环状化合物、其制造方法、辐射敏感组合物及抗蚀图案形成方法技术

本发明专利技术的环状化合物为分子量500～5000的式(1)所示的环状化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及特定的化学结构式所示的环状化合物、包含其的辐射敏感组合物及使用该组合物的抗蚀图案形成方法。
技术介绍
迄今为止，通常的抗蚀材料为能够形成非晶薄膜的高分子系抗蚀材料。可以举出例如聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解离性反应基团的聚羟基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯等高分子系抗蚀材料。并且，对抗蚀薄膜照射紫外线、远紫外线、电子射线、远紫外线(EUV)、X射线等，从而形成45～100nm左右的线状图案，所述抗蚀薄膜是将上述高分子抗蚀材料的溶液涂布在基板上来制作的。然而，高分子系抗蚀材料的分子量较大，为1万～10万左右，分子量分布也宽，因此在使用高分子系抗蚀材料的光刻中，在微细图案表面产生粗糙度，难以控制图案尺寸，成品率降低。因此，在以往的使用高分子系抗蚀材料的光刻中微细化是存在限度的。为了制作更微细的图案，提出了各种低分子量抗蚀材料。例如，提出了使用以低分子量多核多酚性化合物为主要成分的碱显影型的负型辐射敏感组合物(例如参照专利文献1及专利文献2)。作为低分子量抗蚀材料的候补，提出了使用以低分子量环状多酚性化合物为主要成分的碱显影型的负型辐射敏感组合物(例如参照专利文献3～4及非专利文献1)。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2011/024916号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)
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1和2记载的碱显影型的负型辐射敏感组合物的耐热性不充分，有时无法形成良好形状的抗蚀图案。对于专利文献3及4和非专利文献1中记载的碱显影型的负型辐射敏感组合物，由于组合物中的低分子量环状多酚性化合物为低分子量，所以可以期待得到分子尺寸小、分辨率高、粗糙度小的抗蚀图案。另外，由于低分子量环状多酚性化合物在其骨架中具有刚直的环状结构，所以可以赋予低分子量和高耐热性。然而，目前已知的低分子量环状多酚性化合物对半导体制造工艺中使用的安全溶剂的溶解性低。因此，包含低分子量环状多酚性化合物及安全溶剂的辐射敏感组合物的灵敏度低，有时无法形成良好形状的抗蚀图案。为了形成灵敏度高、良好形状的抗蚀图案，期望低分子量环状多酚性化合物的改良。因此，本专利技术的目的在于提供对安全溶剂的溶解性高、能够形成高灵敏度且粗糙度小、且赋予良好抗蚀图案形状的辐射敏感组合物的环状化合物、其制造方法、包含其的辐射敏感组合物及使用该辐射敏感组合物的抗蚀图案形成方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决上述课题进行了深入研究，结果发现，具有特定结构的环状化合物对安全溶剂的溶解性高，能够形成高灵敏度且粗糙度小、且赋予良好抗蚀图案形状的辐射敏感组合物，从而完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。1.一种式(1)所示的环状化合物，其分子量为500～5000。(式(1)中，R0分别独立地为氢原子、羟基、氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数7～30的芳烷基、取代或者未取代的碳数1～20的烷氧基、取代或者未取代的碳数0～20的氨基、取代或者未取代的碳数2～20的链烯基、取代或者未取代的碳数1～20的酰基、取代或者未取代的碳数2～20的烷氧基羰基、取代或者未取代的碳数1～20的烷酰基氧基、取代或者未取代的碳数7～30的芳酰基氧基、取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基、或这些基团与二价基团(选自由取代或者未取代的亚烷基、取代或者未取代的亚芳基和醚基组成的组中的1个以上的基团)键合而成的基团，前述R0中的至少一者为包含2-丙烯基的一价基团。)2.根据前项1所述的环状化合物，其中，前述式(1)所示的环状化合物如式(2)所示。(式(2)中，R1分别独立地为氢原子、氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基或取代或者未取代的碳数2～20的链烯基，R2分别独立地为氢原子、氰基、硝基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数7～30的芳烷基、取代或者未取代的碳数1～20的烷氧基、取代或者未取代的碳数2～20的链烯基、取代或者未取代的碳数1～20的酰基、取代或者未取代的碳数2～20的烷氧基羰基、取代或者未取代的碳数1～20的烷酰基氧基、取代或者未取代的碳数7～30的芳酰基氧基或取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基，R’分别独立地为氢原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基或下述式(3)所示的基团，式(3)中，R4分别独立地为氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数1～20的烷氧基或取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基，p为0～5的整数，前述R1中的至少一者为2-丙烯基。)3.根据前项2所述的环状化合物，其中，前述式(2)所示的环状化合物如式(4)所示。(式(4)中，R1分别独立地为氢原子、氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种式(1)所示的环状化合物，其分子量为500～5000，式(1)中，R0分别独立地为氢原子、羟基、氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数7～30的芳烷基、取代或者未取代的碳数1～20的烷氧基、取代或者未取代的碳数0～20的氨基、取代或者未取代的碳数2～20的链烯基、取代或者未取代的碳数1～20的酰基、取代或者未取代的碳数2～20的烷氧基羰基、取代或者未取代的碳数1～20的烷酰基氧基、取代或者未取代的碳数7～30的芳酰基氧基、取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基、或这些基团与二价基团(选自由取代或者未取代的亚烷基、取代或者未取代的亚芳基和醚基组成的组中的1个以上的基团)键合而成的基团，所述R0中的至少一者为包含2‑丙烯基的一价基团。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.11.18 JP 2011-2533181.一种式(1)所示的环状化合物，其分子量为500～5000，
式(1)中，R0分别独立地为氢原子、羟基、氰基、硝基、取代或者未
取代的杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃
基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的
碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或
者未取代的碳数7～30的芳烷基、取代或者未取代的碳数1～20的烷氧基、取
代或者未取代的碳数0～20的氨基、取代或者未取代的碳数2～20的链烯基、
取代或者未取代的碳数1～20的酰基、取代或者未取代的碳数2～20的烷氧基
羰基、取代或者未取代的碳数1～20的烷酰基氧基、取代或者未取代的碳数
7～30的芳酰基氧基、取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基、或这些
基团与二价基团(选自由取代或者未取代的亚烷基、取代或者未取代的亚芳
基和醚基组成的组中的1个以上的基团)键合而成的基团，
所述R0中的至少一者为包含2-丙烯基的一价基团。
2.根据权利要求1所述的环状化合物，其中，所述式(1)所示的环状化
合物如式(2)所示，
式(2)中，R1分别独立地为氢原子、氰基、硝基、取代或者未取代的
杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代
或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20
的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的
碳数1～20的烷基甲硅烷基或取代或者未取代的碳数2～20的链烯基，
R2分别独立地为氢原子、氰基、硝基、卤素原子、取代或者未取代的碳
数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃
基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数
6～20的芳基、取代或者未取代的碳数7～30的芳烷基、取代或者未取代的碳数
1～20的烷氧基、取代或者未取代的碳数2～20的链烯基、取代或者未取代的碳
数1～20的酰基、取代或者未取代的碳数2～20的烷氧基羰基、取代或者未取代
的碳数1～20的烷酰基氧基、取代或者未取代的碳数7～30的芳酰基氧基或取代
或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基，
R’分别独立地为氢原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃
基、取代或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳
数3～20的环状脂肪族烃基或下述式(3)所示的基团，
式(3)中，R4分别独立地为氰基、硝基、取代或者未取代的杂环基、
卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代或者未取
代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20的环状脂肪
族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的碳数1～20
的烷氧基或取代或者未取代的碳数1～20的烷基甲硅烷基，p为0～5的整数，
所述R1中的至少一者为2-丙烯基。
3.根据权利要求2所述的环状化合物，其中，所述式(2)所示的环状化
合物如式(4)所示，
式(4)中，R1分别独立地为氢原子、氰基、硝基、取代或者未取代的
杂环基、卤素原子、取代或者未取代的碳数1～20的直链状脂肪族烃基、取代
或者未取代的碳数3～20的支链状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数3～20
的环状脂肪族烃基、取代或者未取代的碳数6～20的芳基、取代或者未取代的
碳数1～20的烷基甲硅烷基或取代或者未取...

【专利技术属性】
技术研发人员：越后雅敏，山川雅子，
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