间苯二酚杯芳烃化合物、光致抗蚀剂基材及其组合物制造技术

技术编号:4129595 阅读:243 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术提供一种光致抗蚀剂组合物,该组合物含有用酸性水溶液洗涤并且用离子交换树脂处理后的、由下述通式(2)所示的感放射线性有机化合物构成的光致抗蚀剂基材;光酸发生剂或者光碱发生剂;以及猝灭剂;式中,A为由下式所示的有机基团;B、C和D相互独立地为叔丁氧基羰基甲基、叔丁氧基羰基、或者由下式所示的有机基团;P为碳数6~20的(r+1)价的芳香族基团,Q为碳数4~30的有机基团,r为1~10的整数,s为0~10的整数,X、Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l+m+n=3或者8。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及新的间苯二酚杯芳烃化合物、以及在半导体等的电器 电 子领域和光学领域等中使用的光致抗蚀剂基材及其组合物。
技术介绍
利用远紫外线(Extream Ultra Violet、 EUV)或者电子射线的光刻 法,在半导体等的制造中,可用作为高生产率、高分辨率的微细加工方 法,现在人们要求开发一类在该方法中使用的高灵敏度、高分辨率的光 致抗蚀剂。在这些光刻法中使用的光致抗蚀剂,从所希望的微细图案的 生产率、分辨率等的观点考虑,必须提高其灵敏度。作为利用远紫外线进行超微细加工时所使用的光致抗蚀剂,可列举出 例如公知的利用KrF激光进行超微细加工时使用的化学增幅型聚羟基苯 乙烯系光致抗蚀剂。在该抗蚀剂中,已知可以达到50nm左右的微细加工。 然而,就该抗蚀剂而言,如果制备作为利用远紫外线的超微细加工的最 大优点的50nm以下尺寸的图案,则会产生低灵敏度、线边缘粗糙度大、 抗蚀剂放出气体多等的问题,因此,不能说已充分发挥出远紫外线本来 的性能。从这种背景出发,人们要求开发更高性能的光致抗蚀剂。鉴于这种要求,曾有人提出使用一种与其他的抗蚀剂化合物相比,光 酸发生剂为高浓度的化学增幅正型光致抗蚀剂的方法(参照例如专利文 献l)。然而,该方法中,并没有在实施例中示例出关于由羟基苯乙烯/ 苯乙烯/丙烯酸叔丁酯构成的三元聚合物构成的基材、由全固形分中的 至少约5重量%的二 (叔丁基苯基)碘鐵邻一三氟甲基磺酸酯构成的光 酸发生剂、由氢氧化四丁基铵乳酸盐和乳酸乙酯构成的光致抗蚀剂,在 使用远紫外线的场合制成的线宽等的具体结果。因此,对于这些结果,从线边缘粗糙度的观点考虑,可以认为在使用电子射线的场合所示例的最大为100nm的加工是其极限。关于这一点的原因,可以推断为,这是由于光酸发生剂过量添加导致的基材的过剩反应,即,酸向非曝光部分的过剩扩散所造成的。特开2002 — 055457号公报本专利技术是鉴于上述事实而进行的,其目的在于提供一种新的间苯二酚杯芳烃化合物、以及利用远紫外线和/或电子射线等进行的超微细加工可以达到高灵敏度、高分辨率、线边缘粗糙度低的光致抗蚀剂基材及其组合物。为了达到上述目的,本专利技术者们反复进行了精心的研究,结果发现,在利用以往的光致抗蚀剂进行超微细加工时所产生的问题是由于下列原因所造成的,这些原因包括基于由以往使用的高分子化合物构成的光致抗蚀剂基材的分子形状或是在光致抗蚀剂基材的分子结构中保护基团的结构所导致的反应性,或者,在合成光致抗蚀剂基材时用作反应剂或催化剂而残留下来的、或者由人体或环境混入的碱性杂质,导致了光致抗蚀剂的灵敏度降低。特别是在光致抗蚀剂中,在远紫外线或电子射线通过光致抗蚀剂层时的吸收度高,在光源强度低的场合,虽然往往使光酸发生剂成为高浓度,但是由于向其中混入即便是微量的碱性杂质,也会将由酸发生剂发生的质子中和,从而使所希望的反应不能进行。该问题特别是在间苯二酚杯芳烃系光致抗蚀剂的情况下尤为显著。本专利技术者们找到了能够解决这些问题的,具有高灵敏度、高分辨率、线边缘粗糙度低等特征的光致抗蚀剂基材,至此完成本专利技术。
技术实现思路
本专利技术提供以下的间苯二酚杯芳烃化合物等。1.由下述通式(1)表示的间苯二酚杯芳烃化合物8<formula>formula see original document page 9</formula>。2. —种间苯二酚杯芳烃化合物的精制方法,该方法是将1中所述的化合物用酸性水溶液洗涤,再用离子交换树脂处理。3. —种远紫外线用和/或电子射线用光致抗蚀剂基材,该光致抗蚀剂基材由上述通式(1)表示的间苯二酚杯芳烃化合物构成。4. 一种远紫外线用和/或电子射线用光致抗蚀剂组合物,其中含有3中所述的光致抗蚀剂基材和溶剂。5. 根据4所述的光致抗蚀剂组合物,其中还含有光酸发生剂。6. 根据4或者5所述的光致抗蚀剂组合物,其中还含有碱性有机化合物作为猝灭剂。7. —种光致抗蚀剂组合物,其中含有被酸性水溶液洗涤过和被离子交换树脂处理过的、由下述通式(2)表示的远紫外线反应性有机化合物构成的光致抗蚀剂基材、光酸发生剂或者光碱发生剂、以及猝灭剂,该通式(2)为(2){式中,A为由下式:<formula>formula see original document page 12</formula>表示的有机基团;B、 C和D相互独立地为远紫外线反应性基团、对在远紫外线下呈活 性的发色团的作用具有反应性的基团、或者由下式Ar— Ar — CH2— Ar表示的有机基团;X、 Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l+m+n=2、 3、 4或者8}。8. 根据7所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述远紫外线反应性有 机化合物在室温下为无定形状态,分子的平均直径为2nm以下。9. 根据7或者8所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述A为由下式:表示的有机基团;上述B、 C和D相互独立地为氢原子、叔丁基、叔丁氧基羰基甲基、 叔丁氧基羰基、l一四氢吡喃基、l一四氢呋喃基、l一乙氧基乙基、l一 苯氧基乙基、由下式、 /o \H2 、f 11 JCJP十0-C一O-Q 乂 表示的有机基团;或者为由下式(Ar为可以被RO —和/或ROCO— [R为氢、叔丁基、叔丁氧基羰 基甲基、叔丁氧基羰基、l一四氢吡喃基、l一四氢呋喃基、l一乙氧基乙基、l一苯氧基乙基、或者由下式13<formula>formula see original document page 14</formula>(P为碳数6 20的(r+l)价的芳香族基团,Q为碳数4 30的有机 基团,r为l 10的整数,s为0 10的整数)表示的有机基团]取代的 苯基或者萘基} .表示的有机基团;上述X、 Y和Z相互独立地为单键或者醚键。10.根据7 9中任一项所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述A为表示的有机基团;<formula>formula see original document page 14</formula>上述B、 C和D相互独立地为氢原子、叔丁基、叔丁氧基羰基甲基、 叔丁氧基羰基、l一四氢吡喃基、l一四氢呋喃基、l一乙氧基乙基、l一 苯氧基乙基、或者由下式<formula>formula see original document page 14</formula>由下式:表示的有机基团;上述X、 Y和Z为醚键。11. 一种光致抗蚀剂组合物,其中含有一种被酸性水溶液洗涤过和被离子交换树脂处理过的、由下述通式(2)表示的感放射线性有机化合物构成的光致抗蚀剂基材、光酸发生剂或者光碱发生剂、以及猝灭剂,该通式(2)为<formula>formula see original document page 15</formula>表示的有机基团;B、 C和D相互独立地为叔丁氧基羰基甲基、叔丁氧基羰基、或者由下式H2 C—; 表示的有机基团;X、 Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l + m+n二3或者8〉。 12.根据ll所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述由下式表示的有机基团为4一 (叔丁氧本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种光致抗蚀剂组合物,含有用酸性水溶液洗涤并且用离子交换树脂处理后的、由下述通式(2)所示的感放射线性有机化合物构成的光致抗蚀剂基材;光酸发生剂或者光碱发生剂;以及猝灭剂; *** (2) 式中,A为由下式: ***   所示的有机基团; B、C和D相互独立地为叔丁氧基羰基甲基、叔丁氧基羰基、或者由下式所示的有机基团; *** P为碳数6~20的(r+1)价的芳香族基团,Q为碳数4~30的有机基团,r为1~10的整数,s为0~10的整数 , X、Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l+m+n=3或者8。

【技术特征摘要】
JP 2004-4-5 2004-111459;JP 2004-4-5 2004-1114601.一种光致抗蚀剂组合物,含有用酸性水溶液洗涤并且用离子交换树脂处理后的、由下述通式(2)所示的感放射线性有机化合物构成的光致抗蚀剂基材;光酸发生剂或者光碱发生剂;以及猝灭剂;式中,A为由下式所示的有机基团;B、C和D相互独立地为叔丁氧基羰基甲基、叔丁氧基羰基、或者由下式所示的有机基团;P为碳数6~20的(r+1)价的芳香族基团,Q为碳数4~30的有机基团,r为1~10的整数,s为0~10的整数,X、Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l+m+n=3或者8。2.根据权利要求l所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述由下式一O—Q /\ /s \ /r所示的有机基团为4一 (叔丁氧基羰基氧基)苄基、或者3, 5 — 二 (叔 丁氧基羰基氧基)苄基。3. —种光致抗蚀剂组合物,其中,含有用酸性水溶液洗涤并且用离子 交换树脂处理后的、由下述通式(2)所示的感放射线反应性有机化合物 构成的光致抗蚀剂基材;光酸发生剂或者光碱发生剂;以及猝灭剂;所述感放射线反应性有机化合物在室温下为无定形状态,分子的平均 直径为2nm以下,(2)式中,A为下式所示的有机基团;IopH c3B、 C和D相互独立地为感放射线性基团、对在放射线下呈活性的 发色团的作用具有反应性的基团、或者由下式所示的有机基团;Ar为被RO—和/或ROCO—取代的苯基或者萘基,R、 RO—和 ROCO—为感放射线性基团或者对在放射线下呈活性的发色团的作用 具有反应性的基团,X、 Y和Z相互独立地为单键或者醚键,l+m+n二2、 3、 4或者8。4.根据权利要求1或者3所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述放射 线为远紫外线或者电子射线。5. 根据权利要求1或者3所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上述B、 C和D中,至少一个为氢原子,上述X、 Y和Z为醚键。6. 根据权利要求1或者3所述的光致抗蚀剂组合物,其中,上...

【专利技术属性】
技术研发人员:石井宏寿大和田贵纪芝崎祐二上田充
申请(专利权)人:出光兴产株式会社
类型:发明
国别省市:JP[]

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