JP2011059672A - フォトレジスト組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた露光裕度を有するパターンを形成することができるフォトレジスト組成物を提供すること。
【解決手段】式(C1)で表される化合物をレジスト組成物中で使用すれば、広い露光裕度を達成できる[式(C1)中、Rc1は、式(1)で表される基であり;Rc3及びRc4は、それぞれ独立に、水素原子又は脂肪族炭化水素基を表し;Rc5は、2価の有機基を表す。Rc2は、置換基を有していてもよいC7-20アラルキル基を表す。]。

【選択図】なし

Description

本発明は、フォトレジスト組成物(以下「レジスト組成物」と略称することがある)に関する。
従来、種々のレジスト組成物が提案されており、例えば、クエンチャーとして2,6−ジイソプロピルアニリンやテトラブチルアンモニウムヒドロキシドを含むレジスト組成物(特許文献1(段落[0052]、[表1])参照)が提案されている。
特開2004−4561号公報
従来のレジスト組成物では、得られるパターンの露光裕度が必ずしも満足できるものではない場合があった。
本発明は、以下の発明を含む。
[1] 樹脂、酸発生剤、及び式(C1)で表される化合物を含有することを特徴とするフォトレジスト組成物。

[式(C1)中、Rc1は、式(1)で表される基であり;Rc3及びRc4は、それぞれ独立に、水素原子、或いは直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基を表し;Rc5は、炭素数1〜30の2価の有機基を表す。但しRc3は、Rc4又はRc5と結合して、環を形成してもよい。Rc2は、置換基を有していてもよいC7-20アラルキル基を表す。]
[2] Rc2が、式(2)で表される基である[1]に記載のフォトレジスト組成物。
−CH2−Rc6 (2)
[式(2)中、Rc6は、置換基を有するC6-18芳香族炭化水素基を表し;前記芳香族炭化水素基の芳香環に含まれる水素原子の少なくとも1つは、電子吸引性基で置換されている。]
[3] 前記電子吸引性基の少なくとも1つが、ニトロ基である[2]に記載のフォトレジスト組成物。
[4] Rc6が、ニトロフェニル基である[3]に記載のフォトレジスト組成物。
[5] Rc1が、式(1−1)、式(1−2)又は式(1−3)で表される基である[1]〜[4]のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。

[式(1−1)〜式(1−3)中、Rc3及びRc4は、前記と同じである。
式(1−1)中、Rc7は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基を表し;mは0〜4の整数を表し;mが0であるとは、Rc7が存在しないことを意味し;mが2以上のとき、複数のRc7は、互いに同一でも異なってもよい。
式(1−2)中、Rc8は、水素原子、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-15脂肪族炭化水素基、或いはC7-15アラルキル基を表し;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又はスルファニル基(−SH)で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基のメチレン基は、酸素原子(−O−)、カルボニル基(−CO−)又は硫黄原子(−S−)で置換されていてもよい。但しRc3及びRc8は、互いに結合して環を形成してもよい。
式(1−3)中、Rc9は、2価の直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基を表す。但しRc3及びRc4は、互いに結合して環を形成してもよい。]
[6] 式(C1)で表される化合物が、式(C1−1−1)、式(C1−2−1)、式(C1−2−2)、式(C1−2−3)又は式(C1−3−1)で表される化合物である[1]〜[5]のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。
[7] 樹脂が、酸の作用でアルカリ可溶となる樹脂である[1]〜[6]のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。
本発明のレジスト組成物によれば、優れた露光裕度を有するパターンを形成できる。
本発明のフォトレジスト組成物とは、樹脂、酸発生剤、及び式(C1)で表される化合物を含有することを特徴とする。以下では「樹脂」を「樹脂(A)」、「酸発生剤」を「酸発生剤(B)」、「式(C1)で表される化合物」を「化合物(C1)」と略称することがある。また他の化学式で表される化合物又は基等も同様に略称することがある。なお本明細書における化学式は、立体異性体も包含する。
式(C1)中、Rc1は、式(1)で表される基であり;Rc3及びRc4は、それぞれ独立に、水素原子、或いは直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基を表し;Rc5は、炭素数1〜30の2価の有機基を表す。但しRc3は、Rc4又はRc5と結合して、環を形成してもよい。Rc2は、置換基を有していてもよいC7-20アラルキル基を表す。
本明細書において「Cx-yアラルキル基」とは、炭素数がx以上y以下であるアラルキル基を表す。但しこの炭素数には、アラルキル基が有する置換基の炭素数は含まれない。アラルキル基以外の基の「Cx-y」も同様の意味を有する。
以下、各成分について順に説明する。
〈樹脂(A)〉
本発明の樹脂(A)は、酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂であることが好ましい。なお「酸の作用によりアルカリ可溶となる」とは、「酸との接触前ではアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にはアルカリ水溶液に可溶となる」ことを意味する。酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂は、酸の作用によりアルカリ可溶となるモノマー(以下「酸可溶化モノマー(a1)」と略称することがある)を重合することによって製造できる。酸可溶化モノマー(a1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
酸可溶化モノマー(a1)としては、酸に不安定な基を有するモノマーが挙げられる。ここで「酸に不安定な基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えばヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。酸に不安定な基としては、例えば、オキシ基(−O−)と結合した3級炭素原子(但し橋かけ環状炭化水素基の橋頭炭素原子を除く)を有する式(3)で表されるアルコキシカルボニル基(即ち3級アルコール残基を有するエステル結合)や、2つのオキシ基と結合した炭素原子を有する式(4)で表されるアルコキシアルコキシカルボニル基(即ちアセタール構造を有するエステル結合)が挙げられる。なお以下では「式(3)で表される基」等を「酸に不安定な基(3)」等と略称する。
式(3)中、Ra1〜Ra3は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基を表す。但しRa1及びRa2は互いに結合して環を形成していてもよい。
式(4)中、Ra4は、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基を表し;Ra4のメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。Ra5及びRa6は、それぞれ独立に、水素原子、或いは直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基を表す。但しRa4及びRa5は互いに結合して環を形成していてもよい。
酸に不安定な基(3)としては、例えば1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(式(3)中、Ra1〜Ra3がアルキル基であるもの、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、1−アルキル−シクロへキシルオキシカルボニル基(Ra1及びRa2が結合してシクロヘキサン環を形成、Ra3:アルキル基)、2−アルキル−2−イソボルニルオキシカルボニル基(Ra1及びRa2が結合してイソボルナン環を形成、Ra3:アルキル基)、2−アルキル−2−アダマンチルオキシカルボニル基(Ra1及びRa2が結合してアダマンタン環を形成、Ra3:アルキル基)、及び1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(Ra1及びRa2:アルキル基、Ra3:アダマンチル基)などが挙げられる。
酸に不安定な基(4)としては、例えば(メトキシ)メトキシカルボニル基(Ra4:メチル基、Ra5及びRa6:水素原子)、(エトキシ)メトキシカルボニル基(Ra4:エチル基、Ra5及びRa6:水素原子)、1−(エトキシ)エトキシカルボニル基(Ra4:エチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−(イソブトキシ)エトキシカルボニル基(Ra4:イソブチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−(イソプロポキシ)エトキシカルボニル基(Ra4:イソプロピル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−(エトキシ)プロポキシカルボニル基(Ra4:エチル基、Ra5:水素原子、Ra6:エチル基)、1−(2−メトキシエトキシ)エトキシカルボニル基(Ra4:2−メトキシエチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−(2−アセトキシエトキシ)エトキシカルボニル基(Ra4:2−アセトキシエチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−{2−(1−アダマンチルオキシ)エトキシ}エトキシカルボニル基(Ra4:2−(1−アダマンチルオキシ)エチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、1−{2−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)エトキシ}エトキシカルボニル基(Ra4:2−(1−アダマンチルカルボニルオキシ)エチル基、Ra5:水素原子、Ra6:メチル基)、テトラヒドロ−2−フリルオキシカルボニル基(Ra4とRa5とが結合してテトラヒドロフラン環を形成、Ra6:水素原子)、テトラヒドロ−2−ピラニルオキシカルボニル基(Ra4とRa5とが結合してテトラヒドロピラン環を形成、Ra6:水素原子)などが挙げられる。
酸可溶化モノマー(a1)は、好ましくは酸に不安定な基(3)及びオレフィン性二重結合を有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基(3)を有する(メタ)アクリル酸エステル、ノルボルネンカルボン酸エステル、トリシクロデセンカルボン酸エステル、又はテトラシクロデセンカルボン酸エステルである。なお本明細書において「(メタ)アクリル酸エステル」とは、「アクリル酸エステル又はメタクリル酸エステル」を総称する。他の「(メタ)アクリル」等の記載も同様の意味を有する。
環式の脂肪族炭化水素基のような嵩高い構造(例えばシクロヘキサン環、アダマンタン環、又はノルボルナン環)を有する酸可溶化モノマー(a1)を重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。そのような嵩高い構造を有する酸可溶化モノマーとしては、式(a1−1)、式(a1−2)及び式(a1−3)で表されるモノマーが好ましい。なおノルボルネン環を有する酸可溶化モノマー(a1−3)は、レジストの解像度を向上させる作用だけではなく、樹脂の主鎖に剛直なノルボルナン環を導入してレジストのドライエッチング耐性を向上させるという作用も有する。
式(a1−1)及び式(a1−2)中、Ra7及びRa8は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子(好ましくは塩素原子)又はメチル基を表し、好ましくはメチル基である。
式(a1−1)及び式(a1−2)中、Ra9及びRa10は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素(好ましくは直鎖状又は分枝鎖状のC1-8脂肪族炭化水素)を表す。Ra9及びRa10の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは8以下、より好ましくは6以下である。Ra9及びRa10の脂肪族炭化水素基としては、メチル基、エチル基、1−メチルエチル基(イソプロピル基)、1,1−ジメチルエチル基(tert−ブチル基)、2,2−ジメチルエチル基、プロピル基、1−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ブチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−プロピルブチル基、ペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘキシル基、1,4−ジメチルヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘプチル基、オクチル基などの鎖状脂肪族炭化水素基;及びシクロヘプチル基、メチルシクロヘプチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基、ジメチルシクロへキシル基、ノルボルニル基、メチルノルボルニル基などの環式脂肪族炭化水素基が挙げられる。
式(a1−1)及び式(a1−2)中、m1は、0〜14の整数を表す。n1は、0〜10の整数を表す。但しm1又はn1が0であるとは、それぞれ、メチル基が存在しないことを意味する。m1及びn1は、それぞれ独立に、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
式(a1−3)中、Ra11は、水素原子、C1-3アルキル基、カルボキシ基、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基(−COORa15)を表し;前記アルキル基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよい。Ra15は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-8脂肪族炭化水素基を表し;前記脂肪族炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基のメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。Ra11の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。Ra15としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基、2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。
式(a1−3)中、Ra12〜Ra14は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基を表すか;或いはRa12及びRa13は互いに結合して環を形成していてもよく;前記脂肪族炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基のメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。
アダマンチル基を有する酸可溶化モノマー(a1−1)としては、例えば、(メタ)アクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−イソプロピル−2−アダマンチル、(メタ)アクリル酸2−ブチル−2−アダマンチル、α−クロロアクリル酸2−メチル−2−アダマンチル、α−クロロアクリル酸2−エチル−2−アダマンチルなどが挙げられる。これらの中でも、解像度、感度及び耐熱性に優れた樹脂を得ることができる(メタ)アクリル酸2−エチル−2−アダマンチル及び(メタ)アクリル酸2−イソプロピル−2−アダマンチルが好ましく、メタクリル酸エステル形態のものがより好ましい。
シクロへキシル基を有する酸可溶化モノマー(a1−2)は、好ましくは(メタ)アクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルであり、より好ましくはメタクリル酸1−エチル−1−シクロヘキシルである。
ノルボルネン環を有する酸可溶化モノマー(a1−3)としては、例えば、5−ノルボルネン−2−カルボン酸−tert−ブチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチルシクロヘキシル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−メチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−エチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチルなどが挙げられる。
酸可溶化モノマー(a1−1)〜(a1−3)の中でも、アダマンチル基を有する酸可溶化モノマー(a1−1)が好ましい。酸可溶化モノマー(a1−1)を用いれば、解像度に優れたレジスト組成物が得られる傾向がある。Ra9がアルキル基である酸可溶化モノマー(a1−1)は、通常、2−アルキル−2−アダマンタノール又はその金属塩と(メタ)アクリル酸ハライドとの反応によって製造できる。同様にRa10がアルキル基である酸可溶化モノマー(a1−2)は、通常、1−アルキル−1−シクロヘキサノール又はその金属塩と(メタ)アクリル酸ハライドとの反応によって製造できる。
樹脂(A)は、好ましくは、酸可溶化モノマー(a1)と、酸に不安定な基を有さない他のモノマーとの共重合体である。樹脂(A)が共重合体である場合、酸可溶化モノマー(a1)に由来する構造単位は、全構造単位100モル%に対して、好ましくは10〜80モル%、より好ましくは20〜60モル%である。またアダマンチル基を有する酸可溶化モノマー(特に酸可溶化モノマー(a1−1))に由来する構造単位を、酸可溶化モノマー(a1)100モル%に対して15モル%以上とすることが好ましい。アダマンチル基を有する酸可溶化モノマーの比率が増えると、レジストのドライエッチング耐性が向上する。
他のモノマーとしては、酸に不安定な基を有さない(メタ)アクリル酸エステル類、(メタ)アクリロニトリル類、ノルボルネン類、ヒドロキシスチレン類、脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物(例えば無水マレイン酸)、無水イタコン酸などが挙げられる。
他のモノマーとしてヒドロキシスチレン類(例えばp−ヒドロキシスチレン又はm−ヒドロキシスチレン)のようなヒドロキシ基を有するモノマー(以下「ヒドロキシ基含有モノマー(a2)」と略称することがある)を使用すれば、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。またアセトキシスチレン類を他のモノマーとして使用し、重合後に酸で脱アセチル化することによって、樹脂中にヒドロキシ基を形成してもよい。
レジスト組成物をKrFエキシマレーザ露光(248nm)に用いる場合、ヒドロキシ基含有モノマー(a2)としてヒドロキシスチレン類を使用しても、充分な透過率を得ることができる。しかしより短波長のArFエキシマレーザ露光(193nm)などを用いる場合は、ヒドロキシ基含有モノマー(a2)は、好ましくは式(a2−1)で表されるモノマーである。アダマンチル基を有するヒドロキシ基含有モノマー(a2−1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
式(a2−1)中、Ra16は、水素原子又はメチル基を表し、好ましくはメチル基である。Ra17及びRa18は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。o1は、0〜10の整数(好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1)を表す。但しo1が0であるとは、メチル基が存在しないことを意味する。
アダマンチル基を有するヒドロキシ基含有モノマー(a2−1)は、好ましくは(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル又は(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルであり、より好ましくは(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチルであり、さらに好ましくはメタクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチルである。ヒドロキシ基含有モノマー(a2−1)は、対応するヒドロキシアダマンタンと(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸ハライドとを反応させることによって製造できる。また(メタ)アクリル酸3−ヒドロキシ−1−アダマンチル、(メタ)アクリル酸3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルなどは市販されている。
ラクトン環を有するモノマー(以下「ラクトン環含有モノマー(a3)」と略称することがある)を使用すれば、ヒドロキシ基含有モノマーと同様に、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。ラクトン環は、例えばβ−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、或いは単環状のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環、及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合ラクトン環が好ましい。
ラクトン環含有モノマー(a3)は、好ましくは式(a3−1)、式(a3−2)又は式(a3−3)で表されるモノマーであり、これらの1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
式(a3−1)〜式(a3−3)中、La1〜La3は、それぞれ独立に、酸素原子又は−O−(CH2s1−CO−O−を表し;s1は1〜4の整数を表す。
式(a3−1)〜式(a3−3)中、Ra19〜Ra21は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表し、好ましくはメチル基である。Ra22〜Ra24は、それぞれ独立に、メチル基、トリフルオロメチル基又はハロゲン原子を表し;p1〜r1は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。但しp1〜r1のいずれかが0であるとは、それぞれ、Ra22〜Ra24のいずれかかが存在しないことを意味し、p1〜r1のいずれかがが2以上のとき、それぞれ、複数のRa22〜Ra24のいずれかは、互いに同一でも異なってもよい。
式(a3−1)中、La1の好ましい結合位置は、γ−ラクトン環のα位又はβ位であり、より好ましくはα位である。式(a3−2)中、La2の好ましい結合位置は、5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン環の2位又は3位であり、より好ましくは2位である。式(a3−3)中、La3の好ましい結合位置は、7−オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン環の4位である。
γ−ブチロラクトン環を有するラクトン環含有モノマー(a3−1)としては、例えば、α−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−(メタ)アクリロイルオキシ−β,β−ジメチル−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン、β−(メタ)アクリロイルオキシ−α−メチル−γ−ブチロラクトンなどが挙げられ、これらの中でもα−(メタ)アクリロイルオキシ−γ−ブチロラクトン(即ち(メタ)アクリル酸テトラヒドロ−2−オキソ−3−フリル)が好ましい。
縮合ラクトン環を有するラクトン環含有モノマー(a3−2)としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル及び(メタ)アクリル酸2−(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルオキシ)−2−オキソエチルが好ましい。
縮合ラクトン環を有するラクトン環含有モノマー(a3−3)としては、例えば、下記式で表されるものが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸7−オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−4−イル及び(メタ)アクリル酸7−(オキソ−6−オキサビシクロ[3.2.1]オクタン−4−イルオキシ)−2−オキソエチルが好ましい。
a1が酸素原子であるラクトン環含有モノマー(a3−1)は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩とハロゲン原子(好ましくは臭素原子)を含有するγ−ブチロラクトン類とを反応させるか;或いは(メタ)アクリル酸ハライド、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸エステルとヒドロキシ基を有するγ−ブチロラクトン類とを反応させることによって製造できる。La2及びLa3が酸素原子であるラクトン環含有モノマー(a3−2)及び(a3−3)は、(メタ)アクリル酸類と下記式に示すようなヒドロキシ基を有する縮合ラクトン類とを反応させることによって製造できる(例えば特開2000−26446号公報参照)。
a1が−O−(CH2s1−CO−O−であるラクトン環含有モノマー(a3−1)は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩とX−(CH2s1−CO−O−基(前記式中、Xはハロゲン原子を表す)を有するγ−ブチロラクトン類とを反応させるか;或いは(メタ)アクリル酸ハライド、(メタ)アクリル酸又は(メタ)アクリル酸エステルとHO−(CH2s1−CO−O−基を有するγ−ブチロラクトン類とを反応させることによって製造できる。La2及びLa3が−O−(CH2s1−CO−O−であるラクトン環含有モノマー(a3−2)及び(a3−3)は、(メタ)アクリル酸アルカリ金属塩と、下記式に示すようなX−(CH2s1−CO−O−基(前記式中、Xはハロゲン原子を表す)を有する縮合ラクトン類とを反応させることによって製造できる(例えば特開2005−331918号公報、特開2005−352466号公報参照)。
酸に不安定な基を有さない他のモノマーとしては、下記式(a4−1)で表されるノルボルネン環を有するモノマーが挙げられる。上述したようにノルボルネン環を有するモノマーは、樹脂の主鎖に剛直なノルボルナン環を導入してレジストのドライエッチング耐性を向上させることができる。
式(a4−1)中、Ra25及びRa26は、それぞれ独立に、水素原子、C1-3アルキル基、カルボキシ基、シアノ基、又はアルコキシカルボニル基(−COORa27)を表すか、或いはRa25及びRa26は、互いに結合してカルボニルオキシカルボニル基:−CO−O−CO−を形成し;前記アルキル基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよい。Ra27は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-8脂肪族炭化水素基を表し;前記脂肪族炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基のメチレン基は酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。但しRa27は、3級炭素原子がオキシ基(−O−)と結合するものを除く。Ra25及びRa26の脂肪族炭化水素基並びにRa27の具体例としては、ノルボルネン環を有する酸可溶化モノマー(a1−3)で説明したものが挙げられる。
ノルボルネン環を有するモノマー(a4−1)としては、例えば、2−ノルボルネン、2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、5−ノルボルネン−2−メタノール、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などが挙げられる。
好ましい樹脂(A)は、少なくとも、酸可溶化モノマー(a1){好ましくはアダマンチル基を有する酸可溶化モノマー(a1−1)}、ヒドロキシ基含有モノマー(a2){好ましくはアダマンチル基を有するヒドロキシ基含有モノマー(a2−1)}及びラクトン環含有モノマー(a3){好ましくはγ−ラクトン環を有するラクトン環含有モノマー(a3−1)}を重合させた共重合体である。
樹脂(A)の重量平均分子量は、通常、1,000以上(好ましくは4,000以上)、500,000以下(好ましくは50,000以下)である。
樹脂(A)の製造方法に特に限定は無く、該分野で既知の重合方法及び条件を適宜採用すればよい。なお環式の脂肪族炭化水素基内にオレフィン性二重結合を有するモノマー(例えばノルボルネン環を有する酸可溶化モノマー(a1−3))は重合性が低いため、樹脂中で予定する構造単位の含有量よりも過剰に使用することが好ましい。
〈酸発生剤(B)〉
本発明のレジスト組成物は、酸発生剤(B)(好ましくは光酸発生剤)を、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.1質量部以上(より好ましくは3質量部以上)、好ましくは30質量部以下(より好ましくは15質量部以下)の量で含有する。
酸発生剤は、非イオン系(例えば有機ハロゲン化物、スルホン酸エステル、スルホン等)とイオン系とに分類され、イオン系が好ましい。イオン系酸発生剤は、無機アニオン(例えばBF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -)を有するものと、有機アニオン(例えばスルホン酸アニオン、ビススルホニルイミドアニオン)を有するものとがあり、これらの中でもスルホン酸アニオンを有するものが好ましい。酸発生剤(B)は、好ましくは、式(B1)で表されるスルホン酸塩である。
式(B1)中、Q1及びQ2は、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。Lb1は、単結合又は−(CH2k2−を表し;k2は1〜17の整数を表し;前記−(CH2k2−のメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよく;前記−(CH2k2−の水素原子は、直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基で置換されていてもよい。Yは、置換基を有していてもよい環式のC3-36脂肪族炭化水素基を表し;前記脂肪族炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。Z+は、有機カチオンを表す。
1及びQ2のC1-6ペルフルオロアルキル基としては、例えばペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロn−プロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロn−ブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロn−ペンチル基、ペルフルオロn−ヘキシル基などが挙げられる。Q1及びQ2としては、ペルフルオロメチル基又はフッ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
Yの環式の脂肪族炭化水素基としては、例えば式(W1)〜式(W24)で表されるものが挙げられる。これらの中でも式(W11)(アダマンタン環)、式(W14)(2−オキソアダマンタン環)、式(W15)(γ−ブチロラクトン環)及び式(W19)(γ−ブチロラクトン環とノルボルナン環との縮合環)が好ましく、式(W11)及び式(W14)がより好ましい。
Yの置換基としては、例えばハロゲン原子、ヒドロキシ基、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基、ヒドロキシ基含有C1-12脂肪族炭化水素基、C1-12アルコキシ基、C6-18芳香族炭化水素基、C7-21アラルキル基、C2-4アシル基、グリシジルオキシ基、或いは−(CH2j2−O−CO−Rb1基(式中、Rb1は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-16脂肪族炭化水素基、或いはC6-18芳香族炭化水素基を表す。j2は、0〜4の整数を表す。但しj2が0であるとはメチレン基が存在しないことを意味する。)などが挙げられる。ハロゲン原子としては、例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基としては、樹脂(A)で説明したものなどが例示できる。ヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基としては、例えばヒドロキシメチル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基などが挙げられる。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基などが挙げられる。アラルキル基としては、例えばベンジル基、フェネチル基、フェニルプロピル基、トリチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基などが挙げられる。アシル基としては、例えばアセチル基、プロピオニル基、ブチリル基などが挙げられる。複数の置換基は、互いに同一でも異なっていてもよい。
以下、側鎖又はその他の置換基を有するYを例示する。まず脂肪族炭化水素の側鎖を有するYとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基を有するYとしては、例えば以下のものが挙げられる。
芳香族炭化水素基を有するYとしては、例えば以下のものが挙げられる。
−(CH2j2−O−CO−Rb1基を有するYとしては、例えば以下のものが挙げられる。
b1として、まず直鎖状のC1-17アルカンジイル基(即ちメチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基)が挙げられる。
b1のアルカンジイル基は、直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基の側鎖を有していてもよい。アルカンジイル基の側鎖としては、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基が挙げられる。
b1のメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。好ましいLb1は、式(b1−1)〜式(b1−4)のいずれかで示される。なお式(b1−1)〜式(b1−4)では、結合の方向を示すためにYも記載している。
式(b1−1)、Lb2は、単結合又は−(CH2i2−を表し;i2は1〜15の整数を表す。
式(b1−2)中、Lb3は、単結合又は−(CH2h2−を表し;Lb4は、−(CH2g2−を表し;h2は1〜12の整数を表し;g2は1〜13の整数を表す。但しh2+g2≦14である。
式(b1−3)中、Lb5は、−(CH2f2−を表し;f2は1〜15の整数を表す。
式(b1−4)中、Lb6は−(CH2e2−を表し;Lb7は−(CH2d2−を表し;e2及びd2は、それぞれ独立に、1〜15の整数を表す。但しe2+d2≦16である。
式(b1−1)〜式(b1−4)中のメチレン基−CH2−の水素原子は、直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基で置換されていてもよい。
i2〜d2は、それぞれ独立に、好ましくは1〜6、より好ましくは1〜4、さらに好ましくは1又は2である。
上述の中でも連結部(b1−1)が好ましく、Lb2が単結合又はメチレン基である連結部(b1−1)がより好ましい。
連結部(b1−1)を有するスルホン酸アニオンの中でも、式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)で表されるものが好ましい。
式(b1−1−1)〜式(b1−1−9)中、Q1、Q2及びLb2は、前記と同じである。Rb2及びRb3は、それぞれ独立にC1-4脂肪族炭化水素基(好ましくはメチル基)を表す。
次に具体的なスルホン酸アニオンを例示する。まず、無置換のYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオン;又は置換基として脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオン;としては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基として−(CH2j2−O−CO−Rb1基を有するYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基として芳香族炭化水素基又はアラルキル基を有するYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
環状エーテルであるYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ラクトン環であるYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
オキソ基を有するYと連結部(b1−1)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
無置換のYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオン;又は置換基として脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオン;としては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基として−(CH2j2−O−CO−Rb1基を有するYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
ラクトン環であるYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
オキソ基を有するYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基として芳香族炭化水素基を有するYと連結部(b1−2)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
無置換のYと連結部(b1−3)とを含むスルホン酸アニオン;又は置換基として脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−3)とを含むスルホン酸アニオン;としては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてアルコキシ基を有するYと連結部(b1−3)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−3)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
オキソ基を有するYと連結部(b1−3)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基として脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−4)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてアルコキシ基を有するYと連結部(b1−4)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
置換基としてヒドロキシ基又はヒドロキシ基含有脂肪族炭化水素基を有するYと連結部(b1−4)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
オキソ基を有するYと連結部(b1−4)とを含むスルホン酸アニオンとしては、例えば以下のものが挙げられる。
上述のもののなかでも、連結部(b1−1)を有する以下のスルホン酸アニオンが好ましい。
次に酸発生剤(B)に含まれるカチオンについて説明する。酸発生剤のカチオンとしては、オニウムカチオン、例えばスルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。これらの中でも、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。
式(B1)中のZ+は、好ましくは式(b2−1)〜式(b2−4)のいずれかで表される。
式(b2−1)中、Rb4〜Rb6は、それぞれ独立に、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-30脂肪族炭化水素基、或いはC6-18芳香族炭化水素基を表す。前記脂肪族炭化水素基および前記芳香族炭化水素基は、ヒドロキシ基、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基はC6-18芳香族炭化水素基で置換されていてもよく;前記芳香族炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC3-30脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。
式(b2−2)中、Rb7及びRb8は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12脂肪族炭化水素基、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基を表し、m2及びn2は、それぞれ独立に0又は1を表す。但しm2又はn2が0であるとは、それぞれの置換基が存在しないことを意味する。
式(b2−3)中、Rb9及びRb10は、それぞれ独立に、直鎖状又は分枝鎖状C1-12脂肪族炭化水素基、環式のC3-36(好ましくはC4-12)脂肪族炭化水素基を表す。Rb11は、水素原子、直鎖状又は分枝鎖状C1-12脂肪族炭化水素基、環式のC4-36脂肪族炭化水素基、或いはC6-18芳香族炭化水素基を表し、好ましくは水素原子である。Rb12は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基、或いはC6-18芳香族炭化水素基を表す。但しRb11及びRb12の芳香族炭化水素基は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基、ヒドロキシ基、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基などで置換されていてもよい。またRb9とRb10と、Rb11とRb12とは、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜6員環)を形成していてもよく、これらの環のメチレン基は、酸素原子、硫黄原子(−S−)、カルボニル基で置換されていてもよい。
式(b2−4)中、Rb13〜Rb18は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12脂肪族炭化水素基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基を表す。Lb8は、硫黄原子又は酸素原子を表す。o2〜t2は、それぞれ独立に、0〜2の整数を表し、u2は0又は1を表す。但しo2〜u2のいずれかが0であるとは、それぞれの置換基が存在しないことを意味し、o2〜t2のいずれかが2であるとき、それぞれ、複数のRb13〜Rb18のいずれかは互いに同一でも異なってもよい。
次に式(b2−1)〜式(b2−4)に含まれる置換基を説明する。脂肪族炭化水素基および芳香族炭化水素基としては、上述したものを例示できる。好ましい直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、及び2−エチルヘキシル基である。好ましい環式の脂肪族炭化水素基は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基、及びイソボルニル基である。好ましい芳香族炭化水素基は、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−t−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。置換基として芳香族炭化水素基を有する脂肪族炭化水素基(アラルキル基)としては、ベンジル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペンチルオキシ基、n−ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基などが挙げられる。Rb9及びRb10が形成する環としては、例えばチオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられる。Rb11及びRb12が形成する環としては、例えばオキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環などが挙げられる。
カチオン(b2−1)〜カチオン(b2−4)の中でも、カチオン(b2−1)が好ましく、式(b2−1−1)で表されるものがより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(b2−1−1)中、v2=w2=x2=0)がさらに好ましい。
式(b2−1−1)中、Rb19〜Rb21は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12肪族炭化水素基、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基を表す。v2〜x2は、それぞれ独立に0〜3の整数(好ましくは0又は1)を表す。但しv2〜x2のいずれかが0であるとは、それぞれ、Rb19〜Rb21が存在しないことを意味し、v2〜x2のいずれかが2以上のとき、それぞれ、複数のRb19〜Rb21のいずれかは、互いに同一でも異なってもよい。
さらに式(b2−1−1)中のRb19〜Rb21は、それぞれ独立に、環式のC4-36脂肪族炭化水素基であってもよい。好ましい環式の脂肪族炭化水素基はアダマンチル基及びイソボルニル基である。また環式の脂肪族炭化水素基の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12脂肪族炭化水素基、直鎖状又は分枝鎖状のC1-12アルコキシ基、C6-12アリール基、C7-12アラルキル基、グリシジルオキシ基、或いはC2-4アシル基で置換されていてもよい。
次に酸発生剤(B)に含まれる具体的なカチオンを例示する。まずカチオン(b2−1−1)の具体例としては、以下のものが挙げられる。
カチオン(b2−2)の具体例としては、以下のものが挙げられる。
カチオン(b2−3)の具体例としては、以下のものが挙げられる。
カチオン(b2−4)の具体例としては、以下のものが挙げられる。
酸発生剤(B1)は、上述のスルホン酸アニオン及び有機カチオンの組合せである。上述のアニオンとカチオンとは任意に組み合わせることができるが、アニオン(b1−1−1)〜アニオン(b1−1−9)のいずれかとカチオン(b2−1−1)との組合せ、並びにアニオン(b1−1−3)〜(b1−1−5)のいずれかとカチオン(b2−3)との組合せが好ましい。
好ましい酸発生剤(B1)は、式(B1−1)〜式(B1−16)で表されるものであり、これらの中でもトリフェニルスルホニウムカチオンを含む酸発生剤(B1−1)、(B1−2)、(B1−6)、(B1−11)、(B1−12)、(B1−13)及び(B1−14)がより好ましい。
酸発生剤(B1)は、例えば下記式のように、スルホン酸塩(b3−1)のカチオンMa +を、塩(b3−2)のカチオンZ+で交換することによって製造できる(下記式中、Ma +は、Li+、Na+、K+又はAg+を表し、An-は、F-、Cl-、Br-、I-、BF4 -、AsF6 -、SbF6 -、PF6 -又はClO4 -を表す。)。
カチオン交換反応は、通常、アセトニトリル、水、メタノール、クロロホルム、塩化メチレン等の不活性溶媒中で、0〜150℃程度(好ましくは0〜100℃程度)の温度範囲で行うことができる。塩(b3−2)の使用量は、スルホン酸塩(b3−1)1モルに対して、通常、0.5〜2モル程度である。得られた酸発生剤(B1)は、水洗・再結晶などによって精製できる。
カチオン交換反応の出発原料であるスルホン酸塩(b3−1)は、様々な反応経路で製造できる。例えば連結部(b1−1)を有するスルホン酸塩(b3−1−1)は、下記式のように、カルボキシ基を有するスルホン酸塩(b4−1)とアルコール(b4−2)とのエステル化反応によって製造できる(下記式中の記号は前記と同じである。)。
またスルホン酸塩(b3−1−1)は、下記式に示されるように、カルボキシ基を有するスルホニルフルオリド(b4−3)とアルコール(b4−2)とのエステル化反応後に、得られたスルホニルフルオリドをMbOHで加水分解することによっても製造できる(下記式中、Mbは、Li、Na、Kなどのアルカリ金属を表し、好ましくはLi又はNaである。他の記号は前記と同じである。)。
スルホン酸塩(b4−1)又はスルホニルフルオリド(b4−3)の使用量は、アルコール(b4−2)1モルに対して、通常0.2〜3モル程度、好ましくは0.5〜2モル程度である。
エステル化反応は、通常、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒中で撹拌しながら、20〜200℃程度(好ましくは50〜150℃程度)の温度範囲で行えばよい。
エステル化反応では、酸触媒を使用してもよい。酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸などの有機酸、及び硫酸等の無機酸が挙げられる。酸触媒は過剰に使用してもよいが、カルボキシ基を有する化合物(カルボン酸)1モルに対して、通常、0.001〜5モル程度である。
反応時間を短縮するために、ディーンスターク装置などを用いて脱水しながらエステル化反応を行ってもよい。さらにエステル化反応に脱水剤を添加してもよい。脱水剤としては、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド;1−アルキル−2−ハロピリジニウム塩;1,1’−カルボニルジイミダゾール;ビス(2−オキソ−3−オキサゾリジニル)ホスフィン酸塩化物;1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩;ジ−2−ピリジル炭酸塩;ジ−2−ピリジルチオノ炭酸塩;4−(ジメチルアミノ)ピリジン存在下での6−メチル−2−ニトロ安息香酸無水物;などが挙げられる。脱水剤を過剰に使用してもよいが、その量は、カルボン酸1モルに対して通常0.5〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。
連結部(b1−2)を有するスルホン酸塩は、連結部(b1−1)を有するスルホン酸塩(b3−1−1)と同様の方法によって製造できる。
連結部(b1−3)を有するスルホン酸塩(b3−1−3)は、例えば下記式のように、ヒドロキシ基を有するスルホン酸塩(b4−4)と、カルボン酸(b4−5)又は酸ハライド(b4−6)とのエステル化反応によって製造できる(下記式中、X1は、ハロゲンを表す。他の記号は前記と同じである。)。
またスルホン酸塩(b3−1−3)は、下記式に示されるように、ヒドロキシ基を有するスルホニルフルオリド(b4−7)と、カルボン酸(b4−5)又は酸ハライド(b4−6)とのエステル化反応後に、得られたスルホニルフルオリドをMbOHで加水分解することによっても製造できる(下記式中の記号は前記と同じである。)。
スルホン酸塩(b4−4)又はスルホニルフルオリド(b4−7)の使用量は、カルボン酸(b4−5)又は酸ハライド(b4−6)1モルに対して、通常0.5〜3モル程度、好ましくは1〜2モル程度である。その他の反応条件は、上述のエステル化反応と同様である。但し酸ハライド(b4−6)を用いるエステル化反応では、脱酸剤を使用してもよい。脱酸剤としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基、又は水酸化ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。脱酸剤は過剰に使用してもよいが、その量は、酸ハライド(b4−6)1モルに対して、通常0.001〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。
酸ハライド(b4−6)は、カルボン酸(b4−5)と、塩化チオニル、臭化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、三臭化リン等とを反応させることによって合成できる。酸ハライドの合成反応は、通常、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒中で撹拌しながら、20〜200℃程度(好ましくは50〜150℃程度)の温度範囲で行うことができる。この酸ハライドの合成反応では、アミン化合物を触媒として使用してもよい。
連結部(b1−4)を有するスルホン酸塩(b3−1−4)は、例えば下記式のように、ヒドロキシ基を有するスルホン酸塩(b4−8)と、アルコール(b4−9)又は脱離基X2を有する化合物(b4−10)とのエーテル化反応によって製造できる(下記式中、X2は、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、メシルオキシ基、トシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。他の記号は前記と同じである。)。
またスルホン酸塩(b3−1−4)は、下記式に示されるように、ヒドロキシ基を有するスルホニルフルオリド(b4−11)と、アルコール(b4−9)又は脱離基含有化合物(b4−10)とのエーテル化反応後に、得られたスルホニルフルオリドをMbOHで加水分解することによっても製造できる(下記式中の記号は前記と同じである。)。
スルホン酸塩(b4−8)又はスルホニルフルオリド(b4−11)の使用量は、アルコール(b4−9)又は脱離基含有化合物(b4−10)1モルに対して、通常0.5〜3モル程度、好ましくは1〜2モル程度である。
エーテル化反応は、通常、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、アセトニトリル、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒中で撹拌しながら、20〜200℃程度(好ましくは50〜150℃程度)の温度範囲で行えばよい。
エーテル化反応では、酸触媒を使用してもよい。酸触媒としては、p−トルエンスルホン酸などの有機酸、及び硫酸等の無機酸が挙げられる。酸触媒は過剰に使用してもよいが、アルコール(b4−9)又は脱離基含有化合物(b4−10)1モルに対して、通常、0.001〜5モル程度である。
反応時間を短縮するために、ディーンスターク装置などを用いて脱水しながらエーテル化反応を行ってもよい。さらにエーテル化反応に脱水剤を添加してもよい。脱水剤としては、例えば、1,1’−カルボニルジイミダゾール、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド等などが挙げられる。脱水剤を過剰に使用してもよいが、その量は、アルコール(b4−9)又は脱離基含有化合物(b4−10)1モルに対して、通常0.5〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。
脱離基含有化合物(b4−10)を用いるエーテル化反応では、脱酸剤を使用してもよい。脱酸剤として、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基、又は水酸化ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。脱酸剤は過剰に使用してもよいが、その量は、脱離基含有化合物(b4−10)1モルに対して、通常0.001〜5モル程度、好ましくは1〜3モル程度である。
脱離基含有化合物(b4−10)は、アルコール(b4−9)と、塩化チオニル、臭化チオニル、三塩化リン、五塩化リン、三臭化リン、メシルクロリド、トシルクロリド、トリフルオロメタンスルホン酸無水物等とを反応させることによって合成できる。前記合成反応は、通常、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒中で撹拌しながら、−70〜200℃程度(好ましくは−50〜150℃程度)の温度範囲で行うことができる。前記合成反応では、脱酸剤を用いてもよい。脱酸剤としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基あるいは水酸化ナトリウム、炭酸カリウム等の無機塩基が挙げられる。前記合成反応において脱酸剤を過剰に使用してもよいが、その量は、通常、アルコール(b4−9)1モルに対して、通常0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
〈化合物(C1)〉
本発明のレジスト組成物は、塩基性化合物として、式(C1)で表される化合物を含有することを特徴とする。ジイソプロピルアニリンのような従来のクエンチャーではなく、化合物(C1)を使用することによって、露光裕度を拡げることができる。以下、式(C1)について説明する。
まずRc2から説明する。式(C1)中、Rc2は、置換基を有していてもよいC7-20アラルキル基を表す。アラルキル基に含まれる芳香環としては、ベンゼン環;ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、テトラセン環などの多環系縮合環;及びビフェニル環などの多環系集合環;等が挙げられ、これらの中でもベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。芳香環は、置換基を有していてもよい。芳香環上の置換基としては、電子吸引性基が好ましい。但しアルキル基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)のような弱い電子供与性基を有していてもよい。
c2のアラルキル基に含まれるアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられるが、メチル基が好ましい。即ち好ましいRc2は、式(2)で表される。
−CH2−Rc6 (2)
[式(2)中、Rc6は、置換基を有するC6-18芳香族炭化水素基を表し;前記芳香族炭化水素基の芳香環に含まれる水素原子の少なくとも1つは、電子吸引性基で置換されている。]
c6の芳香族炭化水素基は、好ましくは、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又はビフェニリル基であり、より好ましくはフェニル基又はナフチル基であり、さらに好ましくはフェニル基である。Rc6の芳香族炭化水素基は、置換基(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等)を有しており、その内の1つは、電子吸引性基である。
c6に含まれる電子吸引性基としては、ニトロ基、パーフルオロアルキル基、パークロロアルキル基、シアノ基、アルコキシカルボニル基、及び4級アンモニオ基(−N+3、R:炭化水素基)などが挙げられるが、電子吸引性が強いニトロ基、トリフルオロメチル基、及びトリクロロメチル基が好ましく、ニトロ基がより好ましい。
c6は、好ましくは、ニトロフェニル基、ジニトロフェニル基、メチルニトロフェニル基、ジメチルニトロフェニル基、エチルニトロフェニル基、プロピルニトロフェニル基、ブチルニトロフェニル基又はニトロナフチル基であり、より好ましくは2−ニトロフェニル基又は4−ニトロフェニル基であり、さらに好ましくは2−ニトロフェニル基である。
次にRc1を説明する。式(C1)中、Rc1は、式(1)で表される基である。式(1)中、Rc3及びRc4は、それぞれ独立に、水素原子、或いは直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基を表す。Rc3及びRc4の脂肪族炭化水素基は、飽和又は不飽和のいずれでもよい。Rc3及びRc4の直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等が挙げられる。Rc3及びRc4の分枝鎖状の脂肪族炭化水素基としては、例えばイソプロピル基、イソブチル基、tert−ブチル基、(エチル)ペンチル基、(メチル)ヘキシル基、(エチル)ヘキシル基、(プロピル)ヘキシル基、1,1−ジメチルヘキシル基等が挙げられる。Rc3及びRc4の環式の脂肪族炭化水素基としては、例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
c3及びRc4は、互いに結合して環を形成してもよい。Rc3及びRc4が形成する環は、側鎖として、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基を有していてもよく、Rc3及びRc4は、さらにオクタヒドロイソインドールのような縮合環を形成してもよい。Rc3及びRc4が形成する環としては、好ましくは5〜7員環の飽和含窒素複素環であり、より好ましくは6員環のピペリジン環である。
c3及びRc4は、それぞれ独立に、好ましくは水素原子、メチル基又はエチル基であるか、或いは互いに結合してピペリジン環を形成し;より好ましくは水素原子又はメチル基である。
式(1)中、Rc5は、炭素数1〜30の2価の有機基を表す。Rc5は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、スルファニル基、アミノ基等の置換基を有していてもよい。なお前記有機基の炭素数には、置換基の炭素数も含まれる。またRc5は、2価の直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基、2価の芳香族炭化水素基、或いはこれらの組合せでもよい。Rc5の環式の脂肪族炭化水素基又は芳香族炭化水素基は、そのメチレン基又はメチン基がヘテロ原子(例えばS、O、N)で置換された複素環であってもよい。さらにRc5に含まれるメチレン基は、酸素原子、カルボニル基、硫黄原子、−NRc10−(式中、Rc10は、水素原子、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基を表す)で置換されていてもよい。
c5としては、まず、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ブタン−1,3−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイルなどの2価の直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基が挙げられる。
環式の脂肪族炭化水素基を含むRc5としては、例えば、以下のものが挙げられる。なお下記化学式中の「*」マークは、基の結合位置を表す。
芳香族炭化水素基を含むRc5としては、例えば、以下のものが挙げられる。
複素環基を含むRc5としては、例えば、以下のものが挙げられる。
オキソ基を有する(即ち見掛け上、メチレン基がカルボニル基で置換された)Rc5としては、例えば、以下のものが挙げられる。
c5は、Rc3と結合して環を形成してもよい。Rc3及びRc5が形成する環は、側鎖として、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基を有していてもよく、Rc3及びRc5は、さらにオクタヒドロイソインドールのような縮合環を形成してもよい。Rc3及びRc5が形成する環としては、好ましくは5〜7員環の飽和含窒素複素環であり、より好ましくは5員環のピロリジン環又は6員環のピペリジン環である。
c5は、好ましくは、置換基を有していてもよいフェニレン基、置換基を有していてもよいメチレン基、又は置換基を有していてもよい2価のC2-10脂肪族炭化水素基である。
c1は、好ましくは、式(1−1)、式(1−2)又は式(1−3)で表される。
式(1−1)〜式(1−3)中、Rc3及びRc4は、前記と同じであり、式(1−3)中、Rc3及びRc4は、互いに結合して、上述したような環を形成してもよい。
式(1−1)中、Rc7は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基(好ましくは直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基)を表し;mは0〜4の整数(好ましくは0又は1)を表し;mが0であるとは、Rc7が存在しないことを意味し;mが2以上のとき、複数のRc7は、互いに同一でも異なってもよい。式(1−1)中、好ましくは、mは0である。
式(1−2)中、Rc8は、水素原子、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-15脂肪族炭化水素基、或いはC7-15アラルキル基を表し;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又はスルファニル基で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基の水素原子のメチレン基は、酸素原子、カルボニル基又は硫黄原子で置換されていてもよい。Rc8の置換基を有していてもよい直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基としては、たとえばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ジシクロへキシルメチル基、2−ヒドロキシエチル基、スルファニルメチル基、スルファニルエチル基、(メチルスルファニル)メチル基、2−(メチルスルファニル)エチル基、3−オキソ−3−メトキシ−プロピル基{即ちCH3O−CO−(CH22−}などが挙げられる。置換基を有していてもよいアラルキル基としては、ベンジル基(即ちフェニルメチル基)、例えば、フェニルエチル基、ヒドロキシフェニルメチル基(特に4−ヒドロキシフェニルメチル基)、ヒドロキシフェニルエチル基(特に4−ヒドロキシフェニルエチル基)などが挙げられる。
式(1−2)中のRc3及びRc8は、互いに結合して環を形成してもよい。Rc3及びRc8が形成する環としては、上述したRc3及びRc5が形成する環と同じものが挙げられる。
式(1−3)中、Rc9は、2価の直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基を表す。Rc9の2価の分枝鎖状の脂肪族炭化水素基の側鎖は、直鎖状又は分枝鎖状でもよく、その末端又は途中に環式の脂肪族炭化水素基(例えばシクロへキシル基)を有していてもよい。好ましい2価の直鎖状脂肪族炭化水素基は、直鎖状のC1-4アルカンジイル基(即ちメチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、及びブタン−1,4−ジイル基)である。好ましい2価の分枝鎖状脂肪族炭化水素基は、主鎖である直鎖状のC1-4アルカンジイル基が、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-8脂肪族炭化水素基の側鎖(例えばメチル基、エチル基、プロピル基、シクロへキシルメチル基、2−シクロヘキシルエチル基など)を有するものである。但しRc8の2価の分枝鎖状の脂肪族炭化水素基の炭素数(即ち主鎖と側鎖の炭素数合計)は10以下である。好ましい2価の環式の脂肪族炭化水素基は、シクロヘキサンジイル基、デカヒドロナフタレンジイル基、及びアダマンタンジイル基である。Rc9は、2価の直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基と、2価の環式の脂肪族炭化水素基との組合せ、例えばシクロヘキサンジイル基とメチレン基との組合せでもよい。
式(1−1)で表されるRc1を有する化合物(C1)としては、例えば以下のものが挙げられる。
式(1−2)で表されるRc1を有する化合物(C1)としては、例えば以下のものが挙げられる。
式(1−3)で表されるRc1を有する化合物(C1)としては、例えば以下のものが挙げられる。
上述した化合物(C1)の中でも、式(C1−1−1)、式(C1−2−1)、式(C1−2−2)、式(C1−2−3)又は式(C1−3−1)で表されるものが好ましい。
化合物(C1)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。レジスト組成物中の化合物(C1)の含有量は、樹脂(A)100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上(より好ましくは0.05質量部以上、さらに好ましくは0.1質量部以上)、好ましくは10質量部以下(より好ましくは3質量部以下、さらに好ましくは2質量部以下)である。
次に化合物(C1)の製造方法について説明する。化合物(C1)は、例えば、Rc1COOMで表されるカルボン酸アルカリ金属塩と、Rc2Xで表されるハロゲン化アラルキルとを用いたエステル化反応によって製造できる(前記式中、Mはアルカリ金属を表し、Xはハロゲン原子を表す。)。
Mとしては、高い反応性を示すCs、K及びNaが好ましく、中でも入手が容易なK及びNaがより好ましい。Xとしては、反応性や入手容易性から、I、Br及びClが好ましい。ヨウ化アルカリ金属の存在下で、臭化アラルキル又は塩化アラルキルを用いるエステル化反応を行ってもよい。
カルボン酸アルカリ金属塩を用いるエステル化反応は、通常の有機溶媒(好ましくはN,N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒)中で撹拌しながら、20〜150℃程度(好ましくは50〜100℃程度)の温度範囲で行えばよい。
c1COOM中のRc1が1級又は2級アミノ基(−NH2又は−NHR)を有する場合、カルボキシラート(−COO-)の部分ではなく、アミノ基がハロゲン化炭素を求核置換することを防止するために、エステル化反応前にアミノ基に公知の保護基(例えばtert−ブトキシカルボニル基、略称:BOC)を付与しておき、エステル化反応後に保護基を外すことが好ましい。
〈含窒素塩基性化合物(Q)〉
本発明のレジスト組成物は、本発明の効果を阻害しない範囲で、化合物(C1)とは異なる窒素含有塩基性化合物(以下「含窒素塩基性化合物(Q)」と略称する)をさらに含有していてもよい。
含窒素塩基性化合物(Q)には、アミン及びアンモニウムヒドロキシドが含まれる。アミンは、脂肪族アミンでも、芳香族アミンでもよい。脂肪族アミンは、1級アミン〜3級アミンのいずれも使用できる。芳香族アミンは、アニリンのような芳香族環にアミノ基が結合したものや、ピリジンのような複素芳香族アミンのいずれでもよい。好ましい含窒素塩基性化合物(Q)は、式(Q1)で表される芳香族アミン、特に式(Q1−1)で表されるアニリンである。
式(Q1)中、Arq1は、芳香族炭化水素基を表す。Rq1及びRq2は、それぞれ独立に、水素原子、直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基(好ましくは直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、或いはシクロアルキル基)、或いは芳香族炭化水素基を表す。但し前記脂肪族炭化水素基又は前記芳香族炭化水素基の水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基、或いは直鎖状又は分枝鎖状のC1-6アルコキシ基で置換されていてもよく;前記アミノ基は、直鎖状又は分枝鎖状のC1-4アルキル基で置換されていてもよい。前記直鎖状又は分枝鎖状の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6程度であり、前記環式の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは5〜10程度であり、前記芳香族炭化水素基の炭素数は、好ましくは6〜10程度である。
式(Q1−1)中、Rq1及びRq2は、前記と同じである。Rq3は、直鎖状、分枝鎖状又は環状の脂肪族炭化水素基(好ましくは直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、或いはシクロアルキル基)、直鎖状又は分枝鎖状のアルコキシ基、或いは芳香族炭化水素基を表す。但し脂肪族炭化水素基、アルコキシ基、芳香族炭化水素基の水素原子は、式(Q1)で説明した置換基を有していてもよい。m3は0〜3の整数を表す。但しm3が0であるとは、Rq3が存在しないことを意味し、m3が2以上のとき、複数のRq3は、互いに同一でも異なってもよい。Rc3の脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基の好ましい炭素数は、式(Q1)のものと同じであり、Rc3のアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1〜6程度である。
芳香族アミン(Q1)としては、例えば1−ナフチルアミン及び2−ナフチルアミンなどが挙げられる。アニリン(Q1−1)としては、例えばアニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミンなどが挙げられる。これらの中でもジイソプロピルアニリン(特に2,6−ジイソプロピルアニリン)が好ましい。
別の好ましい含窒素塩基性化合物(Q)は、式(Q2)で表される4級アンモニウムヒドロキシドである。4級アンモニウムヒドロキシドを使用すると解像度が向上する。
式(Q2)中、Rq4〜Rq6は、それぞれ独立に、式(Q1)のRq1及びRq2で説明したいずれかの基を表す。Rq7は、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基(好ましくは直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基、或いはシクロアルキル基)を表す。但しRq7の脂肪族炭化水素基の好ましい炭素数は、式(Q1)のものと同じであり、Rq7の脂肪族炭化水素基は、式(Q1)で説明した置換基を有していてもよい。
4級アンモニウムヒドロキシド(Q2)としては、例えばテトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド(例えばテトラ−n−ヘキシルアンモニウムヒドロキシド)、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド(例えばテトラ−n−オクチルアンモニウムヒドロキシド)、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、コリンなどが挙げられる。これらの中でも、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−トリフルオロメチル−フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。
その他の含窒素塩基性化合物(Q)としては、式(Q3)〜式(Q11)で表される化合物が挙げられる。
式(Q3)中のRq8は、式(Q2)のRq7で説明したいずれかの基を表す。式(Q3)〜式(Q8)中の窒素原子と結合するRq9、Rq10、Rq11〜Rq14、Rq16〜Rq19及びRq22は、それぞれ独立に、式(Q1)のRq1及びRq2で説明したいずれかの基を表す。式(Q7)〜式(Q11)中の芳香族炭素と結合するRq20、Rq21、Rq23〜Rq28は、それぞれ独立に、式(Q1−1)のRq3で説明したいずれかの基を表す。式(Q7)、式(Q9)〜式(Q11)中のo3〜u3は、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。但しo3〜u3のいずれかが0であるとは、それぞれの置換基が存在しないことを意味し、o3〜u3のいずれかが2以上であるとき、それぞれ、複数のRq20〜Rq28のいずれかは互いに同一でも異なってもよい。
式(Q6)中のRq15は、直鎖状、分枝鎖状又は環式の脂肪族炭化水素基、或いはアルカノイル基を表し、n3は0〜8の整数を表す。但しn3が0であるとは、Rq15が存在しないことを意味し、n3が2以上のとき、複数のRq15は、互いに同一でも異なってもよい。Rq15の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは1〜6程度であり、Rq15のアルカノイル基の炭素数は、好ましくは2〜6程度である。
式(Q7)及び式(Q10)のLq1及びLq2は、それぞれ独立に、2価の脂肪族炭化水素基(好ましくはアルカンジイル基)、カルボニル基、イミノ基、チオ基(−S−)、ジチオ基(−S−S−)、又はこれらの組合せを表す。前記2価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、好ましくは2〜6程度である。
化合物(Q3)としては、例えば、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミン、エチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられる。
化合物(Q4)としては、例えばピペラジンなどが挙げられる。化合物(Q5)としては、例えばモルホリンなどが挙げられる。化合物(Q6)としては、例えばピペリジン、及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。化合物(Q7)としては、例えば2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
化合物(Q8)としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。化合物(Q9)としては、例えば、ピリジン、4−メチルピリジンなどが挙げられる。化合物(Q10)としては、例えば、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミンなどが挙げられる。化合物(Q11)としては、例えばビピリジンなどが挙げられる。
〈溶剤(D)〉
本発明のレジスト組成物は、通常、各成分を溶剤(D)に溶解させた状態で用いられる。溶剤(D)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等のグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチル等のエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン(メチルアミルケトン)、シクロヘキサノン等のケトン類;γ−ブチロラクトン等の環状エステル類;などを挙げることができる。溶剤(D)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
溶剤(D)の含有量は、レジスト組成物全体に対して、通常、60質量%以上(好ましくは80質量%以上、より好ましくは90質量%以上)、99.5質量%以下(好ましくは97質量%以下)である。
〈その他の任意成分(E)〉
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の任意成分(E)を含有していてもよい。任意成分(E)に特に限定は無く、レジスト分野で公知の添加剤、例えば増感剤、溶解抑止剤、他の樹脂、界面活性剤、安定剤、染料などを利用できる。
本発明のレジスト組成物は、化学増幅型ポジ型レジスト組成物として有用である。以下、本発明のレジスト組成物からレジストパターンを製造する方法を説明する。
〈レジストパターンの製造方法〉
レジストパターンの製造方法は、通常、
(1)レジスト組成物を基体上に塗布してレジスト膜を得る工程(以下「塗布工程1」と略称する)と、
(2)レジスト膜をプリベークする工程(以下「プリベーク工程2」と略称する)と、
(3)プリベークしたレジスト膜を露光する工程(以下「露光工程3」と略称する)と、
(4)露光したレジスト膜をポストエクスポージャーベークする工程(以下「ポストエクスポージャーベーク工程4」と略称する)と、
(5)ポストエクスポージャーベークしたレジスト膜をアルカリ現像液で現像してレジストパターンを得る工程(以下「現像工程5」と略称する)と
を含む。以下、各工程を順に説明する。
〈塗布工程1〉
レジスト組成物を塗布するにあたっては、予め、レジスト組成物の各成分を溶剤中で混合した後、ポアサイズが0.2μm以下程度のフィルタでろ過しておくことが望ましい。ろ過することで、レジスト組成物を塗布する際の均一性が向上する。
レジスト組成物が塗布される基体としては、用途に応じて適宜設定でき、例えばセンサ、回路、トランジスタなどが形成されたシリコンウエハ、石英ウエハなどが挙げられる。
基体上にレジスト組成物の塗膜を形成する方法は特に限定されず、スピンコート法などの通常の塗布方法を適宜採用できる。
〈プリベーク工程2〉
プリベークによって、レジスト膜の機械的強度を高め、露光後のレジスト膜中の活性種(H+)の拡散度合いを調整することができる。プリベーク温度TPBは、例えば50〜200℃程度である。
〈露光工程3〉
プリベーク後のレジスト膜に、目的のパターン(例えばラインアンドスペース、ドット、コンタクトホール)に対応するマスクを介して露光が行われる。露光機としては、例えば縮小投影型露光装置が用いられる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2エキシマレーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域または真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを使用できる。露光量は、レジスト組成物中の成分の種類及び含有量に応じて適宜選択すればよい。
〈ポストエクスポージャーベーク工程4〉
露光後のレジスト膜で活性種(H+)の拡散及び活性種による反応を促進するために、ポストエクスポージャーベークが行われる。ポストエクスポージャーベーク温度TPEBは、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。
〈現像工程5〉
現像は、現像装置を用いて、レジスト膜が設けられた基体を通常の現像液に接触することで行えばよい。現像液としては、例えばアルカリ水溶液(詳しくは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等)が用いられる。現像液には、必要に応じて界面活性剤を添加してもよい。現像液を振り切り、水洗し、次いで水を除去することによってレジストパターンを形成することが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によって制限を受けるものではなく、上記・下記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
尚、含有量ないし使用量を表す%及び部は、特記がないかぎり質量基準である。
樹脂の重量平均分子量(以下「Mw」と略称する)及び数平均分子量(以下「Mn」と略称する)は、以下の条件のゲル浸透クロマトグラフィーにより求めた値である。
装置;HLC−8120GPC(東ソー(株)製)
カラム:「TSKgel Multipore HXL−M」3本+「ガードカラム」(東ソー(株)製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー(株)製)
化合物の構造は、NMR(EX−270型;日本電子(株)製)及び質量分析(LC;1100型;Agilent社製、MASS;LC/MSD型又はLC/MSD TOF型;Agilent社製)などを用いて確認した。
1.化合物(C1)の合成
(合成例1)化合物(C1−1−1)の合成
(1−1)化合物(C1−1−1a)
N−BOC−2−アミノ安息香酸(シグマアルドリッチ社製)2.0部とN,N−ジメチルホルムアミド20部との溶液に炭酸カリウム0.58部とヨウ化カリウム0.17部とを加えて40℃で1時間攪拌した後、2−ニトロベンジルクロリド1.45部を加え、40℃で4時間攪拌した。反応混合溶液を室温まで冷却した後、飽和塩化アンモニウム水溶液80部を加え、酢酸エチル200部によって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層を水で洗浄し、分液する操作を5回繰り返した後、得られた酢酸エチル層を減圧留去して、化合物(C1−1−1a)3.1部を得た。
化合物(C1−1−1a)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=9.99(1H,s),8.16(2H,t,J=7.6Hz),7.96(1H,d,J=7.9Hz),7.84−7.77(2H,m),7.70−7.57(2H,m),7.17−7.10(1H,m),5.67(2H,s),1.45(9H,s).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+Na〕+=395.1(C192026=372.1)
(1−2)化合物(C1−1−1)
化合物(C1−1−1a)1.5部とクロロホルム30部との溶液に、トリフルオロ酢酸3.6部を加えて、室温で4時間攪拌した。反応混合溶液に10%炭酸カリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルによって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層をイオン交換水で洗浄後、減圧留去を行い、化合物(C1−1−1)2.1部を得た。
化合物(C1−1−1)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.12(1H,dd,J=8.1,1.2Hz),7.85−7.57(4H,m),7.31−7.22(1H,m),6.81−6.73(1H,m),6.71−6.62(2H,m),6.57−6.49(1H,m),5.60(2H,s).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+H〕+=273.1(C141224=272.1)
(合成例2)化合物(C1−2−1)の合成
(2−1)化合物(C1−2−1a)
N−BOC−フェニルアラニン(シグマアルドリッチ社製)2.0部とN,N−ジメチルホルムアミド20部との溶液に炭酸カリウム0.52部とヨウ化カリウム0.16部とを加えて40℃で1時間攪拌した後、2−ニトロベンジルクロリド1.29部を加え、40℃で4時間攪拌した。反応混合溶液を室温まで冷却した後、飽和塩化アンモニウム水溶液80部を加え、酢酸エチル200部によって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層を水で洗浄し、分液する操作を5回繰り返した後、得られた酢酸エチル層を減圧留去して化合物(C1−2−1a)2.5部を得た。
化合物(C1−2−1a)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.12(1H,d,J=8.2Hz),7.79−7.70(1H,m),7.65−7.53(2H,m),7.47−7.39(1H,m),7.32−7.14(5H,m),5.44(2H,s),4.34−4.13(1H,m),3.10−2.82(2H,m).1.35(9H,s).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+Na〕+=423.1(C212426=400.1)
(2−2)化合物(C1−2−1)
化合物(C1−2−1a)1.5部とクロロホルム30部との溶液に、トリフルオロ酢酸4.2部を加えて、室温で5時間攪拌した。反応混合溶液に10%炭酸カリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルによって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層をイオン交換水で洗浄後、減圧留去を行い、化合物(C1−2−1)1.1部を得た。
化合物(C1−2−1)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.10(1H,d,J=7.6Hz),7.76−7.67(1H,m),7.65−7.56(1H,m),7.51−7.45(1H,m),7.29−7.13(5H,m),5.39(2H,s),3.67(1H,t,J=6.8Hz),2.94−2.72(2H,m),2.12−1.92(2H,brm).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+H〕+=301.1(C161626
=300.1)
(合成例3)化合物(C1−2−2)の合成
(3−1)化合物(C1−2−2a)
N−BOC−ロイシン(シグマアルドリッチ社製)2.0部とN,N−ジメチルホルムアミド20部との溶液に炭酸カリウム0.6部とヨウ化カリウム0.18部とを加えて40℃で1時間攪拌した後、2−ニトロベンジルクロリド1.48部を加え、40℃で4時間攪拌した。反応混合溶液を室温まで冷却した後、飽和塩化アンモニウム水溶液80部を加え、酢酸エチル200部によって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層を水で洗浄し、分液する操作を5回繰り返した後、得られた酢酸エチル層を減圧留去して化合物(C1−2−2a)2.4部を得た。
化合物(C1−2−2a)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.11(1H,d,J=8.2Hz),7.84−7.53(3H,m),7.35(1H,d,J=7.6Hz),5.52−5.34(2H,m),4.12−3.97(1H,m),1.70−1.23(12H,m),0.89−0.84(6H,m).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+Na〕+=389.1(C182626=366.1)
(3−2)化合物(C1−2−2)
化合物(C1−2−2a)1.5部とクロロホルム30部との溶液に、トリフルオロ酢酸4.6部を加えて、室温で5時間攪拌した。反応混合溶液に10%炭酸カリウム水溶液を加えた後、酢酸エチルによって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層をイオン交換水で洗浄後、減圧留去を行い、化合物(C1−2−2)0.8部を得た。
化合物(C1−2−2)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.10(1H,d,J=7.9Hz),7.84−7.56(3H,m),5.49−5.32(2H,m),3.43−3.19(1H,m),1.99−1.86(2H,brm),1.82−1.60(1H,m),1.53−1.26(2H,m),0.91−0.74(6H,m).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+H〕+=267.1(C131824
=266.1)
(合成例4)化合物(C1−2−3)の合成
(4−1)化合物(C1−2−3a)
N−BOC−L−プロリン2.0部とN,N−ジメチルホルムアミド20部との溶液に炭酸カリウム0.64部とヨウ化カリウム0.19部とを加えて40℃で1時間攪拌し、次いで2−ニトロベンジルクロリド1.59部を加え、40℃で攪拌した。反応混合溶液を室温まで冷却し、次いで飽和塩化アンモニウム水溶液80部を加え、酢酸エチル200部によって抽出を行った。得られた酢酸エチルを含む有機層を水で洗浄し、分液する操作を5回繰り返し、得られる酢酸エチル層を減圧留去して化合物(C1−2−3a)を2.8部得た。
化合物(C1−2−3a)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.15−8.05(1H,m),7.83−7.56(3H,m),5.57−5.32(2H,m),4.32−4.16(1H,m),3.43−3.20(2H,m),2.32−2.10(11H,m),1.96−1.71(3H,m),1.43−1.20(9H,m).
(4−2)化合物(C1−2−3)
化合物(C1−2−3a)2.0部とクロロホルムとの溶液に、トリフルオロ酢酸を加えて、室温で5時間攪拌した。反応混合溶液に10%炭酸カリウム水溶液を加え、次いで酢酸エチルによって抽出を行った。得られる酢酸エチルを含む有機層をイオン交換水で洗浄し、次いで減圧留去を行い、化合物(C1−2−3)を0.7部得た。
化合物(C1−2−3)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.15−8.04(1H,m),7.85−7.55(3H,m),5.51−5.33(2H,m),3.78−3.66(1H,m),2.92−2.67(2H,m),2.30−2.12(1H,brm),2.06−1.51(4H,m).
(合成例5)化合物(C1−3−1)の合成
1−ピペリジンプロピオン酸2.0部とN,N−ジメチルホルムアミド20部との溶液に炭酸カリウム0.6部とヨウ化カリウム0.18部とを加えて40℃で1時間攪拌した後、2−ニトロベンジルクロリド2.18部を加え、40℃で3時間攪拌した。反応混合溶液を室温まで冷却した後、飽和塩化アンモニウム水溶液80部を加え、酢酸エチル200部によって抽出を行なった。得られた酢酸エチルを含む有機層を水で洗浄し、分液する操作を5回繰り返した後、得られた酢酸エチル層を5%塩酸水で洗浄した。水層を炭酸カリウムで中和し、酢酸エチルによって抽出を行った。得られた有機層を減圧留去して化合物(C1−3−1)2.4部を得た。
化合物(C1−3−1)の物性データ
1H−NMR(DMSO−d6)δ=8.11(1H,d,J=7.9Hz),7.81−7.70(2H,m),7.67−7.56(1H,m),5.43(2H,s),2.55(4H,s),2.36−2.26(4H,m),1.51−1.29(6H,m).
MS(ESI(+)Spectrum):〔M+H〕+=293.1(C152024=292.1)
2.樹脂(A1)の合成
温度計、還流管を装着した4つ口フラスコに1,4−ジオキサン72.77部を加え、窒素ガスで30分間バブリングを行い、窒素シール下で75℃に温調した。そこへ、モノマー(a1−1−1)76.30部、モノマー(a1−2−1)11.42部、モノマー(a2−1−1)11.74部、モノマー(a3−2−1)52.16部、アゾビスイソブチロニトリル0.96部、アゾビス−2,4−ジメチルバレロニトリル4.33部、及び1,4−ジオキサン109.16部を混合した溶液を、2時間かけて滴下した。滴下終了後、反応混合物を75℃に保温し、5時間撹拌した。反応混合物を室温まで冷却し、1,4−ジオキサン212.26部を加えた。反応混合物を536部のメタノールと394部の水との混合溶媒に加え、析出物を濾取した。濾物を985部のメタノールに注いで沈殿させる操作を3回行って精製した後、減圧乾燥を行い112部の樹脂(A1)を得た。樹脂(A1)の合成データを以下に示す。なお得られた樹脂(A1)の組成比は、反応混合物における未反応モノマー量を液体クロマトグラフィー(LC 2010HT;島津製作所製)を用いて測定して算出した各モノマーに由来する構造単位のモル比である。
樹脂(A1)の合成データ
・組成比
(a1−1−1):(a1−2−1):(a2−1−1):(a3−2−1)=40:10:10:40
・収率:74%
・Mw:7400、Mw/Mn:1.83
3.レジスト組成物の調製及び特性評価
(1)レジスト組成物の調製
クエンチャーとして化合物(C1)又は2,6−ジイソプロピルアニリンを使用してレジスト組成物を調製した。詳しくは、表1に記載の成分及び溶剤(D)を混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過して、レジスト組成物を調製した。
表1中の符号は以下の化合物を表す。
樹脂(A);
A1:樹脂(A1)の合成例参照
酸発生剤(B);
B1−2:式(B1−2)で表される化合物
クエンチャー(C1);
C1−1−1:合成例1で得られた化合物(C1−1−1)
C1−2−1:合成例2で得られた化合物(C1−2−1)
C1−2−2:合成例3で得られた化合物(C1−2−2)
C1−2−3:合成例4で得られた化合物(C1−2−3)
C1−3−1:合成例5で得られた化合物(C1−3−1)
Q1−1−1:2,6−ジイソプロピルアニリン
溶剤(D)
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 250部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20部
2−ヘプタノン 10部
γ−ブチロラクトン 3部
(2)露光裕度の評価
シリコンウェハーに有機反射防止膜用組成物(ARC−29SR;日産化学工業(株)製)を塗布し、205℃で60秒間ベークすることによって、厚さ930Å(93nm)の有機反射防止膜を形成した。次いでこの上に、上記レジスト組成物をプリベーク後の膜厚が100nmとなるようにスピンコートした。得られたレジスト膜を、ダイレクトホットプレートにて、95℃で60秒間プリベークした。プリベーク後のレジスト膜に、ArFエキシマステッパー〔(株)ASML製の“XT:1900Gi”〕を用いて、フォトマスクを介して、露光量を段階的に変化させて露光した。露光機の照明条件は、NA=1.35、3/4Annular、σOUTER=0.9、σINNER=0.675とし、フォトマスクは、ピッチが100nm、マスクホールサイズが70nmであるホールパターンを形成するためのマスクを用いた。
露光後、85℃で60秒間ポストエクスポージャーベークを行い、さらに2.38%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。得られたパターンのホール径を走査型電子顕微鏡(S−4100;(株)日立製作所製)で測定し、ホール径が70nmとなる露光量を実効感度とした。
実効感度に対して−10%〜+10%の露光量で形成したパターンのホール径を測定し、露光量1mJ/cm2当たりのパターンのホール径の変化量を露光裕度の指標として求めた。ホール径の変化量が小さいほど、露光裕度が広いことを示す。
クエンチャーとして化合物(C1−1−1)を含有する実施例1、化合物(C1−2−1)を含有する実施例2、化合物(C1−2−2)を含有する実施例3、化合物(C1−2−3)を含有する実施例4及び化合物(C1−3−1)を含有する実施例5のレジスト組成物は、2,6−ジイソプロピルアニリンを含有する参考例1のレジスト組成物に比べて、ホール径の変化量が小さく、露光裕度が広い。
化合物(C1)を含有する本発明のフォトレジスト組成物は、広い露光裕度を達成できる。本発明のフォトレジスト組成物は、ArFエキシマレーザ又はKrFエキシマレーザなどを用いるドライ露光又は液浸露光リソグラフィ(特にArFエキシマレーザの液浸リソグラフィ)に有用である。

Claims (7)

  1. 樹脂、酸発生剤、及び式(C1)で表される化合物を含有することを特徴とするフォトレジスト組成物。

    [式(C1)中、Rc1は、式(1)で表される基であり;Rc3及びRc4は、それぞれ独立に、水素原子、或いは直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-12脂肪族炭化水素基を表し;Rc5は、炭素数1〜30の2価の有機基を表す。但しRc3は、Rc4又はRc5と結合して、環を形成してもよい。Rc2は、置換基を有していてもよいC7-20アラルキル基を表す。]
  2. c2が、式(2)で表される基である請求項1に記載のフォトレジスト組成物。
    −CH2−Rc6 (2)
    [式(2)中、Rc6は、置換基を有するC6-18芳香族炭化水素基を表し;前記芳香族炭化水素基の芳香環に含まれる水素原子の少なくとも1つは、電子吸引性基で置換されている。]
  3. 前記電子吸引性基の少なくとも1つが、ニトロ基である請求項2に記載のフォトレジスト組成物。
  4. c6が、ニトロフェニル基である請求項3に記載のフォトレジスト組成物。
  5. c1が、式(1−1)、式(1−2)又は式(1−3)で表される基である請求項1〜4のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。

    [式(1−1)〜式(1−3)中、Rc3及びRc4は、前記と同じである。
    式(1−1)中、Rc7は、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基を表し;mは0〜4の整数を表し;mが0であるとは、Rc7が存在しないことを意味し;mが2以上のとき、複数のRc7は、互いに同一でも異なってもよい。
    式(1−2)中、Rc8は、水素原子、直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-15脂肪族炭化水素基、或いはC7-15アラルキル基を表し;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基の水素原子は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基又はスルファニル基(−SH)で置換されていてもよく;前記脂肪族炭化水素基又は前記アラルキル基のメチレン基は、酸素原子(−O−)、カルボニル基(−CO−)又は硫黄原子(−S−)で置換されていてもよい。但しRc3及びRc8は、互いに結合して環を形成してもよい。
    式(1−3)中、Rc9は、2価の直鎖状、分枝鎖状又は環式のC1-10脂肪族炭化水素基を表す。但しRc3及びRc4は、互いに結合して環を形成してもよい。]
  6. 式(C1)で表される化合物が、式(C1−1−1)、式(C1−2−1)、式(C1−2−2)、式(C1−2−3)又は式(C1−3−1)で表される化合物である請求項1〜5のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。
  7. 樹脂が、酸の作用でアルカリ可溶となる樹脂である請求項1〜6のいずれかに記載のフォトレジスト組成物。
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