[发明专利]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

说明书

技术领域

本发明涉及作为酸增幅型非高分子系抗蚀材料而有用的以特定的化学结构式表示的环状化合物、含有其的辐射敏感组合物、以及使用该组合物的抗蚀图案形成方法。

背景技术

迄今为止，一般的抗蚀材料为能够形成非晶质薄膜的高分子系材料。例如，对将聚甲基丙烯酸甲酯、具有酸解离性反应基的聚羟基苯乙烯或聚甲基丙烯酸烷基酯等高分子抗蚀材料的溶液涂布在基板上而制作的抗蚀薄膜照射紫外线、远紫外线、电子束、超紫外线(EUV)、X射线等，从而形成45～100nm左右的线状图案。

然而，由于高分子系抗蚀剂的分子量很大，为1万～10万左右，且分子量分布也很广，因此在使用高分子系抗蚀剂的光刻中，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。

例如，提出了使用低分子量多核多酚化合物作为主要成分的碱显影型的负型辐射敏感组合物(参照专利文献1和专利文献2)，但这些组合物存在耐热性不充分、所得抗蚀图案的形状变差的缺点。

作为低分子量抗蚀材料的候补，提出了使用低分子量环状多酚化合物作为主要成分的碱显影型的负型辐射敏感组合物(参照专利文献3和非专利文献1)。由于这些低分子量环状多酚化合物的分子量低，所以期待得到分子尺寸小、分辨率高、粗糙度小的抗蚀图案。此外，由于低分子量环状多酚化合物的骨架具有刚性环状结构，因而能够在低分子量的同时赋予高耐热性。

然而，现在已知的低分子量环状多酚化合物存在以下问题：其对半导体制造工序中使用的安全溶剂的溶解性低，灵敏度低，以及所得抗蚀图案形状差等。期望对低分子量环状多酚化合物的改良。

专利文献1：日本特开2005-326838号公报

专利文献2：日本特开2008-145539号公报

专利文献3：日本特开2009-173623号公报

非专利文献1：T.Nakayama，M.Nomura，K.Haga，M.Ueda：Bull.Chem.Soc.Jpn.，71，2979(1998)

发明内容

本发明的目的在于提供对安全溶剂的溶解性高、高灵敏度且可赋予良好的抗蚀图案形状的环状化合物、其制造方法、含有其的辐射敏感组合物、以及使用该辐射敏感组合物的抗蚀图案形成方法。

本发明人等为了解决上述课题进行了深入的研究，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、高灵敏度且可赋予良好的抗蚀图案形状，从而完成了本发明。

即，本发明如下所述。

1.一种下述式(1)所示的环状化合物。

(式(1)中，各L独立地为选自由单键、碳原子数1～20的直链状或支链状的亚烷基、碳原子数3～20的环亚烷基、碳原子数6～24的亚芳基、-O-、-OC(＝O)-、-OC(＝O)O-、-N(R⁵)-C(＝O)-(R⁵为氢或碳原子数1～10的烷基)、-N(R⁵)-C(＝O)O-(R⁵与前述同义)、-S-、-SO-、-SO₂-和它们的任意组合组成的组中的二价有机基团，各R¹独立地为碳原子数1～20的烷基、碳原子数3～20的环烷基、碳原子数6～20的芳基、碳原子数1～20的烷氧基、氰基、硝基、羟基、杂环基、卤素、羧基、碳原子数2～20的酰基、碳原子数1～20的烷基甲硅烷基、或氢原子。其中，至少1个R¹为碳原子数2～20的酰基，且其他的至少1个R¹为氢原子。各R’独立地为碳原子数2～20的烷基或下述式所示的芳基，m为1～4的整数。

(式中，R⁴为碳原子数1～20的烷基、碳原子数3～20的环烷基、碳原子数6～20的芳基、碳原子数1～20的烷氧基、氰基、硝基、杂环基、卤素、羧基、羟基或碳原子数1～20的烷基甲硅烷基，p为0～5的整数))

2.根据第1项所述的环状化合物，其为下述式(2)所示的化合物。

(式(2)中，R¹、R⁴、p、m与前述同义。X₂为氢或卤素原子，m₅为0～3的整数，m+m₅＝4。)