環(huán)狀化合物、其制造方法、組合物以及抗蝕圖案形成方法
【專利摘要】分子量為500～5000的式（1）所示的環(huán)狀化合物、其制造方法、包含其的組合物以及使用了該組合物的抗蝕圖案形成方法。（式（1）中、R0中的至少一者為包含碘原子的一價(jià)基團(tuán)）。
【專利說明】環(huán)狀化合物、其制造方法、組合物以及抗蝕圖案形成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)式所示的環(huán)狀化合物及其制造方法。
[0002]另外，本發(fā)明涉及包含前述環(huán)狀化合物的組合物以及使用其的抗蝕圖案形成方法。
【背景技術(shù)】
[0003]迄今為止，一般的抗蝕材料為能夠形成非晶薄膜的高分子類材料。例如，對抗蝕薄膜照射紫外線、遠(yuǎn)紫外線、電子射線、遠(yuǎn)紫外線(EUV)、X射線等，從而形成45~IOOnm左右的線狀圖案，所述抗蝕 薄膜是將聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解離性反應(yīng)基團(tuán)的聚羥基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯等高分子抗蝕材料的溶液涂布在基板上來制作的。
[0004]然而，聞分子系抗蝕劑的分子量較大，為I萬~10萬左右,分子量分布也寬，因此在使用高分子系抗蝕劑的光刻中，在微細(xì)圖案表面產(chǎn)生粗糙度，難以控制圖案尺寸，成品率降低。因此，在以往的使用高分子系抗蝕材料的光刻中微細(xì)化是存在限度的。為了制作更微細(xì)的圖案，提出了各種低分子量抗蝕材料。
[0005]例如，提出了使用以低分子量多核多酚化合物為主要成分的堿顯影型的負(fù)型輻射敏感組合物(參照專利文獻(xiàn)1、2)。
[0006]另外，作為低分子量抗蝕材料的候補(bǔ)，也提出了使用以低分子量環(huán)狀多酚化合物為主要成分的堿顯影型的負(fù)型輻射敏感組合物(參照專利文獻(xiàn)3~4和非專利文獻(xiàn)I)。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn):
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開2005-326838號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開2008-145539號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開2009-173623號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:W02011/024916國際公開小冊子
[0013]非專利文獻(xiàn)
[0014]非專利文獻(xiàn)1: T.Nakayama, M.Nomura, K.Haga, M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,2979 (1998)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0015]發(fā)明要解決的問題
[0016]然而，前述專利文獻(xiàn)I和2記載的負(fù)型輻射敏感組合物存在耐熱性不充分、得到的抗蝕圖案的形狀變差的缺點(diǎn)。
[0017]另外，對于前述專利文獻(xiàn)3~4和非專利文獻(xiàn)I記載的低分子量環(huán)狀多酚化合物，雖然分辨率、抗蝕圖案的粗糙度在某種程度上得到改善，但是從對用于半導(dǎo)體制造工藝的安全溶劑的溶解性、靈敏度以及得到的抗蝕圖案形狀的觀點(diǎn)來看，還期望進(jìn)一步改善。
[0018]本發(fā)明的目的在于提供對安全溶劑的溶解性高、高靈敏度且粗糙度小、且賦予良好的抗蝕圖案形狀的環(huán)狀化合物、其制造方法、包含該環(huán)狀化合物的組合物以及使用該組合物的抗蝕圖案形成方法。
[0019]用于解決問題的方案
[0020]本發(fā)明人等為了解決上述課題進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，具有特定結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物對安全溶劑的溶解性高、高靈敏度且粗糙度小、且賦予良好的抗蝕圖案形狀，從而完成了本發(fā)明。
[0021]即，本發(fā)明如下所述。
[0022][I] 一種環(huán)狀化合物，其為分子量500~5000的式(I)所示的環(huán)狀化合物。
[0023]
【權(quán)利要求】
1.一種環(huán)狀化合物，其為分子量500~5000的式(I)所示的環(huán)狀化合物，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的環(huán)狀化合物，其中所述式(I)所示的環(huán)狀化合物如式(2)所示，
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)狀化合物，其中，所述式(2)中的R2或所述式(3)中的R4中的至少一者為碘原子、由碘原子取代的碳數(shù)I~6的直鏈狀脂肪族烴基或由碘原子取代的碳數(shù)3~6的支鏈狀脂肪族烴基。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)狀化合物，其中，所述式(2)中的R’為所述式(3)所示的基團(tuán)，所述式(3)中的R4中的至少一者為碘原子、由碘原子取代的碳數(shù)1~6的直鏈狀脂肪族烴基或由碘原子取代的碳數(shù)3~6的支鏈狀脂肪族烴基。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)狀化合物，其中，在所述式(2)中，R1為氫原子、R’為所述式(3)所示的基團(tuán)，所述式(3)中的R4中的至少一者為碘原子、由碘原子取代的碳數(shù)1~6的直鏈狀脂肪族烴基或由碘原子取代的碳數(shù)3~6的支鏈狀脂肪族烴基。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)狀化合物，其中，所述式(2)所示的環(huán)狀化合物如式(4)所示，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的環(huán)狀化合物，其中所述式(4)所示的環(huán)狀化合物如式(5)所
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的環(huán)狀化合物，其中所述式(2)所示的環(huán)狀化合物如式(6)所示，
9.一種環(huán)狀化合物的制造方法，其為制造權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀化合物的方法，該方法中，使選自由具有包含碘原子的一價(jià)基團(tuán)的醛化合物(Al)組成的組中的I種以上的化合物與選自由酚化合物(Α2)組成的組中的I種以上的化合物進(jìn)行縮合反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的環(huán)狀化合物的制造方法，其中，所述醛化合物(Al)為具有I~4個(gè)甲?；桶庠拥囊粌r(jià)基團(tuán)的碳數(shù)2~59的化合物，所述酚化合物(Α2)為具有I~3個(gè)酹羥基的碳數(shù)6~15的化合物。
11.一種組合物，其含有:包含權(quán)利要求1~8中任一項(xiàng)所述的環(huán)狀化合物的固體成分和溶劑。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，相對于所述固體成分和所述溶劑的總計(jì)100質(zhì)量份，含有固體成分I~80質(zhì)量份和溶劑20~99質(zhì)量份。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的組合物，其中，所述環(huán)狀化合物的含量為所述固體成分的總質(zhì)量的50~99.999質(zhì)量％。
14.根據(jù)權(quán)利要求11~13中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，作為所述固體成分還含有產(chǎn)酸劑(C)，所述產(chǎn)酸劑(C)通過選自由可見光、紫外線、準(zhǔn)分子激光、電子射線、遠(yuǎn)紫外線(EUV)、X射線以及離子束組成的組中的任意一種輻射線的照射而直接或間接地產(chǎn)生酸。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的組合物，其中，所述產(chǎn)酸劑(C)的含量為所述固體成分的總質(zhì)量的0.001~49質(zhì)量％。
16.根據(jù)權(quán)利要求11~15中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，作為所述固體成分還含有酸交聯(lián)劑(G)。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的組合物，其中，所述酸交聯(lián)劑(G)的含量為所述固體成分的總質(zhì)量的0.5~49質(zhì)量％。
18.根據(jù)權(quán)利要求11~17中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，作為所述固體成分還含有酸擴(kuò)散控制劑(E)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的組合物，其中，所述酸擴(kuò)散抑制劑(E)的含量為所述固體成分的總質(zhì)量的0.0Ol~49質(zhì)量％。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中，相對于所述固體成分的總質(zhì)量， 含有50~99.4質(zhì)量％所述環(huán)狀化合物， 0.001~49質(zhì)量％產(chǎn)酸劑(C)，所述產(chǎn)酸劑(C)通過選自由可見光、紫外線、準(zhǔn)分子激光、電子射線、遠(yuǎn)紫外線(EUV)、X射線以及離子束組成的組中的任一種輻射線的照射而直接或間接地產(chǎn)生酸， 0.5~49質(zhì)量%酸交聯(lián)劑(G), 0.001 ~ 49質(zhì)量%酸擴(kuò)散控制劑CE), 且所述環(huán)狀化合物、所述產(chǎn)酸劑(C)、所述酸交聯(lián)劑(G)和所述酸擴(kuò)散控制劑(E)的總質(zhì)量為51質(zhì)量％以上。·
21.根據(jù)權(quán)利要求11~20中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述溶劑為選自由丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單甲醚以及環(huán)己酮組成的組中的至少一種以上。
22.根據(jù)權(quán)利要求11~21中任一項(xiàng)所述的組合物，其能夠通過旋涂形成非晶膜。
23.根據(jù)權(quán)利要求11~22中任一項(xiàng)所述的組合物，其能夠形成非晶膜，所述非晶膜的、在23 °C下的對顯影液的溶解速度為I θΑ/sec以上。
24.根據(jù)權(quán)利要求22或23所述的組合物，其中，所述非晶膜的、照射KrF準(zhǔn)分子激光、遠(yuǎn)紫外線、電子射線或者X射線后、或在20~250°C下加熱后的對顯影液的溶解速度為5 A/sec 以下。
25.根據(jù)權(quán)利要求11~24中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述組合物為輻射敏感組合物。
26.根據(jù)權(quán)利要求11~25中任一項(xiàng)所述的組合物，其中，所述組合物為抗蝕劑組合物。
27.一種抗蝕圖案形成方法，其包括以下工序:將權(quán)利要求11~26中任一項(xiàng)所述的組合物涂布在基板上形成抗蝕膜的工序，將所述抗蝕膜曝光的工序以及將曝光的抗蝕膜顯影的工序。
【文檔編號(hào)】C07C39/17GK103717562SQ201280039313
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月12日
【發(fā)明者】越后雅敏, 山川雅子 申請人:三菱瓦斯化學(xué)株式會(huì)社