JP5308678B2 - 化合物の製造方法、化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、ポジ型レジスト組成物の成分として利用できる新規な高分子化合物、該高分子化合物用のモノマーとして有用な化合物、該化合物の製造方法、該製造方法において中間体として有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法に関する。
リソグラフィー技術においては、例えば基板の上にレジスト材料からなるレジスト膜を形成し、該レジスト膜に対し、所定のパターンが形成されたマスクを介して、光、電子線等の放射線にて選択的露光を行い、現像処理を施すことにより、前記レジスト膜に所定形状のレジストパターンを形成する工程が行われる。
露光した部分が現像液に溶解する特性に変化するレジスト材料をポジ型、露光した部分が現像液に溶解しない特性に変化するレジスト材料をネガ型という。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造においては、リソグラフィー技術の進歩により急速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光源の短波長化が行われている。具体的には、従来は、g線、i線に代表される紫外線が用いられていたが、現在では、KrFエキシマレーザーや、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子の量産が開始されている。また、これらエキシマレーザーより短波長のFエキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX線などについても検討が行われている。
レジスト材料には、これらの露光光源に対する感度、微細な寸法のパターンを再現できる解像性等のリソグラフィー特性が求められる。
このような要求を満たすレジスト材料として、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が変化する基材成分と、露光により酸を発生する酸発生剤とを含有する化学増幅型レジスト組成物が用いられている。
例えばポジ型の化学増幅型レジスト組成物としては、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂成分(ベース樹脂)と、酸発生剤成分とを含有するものが一般的に用いられている。かかる、レジスト組成物を用いて形成されるレジスト膜は、レジストパターン形成時に選択的露光を行うと、露光部において、酸発生剤から酸が発生し、該酸の作用により樹脂成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大して、露光部がアルカリ現像液に対して可溶性となる。
現在、ArFエキシマレーザーリソグラフィー等において使用されるレジストのベース樹脂としては、193nm付近における透明性に優れることから、(メタ)アクリル酸エステルから誘導される構成単位を主鎖に有する樹脂(アクリル系樹脂)などが一般的に用いられている(たとえば特許文献1参照)。
ここで、「(メタ)アクリル酸」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸と、α位にメチル基が結合したメタクリル酸の一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。「(メタ)アクリレート」とは、α位に水素原子が結合したアクリレートと、α位にメチル基が結合したメタクリレートの一方あるいは両方を意味する。
特開2003−241385号公報
今後、リソグラフィー技術のさらなる進歩、応用分野の拡大等が予想されるなか、リソグラフィー用途に使用できる新規な材料に対する要求が高まっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ポジ型レジスト組成物の基材成分として利用できる新規な高分子化合物、該高分子化合物用のモノマーとして有用な化合物およびその製造方法、前記製造方法において中間体として有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、ならびに該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供することを目的とする。
本発明の第の態様は、下記一般式(I−1)で表される化合物と、下記一般式(I−2)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I−3)で表される化合物を得る工程、および
下記一般式(I−3)で表される化合物と、下記一般式(I−4)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I)で表される化合物を得る工程、を含むことを特徴とする下記一般式(I)で表される化合物の製造方法(以下、第一の製造方法という。)である。
Figure 0005308678
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Aは置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、Bは置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X10およびX12はそれぞれ独立して水酸基またはハロゲン原子であって、X10およびX12のいずれか一方が水酸基であり、他方がハロゲン原子であり、X11はハロゲン原子である。]
Figure 0005308678
[式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005308678
[式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
Figure 0005308678
[式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 0005308678
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
本発明の第の態様は、下記一般式(I−5)で表される化合物と、下記一般式(I−2)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I)で表される化合物を得る工程、を含むことを特徴とする下記一般式(I)で表される化合物の製造方法(以下、第二の製造方法という。)である。
Figure 0005308678
[式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Aは置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、Bは置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X11はハロゲン原子である。]
Figure 0005308678
[式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005308678
[式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
Figure 0005308678
[式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 0005308678
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
本発明の第の態様は、下記一般式(II)で表される化合物(以下、化合物(II)という。)である。
Figure 0005308678
[式中、A’は置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、B’は置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X10は水酸基またはハロゲン原子である。]
Figure 0005308678
[式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005308678
[式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
Figure 0005308678
[式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
Figure 0005308678
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
本明細書および特許請求の範囲において、「アルキル基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の1価の飽和炭化水素基を包含するものとする。また、「アルキレン基」は、特に断りがない限り、直鎖、分岐鎖および環状の2価の飽和炭化水素基を包含するものとする。
「低級アルキル基」は、炭素数1〜5のアルキル基である。
「ハロゲン化アルキル基」は、アルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基であり、該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。
「構成単位」とは、高分子化合物(重合体、共重合体)を構成するモノマー単位(単量体単位)を意味する。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念とする。
本発明によれば、ポジ型レジスト組成物の基材成分として利用できる新規な高分子化合物、該高分子化合物用のモノマーとして有用な化合物およびその製造方法、前記製造方法において中間体として有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、ならびに該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法を提供できる。
≪化合物(I)≫
化合物(I)は、前記一般式(I)で表される。
式(I)中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基である。
の低級アルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。
のハロゲン化低級アルキル基は、前記低級アルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基である。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。
としては、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基が好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
Aは置換基を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基である。炭化水素基が「置換基を有する」とは、該炭化水素基における水素原子の一部または全部が、水素原子以外の基または原子で置換されていることを意味する。
炭化水素基は、脂肪族炭化水素基であってもよく、芳香族炭化水素基であってもよい。
ここで、本特許請求の範囲及び明細書における「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な概念であって、芳香族性を持たない基、化合物等を意味するものと定義する。脂肪族炭化水素基は、芳香族性を持たない炭化水素基を意味する。
Aにおける脂肪族炭化水素基は、飽和であってもよく、不飽和であってもよく、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族炭化水素基として、より具体的には、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基、構造中に環を含む脂肪族炭化水素基等が挙げられる。
直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が2〜10であることが好ましく、2〜8がより好ましく、2〜5がさらに好ましく、2が最も好ましい。
直鎖状の脂肪族炭化水素基としては、直鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、エチレン基[−(CH−]、トリメチレン基[−(CH−]、テトラメチレン基[−(CH−]、ペンタメチレン基[−(CH−]等が挙げられる。
分岐鎖状の脂肪族炭化水素基としては、分岐鎖状のアルキレン基が好ましく、具体的には、−CH(CH)−、−CH(CHCH)−、−C(CH−、−C(CH)(CHCH)−、−C(CH)(CHCHCH)−、−C(CHCH−等のアルキルメチレン基;−CH(CH)CH−、−CH(CH)CH(CH)−、−C(CHCH−、−CH(CHCH)CH−、−CH(CHCH)CH−等のアルキルエチレン基;−CH(CH)CHCH−、−CHCH(CH)CH−等のアルキルトリメチレン基;−CH(CH)CHCHCH−、−CHCH(CH)CHCH−等のアルキルテトラメチレン基などのアルキルアルキレン基等が挙げられる。アルキルアルキレン基におけるアルキル基としては、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましい。
鎖状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよく、有していなくてもよい。該置換基としては、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基挙げられる。
環を含む脂肪族炭化水素基としては、環状の脂肪族炭化水素基(脂肪族炭化水素環から水素原子を2個除いた基)、該環状の脂肪族炭化水素基が前述した鎖状の脂肪族炭化水素基の末端に結合するか又は鎖状の脂肪族炭化水素基の途中に介在する基などが挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、炭素数が3〜20であることが好ましく、3〜12であることがより好ましい。
環状の脂肪族炭化水素基は、多環式基であってもよく、単環式基であってもよい。単環式基としては、炭素数3〜6のモノシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該モノシクロアルカンとしてはシクロペンタン、シクロヘキサン等が例示できる。
多環式基としては、炭素数7〜12のポリシクロアルカンから2個の水素原子を除いた基が好ましく、該ポリシクロアルカンとして具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等が挙げられる。
環状の脂肪族炭化水素基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基挙げられる。
Aとしては、直鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、直鎖状のアルキレン基がより好ましく、炭素数2〜5の直鎖状のアルキレン基がさらに好ましく、エチレン基が最も好ましい。
Bは置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基である。
Bにおける炭化水素基としては、前記Aで挙げたのと同様の炭素数2以上の2価の炭化水素基、および置換基を有していてもよいメチレン基が挙げられる。メチレン基が有していてもよい置換基としては、前記鎖状の脂肪族炭化水素基が有していてもよい置換基として挙げた置換基と同様のものが挙げられる。
Bとしては、直鎖状または分岐鎖状の脂肪族炭化水素基が好ましく、特に、メチレン基またはアルキルメチレン基が好ましい。
アルキルメチレン基におけるアルキル基は、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基が好ましく、炭素数1〜3の直鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
は酸解離性溶解抑制基である。酸解離性溶解抑制基は、当該化合物(I)を用いて得られる高分子化合物を、酸発生剤成分とともにポジ型レジスト組成物に配合した際に、露光により該酸発生剤成分から発生した酸の作用により解離する酸解離性を有するとともに、該解離前は、当該高分子化合物全体をアルカリ現像液に対して難溶とするアルカリ溶解抑制性を有するものである。
の酸解離性溶解抑制基としては、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂の酸解離性溶解抑制基として提案されているものを使用することができる。一般的には、(メタ)アクリル酸等におけるカルボキシ基と環状または鎖状の第3級アルキルエステルを形成する基;アルコキシアルキル基等のアセタール型酸解離性溶解抑制基などが広く知られている。なお、「(メタ)アクリル酸エステル」とは、α位に水素原子が結合したアクリル酸エステルと、α位にメチル基が結合したメタクリル酸エステルの一方あるいは両方を意味する。
ここで、「第3級アルキルエステル」とは、カルボキシ基の水素原子が、鎖状または環状のアルキル基で置換されることによりエステルを形成しており、そのカルボニルオキシ基(−C(O)−O−)の末端の酸素原子に、前記鎖状または環状のアルキル基の第3級炭素原子が結合している構造を示す。この第3級アルキルエステルにおいては、酸が作用すると、酸素原子と第3級炭素原子との間で結合が切断される。
なお、前記鎖状または環状のアルキル基は置換基を有していてもよい。
以下、カルボキシ基と第3級アルキルエステルを構成することにより、酸解離性となっている基を、便宜上、「第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基」という。
第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基としては、脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基、脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基が挙げられる。
「脂肪族分岐鎖状」とは、芳香族性を持たない分岐鎖状の構造を有することを示す。
「脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基」の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、該炭化水素基は、飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族分岐鎖状酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、−C(R71)(R72)(R73)で表される基が挙げられる。式中、R71〜R73は、それぞれ独立に、炭素数1〜5の直鎖状のアルキル基である。−C(R71)(R72)(R73)で表される基は、炭素数が4〜8であることが好ましく、具体的にはtert−ブチル基、tert−ペンチル基、tert−ヘプチル基等が挙げられる。
「脂肪族環式基」は、芳香族性を持たない単環式基または多環式基であることを示す。
脂肪族環式基は、置換基を有していてもよいし、有していなくてもよい。置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
脂肪族環式基の、置換基を除いた基本の環の構造は、炭素および水素からなる基(炭化水素基)であることに限定はされないが、炭化水素基であることが好ましい。また、「炭化水素基」は飽和または不飽和のいずれでもよいが、通常は飽和であることが好ましい。
脂肪族環式基は、多環式基であることが好ましい。
脂肪族環式基としては、例えば、低級アルキル基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、ジシクロデカン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基を含有する酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、(i)1価の脂肪族環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基;(ii)1価の脂肪族環式基と、これに結合する第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレンとを有する基等が挙げられる。
(i)1価の脂肪族環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基の具体例としては、たとえば、下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基等が挙げられる。
(ii)脂肪族環式基と、これに結合する第3級炭素原子を有する分岐鎖状アルキレンとを有する基の具体例としては、たとえば、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基等が挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、R14は低級アルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
Figure 0005308678
[式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
14〜R16のアルキル基としては、低級アルキル基が好ましく、直鎖状または分岐鎖状のアルキル基が好ましい。具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基等が挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基またはn−ブチル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましい。
gは0〜3の整数が好ましく、1〜3の整数がより好ましく、1または2がさらに好ましい。
「アセタール型酸解離性溶解抑制基」は、一般的に、カルボキシ基、水酸基等のアルカリ可溶性基末端の水素原子と置換して酸素原子と結合している。そして、露光により酸が発生すると、この酸が作用して、アセタール型酸解離性溶解抑制基と、当該アセタール型酸解離性溶解抑制基が結合した酸素原子との間で結合が切断される。
アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、たとえば、下記一般式(p1)で表される基が挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、R’,R’はそれぞれ独立して水素原子または低級アルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは低級アルキル基または脂肪族環式基を表す。]
上記式中、nは、0〜2の整数であることが好ましく、0または1がより好ましく、0が最も好ましい。
’,R’の低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられ、メチル基またはエチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。
本発明においては、R’,R’のうち少なくとも1つが水素原子であることが好ましい。すなわち、酸解離性溶解抑制基(p1)が、下記一般式(p1−1)で表される基であることが好ましい。
Figure 0005308678
[式中、R’、n、Yは上記と同様である。]
Yの低級アルキル基としては、上記Rの低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
Yの脂肪族環式基としては、従来ArFレジスト等において多数提案されている単環又は多環式の脂肪族環式基の中から適宜選択して用いることができ、たとえば上記「脂肪族環式基」と同様のものが例示できる。
また、アセタール型酸解離性溶解抑制基としては、下記一般式(p2)で示される基も挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
17、R18において、アルキル基の炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状のいずれでもよく、エチル基、メチル基が好ましく、メチル基が最も好ましい。特にR17、R18の一方が水素原子で、他方がメチル基であることが好ましい。
19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基であり、炭素数は好ましくは1〜15であり、直鎖状、分岐鎖状又は環状のいずれでもよい。
19が直鎖状、分岐鎖状の場合は炭素数1〜5であることが好ましく、エチル基、メチル基がさらに好ましく、特にエチル基が最も好ましい。
19が環状の場合は炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的にはフッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。中でもアダマンタンから1個以上の水素原子を除いた基が好ましい。
また、上記式においては、R17及びR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基(好ましくは炭素数1〜5のアルキレン基)であってR19の末端とR17の末端とが結合していてもよい。
この場合、R17とR19と、R19が結合した酸素原子と、該酸素原子およびR17が結合した炭素原子とにより環式基が形成されている。該環式基としては、4〜7員環が好ましく、4〜6員環がより好ましい。該環式基の具体例としては、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基等が挙げられる。
アセタール型酸解離性溶解抑制基の具体例としては、たとえば、下記式(3−1)〜(3−12)で表される基等が挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、R13は水素原子またはメチル基であり、gは前記と同じである。]
本発明において、Rは、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基であることが好ましく、上述した(i)1価の脂肪族環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する基がより好ましく、中でも、一般式(1−1)で表される基が好ましい。
化合物(I)としては、特に、下記一般式(I’)で表される化合物が好ましい。
Figure 0005308678
[式中、R、R14はそれぞれ前記と同じであり、R10は水素原子またはメチル基であり、aは2〜10の整数であり、nは0〜3の整数である。]
aは2〜5の整数が好ましく、2が最も好ましい。
化合物(I)は、特に限定されないが、後述する第一の製造方法または第二の製造方法により製造することができる。
上述した本発明の化合物(I)は、従来知られていない新規なものである。
化合物(I)は、ポジ型レジスト組成物の基材成分として使用できる高分子化合物の製造用として好適に用いることができる。すなわち、化合物(I)は、重合性を有する化合物であり、高分子化合物(重合体、共重合体)のモノマーとして用いることができる。
化合物(I)をモノマーとして用いることにより、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を含む本発明の高分子化合物(A1)を製造できる。
≪第一の製造方法≫
第一の製造方法は、前記一般式(I−1)で表される化合物(以下、化合物(I−1)という。)と、前記一般式(I−2)で表される化合物(以下、化合物(I−2)という。)とを反応させて前記一般式(I−3)で表される化合物(以下、化合物(I−3)という。)を得る工程(以下、第1工程という。)、および
化合物(I−3)と、下記一般式(I−4)で表される化合物(以下、化合物(I−4)という。)とを反応させて化合物(I)を得る工程(以下、第2工程という。)、を含む。
式(I−1)〜(I−4)中のR、A、B、Rは、それぞれ、前記一般式(I)中のR、A、B、Rと同じである。
10およびX12はそれぞれ独立して水酸基またはハロゲン原子であって、X10およびX12のいずれか一方が水酸基であり、他方がハロゲン原子であり、X11はハロゲン原子である。該ハロゲン原子としては、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。
10またはX12のハロゲン原子としては、反応性に優れることから、塩素原子、臭素原子が好ましい。
11としては、反応性に優れることから、臭素原子または塩素原子が好ましく、臭素原子が特に好ましい。
「第1工程」
化合物(I−1)と化合物(I−2)とは、公知の方法により反応させることができる。たとえば、反応溶媒中、塩基の存在下で、化合物(I−1)および化合物(I−2)を接触させる方法が挙げられる。該方法は、たとえば、塩基の存在下、化合物(I−1)が反応溶媒に溶解した溶液に、化合物(I−2)を添加することにより実施できる。

化合物(I−1)、化合物(I−2)としては、市販のものを用いてもよく、合成してもよい。
化合物(I―1)は、X10が水酸基の場合は2価アルコールであり、X10がハロゲン原子の場合はハロゲン化アルコールである。化合物(I−1)としては2価アルコールまたはハロゲン化アルコールであれば特に限定されない。2価アルコールの具体例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオールなどが挙げられる。ハロゲン化アルコールの具体例としては、2−ブロモ−1−エタノール、3−クロロ−1−プロパノール、4−クロロ−1−ブタノール、5−クロロ−1−ペンタノールなどが挙げられる。
化合物(I−2)としては、2−メチル−2−アダマンチルオキシカルボニルメチルクロライド、2−エチル−2−アダマンチルオキシカルボニルメチルクロライド、1−メチル−1−シクロヘキシルオキシカルボニルメチルクロライド、1−エチル−1−シクロヘキシルオキシカルボニルメチルクロライド、1−メチル−1−シクロペンチルオキシカルボニルメチルクロライド、1−エチル−1−シクロペンチルオキシカルボニルメチルクロライドなどが挙げられる。
反応溶媒としては、原料である化合物(I−1)および化合物(I−2)を溶解できるものであればよく、具体的には、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル等が挙げられる。
塩基としては、たとえば水素化ナトリウム、KCO等の無機塩基;トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピリジン等の有機塩基等が挙げられる。第1工程においては、特に、水素化ナトリウムが好ましく用いられる。
化合物(I−2)の添加量は、化合物(I−1)に対し、およそ1〜100モル倍量が好ましく、1〜50モル倍量がより好ましい。

反応温度は、0〜50℃が好ましく、5〜40℃がより好ましく、室温での反応が最も好ましい。
反応時間は、化合物(I−1)および化合物(I−2)の反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、1〜24時間が好ましく、3〜12時間がより好ましい。
反応終了後、反応液は、そのまま次の工程に用いてもよく、反応液中の化合物(I−3)を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、たとえば濃縮、溶媒抽出、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等をいずれか単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
「第2工程」
化合物(I−3)と化合物(I−4)とを反応させる方法としては、特に限定されないが、たとえば、第1工程で得られた化合物(I−3)が溶解した溶液に、塩基の存在下で、化合物(I−4)を添加する方法が挙げられる。
化合物(I−3)が溶解した溶液としては、第1工程で得られた反応液をそのまま用いてもよく、該反応液から単離、精製した化合物(I−3)を反応溶媒に溶解した溶液を用いてもよい。
反応溶媒としては、原料である化合物(I−3)を溶解できるものであればよく、たとえば第1工程で挙げた反応溶媒と同様のものが挙げられる。
塩基としては、第1工程で挙げた塩基と同様のものが挙げられる。第1工程においては、特に、トリエチルアミンが好ましく用いられる。
化合物(I−4)としては、化合物(I−1)として2価アルコールを用いる場合は、X12がハロゲン原子である化合物を用い、化合物(I−1)としてハロゲン化アルコールを用いる場合はX12が水酸基である化合物を使用する。
化合物(I−4)の添加量は、化合物(I−3)に対し、およそ1〜2モル倍量が好ましく、1〜1.5モル倍がより好ましい。
反応温度は、0〜50℃が好ましく、5〜40℃がより好ましく、室温での反応が最も好ましい。
反応時間は、化合物(I−3)および(I−4)の反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、1〜24時間が好ましく、3〜12時間がより好ましい。
反応終了後、反応液中の化合物(I)を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、たとえば濃縮、溶媒抽出、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等をいずれか単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記工程で得られる化合物の構造は、H−核磁気共鳴(NMR)スペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。
≪第二の製造方法≫
第二の製造方法は、前記一般式(I−5)で表される化合物(以下、化合物(I−5)という。)と、化合物(I−2)とを反応させて化合物(I)を得る工程(以下、第1’工程という。)を含む。
式(I−5)、(I−2)中のR、A、B、Rは、それぞれ、前記一般式(I)中のR、A、B、Rと同じである。
11はそれぞれ独立にハロゲン原子である。該ハロゲン原子としては、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子、フッ素原子等が挙げられる。
11としては、反応性に優れることから、臭素原子または塩素原子が好ましく、臭素原子が特に好ましい。
「第1’工程」
化合物(I−5)と化合物(I−2)とは、公知の方法により反応させることができる。たとえば、反応溶媒中、塩基の存在下で、化合物(I−5)および化合物(I−2)を接触させる方法が挙げられる。該方法は、たとえば、塩基の存在下、化合物(I−5)が反応溶媒に溶解した溶液に、化合物(I−2)を添加することにより実施できる。

化合物(I−5)、化合物(I−2)としては、市販のものを用いてもよく、合成してもよい。たとえば化合物(I−5)の具体例としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
反応溶媒としては、原料である化合物(I−5)および化合物(I−2)を溶解できるものであればよく、具体的には、テトラヒドロフラン(THF)、アセトン、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトニトリル等が挙げられる。
塩基としては、たとえば水素化ナトリウム、KCO、CsCO等の無機塩基;トリエチルアミン、4−ジメチルアミノピリジン(DMAP)、ピリジン等の有機塩基等が挙げられる。第1工程においては、特に、水素化ナトリウムが好ましく用いられる。
化合物(I−2)の添加量は、化合物(I−5)に対し、およそ1〜2モル倍量が好ましく、1〜1.5モル倍がより好ましい。
反応温度は、0〜50℃が好ましく、5〜40℃がより好ましく、室温での反応が最も好ましい。
反応時間は、化合物(I−5)および化合物(I−2)の反応性や反応温度等によっても異なるが、通常、1〜24時間が好ましく、3〜12時間がより好ましい。
反応終了後、反応液中の化合物(I)を単離、精製してもよい。単離、精製には、従来公知の方法が利用でき、たとえば濃縮、溶媒抽出、結晶化、再結晶、クロマトグラフィー等をいずれか単独で、または2種以上を組み合わせて用いることができる。
上記工程で得られる化合物の構造は、H−NMRスペクトル法、13C−NMRスペクトル法、19F−NMRスペクトル法、赤外線吸収(IR)スペクトル法、質量分析(MS)法、元素分析法、X線結晶回折法等の一般的な有機分析法により確認できる。
≪化合物(II)≫
化合物(II)は、前記一般式(II)で表される。
式(II)中のX10、A’、B’、 は、それぞれ、前記一般式(I)中のX10、A、B、Rと同じである。
化合物(II)は、前記化合物(I−3)と同様にして製造できる。すなわち、前記第一の製造方法における第1工程と同様の工程により製造できる。
化合物(II)は、上述した第一の製造方法において、化合物(I−3)として利用できる。
≪高分子化合物(A1)≫
高分子化合物(A1)は、前記一般式(a0−1)で表される構成単位(a0)を有する。
一般式(a0−1)中のR、A、B、Rは、それぞれ、前記一般式(I)中のR、A、B、Rと同じである。
構成単位(a0−1)としては、特に、下記一般式(a0−1−1)で表される構成単位が好ましい。
Figure 0005308678
式(a0−1−1)中のR、a、R10、R14は、それぞれ、前記一般式(I’)中のR、a、R10、R14と同じである。
高分子化合物(A1)に含まれる構成単位(a0)は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)のみからなる重合体であってもよく、さらに他の構成単位を含む共重合体であってもよい。
高分子化合物(A1)中、構成単位(a0)の割合は、当該構成単位(a0)と、後述する構成単位(a1)との合計の割合(構成単位(a1)を有さない場合は構成単位(a0)の割合)が、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%となる量が好ましく、20〜70モル%となる量がより好ましく、25〜50モル%となる量が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
特に、当該高分子化合物(A1)を含有するポジ型レジスト組成物の解像性、ラインエッジラフネス等のリソグラフィー特性が向上することから、構成単位(a0)の割合が、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、10モル%以上であることが好ましく、20モル%以上がより好ましい。
本発明の高分子化合物(A1)が、構成単位(a0)以外の他の構成単位を含む共重合体である場合、構成単位(a0)以外の他の構成単位としては、特に限定されず、これまで、化学増幅型レジスト用のベース樹脂に用いられている任意の構成単位であってよい。好ましい構成単位として、具体的には、以下の構成単位(a1)〜(a3)等のアクリル酸エステルから誘導される構成単位等が挙げられる。
これらのうち、高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)に加えて、さらに、構成単位(a2)を有することが好ましい。
また、高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)に加えて、または構成単位(a0)および構成単位(a2)に加えて、さらに、構成単位(a3)を有することが好ましい。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、「アクリル酸エステルから誘導される構成単位」とは、アクリル酸エステルのエチレン性二重結合が開裂して構成される構成単位を意味する。
「アクリル酸エステル」は、α位の炭素原子に水素原子が結合しているアクリル酸エステルのほか、α位の炭素原子に置換基(水素原子以外の原子または基)が結合しているものも含む概念とする。置換基としては、低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基等が挙げられる。なお、アクリル酸エステルから誘導される構成単位のα位(α位の炭素原子)とは、特に断りがない限り、カルボニル基が結合している炭素原子のことである。
アクリル酸エステルにおいて、α位の置換基としての低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基としては、前記Rの低級アルキル基、ハロゲン化低級アルキル基と同様のものが挙げられる。
アクリル酸エステルのα位に結合しているのは、水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であることが好ましく、水素原子、低級アルキル基またはフッ素化低級アルキル基であることがより好ましく、工業上の入手の容易さから、水素原子またはメチル基であることが最も好ましい。
<構成単位(a2)>
構成単位(a2)は、ラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
ここで、ラクトン含有環式基とは、−O−C(O)−構造を含むひとつの環(ラクトン環)を含有する環式基を示す。ラクトン環をひとつの目の環として数え、ラクトン環のみの場合は単環式基、さらに他の環構造を有する場合は、その構造に関わらず多環式基と称する。
構成単位(a2)のラクトン環式基は、高分子化合物(A1)をレジスト膜の形成に用いた場合に、レジスト膜の基板への密着性を高めたり、水を含有する現像液との親和性を高めたりするうえで有効なものである。
構成単位(a2)としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。
具体的には、ラクトン含有単環式基としては、γ−ブチロラクトンから水素原子1つを除いた基が挙げられる。また、ラクトン含有多環式基としては、ラクトン環を有するビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンから水素原子一つを除いた基が挙げられる。
構成単位(a2)の例として、より具体的には、下記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位が挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、R’は水素原子、低級アルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基または−COOR”であり、前記R”は水素原子、または炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状もしくは環状のアルキルキル基であり、mは0または1の整数であり、A”は炭素数1〜5のアルキレン基または酸素原子である。]
一般式(a2−1)〜(a2−5)におけるRは前記構成単位(a0)におけるRと同様である。
R’の低級アルキル基としては、前記Rの低級アルキル基と同じである。
R”が直鎖状または分岐鎖状のアルキル基の場合は炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜5であることがさらに好ましい。
R”が環状のアルキル基の場合は炭素数3〜15であることが好ましく、炭素数4〜12であることがさらに好ましく、炭素数5〜10が最も好ましい。具体的にはフッ素原子またはフッ素化アルキル基で置換されていてもよいし、されていなくてもよいモノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。
A”の炭素数1〜5のアルキレン基として、具体的には、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレン基等が挙げられる。
一般式(a2−1)〜(a2−5)中、R’は、工業上入手が容易であること等を考慮すると、水素原子が好ましい。
式(a2−1)中、γ−ブチロラクトン環に対する酸素原子(−O−)の結合位置は、特に限定されないが、α位またはβ位が好ましい。
以下に、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)の具体的な構成単位を例示する。
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
構成単位(a2)としては、前記一般式(a2−1)〜(a2−5)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましく、一般式(a2−1)〜(a2−3)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種がより好ましい。なかでも、化学式(a2−1−1)、(a2−1−2)、(a2−1−3)、(a2−1−4)、(a2−2−1)、(a2−2−2)、(a2−3−1)、(a2−3−2)、(a2−3−9)及び(a2−3−10)で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
構成単位(a2)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物(A1)中、構成単位(a2)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、5〜60モル%が好ましく、10〜55モル%がより好ましく、20〜55モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a2)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
<構成単位(a3)>
構成単位(a3)は、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位である。
高分子化合物(A1)が構成単位(a3)を有することにより、高分子化合物(A1)の親水性が高まり、現像液との親和性が高まって、露光部でのアルカリ溶解性が向上し、解像性の向上に寄与する。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基等が挙げられ、特に水酸基が好ましい。
脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基(好ましくはアルキレン基)や、多環式の脂肪族炭化水素基(多環式基)が挙げられる。該多環式基としては、例えばArFエキシマレーザー用レジスト組成物用の樹脂において、多数提案されているものの中から適宜選択して用いることができる。該多環式基の炭素数は7〜30であることが好ましい。
その中でも、水酸基、シアノ基、カルボキシ基、またはアルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基を含有する脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位がより好ましい。該多環式基としては、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどから2個以上の水素原子を除いた基などを例示できる。具体的には、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから2個以上の水素原子を除いた基などが挙げられる。これらの多環式基の中でも、アダマンタンから2個以上の水素原子を除いた基、ノルボルナンから2個以上の水素原子を除いた基、テトラシクロドデカンから2個以上の水素原子を除いた基が工業上好ましい。
構成単位(a3)としては、極性基含有脂肪族炭化水素基における炭化水素基が炭素数1〜10の直鎖状または分岐鎖状の炭化水素基のときは、アクリル酸のヒドロキシエチルエステルから誘導される構成単位が好ましく、該炭化水素基が多環式基のときは、下記式(a3−1)で表される構成単位、(a3−2)で表される構成単位、(a3−3)で表される構成単位が好ましいものとして挙げられる。
Figure 0005308678
(式中、Rは前記に同じであり、jは1〜3の整数であり、kは1〜3の整数であり、t’は1〜3の整数であり、lは1〜5の整数であり、sは1〜3の整数である。)
式(a3−1)中、jは1又は2であることが好ましく、1であることがさらに好ましい。jが2の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位と5位に結合しているものが好ましい。jが1の場合は、水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
jは1であることが好ましく、特に水酸基がアダマンチル基の3位に結合しているものが好ましい。
式(a3−2)中、kは1であることが好ましい。シアノ基はノルボルニル基の5位または6位に結合していることが好ましい。
式(a3−3)中、t’は1であることが好ましい。lは1であることが好ましい。sは1であることが好ましい。これらはアクリル酸のカルボキシ基の末端に2−ノルボルニル基または3−ノルボルニル基が結合していることが好ましい。フッ素化アルキルアルコールはノルボルニル基の5又は6位に結合していることが好ましい。
構成単位(a3)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物(A1)中、構成単位(a3)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、5〜50モル%が好ましく、5〜40モル%がより好ましく、5〜35モル%がさらに好ましい。下限値以上とすることにより構成単位(a3)を含有させることによる効果が充分に得られ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
<構成単位(a1)>
高分子化合物(A1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記構成単位(a0)に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位(a1)を有していてもよい。
構成単位(a1)における酸解離性溶解抑制基としては、前記Rの酸解離性溶解抑制基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
構成単位(a1)としては、下記一般式(a1−0−1)で表される構成単位および下記一般式(a1−0−2)で表される構成単位からなる群から選ばれる1種以上が好ましい。
Figure 0005308678
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示す。]
Figure 0005308678
[式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し;Xは酸解離性溶解抑制基を示し;Yはアルキレン基または脂肪族環式基を示す。]
一般式(a1−0−1)において、Rの低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基は、上記アクリル酸エステルのα位に結合していてよい低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基と同様である。
は、酸解離性溶解抑制基であれば特に限定されることはなく、例えば上述した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基、アセタール型酸解離性溶解抑制基などを挙げることができ、第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基が好ましい。
一般式(a1−0−2)において、Rは上記と同様である。
は、式(a1−0−1)中のXと同様である。
は、好ましくは炭素数1〜10のアルキレン基、又は2価の脂肪族環式基であり、該脂肪族環式基としては、水素原子が2個以上除かれた基が用いられること以外は前記「脂肪族環式基」の説明と同様のものを用いることができる。
が炭素数1〜10のアルキレン基である場合、炭素数1〜6であることが更に好ましく、炭素数1〜4であることが特に好ましく、炭素数1〜3であることが最も好ましい。
が2価の脂肪族環式基である場合、シクロペンタン、シクロヘキサン、ノルボルナン、イソボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンから水素原子が二個以上除かれた基であることが特に好ましい。
構成単位(a1)として、より具体的には、下記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位が挙げられる。
Figure 0005308678
[上記式中、X’は第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基を表し、Yは炭素数1〜5の低級アルキル基、または脂肪族環式基を表し;nは0〜3の整数を表し;Yは前記と同じであり;Rは前記と同じであり、R’、R’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5の低級アルキル基を表す。]
式中、X’は前記Xにおいて例示した第3級アルキルエステル型酸解離性溶解抑制基と同様のものが挙げられる。
’、R’、n、Yとしては、それぞれ、上述の「アセタール型酸解離性溶解抑制基」の説明において挙げた一般式(p1)におけるR’、R’、n、Yと同様のものが挙げられる。
としては、上述の一般式(a1−0−2)におけるYと同様のものが挙げられる。
以下に、上記一般式(a1−1)〜(a1−4)で表される構成単位の具体例を示す。
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
Figure 0005308678
上記の中でも、一般式(a1−1)で表される構成単位が好ましく、具体的には(a1−1−1)〜(a1−1−6)および(a1−1−35)〜(a1−1−41)なる群から選択される少なくとも1種を用いることがより好ましい。
さらに、構成単位(a1)としては、特に式(a1−1−1)〜式(a1−1−4)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−01)で表されるものや、式(a1−1−35)〜(a1−1−41)の構成単位を包括する下記一般式(a1−1−02)も好ましい。
Figure 0005308678
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R11は低級アルキル基を示す。)
Figure 0005308678
(式中、Rは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基を示し、R12は低級アルキル基を示す。hは1〜3の整数を表す)
一般式(a1−1−01)において、Rについては上記と同様である。
11の低級アルキル基は、Rにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基またはエチル基が好ましい。
一般式(a1−1−02)において、Rについては上記と同様である。
12の低級アルキル基はRにおける低級アルキル基と同様であり、メチル基又はエチル基が好ましく、エチル基が最も好ましい。
hは1または2が好ましく、2が最も好ましい。
高分子化合物(A1)において、構成単位(a1)としては、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
高分子化合物(A1)中、構成単位(a1)の割合は、上述したように、構成単位(a0)と構成単位(a1)との合計の割合が、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位に対し、10〜80モル%となる量が好ましく、20〜70モル%となる量がより好ましく、25〜50モル%となる量が最も好ましい。下限値以上とすることによって、レジスト組成物とした際に容易にパターンを得ることができ、上限値以下とすることにより他の構成単位とのバランスをとることができる。
<構成単位(a4)>
高分子化合物(A1)は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記構成単位(a1)〜(a3)以外の他の構成単位(a4)を含んでいてもよい。
構成単位(a4)は、上述の構成単位(a1)〜(a3)に分類されない他の構成単位であれば特に限定されるものではなく、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト用樹脂に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
構成単位(a4)としては、例えば酸非解離性の脂肪族多環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位などが好ましい。該多環式基は、例えば、前記の構成単位(a1)の場合に例示したものと同様のものを例示することができ、ArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のレジスト組成物の樹脂成分に用いられるものとして従来から知られている多数のものが使用可能である。
特にトリシクロデカニル基、アダマンチル基、テトラシクロドデカニル基、イソボルニル基、ノルボルニル基から選ばれる少なくとも1種であると、工業上入手し易いなどの点で好ましい。これらの多環式基は、炭素数1〜5の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を置換基として有していてもよい。
構成単位(a4)として、具体的には、下記一般式(a4−1)〜(a4−5)の構造のものを例示することができる。
Figure 0005308678
(式中、Rは前記と同じである。)
かかる構成単位(a4)を高分子化合物(A1)に含有させる場合、高分子化合物(A1)中の構成単位(a4)の割合は、高分子化合物(A1)を構成する全構成単位の合計に対して、1〜30モル%が好ましく、10〜20モル%がより好ましい。
本発明において、高分子化合物(A1)は、構成単位(a0)、(a2)および(a3)を有する共重合体であることが好ましい。該共重合体としては、構成単位(a0)、(a2)および(a3)からなる共重合体、構成単位(a0)、(a2)、(a3)および(a4)からなる共重合体、構成単位(a0)、(a2)、(a3)および(a1)からなる共重合体等が挙げられる。
高分子化合物(A1)としては、特に、下記式(A1−11)に示す3種の構成単位を有する共重合体が好ましい。
Figure 0005308678
[式中、R、a、R10、R14は、それぞれ前記と同じである。]
式(A1−11)中のR、a、R10、R14は、それぞれ、前記一般式(a0−1−1)中のR、a、R10、R14と同じである。
また、Rは、前記構成単位(a2)、(a3)等で挙げたRと同様であり、複数のRはそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
高分子化合物(A1)は、化合物(I)、および必要に応じて他の構成単位を誘導するモノマーを、例えばアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)のようなラジカル重合開始剤を用いた公知のラジカル重合等によって重合させることによって得ることができる。
また、高分子化合物(A1)には、上記重合の際に、たとえばHS−CH−CH−CH−C(CF−OHのような連鎖移動剤を併用して用いることにより、末端に−C(CF−OH基を導入してもよい。このように、アルキル基の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたヒドロキシアルキル基が導入された共重合体は、現像欠陥の低減やLER(ラインエッジラフネス:ライン側壁の不均一な凹凸)の低減に有効である。
高分子化合物(A1)の質量平均分子量(Mw)(ゲルパーミエーションクロマトグラフィーによるポリスチレン換算基準)は、特に限定されるものではないが、2000〜50000が好ましく、3000〜30000がより好ましく、5000〜20000が最も好ましい。この範囲の上限よりも小さいと、レジストとして用いるのに充分なレジスト溶剤への溶解性があり、この範囲の下限よりも大きいと、耐ドライエッチング性やレジストパターン断面形状が良好である。
また分散度(Mw/Mn)は1.0〜5.0が好ましく、1.0〜3.0がより好ましく、1.2〜2.5が最も好ましい。なお、Mnは数平均分子量を示す。
上記本発明の高分子化合物(A1)は、従来知られていない新規なものである。
高分子化合物(A1)は、たとえば放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)とともにポジ型レジスト組成物に配合された場合、露光(放射線の照射)により酸発生剤成分(B)から酸が発生すると、該酸の作用により、構成単位(a0)中のRと、該に結合した酸素原子との間の結合が切断され、Rが解離する。その結果、高分子化合物(A1)のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。
したがって、高分子化合物(A1)は、化学増幅型のポジ型レジスト組成物のベース樹脂として有用であり、下記本発明のポジ型レジスト組成物の基材成分(A)として好適に用いることができる。
≪ポジ型レジスト組成物≫
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分(A)(以下、(A)成分という。)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下、(B)成分という。)を含有する。ここで、「基材成分」とは、膜形成能を有する有機化合物である。
かかるポジ型レジスト組成物においては、放射線が照射(露光)されると、(B)成分から酸が発生し、該酸の作用により(A)成分のアルカリ現像液に対する溶解性が増大する。そのため、レジストパターンの形成において、当該ポジ型レジスト組成物を用いて得られるレジスト膜に対して選択的露光を行うと、当該レジスト膜の、露光部のアルカリ現像液に対する可溶性が増大する一方で、未露光部のアルカリ現像液に対する溶解性は変化しないため、アルカリ現像を行うことにより、レジストパターンを形成することができる。
<(A)成分>
(A)成分は、上述した本発明の高分子化合物(A1)を含有する。
(A)成分において、高分子化合物(A1)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(A)成分中の高分子化合物(A1)の割合は、(A)成分の総質量に対し、50〜100質量%が好ましく、80〜100質量%がより好ましく、100質量%であってもよい。
(A)成分は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記高分子化合物(A1)以外の「酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する基材成分」(以下、(A2)成分という。)を含有してもよい。
かかる(A2)成分としては、特に限定されず、化学増幅型ポジ型レジスト組成物用の基材成分として従来から知られている多数のもの(たとえばArFエキシマレーザー用、KrFエキシマレーザー用(好ましくはArFエキシマレーザー用)等のベース樹脂)から任意に選択して用いればよい。たとえばArFエキシマレーザー用のベース樹脂としては、前記構成単位(a1)を必須の構成単位として有し、任意に前記構成単位(a2)〜(a4)をさらに有するものが挙げられる。
(A2)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明のレジスト組成物中、(A)成分の含有量は、形成しようとするレジスト膜厚等に応じて調整すればよい。
<(B)成分>
(B)成分としては、特に限定されず、これまで化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提案されているものを使用することができる。このような酸発生剤としては、これまで、ヨードニウム塩やスルホニウム塩などのオニウム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系酸発生剤、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系酸発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸発生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジスルホン系酸発生剤など多種のものが知られている。
オニウム塩系酸発生剤として、例えば下記一般式(b−1)または(b−2)で表される化合物を用いることができる。
Figure 0005308678
[式中、R”〜R”,R”〜R”は、それぞれ独立に、アリール基またはアルキル基を表し;式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよく;R”は、置換基を有していても良いアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表し;R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表し、R”〜R”のうち少なくとも1つはアリール基を表す。]
式(b−1)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。なお、式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成してもよい。
また、R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のうち、2以上がアリール基であることが好ましく、R”〜R”のすべてがアリール基であることが最も好ましい。
”〜R”のアリール基としては、特に制限はなく、例えば、炭素数6〜20のアリール基であって、該アリール基は、その水素原子の一部または全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、水酸基等で置換されていてもよく、されていなくてもよい。
アリール基としては、安価に合成可能なことから、炭素数6〜10のアリール基が好ましい。具体的には、たとえばフェニル基、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルキル基としては、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいアルコキシ基としては、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、tert−ブトキシ基が好ましく、メトキシ基、エトキシ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されていてもよいハロゲン原子としては、フッ素原子が好ましい。
”〜R”のアルキル基としては、特に制限はなく、例えば炭素数1〜10の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。解像性に優れる点から、炭素数1〜5であることが好ましい。具体的には、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、イソブチル基、n−ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、デカニル基等が挙げられ、解像性に優れ、また安価に合成可能なことから好ましいものとして、メチル基を挙げることができる。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、イオウ原子を含めて3〜10員環を形成していることが好ましく、5〜7員環を形成していることが特に好ましい。
式(b−1)におけるR”〜R”のうち、いずれか2つが相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成する場合、残りの1つは、アリール基であることが好ましい。前記アリール基は、前記R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”は、置換基を有していても良いアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基を表す。
”におけるアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであっても良い。
前記直鎖状または分岐鎖状のアルキル基としては、炭素数1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8であることがさらに好ましく、炭素数1〜4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4〜15であることが好ましく、炭素数4〜10であることがさらに好ましく、炭素数6〜10であることが最も好ましい。
”におけるハロゲン化アルキル基としては、前記直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基の水素原子の一部または全部がハロゲン原子で置換された基が挙げられる。該ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
ハロゲン化アルキル基においては、当該ハロゲン化アルキル基に含まれるハロゲン原子および水素原子の合計数に対するハロゲン原子の数の割合(ハロゲン化率(%))が、10〜100%であることが好ましく、50〜100%であることが好ましく、100%が最も好ましい。該ハロゲン化率が高いほど、酸の強度が強くなるので好ましい。
前記R”におけるアリール基は、炭素数6〜20のアリール基であることが好ましい。
前記R”におけるアルケニル基は、炭素数2〜10のアルケニル基であることが好ましい。
前記R”において、「置換基を有していても良い」とは、前記直鎖状、分岐鎖状若しくは環状のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、またはアルケニル基における水素原子の一部または全部が置換基(水素原子以外の他の原子または基)で置換されていても良いことを意味する。
”における置換基の数は1つであってもよく、2つ以上であってもよい。
前記置換基としては、例えば、ハロゲン原子、ヘテロ原子、アルキル基、R−O−[式中、Rは1価の芳香族有機基、1価の脂肪族炭化水素基またはヒドロキシアルキル基である。]で表される基、R51−O−C(O)−[式中、R51は、へテロ原子を含んでいてもよい1価の脂肪族炭化水素基である。]で表される基等が挙げられる。
前記ハロゲン原子、アルキル基としては、R”において、ハロゲン化アルキル基におけるハロゲン原子、アルキル基として挙げたもの同様のものが挙げられる。
前記ヘテロ原子としては、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。
前記R−O−で表される基において、Rの1価の芳香族有機基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いたアリール基;これらのアリール基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基;ベンジル基、フェネチル基、1−ナフチルメチル基、2−ナフチルメチル基、1−ナフチルエチル基、2−ナフチルエチル基等のアリールアルキル基等が挙げられる。
前記アリールアルキル基中のアルキル鎖の炭素数は、1〜4であることが好ましく、1〜2であることがより好ましく、1であることが特に好ましい。
これらのアリール基、ヘテロアリール基、アリールアルキル基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数が1〜4であることがさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。該ハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、ヨウ素原子、臭素原子などが挙げられ、フッ素原子であることが好ましい。
の1価の芳香族有機基としては、アリールアルキル基が好ましく、アリールメチル基がより好ましく、ナフチルメチル基が最も好ましい。
の1価の脂肪族炭化水素基としては、例えば、炭素数1〜15の直鎖状、分岐鎖状若しくは環状の1価の飽和炭化水素基、又は、炭素数2〜5の直鎖状若しくは分岐鎖状の1価の脂肪族不飽和炭化水素基が挙げられる。
直鎖状の1価の飽和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、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デカニル基などが挙げられる。
分岐鎖状の1価の飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルエチル基、1−メチルプロピル基、2−メチルプロピル基、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−エチルブチル基、2−エチルブチル基、1−メチルペンチル基、2−メチルペンチル基、3−メチルペンチル基、4−メチルペンチル基などが挙げられる。
環状の1価の飽和炭化水素基としては、多環式基、単環式基のいずれでもよく、例えば、モノシクロアルカン、ビシクロアルカン、トリシクロアルカン、テトラシクロアルカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。より具体的には、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン等のモノシクロアルカンや、アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンなどのポリシクロアルカンから1個の水素原子を除いた基などが挙げられる。
直鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、ビニル基、プロペニル基(アリル基)、ブチニル基などが挙げられる。
分岐鎖状の1価の不飽和炭化水素基としては、例えば、1−メチルプロペニル基、2−メチルプロペニル基などが挙げられる。
の1価の脂肪族炭化水素基の炭素数は、2〜4が好ましく、3が特に好ましい。
のヒドロキシアルキル基は、直鎖状、分岐鎖状又は環状の1価の飽和炭化水素基の少なくとも1つの水素原子が水酸基に置換されたものである。直鎖状又は分岐鎖状の1価の飽和炭化水素基の1つまたは2つの水素原子が水酸基に置換されたものが好ましい。具体的にはヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基、2,3−ジヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
の1価のヒドロキシアルキル基の炭素数は1〜10が好ましく、1〜8がより好ましく、1〜6が特に好ましく、1〜3が最も好ましい。
前記R51−O−C(O)−で表される基において、R51における1価の脂肪族炭化水素基としては、上記Rの1価の脂肪族炭化水素基に挙げたものと同様のものが挙げられ、特に環状アルキル基が好ましい。該環状アルキル基は、置換基を有していてもよい。該置換基としては、炭素数1〜5の低級アルキル基、フッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1〜5のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等が挙げられる。
1価の脂肪族炭化水素基は、へテロ原子を含んでいてもよい。たとえばヘテロ原子を含む環状のアルキル基としては、下記式(L1)〜(L5)、(S1)〜(S4)で表される基等が挙げられる。
Figure 0005308678
[式中、Q”は炭素数1〜5のアルキレン基、−O−、−S−、−O−R94−または−S−R95−であり、R94およびR95はそれぞれ独立に炭素数1〜5のアルキレン基であり、mは0または1の整数である。]
式(b−2)中、R”〜R”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキル基を表す。R”〜R”のうち、少なくとも1つはアリール基を表す。R”〜R”のすべてがアリール基であることが好ましい。
”〜R”のアリール基としては、R”〜R”のアリール基と同様のものが挙げられる。
”〜R”のアルキル基としては、R”〜R”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R”〜R”はすべてフェニル基であることが最も好ましい。
式(b−2)中のR”としては上記式(b−1)のR”と同様のものが挙げられる。
式(b−1)、(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフルオロメタンスルホネートまたはノナフルオロブタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−メチルフェニル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジメチル(4−ヒドロキシナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、モノフェニルジメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;ジフェニルモノメチルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メチルフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、トリ(4−tert−ブチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジフェニル(1−(4−メトキシ)ナフチル)スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート、ジ(1−ナフチル)フェニルスルホニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−エトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−n−ブトキシナフタレン−1−イル)テトラヒドロチオフェニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−フェニルテトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(3,5−ジメチル−4−ヒドロキシフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート;1−(4−メチルフェニル)テトラヒドロチオピラニウムのトリフルオロメタンスルホネート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネートまたはそのノナフルオロブタンスルホネート等が挙げられる。
また、これらのオニウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、n−プロパンスルホネート、n−ブタンスルホネート、n−オクタンスルホネートに置き換えたオニウム塩も用いることができる。
また、前記一般式(b−1)又は(b−2)において、アニオン部を下記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部に置き換えたオニウム塩系酸発生剤も用いることができる(カチオン部は(b−1)又は(b−2)と同様)。
Figure 0005308678
[式中、X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数2〜6のアルキレン基を表し;Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された炭素数1〜10のアルキル基を表す。]
X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であり、該アルキレン基の炭素数は2〜6であり、好ましくは炭素数3〜5、最も好ましくは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖状または分岐鎖状のアルキル基であり、該アルキル基の炭素数は1〜10であり、好ましくは炭素数1〜7、より好ましくは炭素数1〜3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”のアルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲内において、レジスト溶媒への溶解性も良好である等の理由により、小さいほど好ましい。
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”のアルキル基において、フッ素原子で置換されている水素原子の数が多いほど、酸の強度が強くなり、また200nm以下の高エネルギー光や電子線に対する透明性が向上するので好ましい。該アルキレン基またはアルキル基中のフッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、好ましくは70〜100%、さらに好ましくは90〜100%であり、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ素原子で置換されたパーフルオロアルキレン基またはパーフルオロアルキル基である。
また、下記一般式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩をオニウム塩系酸発生剤として用いることもできる。
Figure 0005308678
[式中、R41〜R46はそれぞれ独立してアルキル基、アセチル基、アルコキシ基、カルボキシ基、水酸基またはヒドロキシアルキル基であり;n〜nはそれぞれ独立して0〜3の整数であり、nは0〜2の整数である。]
41〜R46において、アルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、又はtert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖または分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基中の一個又は複数個の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
41〜R46に付された符号n〜nが2以上の整数である場合、複数のR41〜R46はそれぞれ同じであってもよく、異なっていてもよい。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1であり、さらに好ましくは0である。
およびnは、好ましくはそれぞれ独立して0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0〜2であり、より好ましくは0又は1である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
は、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
式(b−5)または(b−6)で表されるカチオン部を有するスルホニウム塩のアニオン部は、特に限定されず、これまで提案されているオニウム塩系酸発生剤のアニオン部と同様のものであってよい。かかるアニオン部としては、たとえば上記一般式(b−1)または(b−2)で表されるオニウム塩系酸発生剤のアニオン部(R4”SO )等のフッ素化アルキルスルホン酸イオン;上記一般式(b−3)又は(b−4)で表されるアニオン部等が挙げられる。
本明細書において、オキシムスルホネート系酸発生剤とは、下記一般式(B−1)で表される基を少なくとも1つ有する化合物であって、放射線の照射によって酸を発生する特性を有するものである。この様なオキシムスルホネート系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成物用として多用されているので、任意に選択して用いることができる。
Figure 0005308678
(式(B−1)中、R31、R32はそれぞれ独立に有機基を表す。)
31、R32の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子等)等)を有していてもよい。
31の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基またはアリール基が好ましい。これらのアルキル基、アリール基は置換基を有していても良い。該置換基としては、特に制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1〜6の直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基等が挙げられる。ここで、「置換基を有する」とは、アルキル基またはアリール基の水素原子の一部または全部が置換基で置換されていることを意味する。
アルキル基としては、炭素数1〜20が好ましく、炭素数1〜10がより好ましく、炭素数1〜8がさらに好ましく、炭素数1〜6が特に好ましく、炭素数1〜4が最も好ましい。アルキル基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基ということがある)が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
アリール基は、炭素数4〜20が好ましく、炭素数4〜10がより好ましく、炭素数6〜10が最も好ましい。アリール基としては、特に、部分的または完全にハロゲン化されたアリール基が好ましい。なお、部分的にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の一部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味し、完全にハロゲン化されたアリール基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で置換されたアリール基を意味する。
31としては、特に、置換基を有さない炭素数1〜4のアルキル基、または炭素数1〜4のフッ素化アルキル基が好ましい。
32の有機基としては、直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基、アリール基またはシアノ基が好ましい。R32のアルキル基、アリール基としては、前記R31で挙げたアルキル基、アリール基と同様のものが挙げられる。
32としては、特に、シアノ基、置換基を有さない炭素数1〜8のアルキル基、または炭素数1〜8のフッ素化アルキル基が好ましい。
オキシムスルホネート系酸発生剤として、さらに好ましいものとしては、下記一般式(B−2)または(B−3)で表される化合物が挙げられる。
Figure 0005308678
[式(B−2)中、R33は、シアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R34はアリール基である。R35は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。]
Figure 0005308678
[式(B−3)中、R36はシアノ基、置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。R37は2または3価の芳香族炭化水素基である。R38は置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基である。p”は2または3である。]
前記一般式(B−2)において、R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
33としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
33におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが特に好ましい。
34のアリール基としては、フェニル基、ビフェニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナフチル基、アントリル(anthryl)基、フェナントリル基等の、芳香族炭化水素の環から水素原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換されたヘテロアリール基等が挙げられる。これらのなかでも、フルオレニル基が好ましい。
34のアリール基は、炭素数1〜10のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置換基を有していても良い。該置換基におけるアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜8であることが好ましく、炭素数1〜4がさらに好ましい。また、該ハロゲン化アルキル基は、フッ素化アルキル基であることが好ましい。
35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基は、炭素数が1〜10であることが好ましく、炭素数1〜8がより好ましく、炭素数1〜6が最も好ましい。
35としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく、フッ素化アルキル基がより好ましい。
35におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基の水素原子が50%以上フッ素化されていることが好ましく、70%以上フッ素化されていることがより好ましく、90%以上フッ素化されていることが、発生する酸の強度が高まるため特に好ましい。最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換された完全フッ素化アルキル基である。
前記一般式(B−3)において、R36の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R33の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
37の2または3価の芳香族炭化水素基としては、上記R34のアリール基からさらに1または2個の水素原子を除いた基が挙げられる。
38の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基としては、上記R35の置換基を有さないアルキル基またはハロゲン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は好ましくは2である。
オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例としては、α−(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(p−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(4−ニトロ−2−トリフルオロメチルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−クロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,4−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−2,6−ジクロロベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(2−クロロベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシベンジルシアニド、α−(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)−チエン−2−イルアセトニトリル、α−(4−ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−ベンジルシアニド、α−[(p−トルエンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−[(ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)−4−メトキシフェニル]アセトニトリル、α−(トシルオキシイミノ)−4−チエニルシアニド、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘプテニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロオクテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−エチルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−プロピルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロペンチルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−シクロヘキシルアセトニトリル、α−(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロペンテニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(イソプロピルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(n−ブチルスルホニルオキシイミノ)−1−シクロヘキセニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−フェニルアセトニトリル、α−(トリフルオロメチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(エチルスルホニルオキシイミノ)−p−メトキシフェニルアセトニトリル、α−(プロピルスルホニルオキシイミノ)−p−メチルフェニルアセトニトリル、α−(メチルスルホニルオキシイミノ)−p−ブロモフェニルアセトニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9−208554号公報(段落[0012]〜[0014]の[化18]〜[化19])に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤、WO2004/074242A2(65〜85頁目のExample1〜40)に開示されているオキシムスルホネート系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、好適なものとして以下のものを例示することができる。
Figure 0005308678
ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアルキルまたはビスアリールスルホニルジアゾメタン類の具体例としては、ビス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン等が挙げられる。
また、特開平11−035551号公報、特開平11−035552号公報、特開平11−035573号公報に開示されているジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いることができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン類としては、例えば、特開平11−322707号公報に開示されている、1,3−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ブタン、1,6−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカン、1,2−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)エタン、1,3−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,6−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10−ビス(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカンなどを挙げることができる。
(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
本発明においては、(B)成分として、置換基を有していてもよいフッ素化アルキルスルホン酸イオンをアニオンとするオニウム塩系酸発生剤を用いることが好ましい。
本発明のポジ型レジスト組成物における(B)成分の含有量は、(A)成分100質量部に対し、0.5〜30質量部が好ましく、1〜10質量部がより好ましい。上記範囲とすることでパターン形成が充分に行われる。また、均一な溶液が得られ、保存安定性が良好となるため好ましい。
<任意成分>
本発明のポジ型レジスト組成物には、レジストパターン形状、引き置き経時安定性などを向上させるために、さらに任意の成分として、含窒素有機化合物(D)(以下、(D)成分という。)を配合させることができる。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案されているので、公知のものから任意に用いれば良く、なかでも脂肪族アミン、特に第2級脂肪族アミンや第3級脂肪族アミンが好ましい。ここで、脂肪族アミンとは、1つ以上の脂肪族基を有するアミンであり、該脂肪族基は炭素数が1〜20であることが好ましい。
脂肪族アミンとしては、たとえば、アンモニアNHの水素原子の少なくとも1つを、炭素数20以下のアルキル基またはヒドロキシアルキル基で置換したアミン(アルキルアミンまたはアルキルアルコールアミン)又は環式アミンが挙げられる。
アルキルアミンおよびアルキルアルコールアミンの具体例としては、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン等のモノアルキルアミン;ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n−オクチルアミン、ジシクロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ヘキシルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n−デカニルアミン、トリ−n−ドデシルアミン等のトリアルキルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジイソプロパノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジ−n−オクタノールアミン、トリ−n−オクタノールアミン、ステアリルジエタノールアミン、ラウリルジエタノールアミン等のアルキルアルコールアミンが挙げられる。これらの中でも、炭素数5〜10のトリアルキルアミンや、アルキルアルコールアミンが好ましく、トリ−n−ペンチルアミン、ジエタノールアミン、ステアリルジエタノールアミンが特に好ましい。
環式アミンとしては、たとえば、ヘテロ原子として窒素原子を含む複素環化合物が挙げられる。該複素環化合物としては、単環式のもの(脂肪族単環式アミン)であっても多環式のもの(脂肪族多環式アミン)であってもよい。
脂肪族単環式アミンとして、具体的には、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
脂肪族多環式アミンとしては、炭素数が6〜10のものが好ましく、具体的には、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]−5−ノネン、1,8−ジアザビシクロ[5.4.0]−7−ウンデセン、ヘキサメチレンテトラミン、1,4−ジアザビシクロ[2.2.2]オクタン等が挙げられる。
その他の脂肪族アミンとしては、トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチルアミン等が挙げられる。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
本発明のポジ型レジスト組成物には、感度劣化の防止や、レジストパターン形状、引き置き経時安定性等の向上の目的で、任意の成分として、有機カルボン酸、ならびにリンのオキソ酸およびその誘導体からなる群から選択される少なくとも1種の化合物(E)(以下、(E)成分という。)を含有させることができる。
有機カルボン酸としては、例えば、酢酸、マロン酸、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香酸、サリチル酸などが好適である。
リンのオキソ酸およびその誘導体としては、リン酸、ホスホン酸、ホスフィン酸等が挙げられ、これらの中でも特にホスホン酸が好ましい。
リンのオキソ酸の誘導体としては、たとえば、上記オキソ酸の水素原子を炭化水素基で置換したエステル等が挙げられ、前記炭化水素基としては、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数6〜15のアリール基等が挙げられる。
リン酸の誘導体としては、リン酸ジ−n−ブチルエステル、リン酸ジフェニルエステル等のリン酸エステルなどが挙げられる。
ホスホン酸の誘導体としては、ホスホン酸ジメチルエステル、ホスホン酸−ジ−n−ブチルエステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジルエステル等のホスホン酸エステルなどが挙げられる。
ホスフィン酸の誘導体としては、フェニルホスフィン酸等のホスフィン酸エステルなどが挙げられる。
(E)成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(E)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常、0.01〜5.0質量部の範囲で用いられる。
本発明のポジ型レジスト組成物には、さらに所望により混和性のある添加剤、例えばレジスト膜の性能を改良するための付加的樹脂、塗布性を向上させるための界面活性剤、溶解抑制剤、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション防止剤、染料などを適宜、添加含有させることができる。
<有機溶剤(S)>
本発明のポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(以下、(S)成分ということがある)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し、均一な溶液とすることができるものであればよく、従来、化学増幅型レジストの溶剤として公知のものの中から任意のものを1種または2種以上適宜選択して用いることができる。
例えば、γ−ブチロラクトン等のラクトン類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチル−n−ペンチルケトン、メチルイソペンチルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールなどの多価アルコール類;
エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、またはジプロピレングリコールモノアセテート等のエステル結合を有する化合物、前記多価アルコール類または前記エステル結合を有する化合物のモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル、モノブチルエーテル等のモノアルキルエーテルまたはモノフェニルエーテル等のエーテル結合を有する化合物等の多価アルコール類の誘導体[これらの中では、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)が好ましい];
ジオキサンのような環式エーテル類や、乳酸メチル、乳酸エチル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチルなどのエステル類;
アニソール、エチルベンジルエーテル、クレジルメチルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ペンチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン等の芳香族系有機溶剤などを挙げることができる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、ELが好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶媒も好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと極性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定すればよいが、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合する場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2である。また、極性溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGMEの質量比は、好ましくは1:9〜9:1、より好ましくは2:8〜8:2、さらに好ましくは3:7〜7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及びELの中から選ばれる少なくとも1種とγ−ブチロラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場合、混合割合としては、前者と後者の質量比が好ましくは70:30〜95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、基板等に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適宜設定されるものであるが、一般的にはレジスト組成物の固形分濃度が2〜20質量%、好ましくは5〜15質量%の範囲内となる様に用いられる。
上記本発明のポジ型レジスト組成物は、従来知られていない新規なものである。
また、本発明のポジ型レジスト組成物によれば、支持体上に、高い解像性で、ラインエッジラフネス(LER)の低減されたレジストパターンを形成できる。
ここで、LERとは、レジストパターン側壁表面の荒れ(ラフネス)を意味する。LERは、ホールパターンにおけるホール周囲の歪みや、ラインアンドスペースパターンにおけるライン幅のばらつき等の原因となるため、微細な半導体素子の形成等に悪影響を与えるおそれがあり、その改善が求められている。
上記効果が得られる理由としては、定かではないが、構成単位(a0)の側鎖部分の長さが長く、しかもその側鎖部分に電子吸引性基である酸素原子(−O−)が導入されているため、末端の酸解離性溶解抑制基が解離しやすく、解離効率が向上しているためではないかと推測される。
≪レジストパターン形成方法≫
本発明のレジストパターン形成方法は、前記本発明のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜を現像してレジストパターンを形成する工程を含む。
本発明のレジストパターン形成方法は、例えば以下の様にして行うことができる。
すなわち、まず支持体上に、前記ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで塗布し、80〜150℃の温度条件下、プレベーク(ポストアプライベーク(PAB))を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施し、これに例えばArF露光装置などにより、ArFエキシマレーザー光を所望のマスクパターンを介して選択的に露光した後、80〜150℃の温度条件下、PEB(露光後加熱)を40〜120秒間、好ましくは60〜90秒間施す。次いでこれをアルカリ現像液、例えば0.1〜10質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液を用いて現像処理し、好ましくは純水を用いて水リンスを行い、乾燥を行う。また、場合によっては、上記現像処理後にベーク処理(ポストベーク)を行ってもよい。このようにして、マスクパターンに忠実なレジストパターンを得ることができる。
支持体としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、例えば、電子部品用の基板や、これに所定の配線パターンが形成されたもの等を例示することができる。より具体的には、シリコンウェーハ、銅、クロム、鉄、アルミニウム等の金属製の基板や、ガラス基板等が挙げられる。配線パターンの材料としては、例えば銅、アルミニウム、ニッケル、金等が使用可能である。
また、支持体としては、上述のような基板上に、無機系および/または有機系の膜が設けられたものであってもよい。無機系の膜としては、無機反射防止膜(無機BARC)が挙げられる。有機系の膜としては、有機反射防止膜(有機BARC)が挙げられる。
露光に用いる波長は、特に限定されず、ArFエキシマレーザー、KrFエキシマレーザー、Fエキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等の放射線を用いて行うことができる。前記レジスト組成物は、KrFエキシマレーザー、ArFエキシマレーザー、EBまたはEUV、特にArFエキシマレーザーに対して有効である。
レジスト膜の露光は、空気や窒素等の不活性ガス中で行う通常の露光(ドライ露光)であってもよく、液浸露光であってもよい。
液浸露光では、上述したように、露光時に、従来は空気や窒素等の不活性ガスで満たされているレンズとウェーハ上のレジスト膜との間の部分を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たした状態で露光を行う。
より具体的には、液浸露光は、上記のようにして得られたレジスト膜と露光装置の最下位置のレンズ間を、空気の屈折率よりも大きい屈折率を有する溶媒(液浸媒体)で満たし、その状態で、所望のマスクパターンを介して露光(浸漬露光)することによって実施できる。
液浸媒体としては、空気の屈折率よりも大きく、かつ当該浸漬露光によって露光されるレジスト膜の有する屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒が好ましい。かかる溶媒の屈折率としては、前記範囲内であれば特に制限されない。
空気の屈折率よりも大きく、かつレジスト膜の屈折率よりも小さい屈折率を有する溶媒としては、例えば、水、フッ素系不活性液体、シリコン系溶剤、炭化水素系溶剤等が挙げられる。
フッ素系不活性液体の具体例としては、CHCl、COCH、COC、C等のフッ素系化合物を主成分とする液体等が挙げられ、沸点が70〜180℃のものが好ましく、80〜160℃のものがより好ましい。フッ素系不活性液体が上記範囲の沸点を有するものであると、露光終了後に、液浸に用いた媒体の除去を、簡便な方法で行えることから好ましい。
フッ素系不活性液体としては、特に、アルキル基の水素原子が全てフッ素原子で置換されたパーフロオロアルキル化合物が好ましい。パーフロオロアルキル化合物としては、具体的には、パーフルオロアルキルエーテル化合物やパーフルオロアルキルアミン化合物を挙げることができる。
さらに、具体的には、前記パーフルオロアルキルエーテル化合物としては、パーフルオロ(2−ブチル−テトラヒドロフラン)(沸点102℃)を挙げることができ、前記パーフルオロアルキルアミン化合物としては、パーフルオロトリブチルアミン(沸点174℃)を挙げることができる。
次に、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
[実施例1]
1L3つ口フラスコに水素化ナトリウム(NaH)4.8gをいれ、氷浴中で0℃に保ったまま、300gのテトラヒドロフラン(THF)を加え、さらに攪拌しながら124gの化合物(1)を加え、10分間攪拌した。その後30gの化合物(2)を攪拌しながら加え、12時間反応させた。反応終了後、反応液を吸引ろ過し、回収したろ液から、減圧濃縮によってTHFを除去した。その後、濃縮液に水及び酢酸エチルを加えて抽出を行い、得られた酢酸エチル溶液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィ(SiO,ヘプタン:酢酸エチル=8:2)で精製を行い、フラクションを減圧濃縮し、さらに減圧乾燥することによって化合物(3)を12g得た。
Figure 0005308678
得られた化合物(3)について、H−NMRを測定した。その結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl、400MHz):δ(ppm)=4.09(s,2H(H)),3.75(t,2H(H)),3.68(t,2H(H)),3.03(brs,2H(H)),1.51−2.35(m,17H(H))。
上記の結果から、化合物(3)が下記に示す構造を有することが確認できた。
Figure 0005308678
[実施例2]
300mL3つ口フラスコに5gの化合物(3)、3.04gのトリエチルアミン(EtN)及び10gのTHFを加え、10分間攪拌した。その後2.09gの化合物(4)及び10gのTHFを加え、室温で12時間反応させた。反応終了後、反応液を吸引ろ過し、回収したろ液から、減圧濃縮によってTHFを除去した。その後、濃縮液に水および酢酸エチルを加えて抽出を行った。得られた酢酸エチル溶液について、カラムクロマトグラフィ(SiO,ヘプタン:酢酸エチル=8:2)で精製を行い、フラクションを減圧濃縮し、さらに減圧乾燥することによって化合物(5)を4.9g得た。
Figure 0005308678
得られた化合物(5)について、H−NMRを測定した。その結果を以下に示す。
H−NMR(溶媒:CDCl、400MHz):δ(ppm)=6.15(s,1H(H)),5.58(s,1H(H)),4.35(t,2H(H)),4.08(s,2H(H)),3.80(t,2H(H)),1.51−2.35(m,20H(H))。
上記の結果から、化合物(5)が下記に示す構造を有することが確認できた。
Figure 0005308678
[実施例3]
1L3つ口フラスコにNaH4gをいれ、氷浴中で0℃に保ったまま、100gのTHFを加え、さらに攪拌しながら10gの化合物(6)を加え、10分間攪拌した。その後22.07gの化合物(2)を攪拌しながら加え、12時間反応させた。反応終了後、反応液を吸引ろ過し、回収したろ液から、減圧濃縮によってTHFを除去した。その後、濃縮液に水及び酢酸エチルを加え、抽出を行った。得られた酢酸エチル溶液を減圧濃縮し、カラムクロマトグラフィ(SiO,ヘプタン:酢酸エチル=8:2)で精製を行い、フラクションを減圧濃縮し、さらに減圧乾燥することによって化合物(5)を10g得た。
Figure 0005308678
参考例4(高分子化合物の合成)]
1.18gの化合物(6)、1.90gの実施例2で得た化合物(5)、0.67gの化合物(7)を、15.00gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を0.71mmol加え、溶解させた。これを、窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン6.25gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。その後、反応液を大量のメタノール/水混合溶液に滴下し、反応生成物を析出させる操作を3回繰り返した。このようにして得られた反応生成物を室温下で減圧乾燥し、白色粉体を得た。
Figure 0005308678
得られた反応生成物を高分子化合物(1)とする。その構造式を以下に示す。
この高分子化合物(1)について、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=38.7/38.0/23.3であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は23200であり、分散度は2.31であった。この結果より、得られた高分子化合物(1)が、化合物(6)と、化合物(5)と、化合物(7)との共重合体であることがわかった。
Figure 0005308678
[比較例1(高分子化合物2の合成)]
4.99gの前記化合物(6)、7.00gの下記化合物(8)、1.26gの前記化合物(7)を、53.00gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を5.86mmol加え、溶解させた。これを、窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン22.08gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。その後、反応液を大量のメタノール/水混合溶液に滴下し、反応生成物を析出させる操作を3回繰り返した。このようにして得られた反応生成物を室温下で減圧乾燥し、白色粉体を得た。
Figure 0005308678
得られた反応生成物を高分子化合物(2)とする。その構造式を以下に示す。
この高分子化合物(2)について、600MHzでのカーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=45.0/44.9/10.1であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は8400であり、分散度は1.96であった。この結果より、得られた高分子化合物(2)が、化合物(6)と、化合物(8)と、化合物(7)との共重合体であることがわかった。
Figure 0005308678
参考例5、比較例1]
表1に示す各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
Figure 0005308678
表1中、[ ]内の数値は配合量(質量部)を示す。また、表1中の記号はそれぞれ以下のものを示す。
(A)−1:高分子化合物(1)。
(A)−1:高分子化合物(2)。
(B)−1:下記化学式(B)−1で表される酸発生剤。
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(S)−1:PGMEA。
(S)−2:PGME。
Figure 0005308678
上記酸発生(B)−1は、トリフェニルスルホニウムブロミド6.99gを純水125mlに溶解させ、その溶液に、2−ナフチルメチルオキシテトラフルオロエタンスルホン酸のリチウム塩5.50gを添加し、室温にて19時間攪拌した後、ジクロロメタン125gを添加して攪拌し、有機相を分液して取り出し、さらに有機相を純水40mlにて水洗いした後、分液し、有機相を取り出し、取り出した有機相を濃縮後、乾燥することによって得られたものである。
得られたレジスト組成物を用い、以下の手順でレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
[解像性・感度]
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。該反射防止膜上に、上記で得られたレジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で110℃、60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
次いで、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60,2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。そして、100℃、60秒間の条件で露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間の条件で現像し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、直径130nm、ピッチ260nmのコンタクトホールパターンが形成された。このときの最適露光量Eop(mJ/cm)、すなわち感度を求めた。その結果を表2に示す。
[真円性]
上記で形成された直径130nm、ピッチ260nmのコンタクトホールパターンを、走査型電子顕微鏡SEMを用いて上空より観察し、ホールパターンの真円性を下記の基準で評価した。その結果を表2に示す。
○:真円性が高い。
△:真円性が低い。
Figure 0005308678
上記の結果に示すように、参考例5のホールパターンの真円性は高く、かつ感度も良好であった。
参考例6(高分子化合物の合成)]
6.19g(29.76mmol)の前記化合物(6)、10.00g(29.76mmol)の前記化合物(5)、3.51g(14.88mmol)の前記化合物(7)を、78.80gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を11.16mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン32.83gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて370mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液66gを調製し、n−ヘプタン370mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、13.0gの白色粉体を得た(収率66%)。
得られた共重合体を高分子化合物(3)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(3)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=40.4/39.1/20.5であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は8,700であり、分散度は2.18であった。この結果より、得られた高分子化合物(3)が、化合物(6)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例7(高分子化合物の合成)]
6.19g(29.76mmol)の前記化合物(6)、10.00g(29.76mmol)の前記化合物(5)、3.51g(14.88mmol)の前記化合物(7)を、78.80gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を13.39mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン32.83gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて370mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液66gを調製し、n−ヘプタン370mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、14.9gの白色粉体を得た(収率76%)。
得られた共重合体を高分子化合物(4)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(4)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=42.4/37.2/19.9であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は6,400であり、分散度は1.80であった。この結果より、得られた高分子化合物(4)が、化合物(6)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例8(高分子化合物の合成)]
3.94g(18.94mmol)の前記化合物(6)、10.00g(29.76mmol)の前記化合物(5)、4.47g(18.94mmol)の前記化合物(7)を、73.64gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を12.17mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン30.68gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて340mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液61gを調製し、n−ヘプタン340mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、13.8gの白色粉体を得た(収率75%)。
得られた共重合体を高分子化合物(5)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(5)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=30.5/39.0/30.5であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は6,700であり、分散度は1.99であった。この結果より、得られた高分子化合物(5)が、化合物(6)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例9(高分子化合物の合成)]
4.99g(23.99mmol)の前記化合物(6)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、4.32g(18.31mmol)の前記化合物(7)を、65.24gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を11.68mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン27.18gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、12.0gの白色粉体を得た(収率74%)。
得られた共重合体を高分子化合物(6)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(6)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=43.2/29.9/26.9であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,500であり、分散度は2.24であった。この結果より、得られた高分子化合物(6)が、化合物(6)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例10(高分子化合物の合成)]
6.30g(30.30mmol)の前記化合物(6)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、2.83g(11.99mmol)の前記化合物(7)を、64.52gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を11.68mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン26.88gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、12.0gの白色粉体を得た(収率74%)。
得られた共重合体を高分子化合物(7)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(7)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=52.6/27.5/19.9であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は5,300であり、分散度は1.97であった。この結果より、得られた高分子化合物(7)が、化合物(6)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例11(高分子化合物の合成)]
2.94g(13.26mmol)の下記化合物(9)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、3.13g(13.26mmol)の前記化合物(7)を、51.56gのメチルエチルケトンに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を8.76mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、75℃に加熱したメチルエチルケトン21.48gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を固形分30質量%まで濃縮し、室温にて250mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液44gを調製し、n−ヘプタン250mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、9.3gの白色粉体を得た(収率71%)。
Figure 0005308678
得られた共重合体を高分子化合物(8)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(8)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=31.5/38.3/30.2であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,900であり、分散度は2.13であった。この結果より、得られた高分子化合物(8)が、化合物(9)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例12(高分子化合物の合成)]
2.94g(13.26mmol)の下記化合物(10)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、3.13g(13.26mmol)の前記化合物(7)を、19.61gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を3.3mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル10.89gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて250mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液44gを調製し、n−ヘプタン250mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、9.5gの白色粉体を得た(収率73%)。
Figure 0005308678
得られた共重合体を高分子化合物(9)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(9)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=31.4/38.4/30.2であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,800であり、分散度は2.01であった。この結果より、得られた高分子化合物(9)が、化合物(10)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例13(高分子化合物の合成)]
6.30g(30.30mmol)の前記化合物(10)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、2.83g(11.99mmol)の前記化合物(7)を、24.20gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を4.5mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル13.44gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、12.0gの白色粉体を得た(収率74%)。
得られた共重合体を高分子化合物(10)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(10)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=51.6/28.5/19.9であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,300であり、分散度は2.07であった。この結果より、得られた高分子化合物(10)が、化合物(10)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例14(高分子化合物の合成)]
4.99g(23.99mmol)の前記化合物(10)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、4.32g(18.31mmol)の前記化合物(7)を、24.47gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を4.4mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル13.59gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、12.0gの白色粉体を得た(収率74%)。
得られた共重合体を高分子化合物(11)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(11)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=42.2/30.9/26.9であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,600であり、分散度は2.14であった。この結果より、得られた高分子化合物(11)が、化合物(10)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例15(高分子化合物の合成)]
6.19g(29.76mmol)の前記化合物(10)、10.00g(29.76mmol)の前記化合物(5)、3.51g(14.88mmol)の前記化合物(7)を、29.55gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を5.2mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル16.42gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて370mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液66gを調製し、n−ヘプタン370mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、14.8gの白色粉体を得た(収率75%)。
得られた共重合体を高分子化合物(12)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(12)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=40.4/40.1/19.5であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,700であり、分散度は2.11であった。この結果より、得られた高分子化合物(12)が、化合物(10)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例16(高分子化合物の合成)]
2.94g(13.26mmol)の下記化合物(11)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、3.13g(13.26mmol)の前記化合物(7)を、19.61gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を3.3mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル10.89gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて250mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液44gを調製し、n−ヘプタン250mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、9.1gの白色粉体を得た(収率70%)。
Figure 0005308678
得られた共重合体を高分子化合物(13)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(13)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=31.0/39.4/29.6であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,700であり、分散度は2.06であった。この結果より、得られた高分子化合物(13)が、化合物(11)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例17(高分子化合物の合成)]
6.30g(30.30mmol)の前記化合物(11)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、2.83g(11.99mmol)の前記化合物(7)を、24.20gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を4.5mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル13.44gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、12.2gの白色粉体を得た(収率76%)。
得られた共重合体を高分子化合物(14)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(14)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=51.9/28.8/19.3であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,300であり、分散度は2.07であった。この結果より、得られた高分子化合物(14)が、化合物(11)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例18(高分子化合物の合成)]
4.99g(23.99mmol)の前記化合物(11)、7.00g(20.83mmol)の前記化合物(5)、4.32g(18.31mmol)の前記化合物(7)を、24.47gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を4.4mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル13.59gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて320mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液54gを調製し、n−ヘプタン320mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、11.6gの白色粉体を得た(収率71%)。
得られた共重合体を高分子化合物(15)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(15)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=42.8/30.4/26.8であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,200であり、分散度は2.18であった。この結果より、得られた高分子化合物(15)が、化合物(11)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例19(高分子化合物の合成)]
6.19g(29.76mmol)の前記化合物(11)、10.00g(29.76mmol)の前記化合物(5)、3.51g(14.88mmol)の前記化合物(7)を、29.55gの乳酸エチルに溶解させた。この溶液に、和光純薬製V−601(重合開始剤)を5.2mmol加え、溶解させた。これを窒素雰囲気下、6時間かけて、80℃に加熱した乳酸エチル16.42gに滴下した。滴下終了後、反応液を1時間加熱攪拌し、その後、反応液を室温まで冷却した。
この重合液を室温にて370mLのn−ヘプタンに滴下して共重合体を析出させた。続いて、この共重合体のTHF溶液66gを調製し、n−ヘプタン370mLに滴下して共重合体を析出させた。
この共重合体を、メタノール/水=60/40(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行い、続いて、メタノール/水=70/30(体積比)の混合溶液にて分散させて共重合体を洗浄する操作を行った後、濾別によって回収した。
このようにして得られた共重合体を40℃で3日間乾燥し、13.8gの白色粉体を得た(収率70%)。
得られた共重合体を高分子化合物(16)とし、その構造式を以下に示す。この高分子化合物(16)について、カーボン13核磁気共鳴スペクトル(600MHz_13C−NMR)を測定した結果、ポリマー組成(下記構造式中の各構成単位の割合(モル比))は、l/m/n=40.9/39.8/19.3であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の質量平均分子量は7,700であり、分散度は2.11であった。この結果より、得られた高分子化合物(16)が、化合物(11)と化合物(5)と化合物(7)との共重合体であることが確認できた。
Figure 0005308678
参考例20〜33]
表3に示す各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
Figure 0005308678
表3の[ ]内に示す数値は配合量(質量部)である。また、表3中の略号は下記のものを示す。
(A)−3:高分子化合物(4)。
(B)−1:上記化学式(B)−1で表される酸発生剤。
(B)−2:下記化学式(B)−2で表される酸発生剤。
(B)−3:下記化学式(B)−3で表される酸発生剤。
(D)−1:トリ−n−ペンチルアミン。
(D)−2:ジエタノールアミン
(D)−3:トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン。
(D)−4:トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン
(S)−1:PGMEA。
(S)−2:PGME。
Figure 0005308678
Figure 0005308678
得られたレジスト組成物を用い、以下の手順でレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
[解像性・感度]
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29A」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚77nmの有機系反射防止膜を形成した。該反射防止膜上に、上記で得られたレジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、表3に示す温度で60秒間のプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
次いで、ArF露光装置NSR−S302(ニコン社製;NA(開口数)=0.60、2/3輪帯照明)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。そして、表3に示す温度で、60秒間の条件で露光後加熱(PEB)処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)水溶液で30秒間の条件で現像し、その後30秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、直径140nm、ピッチ280nmのコンタクトホールパターンが形成された。このときの最適露光量Eop(mJ/cm)、すなわち感度を表3に示す。
[真円性]
上記で形成された直径140nm、ピッチ280nmのコンタクトホールパターンを、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて上空より観察し、ホールパターンの真円性を下記の基準で評価した。その結果を表3に示した。
◎:真円性が非常に高い(上空より観察したホールパターンの円周部に凹凸が見られず、非常に良好な形状であった)。
○:真円性が高い(上空より観察したホールパターンの円周部に若干凹凸が見られるものの、全体としては真円性が高い形状であった)。
参考例34〜36]
表4に示す各成分を混合、溶解してポジ型レジスト組成物を調製した。
Figure 0005308678
表4の[ ]内に示す数値は配合量(質量部)である。また、表4中の略号は下記のものを示す。
(A)−4:高分子化合物(6)。
(A)−5:高分子化合物(7)。
(A)−6:高分子化合物(8)。
(B)−3:上記化学式(B)−3で表される酸発生剤。
(D)−5:ステアリルジエタノールアミン。
(S)−1:PGMEA。
(S)−2:PGME。
得られたレジスト組成物を用い、以下の手順でレジストパターンを形成し、リソグラフィー特性を評価した。
[解像性・感度]
8インチのシリコンウェーハ上に、有機系反射防止膜組成物「ARC29」(商品名、ブリュワーサイエンス社製)を、スピンナーを用いて塗布し、ホットプレート上で205℃、60秒間焼成して乾燥させることにより、膜厚89nmの有機系反射防止膜を形成した。そして、該反射防止膜上に、上記で得られたポジ型レジスト組成物を、スピンナーを用いてそれぞれ塗布し、ホットプレート上で90℃、60秒間の条件でプレベーク(PAB)処理を行い、乾燥することにより、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。
次に、前記レジスト膜上に、保護膜形成用塗布液「TSRC−002」(商品名、東京応化工業株式会社製)を、スピンナーを用いて塗布し、90℃で60秒間加熱することにより、膜厚28nmのトップコートを形成した。
次いで、トップコートが形成された前記レジスト膜に対し、液浸用ArF露光装置NSR−S609B(ニコン社製;NA(開口数)=1.07、2/3輪帯照明、縮小倍率1/4倍、液浸媒体:水)により、ArFエキシマレーザー(193nm)を、マスクパターン(6%ハーフトーン)を介して選択的に照射した。
次に、保護膜除去液「TS−Rememover−S」(商品名、東京応化工業株式会社製)を用いてトップコートを取り除き、その後、90℃で60秒間のPEB処理を行い、さらに23℃にて2.38質量%のTMAH水溶液NMD−W(商品名、東京応化工業株式会社製)で30秒間の条件でアルカリ現像し、その後25秒間、純水を用いて水リンスし、振り切り乾燥を行った。
その結果、いずれの例においても、直径70nm、ピッチ150nmのコンタクトホールパターンが形成された。このときの最適露光量Eop(mJ/cm)、すなわち感度を表4に示す。
[真円性]
上記で形成された直径70nm、ピッチ150nmのコンタクトホールパターンを、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて上空より観察し、ホールパターンの真円性を下記の基準で評価した。その結果を表4に示した。
◎:真円性が非常に高い(上空より観察したホールパターンの円周部に凹凸が見られず、非常に良好な形状であった)。
○:真円性が高い(上空より観察したホールパターンの円周部に若干凹凸が見られるものの、全体としては真円性が高い形状であった)。

Claims (3)

  1. 下記一般式(I−1)で表される化合物と、下記一般式(I−2)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I−3)で表される化合物を得る工程、および
    下記一般式(I−3)で表される化合物と、下記一般式(I−4)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I)で表される化合物を得る工程、を含むことを特徴とする下記一般式(I)で表される化合物の製造方法。
    Figure 0005308678
    [式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Aは置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、Bは置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X10およびX12はそれぞれ独立して水酸基またはハロゲン原子であって、X10およびX12のいずれか一方が水酸基であり、他方がハロゲン原子であり、X11はハロゲン原子である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
    Figure 0005308678
    [式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
  2. 下記一般式(I−5)で表される化合物と、下記一般式(I−2)で表される化合物とを反応させて下記一般式(I)で表される化合物を得る工程、を含むことを特徴とする下記一般式(I)で表される化合物の製造方法。
    Figure 0005308678
    [式中、Rは水素原子、炭素数1〜5のアルキル基または炭素数1〜5のハロゲン化アルキル基であり、Aは置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、Bは置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X11はハロゲン原子である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
    Figure 0005308678
    [式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
  3. 下記一般式(II)で表される化合物。
    Figure 0005308678
    [式中、A’は置換基としてフッ素原子を有していてもよい炭素数2以上の2価の炭化水素基であり、B’は置換基を有していてもよい炭素数1以上の2価の炭化水素基であり、Rは下記一般式(1−1)〜(1−9)で表される基、下記一般式(2−1)〜(2−6)で表される基、下記一般式(p1)で表される基、又は下記一般式(p2)で示される基であり、X10は水酸基またはハロゲン原子である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R14は炭素数1〜5のアルキル基であり、gは0〜8の整数である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R15およびR16は、それぞれ独立にアルキル基である。]
    Figure 0005308678
    [式中、R1’,R2’はそれぞれ独立して水素原子または炭素数1〜5のアルキル基を表し、nは0〜3の整数を表し、Yは炭素数1〜5のアルキル基または脂肪族環式基を表す。]
    Figure 0005308678
    [式中、R17、R18はそれぞれ独立して直鎖状または分岐鎖状のアルキル基または水素原子であり、R19は直鎖状、分岐鎖状または環状のアルキル基である。または、R17およびR19がそれぞれ独立に直鎖状または分岐鎖状のアルキレン基であって、R17の末端とR19の末端とが結合して環を形成していてもよい。]
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