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
【专利摘要】本发明的环状化合物为分子量500～5000的式(1)所示的环状化合物。
【专利说明】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
【技术领域】
[0001]本发明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。
【背景技术】
[0002]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~IOOnm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。
[0003]然而，闻分子系抗蚀材料的分子量较大，为I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。
[0004]例如，提出了使用以低分子量多核多酚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I及专利文献2)。
[0005]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I)。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本特开2005-326838号公报
[0009]专利文献2:日本特开2008-145539号公报
[0010]专利文献3:日本特开2009-173623号公报
[0011]专利文献4:国际公开第2011/024916号
[0012]非专利文献
[0013]非专利文献I:T.Nakayama, Μ.Nomura, K.Haga, M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.,71,2979(1998)
【发明内容】
[0014]发明要解决的问题
[0015]然而，专利文献I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。
[0016]对于专利文献3及4和非专利文献I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化合物的改良。
[0017]因此，本发明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。
[0018]用于解决问题的方案
[0019]本发明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，从而完成了本发明。
[0020]即，本发明如下所述。
[0021]1.一种环状化合物，其为分子量500~5000的式(I)所示的环状化合物。
[0022]
【权利要求】
1.一种式(I)所示的环状化合物，其分子量为500~5000，
2.根据权利要求1所述的环状化合物，其中，所述式(I)所示的环状化合物如式(2)所示，
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，
4.根据权利要求3所述的环状化合物，其中，所述式(4)所示的环状化合物如式(5)所示，
5.一种环状化合物的制造方法，其为制造权利要求1~4中任一项所述的环状化合物的方法，其包括以下工序: 使I种以上的醛性化合物(Al)与I种以上的酚性化合物(A2)发生缩合反应得到环状化合物㈧的工序；和 使所述环状化合物(A)与I种以上的(甲基)丙烯酰卤化物发生脱卤化氢反应的工序。
6.根据权利要求5所述的环状化合物的制造方法，其中，所述醛性化合物(Al)为具有I~4个甲酰基、且碳数I~59的化合物， 所述酚性化合物(A2)为具有I~3个酚羟基、且碳数6~15的化合物。
7.一种辐射敏感组合物，其含有:包含权利要求1~4中任一项所述的环状化合物的固体成分及溶剂。
8.根据权利要求7所述的辐射敏感组合物，其中，所述固体成分的含量为I~80重量％。
9.根据权利要求7或8所述的辐射敏感组合物，其中，所述环状化合物在所述固体成分的总重量中所占的比例为50~99.999重量％。
10.根据权利要求7~9中任一项所述的辐射敏感组合物，其中，还包含产酸剂(C)，所述产酸剂(C)通过选自由可见光、紫外线、准分子激光、电子射线、远紫外线(EUV)、X射线及离子束组成的组中的任意一种辐射线的照射而直接或间接地产生酸。
11.根据权利要求7~10中任一项所述的辐射敏感组合物，其中，还包含酸交联剂(G)。
12.根据权利要求7~11中任一项所述的辐射敏感组合物，其中，还包含酸扩散控制剂(E)。
13.根据权利要求7~12中任一项所述的辐射敏感组合物，其中，所述固体成分含有环状化合物50~99.4重量％、产酸剂(C) 0.001~49重量％、酸交联剂(G) 0.5~49重量％、及酸扩散控制剂(E)0.001~49重量％。
14.根据权利要求7~13中任一项所述的辐射敏感组合物，其通过旋涂形成非晶膜。
15.根据权利要求14所述的辐射敏感组合物，其中，所述非晶膜的在23°C下的对显影液的溶解速度为丨O A/sec以上。
16.根据权利 要求14或15所述的辐射敏感组合物，其中，照射KrF准分子激光、远紫外线、电子射线或X射线后的所述非晶膜的、或在20~250°C下加热后的所述非晶膜的、对显影液的溶解速度为5A/sec以下。
17.一种抗蚀图案形成方法,其包括以下工序:将权利要求7~16中任一项所述的辐射敏感组合物涂布在基板上形成抗蚀膜的工序； 将所述抗蚀膜曝光的工序；和 将所述曝光的抗蚀膜显影的工序。
【文档编号】H01L21/027GK103958455SQ201280056217
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年11月14日 优先权日:2011年11月18日
【发明者】越后雅敏, 山川雅子 申请人:三菱瓦斯化学株式会社