[发明专利]含氟芳香族化合物及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型含氟芳香族化合物及其制造方法。其涉及：在制成聚合性化合物后，进行聚合物化（聚合）并与光产酸剂等一起使用从而制成抗蚀剂材料时，与基板的密合性优异、用于在光刻中赋予精致的抗蚀图案的新型含氟芳香族化合物及其制造方法。

背景技术

含氟化合物发挥其具备拒水性、低吸水率、高耐热性、耐腐蚀性、透明性、低介电常数或低折射率等的特征，用作功能性材料。

尤其是，作为对聚烯烃和稠合系高分子等赋予低吸水性或透明性、以及适度的亲水性的官能团，已知有六氟异丙醇基。

例如，关于具有六氟异丙醇基、即2-羟基-1,1,1,3,3,3-六氟异丙基：-C（CF₃）₂OH（以下有时称为HFIP基）的高分子化合物，在使该高分子化合物溶于有机溶剂并将其涂布在玻璃基板等上而制成涂布膜时，与基板的密合性优异。另外，将该高分子化合物与光产酸剂共同用作光刻中的抗蚀剂组合物时，曝光后的曝光部或未曝光部在碱显影液中溶与不溶的差异较为明显，从而赋予精致的抗蚀图案。近年来，前述高分子化合物作为通过氟化氩激光（波长193nm）进行曝光的抗蚀剂组合物而使用。另外，光刻是指将涂布有感光性物质即光致抗蚀剂的基板表面曝光成期望的图案。光刻技术是通过抗蚀剂的曝光部分与未曝光部分对显影液的溶解度差异而在基板上形成由抗蚀剂构成的图案的技术。

在前述高分子化合物之中，具有HFIP基的酚类通过酚部位的选择性亲核取代反应而衍生合成丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或乙烯基醚等聚合性烯烃单体。该聚合性烯烃单体作为抗蚀剂组合物是有用的。另外，能够由包含HFIP基的苯胺来衍生合成丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯基胺等。

例如，专利文献1中公开了含有HFIP基的以下含氟聚合性单体。

（式中，R¹表示氢原子、甲基、氟原子或三氟甲基。n为0或1，m为1～（3＋n）的整数。R²和R³各自独立地表示氢原子或保护基。）

具体而言，记载了以下的含氟聚合性单体等。

这些含氟聚合性单体经聚合而成的、含有至少由这些含氟聚合性单体构成的单元的高分子化合物作为抗蚀剂组合物是有用的。

另外，专利文献2中公开了将化合物B硝基化而得到化合物C、将化合物C氨基化而得到化合物D、并将化合物D酚化（加成羟基）而得到化合物E的方法。

例如，使化合物E与丙烯酸、甲基丙烯酸或乙烯基醚发生反应键合而成的含氟聚合性单体进行聚合，经该聚合而成的、含有至少由这些含氟聚合性单体构成的部位的高分子化合物作为抗蚀剂组合物是有用的。

HFIP基隔着环己烷环而远离聚合物的主链的、专利文献1中记载的含氟聚合性单体可简便地制造。然而，专利文献2中记载的化合物通过多级反应来合成，制造存在生产要求（production requirements）。

另外，专利文献2的实施例3～6中具体记载了向上述化合物（E）中导入双键而成的下述化合物（F）～（I）的合成例。化合物（F）～（I）具有聚合性，通过在均聚或者与其它聚合性化合物共聚后添加光产酸剂等，可以制成抗蚀剂。

另外，专利文献3的参考例3～6中记载了下述合成例。

另外，非专利文献1中记载了如下反应：在硫酸存在下，使用硫酸作为酸催化剂而将双酚A的异丙叉键（-C（CH₃）₂-部位）切断。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-163604号公报

专利文献2：日本特开2004-83900号公报

专利文献3：日本特开2009-108084号公报

非专利文献

非专利文献1：Organic Letters（2004）、6（14）、2341-2343

发明内容

HFIP基远离聚合物的主链的聚合物抗蚀剂与光产酸剂共同使用作为抗蚀剂组合物时，与基板的密合性优异，曝光后的曝光部或未曝光部在碱显影液中溶与不溶的差异较为明显，从而赋予精致的抗蚀图案。与此相对，HFIP基位于聚合物的主链附近而立体地靠在主链附近的结构的聚合物抗蚀剂存在因含有HFIP基而无法充分地体现前述抗蚀剂性能的问题。