放射线敏感性组合物制造技术

本发明专利技术提供了含有高灵敏度、高分辨力、高耐蚀刻性、低逸气量、以及得到的抗蚀图形的形状良好的抗蚀剂化合物的放射线敏感性组合物；以及使用该放射线敏感性组合物的抗蚀图形的形成方法；以及光学特性和耐蚀刻性良好的、而且实质上无升华物的用于形成新的光刻胶下层膜的组合物及由其形成的下层膜。该放射线敏感性组合物含有具有特定结构的环状化合物和溶剂，所述环状化合物为通过醛类化合物A1和酚类化合物A2的缩合反应而合成的分子量为700-5000的环状化合物A，其中所述醛类化合物A1为碳原子数为2-59且具有1-4个甲酰基的化合物，所述酚类化合物A2为碳原子数为6-15且具有1-3个酚羟基的化合物。还提供了用于该组合物的环状化合物。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用作酸增殖型非高分子类抗蚀剂材料且以特定的化学结构式表示的环状化合物、含有该环状化合物的放射线敏感性组合物及用于形成下层膜的组合物、以及使用该组合物的抗蚀图形的形成方法、以及下层膜的形成方法。
技术介绍
现有的一般的抗蚀剂材料为可形成非晶形膜的高分子类材料。例如，通过在基板上涂布聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解离性反应基团的聚羟基苯乙烯或聚烷基甲基丙烯酸酯等高分子抗蚀剂材料的溶液来制作抗蚀剂薄膜，再对该薄膜照射紫外线、远紫外线、电子射线、超紫外线(EUV)、X射线等，形成45-100nm的程度的线性图形。但是，高分子类抗蚀剂由于 分子量大到I万-10万的程度，且分子量分布也宽，因此在使用高分子类抗蚀剂的光刻法中，在微细图形表面产生粗糙，难以控制图形尺寸，成品率降低。因此，在使用以往的高分子类抗蚀剂的光刻法中，在微细化上受限。为了制作更微细的图形，公开了各种低分子量的抗蚀剂材料。例如，提出了使用以低分子量的多核多酚化合物为主要成分的正型抗蚀剂组合物，该多核多酚化合物具有在至少一个酚羟基上引入有酸解离性官能团的结构(参照专利文献I)，或使用以低分子量的多核多酚化合物为主要成分的碱性显影型的负型抗蚀剂组合物(参照专利文献2)，但是它们存在耐热性变得不充分、得到的抗蚀图形的形状变差的缺点。作为低分子量的抗蚀剂材料的候补，提出了使用以低分子量的环状多酚化合物为主要成分的正型抗蚀剂组合物，该环状多酚化合物具有在至少一个酚羟基上引入有酸解离性官能团的结构(参照专利文献3-10及非专利文献1、2)，或使用以低分子量的环状多酚化合物为主要成分的碱性显影型的负型抗蚀剂组合物(参照非专利文献3)。由于这些低分子量的环状多酚化合物的分子量小，因此期待赋予分子大小小、分辨力高、粗糙度小的抗蚀图形。另外，低分子量环状多酚化合物通过在其骨架上具有刚直的环状结构物保持低分子量的同时能够赋予高耐热性。但是，现在公开的低分子量的环状多酚化合物存在耐蚀刻性低、逸气量多、半导体制备工艺中所使用的安全溶剂溶解性差、得到的抗蚀图形的形状差等的问题，期望低分子量的环状多酚化合物的改良。另外，考虑到正型抗蚀剂组合物的固体成分的均匀性对抗蚀图形的分辨力、粗糙度的影响，期望将具有酸解离性官能团的低分子量的环状多酚化合物用作均匀性高的、理想的是作为单一成分的正型抗蚀剂组合物。但是，将低分子量的环状多酚用作单一成分的正型抗蚀剂组合物，由于一般地使酸解离性官能团的引入率为100%，这时，敏感度变低，而高敏感度型的低分子量的环状多酚至今还没有公开过。专利文献1:特开2005-369761号公报专利文献2:特开2005-326838号公报专利文献3:特开平11-153863号公报专利文献4:特开平11-322656号公报专利文献5:特开2002-328473号公报专利文献6:特开2003-321423号公报专利文献7:特开2005-170902号公报专利文献8:特开2006-276459号公报专利文献9:特开2006-276742号公报专利文献10:特开2007-8875号公 报非专利文献1:Seung Wook Chang et al., ““Materials for FutureLithography，”，, Proc.SPIE, Vol.5753, p.1非专利文献2:Daniel Bratton et al., ““Molecular Glass Resists for NextGeneration Lithography，”，, Proc.SPIE, Vol.6153, 61531D-1非专利文献3:Τ.Nakayama, M.Nomura, K.Haga, M.Ueda:Bull.Chem.Soc.Jpn.，71，2979(1998)
技术实现思路
本专利技术的目的在于:(I)提供高敏感度、高分辨力、高耐蚀刻性、低逸气量、以及得到的抗蚀图形的形状良好的含有抗蚀剂化合物的放射线敏感性组合物，以及使用该放射线敏感性组合物的抗蚀图形的形成方法；(2)提供得到的抗蚀图形的形状良好的含有抗蚀剂化合物的放射线敏感性组合物、以及使用该放射线敏感性组合物的抗蚀图形的形成方法；以及(3)提供光学特性和耐蚀刻性良好的、而且实质上无升华物的、用于形成新的光刻胶下层膜的组合物及由该组合物形成的下层膜，以及使用了该下层膜的抗蚀图形的形成方法。本专利技术涉及:( I) 一种环状化合物，其中，该环状化合物如下述式(I)所示，权利要求1.一种环状化合物，其中，该环状化合物为下述式(33-1)、式(33-2 )、式(33-0-1)或式(33-0-2)所表示的化合物，2.一种放射线敏感性组合物，其中，该放射线敏感性组合物含有权利要求1所述的环状化合物以及溶剂。3.根据权利要求2所述的放射线敏感性组合物，其中，所述环状化合物为通过醛类化合物Al和酚类化合物A2的缩合反应而合成的分子量为700-5000的环状化合物A，其中所述醛类化合物Al为碳原子数为2-59且具有1-4个甲酰基的化合物，所述酚类化合物A2为碳原子数为6-15且具有1-3个酚羟基的化合物。4.根据权利要求3所述的放射线敏感性组合物，其中，该放射线敏感性组合物含有1-80重量％的固体成分和20-99重量％的溶剂，而且所述固体成分的总量的50重量％以上为环状化合物A，用于合成环状化合物A的所述醛类化合物Al为不含羟基和叔丁基中的任意一个的碳原子数为7-24的苯甲醛。5.根据权利要求3所述的放射线敏感性组合物，其中，该放射线敏感性组合物含有1-80重量％的固体成分和20-99重量％的溶剂，而且所述固体成分的总量的50-99.999重量％为环状化合物B，所述环状化合物B具有在环状化合物A的至少一个酚羟基上引入有选自由碳原子数为2-20的取代甲基、碳原子数为3-20的1-取代乙基、碳原子数为4-20的1-取代正丙基、碳原子数为1-20的甲硅烷基、碳原子数为2-20的酰基、碳原子数为2-20的1-取代烷氧基烷基、碳原子数为2-20的环醚基以及碳原子数为2-20的烷氧羰基所组成的组中的酸解离性官能团的结构，`醛类化合物Al为不含羟基和叔丁基中的任意一个的碳原子数为7-24的苯甲醛。6.根据权利要求3所述的放射线敏感性组合物，其中，该放射线敏感性组合物含有环状化合物B0，该环状化合物BO是通过引入有酸解离性官能团的醛类化合物Alc与碳原子数为6-15且具有1-3个酚羟基的酚类化合物A2的缩合反应而合成的，且所述环状化合物BO的分子量为700-5000，其中碳原子数为2-59且具有1_4个甲酰基的醛类化合物Al为具有酸解离性官能团的醛类化合物Alc，所述酸解离性官能团为选自由碳原子数为2-20的取代甲基、碳原子数为3-20的1-取代乙基、碳原子数为4-20的1-取代正丙基、碳原子数为1-20的甲硅烷基、碳原子数为2-20的酰基、碳原子数为2-20的1_取代烷氧基烷基、碳原子数为2-20的环醚基以及碳原子数为2-20的烷氧羰基所组成的组中的酸解离性官能团。7.一种用于形成下层膜的组合物，其中，该用于形成下层膜的组合物含有权利要求2所述的放射线敏感性组合物。8.根据权利要求7所述的用于形成下层膜的组合物，其中，该用于形成下层膜的组合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环状化合物，其中，该环状化合物为下述式（33‑1）、式（33‑2）、式（33‑0‑1）或式（33‑0‑2）所表示的化合物，式（33‑1）以及式（33‑2）中，R3A为选自由碳原子数为2‑20的取代甲基、碳原子数为3‑20的1‑取代乙基、碳原子数为4‑20的1‑取代正丙基、碳原子数为1‑20的甲硅烷基、碳原子数为2‑20的酰基、碳原子数为2‑20的1‑取代烷氧基烷基、碳原子数为2‑20的环醚基、碳原子数为2‑20的烷氧羰基以及碳原子数为2‑20的烷氧羰基烷基所组成的组中的酸解离性官能团；X2为氢或卤素原子；L1为选自单键、碳原子数为1‑4的直链状或支链状的亚烷基中的二价的有机基团；l1为0或1；式（33‑0‑1）以及式（33‑0‑2）中，R3A、X2、L1和l1与上述相同；m为1‑4的整数；m3为1或2；m4为1。FDA00002537125300011.jpg

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：越后雅敏，小黑大，
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