JP5548940B2 - 光活性化合物 - Google Patents

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Description

本発明は、マイクロリソグラフィー分野におけるフォトレジスト組成物中で有用な、特に半導体デバイス製造においてネガ型およびポジ型パターンを画像形成するのに有用な新しい光活性化合物、ならびにフォトレジスト組成物およびフォトレジスト画像形成方法に関する。
フォトレジスト組成物は、コンピューターチップおよび集積回路の製造などにおいて、微小電子部品を製造するためのマイクロリソグラフィー工程で使用される。一般にこれらの工程では、最初にフォトレジスト組成物のフィルムの薄い塗膜が、集積回路を製造するために使用されるケイ素ウエハなどの基材上に塗布される。次に被覆された基材をベーク処理してフォトレジスト組成物中の溶剤を蒸発させて塗膜を基材上に定着させる。次に基材上に塗布されたフォトレジストを放射線で像様露光する。
放射線露光は、被覆された表面の露光領域に化学的な変化を引き起こす。可視光、紫外線(UV)、電子ビーム、およびX線放射エネルギーが、今日マイクロリソグラフィー工程で一般に使用される放射線種である。この像様露光後、被覆された基材を現像液で処理して、フォトレジストの放射線露光された領域または非露光の領域どちらかを溶解して除去する。半導体デバイスは微細化に向かう傾向があり、このような微細化に関わる困難を克服するために、一層低波長の放射線に感度を示す新しいフォトレジストや、精巧なマルチレベルシステムが使用されている。
ネガ型およびポジ型の2つのタイプのフォトレジスト組成物がある。リソグラフィー加工の特定の時点で使用されるフォトレジストのタイプは、半導体デバイスの設計によって決定される。ネガ型フォトレジスト組成物を放射線で像様露光すると、放射線に曝された領域のフォトレジスト組成物が(例えば架橋反応が起きて)現像液に対する溶解性がより低くなるのに対し、フォトレジスト塗膜の未露光領域は、このような溶液に対して比較的可溶性のままである。したがって露光したネガ型レジストを現像剤で処理すると、フォトレジスト塗膜の未露光領域が除去され塗膜にネガ型の像が形成される。それによってフォトレジスト組成物が付着していたその下にある基材表面の所望の部分が裸出する。
他方、ポジ型フォトレジスト組成物を放射線で像様露光すると、未露光領域は現像液に対して比較的不溶性のままである一方、フォトレジスト組成物の放射線露光領域が(例えば転位反応が起きて)現像液に対してより可溶性になる。したがって露光したポジ型フォトレジストを現像剤で処理すると、フォトレジスト塗膜の露光領域が除去されて、フォトレジスト塗膜にポジ型の像が形成される。この場合も下にある表面の所望の部分が裸出する。
フォトレジスト解像度とは、露光および現像後に、レジスト組成物が高度に鋭い像縁をもってフォトマスクから基材に転写できる最小の図形と定義される。今日の多くの最先端製造用途では、2分の1μm(ミクロン)未満のオーダーのフォトレジスト解像度が必要である。さらにほとんどの場合、現像されたフォトレジスト壁の側面が、基材に対してほぼ垂直であることが望ましい。レジスト塗膜の現像および未現像領域間のこのような限界画定が、基材上へのマスク画像の正確なパターン転写につながるのである。デバイス上の微小寸法(CD)が低下し、微細化に向かう動向がより重要になってきている。フォトレジスト寸法を150nm未満に減少した場合には、フォトレジストパターンの粗さが大きな問題となる。一般にラインエッジラフネスとして知られている縁の粗さは、典型的には、ライン・アンド・スペースパターンではフォトレジストラインに沿った粗さとして観察され、コンタクトホールでは側壁の粗さとして観察される。縁の粗さは、特に微小寸法(CD)許容範囲を低下させそしてフォトレジストのラインエッジラフネスを基材に写してしまうことで、フォトレジストのリソグラフィー性能に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって縁の粗さを最小化するフォトレジストが、非常に望ましい。
2分の1ミクロン未満の形状寸法が必要とされる場合は、約100nm〜約300nm
の短い波長に対して感応性のフォトレジストを使用することが多い。特に好ましいのは、
非芳香族ポリマー、光酸発生剤、場合により溶解阻害剤、および溶剤を含むフォトレジス
トである。
4分の1ミクロン未満の形状寸法の像のパターン化のためには、高解像度で化学的に増幅された深紫外線(100〜300nm)ポジ型およびネガ型フォトレジストを使用することができる。これまで、微細化において大きな進歩をもたらした3つの主要な深紫外線(UV)露光技術があり、これらは248nm、193nm、および157nmの放射線を放つレーザーを使用する。深紫外線で使用されるフォトレジストは、典型的には、酸に不安定な基を有しそして酸の存在下で脱保護できるポリマー、吸光時に酸を発生させる光活性成分、および溶剤を含む。
248nmのためのフォトレジストは、典型的には、特許文献1および特許文献2に記載されているものなどの置換ポリヒドロキシスチレンおよびそのコポリマーに基づく。他方193nm露光のためのフォトレジストは、芳香族がこの波長において不透過性であることから非芳香族ポリマーを必要とする。特許文献3および特許文献4は、193nm露光のために有用なフォトレジストを開示する。一般に脂環式炭化水素を含有するポリマーは、200nm未満で露光されるフォトレジストのために使用される。脂環式炭化水素は、主にそれらがエッチング耐性を改善する比較的高い炭素:水素比を有し、また低い波長における透過性も提供し、比較的高いガラス転移温度を有するなどの多くの理由からポリマー中に組み込まれる。157nmで感応性のフォトレジストはフッ素化ポリマーに基づき、これらはこの波長で実質的に透過性であることが知られている。フッ素化基を含有するポリマーに由来するフォトレジストについては、特許文献5および特許文献6に記載されている。
フォトレジストで使用されるポリマーは、画像形成波長に対して透過性であるように設計されるが、他方、光活性成分は、典型的には、画像形成波長を吸収して感光性を最大化するように設計されている。フォトレジストの感光性は光活性成分の吸収特性に左右され、吸収が高いほど酸を発生させるのに必要なエネルギーはより少なくなり、フォトレジストはより感光性が高くなる。
米国特許第4,491,628号明細書 米国特許第5,350,660号明細書 米国特許第5,843,624号明細書 英国特許改訂第2,320,718号明細書 国際公開第00/67072号パンフレット 国際公開第00/17712号パンフレット 米国特許第6,841,333号明細書 米国特許第5,874,616号明細書 国際公開第2007/007175号パンフレット 米国特許第5,879,857号明細書 国際公開第97/33,198号パンフレット 欧州特許第789,278号明細書 英国特許改訂第2,332,679号明細書 米国特許第6,610,465号明細書 米国特許第6,120,977号明細書 米国特許第6,136,504号明細書 米国特許第6,013,416号明細書 米国特許第5,985,522号明細書 米国特許第5,693,453号明細書 国際公開第00/25178号パンフレット 特開2000−275845号公報 特開2000−137327号公報 特開平09−73173号公報 米国特許第6,686,429号明細書 米国特許出願第10/658,840号明細書 米国特許出願公開第2004/0166433号明細書 米国特許出願第10/371,262号明細書 米国特許出願第10/440,542号明細書 国際公開第2004/102272号パンフレット 米国特許出願第11/179,886号明細書 米国特許出願第11/355,762号明細書 国際公開第WO2007/007175号パンフレット 米国特許出願第11/355,400号明細書 米国特許出願公開第2004/0229155号明細書 米国特許出願公開第2005/0271974号明細書 米国特許第5,837,420号明細書 米国特許第6,111,143号明細書 米国特許第6,358,665号明細書 米国特許出願公開第2003/0235782号明細書 米国特許出願公開第2005/0271974号明細書
R.R.ダンメル(Dammel)ら著、Advances in Resist Technology and Processing、SPIE 、第3333巻、144頁、(1998年) M−D.ラーマン(Rahman)ら著、Advances in Resist Technology and Processing、SPIE 、第3678巻、1193頁、(1999年)
本発明は、次式の化合物に関する。
AiXi
ここで、Aiは有機オニウムカチオンであり;並びに、
XiはX−CFCFOCFCF−SO ̄のアニオンであり、
Xはハロゲン、アルキル、アルコキシ、および、アリールオキシから選択され;
ここで、Aiは、
Figure 0005548940
および
Y−Arから選択され、
ここで、Arは
Figure 0005548940
、ナフチル、または、アントリルから選択され、
Yは、
Figure 0005548940
Figure 0005548940
から選択され、
ここで、R、R、R、R1A、R1B、R2A、R2B、R3A、R3B、R4A、R4B、R5A、および、R5Bは、それぞれ独立して、Z、水素、OSO、OR20、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アリール、アラルキル、アリールカルボニルメチル基、アルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキル、直鎖または分枝ペルフルオロアルキル、モノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル、直鎖または分枝アルコキシ鎖、ニトロ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、ヒドロキシル、スルフェート、トレシル、またはヒドロキシルから選択され;
およびRはそれぞれ独立して、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アリール、アラルキル、直鎖または分枝ペルフルオロアルキル、モノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル、アリールカルボニルメチル基、ニトロ、シアノ、またはヒドロキシルから選択されるか、またはRおよびRは、それらが結合するS原子と共に、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環を形成し;
はアルキル、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、アリール、フルオロアリール、ペルフルオロアリール、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロフルオロアルキルまたはポリシクロフルオロアルキル基、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル基から選択され;
20はアルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキルであり;
Tは、直接結合、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価の直鎖または分枝アルキル基、二価のアリール、二価のアラルキル、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価のモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基であり、
Zは、−(V)−(C(X11)(X12))−O−C(=O)−Rであり、ここで、(i)X11またはX12の1つは、少なくとも1つのフッ素原子を含有する直鎖または分枝アルキル鎖であり、他方は水素、ハロゲン、または直鎖または分枝アルキル鎖であるか、または、(ii)X11およびX12のいずれも少なくとも1つのフッ素原子を含有する直鎖または分枝アルキル鎖である、のいずれかであり、
Vは直接結合、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価の直鎖または分枝アルキル基、二価のアリール基、二価のアラルキル基、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価のモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基から選択される結合基であり、
X2は、水素、ハロゲン、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖であり、
は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、またはアリールであり、
X3は、水素、直鎖または分枝アルキル鎖、ハロゲン、シアノ、または−C(=O)−R50であり、ここで、R50は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または−O−R51から選択され、ここで、R51は水素または直鎖または分枝アルキル鎖であり、
各iおよびkは独立して0または正の整数であり、
jは0〜10であり、
mは0〜10であり、
nは0〜10であり、
前記の1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、直鎖または分枝アルキル鎖、直鎖または分枝アルコキシ鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキル、アラルキル、アリール、ナフチル、アントリル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環、または非置換アリールカルボニルメチル基、またはZ、ハロゲン、アルキル、C1〜8ペルフルオロアルキル、モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、OR20、アルコキシ、C3〜20環式アルコキシ、ジアルキルアミノ、二環式ジアルキルアミノ、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、トレシル、オキソ、アリール、アラルキル、酸素原子、CFSO、アリールオキシ、アリールチオ、および式(II)〜(VI)
Figure 0005548940
の基からなる群から選択される1つまたは2つ以上の基で置換されたアリールカルボニルメチル基:
10およびR11は、それぞれ独立して水素原子、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基を表すか、またはR10およびR11は一緒になってアルキレン基を表して5または6員環を形成でき;
12は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、またはアラルキルを表すか、
またはR10およびR12は共にアルキレン基を表し、介在する−C−O−基と共に5または6員環を形成し、この環中の炭素原子は酸素原子で任意に置換されており;
13は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、
または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシ
クロアルキル基を表し;
14およびR15は、それぞれ独立して水素原子、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基を表し;
16は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、またはアラルキルを表し;そして
17は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、アラルキル、−Si(R1617基、または−O−Si(R1617基を表し、前記の1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、および上述のように、任意に、置換されているアラルキルを表す。
さらに、本発明は上述した化合物の使用、および、その好ましい実施形態例としてフォトレジスト組成物中で光酸発生剤として使用することに関する。
本発明はまた、酸に不安定な基を含むポリマーおよび上記の化合物を含有するフォトレジスト組成物にも関する。フォトレジスト組成物、任意に、また、下記から選択される1つまたは2つ以上の光酸発生剤も含むことができる。すなわち(a)式(Ai)Xi1を有する化合物であり、ここで、Aiは、それぞれ独立して、上記に定義した通りであり、Xi1は式Q−R500−SO ̄のアニオンであり、ここで、Qは、 ̄OSおよび ̄OCから選択され;R500は直鎖または分枝アルキル鎖、シクロアルキル、アリール、または、これらの組み合わせた官能基から選択され、任意にカテナリ(catenary)としてとしてSまたはN鎖を含んでおり、ここで、アルキル基、シクロアルキル基、および、アリール基は、ハロゲン、非置換または置換アルキル、非置換または置換C1−8ペルフルオロアルキル、ヒドロキシル、シアノ、スルフェートおよびニトロからなる群から選択される一つか二つ以上の官能基に置換されているか置換されていない;並びに(b)式AiXi2を有する化合物であり、ここで、Aiは、上記に定義した有機オニウムカチオンであり、Xi2はアニオンであり;並びに、(a)および(b)の混合物である。Xi2アニオンの例としては、CFSO ̄、CHFSO ̄、CHSO ̄、CClSO ̄、CSO ̄、CHFSO ̄、CSO ̄、カンフルスルホネート、ペルフルオロオクタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ペルフルオロトルエンスルホネート、(Rf1SO、(Rf1SOおよびRg−O−Rf−SO 選択されるアニオンであり、各Rf1は、独立して、高度にフッ素化または過フッ化されたアルキルまたはフッ素化されたアリール基からなる群から選択され、いずれかの2つのRf1基の組み合わせが結合して架橋を形成する場合は環式であることができ、さらにRf1アルキル鎖は、1〜20個の炭素原子を含有しそして直鎖、分枝、または環式であることができ、そうして二価の酸素、三価の窒素または六価のイオウがその主鎖中に割り込むことができ、さらにRf1が環式構造を含有する場合、このような構造は5または6個の環員を有し、これらの環員のうちの1つまたは2つがヘテロ原子であることができ、Rf2は、直鎖または分枝(CF(ここで、jは4〜10の整数である)、およびペルフルオロC1〜10アルキルで置換されているかまたは置換されていないC1〜C12シクロペルフルオロアルキル二価基からなる群から選択され、RgはC1〜C20直鎖、分枝、モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル、C1〜C20直鎖、分枝、モノシクロアルケニルまたはポリシクロアルケニル、アリール、およびアラルキルからなる群から選択され、前記のアルキル、アルケニル、アラルキル、およびアリール基は非置換または置換されており、カテナリ(catenary)として1つ以上の酸素原子を含有するかもしくは含有せず、そして部分的にフッ素化もしくは過フッ化されているかまたはされていない。
このようなアニオンXi2の例としては、(CSON ̄、(CSON ̄、(C17SOC ̄、(CFSOC ̄、(CFSON ̄、(CFSO(CSO)C ̄、(CSOC ̄、(CSOC ̄、(CFSO(CSO)C ̄、(CSO)(CSOC ̄、(CFSO)(CSO)N ̄、[(CFNCSON ̄、(CFNCSOC ̄(SOCF、(3,5−bis(CF)C)SON ̄SOCF、CSOC ̄(SOCF、CSON ̄SOCF
Figure 0005548940
CFCHFO(CFSO ̄、CFCHO(CFSO ̄、CHCHO(CFSO ̄、CHCHCHO(CFSO ̄、CHO(CFSO ̄、CO(CFSO ̄、CO(CFSO ̄、CCHO(CFSO ̄、COCFCF(CF)SO ̄、CH=CHCHO(CFSO ̄、CHOCFCF(CF)SO ̄、COCFCF(CF)SO ̄、C17O(CFSO ̄およびCO(CFSO ̄などが挙げられる。適切なアニオンのその他の例は、特許文献7および特許文献8に見られる。
AiXi2の例としては、(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム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トリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウム−ビス−(トリフルオロメタンスルホニル)イミドなどであり、当業者に既知の光酸発生剤も含まれる。
組み合わせを使用する場合、本発明の光酸発生剤と付加的な光酸発生剤の割合は、1:0.6〜1:1.3である。
塗装基板と共に本発明を使用して塗装基板を製造する方法についても、本願で提供する。
本発明は、次式の化合物に関する。
AiXi
ここで、Aiは有機オニウムカチオンであり;並びに、
XiはX−CFCFOCFCF−SO ̄のアニオンであり、
Xはハロゲン、アルキル、アルコキシ、および、アリールオキシから選択され;
ここで、Aiは、
Figure 0005548940
および
Y−Arから選択され、
ここで、Arは
Figure 0005548940
、ナフチル、または、アントリルから選択され、
Yは、
Figure 0005548940
Figure 0005548940
から選択され、
ここで、R、R、R、R1A、R1B、R2A、R2B、R3A、R3B、R4A、R4B、R5A、および、R5Bは、それぞれ独立して、Z、水素、OSO、OR20、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アリール、アラルキル、アリールカルボニルメチル基、アルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキル、直鎖または分枝ペルフルオロアルキル、モノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル、直鎖または分枝アルコキシ鎖、ニトロ、シアノ、ハロゲン、カルボキシル、ヒドロキシル、スルフェート、トレシル、またはヒドロキシルから選択され;
およびRはそれぞれ独立して、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アリール、アラルキル、直鎖または分枝ペルフルオロアルキル、モノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル、アリールカルボニルメチル基、ニトロ、シアノ、またはヒドロキシルから選択されるか、またはRおよびRは、それらが結合するS原子と一緒になって、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環を形成し;
はアルキル、フルオロアルキル、ペルフルオロアルキル、アリール、フルオロアリール、ペルフルオロアリール、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロフルオロアルキルまたはポリシクロフルオロアルキル基、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロペルフルオロアルキルまたはポリシクロペルフルオロアルキル基から選択され;
20はアルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキルであり;
Tは、直接結合、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価の直鎖または分枝アルキル基、二価のアリール、二価のアラルキル、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価のモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基であり、
Zは、−(V)−(C(X11)(X12))−O−C(=O)−Rであり、ここで、(i)X11またはX12の1つは、少なくとも1つのフッ素原子を含有する直鎖または分枝アルキル鎖であり、他方は水素、ハロゲン、または直鎖または分枝アルキル鎖であるか、または(ii)X11およびX12のいずれも少なくとも1つのフッ素原子を含有する直鎖または分枝アルキル鎖である、のいずれかであり、
Vは直接結合、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価の直鎖または分枝アルキル基、二価のアリール基、二価のアラルキル基、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する二価のモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基から選択される結合基であり、
X2は、水素、ハロゲン、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖であり、
は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、またはアリールであり、
X3は、水素、直鎖または分枝アルキル鎖、ハロゲン、シアノ、または−C(=O)−R50であり、ここで、R50は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または−O−R51から選択され、ここで、R51は水素または直鎖または分枝アルキル鎖であり、
各iおよびkは独立して0または正の整数であり、
jは0〜10であり、
mは0〜10であり、
nは0〜10であり、
前記の1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、直鎖または分枝アルキル鎖、直鎖または分枝アルコキシ鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルカルボニル基、アルコキシアルキル、アルコキシカルボニルアルキル、アルキルカルボニル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するシクロアルキル環を有するモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキル、アラルキル、アリール、ナフチル、アントリル、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環、または非置換アリールカルボニルメチル基であるか、またはZ、ハロゲン、アルキル、C1〜8ペルフルオロアルキル、モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、OR20、アルコキシ、C3〜20環式アルコキシ、ジアルキルアミノ、二環式ジアルキルアミノ、ヒドロキシル、シアノ、ニトロ、トレシル、オキソ、アリール、アラルキル、酸素原子、CFSO、アリールオキシ、アリールチオ、および式(II)〜(VI)
Figure 0005548940
の基からなる群から選択される1つまたは2つ以上の基で置換されたアリールカルボニルメチル基:
10およびR11は、それぞれ独立して水素原子、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基を表すか、またはR10およびR11は一緒になってアルキレン基を表して5または6員環を形成でき;
12は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、またはアラルキルを表すか、
またはR10およびR12は共にアルキレン基を表し、介在する−C−O−基と共に5または6員環を形成し、この環中の炭素原子は酸素原子で任意に置換されており;
13は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、
または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシ
クロアルキル基を表し;
14およびR15は、それぞれ独立して水素原子、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、または1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基を表し;
16は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、またはアラルキルを表し;そして
17は、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、アラルキル、−Si(R1617基、または−O−Si(R1617基を表し、前記の1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基、アリール、および上述のように、任意に、置換されているアラルキルを表す。
好ましい実施形態例において、Aiは下記から選択される。
Figure 0005548940
および
Figure 0005548940
さらに好ましい実施形態例において、Aiは
Figure 0005548940
である。
ここで、RおよびRはそれぞれ独立して、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する置換または非置換の直鎖または分枝アルキル鎖、または、RおよびRは、それらが結合するS原子と共に、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環を形成し;
Tは、直接結合、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有し、オキソ基で任意に置換された二価の直鎖または分枝アルキル基である。
本実施形態例では、好ましくは、RおよびRはそれぞれ独立して、置換または非置換のアリールであり、Tは、直接結合である。好ましくは、RおよびRのアリールは、OSO、OR20、ヒドロキシ、または、アルコキシで置換されている。
上述した実施形態例においては、R3Aはヒドロキシおよび直鎖または分枝アルコキシ鎖から選択され、R2AおよびR4Aは、おのおの、水素および1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖から選択される。
また、この実施形態例においては、RおよびRは、それらが結合するS原子と共に、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する5、6または7員の飽和または不飽和環を形成することが好ましく;
Tは、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有し、オキソ基で任意に置換された二価の直鎖または分枝アルキル基であることが好ましい。
他の実施形態例において、Aiは、おのおの、
Figure 0005548940
である。
この実施形態例において、R3AおよびR3Bは、おのおの、水素、1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有する直鎖または分枝アルキル鎖、並びに、直鎖または分枝アルコキシ鎖から選択される。
特に好ましくは、AiXiは、ビス[ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム] ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[ジ(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[(4−メチルフェニル)フェニルヨードニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[(4−t−ブチルフェニル)フェニルヨードニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(4−メトキシフェニル)ヨードニウムジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)トリフェニルスルホニウムジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(ベンゾイルテトラメチレンスルホニウム)ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(トリフェニルスルホニウム)ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[ビス[2−メチル−アダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)−フェニル]フェニルスルホニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロ−メチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテル、および、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]ジ−(テトラフルオロエチルスルホネート)エーテルからなる群から選択される。
本発明の化合物は問う業者に既知の方法で合成することができ、また実施例に示した方法と同様の方法で合成することができる。
酸フッ化物F−Xi商業的に利用可能であり、例えば、SynQuest Labs.,Inc.(Alachoa、Floride、U.S.A.)より入手可能である。
また、Ai基の合成については、例えば、特許文献9に開示されている。
さらに、本発明は、組成物AiXiBiの使用、並びに、フォトレジスト組成物中、好ましくは下記に示したフォトレジスト組成物中での光酸発生剤としての好ましい実施形態例に関する。
本発明はまた、酸に不安定な基を含むポリマーおよび上記の化合物を含有するフォトレジスト組成物にも関する。フォトレジスト組成物、任意に、また、好ましくは、下記から選択される1つまたは2つ以上の付加的な光酸発生剤も含むことができる。すなわち(a)式(Ai)Xi1を有する化合物であり、ここで、Aiは、それぞれ独立して、上記に定義した通りであり、Xi1は式Q−R500−SO ̄のアニオンであり、ここで、Qは、 ̄OSおよび ̄OCから選択され;R500は直鎖または分枝アルキル鎖、シクロアルキル、アリール、または、これらの組み合わせた官能基から選択され、任意にカテナリ(catenary)としてとしてSまたはN鎖を含んでおり、ここで、アルキル基、シクロアルキル基、および、アリール基は、ハロゲン、非置換または置換アルキル、非置換または置換C1−8ペルフルオロアルキル、ヒドロキシル、シアノ、スルフェートおよびニトロからなる群から選択される一つか二つ以上の官能基に置換されているか置換されていない;並びに(b)式AiXi2を有する化合物であり、ここで、Aiは、上記に定義した有機オニウムカチオンであり、Xi2はアニオンであり;並びに、(a)および(b)の混合物である。Xi2アニオンの例としては、CFSO ̄、CHFSO ̄、CHSO ̄、CClSO ̄、CSO ̄、CHFSO ̄、CSO ̄、カンフルスルホネート、ペルフルオロオクタンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ペルフルオロトルエンスルホネート、(Rf1SO、(Rf1SOおよびRg−O−Rf−SO 選択されるアニオンであり、各Rf1は、独立して、高度にフッ素化または過フッ化されたアルキルまたはフッ素化されたアリール基からなる群から選択され、いずれかの2つのRf1基の組み合わせが結合して架橋を形成する場合は環式であることができ、さらにRf1アルキル鎖は、1〜20個の炭素原子を含有しそして直鎖、分枝、または環式であることができ、そうして二価の酸素、三価の窒素または六価のイオウがその主鎖中に割り込むことができ、さらにRf1が環式構造を含有する場合、このような構造は5または6個の環員を有し、これらの環員のうちの1つまたは2つがヘテロ原子であることができ、Rf2は、直鎖または分枝(CF(ここで、jは4〜10の整数である)、およびペルフルオロC1〜10アルキルで任意に置換されているC1〜C12シクロペルフルオロアルキル二価基からなる群から選択され、RgはC1〜C20直鎖、分枝、モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル、C1〜C20直鎖、分枝、モノシクロアルケニルまたはポリシクロアルケニル、アリール、およびアラルキルからなる群から選択され、前記のアルキル、アルケニル、アラルキル、およびアリール基は非置換または置換されており、カテナリ(catenary)として1つ以上の酸素原子を任意に含有し、そして部分的にフッ素化もしくは過フッ化されているかまたはされていない。
このようなアニオンXi2の例としては、(CSON ̄、(CSON ̄、(C17SOC ̄、(CFSOC ̄、(CFSON ̄、(CFSO(CSO)C ̄、(CSOC ̄、(CSOC ̄、(CFSO(CSO)C ̄、(CSO)(CSOC ̄、(CFSO)(CSO)N ̄、[(CFNCSON ̄、(CFNCSOC ̄(SOCF、(3,5−bis(CF)C)SON ̄SOCF、CSOC ̄(SOCF、CSON ̄SOCF
Figure 0005548940
CFCHFO(CFSO ̄、CFCHO(CFSO ̄、CHCHO(CFSO ̄、CHCHCHO(CFSO ̄、CHO(CFSO ̄、CO(CFSO ̄、CO(CFSO ̄、CCHO(CFSO ̄、COCFCF(CF)SO ̄、CH=CHCHO(CFSO ̄、CHOCFCF(CF)SO ̄、COCFCF(CF)SO ̄、C17O(CFSO ̄およびCO(CFSO ̄などが挙げられる。適切なアニオンのその他の例は、特許文献7および特許文献8に見られる。
AiXi2の例としては、(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム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トリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウム−ビス−(トリフルオロメタンスルホニル)イミドなどであり、当業者に既知の光酸発生剤も含まれる。
組み合わせを使用する場合、本発明の光酸発生剤と付加的な光酸発生剤の割合は、1:0.6〜1:1.3である。
塗装基板と共に本発明を使用して塗装基板を製造する方法についても、本願で提供する。
本明細書を通じて、特に明記がない限り、以下の用語は以下の意味を有する。
本発明で使用するアルキルという用語は、直鎖または分枝鎖炭化水素、好ましくはC1〜C10アルキル鎖を意味する。アルキルの代表的な例としては、メチル、エチル、n−プロピル、イソ−プロピル、n−ブチル、sec−ブチル、イソ−ブチル、tert−ブチル、n−ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、n−ヘキシル、3−メチルヘキシル、2,2−ジメチルペンチル、2,3−ジメチルペンチル、n−ヘプチル、n−オクチル、n−ノニル、およびn−デシルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
アルキレンとは、二価のアルキル基を指し、例えばメチレン、エチレン、プロピレン、ブチレンおよびこれらの類似物などの、直鎖または分枝鎖であることができ、好ましくは炭素数が1〜10である。
アリールという用語は、1個の水素原子の除去によって、(好ましくは炭素数6〜14である)芳香族炭化水素から誘導される基を意味し、置換または非置換であることができる。芳香族炭化水素は、単環または多環であることができる。単環型アリールの例としては、フェニル、トリル、キシリル、メシチル、クメニルおよびこれらの類似物などが挙げられる。多環型アリールの例としては、ナフチル、アントリル、フェナントリルおよびこれらの類似物などが挙げられる。アリール基は、上に記載のように非置換であるかまたは置換されていることができる。
アルコキシという用語はアルキル−O−の基を指し、ここで、アルキルは本明細書で定義した通りのものである。アルコキシの代表的な例としては、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、2−プロポキシ、ブトキシ、tert−ブトキシ、ペンチルオキシ、およびヘキシルオキシが挙げられるが、これに限定されるものではない。
アリールオキシという用語はアリール−O−基を指し、ここで、アリールは本明細書で定義した通りのものである。
アラルキルという用語は、アリール基を含有するアルキル基を意味し、好ましくは、(C6〜C14)−アリール−(C1〜C10)−アルキルである。これは芳香族および脂肪族構造の双方を有する炭化水素基であり、すなわち低級アルキル水素原子が単環または単環アリール基によって置換された炭化水素基である。アラルキル基の例としては、非限定的に、ベンジル、2−フェニル−エチル、3−フェニル−プロピル、4−フェニル−ブチル、5−フェニル−ペンチル、4−フェニルシクロヘキシル、4−ベンジルシクロヘキシル、4−フェニルシクロヘキシルメチル、4−ベンジルシクロヘキシルメチル、ナフチルメチル及びこれらの類似物などが挙げられる。
本明細書で使用するモノシクロアルキルという用語は、任意に置換されている飽和または部分的不飽和のモノシクロアルキルの環系を指し、(好ましくは炭素数3〜10)、環が部分的に不飽和であればそれはモノシクロアルケニル基である。本明細書で使用するポリシクロアルキルという用語は、2つまたは3つ以上(好ましくは炭素数7〜12)任意に置換されている飽和または部分的に不飽和のポリシクロアルキル環系を指し、環が部分的に不飽和であればそれはポリシクロアルケニル基である。1つまたは2つ以上のO原子を任意に含有するモノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基の例は当業者にはよく知られており、例えばシクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘプチル、シクロヘキシル、2−メチル−2−ノルボルニル、2−エチル−2−ノルボルニル、2−メチル−2−イソボルニル、2−エチル−2−イソボルニル、2−メチル−2−アダマンチル、2−エチル−2−アダマンチル、1−アダマンチル−1−メチルエチル、アダマンチル、トリシクロデシル、3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]ノニル、テトラシクロドデカニル、テトラシクロ[5.2.2.0.0]ウンデカニル、ボルニル、イソボルニルノルボルニルラクトン、アダマンチルラクトン及びこれらの類似物などが挙げられる。
アルコキシカルボニルアルキルという用語は、ここで定義するように、アルコキシカルボニル基で置換されたアルキル基を包含する。アルコキシカルボニルアルキル基の例としては、メトキシカルボニルメチル[CHO−C(=O)−CH−]、エトキシカルボニルメチル[CHCHO−C(=O)−CH−]、メトキシカルボニルエチル[CHO−C(=O)−CHCH−]、およびエトキシカルボニルエチル[CHCHO−C(=O)−CHCH−]などが挙げられる。
本明細書で使用するアルキルカルボニルという用語は、ここで定義されるカルボニル基を介して母体分子部分に結合しているここで定義されるアルキル基を意味し、総称的にはアルキル−C(O)−として表すことができるものである。アルキルカルボニルの代表的な例としては、アセチル(メチルカルボニル)、ブチリル(プロピルカルボニル)、オクタノイル(ヘプチルカルボニル)、ドデカノイル(ウンデシルカルボニル)及びこれらの類似物などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
アルコキシカルボニルとは、アルキル−O−C(O)−を意味し、アルキルは前述の通りである。非限定的例としては、メトキシカルボニル[CHO−C(O)−]およびエトキシカルボニル[CHCHO−C(O)−]、ベンジルオキシカルボニル[CCHO−C(O)−]及びこれらの類似物などが挙げられる。
アルコキシアルキルとは、末端アルキル基がエーテル酸素原子を介してアルキル部分に結合していることを意味し、総称的にはアルキル−O−アルキルとして表わすことができる。アルキル基は直鎖または分枝鎖であることができる。アルコキシアルキルの例としては、メトキシプロピル、メトキシブチル、エトキシプロピル、メトキシメチルなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシカルボニルアルキルとは、末端モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基が−O−C(=O)−を介してアルキル部分に結合していることを意味し、総称的にはモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキル−O−C(=O)−アルキルとして表される。
モノシクロアルキル−またはポリシクロアルキルオキシアルキルとは、末端モノシクロアルキルまたはポリシクロアルキル基がエーテル酸素原子を介してアルキル部分に結合していることを意味し、総称的にはモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキル−O−アルキルとして表すことができる。
モノシクロフルオロアルキル−またはポリシクロフルオロアルキルとは、1つ又は2つ以上のフッ素原子で置換されたモノシクロアルキル−またはポリシクロアルキル基を意味する。
フォトレジスト組成物で有用なポリマーとしては、ポリマーを水性アルカリ性溶液中に不溶性にする酸不安定基を有するが、酸の存在下で触媒的に脱保護し、次に水性アルカリ性溶液中で可溶性になるポリマーが挙げられる。ポリマーは好ましくは200nm未満で透過性であり、本質的に非芳香族であり、好ましくはアクリレートおよび/またはシクロオレフィンポリマーである。このようなポリマーは、例えば特許文献3、特許文献10、特許文献11、特許文献12、および特許文献13に記載されているものであるが、これらに限定されるものではない。200nm未満の露光に好ましい非芳香族ポリマーは、置換アクリレート、シクロオレフィン、置換ポリエチレンなどである。ポリヒドロキシスチレンおよびそのコポリマーに基づく芳香族ポリマーも、特に248nmの露光で使用することができる。
アクリレートに基づくポリマーは、一般にポリ(メタ)アクリレートに基づき、少なくとも1つの単位は脂環式側鎖基を含有し、酸不安定基はポリマー主鎖および/または脂環式基に側鎖基として結合している。脂環式側鎖基の例は、アダマンチル、トリシクロデシル、イソボルニル、メンチルおよびそれらの誘導体であることができる。その他の側鎖基もポリマーに組み入れることができ、このような基としては、例えば、メバロノラクトン、γブチロラクトン、アルキルオキシアルキルなどが挙げられる。脂環式基の構造の例としては、次のものが挙げられる:
Figure 0005548940
ポリマーに組み入れるモノマーのタイプおよび比率は、最良のリソグラフィー性能を与えるために最適化される。このようなポリマーについては、非特許文献1に記載されている。これらのポリマーの例としては、ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メバロノラクトンメタクリレート)、ポリ(カルボキシ−テトラシクロドデシルメタクリレート−co−テトラヒドロピラニルカルボキシテトラシクロドデシルメタクリレート)、ポリ(トリシクロデシルアクリレート−co−テトラヒドロピラニルメタクリレート−co−メタクリル酸)、ポリ(3−オキソシクロヘキシルメタクリレート−co−アダマンチルメタクリレート)などが挙げられる。
ノルボルネンおよびテトラシクロドデセン誘導体と共にシクロオレフィンから合成されるポリマーは、開環複分解、遊離基重合によって、または有機金属触媒を使用して重合することができる。シクロオレフィン誘導体は、環状酸無水物あるいはマレイミドまたはその誘導体と共重合することもできる。環状酸無水物の例は、無水マレイン酸(MA)および無水イタコン酸である。シクロオレフィンはポリマー主鎖中に組み込まれ、そしてこれは不飽和結合を含有するあらゆる置換または非置換の多環式炭化水素であることができる。モノマーに酸不安定基が結合していてもよい。ポリマーは、不飽和結合を有する1つ又は2つ以上のシクロオレフィンモノマーから合成することもできる。シクロオレフィンモノマーは、置換または非置換のノルボルネン、またはテトラシクロドデカンであることができる。シクロオレフィン上の置換基は、脂肪族または環状脂肪族アルキル、エステル、酸、ヒドロキシル、ニトリルまたはアルキル誘導体であることができる。シクロオレフィンモノマーの非限定的例としては、次のものが挙げられる:
Figure 0005548940
ポリマーを合成するのに同様に使用できるその他のシクロオレフィンモノマーは、次のものである:
Figure 0005548940
このようなポリマーは、非特許文献2に記載されている。なおこの文献の内容は本明細書に組み込まれて掲載されたものとする。これらのポリマーの例としては、ポリ((t−ブチル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−2−ヒドロキシエチル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−5−ノルボルネン−2−カルボン酸−co−無水マレイン酸)、ポリ(t−ブチル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−イソボルニル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−2−ヒドロキシエチル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−5−ノルボルネン−2−カルボン酸−co−無水マレイン酸)、ポリ(テトラシクロドデセン−5−カルボキシレート−co−無水マレイン酸)、ポリ(t−ブチル−5−ノルボルネン−2−カルボキシレート−co−無水マレイン酸−co−2−メチルアダマンチルメタクリレート−co−2−メバロノラクトンメタクリレート)、ポリ(2−メチルアダマンチルメタクリレート−co−2−メバロノラクトンメタシレート)およびこれらの類似物などが挙げられる。
それぞれ上述した(メタ)アクリレートモノマー、シクロオレフィン性モノマー、および環状酸無水物の混合物を含有するポリマーを組み合わせてハイブリッドポリマーとすることもできる。シクロオレフィンモノマーの例としては、t−ブチルノルボルネンカルボキシレート(BNC)、ヒドロキシエチルノルボルネンカルボキシレート(HNC)、ノルボルネンカルボン酸(NC)、t−ブチルテトラシクロ[4.4.0.1.2,61.7,10]ドデカン−8−エン−3−カルボキシレート、およびt−ブトキシカルボニルメチルテトラシクロ[4.4.0.1.2,61.7,10]ドデカン−8−エン−3−カルボキシレートから選択されるものなどが挙げられる。場合によっては、シクロオレフィンの好ましい例としては、t−ブチルノルボルネンカルボキシレート(BNC)、ヒドロキシエチルノルボルネンカルボキシレート(HNC)、およびノルボルネンカルボン酸(NC)などが挙げられる。(メタ)アクリレートモノマーの例としては、とりわけメバロノラクトンメタクリレート(MLMA)、2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート(MAdMA)、2−アダマンチルメタクリレート(AdMA)、2−メチル−2−アダマンチルアクリレート(MAdA)、2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート(EAdMA)、3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンチルメタクリレート(DMHAdMA)、アダマンチルメチルオキシ−メチルメタクリレート(AdOMMA)、イソアダマンチルメタクリレート、ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン(HAdMA、例えばヒドロキシが3位にあるもの)、ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート(HADA、例えばヒドロキシが3位にあるもの)、エチルシクロペンチルアクリレート(ECPA)、エチルシクロペンチルメタクリレート(ECPMA)、トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート(TCDMA)、3,5−ジヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン(DHAdMA)、β−メタクリルオキシ−γ−ブチロラクトン、α−またはβ−γ−ブチロラクトンメタクリレート(α−またはβ−GBLMAのどちらか)、5−メタクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン(MNBL)、5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン(ANBL)、イソブチルメタクリレート(IBMA)、α−γ−ブチロラクトンアクリレート(α−GBLA)、スピロラクトン(メタ)アクリレート、オキシトリシクロデカン(メタ)アクリレート、アダマンタンラクトン(メタ)アクリレート、およびα−メタクリルオキシ−γ−ブチロラクトンから選択されるものなどが挙げられる。これらのモノマーで形成されるポリマーの例としては、ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(t−ブチルノルボルネンカルボキシレート−co−無水マレイン酸−co−2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3,5−ジヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルアクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−エチルシクロペンチルアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(エチルシクロペンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−イソブチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチル−co−メタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−5−アクリロイルオキシ−2,6−ノルボルナンカルボラクトン);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート);およびポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート)などが挙げられる。
その他の適切なポリマーの例としては、特許文献14、特許文献15、特許文献16、特許文献17、特許文献18、特許文献3、特許文献19、特許文献1、特許文献20、特許文献5、特許文献21、特許文献22、および特許文献23に記載されているものが挙げられる。これらの特許文献の内容は本明細書に組み込まれて掲載されたものとする。一種以上のフォトレジスト樹脂のブレンドを使用することもできる。典型的には、標準的な合成方法が使用され、様々なタイプの適切なポリマーが製造される。手順または適切な標準的な手順(例えばフリーラジカル重合)についての引用文献は、前述の文献に記載されている。
シクロオレフィンおよび環状酸無水物モノマーは、交互ポリマー構造を形成すると考えられる。最善のリソグラフィ特性を得るためには、ポリマー中に組み込む(メタ)アクリ
レートモノマーの量を変化させることができる。ポリマー内のシクロオレフィン/酸無水
物モノマーに対する(メタ)アクリレートモノマーの割合は、約95モル%〜約5モル%
の範囲、さらに約75モル%〜約25モル%の範囲、またさらに約55モル%〜約45モ
ル%の範囲である。
157nm露光に有用なフッ素化された非フェノールポリマーもラインエッジラフネスを示すものであることから、本発明に記載の新しい光活性化合物混合物の使用から利益を受けることができるものである。このようなポリマーは、特許文献6および特許文献5に記載されている。これらの特許文献の内容は本明細書に組み込まれて掲載されたものとする。このようなポリマーの一例は、ポリ(テトラフルオロエチレン−co−ノルボルネン−co−5−ヘキサフルオロイソプロパノール−置換2−ノルボルネンである。
特許文献24に記載のようなシクロオレフィンおよびシアノ含有エチレン性モノマーから合成されるポリマーも使用することができる。この文献の内容も本明細書に組み込まれて掲載されたものとする。
ポリマーの分子量は、使用されるケミストリーのタイプ、および所望のリソグラフィー性能に基づいて最適化される。典型的には、重量平均分子量は、3,000〜30,000の範囲であり、多分散性は1.1〜5、好ましくは1.5〜2.5の範囲である。
重要なその他のポリマーとしては、2003年2月21日に出願された特許文献27に記載されているものなどが挙げられる。この米国出願は、現在は2003年12月17日に特許文献25として出願されており、そして今は特許文献26として現在公開されている。これらの特許文献の内容は本明細書に掲載されたものとする。更に別のポリマー、例えば「Photoresist Composition for Deep UV and Process Thereof(深紫外線のためのフォトレジスト組成物およびその方法)」と題された、2003年5月16日に出願された特許文献28で開示され、特許文献29として現在公開されているものなどのポリマーも使用することができる。
本発明の固体成分は有機溶剤に溶解される。溶剤または溶剤混合物中の固形物の量は、約1重量%〜約50重量%の範囲である。ポリマーは、固形物の5重量%〜90重量%の範囲であることができ、光酸発生剤は固形物の1重量%〜約50重量%の範囲であることができる。このようなフォトレジストのための適当な溶剤としては、例えばアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、イソホロン、メチルイソアミルケトン、2−ヘプタノン4−ヒドロキシ、および4−メチル2−ペンタノンなどのケトン;メタノール、エタノール、およびプロパノールなどのC1〜C10脂肪族アルコール;ベンジルアルコールなどの芳香族基含有アルコール;エチレンカーボネートおよびプロピレンカーボネートなどの環式カーボネート;脂肪族または芳香族炭化水素(例えばヘキサン、トルエン、キシレンなどおよびこれらの類似物);ジオキサンおよびテトラヒドロフランなどの環式エーテル;エチレングリコール;プロピレングリコール;ヘキシレングリコール;エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル;メチルセロソルブアセテートおよびエチルセロソルブアセテートなどのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテルなどのエチレングリコールジアルキルエーテル;ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、およびジエチレングリコールジメチルエーテルなどのジエチレングリコールモノアルキルエーテル;プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、およびプロピレングリコールブチルエーテルなどのプロピレングリコールモノアルキルエーテル;プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテート、およびプロピレングリコールブチルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート;プロピレングリコールメチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールエチルエーテルプロピオネート、プロピレングリコールプロピルエーテルプロピオネート、およびプロピレングリコールブチルエーテルプロピオネートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルプロピオネート; 2−メトキシエチルエーテル(ジグリム);メトキシブタノール、エトキシブタノール、メトキシプロパノール、およびエトキシプロパノールなどのエーテルおよびヒドロキシ部分の双方を有する溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、および酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、エチル2−ヒドロキシプロピオネート、メチル2−ヒドロキシ2−メチルプロピオネート、エチル2−ヒドロキシ2−メチルプロピオネート、ヒドロキシ酢酸メチル、ヒドロキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸ブチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸プロピル、乳酸ブチル、メチル3−ヒドロキシプロピオネート、エチル3−ヒドロキシプロピオネート、プロピル3−ヒドロキシプロピオネート、ブチル3−ヒドロキシプロピオネート、メチル2−ヒドロキシ3−メチルブタン酸、メトキシ酢酸メチル、メトキシ酢酸エチル、メトキシ酢酸プロピル、メトキシ酢酸ブチル、エトキシ酢酸メチル、エトキシ酢酸エチル、エトキシ酢酸プロピル、エトキシ酢酸ブチル、プロポキシ酢酸メチル、プロポキシ酢酸エチル、プロポキシ酢酸プロピル、プロポキシ酢酸ブチル、ブトキシ酢酸メチル、ブトキシ酢酸エチル、ブトキシ酢酸プロピル、ブトキシ酢酸ブチル、メチル2−メトキシプロピオネート、エチル2−メトキシプロピオネート、プロピル2−メトキシプロピオネート、ブチル2−メトキシプロピオネート、メチル2−エトキシプロピオネート、エチル2−エトキシプロピオネート、プロピル2−エトキシプロピオネート、ブチル2−エトキシプロピオネート、メチル2−ブトキシプロピオネート、エチル2−ブトキシプロピオネート、プロピル2−ブトキシプロピオネート、ブチル2−ブトキシプロピオネート、メチル3−メトキシプロピオネート、エチル3−メトキシプロピオネート、プロピル3−メトキシプロピオネート、ブチル3−メトキシプロピオネート、メチル3−エトキシプロピオネート、エチル3−エトキシプロピオネート、プロピル3−エトキシプロピオネート、ブチル3−エトキシプロピオネート、メチル3−プロポキシプロピオネート、エチル3−プロポキシプロピオネート、プロピル3−プロポキシプロピオネート、ブチル3−プロポキシプロピオネート、メチル3−ブトキシプロピオネート、エチル3−ブトキシプロピオネート、プロピル3−ブトキシプロピオネート、およびブチル3−ブトキシプロピオネートなどのエステル;例えばメチル−2−ヒドロキシイソブチレート、メチルα−メトキシイソブチレート、エチルメトキシイソブチレート、メチルα−エトキシイソブチレート、エチルα−エトキシイソブチレート、メチルβ−メトキシイソブチレート、エチルβ−メトキシイソブチレート、メチルβ−エトキシイソブチレート、エチルβ−エトキシイソブチレート、メチルβ−イソプロポキシイソブチレート、エチルβ−イソプロポキシイソブチレート、イソプロピルβ−イソプロポキシイソブチレート、ブチルβ−イソプロポキシイソブチレート、メチルβ−ブトキシイソブチレート、エチルβ−ブトキシイソブチレート、ブチルβ−ブトキシイソブチレート、メチルα−ヒドロキシイソブチレート、エチルα−ヒドロキシイソブチレート、イソプロピルα−ヒドロキシイソブチレート、およびブチルα−ヒドロキシイソブチレートなどのオキシイソ酪酸エステル;および二塩基性エステルなどのその他の溶剤;ジアセトンアルコールメチルエーテルなどのケトンエーテル誘導体;アセトールまたはジアセトンアルコールなどのケトンアルコール誘導体;ブチロラクトンおよびγ−ブチロラクトンなどのラクトン類;ジメチルアセトアミドまたはジメチルホルムアミドアミド誘導体;アニソール、並びにこれらの混合物などが挙げられる。
溶液を基材に被覆する前に、着色剤、非化学線染料(anti-actinic dyes)、アンチストライエーション剤、可塑剤、接着増強剤、溶解阻害剤、コーティング助剤、感光速度促進剤、追加の光酸発生剤、および溶解促進剤(例えば、主溶剤の一部としては使用されない或る少量の溶剤(例えば、グリコールエーテルおよび酢酸グリコールエーテル、バレロラクトン、ケトン、ラクトン類及びこれらの類似物など))、および界面活性剤などの様々なその他の添加剤をフォトレジスト組成物に添加することができる。フッ素化界面活性剤などの膜厚均一性を改善する界面活性剤もフォトレジスト溶液に添加できる。特定の波長範囲から異なる露光波長にエネルギーをシフトする増感剤も、該フォトレジスト組成物に添加することができる。フォトレジスト画像表面におけるt−トップまたはブリッジングを防止するために、塩基もしばしばフォトレジストに添加される。塩基の例は、アミン、水酸化アンモニウム、および感光性塩基である。特に好ましい塩基はトリオクチルアミン、ジエタノールアミン、および水酸化テトラブチルアンモニウムである。
調製されたフォトレジスト組成物溶液は、ディップコート法、スプレーコート法、およびスピンコート法をはじめとする、フォトレジストの分野で使用されるあらゆる従来の方法によって基材に塗布できる。例えばスピンコートする場合、利用されるスピン装置のタイプ、およびスピン工程に割り当てられる時間をかんがみて、所望の厚さの塗膜を得るために、フォトレジスト溶液を固形物含有率に関して調節できる。適切な基材としては、ケイ素、アルミニウム、ポリマー性樹脂、二酸化ケイ素、ドープした二酸化ケイ素、窒化ケイ素、タンタル、銅、ポリシリコン、セラミック、アルミニウム/銅混合物、ヒ化ガリウム、およびこのようなその他のIII/V族化合物などが挙げられる。該フォトレジストは、反射防止膜上にも塗布できる。
上記手順によって製造されるフォトレジストコーティングは、マイクロプロセッサーおよびその他の微小化された集積回路部品の製造で利用されるようなケイ素/二酸化ケイ素ウエハへの塗布に特に適する。アルミニウム/酸化アルミニウムウエハも使用できる。基材はまた様々なポリマー性樹脂、特にポリエステルなどの透明なポリマーからなることもできる。
次に、フォトレジスト組成物溶液を基材上に塗布して、基材を、約70℃〜約150℃の温度で、ホットプレート上で約30秒〜約180秒間または対流オーブン内で約15〜約90分、処理(ベーク処理)する。この温度処理は、固体成分の実質的な熱分解を引き起こさずに、フォトレジスト中の残留溶剤濃度を低下させるために選択される。一般に、溶剤濃度とこの最初の温度は最小化することが望まれる。処理(ベーク処理)は、実質的に全ての溶剤が蒸発し、2分の1ミクロン(マイクロメータ)オーダーの厚さのフォトレジスト組成物の薄い塗膜が基材上に残るまで行われる。好ましい実施形態例の一つでは、温度は約95℃〜約120℃である。この処理は溶剤除去速度の変化が相対的に小さくなるまで行われる。膜厚、温度、および時間の選択は、使用者が所望するフォトレジスト特性、ならびに使用装置、および商業的に所望されるコーティング時間に依存する。次に、被覆された基材を、例えば波長約100nm(ナノメートル)〜約300nmの紫外線、X線、電子ビーム、イオンビームまたはレーザー放射線などの化学線を用いて、適切なマスク、ネガ、ステンシル、テンプレートなどの使用によって形成されるあらゆる所望のパターンで、像様露光することができる。
次に、フォトレジストに、現像前に、露光後の2度目のベーク処理または熱処理を施す。加熱温度は約90℃〜約150℃、より好ましくは約100℃〜約130℃の範囲であることができる。加熱は、ホットプレート上で約30秒間〜約2分間、より好ましくは約60秒間〜約90秒間、または対流オーブン内で約30〜約45分間行うことができる。
フォトレジストで被覆されそして露光された基材は、現像液中に浸漬するかまたはスプレー現像法によって現像して、像様露光された領域を除去する。溶液は、好ましくは例えば窒素噴出撹拌によって撹拌される。基材は、露光した領域から全てのまたは実質的に全てのフォトレジスト塗膜が溶解するまで現像液に曝しておく。現像液としては、アンモニウム水酸化物類またはアルカリ金属水酸化物の水溶液などが挙げられる。好ましい現像液の一つは、水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液である。被覆されたウエハを現像液から取り出した後、任意の現像後熱処理またはベーク処理を行って、塗膜の接着、並びに、エッチング条件およびその他の物質に対する耐薬品性を高めることができる。現像後の熱処理は、塗膜の軟化点より低い温度での塗膜及び基材のオーブンベーク処理、またはUV硬化処理を含んでなることができる。産業上の利用において、特にケイ素/二酸化ケイ素タイプの基材上で超小型回路ユニットの製造においては、現像された基材を緩衝されたフッ化水素酸ベースのエッチング溶液またはドライエッチングで処理することができる。フォトレジストの耐ドライエッチング性を高めるために、ドライエッチングに先だってフォトレジストを電子ビーム硬化で処理してもよい。
本発明は、更に、適当な基材をフォトレジスト組成物で被覆して、基材上にフォトイメージを生成することによって、半導体デバイスを製造する方法を提供する。本方法は、適当な基材をフォトレジスト組成物で被覆するステップと、被覆された基材を実質的に全てのフォトレジスト溶剤が除去されるまで熱処理するステップと、上記組成物を像様露光するステップと、この組成物の像様露光した領域を適当な現像液で除去するステップを含む。
以下の例は、本発明を製造、使用する方法の例証である。しかし、これらの例は、本発明の範囲をどのようにも限定もしくは減縮することを意図したものではなく、本発明を実施するために排他的に利用しなくてはならない条件、パラメーターまたは値を教示するものと解釈するべきものではない。特に断りのない限り、全ての部および百分率は重量を基準とする。
実施例1:トリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネートの合成
12.56g(0.03mol)の5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホニルフロライド(Synquest)をフラスコの水中に投入し、過剰量のKOH(0.06mol、3.31g)を添加し、得られた混合物を、80℃で6時間、攪拌した。この反応混合物を室温まで冷却した後、トリフェニルスルホニウムブロマイド(0.03mol、10.14g)の1:2(v/v)のTHF/水の溶液を攪拌しながら1時間に渡って段階的に添加した。添加の後、反応混合物をさらに室温で3時間、攪拌した。その後、目的化合物であるトリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネートをジクロロメタンで抽出した。DI水で少なくとも3回戦場した。濃縮し、ジクロロメタンを蒸発させ、黄白色の液体を得た。ジクロロメタンに再度溶解し、ヘキサンで沈殿させた。収率は82%であり、融点(キャピラリー)は110〜112℃であった。
実施例2:ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム 5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネートの合成
9.93g(0.0233mol)の5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホニルフロライド(Synquest)をフラスコの水中に投入し、過剰量のKOH(0.0473mol、2.65g)を添加し、得られた混合物を、80℃で6時間、攪拌した。この反応混合物を室温まで冷却した後、ビス(t−ブチルフェニル)ヨードニウムアセテート(0.0233mol、10.56g)の5:1(v/v)のTHF/水の溶液を攪拌しながら1時間に渡って段階的に添加した。添加の後、反応混合物をさらに室温で3時間、攪拌した。その後、目的化合物であるビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネートを実施例1と同様に抽出した。収率は84%であり、融点(キャピラリー)は118〜122℃であった。
実施例3
0.6318gのポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート(EAdMA)/エチルシクロペンチルメタクリレート(ECPMA)/ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート(HAdA)/α−γ−ブチロラクトンメタクリレート(α−GBLMA);15/15/30/40)ポリマー、0.062g(143μmol/g)の実施例1で合成したトリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネート、0.0062gのN,N−ジイソプロピルアニリン(DIPA)(38.6%mol%)、および、0.0204gの10重量%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)界面活性剤溶液(フルオロ脂肪族ポリマー性エステル、セントポール、ミネソタ、(St.Paul Minnesota)の3M社製)を15.44gのメチル−2−ヒドロキシイソブチレート(MHIB)と3.61gのプロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)中に溶解させた。溶液は完全に溶けるまで混合し、0.2μmフィルタでフィルタ処理した。
実施例4
ケイ素基板上に、下地反射防止膜溶液(ニュージャージー州サマービルのAZエレクトロニック・マテリアルズUSA社(AZ Electronic Materials USA Corp.)から入手できるAZ(登録商標)EXP ArF−1、B.A.R.C.)をスピンコートし、225℃、90秒ベーク処理して、下地反射防止膜(B.A.R.C)で被覆されたケイ素基板を、製造した。B.A.R.C膜の厚さは87nmであった。実施例3のフォトレジスト溶液をB.A.R.C被覆ケイ素基板上に被覆した。スピン速度はフォトレジストの膜厚が130nmとなるように調整し、100℃、60秒でソフトベーク処理し、6%のハーフトーンマスクを使用してニコン社製306D 0.85NA、双極子照明(dipole illumination)に露光した。露光したウエハをさらに、露光の後、110℃、60秒でベーク処理し、2.38重量%テトラメチル水酸化アンモニウム水性溶液を使用して30秒間現像した。次に、ライン・アンド・スペースパターンをAMAT微小寸法走査電子顕微鏡(AMAT CD SEM)で観察した。70nmの密度微小寸法(denseCD)をプリントするための感光性は30mJであった。また、0.20nmより大きいDoFを有し、3σラインエッジラフネス(line edge roughness;LER)とラインウディスラフネス(line width roughness;LWR)は各々9および13nmであった。
実施例5
0.6208gのポリ(EAdMA/ECPMA/HAdA/α−GBLMA;15/15/30/40)ポリマー、0.0144g(30μmol/g)のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、実施例1で合成した0.0256g(60μmol/g)のトリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネート、0.0335g(47μmol/g)のビス[ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、0.0058gのDIPA、および、0.0204gの10重量%PGMEA界面活性剤溶液(フルオロ脂肪族ポリマー性エステル、セントポール、ミネソタ、(St.Paul Minnesota)の3M社製)を15.44gのMHIBと3.76gのPGME中に溶解させ、フォトレジスト溶液を得た。フォトレジスト溶液を0.2μmフィルタでフィルタ処理した。
実施例6
ケイ素基板上に、下地反射防止膜溶液(ニュージャージー州サマービルのAZエレクトロニック・マテリアルズUSA社(AZ Electronic Materials USA Corp.)から入手できるAZ(登録商標)EXP ArF−1、B.A.R.C.)をスピンコートし、225℃、90秒ベーク処理して、下地反射防止膜(B.A.R.C)で被覆されたケイ素基板を、製造した。B.A.R.C膜の厚さは87nmであった。実施例5のフォトレジスト溶液をB.A.R.C被覆ケイ素基板上に被覆した。スピン速度はフォトレジストの膜厚が130nmとなるように調整し、100℃、60秒でソフトベーク処理し、6%のハーフトーンマスクを使用してニコン社製306D 0.85NA、双極子照明(dipole illumination)に露光した。露光したウエハをさらに、露光の後、110℃、60秒でベーク処理し、2.38重量%テトラメチル水酸化アンモニウム水性溶液を使用して30秒間現像した。次に、ライン・アンド・スペースパターンを微小寸法走査電子顕微鏡(CD SEM)で観察した。70nmの密度微小寸法(denseCD)をプリントするための感光性は41mJであった。また、6%より大きいEL、0.25nmより大きいDoFを有し、3σLER/LWR)値は直線プロファイル(straight profile)で6.36/10.38nmであった。
実施例7
0.62gのポリ(EAdMA/ECPMA/アダマンチルメチルオキシメチルメタクリレート(AdOMMA)/HAdA/α−GBLMA;5/15/10/30/40)ポリマー、0.0144g(30μmol/g)のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、実施例1で合成した0.0256g(60μmol/g)のトリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネート、0.0335g(47μmol/g)のビス[ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、0.0058gのDIPA、および、0.0204gの10重量%PGMEA界面活性剤溶液(フルオロ脂肪族ポリマー性エステル、セントポール、ミネソタ、(St.Paul Minnesota)の3M社製)を15.44gのMHIBと3.76gのPGME中に溶解させた。フォトレジスト溶液を0.2μmフィルタでフィルタ処理した。
実施例8
ケイ素基板上に、下地反射防止膜溶液(ニュージャージー州サマービルのAZエレクトロニック・マテリアルズ(AZ Electronic Materials Corp.)から入手できるAZ(登録商標)EXP ArF−1、B.A.R.C.)をスピンコートし、225℃、90秒ベーク処理して、下地反射防止膜(B.A.R.C)で被覆されたケイ素基板を、製造した。B.A.R.C膜の厚さは87nmであった。実施例7のフォトレジスト溶液をB.A.R.C被覆ケイ素基板上に被覆した。スピン速度はフォトレジストの膜厚が130nmとなるように調整し、100℃、60秒でソフトベーク処理し、6%のハーフトーンマスクを使用してニコン社製306D 0.85NA、双極子照明(dipole illumination)に露光した。露光したウエハをさらに、露光の後、110℃、60秒でベーク処理し、2.38重量%テトラメチル水酸化アンモニウム水性溶液を使用して30秒間現像した。次に、ライン・アンド・スペースパターンを微小寸法走査電子顕微鏡(CD SEM)で観察した。70nmの密度微小寸法(denseCD)をプリントするための感光性は41mJであった。また、8%より大きいEL、250nmより大きいDoFを有し、3σLER/LWR)値は直線プロファイル(straight profile)で6.34/9.73nmであった。
実施例9
0.6156gのポリ(EAdMA/ECPMA/HAdA/α−GBLMA;15/15/30/40)ポリマー、0.0144g(30μmol/g)のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、0.0164g(30μmol/g)のビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、実施例2で合成した0.0472g(94μmol/g)のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、0.0065gのDIPA、および、0.0240gの10重量%PGMEA界面活性剤溶液(フルオロ脂肪族ポリマー性エステル、セントポール、ミネソタ、(St.Paul Minnesota)の3M社製)を15.44gのMHIBと3.76gのPGME中に溶解させ、フォトレジスト溶液を得た。フォトレジスト溶液を0.2μmフィルタでフィルタ処理した。
実施例10
ケイ素基板上に、下地反射防止膜溶液(ニュージャージー州サマービルのAZエレクトロニック・マテリアルズ(AZ Electronic Materials Corp.)から入手できるAZ(登録商標)EXP ArF−1、B.A.R.C.)をスピンコートし、225℃、90秒ベーク処理して、下地反射防止膜(B.A.R.C)で被覆されたケイ素基板を、製造した。B.A.R.C膜の厚さは87nmであった。実施例9のフォトレジスト溶液をB.A.R.C被覆ケイ素基板上に被覆した。スピン速度はフォトレジストの膜厚が130nmとなるように調整し、100℃、60秒でソフトベーク処理し、6%のハーフトーンマスクを使用してニコン社製306D 0.85NA、双極子照明(dipole illumination)に露光した。露光したウエハをさらに、露光の後、110℃、60秒でベーク処理し、2.38重量%テトラメチル水酸化アンモニウム水性溶液を使用して30秒間現像した。次に、ライン・アンド・スペースパターンを微小寸法走査電子顕微鏡(CD SEM)で観察した。70nmの密度微小寸法(denseCD)をプリントするための感光性は45mJであった。また、ELは6%であり、250nmより大きいDoFを有し、3σLER/LWR)値は直線プロファイル(straight profile)でおのおの7/11nmであった。
実施例11
実施例3、5、7、および、9を以下に示すポリマーの一つと置き換えて繰り返すことができ:
ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(t−ブチルノルボルネンカルボキシレート−co−無水マレイン酸−co−2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3,5−ジヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3,5−ジメチル−7−ヒドロキシアダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルアクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−エチルシクロペンチルアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマンタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(エチルシクロペンチルメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−イソブチルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−β−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−メタクリロイルオキシノルボルネンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート);ポリ(2−メチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−メタクリルオキシアダマタン−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−エチル−2−アダマンチル−co−メタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート−co−2−アダマンチルメタクリレート);ポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンメタクリレート);およびポリ(2−エチル−2−アダマンチルメタクリレート−co−3−ヒドロキシ−1−アダマンチルアクリレート−co−α−γ−ブチロラクトンアクリレート−co−トリシクロ[5,2,1,02,6]デカン−8−イルメタクリレート)、フォトレジスト溶液を形成できる。
これらから得られたフォトレジスト溶液は、実施例4、6、8、および、10で示した結果と同様の結果が得られると予測できる。
実施例12
実施例1のトリフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタフルオロスルホネート、および、実施例2のビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネートに代えて実施例11を以下のうちの一つで繰り返すこともできる:
ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、[(4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、(4−メチルフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、ビス(4−メチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、(4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、ビス(4−メトキシフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、4−ヒドロキシ−3,5−ジメチルジメチルフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、ビス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、(ベンゾイルテトラメチレンスルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、[ビス[2−メチル−アダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、[ビス[4−(3,5ジ−(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)−フェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、[ビス[4,4−ビス(トリフルオロ−メチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、または、[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート。
これらから得られたフォトレジスト溶液は、実施例4、6、8、および、10で示した結果と同様の結果が得られると予測できる。
さらに、式(Ai)Xi1の光酸発生剤は、2000年7月12日に出願された特許文献30、および、2006年2月16日に出願された特許文献31(特許文献32として公開)に記載されており、引例としてその内容が本願に組み込まれる。他の例は、2006年2月16日に出願された特許文献33、特許文献34〜38に記載されており、これらの内容は、引例として本願に組み込まれる。さらに、式AiXi2の光酸発生剤は、当業者に既知であり、例えば、特許文献39および40に記載されており、これらの内容は、引例として本願に組み込まれる。
発明の前記の記述は、本発明を示したものである。さらに今回の開示によっては、特定の実施形態例のみを示したものであり、上述したとおり、ここに示した発明の概念の範囲内であれば、上記の教示および/または関連の技術と知識に基づいて、本発明は他の組み合わせ、修飾、および他の条件でも実施可能であり、変形修飾も可能である。上記に示した実施形態例は、さらに、本発明を実施するにあたって最良の形態を示すことを意図したものであり、当業者が本実施形態例で本発明を利用し、又、本発明の特定の適用と使用のために必要な修飾が可能となることを意図したものである。さらに、本記述は本発明をここに開示したものに限定することを意図したものではない。また、添付した特許請求の範囲は、他の実施形態例を含むように解釈されることを意図したものである。

Claims (8)

  1. 深紫外線における画像形成に使用できるフォトレジスト組成物であって、
    a)酸に不安定な基を含むポリマー;および
    b)以下の群から選択される化合物を含む組成物:
    ジ(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ジ(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (4−オクチルオキシフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (4−メチルフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (4−t−ブチルフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (4−メトキシフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ジ(4−メトキシフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    トリフェニルスルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    (トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ビス[[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)−フェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    [ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ス(4−メチルフェニル)ヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    −ヒドロキシ−3,5−ジメチルフェニルスルホニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネート、
    ス(4−ヒドロキシフェニル)フェニルヨードニウム5−ヨードオクタフルオロ−3−オキサペンタンスルホネートおよび、これらの混合物。
  2. c)一つか二つ以上の付加的な光酸発生剤
    をさらに含む請求項に記載のフォトレジスト組成物。
  3. c)一つか二つ以上の付加的な光酸発生剤が
    ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムメタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフェニルスルホニウムエタンジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)メタンジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)メタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)メタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)メタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムエタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムメタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)ヨードニウムペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムエタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムメタンジスルホネート、ビス(4−オクチルオキシフェニル)フェニルスルホニウムペルフルオロメタンジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシ−フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロ−ベンゼン−スルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]エタンジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニル−スルホニウム]ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼン−スルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシ−フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]メタンジスルホネート、ビス[ビス[4−ペンタフルオロベンゼンスルホニルオキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)−フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)−ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]フェニルスルホニウム]エタンジスルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロ−メチル)−ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)−フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス[ビス[4−(3,5−ジ(トリフルオロメチル)ベンゼンスルホニルオキシ)フェニル]フェニルスルホニウム]メタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)エタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルヨードニウム)ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(トリフェニルスルホニウム)エタンジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(トリス(4−t−ブチルフェニル)スルホニウム)エタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニルジフェニルスルホニウム)エタンジスルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニル−スルホニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]エタンジスルホネート、ビス[ビス[2−メチル−アダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス[ビス[2−メチル−アダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]メタンジスルホネート、ビス[ビス[2−メチルアダマンチルアセチルオキシ−メトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロブタン−1,4−ジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ−[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシ−フェニル]フェニルスルホニウム]エタンジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]−ペルフルオロエタンジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシ−フェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロプロパン−1,3−ジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロ−メチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]−ペルフルオロプロパン−1−カルボキシレート−3−スルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロ−メチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロ−ブタン−1−カルボキシレート−4−スルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ−[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]メタンジスルホネート、ビス[ビス[4,4−ビス(トリフルオロメチル)−3−オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]−ノニルメトキシフェニル]フェニルスルホニウム]ペルフルオロメタンジスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムビス−ペルフルオロエタンスルホンイミド、ジフェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨードニウム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トリフルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネート、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、4−(1−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、2,4,6−トリメチルフェニルジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウムビス−(ペルフルオロエタンスルホニル)イミド、トルエンジフェニルスルホニウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニ
    ウム−(トリフルオロメチルペルフルオロブチルスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウムビス−(ペルフルオロブタンスルホニル)イミド、トリス−(tert−ブチルフェニル)スルホニウム−ビス−(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、および、これらの混合物からなる群から選択される、請求項に記載の組成物。
  4. b):c)の割合が、1:0.6〜1:1.3である請求項2又は3に記載の組成物。
  5. フォトレジスト画像形成方法であって、
    a)請求項1〜4のいずれか一つに記載の組成物により基材に塗膜を塗布する
    b)基材をベーク処理し、実質的に溶媒を除去する
    c)フォトレジスト塗膜に像様露光する
    d)任意に、露光後にフォトレジスト塗膜のベーク処理を行う、および、
    e)水性アルカリ溶液によりフォトレジスト塗膜を現像する
    ステップを含む方法。
  6. a)における組成物が、一つか二つ以上の付加的な光酸発生剤をさらに含む、請求項に記載の方法。
  7. フォトレジスト塗膜フィルムで被覆された基材であって、
    フォトレジスト塗膜フィルムが、請求項1〜4のいずれか一つに記載のフォトレジスト組成物から形成される基材。
  8. フォトレジスト塗膜フィルムで被覆された基材であって、
    フォトレジスト塗膜フィルムが、請求項2〜4のいずれか一つに記載のフォトレジスト組成物から形成される基材。
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