專利名稱：環狀化合物、其生產方法、放射線敏感性組合物和抗蝕圖案的形成方法
技術領域：
本發明涉及作為酸增幅型非高分子系抗蝕材料而有用的以特定的化學結構式表示的環狀化合物、含有該環狀化合物的放射線敏感性組合物、以及使用該組合物的抗蝕圖案的形成方法。
背景技術：
常規已知的一般的抗蝕材料是能夠形成非晶質薄膜的高分子系材料。例如，將聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解離性反應基的多羥基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯等高分子抗蝕材料的溶液施涂到基板上而形成抗蝕薄膜，然后將其用紫外線、遠紫外線、電子束、遠紫外線(extreme ultraviolet rays, EUV)或X射線等照射，從而形成45 IOOnm左右寬度的線圖案。然而，高分子系抗蝕劑化合物具有分子量大至約10，000-100, 000和寬的分子量分布。因此，在使用高分子系抗蝕劑化合物的平版印刷術中，在微細圖案表面上產生凹凸(roughness)，難以控制圖案尺寸，由此成品率降低。因此，在使用常規的高分子系抗蝕材料的平版印刷術中，微細化加工有限。為此，提出了各種低分子量抗蝕材料用于制作更微細的圖案。例如，已提出使用低分子量的多核多酚化合物作為主要組分的堿顯影型的負型放射線敏感性組合物(參照專利文獻I及專利文獻2)。然而，存在這些組合物的耐熱性不足和所得抗蝕圖案的形狀變差的缺點。作為低分子量抗蝕材料，提出了使用低分子量環狀多酚化合物作為主要組分的堿顯影型的負型放射線敏感性組合物(專利文獻3和非專利文獻I)。期待這些低分子量環狀多酚化合物由于其低分子量而可提供分子尺寸小、分辨率高、粗糙度小的抗蝕圖案。此外，因為在低分子量環狀多酚化合物的骨架中具有剛性的環狀結構，因此，雖然其為低分子量，但仍賦予高耐熱性。然而，以往已知的低分子量環狀多酚化合物存在半導體制造工藝中所用的安全溶劑的溶解性低、靈敏度低及所得抗蝕圖案形狀差的幾個缺陷。因此，期望改良低分子量環狀多酚化合物。現有技術文獻_9] 專利文獻專利文獻I JP-A-2005-326838專利文獻2 JP-A-2008-145539專利文獻3 JP-A-2009-173623非專利文獻非專利文獻I :T. Nakayama, M. Nomura, K. Haga, M. Ueda :BulI. Chem. Soc.Jpn.，71，2979(1998)
發明內容
發明要解決的問題本發明的目的在于，提供一種在安全溶劑中的溶解性高、高靈敏度和所得抗蝕圖案形狀良好的環狀化合物、其生產方法、包含其的放射線敏感性組合物及使用該放射線敏感性組合物的抗蝕圖案的形成方法。用于解決問題的方案本發明人為了解決上述課題而進行了深入研究，并發現，具有特定結構的環狀化合物在安全溶劑中的溶解性高，高靈敏度，并且可賦予良好的抗蝕圖案形狀，結果，完成本發明。即，本發明如下。
I. 一種由下式(I)表示的環狀化合物[化學式I]
權利要求
1.一種由下式(I)表示的環狀化合物
2.根據權利要求I所述的環狀化合物，其由下式⑵表示
3.根據權利要求I所述的環狀化合物，其由下式⑶表示
4.根據權利要求I所述的環狀化合物，其中R’獨立地由下式(1-4)表示
5.根據權利要求I所述的環狀化合物，其中R’獨立地由下式(1-5)表示
6.一種生產由式(I)表示的環狀化合物的方法，其包括使選自羰基化合物(Al)中的一種或多種與選自酚類化合物(A2)中的一種或多種進行縮合反應。
7.—種生產由式(I)表示的環狀化合物的方法，其包括使選自羰基化合物(Al)的縮醛化合物(A4)中的一種或多種與選自酚類化合物(A2)中的一種或多種進行縮合反應。
8.一種放射線敏感性組合物，其包括根據權利要求I所述的環狀化合物和溶劑。
9.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其中所述環狀化合物為通過具有碳數為2-59和1-4個甲酰基的化合物(醛類化合物(AlA))與具有碳數為6_15和1_3個酚式羥基的化合物(酚類化合物(A2))的縮合反應合成并具有分子量為700-5000的環狀化合物。
10.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其包括1-80重量％的固體組分和20-99重量％的溶劑。
11.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包含通過用選自由可見光、紫外線、準分子激光、電子束、遠紫外線(EUV)、X-射線和離子束組成的組中的任何放射線照射而直接或間接產生酸的產酸劑(C)。
12.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包含酸交聯劑(G)。
13.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其進一步包含酸擴散控制劑(E)。
14.根據權利要求8-13任一項所述的放射線敏感性組合物，其中所述環狀化合物是選自由下式(2-2)表示的化合物組成的組中的環狀化合物 [化學式7]
15.根據權利要求14所述的放射線敏感性組合物，其中所述環狀化合物是選自由下式(4)和(5)表示的化合物組成的組中的環狀化合物 [化學式8]
16.根據權利要求10所述的放射線敏感性組合物，其中所述固體組分包括50-99.489/0. 001-50/0. 5-50/0. 01-50/0-50重量％的環狀化合物/產酸劑(C)/酸交聯劑(G)/酸擴散控制劑(E)/任選組分(F)，基于所述固體組分。
17.根據權利要求8所述的放射線敏感性組合物，其能夠用旋涂而形成非晶質膜。
18.根據權利要求17所述的放射線敏感性組合物，其中所述非晶質膜在23°C下在2.38重量％四甲基氫氧化銨水溶液中的溶解速度為不小于IO人/see。
19.根據權利要求17所述的放射線敏感性組合物，其中所述非晶質膜在用KrF準分子激光、遠紫外線、電子束或X-射線照射之后或所述非晶質膜在20-250°C下加熱之后在2. 38重量％四甲基氫氧化銨水溶液中的溶解速度為不大于5人/sec。
20.一種抗蝕圖案的形成方法，其包括使用根據權利要求8-19任一項所述的放射線敏感性組合物在基板上形成抗蝕膜的步驟，將所述抗蝕膜曝光至放射線的步驟和顯影所述抗蝕膜從而形成抗蝕圖案的步驟。
21.一種由下式(6-1)表不的羰基化合物(Al) [化學式9]
22.—種由下式(6-2)表示的縮醛化合物(A4)[化學式10]
全文摘要
公開的是在安全溶劑中具有高溶解度、高靈敏度并能夠提供具有良好形狀抗蝕圖案的環狀化合物；生產該環狀化合物的方法；包含該環狀化合物的放射線敏感性組合物；和使用該放射線敏感性組合物形成抗蝕圖案的方法。具體公開的是具有特定結構的環狀化合物；包含該化合物的放射線敏感性組合物；和使用該組合物形成抗蝕圖案的方法。
文檔編號C08G8/04GK102648173SQ20108005531
公開日2012年8月22日 申請日期2010年9月27日 優先權日2009年10月6日
發明者小黑大, 林宏美, 越后雅敏 申請人:三菱瓦斯化學株式會社