專利名稱：環(huán)狀化合物、其制造方法、輻射敏感組合物及抗蝕圖案形成方法
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以特定的化學(xué)結(jié)構(gòu)式表示的環(huán)狀化合物、含有其的輻射敏感組合物、以及使用該組合物的抗蝕圖案形成方法。
背景技術(shù)：
迄今為止，一般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，對將聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解離性反應(yīng)基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而制作的抗蝕薄膜照射紫外線、遠紫外線、電子束、超紫外線(EUV)、X射線等，從而形成45 IOOnm左右的線狀圖案。然而，由于聞分子系抗蝕劑的分子量很大，為I萬 10萬左右,且分子量分布也很廣，因此在使用高分子系抗蝕劑的光刻中，在微細圖案表面產(chǎn)生粗糙度(roughness)，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化是存在限度的。為了制作更微細的圖案，提出了各種低分子量抗蝕材料。例如，提出了使用低分子量多核多酚化合物作為主要成分的堿顯影型的負型輻射敏感組合物(參照專利文獻I和專利文獻2)，但這些組合物存在耐熱性不充分、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，提出了使用低分子量環(huán)狀多酚化合物作為主要成分的堿顯影型的負型輻射敏感組合物(參照專利文獻3和非專利文獻I)。由于這些低分子量環(huán)狀多酚化合物的分子量低，所以期待得到分子尺寸小、分辨率高、粗糙度(roughness)小的抗蝕圖案。此外，由于低分子量環(huán)狀多酚化合物的骨架具有剛性環(huán)狀結(jié)構(gòu)，因而能夠在低分子量的同時賦予高耐熱性。然而，現(xiàn)在公開的低分子量環(huán)狀多酚化合物存在以下問題其對半導(dǎo)體制造工序中使用的安全溶劑的溶解性低，靈敏度低，以及所得抗蝕圖案形狀差等。期望對低分子量環(huán)狀多酚化合物的改良。專利文獻I :日本特開2005-326838號公報專利文獻2 日本特開2008-145539號公報專利文獻3 日本特開2009-173623號公報非專利文獻I T. Nakayama, M. Nomura, K. Haga, M. Ueda Bull. Chem. Soc. Jpn. ,71,2979(1998)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供對安全溶劑的溶解性高、高靈敏度且可賦予良好的抗蝕圖案形狀的環(huán)狀化合物、其制造方法、含有其的輻射敏感組合物、以及使用該輻射敏感組合物的抗蝕圖案形成方法。本發(fā)明人等為了解決上述課題進行了深入的研究，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、高靈敏度且可賦予良好的抗蝕圖案形狀，從而完成了本發(fā)明。SP，本發(fā)明如下所述。I. 一種下述式(I)所示的環(huán)狀化合物，[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.一種下述式(I)所示的環(huán)狀化合物，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的環(huán)狀化合物，其為下述式(2)所示的化合物，
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的環(huán)狀化合物，其分子量為800 5000。
4.一種權(quán)利要求I 3中任一項所述的環(huán)狀化合物的制造方法，其包括使選自由醛性化合物(Al)組成的組中的I種以上化合物與選自由酚性化合物(A2)組成的組中的I種以上化合物發(fā)生縮合反應(yīng)而得到環(huán)狀化合物(A)的工序；和，使該環(huán)狀化合物(A)與選自由鹵代烷(A3)組成的組中的I種以上化合物發(fā)生脫鹵化氫反應(yīng)的工序。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制造方法，其中，所述醛性化合物(Al)為具有I 4個甲?；?、碳原子數(shù)為2 59的化合物，所述酚性化合物(A2)為具有I 3個酚性羥基的、碳原子數(shù)為6 15的化合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的制造方法，其中，所述環(huán)狀化合物(A)的分子量為700 5000。
7.根據(jù)權(quán)利要求4 6中任一項所述的制造方法，通過所述環(huán)狀化合物(A)與選自由鹵代烷(A3)組成的組中的I種以上化合物的脫鹵化氫反應(yīng)，在不使所述環(huán)狀化合物(A)中的至少I個酚性羥基發(fā)生變化的情況下，將其他的至少I個酚性羥基轉(zhuǎn)化為烷氧基。
8.一種輻射敏感組合物，其含有權(quán)利要求I 3中任一項所述的環(huán)狀化合物和溶劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的輻射敏感組合物，其由I 80重量％的固體成分和20 99重量％的溶劑組成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的輻射敏感組合物，其中，所述環(huán)狀化合物為固體成分總重量的50 99. 999重量％。
11.根據(jù)權(quán)利要求8 10中任一項所述的輻射敏感組合物，其還含有產(chǎn)酸劑(C)，所述產(chǎn)酸劑(C)通過選自由可見光線、紫外線、準(zhǔn)分子激光、電子束、超紫外線(EUV)、X射線和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)酸。
12.根據(jù)權(quán)利要求8 11中任一項所述的輻射敏感組合物，其還含有酸交聯(lián)劑(G)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8 12中任一項所述的輻射敏感組合物，其還含有酸擴散控制劑(E)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8 13中任一項所述的輻射敏感組合物，其中，所述環(huán)狀化合物為下述式(2)所示的化合物， [化學(xué)式4]
15.根據(jù)權(quán)利要求8 14中任一項所述的輻射敏感組合物，其中，所述環(huán)狀化合物為選自由下述式(6-5) (6-8)所示的化合物組成的組中的環(huán)狀化合物， [化學(xué)式5]
16.根據(jù)權(quán)利要求8 15中任一項所述的輻射敏感組合物，其中，以固體成分為基準(zhǔn)的重量％計，所述固體成分含有50 99. 4/0. 001 49/0. 5 49/0. 001 49/0 49的環(huán)狀化合物/產(chǎn)酸劑(C)/酸交聯(lián)劑(G)/酸擴散控制劑(E)/任意成分(F)。
17.根據(jù)權(quán)利要求8 16中任一項所述的輻射敏感組合物，其能夠通過旋轉(zhuǎn)涂布形成非晶質(zhì)膜。
18.根據(jù)權(quán)利要求8 17中任一項所述的輻射敏感組合物，其中，所述非晶質(zhì)膜在23°C下在2. 38重量％四甲基氫氧化銨水溶液中的溶解速度為10人/秒以上。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的輻射敏感組合物，其中，照射了KrF準(zhǔn)分子激光、超紫外線、電子束或X射線后的所述非晶質(zhì)膜或者在20 250°C加熱后的所述非晶質(zhì)膜在2. 38重量％四甲基氫氧化銨水溶液中的溶解速度為5人/秒以下。
20.一種抗蝕圖案形成方法，其包括在基板上涂布權(quán)利要求8 19中任一項所述的輻射敏感組合物而形成抗蝕膜的工序；對所述抗蝕膜進行曝光的工序；和對曝光后的抗蝕膜進行顯影的工序。
全文摘要
本發(fā)明提供一種下述式(1)所示的環(huán)狀化合物。(式(1)中，L、R1、R′和m如說明書中所定義的那樣)。式(1)所示的環(huán)狀化合物對安全溶劑的溶解性高、高靈敏度、且可賦予良好的抗蝕圖案形狀，因此是有用的輻射敏感組合物的成分。
文檔編號H01L21/027GK102753509SQ201080038690
公開日2012年10月24日 申請日期2010年8月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月31日
發(fā)明者林宏美, 越后雅敏 申請人:三菱瓦斯化學(xué)株式會社