双二酰亚胺化合物,使用它们的酸产生剂和抗蚀剂组合物以及用该组合物的图案形成方法技术

本发明专利技术涉及作为在半导体元件等的制造中使用的化学放大型抗蚀剂组合物的酸产生剂或用于耐热性高分子合成原料有用的新的双二酰亚胺化合物，使用它们的酸产生剂和抗蚀剂组合物以及用该组合物的图案形成方法，进一步涉及作为双二酰亚胺化合物的合成中间体，例如耐热性高分子化合物，感光材料等的功能性化合物的中间体等有用的双（Ｎ－羟基）苯邻二甲酰亚胺化合物，即提供通式［１］所示的双二酰亚胺化合物，［式中，Ｒ，Ａ↓［１］分别如权利要求１定义］使用它们的酸产生剂以及抗蚀剂组合物和用该组合物的图案形成方法。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
,使用它们的酸产生剂和抗蚀剂组合物以及用该组合物的图案形成方法
本专利技术涉及作为在半导体元件等的制造中使用的化学放大型抗蚀剂组合物的酸产生剂或用作耐热性高分子合成用原料有用的新的，使用它们的酸产生剂和抗蚀剂组合物以及用该组合物的图案形成方法，进一步涉及作为的合成中间体，例如耐热性高分子，感光材料等的机能性化合物的中间体等有用的双(N-羟基)苯邻二甲酰亚胺化合物。
技术介绍
作为半导体元件制造的一个示例，近年来，伴随半导体器件的高密度集成化，微加工，其中在光刻术中使用的曝光装置的能源越来越短波长化，迄今远紫外线光(300nm或其以下)，KrF准分子激光(248nm)正在实用化，ArF准分子激光(193nm)也正接近实用。而且，以100nm或其以下的超微加工为目的，正在研究使用F2激光(157nm)，电子线，超紫外线(EUV1～30nm带)的曝光技术。作为这些用途而研究的抗蚀剂组合物，虽然使用了各种已知的酸产生剂，但如果使用这些已知的酸产生剂，会产生各种问题。例如，酸产生剂是现在使用的具有脂肪族烷基的重氮二砜化合物的情况下，具有例如不能产生强酸，酸产生效率不好等问题，另外，是具有芳香基的重氮二砜化合物的情况下，具有例如溶液稳定性不好等问题。另外，酸产生剂是锍盐或碘鎓盐的情况下，例如由于具有因溶解性不好，容易产生微粒，因溶液的稳定性不好而不能进行数周时间的储存，其抗衡阴离子由三氟甲磺酸衍生而来的物质，抗蚀剂性能容易变化(例如尺寸变动，灵敏度变化，形状变化等。)等问题，还没有发现在实用合适的物质。而且，作为用酰亚胺磺酸酯化合物作为酸产生剂时的抗蚀剂组合物，有下列文献中公开的组合物例如组合了聚(羟基苯乙烯/苯乙烯/丙烯酸叔丁酯)和N-三氟甲磺酰氧基-双环-庚-5-烯-2，3-二甲酰亚胺的组合物(日本专利公开平7-209868号公报等)，组合了聚(对-羟基苯乙烯/丙烯酸叔丁酯)和N-樟脑磺酰氧基萘二甲酰亚胺或N-三氟甲磺酰氧基-双环-庚-5-烯-2，3-二甲酰亚胺的组合物，用N-五氟苯磺酰氧基-双环-庚-5-烯-2，3-二甲酰亚胺的组合物(日本专利公开平3-206458号公报等)，组合了聚(苯乙烯/对羟基苯乙烯/对叔丁氧羰基甲氧基苯乙烯)和N-苯磺酰氧基琥珀酰亚胺的组合物(日本专利公开平6-214395号公报等)，用N-降冰片烷磺酰氧基-双环-庚-5-烯-2，3-二甲酰亚胺的组合物(日本专利公开2001-199955号公报)等。但是，这些N-酰亚胺磺酸酯化合物，由于是非对称性结构且反应性高，如果在抗蚀剂组合物中使用容易受到水分等的影响而使溶液的稳定性变得不好，酸产生效率低下且不能高灵敏度化，在抗衡阴离子由三氟甲磺酸衍生而来时与上述同样地存在抗蚀剂性能容易变化等问题。作为本专利技术的的类似化合物，公开了例如2，6-二(甲磺酰氧基)苯并双吡咯-1，3，5，7(2H，6H)-四酮。但是，公开的是这些聚酰亚胺化合物的原料用途，并没有涉及酸产生剂，另外，即使考虑在例如酸产生剂中的使用，由于相对于抗蚀剂溶剂的溶解性极差而无法使用。而且，也公开了3a，4，4a，7a，8，8a-六氢-2，6-二(丁磺酰氧基)-4，8-亚乙烯基苯并双吡咯-1，3，5，7(2H，6H)-四酮(日本专利公开平11-258801号公报等)。但是，它们是作为化学放大负型抗蚀剂组合物用交联剂使用的，没有涉及酸产生剂，另外即使将它们作为酸产生剂使用，含有它们的抗蚀剂组合物，也由于低灵敏度，低分辨性能以及形状不好而无法使用。另外，作为本专利技术的的类似化合物，也有作为化学放大型抗蚀剂材料的酸产生剂报道的化合物，例如5，5’-氧双，5，5’-双(日本专利公开平3-206458号公报，日本专利公开平6-301200号公报，日本专利公开平8-501890号公报等)和5，5’-氧双(日本专利公开平11-167199号公报等)。但是，这些化合物，由于在通常使用的抗蚀剂溶剂中不溶解，实际上不能作为抗蚀剂组合物使用。这些实用的或正在研究的现有的酸产生剂存在如下问题，由于酸性弱，酸产生效率不充分，溶解性不好而容易产生微粒，且在抗蚀剂组合物中使用时，溶液的稳定性不好，在储存中发生分解而使灵敏度变化或图案形成不好，由于在抗蚀剂溶剂中不溶解，不能形成抗蚀剂组合物等，现状是需要开发改善了这些问题，且对放射线敏感并产生酸的有用化合物。专利技术的公开本专利技术，鉴于上述现状，提供对放射线敏感且可以有效地产生酸的新化合物，使用这些化合物的酸产生剂以及抗蚀剂组合物，使用该组合物的图案形成方法和酸产生化合物的合成中间体。本专利技术，是以解决上述课题为目的的下述专利技术(1)通式所示的 所示基团-SO2R1(式中，R1表示碳原子数为1～12的烷基，碳原子数1～12的卤代烷基，可以具有选自卤素原子，烷基，卤代低级烷基，烷氧基，卤代低级烷氧基，低级链烯基，硝基，N，N-二甲基氨基和乙酰氨基作为取代基的芳基，芳烷基或芳香杂环基，樟脑基或萘醌二叠氮基。)，A1表示碳原子数4～10的四价脂环烃基，碳原子数7～8的四价桥脂环烃基，碳原子数6～14的四价芳香族烃基或通式所示基团， (式中，A2表示连接键，-O-基或-C(CF3)2-基。)，条件是，R为氢原子时，A1是通式所示基团，通式中的R1所示的烷基，在A1为碳原子数7～8的四价桥脂环烃基时为碳原子数6～12的烷基，在A1为碳原子数6～14的四价芳香烃基时为碳原子数3～12的烷基，另外，R1所示的卤代烷基，在A1为通式所示基团时为碳原子数3～12的卤代烷基，而且另外，通式中的A2为-O-基时，作为R1所示的可以有取代基的芳基的取代基所列举的烷基，是碳原子数2～12的烷基]；(2)化学放大型抗蚀剂用酸产生剂，含有上述中R为通式所示基团的化合物构成；(3)正型抗蚀剂组合物，含有至少一种或其以上上述中R为通式所示基团的化合物；(4)负型抗蚀剂组合物，含有至少一种或其以上上述中R为通式所示基团的化合物；(5)图案形成方法，其特征在于包括在基板上形成以上述(3)记载的正型抗蚀剂组合物作为抗蚀剂膜的工序，在上述抗蚀剂膜上进行任意图案的曝光的工序，通过显影形成正型抗蚀剂图案的工序；以及(6)图案形成方法，其特征在于包括在基板上形成以上述(4)记载的负型抗蚀剂组合物作为抗蚀剂膜的工序，在上述抗蚀剂膜上进行任意图案的曝光的工序，通过显影形成正型抗蚀剂图案的工序；以及(6)图案形成方法，其特征在于包括在基板上形成以上述(4)记载的负型抗蚀剂组合物作为抗蚀剂膜的工序，在上述抗蚀剂膜上进行任意图案的曝光的工序，通过显影形成负型抗蚀剂图案的工序。即，本专利技术者们，为实现上述目的反复进行深入研究的结果，发现上述通式中R为通式所示基团的，将成为具有例如酸产生效率高，在抗蚀剂溶剂中溶解性高等优异效果的酸产生剂，另外，将成为例如聚酰亚胺等耐热性树脂的原料和交联剂，而且，上述通式中的R是氢原子的双(N-羟基)苯邻二甲酰亚胺化合物，将成为作为上述酸产生剂等有用的的合成中间体，例如聚酰亚胺等耐热性树脂的原料和交联剂，感光材料等机能性化合物的中间体等，并因此完成了本专利技术。附图的简单说明附图说明图1是表示使用本专利技术的抗蚀剂组合物的图案形成方法(实施例67)各工序的剖视图。图2是表示使用本专利技术的抗蚀剂组本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式［１］所示的双二酰亚胺化合物＊＊＊［１］［式中，２个Ｒ分别独立地表示氢原子或通式［２］所示基团－ＳＯ↓［２］Ｒ↑［１］［２］（式中，Ｒ↑［１］表示碳原子数为１～１２的烷基，碳原子数１～１２的卤代烷 基，可以具有选自卤素原子，烷基，卤代低级烷基，烷氧基，卤代低级烷氧基，低级链烯基，硝基，Ｎ，Ｎ－二甲基氨基和乙酰氨基作为取代基的芳基，芳烷基或芳香杂环基，樟脑基或萘醌二叠氮基），Ａ↓［１］表示碳原子数４～１０的四价脂环烃基，碳原子数 ７～８的四价桥脂环烃基，碳原子数６～１４的四价芳香族烃基或通式［３］所示基团，＊＊＊［３］（式中，Ａ↓［２］表示连接键，－Ｏ－基或－Ｃ（ＣＦ↓［３］）↓［２］－基），条件是，Ｒ为氢原子时，Ａ↓［１］是通式［３］所示基团， 通式［２］中的Ｒ↑［１］所示的烷基，在Ａ↓［１］为碳原子数７～８的四价桥脂环烃基时为碳原子数６～１２的烷基，Ａ↓［１］为碳原子数６～１４的四价芳香烃基时为碳原子数３～１２的烷基，另外，Ｒ↑［１］所示的卤代烷基，在Ａ↓［１］为通式［３］所示基团时为碳原子数３～１２的烷基，而且另外，通式［３］中的Ａ↓［２］为－Ｏ－基时，作为Ｒ↑［１］所示的可以有取代基的芳基的取代基所列举的烷基，是碳原子数２～１２的烷基］。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：前泽典明，浦野文良，远藤政孝，笹子胜，
申请(专利权)人：和光纯药工业株式会社，松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]