器。用这类辐射,绝对不必要使用与光聚合涂层接触的光掩模来产生正性或负性光刻胶;受控的激光束能够直接书写到该涂层上。为此,根据本发明的材料的高灵敏度是非常有利的,使得在相对低的强度下具有高书写速度。在照射时,在表面涂料的照射部分中的组合物中的鎓盐分解,形成酸。
与用高强度辐射的普通UV固化相反,用根据本发明的化合物,在相对低强度的辐射的作用下获得了活化。这种辐射例如包括日光(阳光),以及与日光相当的辐射源。日光在光谱组成和强度上与在UV固化中惯用的人造辐射源的光不同。根据本发明的化合物的吸收特性与用于固化的天然辐射源一样非常良好地适于利用日光。能够用于活化根据本发明的化合物的与日光相当的人工光源被理解为低强度的发射器,如某些荧光灯,例如Philips TL05特殊荧光灯或Philips TL09特殊荧光灯。具有高日光含量的灯和日光本身尤其能够以不剥落(tack-free)方式令人满意地固化表面涂层的表面。在该情况下,不需昂贵的固化装置,以及该组合物尤其能够用于外用面漆。用日光或与日光相当的光源固化是节能方法和防止了在外部应用中挥发性有机组分的放出。与适于平坦组件的输送带方法相反,日光固化还能够用于在静态或固定制品和结构上的外用面漆。
所要固化的表面涂料能够直接曝露于阳光下或与日光相当的光源下。然而,该固化还能够在透明层〔例如玻璃窗或塑料板)的后面进行。
以下实施例更详细地举例说明了本发明。如在本说明书剩余部分和权利要求书中的份和百分数按重量计,除非另有规定。在提到具有三个以上碳原子的烷基,而没有涉及任何特定异构体的场合,在所有情况下是指正异构体。
实施例1:苯基硫酸二苯基碘鎓
1.1:硫酸氢二苯基碘鎓
将55.5ml(0.625mol)的苯和53.5g(0.25mol)的碘酸钾加入到50ml的乙酸酐中,在用冰-盐浴冷却的同时,搅拌该反应混合物。向该悬浮液滴加35ml的浓硫酸和50ml的乙酸酐的***液,同时保持温度在5℃以下达3小时的时间。将反应混合物搅拌过夜,在反应过程中温度逐渐升至室温。在用冰浴冷却反应混合物后,添加300ml的***,再在0℃下搅拌1小时和在室温下搅拌另外4小时。过滤出沉淀物和用***洗涤。获得了呈淡红色固体的粗硫酸氢二苯基碘鎓,并在不进一步纯化的情况下在下一步中使用。
1.2:苯基硫酸四甲基铵
将25g(0.266mol)的苯酚溶解在100ml的二甲基甲酰胺(DMF)中,再将46.5g(0.292mol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将100ml的26%氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液加入到该混合物中,再在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将50ml的乙醇加入到残留物中,再在室温下搅拌30分钟。过滤出固体和用乙醇洗涤。获得了呈白色固体的苯基硫酸四甲基铵,并且在不进一步纯化的情况下在下一步中使用。
1.3:苯基硫酸二苯基碘鎓
将3g的粗硫酸氢二苯基碘鎓溶解在50ml水中。向该溶液添加2.35g的粗苯基硫酸四甲基铵溶解在10ml水中的溶液。将该混合物在室温下搅拌7小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物通过在1,2-二氯乙烷中再结晶来纯化,获得了呈白色固体的1.29g的苯基硫酸二苯基碘鎓,mp.129-132℃。用1H-NMR谱(CDCl3/DMSO-d6)来确定结构。δ[ppm]:7.08(t,1H),7.22-7.30(m,4H),7.42(t,4H),7.58(t,2H),7.92(d,4H)。
实施例2:4-叔丁基苯基硫酸二(4-叔丁基苯基)碘鎓
2.1:4-叔丁基苯基硫酸铵
将25g(0.166mol)的4-叔丁基酚溶解在50ml的DMF中,再将溶解在100ml DMF中的31.7g(0.199mol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将13ml的氨溶液加入到混合物中,再在室温下搅拌30分钟。用旋转蒸发仪除去溶剂,获得了呈淡棕色固体的4-叔丁基苯基硫酸铵,它在不进一步纯化的情况下在下一步中使用。
2.2:4-叔丁基苯基硫酸二(4-叔丁基苯基)碘鎓
将10g(74.5mmol)的叔丁基苯和8.6g(40.2mmol)的碘酸钾加入到10ml的乙酸酐中,再在用冰-盐浴的冷却下搅拌。向悬浮液滴加6ml浓硫酸和10ml乙酸酐的***液,同时温度在5℃以下保持1小时。将反应混合物搅拌过夜,温度在反应过程中逐渐升至室温。在用冰浴冷却反应混合物后,添加30ml的水。向该溶液添加溶解在20ml水中的9.2g的粗4-叔丁基苯基硫酸铵,随后添加40ml的氨溶液,以中和混合物。在室温下将混合物搅拌4小时后,产物用二氯甲烷萃取,再用水洗涤有机层,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物通过在甲苯/己烷中重结晶来纯化,获得了呈白色固体的5.59g的4-叔丁基苯基硫酸二(4-叔丁基苯基)碘鎓,mp.159-163℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:1.25(s,9H),1.28(s,18H),7.19(d,2H),7.26(d,2H),7.41(d,4H),7.84(d,4H)。
实施例3:苯基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓
3.1:硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓
将111.2g(0.75mol)的叔-戊基苯和86.7g(0.405mol)的碘酸钾加入到86ml的乙酸酐中,在用冰-盐浴冷却下,搅拌该反应混合物。向该悬浮液滴加60.3ml的浓硫酸和86ml的乙酸酐的***液,同时保持温度在5℃以下达4小时的时间。将反应混合物搅拌过夜,在反应过程中温度逐渐升至室温。在用冰浴冷却反应混合物后,添加100ml的水。产物用二氯甲烷萃取,再用水洗涤有机层,用MgSO4干燥,再浓缩,获得了呈褐色固体的粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓。该粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓在没有进一步纯化的情况下在下一步中使用。
3.2:苯基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓
将3.9g的根据实施例1.2的方法制备的粗苯基硫酸四甲基铵溶解在10ml的水中。向该溶液添加溶解在5ml甲醇中的6.8g粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓。将该混合物在室温下搅拌3小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外2小时。产物用二氯甲烷萃取,再用水洗涤有机层,用MgSO4干燥,再浓缩。将200ml的叔丁基甲基醚加入到残留物中,获得了白色固体。在将悬浮液在60℃下搅拌15分钟后,过滤出沉淀物和用叔丁基甲基醚洗涤,获得了呈白色固体的4.37g的苯基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓,mp.122-125℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.64(t,6H),1.23(s,12H),1.61(q,4H),7.07(t,1H),7.21-7.29(m,4H),7.34(d,4H),7.82(d,4H)。
实施例4:丙基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓
4.1:丙基硫酸四甲基铵
将10ml(0.134mol)的1-丙醇溶解在40ml的DMF中,再将23.4g(0.147mol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将51.5g的26%TMAH水溶液加入到该混合物中,然后在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将50ml的丙酮加入到残留物中,再在室温下搅拌30分钟。过滤出固体,再用丙酮洗涤。获得了呈白色固体的粗丙基硫酸四甲基铵,以及在不进一步纯化的情况下在下一步中使用。
4.2:丙基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓
将3.4g的粗丙基硫酸四甲基铵溶解在10ml水中。向该溶液添加溶解在5ml甲醇中的6.8g的根据实施例3.1的方法制备的粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓。将混合物在室温下搅拌4小时。将10ml二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外2小时。产物用二氯甲烷萃取,再用水洗涤有机层,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法纯化,先后用二氯甲烷与二氯甲烷和乙醇(95∶5)作为洗脱剂,获得了3.86g的呈褐色固体的丙基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓,mp.48-53℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.65(t,6H),0.88(t,3H),1.24(s,12H),1.56-1.66(m,6H),3.89(t,2H),7.37(d,4H),7.88(d,4H)。
实施例5:4-叔丁基苯基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓
将7.5g的根据实施例2.1的方法制备的粗4-叔丁基苯基硫酸铵溶解在10ml水中。将溶解在5ml甲醇中的15.6g的粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓(根据实施例3.1)加入到该溶液中。将混合物在室温下搅拌2小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外2小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物通过在环己烷中重结晶来纯化,获得了呈白色固体的6.96g的4-叔丁基苯基硫酸二(4-叔戊基苯基)碘鎓,mp.129-133℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.65(t,6H),1.24(m,21H),1.62(q,4H),7.21(d,2H),7.27(d,2H),7.37(d,4H),7.83(d,4H)。
实施例6:对亚苯基二硫酸双[二(4-叔戊基苯基)碘鎓]
6.1:对亚苯基二硫酸双(四甲基铵)
将15g(136mmol)的对氢醌溶解在143ml的DMF中,再将47.7g(300mmol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将105g的26%TMAH水溶液加入到该混合物中,再在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将100ml的乙醇加入到残留物中,再在室温下搅拌30分钟。过滤出该固体,用乙醇洗涤。获得了呈白色固体的粗对亚苯基二硫酸双(四甲基铵),并且在没有进一步纯化的情况下在下一步中使用。
6.2对亚苯基二硫酸双[二(4-叔戊基苯基)碘鎓]
将1.9g的粗对亚苯基二硫酸双(四甲基铵)溶解在10ml水中。将溶解在2ml甲醇中的3.4g的粗硫酸氢二(4-叔戊基苯基)碘鎓(根据实施例3.1获得)加入到该溶液中。将混合物在室温下搅拌1小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外3小时。该产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物通过在甲苯中重结晶来纯化,获得了呈白色固体的1.92g的对亚苯基二硫酸双[二(4-叔戊基苯基)碘鎓],mp.111-115℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.63(t,12H),1.23(s,24H),1.60(q,8H),7.18(s,4H),7.36(d,8H),7.82(d,8H)。
实施例7:苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
7.1:硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
在用冰浴冷却下,将11.9g(54.8mmol)的4-碘甲苯和9.2g(68.5mmol)的异丁基苯滴加到35ml浓硫酸和22ml的水的溶液中。在用冰-盐浴冷却下将25g的过二硫酸铵按份添加到该溶液中,保持温度在0℃以下达1小时。将反应混合物搅拌过夜,温度在反应过程中逐渐升到室温。在用冰浴冷却反应混合物后,,加入118ml的水。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩,获得了呈褐色固体的硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓。该粗硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓在没有进一步纯化的情况下在下一步中使用。
7.2:苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
将0.98g的根据实施例1.2的方法制备的粗苯基硫酸四甲基铵溶解在10ml水中。将溶解在10ml甲醇中的1.48g的粗硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓加入到该溶液中。将该混合物在室温下搅拌1小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外3小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法纯化,先后用二氯甲烷与二氯甲烷和乙醇(95∶5)作为洗脱剂,获得了呈浅黄色树脂的1.54g的苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.87(d,6H),1.78-1.87(m,1H),2.37(s,3H),2.47(d,2H),7.08(t,1H),7.13-7.31(m,8H),7.77(d,4H)。
实施例8:4-氟苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
8.1:4-氟苯基硫酸四甲基铵
将10g(89mmol)的4-氟酚溶解在47ml的DMF中,再将15.6g(98mmol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将34.4g的26%TMAH水溶液加入到该混合物中,再在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将50ml的乙醇加入到残留物中,再在室温下搅拌30分钟。过滤出固体,再用乙醇洗涤。获得了呈淡棕色固体的粗4-氟苯基硫酸四甲基铵,并在不进一步纯化的情况下在下一步中使用。
8.2:4-氟苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
将1.05g的粗4-氟苯基硫酸四甲基铵溶解在10ml的水中。将溶解10ml甲醇中的1.48g的粗硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓(根据实施例7.1获得)加入到该溶液中。将混合物在室温下搅拌1小时。将10ml二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外3小时。产物用二氯甲烷萃取,再用水洗涤有机层,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法纯化,先后用二氯甲烷与二氯甲烷和乙醇(95∶5)作为洗脱剂,获得了1.46g的呈褐色树脂的4-氟苯基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.87(d,6H),1.79-1.86(m,1H),2.38(s,3H),2.47(d,2H),6.87(t,2H),7.13-7.22(m,6H),7.78(d,4H)。
实施例9:苯基甲基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
9.1:苯基甲基硫酸四甲基铵
将10g(92.5mmol)的苄醇溶解在50ml的DMF中,再将16.2g(102mmol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将35.8g的26%TMAH水溶液加入到该混合物中,在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将200ml的丙酮加入到残留物中,再在室温下搅拌30分钟。过滤出固体,用丙酮洗涤。获得了呈白色固体的粗苯基甲基硫酸四甲基铵,并没有进一步纯化的情况下在下一步中使用。
9.2:苯基甲基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓
将1.03g的粗苯基甲基硫酸四甲基铵溶解在10ml的水中。将溶解在10ml的甲醇中的1.48g的硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓(根据实施例7.1获得)加入到该溶液中。将该混合物在室温下搅拌1小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外3小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法来纯化,先后用二氯甲烷与二氯甲烷和乙醇(95∶5)作为洗脱剂,获得了呈浅褐色树脂的1.31g的苯基甲基硫酸(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.86(d,6H),1.80-1.85(m,1H),2.36(s,3H),2.45(d,2H),4.97(s,2H),7.12-7.37(m,9H),7.77-7.81(m,4H)。
实施例10:对亚苯基二硫酸双[(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓]
将0.69g的粗对亚苯基二硫酸双(四甲基铵)溶解在10ml的水中。将溶解在10ml的甲醇中的1.48g的硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓(根据实施例7.1获得)加入到该溶液中。将该混合物在室温下搅拌1小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌另外3小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法来纯化,用二氯甲烷,然后用二氯甲烷和乙醇(95∶5)作为洗脱剂,获得了呈白色固体的1.06g的对亚苯基二硫酸双[(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓]。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.85(d,12H),1.74-1.85(m,2H),2.34(d,6H),2.43(d,4H),7.12-7.19(m,12H),7.77-7.82(m,8H)。
实施例11
Figure A0182005700781
11.1:环己烷-1,4-二(亚甲基硫酸)二铵
将10g(69.3mmol)的1,4-环己烷二甲醇溶解在73ml的DMF中,再将24.3g(152.6mmol)的吡啶/三氧化硫络合物加入到该溶液中。将反应混合物在50℃下搅拌3小时和在室温下搅拌另外15小时。将53.5g的26%TMAH水溶液加入到该混合物中,在室温下搅拌30分钟。在用旋转蒸发仪除去溶剂后,将50ml乙醇加入到该残留物中和在室温下搅拌30分钟。过滤出固体,再用乙醇洗涤。获得了呈白色固体的粗产物,在没有进一步纯化的情况下在下一步中使用。
11.2:环己烷-1,4-二(亚甲基硫酸)双[(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓]
将0.74g的如实施例11.1所述获得的粗产物化合物溶解在10ml的水中。将溶解在10ml的甲醇中的1.48g的硫酸氢(4-甲基苯基)(4’-异丁基苯基)碘鎓(根据实施例7.1获得)加入到该溶液中。将该混合物在室温下搅拌1小时。将10ml的二氯甲烷加入到该溶液中,再在室温下搅拌3小时。产物用二氯甲烷萃取,有机层用水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物在硅胶上通过快速色谱法来纯化,先用二氯甲烷,然后用二氯甲烷和乙醇(2∶1)作为洗脱剂,获得了呈浅褐色固体的产物,mp.81-85℃。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:0.87(d,12H),1.35-1.90(m,10H),2.38(s,6H),2.47(d,4H),3.70/3.82(d,4H),7.16-7.24(m,8H),7.82-7.88(m,8H)。
实施例12:4-叔丁基苯基硫酸三苯基锍
将1.0g的四氟硼酸三苯基锍溶解在50ml的80℃水中。向该溶液添加0.85g的粗4-叔丁基苯基硫酸铵(如在实施例2.1中所述那样制备)在10ml水中的的溶液,并在80℃下搅拌1小时。产物用二氯甲烷萃取,以及有机层用2.5%氨溶液和水洗涤,用MgSO4干燥,再浓缩。残留物通过在乙酸乙酯中重结晶来纯化,获得了呈白色固体的0.72g的4-叔丁基苯基硫酸三苯基锍。用1H-NMR谱(CDCl3)来确定结构。δ[ppm]:1.24(s,9H),7.21(d,2H),7.28(d,2H),7.60-7.79(m,15H)。
实施例13-53
使用相应的原料(educts),根据在实施例1.3中所述的方法获取实施例13-53的化合物。结构和物理数据在表1中列出。
表1
Figure A0182005700801
Figure A0182005700821
Figure A0182005700861
Figure A0182005700871
Figure A0182005700881
实施例54
通过将以下组分混合来制备化学放大正性光刻胶配制料:
100.0份的树脂粘结剂(22mol%苯乙烯,69mol%对羟基苯乙烯和9mol%丙烯酸叔丁酯的共聚物,具有9850的Mw;RTM Maruzen MARUKALYNCUR PHS/STY/TBA,由Maruzen Oil Company,Japan提供)
0.5份的流平剂(FC-430,由3M提供)
475.0份的丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)(由Tokyo Kasei,Japan提供)
4.0份的所要测试的光致产酸剂(photoacid generator)。
在大约1700rpm下将光刻胶配制料旋涂到六甲基二甲基硅烷-处理的有机硅(silicone)片达45秒,再在电热板上在140℃下软烘烤90秒,获得了800nm的膜厚度。光刻胶膜用Ushio’s高压汞灯,UXM-501MD和掩模对准器Canon PLA-521通过窄带干涉滤波器和多密度石英掩模曝露于254nm波长深UV射线。在电热板上在140℃进行曝光后烘烤90秒后,将该膜显影。用购自Ushio的Unimeter UIT-150测定曝光强度。“清除剂量”(E0)是用在1.79%氢氧化四甲基铵含水显影剂中的60秒浸渍显影刚好足够完全除去光刻胶膜的剂量,由在R.Dammel,Diazonaphthoquinone-based Resists,SPIE Tutorial Text SeriesVol.TTll,Optical Engineering Press,10-11页(1993)中所述的测量对比度曲线(特性曲线)来测定。所需剂量越小,该光刻胶配制料越灵敏。结果在表2中收集,说明了根据本发明的组合物适于制备正性光刻胶。
表2
  实施例的化合物   清除剂量(E0)[mJ/cm2]
    1      1.05
    2      0.68
    3      0.91
    4      1.43
    5      0.62
    6      1.06
    7      1.24
    8      1.23
    9      1.18
    10      1.55
    11      2.14
    12      0.69
    13      1.05
    14      0.98
    15      1.05
    16      0.81
    17      0.58
    18      0.82
    19      0.82
    20      0.89
    21      0.73
    22      0.74
    23      0.74
    24      1.02
    25      1.57
    26      1.09
    27      1.08
    28      1.06
  实施例的化合物  清除剂量(E0)[mJ/cm2]
    29      0.72
    30      1.14
    31      0.86
    32      0.94
    33      1.12
    34      1.85
    35      0.98
    36      0.82
    37      1.20
    46      0.89
    47      0.99
    48      0.94
    49      1.37
    50      1.59
    51      1.62
实施例55
通过将以下组分混合来制备化学放大正性光刻胶配制料:
100.0份的树脂粘结剂(39mol%对-(叔丁氧羰基氧基)苯乙烯和61mol%对羟基苯乙烯的共聚物,由具有11900的Mw的VP-8000获得,由Nippon Soda Co.,Ltd,Japan提供)
0.5份的流平剂(FC-430,由3M提供)
475.0份的丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)(由Tokyo Kasei,Japan提供)
4.0份的所要测试的光致产酸剂。
在大约1800rpm下将光刻胶配制料旋涂到六甲基二甲基硅烷-处理的有机硅片达45秒,再在电热板上在85℃下软烘烤60秒,获得了800nm的膜厚度。然后,光刻胶膜用Ushio’s高压汞灯,UXM-501MD和掩模对准器Canon PLA-521通过窄带干涉滤波器和多密度石英掩模曝露于254nm波长深UV射线。在电热板上在85℃进行曝光后烘烤60秒后,将该光刻胶显影。用购自Ushio的Unimeter UIT-150测定曝光强度。“清除剂量”(E0)是用在2.38%氢氧化四甲基铵含水显影剂中的60秒浸渍显影刚好足够完全除去光刻胶膜的剂量,由测量对比度曲线(特性曲线)来测定。所需剂量越小,该光刻胶配制料越灵敏。结果在表3中收集,说明了所述组合物适于制备正性光刻胶。
表3
 实施例的化合物   清除剂量(E0)[mJ/cm2]
    3     21
    4     18

Claims (16)

1、化学放大光刻胶组合物,其包括:
(a)在酸的作用下固化的化合物或其溶解度在酸的作用下增加的化合物;和
(b)作为光敏酸给体的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物:
其中:
R1是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-或-(CO)-的C2-C12烷基,或是C3-C30环烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基,或是C1-C5卤代烷基,或是C2-C12链烯基,或是C4-C8环烯基,或是C6-C12双环烯基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基;任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1是苯基,或是萘基,或是蒽基或是菲基,或是杂芳基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-的C2-C12亚烷基;任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是亚苯基,亚萘基, 二亚苯基,氧联二亚苯基或
其中这些基团是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是
Figure A018200570004C1
Figure A018200570004C2
A是直接键,-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-;
B是直接键,C1-C12亚烷基,或***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基,和任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C6烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R2是氢;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或被C1-C4烷酰基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R4、R5和R6彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基-苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选***-O-或-NR6-;
Ar1和Ar2彼此独立是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基,或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基;***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
或倘若适宜,Ar1和Ar2与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-或-(CO)-一起形成稠环;
其中全部基团Ar1和Ar2任选另外可以被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
或Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是C1-C12烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C12烷基,或是C1-C5卤代烷基;或是任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成稠环;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成5-,6-或7-元环;
其中全部基团Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,苯基,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
X是亚苯基,或是亚萘基,或是 或是二亚苯基,
或是氧联二亚苯基,或是
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或X是
Figure A018200570007C1
Y具有对于X给出的含义之一,
或是C1-C12亚烷基;或***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基;其中该C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基是未取代的或被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或Y是是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代。
2、根据权利要求1的化学放大光刻胶组合物,其包括式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和/或IIc的化合物,其中
R1是C1-C5烷基,它是未取代的或被一个或多个任选***一个或多个-O-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C8环烷基取代;或被卤素,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,和/或-O(CO)R2取代;
或R1是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-O(CO)R2,-NR6(CO)R2,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯环上的其它取代基,或与苯环上的碳原子之一形成5或6元环;
或R1是萘基,它是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,卤素,和/或-OR3取代;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C2-C12亚烷基;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-;
或R1’是亚苯基,亚萘基,
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,C1-C4烷氧基,和/或苯氧基取代;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基或萘基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,和/或C1-C4烷氧基取代;
或R4和R5彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,或萘基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选可以***-O-或-NR6-;
Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;
其中全部基团Ar1,Ar2,Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,它是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-OR3,和/或-SR6取代;和
X和Y彼此独立是亚苯基,或 二亚苯基,氧联二亚苯基,或
Figure A018200570009C2
3、根据权利要求1的化学放大光刻胶组合物,它是正性光刻胶。
4、根据权利要求3的化学放大正性光刻胶组合物,其包括:
(a1)具有在酸的存在下分解以增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种聚合物,和/或
(a2)具有在酸的存在下分解以增加在碱性显影剂水溶液中的溶解度的酸不稳定基团的至少一种单体或低聚溶解抑制剂和/或
(a3)至少一种碱溶性单体、低聚或聚合化合物;和
(b)作为光敏酸给体的至少一种式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物。
5、根据权利要求1的化学放大光刻胶组合物,它是负性光刻胶。
6、根据权利要求5的化学放大负性光刻胶组合物,其包含:
(a4)作为粘结剂的碱溶性树脂,
(a5)当用酸催化时本身和/或与该粘结剂进行交联反应的组分,和
(b)作为光敏酸给体的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的至少一种化合物。
7、根据权利要求1-6中任一项的化学放大光刻胶组合物,除了组分(a)和(b),或组分(a1),(a2),(a3)和(b),或组分(a4),(a5)和(b)以外,包括其它添加剂(c),其它光敏酸给体化合物(b1),其它光引发剂(d)和/或敏化剂(e)。
8、制备光刻胶的方法,包括:
(1)将如上所述的组合物施涂于基材上;
(2)在60℃至160℃的温度下将该组合物进行施涂后烘烤;
(3)用150nm至1500nm波长的光成像照射;
(4)任选在60℃至160℃的温度下将该组合物进行曝光后烘烤;和
(5)用溶剂或用含水碱性显影剂显影。
9、式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物:
Figure A018200570010C1
其中
R1是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-或-(CO)-的C2-C12烷基,或是C3-C30环烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基,或是C1-C5卤代烷基,或是C2-C12链烯基,或是C4-C8环烯基,或是C6-C12双环烯基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基;任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1是苯基,或是萘基,或是蒽基或是菲基,或是杂芳基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
其中所有基团R1任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
R1’是C1-C12亚烷基,或是***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-,或-OSO2-的C2-C12亚烷基;任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是亚苯基,亚萘基,
Figure A018200570011C1
二亚苯基,氧联二亚苯基或
Figure A018200570011C2
其中这些基团是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或R1’是
A是直接键,-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-;
B是直接键,C1-C12亚烷基或***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基,和任选地,该基团C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
R2是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R2是氢;
R3是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基;或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,-NR4R5,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R3是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
R4、R5和R6彼此独立是苯基,或是C3-C30环烷基,或是C1-C5烷基,或是***一个或多个-O-的C2-C5烷基,或是***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;或是C2-C18烷酰基,或是苯甲酰基,或是C1-C18烷基磺酰基,
所有这些是未取代的或被苯基,OH,C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,C1-C4烷氧基,苯氧基,苯氧基羰基,苯基硫基,苯基硫代羰基,C1-C4烷基硫基,C2-C4烷氧基羰基,C2-C4卤代烷酰基,卤代苯甲酰基,C1-C4烷基磺酰基,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,C1-C4烷基磺酰基氧基,苯基磺酰基氧基,(4-甲基苯基)磺酰基氧基和/或C1-C4烷酰基取代;
或R4、R5和R6彼此独立是氢,苯基磺酰基,(4-甲基苯基)磺酰基,萘基磺酰基,蒽基磺酰基或菲基磺酰基;
或R4和R5与它们所连接的氮原子一起形成5-,6-或7-元环,它任选可以***-O-或-NR6-;
Ar1和Ar2彼此独立是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基,或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基;***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基取代;或被卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
或倘若适宜,Ar1和Ar2与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-一起形成稠环;
其中全部基团Ar1和Ar2任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
或Ar3,Ar4和Ar5彼此独立是C1-C12烷基;或是***一个或多个-O-的C2-C12烷基,或是C1-C5卤代烷基;或是任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-的C3-C30环烷基;
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C12烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成稠环;
或倘若适宜,Ar3和Ar4与C1-C2亚烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-一起形成5-,6-或7-元环;
其中全部基团Ar3,Ar4和Ar5任选另外被具有在酸的作用下裂解的-O-C-键或-O-Si-键的基团取代;
Ar6是苯基,或是萘基,或是蒽基,或是菲基或是杂芳基,
所有这些是未取代的或被-个或多个C1-C5烷基;***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代;或被C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,苯基,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代,任选地,取代基-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2通过基团R2、R3、R4、R5和/或R6与在苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的其它取代基,或与苯基、萘基、蒽基、菲基或杂芳基环上的碳原子之一形成5或6元环;
X是亚苯基,或是亚萘基,或是 或是二亚苯基,或是氧联二亚苯基,或是
Figure A018200570014C2
所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或X是
Y具有对于X给出的含义之一,
或是C1-C12亚烷基,或***一个或多个C3-C30亚环烷基,-O-,-S-,-NR6-,-(CO)-,-O(CO)-,-S(CO)-,-NR6(CO)-,-SO-,-SO2-或-OSO2-的C2-C12亚烷基;其中该C1-C12亚烷基和C2-C12亚烷基是未取代的或被一个或多个C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
或Y是C3-C30亚环烷基,任选***一个或多个-O-,-S-,-NR6-,-C(O)-,-O(CO)-,或-NR6(CO)-,并且是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基,C3-C30环烷基,卤素,-NO2,-CN,-Ar6,-(CO)R2,-(CO)OR3,-(CO)NR4R5,-O(CO)R2,-O(CO)OR3,-O(CO)NR4R5,-NR6(CO)R2,-NR6(CO)OR3,-OR3,-NR4R5,-SR6,-SOR2,-SO2R2和/或-OSO2R2取代;
前提是:
(i)如果Ar3,Ar4和Ar5的至少一个是甲基,那么R1不是甲基和
(ii)如果Ar3,Ar4和Ar5的至少一个是乙基,那么R1不是乙基。
10、根据权利要求9的式Ia,Ic或IIa的化合物,其中:
R1是C1-C5烷基,C1-C5卤代烷基或C3-C30环烷基,所有这些是未取代的或被一个或多个C1-C5烷基,-Ar6,-(CO)R2,或被任选***一个或多个-O-的C3-C30环烷基取代;
或R1是苯基或萘基,它是未取代的或被C1-C5烷基,卤素,-(CO)R2,或-OR3取代;
R1’是C3-C30亚环烷基或亚苯基;
R2是苯基,C1-C5烷基或氢;
R3是C1-C5烷基;
Ar1和Ar2彼此独立是未取代的或被C1-C12烷基取代的苯基;
Ar3,Ar4和Ar5具有对于Ar1和Ar2给出的含义之一,
Ar6是苯基,萘基,蒽基或杂芳基,所有这些是未取代的或被NO2,C1-C5烷基,***一个或多个-O-的C2-C12烷基取代。
11、组合物,其包括:
(a)在酸的作用下固化的化合物或其溶解度在酸的作用下增加的化合物;和
(b)作为光敏酸给体的根据权利要求9的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的的至少一种化合物。
12、根据权利要求9的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光敏酸给体在能够于酸的作用下交联的组合物中的用途,和/或作为溶解增强剂在其中溶解度在酸的作用下增加的组合物中的用途。
13、使能够在酸的作用下交联的化合物交联的方法,该方法包括将根据权利要求9的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb和/或IIc的化合物加入到上述化合物中和用具有150-1500nm波长的光成像照射或在整个区域上照射。
14、根据权利要求9的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光敏酸给体在制备表面涂料,印刷油墨,印刷版,齿用组合物,滤色器,光刻胶或影像记录材料,或用于记录全息影像的影像记录材料中的用途。
15、根据权利要求13的方法,用于制备表面涂料,印刷油墨,印刷版,齿用组合物,滤色器,光刻胶或影像记录材料,或用于记录全息影像的影像记录材料。
16、根据权利要求1的式Ia,Ib,Ic,IIa,IIb或IIc的化合物作为光敏酸给体在制备滤色器或化学放大光刻胶中的用途。
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