化合物、树脂和组合物、以及抗蚀图案形成方法和电路图案形成方法技术

一种化合物，其由下述式(0)所示，(0)(式(0)中，R

Compounds, resins and compositions, as well as methods for forming anti-corrosion patterns and circuit patterns

A compound, as shown in formula (0) below, (0) (in formula (0), R.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化合物、树脂和组合物、以及抗蚀图案形成方法和电路图案形成方法
本专利技术涉及具有特定结构的化合物、树脂以及含有它们的组合物。还涉及使用该组合物的图案形成方法(抗蚀图案形成方法和电路图案形成方法)。
技术介绍
在半导体设备的制造中，通过使用光致抗蚀剂材料的光刻进行微细加工，但近年来，伴随着LSI的高集成化和高速度化，寻求由图案规则的进一步微细化。另外，在抗蚀图案形成时所使用的光刻用光源由KrF准分子激光(248nm)向ArF准分子激光(193nm)短波长化，还可预见极紫外光(EUV、13.5nm)的导入。然而，在使用现有的高分子系抗蚀剂材料的光刻中，其分子量大至1万～10万左右，分子量分布也广，图案表面产生粗糙度，图案尺寸的控制变得困难，微细化存在界限。因此，到目前为止，为了赋予分辨率更高的抗蚀图案，提出了各种低分子量抗蚀剂材料。低分子量抗蚀剂材料由于分子尺寸小，可以期待赋予分辨率高、粗糙度小的抗蚀图案。现在，作为这样的低分子系抗蚀剂材料已知有各种各样的物质。例如提出了使用低分子量多核多酚化合物作为主要成分的碱显影型的负型辐射线敏感性组合物(例如参照专利文献1和专利文献2)，作为具有高耐热性的低分子量抗蚀剂材料的候补，还提出了使用低分子量环状多酚化合物作为主要成分的碱显影型的负型辐射线敏感性组合物(例如参照专利文献3和非专利文献1)。另外，作为抗蚀材料的基础化合物，已知多酚化合物为低分子量且能够赋予高耐热性，对于抗蚀图案的分辨率、粗糙度的改善有用(例如，参照非专利文献2)。本专利技术人等，作为耐蚀刻性优异并且可溶于溶剂且能够适用于湿式工艺的材料，提出了含有特定结构的化合物和有机溶剂的抗蚀剂组合物(例如参照专利文献4)。另外，抗蚀图案的微细化加剧时，会产生分辨率的问题或显影后抗蚀图案倾斜这样的问题，优选抗蚀剂的薄膜化。然而，简单地进行抗蚀剂的薄膜化时，难以得到对于基板加工充分的抗蚀图案的膜厚。因此，如下工艺变得重要：不仅是抗蚀图案，在抗蚀剂与加工的半导体基板之间制作抗蚀剂下层膜，该抗蚀剂下层膜也具有在基板加工时的掩模的功能。现在，作为这样的工艺用的抗蚀剂下层膜已知有各种物质。例如，作为实现与现有的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同的、具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了一种多层抗蚀剂工艺用下层膜形成材料，其含有至少具有取代基的树脂成分和溶剂，所述取代基通过施加规定的能量而末端基团脱离、生成磺酸残基(例如参照专利文献5)。另外，作为实现具有与抗蚀剂相比干蚀刻速度的选择比小的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了包含具有特定重复单元的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照专利文献6)。进而，作为实现具有与半导体基板相比干蚀刻速度的选择比小的光刻用抗蚀剂下层膜的材料，提出了抗蚀剂下层膜材料，其包含将苊烯类的重复单元与具有取代或非取代羟基的重复单元共聚而成的聚合物(例如参照专利文献7)。另一方面，作为此种抗蚀剂下层膜中具有高耐蚀刻性的材料，公知有利用将甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等用作原料的CVD而形成的非晶碳下层膜。然而，从工艺上的观点出发，寻求在旋涂法、丝网印刷等湿式工艺中能够形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。另外，本专利技术人等，作为耐蚀刻性优异并且耐热性高、可溶于溶剂且能够适用于湿式工艺的材料，提出了含有特定结构的化合物和有机溶剂的光刻用下层膜形成组合物(例如参照专利文献8)。需要说明的是，关于3层工艺中的抗蚀剂下层膜的形成中所使用的中间层的形成方法，已知有例如氮化硅膜的形成方法(例如参照专利文献9)、氮化硅膜的CVD形成方法(例如参照专利文献10)。另外，作为3层工艺用的中间层材料，已知有包含倍半硅氧烷基质的硅化合物的材料(例如参照专利文献11和12)。进而，作为光学部件形成组合物提出了各种各样的物质。可列举出例如，丙烯酸系树脂(例如参照专利文献13～14)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2005-326838号公报专利文献2：日本特开2008-145539号公报专利文献3：日本特开2009-173623号公报专利文献4：国际公开第2013/024778号专利文献5：日本特开2004-177668号公报专利文献6：日本特开2004-271838号公报专利文献7：日本特开2005-250434号公报专利文献8：国际公开第2013/024779号专利文献9：日本特开2002-334869号公报专利文献10：国际公开第2004/066377号专利文献11：日本特开2007-226170号公报专利文献12：日本特开2007-226204号公报专利文献13：日本特开2010-138393号公报专利文献14：日本特开2015-174877号公报非专利文献非专利文献1：T.Nakayama，M.Nomura，K.Haga，M.Ueda：Bull.Chem.Soc.Jpn.，71，2979(1998)非专利文献2：岡崎信次等22名“光致抗蚀剂材料开发的新展望(フオトレジスト材料開発の新展開)”株式会社シ一エムシ一出版、2009年9月、p.211-259
技术实现思路
专利技术要解决的问题如上所述，尽管目前提出了数量多的面向抗蚀剂用途的光刻用膜形成组合物以及面向下层膜用途的光刻用膜形成组合物，但不仅具有能适合于旋涂法、丝网印刷等湿式工艺的高的溶剂溶解性、还能够以高水平兼顾耐热性和耐蚀刻性的材料并没有，正在寻求新的材料的开发。另外，为了得到碱显影性、光灵敏度和分辨率优异的永久抗蚀膜，也在寻求新的适合材料的开发。进而目前提出了很多面向光学部件的组合物，但并非是以高水平兼顾耐热性、透明性和折射率的材料，还需要寻求新的材料的开发。本专利技术是鉴于上述现有技术中的问题而作出的，其目的在于提供能够适用于湿式工艺的、对于形成耐热性优异、溶解性和耐蚀刻性优异的光致抗蚀剂和光致抗蚀剂用下层膜有用的化合物、树脂以及组合物。另外在于提供使用了该组合物的抗蚀膜、抗蚀剂下层膜、永久抗蚀膜、图案形成方法。进而在于提供面向光学部件的组合物。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述现有技术的问题进行了深入研究的结果发现，通过使用具有特定结构的化合物或树脂，能够解决上述现有技术的问题，至此完成本专利技术。即，本专利技术如下。[1]一种化合物，其由下述式(0)所示，(式(0)中，RY为氢原子、碳原子数1～30的烷基或碳原子数6～30的芳基，RZ为碳原子数1～60的N价的基团或单键，RT分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、任选具有取代基的碳原子数1～30的烷氧基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基、羟基或羟基的氢原子被所述式(0-1)所示的基团取代而成的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选含有醚键、酮键或酯键，此处，RT的至少一个包含所述式(0-1)所示的基团，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m分别独立地为0～9的整数，此处，m的至少一个为1～9的整数，N为1～4的整数，N为2以上的整数时，N个[]内的结构式任选相同或不同，r分别独立地为0～2的整数。)(式(0-1)中，RX为氢原子或甲基。)[2]根据[1]所述的化合物，其中，所述式(0)本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种化合物，其由下述式(0)所示，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.21 JP 2016-1436611.一种化合物，其由下述式(0)所示，式(0)中，RY为氢原子、碳原子数1～30的烷基或碳原子数6～30的芳基，RZ为碳原子数1～60的N价的基团或单键，RT分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、任选具有取代基的碳原子数1～30的烷氧基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基、羟基或羟基的氢原子被所述式(0-1)所示的基团取代而成的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选含有醚键、酮键或酯键，此处，RT的至少一个包含下述式(0-1)所示的基团，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m分别独立地为0～9的整数，此处，m的至少一个为1～9的整数，N为1～4的整数，N为2以上的整数时，N个[]内的结构式任选相同或不同，r分别独立地为0～2的整数；式(0-1)中，RX为氢原子或甲基。2.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述式(0)所示的化合物为下述式(1)所示的化合物，式(1)中，R0与所述RY同义，R1是碳原子数1～60的n价的基团或单键，R2～R5分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、任选具有取代基的碳原子数1～30的烷氧基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基、羟基或羟基的氢原子被所述式(0-1)所示的基团取代而成的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选含有醚键、酮键或酯键，此处，R2～R5的至少一个包含所述式(0-1)所示的基团，m2和m3分别独立地为0～8的整数，m4和m5分别独立地为0～9的整数，其中，m2、m3、m4和m5不同时为0，n与所述N同义，此处，n为2以上的整数时，n个[]内的结构式任选相同或不同，p2～p5与所述r同义。3.根据权利要求1所述的化合物，其中，所述式(0)所示的化合物为下述式(2)所示的化合物，式(2)中，R0A与所述RY同义，R1A是碳原子数1～60的nA价的基团或单键，R2A分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、任选具有取代基的碳原子数1～30的烷氧基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基、羟基或羟基的氢原子被所述式(0-1)所示的基团取代而成的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选含有醚键、酮键或酯键，此处，R2A的至少一个包含所述式(0-1)所示的基团，nA与所述N同义，此处，nA为2以上的整数时，nA个[]内的结构式任选相同或不同，XA表示氧原子、硫原子或为无桥接，m2A分别独立地为0～7的整数，其中，至少一个m2A为1～7的整数，qA分别独立地为0或1。4.根据权利要求2所述的化合物，其中，所述式(1)所示的化合物为下述式(1-1)所示的化合物，式(1-1)中，R0、R1、R4、R5、n、p2～p5、m4和m5与所述式(1)中的同义，R6～R7分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基，R10～R11分别独立地为氢原子或下述式(0-2)所示的基团，此处，R10～R11的至少一个为下述式(0-2)所示的基团，m6和m7分别独立地为0～7的整数，其中，m4、m5、m6和m7不同时为0；式(0-2)中，RX与所述式(0-1)中的同义，s为0～30的整数。5.根据权利要求4所述的化合物，其中，所述式(1-1)所示的化合物为下述式(1-2)所示的化合物，式(1-2)中，R0、R1、R6、R7、R10、R11、n、p2～p5、m6和m7与所述式(1-1)中的同义，R8～R9与所述R6～R7同义，R12～R13与所述R10～R11同义，m8和m9分别独立地为0～8的整数，其中，m6、m7、m8和m9不同时为0。6.根据权利要求3所述的化合物，其中，所述式(2)所示的化合物为下述式(2-1)所示的化合物，式(2-1)中，R0A、R1A、nA、qA和XA与所述式(2)中的同义；R3A分别独立地为任选具有取代基的碳原子数1～30的直链状、支链状或环状的烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的芳基、任选具有取代基的碳原子数2～30的烯基、卤原子、硝基、氨基、羧酸基、硫醇基，R4A分别独立地为氢原子或下述式(0-2)所示的基团，此处，R4A的至少一个为下述式(0-2)所示的基团，m6A分别独立地为0～5的整数；式(0-2)中，RX与所述式(0-1)中的同义，s为0～30的整数。7.一种树脂，其是以权利要求1所述的化合物作为单体而得到的。8.根据权利要求7所述的树脂，其具有下述式(3)所示的结构，式(3)中，L是任选具有取代基的碳原子数1～30的亚烷基、任选具有取代基的碳原子数6～30的亚芳基、任选具有取代基的碳原子数1～30的亚烷氧基或单键，所述亚烷基、所述亚芳基、所述亚烷氧基任选含有醚键、酮键或酯键，R0与所述RY同义...

【专利技术属性】
技术研发人员：越后雅敏，
申请(专利权)人：三菱瓦斯化学株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP