專利名稱：環(huán)狀化合物、其生產(chǎn)方法、放射線敏感性組合物和抗蝕圖案形成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及作為酸增幅型非高分子系抗蝕材料而有用的由特定化學(xué)結(jié)構(gòu)式表示的環(huán)狀化合物、 其生產(chǎn)方法、包含其的放射線敏感性組合物和使用該組合物的抗蝕圖案形成方法。
背景技術(shù)：
常規(guī)典型的抗蝕材料為能夠形成非晶質(zhì)薄膜的高分子系材料。例如，通過用紫外線、遠紫外線、電子束、遠紫外線(EUV)或X射線等，照射通過在基板上涂布高分子抗蝕材料如聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解離性反應(yīng)基的多羥基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯的溶液而制成的抗蝕薄膜，形成約45至IOOnm的線抗蝕圖案。然而，由于高分子系抗蝕劑具有約10，000至100，000 一樣大的分子量并且還具有寬的分子量分布，因此在使用高分子系抗蝕劑的光刻法中，在微細抗蝕圖案表面上產(chǎn)生粗糙，抗蝕圖案尺寸變得難以控制，成品率降低。因此，在使用常規(guī)高分子系抗蝕材料的光刻法的微細化方面存在限度。為了制作更微細的抗蝕圖案，已公開各種低分子量抗蝕材料。例如，盡管已提出使用低分子量的多核多酚化合物作為主要組分的堿顯影型的負型放射線敏感性組合物(參見專利文獻I和2)，但是其具有耐熱性不充分和所得抗蝕圖案的形狀變差的缺點。作為低分子量抗蝕材料的候補，已提出使用低分子量環(huán)狀多酚化合物(參見專利文獻3和非專利文獻I)，或者間苯二酚杯芳烴化合物(參見專利文獻3和4)作為主要組分的堿顯影型的負型放射線敏感性組合物。低分子量環(huán)狀多酚化合物由于其低分子量，因此期望提供分子尺寸小、分辨率高和粗糙度小的抗蝕圖案。此外，低分子量環(huán)狀多酚化合物通過在其骨架中具有剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)，即使分子量低也提供高耐熱性。然而，由于目前公開的低分子量環(huán)狀多酚化合物和間苯二酚杯芳烴化合物二者，具有在用于半導(dǎo)體生產(chǎn)方法的安全溶劑中溶解性低、靈敏度低、所得抗蝕圖案的形狀差和易于發(fā)生抗蝕圖案的塌陷和剝離等問題，因此期望低分子量環(huán)狀多酚化合物的改進。此外，目前公開的由甲氧基苯酚和苯甲醛衍生物合成的間苯二酚杯芳烴化合物(參見專利文獻4)，具有在用于半導(dǎo)體生產(chǎn)方法的安全溶劑中溶解性低、耐熱性差、靈敏度低和抗蝕溶劑的貯存穩(wěn)定性差等的問題。此外，由于成品率低和需要柱色譜純化，因此其不實用。相關(guān)專利文獻專利文獻I JP-A-2005-326838專利文獻2 JP-A-2008-145539專利文獻3 JP-A-2009-173623專利文獻4 :W02009/060869非專利文獻I :T. Nakayama, M. Nomura, K. Haga, M. Ueda :BulI. Chem. Soc.Jpn.，71，2979(1998)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題本發(fā)明的目的在于提供對于安全溶劑的溶解性高、靈敏度高、能夠形成具有良好形狀的抗蝕圖案和很少引起抗蝕圖案塌陷或剝離的環(huán)狀化合物，其生產(chǎn)方法，包含該環(huán)狀化合物的放射線敏感性組合物，和使用該放射線敏感性組合物的抗蝕圖案形成方法。用于解決問題的方案作為深入研究以解決上述問題的結(jié)果，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，具有特定結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物具有對于安全溶劑的溶解性高、具有高的靈敏度、提供良好的抗蝕圖案形狀、很少引起抗 蝕圖案塌陷或剝離，并且得到本發(fā)明。更具體地，本發(fā)明的概要如下。I. 一種環(huán)狀化合物，其由下式⑴表示
權(quán)利要求
1.一種環(huán)狀化合物，其由下式(I)表示
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)狀化合物，其中所述環(huán)狀化合物為由上式(I)表示的化合物，式(I)中，R12的至少之ー為選自由6至20個碳的烷基、6至20個碳的環(huán)烷基、6至20個碳的芳基、I至20個碳的烷基甲硅烷基和2至20個碳的烷基酯基組成的組的官能團，R12的至少另ー個為氫原子。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)狀化合物，其中所述環(huán)狀化合物為由下式(3)表示的化合物
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)狀化合物，其中所述環(huán)狀化合物由下式(3-1)至(3-4)的任一種異構(gòu)體表不
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的環(huán)狀化合物，其中所述環(huán)狀化合物由下式(3’-I)至(3’-4)的任一種異構(gòu)體表不
6.一種由式(I)表示的環(huán)狀化合物(A)的生產(chǎn)方法，所述方法包括將選自由芳香族羰基化合物(Al)組成的組的一種或多種和選自由酚類化合物(A2)組成的組的一種或多種進行縮合反應(yīng)的步驟。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的生產(chǎn)方法，其中反應(yīng)溫度為O至60°C。
8.—種放射線敏感性組合物，其包含根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)狀化合物和溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其包括I至80重量％的固體組分和20至99重量％的溶劑。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的放射線敏感性組合物，其中所述環(huán)狀化合物為固體組分總重量的50至99. 999重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其中所述環(huán)狀化合物為具有至少一個酚羥基并且具有如下結(jié)構(gòu)的分子量為800至5500的環(huán)狀化合物，在所述結(jié)構(gòu)中，分子量為700至5000的環(huán)狀化合物(A)的至少一個酚羥基的氫原子，用選自由I至20個碳的烷基、3至20個碳的環(huán)烷基、6至20個碳的芳基和I至20個碳的烷基甲硅烷基組成的組的官能團取代，所述分子量為700至5000的環(huán)狀化合物(A)通過具有2至59個碳、I至4個甲?；虸至3個酚羥基的化合物(醛類化合物(AlA))與具有6至15個碳和I至3個酚羥基的化合物(酚類化合物(A2))的縮合反應(yīng)而合成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包括通過選自由可見光、紫外線、準分子激光、電子束、遠紫外線(EUV)、X射線和離子束組成的組的任意放射線的照射而直接或間接產(chǎn)生酸的產(chǎn)酸劑(C)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包括酸交聯(lián)劑(G)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包括酸擴散控制劑(E)。
15.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其中所述固體組分包含環(huán)狀化合物/產(chǎn)酸劑(C)/酸交聯(lián)劑(G)/酸擴散控制劑(E)/任選的組分(F)為50至99. 489/0. 001至49. 49/0. 5至49. 989/0. 01至49. 499/0至49. 489重量％，基于所述固體組分。
16.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線敏感性組合物，其中通過旋涂形成非晶質(zhì)膜。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的放射線敏感性組合物，其中所述非晶質(zhì)膜在23°C下在2.38重量％的四甲基氫氧化銨水溶液中的溶解速度為不小于丨OA/seo
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的放射線敏感性組合物，其中用KrF準分子激光、遠紫外線、電子束或X射線照射，或者在20至250°C下加熱的所述非晶質(zhì)膜，在2. 38重量％的四甲基氫氧化銨水溶液的溶解速度為不大于5人/see。
19.一種抗蝕圖案形成方法，所述方法包括以下步驟使用根據(jù)權(quán)利要求8至18所述的放射線敏感性組合物在基板上形成抗蝕膜，使所述抗蝕膜曝光，并且使所述抗蝕膜顯影，從而形成抗蝕圖案。
全文摘要
公開的是對于安全溶劑的溶解性高、高靈敏度、能夠形成具有良好形狀的抗蝕圖案和很少引起抗蝕圖案塌陷的環(huán)狀化合物；所述環(huán)狀化合物的生產(chǎn)方法；包含所述環(huán)狀化合物的放射線敏感性組合物；和使用所述組合物的抗蝕圖案形成方法。具體公開的是具有特定結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物；環(huán)狀化合物的生產(chǎn)方法；包含所述化合物的放射線敏感性組合物；和使用所述組合物的抗蝕圖案形成方法。
文檔編號C07C41/30GK102666461SQ20108005380
公開日2012年9月12日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者岡田悠, 越后雅敏, 高須賀大晃 申請人:三菱瓦斯化學(xué)株式會社