化合物、树脂、组合物以及抗蚀图案形成方法及电路图案形成方法技术

下述式(0)所示的化合物。(0)(R

Compounds, resins, compositions, anti-corrosion pattern forming methods and circuit pattern forming methods

The compounds shown in formula (0) below. (0) (R)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】化合物、树脂、组合物以及抗蚀图案形成方法及电路图案形成方法
本专利技术涉及具有特定结构的化合物、树脂及含有它们的组合物。另外，涉及使用该组合物的图案形成方法(抗蚀图案形成方法及电路图案形成方法)。
技术介绍
半导体器件的制造中，进行了基于使用光致抗蚀剂材料的光刻的微细加工，但近年来，伴随着LSI的高集成化和高速度化，要求基于图案规则的进一步微细化。另外，抗蚀图案形成时使用的光刻用的光源已经从krf准分子激光(248nm)短波长化至arf准分子激光(193nm)，也可以预期超紫外线(EUV、13.5nm)的导入。然而，使用以往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，分子量分布也宽，因此，在图案表面产生粗糙度，图案尺寸的控制变困难，微细化存在限度。因此，迄今为止，为了提供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，因此，可以期待提供分辨率高、粗糙度小的抗蚀图案。目前，作为这样的低分子系抗蚀剂材料，已知有多种。例如，提出了使用低分子量多核多酚化合物作为主成分的碱显影型的负型辐射线敏感性组合物(例如参照下述专利文献1及专利文献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成分的碱显影型的负型辐射线敏感性组合物(例如参照下述专利文献3及非专利文献1)。另外，作为抗蚀剂材料的基础化合物，已知多酚化合物为低分子量并且能够赋予高耐热性，对于改善抗蚀图案的分辨率、粗糙度是有用的(例如参照下述非专利文献2)。作为耐蚀刻性优异、同时可溶于溶剂且能应用湿式工艺的材料，本专利技术人等提出了含有特定结构的化合物及有机溶剂的抗蚀剂组合物(例如参照下述专利文献4)。另外，若推进抗蚀图案的微细化，则会产生分辨率的问题或者显影后抗蚀图案倒塌等问题，因此希望抗蚀剂的薄膜化。然而，如果仅进行抗蚀剂的薄膜化，则变得难以得到对基板加工而言充分的抗蚀图案的膜厚。因此，不仅需要抗蚀图案的工艺，而且也需要在抗蚀剂与所加工的半导体基板之间制作抗蚀剂下层膜、且该抗蚀剂下层膜也具有作为基板加工时的掩模的功能的工艺。现在，作为这种工艺用的抗蚀剂下层膜，已知有各种物质。例如，作为实现与以往的蚀刻速度快的抗蚀剂下层膜不同并具有与抗蚀剂接近的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的物质，提出了含有树脂成分和溶剂的多层抗蚀剂工艺用下层膜形成材料，所述树脂成分至少具有通过施加规定的能量而使末端基团脱离并生成磺酸残基的取代基(例如参照下述专利文献5)。另外，作为实现与抗蚀剂相比具有小的干蚀刻速度的选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的物质，提出了包含具有特定的重复单元的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照下述专利文献6)。进而，作为实现与半导体基板相比具有小的干蚀刻速度选择比的光刻用抗蚀剂下层膜的物质，提出了包含使苊烯类的重复单元与具有取代或非取代的羟基的重复单元共聚而成的聚合物的抗蚀剂下层膜材料(例如参照下述专利文献7)。另一方面，在这种抗蚀剂下层膜中，作为具有高耐蚀刻性的材料，通常已知通过原料使用甲烷气体、乙烷气体、乙炔气体等的CVD而形成的非晶碳下层膜。然而，从工艺上的观点出发，要求能够利用旋涂法、丝网印刷等湿式工艺形成抗蚀剂下层膜的抗蚀剂下层膜材料。另外，作为耐蚀刻性优异、且耐热性高、可溶于溶剂且能应用湿式工艺的材料，本专利技术人等提出了含有特定结构的化合物及有机溶剂的光刻用下层膜形成组合物(例如参照下述专利文献8)。需要说明的是，关于在3层工艺中的抗蚀剂下层膜的形成中使用的中间层的形成方法，例如已知硅氮化膜的形成方法(例如参照下述专利文献9)、硅氮化膜的CVD形成方法(例如参照下述专利文献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础的硅化合物的材料(例如参照下述专利文献11及12)。进而，作为光学部件形成组合物，提出了多种物质。例如，可以举出丙烯酸类树脂(例如参照下述专利文献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：冈崎信次等22人《光致抗蚀剂材料开发的新进展》CMCCorporation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，虽然以往提出了多种面向抗蚀剂用途的光刻用膜形成组合物及面向下层膜用途的光刻用膜形成组合物，但它们都不具有能够适用于旋涂法、丝网印刷等湿式工艺的高溶剂溶解性，而且也不以高水平兼顾耐热性及耐蚀刻性，要求新型材料的开发。另外，也要求适于得到碱显影性、光灵敏度及分辨率优异的抗蚀永久膜的新型材料的开发。另外，以往提出了多种面向光学构件的组合物，但无法以高水平兼顾耐热性、透明性及折射率，要求新型材料的开发。本专利技术是为了解决上述课题而作出的，其目的在于，涉及：对于安全溶剂的溶解性高、耐热性及耐蚀刻性良好的化合物及树脂、及使用其的组合物、以及使用前述组合物的抗蚀图案形成方法及电路图案形成方法。用于解决问题的方案本专利技术人等为了解决前述课题反复深入研究，结果发现：通过使用具有特定结构的化合物或树脂，可以解决前述课题，至此完成了本专利技术。即，本专利技术如下所述。<1>一种下述式(0)所示的化合物。(式(0)中，RY为氢原子、碳数1～30的烷基或碳数6～30的芳基，RZ为碳数1～60的N价的基团或单键，RT各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基、羟基或羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，前述烷基、前述芳基、前述烯基、前述烷氧基任选包含醚键、酮键或酯键，此处，RT的至少1个为羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m各自独立地为0～9的整数，此处，m的至少1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各自独立地为0～2的整数。)<2>根据前述<1>所述的化合物，其中，前述式(0)所示的化合物为下述式(1)所示的化合物。(式(1)中，R0与前述RY为相同含义，R1为碳数1～60的n价的基团或单键，R2～R5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下述式(0)所示的化合物，

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.21 JP 2016-1436221.一种下述式(0)所示的化合物，式(0)中，RY为氢原子、碳数1～30的烷基或碳数6～30的芳基，RZ为碳数1～60的N价的基团或单键，RT各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基、羟基或羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选包含醚键、酮键或酯键，此处，RT的至少1个为羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，X表示氧原子、硫原子或为无桥接，m各自独立地为0～9的整数，此处，m的至少1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各自独立地为0～2的整数。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为相同含义，R1为碳数1～60的n价的基团或单键，R2～R5各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基、羟基或羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选包含醚键、酮键或酯键，此处，R2～R5的至少1个为羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，m2及m3各自独立地为0～8的整数，m4及m5各自独立地为0～9的整数，其中，m2、m3、m4及m5不同时为0，n与所述N为相同含义，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为相同含义。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为相同含义，R1A为碳数1～60的nA价的基团或单键，R2A各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数1～30的烷氧基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基、羟基或羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，所述烷基、所述芳基、所述烯基、所述烷氧基任选包含醚键、酮键或酯键，此处，R2A的至少1个为羟基的氢原子被含乙烯基苯基甲基的基团所取代的基团，nA与所述N为相同含义，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与所述X为相同含义，m2A各自独立地为0～7的整数，其中，至少1个m2A为1～7的整数，qA各自独立地为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及m5与前述为相同含义，R6～R7各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基，R10～R11各自独立地为氢原子或含乙烯基苯基甲基的基团，此处，R10～R11的至少1个为含乙烯基苯基甲基的基团，m6及m7各自独立地为0～7的整数，其中，m4、m5、m6及m7不同时为0。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及m7与前述为相同含义，R8～R9与所述R6～R7为相同含义，R12～R13与所述R10～R11为相同含义，m8及m9各自独立地为0～8的整数，其中，m6、m7、m8及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及XA与所述式(2)中说明的为相同含义，R3A各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、卤素原子、硝基、氨基、羧酸基、巯基，R4A各自独立地为氢原子或含乙烯基苯基甲基的基团，此处，R4A的至少1个为含乙烯基苯基甲基的基团，m6A各自独立地为0～5的整数。7.一种树脂，其是以权利要求1所述的化合物为单体而得到的。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为任选具有取代基的碳数1～30的亚烷基、任选具有取代基的碳数6～30的亚芳基、任选具有取代基的碳数1～30的亚烷氧基或单键，所述亚烷基、所述亚芳基、所述亚烷氧基任选包含醚键、酮键或酯键，R0与所述RY为相同含义，R1为碳数1～60的n价的基团或单键，R2～R5各自独立地为任选具有取代基的碳数1～30的烷基、任选具有取代基的碳数6～30的芳基、任选具有取代基的碳数2～30的烯基、任选具有取代基的碳数...

【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