新型化合物、半导体材料、以及使用了其的膜以及半导体的制造方法技术

本发明专利技术提供一种半导体材料和膜，其在溶剂中的溶解性高，并且具有高的填充性、耐热性以及/或者蚀刻耐受性。进一步提供使用了该半导体材料的半导体的制造方法。本发明专利技术提供一种新型化合物。提供了：一种由特定的芳香族烃环衍生物构成的半导体材料、以及使用了该半导体材料的膜以及半导体的制造方法。一种由特定的芳香族烃环衍生物构成的化合物。

Novel compounds, semiconductor materials, and methods of fabricating films and semiconductors using them

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】新型化合物、半导体材料、以及使用了其的膜以及半导体的制造方法
本专利技术涉及新型化合物以及半导体材料。另外，本专利技术也涉及制作使用了该新型化合物以及半导体材料的膜，使用光刻技术制造半导体的方法。
技术介绍
人们已知以下的方法：合成连结了单环系芳香族烃的化合物的方法(非专利文献1)、通过将这样的化合物的苯基彼此进行连结从而进行石墨烯化的方法(非专利文献2)。另外，有人进行了如下的尝试：在锂离子二次电池中使用石墨烯化合物(专利文献1)。在半导体的制造过程中，通常利用使用了光致抗蚀剂的光刻技术，进行微细加工。微细加工的工序包含如下的内容：通过在硅晶圆等半导体基板上形成薄的光致抗蚀层，由与目标的器件图案对应的掩模图案将该光致抗蚀层进行覆盖，利用紫外线等活性光线介由掩模图案对该光致抗蚀层进行曝光，将经曝光的层进行显影从而获得光致抗蚀图案，将所获得的光致抗蚀图案设为保护膜而对基板进行蚀刻处理；由此形成与上述的图案对应的微细凹凸。在这些光刻工序中产生如下的问题：在由源自基板的光的反射导致的驻波的影响下或在由基板的高低差(段差)引起的曝光光的漫反射的影响下，使得光致抗蚀图案的尺寸精度降低。因此，为了解决这一问题，人们正在广泛地研究着设置下层抗反射膜的方法。作为对这样的下层抗反射膜要求的特性，列举抗反射效果高的特性等。在这样的状况之下，为了可减低反射率并且形成干法蚀刻的尺寸精度高的图案，有人也进行了设置如下的抗蚀下层膜的尝试，该抗蚀下层膜包含具有特定的芴单元的聚合物(专利文献2)。另外，有人也进行了设置如下的抗蚀下层膜的尝试，该抗蚀下层膜可减低反射率，并且在对基板进行蚀刻中不产生起皱(专利文献3)。专利文献专利文献1：日本特许第5200523B号专利文献2：日本特开2016-81041A专利文献3：日本特许第5653880B号非专利文献1：JournalofChemicalandEngineeringData,JamesA.HarveyandMichaelA.Ogliaruso.Vol.22,No.1，p110～(1977)非专利文献2：Angew.Chem.Int.Ed.Engl.MarkusMulleretal.36(No.15),p1607～(1997)
技术实现思路
专利技术想要解决的课题本专利技术人着眼于，在光刻工序方面，由于在成膜之前的基底方面也存在有高低差基板(段差基板)那样的基底，因而一种即使对于不平整的基板也显现高的成膜性的组合物是优选的。因此可认为，能够涂布于基板等的被覆面是期望的，固形成分在溶剂中的溶解性高是重要的。另外，在CVD等的蚀刻工序中，由于热有时会传导至周围层，因而可认为膜的耐热性是重要的，反复进行了深入研究。其结果，本申请专利技术人等成功地获得连结了特定的单环系烃的化合物。这些化合物在溶剂中的溶解性高，将包含该化合物的组合物制成膜时，则朝向沟槽等微细的加工结构中的填充(gapfilling)性能优异。另外，由这些组合物获得的膜的耐热性优异。另外发现了，这些化合物的蚀刻耐受性优异，也可适宜地埋入于高低差基板，因而适宜用作下层膜。用于解决课题的方案本专利技术的半导体材料由下述式(1)表示的化合物构成。在本说明书中，也记述为“由式(1)表示的半导体材料”。X-Y式(1)式中，X是由下述式(2)表示的基团。A为-OH、-NH2或者-SH，R1为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R1’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，n1为0、1或2，n2为0、1或2，n3为0、1或2，m为0、1、2或3，且Y是无取代或被一个或多个取代基取代的芳香族烃环基。该取代基选自-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基。另外，本专利技术的组合物包含本专利技术的半导体材料与溶剂。另外，本专利技术的下层膜形成组合物包含本专利技术的组合物。另外，本专利技术的膜的制造方法包含如下的工序：在基板上层叠本专利技术的组合物，将其进行固化。本制造方法中的“基板上”是指“基板的上方”。“上方”是指“上方向”，包含：相接地在上方层叠的情况、以及介由其它的层而层叠的情况。本制造方法所制造的膜为下层膜的情况下，“基板上”是指，“基板的上方且光致抗蚀层的下方”，也可以说其是“基板与光致抗蚀层之间”。“下方”是指“下方向”，包含相接地在下方层叠的情况、介由其它的层而层叠的情况。例如，也可在基板之上相接于该基板地形成基板改性层，在其上相接于该基板改性层地制造下层膜。另外，也可相接于本专利技术的下层膜(例如平整化膜)地形成下层防反射层，在其上相接于该下层防反射层地形成光致抗蚀层。另外，本专利技术的半导体的制造方法包含以下的工序：制造本专利技术的下层膜，在该下层膜的上方形成一层光致抗蚀组合物，将该光致抗蚀组合物进行固化而形成光致抗蚀层，将由该光致抗蚀层进行了覆膜的基板进行曝光，将经曝光的基板进行显影而形成抗蚀图案，将该抗蚀图案设为掩模进行蚀刻，对基板进行加工。在从上述的蚀刻至基板的加工的过程中，可比照工艺条件而选择夹设或者不夹设其它的蚀刻。例如，可利用将抗蚀图案设为掩模的蚀刻，将中间层进行蚀刻，将中间层图案设为掩模而将基板蚀刻。另外，可利用将抗蚀图案设为掩模的蚀刻而将中间层进行蚀刻，将中间层图案设为掩模而将下层膜进行蚀刻，将下层膜图案设为掩模而将基板蚀刻。进一步，也可仅利用将抗蚀图案设为掩模的蚀刻，将基板蚀刻。另外，本专利技术提供由下述式(9)’表示的化合物。[化学式xii]式中，A为-OH、-NH2或者-SH。R1为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R1’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，n1为0、1或2，n2为0、1或2，n3为0、1或2，m为0、1、2或3，Ar为无取代或被取代基取代的C6～20的芳香族烃环。该取代基选自-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种由下述式(1)表示的化合物构成的半导体材料，[化学式i]X‑Y      式(1)式中，X是由下述式(2)表示的基团，[化学式ii]

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 JP 2016-2484341.一种由下述式(1)表示的化合物构成的半导体材料，[化学式i]X-Y式(1)式中，X是由下述式(2)表示的基团，[化学式ii]A为-OH、-NH2或者-SH，R1为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R1’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R2’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，R3’为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，n1为0、1或2，n2为0、1或2，n3为0、1或2，m为0、1、2或3，且Y是无取代或被一个或多个取代基取代的芳香族烃环基，该取代基选自-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基。2.根据权利要求1所述的半导体材料，其中，Y由下述式(3)、(4)、(5)或者(6)表示，[化学式iii]-L式(3)[化学式iv]-L-X式(4)[化学式v]-L-L-X式(5)[化学式vi]式中，L为由下述式(7)表示的基团，[化学式vii]其中，Ar为无取代或被取代基取代的C6～20的芳香族烃环，该取代基选自-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基，R4为氢、-OH、-NH2、-SH、C1～10的直链烷基、或者C3～10的支化烷基、或者与苯基环进行结合的直接键，n4为0、1、2、3或4，且X与权利要求1所述的X同义。3.根据权利要求1或2所述的半导体材料，其中，上述式(1)的化合物的具有42～120个碳原子数。4.根据权利要求1～3中任一项所述的半导体材料，其中，上述式(1)的化合物由下述式(8)、(9)、(10)或者(11)表示，[化学式viii][化学式ix][化学式x][化学式xi]式中，A、R1、R1’、R2、R2’、R3、R3’、n1、n2、n3、m、Ar、R4’、n4分别独立地与权利要求1和2中记载的各个是同义。5.一种组合物，其包含权利要求1～4中任一项所述的半导体材料与溶剂。6.根据权利要求5所述的组合物，其中，前述溶剂选自：水、正戊烷、异戊烷、正己烷、异己烷、正庚烷、异庚烷、2,2,4-三甲基戊烷、正辛烷、异辛烷、环己烷、甲基环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙苯、三甲苯、甲基乙苯、正丙苯、异丙苯、二乙苯、异丁苯、三乙苯、二异丙基苯、正戊基萘、三甲苯、甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇、2-甲基丁醇、仲戊醇、叔戊醇、3-甲氧基丁醇、正己醇、2-甲基戊醇、仲己醇、2-乙基丁醇、仲庚醇、3-庚醇、正辛醇、2-乙基己醇、仲辛醇、正壬醇、2,6-二甲基-4-庚醇、正癸醇、仲十一烷醇、三甲基壬醇、仲十四烷醇、仲十七烷醇、苯酚、环己醇、甲基环己醇、3,3,5-三甲基环己醇、苄醇、苯基甲基甲醇、二丙酮醇、甲酚、乙二醇、丙二醇、1,3-丁二醇、2,4-戊二醇、2-甲基-2,4-戊二醇、2,5-己二醇、2,4-庚二醇、2-乙基-1,3-己二醇、二乙二醇、二丙二醇、三乙二醇、三丙二醇、甘油、丙酮、甲乙酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、二乙基酮、甲基异丁基酮、甲基正戊基酮、乙基正丁基酮、甲基正己基酮、二异丁基酮、三甲基壬酮、环己酮、环戊酮、甲基环己酮、2,4-戊烷二酮、丙酮基丙酮、二丙酮醇、苯乙酮、葑酮、乙醚、异丙醚、正丁醚、正己醚、2-乙基己基醚、环氧乙烷、1,2-环氧丙烷、二氧戊环、4-甲基二氧戊环、二噁烷、二甲基二噁烷、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇二乙醚、乙二醇单正丁基醚、乙二醇单正己基醚、乙二醇单苯基醚、乙二醇单-2-乙基丁基醚、乙二醇二丁基醚、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇单正丁基醚、二乙二醇二正丁基醚、二乙二醇...

【专利技术属性】
技术研发人员：中杉茂正，柳田浩志，黑泽和则，关藤高志，滨祐介，松浦裕里子，
申请(专利权)人：默克专利有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE