JP5675125B2 - 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法 - Google Patents

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Description

本発明は、活性光線または放射線の照射により反応して性質が変化する感活性光線性または感放射線性樹脂組成物及び該組成物を用いたパターン形成方法に関する。さらに詳しくはIC等の半導体製造工程、液晶、サーマルヘッド等の製造、ナノインプリント用モールド構造体の作成、さらにその他のフォトファブリケーション工程、平版印刷版、酸硬化性組成物に使用される感活性光線性または感放射線性樹脂組成物及び該組成物を用いたパターン形成方法に関する。
なお、本発明において「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。
化学増幅レジスト組成物は、遠紫外光等の放射線の照射により露光部に酸を生成させ、この酸を触媒とする反応によって、活性放射線の照射部と非照射部の現像液に対する溶解性を変化させ、パターンを基板上に形成させるパターン形成材料である。
KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分に使用するため、高感度、高解像度で、且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。
一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族基を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため、上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を有する樹脂を含有するArFエキシマレーザー用レジストが開発されてきている。
従来、光酸発生剤としてはトリフロロメタンスルホン酸やノナフロロブタンスルホン酸などのパーフロロアルカンスルホン酸を発生する化合物が用いられてきた。また、特定のスルホン酸を発生する化合物を含有する感光性組成物(例えば、特許文献1〜4参照)、及び特定のスルホン酸を発生する化合物及び酸の作用により分解しアルカリ現像液中での溶解性が増大する樹脂を含有する感光性組成物(例えば、特許文献5及び6参照)が提案されている。
また、電子線やX線、EUVの光源などを用いた場合には真空下で露光を行うため、溶剤などの低沸点化合物や高いエネルギーにより分解したレジスト材料が揮発し、露光装置を汚染するという、アウトガスの問題が深刻となってきている。近年、アウトガスの低減に関しては様々な研究が進められて来ており、トップコート層を設けて低分子化合物の揮発を抑制したり(例えば、特許文献7参照)、ポリマーの分解を抑制するラジカルトラップ剤を添加する(例えば、特許文献8参照)、など様々な試みが試されており、酸発生剤に関してもアウトガス低減の工夫が望まれている。
更に、アウトガスの低減のみならず、これら酸発生剤を改善することにより、感度、解像性、パターン形状、ラフネス特性及び経時安定性などの向上した感光性組成物の開発が望まれている。
特に、ラフネス特性及び解像性は、パターン寸法が小さいほど重大となってくる。そのため、X線、電子線やEUVによるリソグラフィーでは、数10nmの微細なパターン形成を目標としていることから、特に解像性及びラフネス特性に優れることが求められている。
特開2003−140332号公報 欧州特許出願公開第1270553号明細書 国際公開第02/042845号パンフレット 特開2005−266766号公報 特開2002−131897号公報 特開2002−214774号公報 欧州特許第1480078号明細書 米国特許第6680157号明細書
本発明は、感度、解像性、ラフネス特性、パターン形状、経時安定性及びアウトガス特性に優れた感活性光線性または感放射線性樹脂組成物及び該組成物を用いたパターン形成方法を提供することを目的とする。
上記課題は、拡散性が抑制された強酸を発生する新規な化合物を用いることにより解決される。
すなわち、上記課題は、例えば下記により解決される。
(1) 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005675125
式中、
1は、置換基を有していてもよいアルキレン基を表す。
は、2価の連結基を表す。
は、置換基を有していてもよい、炭素原子数15以上の有機基を表す。
Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
(2) 一般式(I)において、Wが置換基を有していてもよい、炭素原子数20以上の有機基であることを特徴とする(1)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(3) 一般式(I)において、W1が少なくとも一つのフッ素原子を含むアルキレン基であることを特徴とする(1)または(2)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(4) 一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(I−1)で表される化合物であることを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005675125
式中、
Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭化水素基を表し、nは1以上の整数を表す。
Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
Lは、2価の連結基を表し、yは0以上の整数を表す。但し、−(L)y−は−SO2−O−であることはない。
x、yおよびnがそれぞれ2以上の時、Rf−C−Rf、LおよびA−Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
(5) 一般式(I−1)において、Bが炭素原子数3以上の炭化水素基である、(4)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(6) 一般式(I−1)において、Bが3級若しくは4級炭素原子を含む、炭素原子数3以上の炭化水素基である(4)または(5)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(7) 一般式(I−1)において、Bが炭素原子数3以上の環状炭化水素基である(4)〜(6)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(8) 一般式(I−1)において、nが2以上の整数である(4)〜(7)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(9) 一般式(I−1)において、nが3以上の整数である(4)〜(8)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(10) 一般式(I)で表される化合物が、下記一般式(I−2)で表される化合物であることを特徴とする(1)または(2)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005675125
式中、
Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭化水素基を表し、nは1以上の整数を表す。
Zは水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
xおよびnがそれぞれ2以上の時、Rf−C−RfおよびA−Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
(11) 一般式(I−2)において、Bが炭素原子数3以上の環状炭化水素基である(10)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(12) 一般式(I-2)において、nが2以上の整数である(10)または(11)に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(13) 一般式(I-2)において、nが3以上の整数である(10)〜(12)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
(14) 更に、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂を含有することを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の感活性光線または感放射線性樹脂組成物。
(15) 更に、アルカリ現像液に可溶な樹脂、及び、酸の作用により、該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤を含有することを特徴とする(1)〜(13)のいずれかに記載の感活性光線または感放射線性樹脂組成物。
(16) (1)〜(15)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。
(17) (1)〜(15)のいずれかに記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて膜を形成すること、得られた膜を露光すること、及び露光した膜を現像すること、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
(18) 前記露光がX線、電子線またはEUVを用いて行われることを特徴とする(17)に記載のパターン形成方法。
本発明により、感度、解像性、ラフネス特性、パターン形状、経時安定性及びアウトガス特性に優れた感活性光線性または感放射線性樹脂組成物及び該組成物を用いたパターン形成方法を提供することが可能となった。
以下、本発明について詳細に説明する。
尚、本明細書に於ける基(原子団)の表記に於いて、置換及び無置換を記していない表記は置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含するものである。例えば「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含するものである。
本発明は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に有用な活性光線又は放射線の照射により、上記一般式(I)で表される新規な酸を発生する化合物(酸発生剤)(以下、「酸発生剤(A1)」ともいう)を見出したことに基づくものである。
酸発生剤(A1)を含有する感光性組成物としては、ポジ型及びネガ型感活性光線性または感放射線性樹脂組成物のいずれであってもよい。
本発明のポジ型感活性光線性または感放射線性樹脂組成物(より好ましくはポジ型レジスト組成物)は、酸発生剤(A1)及び、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂(B)を含有し得る。
本発明のネガ型感活性光線性または感放射線性樹脂組成物(より好ましくはネガ型レジスト組成物)は、酸発生剤(A1)、アルカリ現像液に可溶な樹脂(C)及び、酸の作用により、該アルカリ現像液に可溶な樹脂(C)と架橋する酸架橋剤(D)を含有し得る。
〔1〕活性光線又は放射線の照射により一般式(I)で表される酸を発生する化合物
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物に含有される酸発生剤(A1)は、活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I)で表される酸を発生する。
Figure 0005675125
式中、
1は、置換基を有していてもよいアルキレン基を表す。
は、2価の連結基を表す。
は、置換基を有していてもよい、炭素数15以上の有機基を表す。
Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
1は、好ましくは少なくとも一つのフッ素原子を含むアルキレン基であり、より好ましくは下式で表されるフッ化アルキレン基である。
Figure 0005675125
式中、Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。xが2以上の時、括弧内のRf−C−Rfは、それぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Rfとして、好ましくはフッ素原子、CF、C、C、C、C11、C13、C15、C17、CHCF、CHCHCF、CH、CHCH、CH、CHCH、CH又はCHCH等が挙げられる。中でもフッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましく、フッ素原子又はCFがより好ましく、フッ素原子が最も好ましい。xは1〜8が好ましく、1〜4がより好ましい。
は、2価の連結基であり、一態様において、少なくとも1つの酸素原子を含む。
は、好ましくは下式で表される2価の連結基である。
Figure 0005675125
式中、
Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
Gにより表されるアルキレン基及びシクロアルキレン基は、好ましくは炭素数1〜20、より好ましくは炭素数1〜10の直鎖、分岐鎖または環状のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、1,4−シクロヘキシレン基)であり、炭素に結合している水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。また、エーテル酸素を含んでいてもよい。
Gにより表されるアリーレン基は、好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、フェニレン、ナフチレン)であり、炭素に結合している水素原子の一部または全部がフッ素原子で置換されていてもよい。これらのアルキレン基、シクロアルキレン基およびアリーレン基は、単独で用いてもよいし、これらを複数組み合わせて用いてもよい。この際、これらのアルキレン基、シクロアルキレン基およびアリーレン基は、酸素原子を介して組み合わせることもできる。
Lは、2価の連結基を表し、yは0以上の整数を表す。
2価の連結基としては、例えば、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−SO−、−SO−、−NH−、アルキレン基、シクロアルキレン基及びアルケニレン基が挙げられる。中でも、−COO−、−OCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−SO−が好ましく、−COO−、−OCO−、−SO−又は−SO−、がより好ましい。
yは好ましくは、0〜4の整数であり、より好ましくは、0〜2の整数である。yが2以上の時、括弧内のLはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
−G−(L)y−により表される2価の連結基は、一態様において、少なくとも1つの酸素原子を含む。
により表される有機基としては、置換基を有していてもよい、炭素原子数15以上の脂肪族基又は芳香族基が挙げられ、脂肪族基及び芳香族基はヘテロ原子を含んでいてもよい。
は、好ましくは下式で表される炭素数15以上の芳香族環である。
Figure 0005675125
Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。nは、1以上の整数を表す。
Arにより表される芳香族環としては、炭素数6〜30の芳香族環が好ましく、ヘテロ原子を含んでいてもよい。具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、ペンタレン環、インデン環、アズレン環、ヘプタレン環、インデセン環、ペリレン環、ペンタセン環、アセナフタレン環、フェナントレン環、アントラセン環、ナフタセン環、クリセン環、トリフェニレン環、フルオレン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、フェナジン環等が挙げられる。中でも、ラフネス改良と高感度化の両立の観点から、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。
Aは、単結合、または2価の連結基を表す。Aで表される2価の連結基の好ましい例としては、アルキレン基、−O−、−S−、−C(=O)−、−S(=O)―、−S(=O)−、及び−OS(=O)−から選択されるいずれか、あるいは2以上の組み合わせを挙げることができる。
Aとしては、解像性、ラフネスの観点から原子数が少ないことが好ましい。Aは、単結合、−O−、−CO−又は−S−が好ましく、単結合であることが特に好ましい。
Bは、炭化水素基を表し、置換基を有していてもよい。Bは、好ましくは炭素原子数1〜30の、より好ましくは炭素原子数3〜30の炭化水素基を表す。Bは、更に好ましくは、3級若しくは4級炭素原子を含む、炭素原子数が3〜30の炭化水素基を有する基を表す。
nが2以上のとき、それぞれの−(A−B)基は同一でも異なっていてもよい。
Bとしての炭化水素基は、脂肪族基であってもよく、芳香族基であってもよい。好ましくは、脂肪族基であり、この脂肪族基は、非環式炭化水素基であってもよく、環状脂肪族基であってもよい。
3級若しくは4級炭素原子を含む、炭素原子数が3〜30の非環式炭化水素基としては、イソプロピル基、t―ブチル基、t―ペンチル基、ネオペンチル基、s−ブチル基、イソブチル基、イソヘキシル基、3,3−ジメチルペンチル基、2−エチルヘキシル基等が挙げられる。非環式炭化水素基として、より好ましくは炭素原子数が5〜20のものである。非環式炭化水素基は置換基を有していてもよい。
炭素原子数が3〜30の環状脂肪族基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基、アダマンチル基、ノルボルニル基、ボルニル基、カンフェニル基、デカヒドロナフチル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロデカニル基、カンホロイル基、ジシクロヘキシル基、ピネニル基等が挙げられる。環状脂肪族基として、より好ましくは炭素原子数が5〜20のものである。環状脂肪族基は置換基を有していてもよい。
上記非環式炭化水素基又は環状脂肪族基が置換基を有している場合、その置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基;メトキシ基、エトキシ基、tert−ブトキシ基等のアルコキシ基;フェノキシ基、p−トリルオキシ基等のアリールオキシ基;メチルチオキシ基、エチルチオキシ基、tert−ブチルチオキシ基等のアルキルチオキシ基;フェニルチオキシ基、p−トリルチオキシ基等のアリールチオオキシ基;メトキシカルボニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル基等のアリールオキシカルボニル基;アセトキシ基;メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘプチル基、ヘキシル基、ドデシル基、2―エチルヘキシル基等の直鎖アルキル基、及び分岐アルキル基;シクロヘキシル基等の環状アルキル基;ビニル基、プロペニル基、ヘキセニル基等のアルケニル基;アセチレン基、プロピニル基、ヘキシニル基等のアルキニル基;フェニル基、トリル基等のアリール基;ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホン酸基、カルボニル基等が挙げられる。中でも、ラフネス改良と高感度化の両立の観点から、直鎖アルキル基、及び分岐アルキル基が好ましい。
このような環状脂肪族基又は非環式炭化水素基を有する基の具体例としては以下のものが挙げられる。なお、式中の*はA(Aが単結合の場合はAr)との結合部位を表す。
Figure 0005675125
上記の中でも下記構造がより好ましい。
Figure 0005675125
Bにより表される3級若しくは4級炭素原子を含む、炭素原子数が4以上の炭化水素基を有する基としては、環状脂肪族基が、解像性、ラフネスの観点より好ましい。上記環状脂肪族基の中でも、ラフネス改良の観点から、シクロアルキル基、アダマンチル基、ノルボルニル基が好ましく、シクロアルキル基がより好ましく、シクロアルキル基の中でもシクロヘキシル基が最も好ましい。
nは1以上の整数を表し、ラフネス改良の観点から、2以上5以下が好ましく、2以上4以下がより好ましく、n=3が最も好ましい。
−(A−B)基は、ラフネス改良の観点からLの置換位置に対して少なくとも1つのo位を置換していることが好ましく、2つのo位を置換していることがより好ましい。
また、Arにより表される芳香族環は−(A−B)基以外に更に置換基を有していてもよい。
好ましい置換基の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホン酸基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ホルミル基、アミド基、ホルミルアミノ基等が挙げられる。
Zがフルオロアルキルスルホンアミド基の場合、一般式(I)は、一態様において下記一般式(I’)で表される。
Figure 0005675125
式中、Rは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。Rは、好ましくはパーフルオロアルキル基であり、より好ましくはCF、C、C、C、C11である。
一般式(I)で表される酸の好ましい態様としては、下記一般式(I−1)または一般式(I−2)で表されるものが挙げられる。
Figure 0005675125
式中、Z,Rf,G,L,Ar,A,B,x,yおよびnは、以下に述べること以外は上記で述べたものと同義を表す。
すなわち、一般式(I−1)において、−(L)y−は−SO2−O−であることはない。また、一般式(I−2)において、A(Aが単結合の場合はAr)に結合するBの炭素原子は4級であることはない。
活性光線または放射線の照射により、一般式(I−1)で表される酸を発生する化合物(A1)は、一態様において、下記一般式(II−1)または(II'−1)で表される。
Figure 0005675125
式中、Rは一般式(I’)で述べたものと同義を表す。また、Rf,G,L,Ar,A,B,x,yおよびnは、一般式(I−1)で説明したものと同義を表す。
+は、有機オニウムイオンを表す。
また、活性光線または放射線の照射により、一般式(I−2)で表される酸を発生する化合物(A1)は、一態様において、下記一般式(II−2)または(II’−2)で表される。
Figure 0005675125
式中、Rは一般式(I’)で述べたものと同義を表す。また、Rf,G,L,Ar,A,B,x,yおよびnは、一般式(I−2)で説明したものと同義を表す。
+は、有機オニウムイオンを表す。
一般式(II−1)、(II’−1)、(II−2)及び(II’−2)において、Mにより表わされる有機オニウムイオンは、一態様において、下記一般式(ZI)及び(ZII)で表されるオニウムイオンである。
Figure 0005675125
上記一般式(ZI)において、R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、例えば1〜30であり、好ましくは1〜20である。
201〜R203のうち2つは、単結合又は連結基を介して互いに結合して、環構造を形成してもよい。この場合の連結基としては、例えば、エーテル結合、チオエーテル結合、エステル結合、アミド結合、カルボニル基、メチレン基及びエチレン基が挙げられる。R201〜R203のうちの2つが結合して形成する基としては、例えば、ブチレン基及びペンチレン基等のアルキレン基が挙げられる。
201、R202及びR203の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)又は(ZI−3)における対応する基が挙げられる。
光酸発生剤(A1)としては、一般式(ZI)により表される構造を複数有する化合物を使用してもよい。例えば、一般式(ZI)により表されるカチオンのR201〜R203の少なくとも1つが、一般式(ZI)により表されるもう1つのカチオンのR201〜R203の少なくとも1つと結合した構造を有する化合物であってもよい。
更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明するカチオン(ZI−1)〜(ZI−3)を挙げることができる。
カチオン(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基であるアリールスルホニウムカチオンである。
カチオン(ZI−1)は、R201〜R203の全てがアリール基であってもよく、R201〜R203の一部がアリール基であり、それら以外がアルキル基であってもよい。なお、化合物(ZI−1)が複数のアリール基を有する場合、これらアリール基は互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
カチオン(ZI−1)としては、例えば、トリアリールスルホニウムイオン、ジアリールアルキルスルホニウムイオン及びアリールジアルキルスルホニウムイオンが挙げられる。
カチオン(ZI−1)におけるアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、又は、インドール残基及びピロール残基等のヘテロアリール基が好ましく、フェニル基、ナフチル基又はインドール残基が特に好ましい。
カチオン(ZI−1)が必要に応じて有しているアルキル基としては、炭素数1〜15の直鎖、分岐鎖又はシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。
これらアリール基及びアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基及びフェニルチオ基が挙げられる。
好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基、及び、炭素数1〜12の直鎖、分岐鎖又は環状のアルコキシ基が挙げられる。特に好ましい置換基としては、炭素数1〜6のアルキル基及び炭素数1〜6のアルコキシ基が挙げられる。置換基は、3つのR201〜R203のうちの何れか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がフェニル基の場合には、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
また、R201、R202及びR203のうち1つ又は2つが、置換基を有していてもよいアリール基であり、残りの基が直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基である態様も好ましい。この構造の具体例としては、特開2004−210670号公報の段落0141〜0153に記載の構造が挙げられる。
このとき、上記アリール基としては、具体的には、R201、R202及びR203としてのアリール基と同様であり、フェニル基又はナフチル基が好ましい。また、アリール基は、水酸基、アルコキシ基又はアルキル基の何れかを置換基として有することが好ましい。置換基としより好ましくは、炭素数1〜12のアルコキシ基であり、更に好ましくは、炭素数1〜6のアルコキシ基である。
上記の残りの基としての直鎖、分岐鎖又は環状のアルキル基は、好ましくは炭素数1〜6のアルキル基である。これら基は、更に置換基を有していてもよい。また、上記の残りの基が2つ存在する場合、これら2つが互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
カチオン(ZI−1)の一態様として、以下の一般式(ZI−1A)により表されるものが挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(ZI−1A)中、
13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基又はアルコキシカルボニル基または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
14は、複数存在する場合は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニル基、シクロアルキルスルホニル基または単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
15は、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基又はナフチル基を表す。2つのR15は、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜8の整数を表す。
13、R14又はR15のアルキル基は、直鎖アルキル基であってもよく、分岐鎖アルキル基であってもよい。このアルキル基としては、炭素数1〜10のものが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、ネオペンチル基、n−ヘキシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、2−エチルヘキシル基、n−ノニル基及びn−デシル基が挙げられる。これらのうち、メチル基、エチル基、n−ブチル基及びt−ブチル基が特に好ましい。
13、R14又はR15のシクロアルキル基としては、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロへプチル、シクロオクチル、シクロドデカニル、シクロベンテニル、シクロヘキセニル、ノルボルニル、トリシクロデカニル、テトラシクロデカニル、アダマンチル及びシクロオクタジエニル基が挙げられる。これらのうち、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル及びシクロオクチル基が特に好ましい。
13又はR14のアルコキシ基のアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のアルキル基として列挙したものが挙げられる。このアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基及びn−ブトキシ基が特に好ましい。
13のシクロアルキルオキシ基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のシクロアルキル基として列挙したものが挙げられる。このシクロアルキルオキシ基としては、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基が特に好ましい。
13のアルコキシカルボニル基のアルコキシ基部分としては、例えば、先にR13又はR14のアルコキシ基として列挙したものが挙げられる。このアルコキシカルボニル基としては、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基及びn−ブトキシカルボニル基が特に好ましい。
14のアルキルスルホニル基のアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のアルキル基として列挙したものが挙げられる。また、R14のシクロアルキルスルホニル基のシクロアルキル基部分としては、例えば、先にR13、R14又はR15のシクロアルキル基として列挙したものが挙げられる。これらアルキルスルホニル基又はシクロアルキルスルホニル基としては、メタンスルホニル基、エタンスルホニル基、n−プロパンスルホニル基、n−ブタンスルホニル基、シクロペンタンスルホニル基及びシクロヘキサンスルホニル基が特に好ましい。
13及びR14の単環もしくは多環のシクロアルキル骨格を有する基としては、例えば、単環もしくは多環のシクロアルキルオキシ基、及び、単環もしくは多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基が挙げられる。これら基は、置換基を更に有していてもよい。
lは、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。rは、好ましくは0〜2である。
13、R14及びR15の各基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、フッ素原子等のハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、シクロアルキルオキシ基、アルコキシアルキル基、シクロアルキルオキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、シクロアルキルオキシカルボニル基、アルコキシカルボニルオキシ基、及びシクロアルキルオキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
アルコキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチルプロポキシ基、1−メチルプロポキシ基及びt−ブトキシ基等の炭素数1〜20のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等の炭素数3〜20のものが挙げられる。
アルコキシアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシアルキル基としては、例えば、メトキシメチル基、エトキシメチル基、1−メトキシエチル基、2−メトキシエチル基、1−エトキシエチル基及び2−エトキシエチル基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。 シクロアルキルオキシアルキル基としては、例えば、シクロヘキシルオキシメチル基、シクロペンチルオキシメチル基及びシクロヘキシルオキシエチル基等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
アルコキシカルボニル基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニル基としては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシカルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基及びt−ブトキシカルボニル基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシカルボニル基としては、例えば、シクロペンチルオキシカルボニル基及びシクロヘキシルオキシカルボニル等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
アルコキシカルボニルオキシ基は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このアルコキシカルボニルオキシ基としては、例えば、メトキシカルボニルオキシ基、エトキシカルボニルオキシ基、n−プロポキシカルボニルオキシ基、i−プロポキシカルボニルオキシ基、n−ブトキシカルボニルオキシ基及びt−ブトキシカルボニルオキシ基等の炭素数2〜21のものが挙げられる。
シクロアルキルオキシカルボニルオキシ基としては、例えば、シクロペンチルオキシカルボニルオキシ基及びシクロヘキシルオキシカルボニルオキシ基等の炭素数4〜21のものが挙げられる。
2つのR15が互いに結合して形成し得る環構造としては、一般式(ZI−1A)中のS原子と共に、5員環又は6員環、特に好ましくは5員環(即ち、テトラヒドロチオフェン環)を形成する構造が好ましい。
この環構造は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、例えば、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキシカルボニル基、及びアルコキシカルボニルオキシ基が挙げられる。
15としては、メチル基、エチル基、及び2つのR15が互いに結合して硫黄原子と共にテトラヒドロチオフェン環構造を形成する2価の基が特に好ましい。
13のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基及びアルコキシカルボニル基、R14のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基及びシクロアルキルスルホニル基は、置換基を更に有していてもよい。この置換基としては、ヒドロキシ基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、及びハロゲン原子(特にフッ素原子)が好ましい。
以下に、一般式(ZI−1A)により表されるカチオンの好ましい具体例を示す。
Figure 0005675125
また、カチオン(ZI−1)の他の態様として、以下の一般式(ZI−1B)により表されるものが挙げられる。一般式(ZI−1B)により表されるカチオンは、アウトガスの抑制に有効である。
Figure 0005675125
一般式(ZI−1B)中、
1〜R13は、各々独立に、水素原子又は置換基を表す。R1〜R13のうち少なくとも1つは、アルコール性水酸基を含む置換基であることが好ましい。なお、ここで「アルコール性水酸基」とは、アルキル基の炭素原子に結合した水酸基を意味している。
Xは、単結合又は2価の連結基である。
1〜R13がアルコール性水酸基を含む置換基である場合、R1〜R13は−(W−Y)により表される基であることが好ましい。ここで、Yは水酸基で置換されたアルキル基であり、Wは単結合または2価の連結基である。
Yにより表されるアルキル基の好ましい例としては、エチル基、プロピル基及びイソプロピル基が挙げられる。Yは、特に好ましくは、−CH2CH2OHにより表される構造を含んでいる。
Wにより表される2価の連結基としては、特に制限は無いが、好ましくは単結合、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アルキルスルホニル基、アシル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基における任意の水素原子を単結合で置き換えた2価の基であり、更に好ましくは、単結合、アシルオキシ基、アルキルスルホニル基、アシル基又はアルコキシカルボニル基における任意の水素原子を単結合で置き換えた2価の基である。
1〜R13がアルコール性水酸基を含む置換基である場合、含まれる炭素数は、好ましくは2〜10であり、更に好ましくは2〜6であり、特に好ましくは2〜4である。
1〜R13としてのアルコール性水酸基を含む置換基は、アルコール性水酸基を2つ以上有していてもよい。R1〜R13としてのアルコール性水酸基を含む置換基の有するアルコール性水酸基の数は、1〜6であり、好ましくは1〜3であり、更に好ましくは1である。
一般式(ZI−1B)により表される化合物の有するアルコール性水酸基の数は、R1〜R13すべて合わせて1〜10であり、好ましくは1〜6であり、更に好ましくは1〜3である。
1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13としての置換基としては、例えば、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、複素環基、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、複素環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アミノ基(アニリノ基を含む)、アンモニオ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、複素環チオ基、スルファモイル基、スルホ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、アリール及び複素環アゾ基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、ホスホノ基、シリル基、ヒドラジノ基、ウレイド基、ボロン酸基〔−B(OH)2〕、ホスファト基〔−OPO(OH)2〕、スルファト基(−OSO3H)、並びに、他の公知の置換基が挙げられる。
1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アルキニル基、アリール基、シアノ基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、シリル基又はウレイド基である。
1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、更に好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、シアノ基、アルコキシ基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、アルキルチオ基、スルファモイル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アルコキシカルボニル基又はカルバモイル基である。
1〜R13がアルコール性水酸基を含有しない場合、R1〜R13は、特に好ましくは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルコキシ基である。
1〜R13のうちの隣接する2つが互いに結合して、環構造を形成してもよい。この環構造には、芳香族及び非芳香族の炭化水素環並びに複素環が含まれる。これら環構造は、更に組み合わされて、縮合環を形成していてもよい。
一般式(ZI−1B)において、好ましくは、R1〜R13のうち少なくとも1つがアルコール性水酸基を含んだ構造を有しており、更に好ましくは、R9〜R13のうち少なくとも1つがアルコール性水酸基を含んだ構造を有している。
Xは、上述したように、単結合又は2価の連結基を表している。この2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、カルボニルオキシ基、カルボニルアミノ基、スルホニルアミド基、エーテル基、チオエーテル基、アミノ基、ジスルフィド基、アシル基、アルキルスルホニル基、−CH=CH−、アミノカルボニルアミノ基及びアミノスルホニルアミノ基が挙げられる。
この2価の連結基は、置換基を有していてもよい。これらの置換基としては、例えば、先にR1〜R13について列挙したのと同様のものが挙げられる。
Xは、好ましくは、単結合、アルキレン基、アリーレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミノ基、−CH=CH−、アミノカルボニルアミノ基及びアミノスルホニルアミノ基等の電子求引性を持たない結合又は基である。Zは、更に好ましくは、単結合、エーテル基又はチオエーテル基であり、特に好ましくは、単結合である。
次に、カチオン(ZI−2)について説明する。
カチオン(ZI−2)は、式(ZI)におけるR201〜R203が、各々独立に、芳香環を含有しない有機基を表す場合のカチオンである。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含有する芳香族環も包含するものである。
201〜R203としての芳香環を含有しない有機基は、炭素数が例えば1〜30であり、好ましくは1〜20である。
201〜R203は、各々独立に、アルキル基、2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、アリル基、ビニル基であることが好ましい。更に好ましくは、直鎖、分岐鎖若しくは環状の2−オキソアルキル基又はアルコキシカルボニルメチル基であり、特に好ましくは、直鎖又は分岐鎖の2−オキソアルキル基である。
201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐鎖及び環状の何れであってもよく、好ましい例としては、炭素数1〜10の直鎖又は分岐鎖アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基又はペンチル基)及び炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基又はノルボニル基)が挙げられる。
201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐鎖及び環状の何れであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基の2位に>C=Oを有する基が挙げられる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基の好ましい例としては、炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)が挙げられる。
201〜R203は、例えば、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1〜5)、水酸基、シアノ基及び/又はニトロ基によって更に置換されていてもよい。
201〜R203のうち2つが互いに結合して、環構造を形成していてもよい。この環構造は、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合及び/又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、例えば、アルキレン基(例えば、ブチレン基又はペンチレン基)が挙げられる。
次いで、カチオン(ZI−3)について説明する。
カチオン(ZI−3)とは、以下の一般式(ZI−3)により表されるカチオンであり、フェナシルスルフォニウム塩構造を有するカチオンである。
Figure 0005675125
式中、R1c〜R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、フェニルチオ基、又はハロゲン原子を表す。アルキル基及びアルコキシ基の炭素数は、1〜6が好ましく、シクロアルキル機の炭素数は、5〜12が好ましい。
6c及びR7cは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアリール基を表す。アルキル基の炭素数は、1〜6が好ましい。アリール基としては、好ましくは炭素数5〜15であり、例えば、フェニル基、ナフチル基を挙げることができる。
及びRは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。これら原子団の炭素数は、1〜6が好ましい。
1c〜R7cの何れか2つ以上が互いに結合して、環構造を形成していてもよい。また、RxとRyとが結合して、環構造を形成していてもよい。これらの環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合及び/又はアミド結合を含んでいてもよい。
また、特に、R6cとR7cとが結合して環を形成する場合に、R6cとR7cとが結合して形成する基としては、炭素数2〜10のアルキレン基が好ましい。
カチオン(ZI−3)の具体例としては、特開2004−233661号公報の段落0046及び0047、又は、特開2003−35948号公報の段落0040〜0046に例示されている化合物に記載されているカチオンが挙げられる。
次に、一般式(ZII)について説明する。
一般式(ZII)中、R204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。これらアリール基、アルキル基及びシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
204及びR205としてのアリール基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−1)におけるR201〜R203について列挙したのと同様の基が挙げられる。
204及びR205としてのアルキル基及びシクロアルキル基の好ましい例としては、先に化合物(ZI−2)におけるR201〜R203について列挙した直鎖、分岐鎖又はシクロアルキル基が挙げられる。
活性光線または放射線の照射により、一般式(I)で表される酸を発生する化合物(A1)の好ましい具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
酸発生剤(A1)は、単独で使用しても、複数を組み合わせて使用してもよい。
酸発生剤(A1)の含有率は、本発明の組成物の全固形分を基準として、好ましくは0.1〜50質量%であり、より好ましくは0.5〜40質量%、更に好ましくは1〜30質量%である。
〔その他の光酸発生剤〕
本発明においては、酸発生剤(A1)と共に、他の酸発生剤を併用してもよい。そのような併用可能な酸発生剤(以下において、「酸発生剤(A2)」などという。)としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。例えば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
〔2〕酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂
本発明のポジ型感活性光線性または感放射線性樹脂は、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂(B)を含んでいてもよい。この樹脂(B)は、典型的には、酸の作用により分解し、アルカリ可溶性基を生じる基(以下、酸分解性基ともいう)を備えている。この樹脂は、酸分解性基を、樹脂の主鎖及び側鎖の一方に備えていてもよく、これらの両方に備えていてもよい。この樹脂は、酸分解性基を、側鎖に備えていることが好ましい。
酸分解性基としては、−COOH基及び−OH基等のアルカリ可溶性基の水素原子を、酸の作用により脱離する基で置換した基が好ましい。酸の作用により脱離する基としては、アセタール基又は3級エステル基が特に好ましい。
これら酸分解性基が側鎖として結合する場合の母体樹脂は、例えば、側鎖に−OH又は−COOH基を有するアルカリ可溶性樹脂が挙げられる。このようなアルカリ可溶性樹脂の例としては、後述するものが挙げられる。
これらアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)で測定(23℃)して、17nm/秒以上が好ましい。この速度は、特に好ましくは、33nm/秒以上である。
このような観点から、特に好ましいアルカリ可溶性樹脂としては、o−、m−及びp−ポリ(ヒドロキシスチレン)並びにこれらの共重合体、水素化ポリ(ヒドロキシスチレン)、ハロゲン又はアルキル置換ポリ(ヒドロキシスチレン)、ポリ(ヒドロキシスチレン)の一部O−アルキル化物又はO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体及び水素化ノボラック樹脂等のヒドロキシスチレン構造単位を含んだ樹脂;並びに、(メタ)アクリル酸及びノルボルネンカルボン酸等のカルボキシル基を有する繰り返し単位を含んだ樹脂が挙げられる。
好ましい酸分解性基を有する繰り返し単位としては、例えば、t−ブトキシカルボニルオキシスチレン、1−アルコキシエトキシスチレン及び(メタ)アクリル酸3級アルキルエステルが挙げられる。この繰り返し単位としては、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又はジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートがより好ましい。
酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂は、欧州特許254853号明細書、特開平2−25850号公報、同3−223860号公報及び同4−251259号公報等に開示されているように、例えば、樹脂に酸の作用により脱離する基の前駆体を反応させるか、又は、酸の作用により脱離する基の結合したアルカリ可溶性樹脂モノマーを種々のモノマーと共重合させることにより得られる。
本発明の組成物に、KrFエキシマレーザー光、電子線、X線又は波長50nm以下の高エネルギー光線(例えば、EUV)を照射する場合には、この樹脂は、ヒドロキシスチレン繰り返し単位を有することが好ましい。更に好ましくは、この樹脂は、ヒドロキシスチレンと酸の作用により脱離する基で保護されたヒドロキシスチレンとの共重合体、又は、ヒドロキシスチレンと(メタ)アクリル酸3級アルキルエステルとの共重合体である。
このような樹脂としては、具体的には、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。
Figure 0005675125
式中、R01、R02及びR03は、各々独立に、例えば、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。Arは、例えば、芳香環基を表す。なお、R03とArとがアルキレン基であり、両者が互いに結合することにより、−C−C−鎖と共に、5員又は6員環を形成していてもよい。
n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
nは、1〜4の整数を表し、1〜2が好ましく、1がより好ましい。
01〜R03としてのアルキル基は、例えば、炭素数20以下のアルキル基であり、好ましくは、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、sec−ブチル基、ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、オクチル基又はドデシル基である。より好ましくは、これらアルキル基は、炭素数8以下のアルキル基である。なお、これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。
アルコキシカルボニル基に含まれるアルキル基としては、上記R01〜R03におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
シクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。好ましくは、シクロプロピル基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数3〜8の単環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、これらシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられ、フッ素原子がより好ましい。
03がアルキレン基を表す場合、このアルキレン基としては、好ましくは、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基及びオクチレン基等の炭素数1〜8のものが挙げられる。
Arとしての芳香環基は、炭素数6〜14のものが好ましく、例えば、ベンゼン環、トルエン環及びナフタレン環が挙げられる。なお、これら芳香環基は、置換基を有していてもよい。
酸の作用により脱離する基Yとしては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)、−C(R01)(R02)(OR39)、−C(R01)(R02)−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)及び−CH(R36)(Ar)により表される基が挙げられる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
Arは、アリール基を表す。
36〜R39、R01、又はR02としてのアルキル基は、炭素数1〜8のアルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、へキシル基及びオクチル基が挙げられる。
36〜R39、R01、又はR02としてのシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。単環のシクロアルキル基としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基及びシクロオクチルが挙げられる。多環のシクロアルキル基としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボロニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基及びアンドロスタニル基が挙げられる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
36〜R39、R01、R02、又はArとしてのアリール基は、炭素数6〜10のアリール基であることが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。
36〜R39、R01、又はR02としてのアラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基であることが好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基及びナフチルメチル基が好ましい。
36〜R39、R01、又はR02としてのアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基であることが好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基及びシクロへキセニル基が挙げられる。
36とR37とが互いに結合して形成し得る環は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロへキサン構造、シクロヘプタン構造及びシクロオクタン構造が挙げられる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルカン構造が好ましく、例えば、アダマンタン構造、ノルボルナン構造、ジシクロペンタン構造、トリシクロデカン構造及びテトラシクロドデカン構造が挙げられる。なお、環構造中の炭素原子の一部は、酸素原子等のヘテロ原子によって置換されていてもよい。
上記各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。
酸の作用により脱離する基Yとしては、下記一般式(B)で表される構造がより好ましい。
Figure 0005675125
式中、L及びLは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、シクロアルキル基、環状脂肪族基、芳香環基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基又はアルデヒド基を表す。なお、これら環状脂肪族基及び芳香環基は、ヘテロ原子を含んでいてもよい。
なお、Q、M、Lの少なくとも2つが互いに結合して、5員又は6員環を形成していてもよい。
及びLとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。
及びLとしてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15のシクロアルキル基であり、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基及びアダマンチル基が挙げられる。
及びLとしてのアリール基は、例えば炭素数6〜15のアリール基であり、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基及びアントリル基が挙げられる。
及びLとしてのアラルキル基は、例えば炭素数6〜20のアラルキル基であり、具体的には、ベンジル基及びフェネチル基が挙げられる。
Mとしての2価の連結基は、例えば、アルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基又はオクチレン基)、シクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基又はシクロヘキシレン基)、アルケニレン基(例えば、エチレン基、プロペニレン基又はブテニレン基)、アリーレン基(例えば、フェニレン基、トリレン基又はナフチレン基)、−S−、−O−、−CO−、−SO−、−N(R)−、又は、これらの2以上の組み合わせである。ここで、Rは、水素原子又はアルキル基である。Rとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8のアルキル基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ヘキシル基及びオクチル基が挙げられる。
Qとしてのアルキル基及びシクロアルキル基は、上述したL及びLとしての各基と同様である。
Qとしての環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、上述したL及びLとしてのシクロアルキル基及びアリール基が挙げられる。これらシクロアルキル基及びアリール基は、好ましくは、炭素数3〜15の基である。
Qとしてのヘテロ原子を含んだ環状脂肪族基又は芳香環基としては、例えば、チイラン、シクロチオラン、チオフェン、フラン、ピロール、ベンゾチオフェン、ベンゾフラン、ベンゾピロール、トリアジン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、トリアゾール、チアジアゾール、チアゾール及びピロリドン等の複素環構造を有した基が挙げられる。但し、炭素とヘテロ原子とで形成される環、又は、ヘテロ原子のみによって形成される環であれば、これらに限定されない。
Q、M及びLの少なくとも2つが互いに結合して形成し得る環構造としては、例えば、これらがプロピレン基又はブチレン基を形成してなる5員又は6員環構造が挙げられる。なお、この5員又は6員環構造は、酸素原子を含有している。
一般式(B)におけるL、L、M及びQで表される各基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アミノ基、アミド基、ウレイド基、ウレタン基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、アルコキシ基、チオエーテル基、アシル基、アシロキシ基、アルコキシカルボニル基、シアノ基及びニトロ基が挙げられる。これら置換基は、炭素数が8以下であることが好ましい。
−(M−Q)で表される基としては、炭素数1〜30の基が好ましく、炭素数5〜20の基がより好ましい。特に、アウトガス抑制の観点からは、炭素数が6以上の基が好ましい。
他の好ましい樹脂として、下記一般式(X)で表される繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(X)中、
Xa1は、水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。 Tは、単結合又は2価の連結基を表す。
Rx1〜Rx3は、各々独立に、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキル基が挙げられる。なお、Rx1〜Rx3の少なくとも2つが互いに結合して、単環又は多環のシクロアルキル基を形成していてもよい。
Tとしての2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、−(COO−Rt)−基、及び−(O−Rt)−基が挙げられる。ここで、Rtは、アルキレン基又はシクロアルキレン基を表す。
Tは、単結合又は−(COO−Rt)−基であることが好ましい。ここで、Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH2−基又は−(CH23−基がより好ましい。
Rx1〜Rx3としてのアルキル基は、好ましくは、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、イソブチル基及びt−ブチル基等の炭素数1〜4のアルキル基である。
Rx1〜Rx3としてのシクロアルキル基は、好ましくは、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基である。
Rx1〜Rx3の少なくとも2つが互いに結合して形成し得るシクロアルキル基としては、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基及びアダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
特には、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが互いに結合して、上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
一般式(X)で表される繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 0005675125
樹脂中における一般式(A)または(X)で表される繰り返し単位の含有量は、(複数用いられている場合はその総和として)全繰り返し単位に対して、好ましくは3〜90モル%の範囲内であり、より好ましくは5〜80モル%の範囲内であり、特に好ましくは7〜70モル%の範囲内である。
以上において説明した樹脂の具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
上記具体例において、tBuはt−ブチル基を表す。
酸で分解し得る基の含有率は、樹脂中の酸で分解し得る基の数(B)と酸で脱離する基で保護されていないアルカリ可溶性基の数(S)とにより、式B/(B+S)によって計算される。この含有率は、好ましくは0.01〜0.7であり、より好ましくは0.05〜0.50であり、更に好ましくは0.05〜0.40である。
本発明の組成物にArFエキシマレーザー光を照射する場合には、この樹脂は、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有していることが好ましい。なお、以下では、このような樹脂を「脂環炭化水素系酸分解性樹脂」と呼ぶ。
この脂環炭化水素系酸分解性樹脂としては、下記一般式(pI)〜(pV)で表される脂環式炭化水素を含んだ部分構造を有する繰り返し単位、及び、下記一般式(II-AB)で表される繰り返し単位からなる群より選択される少なくとも1種を含んだ樹脂が好ましい。
Figure 0005675125
一般式(pI)〜(pV)中、R11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、イソブチル基又はsec−ブチル基を表し、Zは、炭素原子と共にシクロアルキル基を形成するのに必要な原子団を表す。
12〜R16は、各々独立に、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R12〜R14のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R15及びR16の何れかは、シクロアルキル基を表す。
17〜R21は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R17〜R21のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。また、R19及びR21の何れかは、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基又はシクロアルキル基を表す。
22〜R25は、各々独立に、水素原子、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基を表す。但し、R22〜R25のうちの少なくとも1つは、シクロアルキル基を表す。なお、R23とR24とは、互いに結合して、環構造を形成していてもよい。
Figure 0005675125
一般式(II-AB)中、R11’及びR12’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Z’は、結合した2つの炭素原子(C−C)と共に脂環式構造を形成するために必要な原子団を表す。
また、上記一般式(II-AB)は、下記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)であることが更に好ましい。
Figure 0005675125
一般式(II−AB1)及び(II−AB2)中、
13’〜R16’は、各々独立に、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、水酸基、−COOH、−COOR、酸の作用により分解する基、−C(=O)−X−A'−R17’、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。ここで、Rは、アルキル基、シクロアルキル基又はラクトン構造を有する基を表す。Xは、酸素原子、硫黄原子、−NH−、−NHSO−又は−NHSONH−を表す。A'は、単結合又は2価の連結基を表す。R17’は、−COOH、−COOR、−CN、水酸基、アルコキシ基、−CO−NH−R、−CO−NH−SO−R又はラクトン構造を有する基を表す。ここで、Rは、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。なお、R13’〜R16’のうち少なくとも2つが互いに結合して、環構造を形成してもよい。
nは、0又は1を表す。
一般式(pI)〜(pV)において、R12〜R25におけるアルキル基は、炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基であることが好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基及びt−ブチル基が挙げられる。
12〜R25におけるシクロアルキル基、又は、Zと炭素原子とが形成するシクロアルキル基は、単環のシクロアルキル基であってもよく、多環のシクロアルキル基であってもよい。具体的には、炭素数5以上のモノシクロ、ビシクロ、トリシクロ及びテトラシクロ構造を有する基が挙げられる。その炭素数は6〜30が好ましく、7〜25が特に好ましい。
好ましいシクロアルキル基としては、例えば、アダマンチル基、ノルアダマンチル基、デカリン残基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、ノルボルニル基、セドロール基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロデカニル基及びシクロドデカニル基が挙げられる。より好ましくは、アダマンチル基、ノルボルニル基、シクロヘキシル基、シクロペンチル基、テトラシクロドデカニル基及びトリシクロデカニル基が挙げられる。
これらアルキル基及びシクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基(炭素数1〜4)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(炭素数1〜4)、カルボキシル基及びアルコキシカルボニル基(炭素数2〜6)が挙げられる。これら置換基は、更なる置換基を有していてもよい。この更なる置換基としては、例えば、水酸基、ハロゲン原子及びアルコキシ基が挙げられる。
一般式(pI)〜(pV)で表される構造は、アルカリ可溶性基の保護に用いることができる。このアルカリ可溶性基としては、この技術分野において公知の種々の基が挙げられる。
具体的には、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、フェノール基及びチオール基等の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造によって置換された構造が挙げられる。好ましくは、カルボン酸基又はスルホン酸基の水素原子が一般式(pI)〜(pV)で表される構造で置換された構造である。
一般式(pI)〜(pV)で表される構造によって保護されたアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位としては、下記一般式(pA)で表される繰り返し単位が好ましい。
Figure 0005675125
一般式(pA)中、
Rは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4の直鎖若しくは分岐のアルキル基を表す。複数のRの各々は、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。
Aは、単結合、アルキレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、スルホンアミド基、ウレタン基、ウレア基、及びこれらの2以上の組み合わせからなる群より選択され、好ましくは単結合である。
Rpは、上記一般式(pI)〜(pV)の何れかにより表される基である。
一般式(pA)で表される繰り返し単位は、最も好ましくは、2−アルキル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート又はジアルキル(1−アダマンチル)メチル(メタ)アクリレートによる繰り返し単位である。
以下、一般式(pA)で示される繰り返し単位の具体例を示す。
Figure 0005675125
上記各構造式において、Rxは、H、CH、CF又はCHOHを表し、Rxa及びRxbは、各々独立に、炭素数1〜4のアルキル基を表す。
一般式(II−AB)におけるR11’又はR12’としてのハロゲン原子は、例えば、塩素原子、臭素原子、フッ素原子又はヨウ素原子である。
11’又はR12’としてのアルキル基としては、炭素数1〜10の直鎖若しくは分岐のアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、並びに、直鎖若しくは分岐のブチル基、ペンチル基、ヘキシル基及びヘプチル基が挙げられる。
上記Z’で表される原子団は、置換基を有していてもよい脂環式炭化水素の繰り返し単位を、樹脂中に形成する原子団である。この原子団としては、有橋式の脂環式炭化水素の繰り返し単位を形成するものが好ましい。
形成される脂環式炭化水素の骨格としては、一般式(pI)〜(pVI)におけるR12〜R25のシクロアルキル基と同様のものが挙げられる。
上記脂環式炭化水素の骨格は、置換基を有していてもよい。そのような置換基としては、例えば、上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)におけるR13’〜R16’が挙げられる。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂において、酸の作用により分解する基は、上記一般式(pI)〜一般式(pV)で表される脂環式炭化水素を含んだ部分構造を有する繰り返し単位、一般式(II-AB)で表される繰り返し単位、及び、後述する共重合成分の繰り返し単位のうちの少なくとも1つに含有させることができる。
上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)におけるR13’〜R16’の各置換基は、上記一般式(II−AB)における脂環式構造又は有橋式脂環式構造を形成するための原子団Z’の置換基ともなり得る。
上記一般式(II−AB1)又は一般式(II−AB2)で表される繰り返し単位として、下記具体例を挙げるが、本発明は、これらの例に限定されない。
Figure 0005675125
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を含んだ繰り返し単位を有することが好ましい。このラクトン基は、好ましくは5〜7員環ラクトン構造を有する基であり、特には、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造又はスピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているものが好ましい。
この脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、より好ましくは、下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかで表されるラクトン構造を含んだ基を有する繰り返し単位を含んでいる。なお、ラクトン構造を有する基は、主鎖に直接結合していてもよい。好ましいラクトン構造としては、(LC1−1)、(LC1−4)、(LC1−5)、(LC1−6)、(LC1−13)、(LC1−14)及び(LC1−17)が挙げられる。特定のラクトン構造を用いることにより、ラインエッジラフネス及び現像欠陥を更に減少させ得る。
Figure 0005675125
ラクトン構造部分は、置換基(Rb)を有していてもよく、有していなくてもよい。好ましい置換基(Rb)としては、例えば、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数3〜7のシクロアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基、炭素数1〜8のアルコキシカルボニル基、カルボキシル基、ハロゲン原子、水酸基、シアノ基及び酸分解性基が挙げられる。
は、0〜4の整数を表す。nが2以上の整数である場合、複数存在するRbは、互いに同一であってもよく、互いに異なっていてもよい。また、この場合、複数存在するRb2同士が互いに結合して、環構造を形成してもよい。
一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかで表されるラクトン構造を含んだ基を有する繰り返し単位としては、例えば、上記一般式(II−AB1)及び(II−AB2)中のR13’〜R16’のうちの少なくとも1つが一般式(LC1−1)〜(LC1−17)で表される基を有するもの、及び、下記一般式(AI)で表される繰り返し単位が挙げられる。なお、前者の例としては、−COORのRが一般式(LC1−1)〜(LC1−17)で表される基である構造が挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(AI)中、Rbは、水素原子、ハロゲン原子、又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。
Rbとしてのアルキル基は、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基又はt−ブチル基である。これらアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、水酸基及びハロゲン原子が挙げられる。
Rbのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子が挙げられる。
Rbは、水素原子又はメチル基であることが好ましい。
Abは、アルキレン基、単環若しくは多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、単結合、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又はこれらの組み合わせを表す。Abは、好ましくは、単結合又は−Ab−CO−で表される連結基である。
Abは、直鎖若しくは分岐アルキレン基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、好ましくは、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基又はノルボルニレン基である。
Vは、一般式(LC1−1)〜(LC1−17)の何れかにより表される基である。
なお、ラクトン構造を有する繰り返し単位には、通常、光学異性体が存在するが、いずれの光学異性体を用いてもよい。また、1種の光学異性体を単独で用いても、複数の光学異性体を混合して用いてもよい。1種の光学異性体を主に用いる場合、その光学純度が90%ee以上のものが好ましく、95%ee以上のものがより好ましい。
特に好ましいラクトン基を有する繰り返し単位としては、下記の繰り返し単位が挙げられる。最適なラクトン基を選択することにより、パターンプロファイル、疎密依存性が良好となる。式中、Rx及びRは、H、CH3、CH2OH又はCF3を表す。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、ラクトン基を含んだ繰り返し単位を複数含有していてもよい。この場合、(1)一般式(AI)においてAbが単結合であるものと−Ab−CO−であるものを1種ずつ用いる、(2)一般式(AI)においてAbが−Ab−CO−であるものを2種併用する、のいずれかが好ましい。
ラクトン基を含んだ繰り返し単位は、(複数のラクトン基を含んだ繰り返し単位がある場合、それらの総和として)樹脂の全繰り返し単位中、10〜70モル%であることが好ましく、20〜60モル%であることがより好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を含んだ繰り返し単位を有していることが好ましい。これにより、基板密着性及び現像液親和性を向上させ得る。この極性基としては、水酸基又はシアノ基が好ましい。なお、極性基としての水酸基は、アルコール性水酸基を形成する。
極性基で置換された脂環炭化水素構造としては、例えば、下記一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される構造が挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(VIIa)中、Rc〜Rcは、各々独立に、水素原子、水酸基又はシアノ基を表す。但し、Rc〜Rcのうちの少なくとも1つは、水酸基又はシアノ基を表す。好ましくは、Rc〜Rcのうちの1つ又は2つが水酸基であり、残りが水素原子である。更に好ましくは、Rc〜Rcのうちの2つが水酸基であり、残りの1つが水素原子である。
一般式(VIIa)で表される基は、好ましくはジヒドロキシ体又はモノヒドロキシ体であり、より好ましくはジヒドロキシ体である。
一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される基を有する繰り返し単位としては、上記一般式(II−AB1)又は(II−AB2)中のR13’〜R16’のうちの少なくとも1つが上記一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される基を有するもの、及び、下記一般式(AIIa)又は(AIIb)で表される繰り返し単位が挙げられる。前者の例としては、−COORのRが一般式(VIIa)又は(VIIb)で表される基である構造が挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(AIIa)、(AIIb)中、
cは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキメチル基を表す。
c〜Rcは、一般式(VIIa)におけるRc〜Rcと同義である。
一般式(AIIa)又は(AIIb)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 0005675125
上記繰り返し単位は、(該当する複数の繰り返し単位がある場合、それらの総和として)樹脂の全繰り返し単位中、3〜30モル%であることが好ましく、5〜25モル%であることがより好ましい。
本発明の樹脂は、上記繰り返し単位の他に、ヒドロキシル基やシアノ基を有さず、酸に対して安定な繰り返し単位を有してもよい。
この単位としてより具体的には、一般式として以下に例示されるような、アクリル構造の側鎖に、非酸分解性のアリール構造やシクロアルキル構造を有する繰り返し単位が挙げられる。この構造を有することにより、コントラストの調節、エッチング耐性の向上などが期待できる。
この繰り返し単位は、前述のヒドロキシスチレン繰り返し単位を有する樹脂に導入されていても、脂環炭化水素系酸分解性樹脂に導入されていてもよいが、脂環炭化水素系酸分解性樹脂に導入される場合は、193nm光の吸収の観点から、芳香環構造を含有しないことが好ましい。
Figure 0005675125
一般式(III)中、Rは炭化水素基を表す。
Raは水素原子、アルキル基(メチル基が好ましい)、ヒドロキシアルキル基(ヒドロキシメチル基が好ましい)、またはトリフルオロメチル基を表す。式中、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。
の炭化水素基は、その中に環状構造を有することが好ましい。環状構造を有する場合の具体例として、単環又は多環のシクロアルキル基(炭素数3〜12が好ましく、より好ましくは炭素数3〜7)、単環又は多環のシクロアルケニル基(炭素数3〜12が好ましい)、アリール基(好ましくは炭素数6〜20、より好ましくは炭素数6〜12)、アラルキル基(好ましくは炭素数7〜20、より好ましくは炭素数7〜12)などが挙げられる。
シクロアルキル基には環集合炭化水素基、架橋環式炭化水素基が含まれ、架橋環式炭化水素環としては、2環式炭化水素環、3環式炭化水素環、4環式炭化水素環などが挙げられる。また、架橋環式炭化水素環には、例えば5〜8員シクロアルカン環が複数個縮合した縮合環も含まれる。
好ましい架橋環式炭化水素環として、ノルボルニル基、アダマンチル基、ビシクロオクタニル基、トリシクロ[5、2、1、02,6]デカニル基、などが挙げられる。より好ましい架橋環式炭化水素環としてノルボニル基、アダマンチル基が挙げられる。
アリール基の好ましい例としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などが挙げられ、アラルキル基の好ましい例としては、フェニルメチル基、フェニルエチル基、ナフチルメチル基などが挙げられる。
これらの炭化水素基は置換基を有していても良く、好ましい置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護されたヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。好ましいハロゲン原子としては臭素、塩素、フッ素原子、好ましいアルキル基としてはメチル、エチル、ブチル、t−ブチル基が挙げられる。上記のアルキル基はさらに置換基を有していても良く、更に有していてもよい置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、保護基で保護されたヒドロキシル基、保護基で保護されたアミノ基を挙げることができる。
保護基としては、たとえばアルキル基、シクロアルキル基、アラルキル基、置換メチル基、置換エチル基、アルコキシカルボニル基、アラルキルオキシカルボニル基が挙げられる。好ましいアルキル基としては、炭素数1〜4のアルキル基、好ましい置換メチル基としてはメトキシメチル、メトキシチオメチル、ベンジルオキシメチル、t−ブトキシメチル、2−メトキシエトキシメチル基、好ましい置換エチル基としては、1−エトキシエチル、1−メチル−1−メトキシエチル、好ましいアシル基としては、ホルミル、アセチル、プロピオニル、ブチリル、イソブチリル、バレリル、ピバロイル基などの炭素数1〜6の脂肪族アシル基、アルコキシカルボニル基としては炭素数1〜4のアルコキシカルボニル基などが挙げられる。
一般式(III)で表される繰り返し単位の含有率は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対し、0〜40モル%が好ましく、より好ましくは0〜20モル%である。
一般式(III)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。
Figure 0005675125
上記繰り返し単位は、(該当する複数の繰り返し単位がある場合、それらの総和として)樹脂の全繰り返し単位中、1〜30モル%であることが好ましく、1〜20モル%であることがより好ましい。
脂環炭化水素系酸分解性樹脂は、アルカリ可溶性基を含んだ繰り返し単位を有することが好ましく、カルボキシル基を含んだ繰り返し単位を有することがより好ましい。これにより、コンタクトホール用途での解像度を向上させ得る。
カルボキシル基を含んだ繰り返し単位としては、樹脂の主鎖に直接カルボキシル基が結合している繰り返し単位、及び、連結基を介して樹脂の主鎖にカルボキシル基が結合している繰り返し単位のいずれも好ましい。
前者の例としては、アクリル酸又はメタクリル酸による繰り返し単位が挙げられる。また、後者における連結基は、単環又は多環のシクロアルキル構造を有していてもよい。
カルボキシル基を含んだ繰り返し単位としては、アクリル酸又はメタクリル酸による繰り返し単位が最も好ましい。
酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂の重量平均分子量は、GPC法によって求めたポリスチレン換算値として、好ましくは、2,000〜200,000の範囲内である。重量平均分子量を2,000以上とすることにより、耐熱性及びドライエッチング耐性を特に向上させ得る。重量平均分子量を200,000以下とすることにより、現像性を特に向上させ得ると共に、組成物の粘度の低下に起因して、その製膜性をも向上させ得る。
より好ましい分子量は、2,500〜50,000の範囲内であり、更に好ましくは、3,000〜20,000の範囲内である。また、電子線、X線、波長50nm以下の高エネルギー線(例えば、EUV)を利用した微細パターン形成では、重量平均分子量を3,000〜10,000の範囲内とすることが最も好ましい。分子量を調整することにより、組成物の耐熱性及び解像力の向上並びに現像欠陥の減少等を同時に達成し得る。
酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂の分散度(Mw/Mn)は、1.0〜3.0が好ましく、1.2〜2.5がより好ましく、1.2〜1.6が更に好ましい。この分散度を調整することにより、例えば、ラインエッジラフネス性能を向上させ得る。
本発明に係る組成物に占めるこの樹脂(B)の配合率は、全固形分中を基準として、5〜99.9質量%が好ましく、50〜95質量%がより好ましく、60〜93質量%がより好ましい。
〔3〕アルカリ現像液に可溶な樹脂(以下、「アルカリ可溶性樹脂」ともいう)
本発明のネガ型感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、アルカリ可溶性樹脂(C)を含んでいてもよい。このアルカリ可溶性樹脂のアルカリ溶解速度は、0.261Nテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)を用いて測定(23℃)して、2nm/秒以上が好ましい。特に好ましくは、この速度は、20nm/秒以上である。
アルカリ可溶性樹脂としては、例えば、ノボラック樹脂、水素化ノボラック樹脂、アセトン−ピロガロール樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン、水素化ポリヒドロキシスチレン、ハロゲン又はアルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ヒドロキシスチレン−N−置換マレイミド共重合体、o/p−及びm/p−ヒドロキシスチレン共重合体、ポリヒドロキシスチレンの水酸基に対する一部O−アルキル化物(例えば、5〜30モル%のO−メチル化物、O−(1−メトキシ)エチル化物、O−(1−エトキシ)エチル化物、O−2−テトラヒドロピラニル化物又はO−(t−ブトキシカルボニル)メチル化物)又はO−アシル化物(例えば、5〜30モル%のO−アセチル化物又はO−(t−ブトキシ)カルボニル化物)、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、α−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、カルボキシル基含有メタクリル系樹脂及びその誘導体、並びに、ポリビニルアルコール誘導体が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
好ましいアルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂、o−ポリヒドロキシスチレン、m−ポリヒドロキシスチレン、p−ポリヒドロキシスチレン及びこれらの共重合体、アルキル置換ポリヒドロキシスチレン、ポリヒドロキシスチレンの一部O−アルキル化又はO−アシル化物、スチレン−ヒドロキシスチレン共重合体、並びにα−メチルスチレン−ヒドロキシスチレン共重合体が挙げられる。
特に本発明では、ヒドロキシスチレン構造を有する樹脂が好ましい。また、ヒドロキシスチレン構造の中でも、m−ヒドロキシスチレン構造が特に好ましい。
上記のノボラック樹脂は、所定のモノマーを主成分として、酸性触媒の存在下、アルデヒド類と付加縮合させることにより得られる。
また、アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は、2000以上であり、好ましくは5000〜200000であり、より好ましくは5000〜100000である。ここで、重量平均分子量は、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により求めたポリスチレン換算値で定義される。
本発明におけるこれらのアルカリ可溶性樹脂(C)は、2種類以上組み合わせて使用してもよい。
アルカリ可溶性樹脂(C)の配合率は、組成物中の全固形分を基準として、例えば40〜97質量%であり、好ましくは60〜90質量%である。
〔4〕酸の作用によりアルカリ可溶性樹脂(C)と架橋する酸架橋剤
本発明のネガ型感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、更に、酸架橋剤(D)を含んでいてもよい。
酸架橋剤(D)としては、酸の作用により上記アルカリ可溶性樹脂(C)を架橋する化合物であればいずれも用いることができるが、以下の(1)〜(3)が好ましい。
(1)フェノール誘導体のヒドロキシメチル体、アルコキシメチル体、アシルオキシメチル体。
(2)N−ヒドロキシメチル基、N−アルコキシメチル基、N−アシルオキシメチル基を有する化合物。
(3)エポキシ基を有する化合物。
アルコキシメチル基としては炭素数6個以下、アシルオキシメチル基としては炭素数6個以下が好ましい。
これらの架橋剤の内、特に好ましいものを以下に挙げる。
Figure 0005675125
式中、L1〜L8は、同じであっても異なっていてもよく、水素原子、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基(メトキシメチル基、エトキシメチル基が好ましい)、又は炭素数1〜6個のアルキル基を示す。
架橋剤は、感活性光線性または感放射線性樹脂組成物の全固形分中、通常3〜70質量%、好ましくは5〜50質量%の添加量で用いられる。
〔5〕酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物
酸の作用により分解してアルカリ現像液中での溶解度が増大する、分子量3000以下の溶解阻止化合物(以下、「溶解阻止化合物」ともいう)としては、220nm以下の透過性を低下させないため、Proceeding of SPIE, 2724, 355 (1996) に記載されている酸分解性基を含むコール酸誘導体等の、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。この酸分解性基としては、例えば、先に酸分解性単位について説明したのと同様のものが挙げられる。
なお、本発明に係る組成物をKrFエキシマレーザーで露光するか又は電子線で照射する場合には、溶解阻止化合物としては、フェノール化合物のフェノール性水酸基を酸分解基で置換した構造を含んだ化合物が好ましい。フェノール化合物としては、フェノール骨格を1〜9個含有するものが好ましく、2〜6個含有するものが更に好ましい。
溶解阻止化合物の添加量は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは3〜50質量%であり、より好ましくは5〜40質量%である。
以下に溶解阻止化合物の具体例を示すが、本発明はこれらに限定されない。
Figure 0005675125
<その他の成分>
本発明に係る組成物は、塩基性化合物、有機溶剤、界面活性剤、染料、可塑剤、光増感剤、現像液に対する溶解促進性化合物、及びプロトンアクセプター性官能基を有する化合物等を更に含んでいてもよい。
(塩基性化合物)
本発明に係る組成物は、塩基性化合物を更に含んでいてもよい。塩基性化合物を更に含有させると、露光と加熱(ポストベーク)との間における性能の経時変化を更に低減することが可能となる。また、こうすると、露光によって発生した酸の膜中拡散性を制御することが可能となる。
この塩基性化合物は、含窒素有機化合物であることが好ましい。使用可能な化合物は特に限定されないが、例えば、以下の(1)〜(4)に分類される化合物を用いることができる。
(1)下記一般式(BS−1)により表される化合物
Figure 0005675125
一般式(BS−1)中、
Rは、各々独立に、水素原子又は有機基を表す。但し、3つのRのうち少なくとも1つは有機基である。この有機基は、直鎖若しくは分岐鎖のアルキル基、単環若しくは多環のシクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基である。
Rとしてのアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常1〜20であり、好ましくは1〜12である。
Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常3〜20であり、好ましくは5〜15である。
Rとしてのアリール基の炭素数は、特に限定されないが、通常6〜20であり、好ましくは6〜10である。具体的には、フェニル基及びナフチル基等が挙げられる。
Rとしてのアラルキル基の炭素数は、特に限定されないが、通常7〜20であり、好ましくは7〜11である。具体的には、ベンジル基等が挙げられる。
Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、水素原子が置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、ヒドロキシル基、カルボキシ基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基及びアルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。
なお、一般式(BS−1)により表される化合物では、Rのうち少なくとも2つが有機基であることが好ましい。
一般式(BS−1)により表される化合物の具体例としては、トリ−n−ブチルアミン、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−オクチルアミン、トリ−n−デシルアミン、トリイソデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、テトラデシルアミン、ペンタデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジデシルアミン、メチルオクタデシルアミン、ジメチルウンデシルアミン、N,N−ジメチルドデシルアミン、メチルジオクタデシルアミン、N,N−ジブチルアニリン、N,N−ジヘキシルアニリン、2,6−ジイソプロピルアニリン、及び2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリンが挙げられる。
また、一般式(BS−1)により表される好ましい塩基性化合物として、少なくとも1つのRがヒドロキシル基で置換されたアルキル基であるものが挙げられる。具体的には、例えば、トリエタノールアミン及びN,N−ジヒドロキシエチルアニリンが挙げられる。
なお、Rとしてのアルキル基は、アルキル鎖中に酸素原子を有していてもよい。即ち、オキシアルキレン鎖が形成されていてもよい。オキシアルキレン鎖としては、−CH2CH2O−が好ましい。具体的には、例えば、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン、及び、US6040112号明細書のカラム3の60行目以降に例示されている化合物が挙げられる。
(2)含窒素複素環構造を有する化合物
この含窒素複素環は、芳香族性を有していてもよく、芳香族性を有していなくてもよい。また、窒素原子を複数有していてもよい。さらに、窒素以外のヘテロ原子を含有していてもよい。具体的には、例えば、イミダゾール構造を有する化合物(2−フェニルベンゾイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾールなど)、ピペリジン構造を有する化合物〔N−ヒドロキシエチルピペリジン及びビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートなど〕、ピリジン構造を有する化合物(4−ジメチルアミノピリジンなど)、並びにアンチピリン構造を有する化合物(アンチピリン及びヒドロキシアンチピリンなど)が挙げられる。
また、環構造を2つ以上有する化合物も好適に用いられる。具体的には、例えば、1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン及び1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−ウンデカ−7−エンが挙げられる。
(3)フェノキシ基を有するアミン化合物
フェノキシ基を有するアミン化合物とは、アミン化合物が含んでいるアルキル基のN原子と反対側の末端にフェノキシ基を備えた化合物である。フェノキシ基は、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシ基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシロキシ基及びアリールオキシ基等の置換基を有していてもよい。
この化合物は、より好ましくは、フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン鎖を有している。1分子中のオキシアルキレン鎖の数は、好ましくは3〜9個、さらに好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン鎖の中でも−CH2CH2O−が特に好ましい。
具体例としては、2−[2−{2―(2,2―ジメトキシ−フェノキシエトキシ)エチル}−ビス−(2−メトキシエチル)]−アミン、及び、US2007/0224539A1号明細書の段落[0066]に例示されている化合物(C1-1)〜(C3-3)が挙げられる。
(4)アンモニウム塩
アンモニウム塩も適宜用いることができる。このアンモニウム塩は、好ましくは、ヒドロキシド又はカルボキシレートである。より具体的には、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド等のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。
その他、本発明に係る組成物に使用可能なものとして、特開2002−363146号公報の実施例で合成されている化合物、及び特開2007−298569号公報の段落0108に記載の化合物等が挙げられる。
また、塩基性化合物として、感光性の塩基性化合物を用いてもよい。感光性の塩基性化合物としては、例えば、特表2003−524799号公報、及びJ.Photopolym.Sci&Tech. Vol.8,P.543−553(1995)等に記載の化合物を用いることができる。
塩基性化合物の分子量は、250〜2000であることが好ましく、400〜1000であることが更に好ましい。
これらの塩基性化合物は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。
塩基性化合物の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.01〜8.0質量%であることが好ましく、0.1〜5.0質量%であることがより好ましく、0.2〜4.0質量%であることが特に好ましい。
(界面活性剤)
本発明に係る組成物は、界面活性剤を更に含有してもよい。この界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤が特に好ましい。
この界面活性剤としては、例えば、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF176及びメガファックR08、OMNOVA社製のPF656及びPF6320、トロイケミカル(株)製のトロイゾルS−366、住友スリーエム(株)製のフロラードFC430、並びに、信越化学工業(株)製のポリシロキサンポリマーKP−341が挙げられる。
また、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の界面活性剤を使用することもできる。より具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類及びポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類等が挙げられる。
その他、公知の界面活性剤が適宜使用可能である。使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許2008/0248425A1号明細書の[0273]以降に記載の界面活性剤が挙げられる。
界面活性剤は、単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
界面活性剤の使用量は、組成物の全固形分を基準として、好ましくは0〜2質量%であり、より好ましくは0.0001〜2質量%であり、更に好ましくは0.001〜1質量%である。
(溶剤)
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、各成分を溶解するものである限り特に限定されないが、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)、アルキ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モノメチルエーテルなど)、乳酸アルキルエステル(乳酸エチル及び乳酸メチルなど)、環状ラクトン(γ−ブチロラクトンなど、好ましくは炭素数4〜10)、鎖状又は環状のケトン(2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンなど、好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート(エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートなど)、カルボン酸アルキル(酢酸ブチルなどの酢酸アルキルが好ましい)、及びアルコキシ酢酸アルキル(好ましくはエトキシプロピオン酸エチル)などが挙げられる。その他使用可能な溶媒として、例えば、US2008/0248425A1号明細書の[0244]以降に記載されている溶剤などが挙げられる。
上記の溶剤のうち、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、及び乳酸エチルが特に好ましい。
これら溶剤は、単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。2種以上を混合して用いる場合、水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤とを混合することが好ましい。水酸基を有する溶剤と水酸基を有しない溶剤との質量比は、1/99〜99/1であり、好ましくは10/90〜90/10であり、更に好ましくは20/80〜60/40である。
水酸基を有する溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテル又は乳酸アルキルエステルが好ましく、水酸基を有しない溶剤としてはアルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレートが好ましい。
溶剤の使用量は特に限定されないが、組成物の全固形分濃度が、好ましくは0.5〜30質量%、より好ましくは1.0〜10質量%となるように調製される。特に、本発明の組成物を用いて電子線またはEUVリソグラフィーを行う場合は、好ましくは2.0〜6.0質量%、より好ましくは2.0〜4.5質量%となるようにする。
(その他の添加剤)
本発明に係る組成物は、必要に応じて、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、及び現像液に対する溶解を促進させる化合物(例えば、分子量1000以下のフェノール化合物、又は、カルボキシ基を有する脂環族若しくは脂肪族化合物)等を更に含有させることができる。また、特開2006−208781号公報及び特開2007−286574号公報等に記載されているプロトンアクセプター性官能基を備えた化合物も好適に用いることができる。
<パターン形成方法>
本発明に係る組成物は、典型的には、以下のようにして用いられる。即ち、本発明に係る組成物は、典型的には、基板等の支持体上に塗布されて、膜を形成する。この膜の厚みは、0.02〜0.1μmが好ましい。基板上に塗布する方法としては、スピン塗布が好ましく、その回転数は1000〜3000rpmが好ましい。
例えば、この組成物は、精密集積回路素子の製造等に使用される基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆、窒化シリコン及びクロム蒸着された石英基板など)上に、スピナー及びコーター等の適当な塗布方法により塗布される。その後、これを乾燥して、感活性光線性または感放射線性の膜(以下、感光性膜ともいう)を得る。なお、公知の反射防止膜を予め塗設することもできる。
次いで、感光性膜に活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行った後、現像する。これにより良好なパターンを得ることができる。なお、ベーク温度は、感度及び安定性の観点から、80℃〜150℃とすることが好ましく、90℃〜130℃とすることがより好ましい。
活性光線又は放射線としては、例えば、赤外光、可視光、紫外光、遠紫外光、極紫外光、X線、及び電子線が挙げられる。これら活性光線又は放射線としては、例えば250nm以下、特には220nm以下の波長を有したものがより好ましい。このような活性光線又は放射線としては、例えば、KrFエキシマレーザー(248nm)、ArFエキシマレーザー(193nm)、F2エキシマレーザー(157nm)、X線、及び電子ビームが挙げられる。特に好ましい活性光線又は放射線としては、ArFエキシマレーザー、F2エキシマレーザー、EUV(13nm)及び電子ビームが挙げられる。
なお、活性光線又は放射線の照射時に、感光性膜とレンズとの間に空気よりも屈折率の高い液体(純水など)を満たしての露光、即ち、液浸露光を行ってもよい。これにより、解像度を高めることができる。この場合、膜と液浸液との間には、膜と液浸液との接触を避けるために、膜の上に液浸液難溶性膜(「トップコート」ともいう)を設けてもよい。また、膜と液浸液との接触を避けるための別の手段として、前述の組成物に予め疎水性樹脂(HR)を添加しておいてもよい。
この疎水性樹脂(HR)具体的に述べる。
疎水性樹脂は、レジスト膜表面に偏在するために、フッ素原子または珪素原子を含有することが好ましい。このフッ素原子又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。
疎水性樹脂(HR)における、フッ素原子を有する部分構造として、フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基を有する樹脂であることが好ましい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)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又は分岐アルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環または多環のシクロアルキル基であり、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、さらに他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアルキル基、フッ素原子を有するシクロアルキル基、または、フッ素原子を有するアリール基として、好ましくは、下記一般式(F2)〜(F4)で表される基を挙げることができるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 0005675125
一般式(F2)〜(F4)中、R57〜R68は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61、R62〜R64およびR65〜R68の内、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。R57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68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アルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(F2)で表される基の具体例としては、例えば、p−フルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェニル基等が挙げられる。
一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3-テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。
一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF32OH、−C(C252OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF32OHが好ましい。
疎水性樹脂(HR)における、珪素原子を有する部分構造として、アルキルシリル構造(好ましくはトリアルキルシリル基)、または環状シロキサン構造を有する樹脂であることが好ましい。
アルキルシリル構造、または環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。
Figure 0005675125
一般式(CS−1)〜(CS−3)に於いて、R12〜R26は、各々独立に、直鎖もしくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)またはシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、またはウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。nは、好ましくは、2〜4の整数である。
更に、疎水性樹脂(HR)は、(x)アルカリ可溶性基、(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基、(z)酸の作用により分解する基、などを有していてもよい。
(x)アルカリ可溶性基としては、公知のものを適宜適用可能であるが、好ましいアルカリ可溶性基としては、フッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール)、スルホンイミド基、ビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。
(y)アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基としては、例えば、ラクトン構造を有する基、酸無水物基、酸イミド基などが挙げられ、好ましくはラクトン構造を有する基である。
アルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、樹脂の主鎖にアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の具体例としては、(B)成分の樹脂で挙げたラクトン構造を有する繰り返し単位と同様のものを挙げることができる。
疎水性樹脂(HR)に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位は、(B)成分の樹脂で挙げた酸分解性基を有する繰り返し単位と同様のものが挙げられる。疎水性樹脂(HR)に於ける、酸の作用により分解する基(z)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜80mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜60mol%である。
疎水性樹脂(HR)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有していてもよい。
Figure 0005675125
一般式(III)に於いて、
c31は、水素原子、アルキル基、またはフッ素で置換されていても良いアルキル基、シアノ基又は−CH2−O−Rac2基を表す。式中、Rac2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Rc31は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
c32は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基を有する基を表す。これら基はフッ素原子、珪素原子で置換されていても良い。
c3は、単結合又は2価の連結基を表す。
一般式(III)に於ける、Rc32のアルキル基は、炭素数3〜20の直鎖若しくは分岐状アルキル基が好ましい。
シクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基が好ましい。
アルケニル基は、炭素数3〜20のアルケニル基が好ましい。
シクロアルケニル基は、炭素数3〜20のシクロアルケニル基が好ましい。
c32は無置換のアルキル基又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。
c3の2価の連結基は、エステル基、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基、フェニレン基、エステル結合(−COO−で表される基)が好ましい。
以下に疎水性樹脂(HR)として使用可能な樹脂の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
Figure 0005675125
本発明の組成物中に上記疎水性樹脂を添加する場合、その添加量は、組成物の全固形分に対して、通常0.01〜10質量%、好ましくは0.05〜8質量%、より好ましくは0.1〜5質量%である。
現像工程では、通常アルカリ現像液を用いる。
アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム及びアンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン及びn−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン及びジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン及びメチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン及びトリエタノールアミン等のアルコールアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド及びテトラエチルアンモニウムヒドロキシド等の第四級アンモニウム塩、又は、ピロール及びピヘリジン等の環状アミン類を含んだアルカリ性水溶液が挙げられる。
アルカリ現像液には、アルコール類及び/又は界面活性剤を、適当量添加してもよい。
アルカリ現像液の濃度は、通常、0.1〜20質量%である。アルカリ現像液のpHは、通常、10.0〜15.0である。
なお、本発明に係る組成物を用いてインプリント用モールドを作成する場合のプロセスの詳細については、例えば、特許第4109085号公報、特開2008−162101号公報、及び「ナノインプリントの基礎と技術開発・応用展開―ナノインプリントの基板技術と最新の技術展開―編集:平井義彦(フロンティア出版)」等を参照されたい。
以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
<酸発生剤A1の合成>
(1)化合物A1−1の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0gをジエチルエーテル800mlに溶解し、窒素雰囲気下、テトラメチルエチレンジアミン6.0gとn−ブチルリチウム(1.63Mヘキサン溶液)31.9mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、その反応溶液を1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフロリド15.7gのジエチルエーテル200ml溶液に0℃で30分かけて滴下した。
滴下後さらに30分攪拌し、蒸留水200mlを加え、有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を除去し、メタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液100mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチルを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100ml溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミドA10g加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去することで、目的の白色固体の化合物(A1−1)23.5gを得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ=7.76-7.70(m,15H), 7.19(s,2H), 3.65(m,2H), 2.52(m, 1H), 1.18-1.92(m,30H)。
19F-NMR(300MHz, CDCl3) δ=-140.90(t,2F), -144.5(t,2F), -149.4(s,2F)
(2)化合物A1−2の合成
化合物A1−1の合成で、2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0gを2,4,6−トリイソプロピルブロモベンゼン5.0gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−2を5.1g得た。
(3)化合物A1−3の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩B4.5gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−3を5.1g得た。
Figure 0005675125
(4)化合物A1−4の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを下記ヨードニウム塩C4.5gに、2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0gを2,4,6−トリtert−ブチルブロモベンゼン2.0gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−4を2.5g得た。
Figure 0005675125
(5)化合物A1−5の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩D2.5gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−5を3.1g得た。
Figure 0005675125
(6)化合物A1−6の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩E1.2gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−6を1.3g得た。
Figure 0005675125
(7)化合物A1−7の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩F1.4gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−7を1.4g得た。
Figure 0005675125
(8)化合物A1−8の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩G1.5gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−8を1.9g得た。
Figure 0005675125
(9)化合物A1−9の合成
化合物A1−1の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを下記スルホニウム塩H1.2gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−9を1.6g得た。
Figure 0005675125
(10)化合物A1−10の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0gをジエチルエーテル800mlに溶解し、窒素雰囲気下、テトラメチルエチレンジアミン6.0gとn−ブチルリチウム(1.63Mヘキサン溶液)31.9mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、その反応溶液を1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフロリド15.7gのジエチルエーテル200ml溶液に0℃で30分かけて滴下した。滴下後さらに30分攪拌し、水素化ナトリウム1.43gとトリフルオロスルホンアミド8.87gを加えた。0℃で1時間攪拌した後に蒸留水200mlを加え、有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を除去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100ml溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去することで、化合物A1−10を10.5g得た。
(11)化合物A1-11の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール17.0gをジエチルエーテル800mlに溶解し、窒素雰囲気下、n−ブチルリチウム(1.63Mヘキサン溶液)31.0mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、溶媒を減圧にて留去した。残留物に1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロ−4−[(トリフルオロメタン)スルホニルオキシ]ブタン-1-スルホン酸トリフェニルスルホニウム塩32.8gおよびN,N-ジメチルホルムアミド300mlを加え、100℃にて2時間攪拌した。反応液を酢酸エチル500mlおよび希塩酸500mlに注加し、分液した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をメタノール200mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−11を15.6g得た。
(12)化合物A1−12の合成
化合物A1−11の合成で、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロ−4−[(トリフルオロメタン)スルホニルオキシ]ブタン−1−スルホン酸トリフェニルスルホニウム塩32.8gを1,1−ジフルオロ−2−[(トリフルオロメタン)スルホニルオキシ]エタン−1−スルホン酸トリフェニルスルホニウム塩27.8gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−12を12.5g得た。
(13)化合物A1−13の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0gをジエチルエーテル800mlに溶解し、窒素雰囲気下、テトラメチルエチレンジアミン6.0gとn−ブチルリチウム(1.63Mヘキサン溶液)31.9mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、その反応溶液を2,2,3,3−テトラフルオロ−3−(フルオロスルホニル)プロパノイルフロリド11.5gのジエチルエーテル200ml溶液に−20℃で30分かけて滴下した。滴下後−20℃で30分攪拌し、さらに室温で30分攪拌し、蒸留水200mlを加えた。有機層を飽和食塩水で2回洗浄し、溶媒を除去した。残留物にメタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液100mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチルを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−13を10.7g得た。
(14)化合物A1−14の合成
1,1,2,2−テトラフルオロ−3−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸トリフェニルスルホニウム塩23.8gをメタノール300mlに溶解し、ナトリウムメトキシド(5Mメタノール溶液)10mlを0℃で加えた。反応液を室温にて1時間攪拌後、溶媒を留去した。残留物に2−(クロロメチル)−1,3,5−トリシクロヘキシルベンゼン18.7g及びN,N−ジメチルホルムアミド300mlを加え、100℃にて3時間攪拌した。反応液を酢酸エチル500mlおよび希塩酸500mlに注加し、分液した。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をメタノール200mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−14を17.4g得た。
(15)化合物A1−15の合成
化合物A1−14の合成で、1,1,2,2−テトラフルオロ−3−ヒドロキシプロパン−1−スルホン酸トリフェニルスルホニウム塩23.8gを1,1,2−トリフルオロ−4−ヒドロキシブタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム塩23.5gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−15を16.3g得た。
(16)化合物A1−16の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール17.0gをジエチルエーテル800mlに溶解し、窒素雰囲気下、n−ブチルリチウム(1.63Mヘキサン溶液)31.0mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、溶媒を減圧にて留去した。残留物をN,N−ジメチルホルムアミド300mlに溶解し、−20℃にて2,2−ジフルオロ−2−(フルオロスルホニル)アセチルフルオリド9.0gを滴下した。滴下後−20℃で1時間攪拌し、さらに室温で30分攪拌し、希塩酸500mlおよび酢酸エチル500mlを加えた。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物にメタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液100mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチルを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−16を9.9g得た。
(17)化合物A1−17の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルアニリン17.0gおよびトリエチルアミン10.0gのジメチルアセトアミド200ml溶液に−20℃にて2,2-ジフルオロ−2−(フルオロスルホニル)アセチルフルオリド9.0gを滴下した。滴下後−20℃で1時間攪拌し、さらに室温で30分攪拌し、希塩酸500mlおよび酢酸エチル500mlを加えた。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物にメタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液100mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチルを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−17を11.8g得た。
(18)化合物A1−18の合成
化合物A1−12の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10gを上記スルホニウム塩E1.2gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−18を5.6g得た。
(19)化合物A1−19の合成
2,4,5−トリシクロヘキシルベンジルアミン17.8gおよびトリエチルアミン10.0gのジメチルアセトアミド200ml溶液に−20℃にて1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフロリド15.7gを滴下した。反応液を徐々に室温まで昇温した後1時間攪拌し、蒸留水500mlおよび酢酸エチル500mlを加えた。有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物にメタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液100mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチルを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をヘキサンで洗浄し、得られた固体をメタノール100mlに溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを加え2時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を除去した。残留物をシリカゲルカラムで精製することにより、化合物A1−19を10.5g得た。
(20)化合物A1−20の合成
化合物A1−1の合成で、2,4,6−トリシクロヘキシルブロモベンゼン20.0g
を2,6−ジシクロヘキシルブロモベンゼン16.0gに変更し、また、トリフェニルスルホニウムブロミド10gを下記スルホニウム塩I 12.4gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−20を18.5g得た。
Figure 0005675125
(21)化合物A1−97の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール10.0gをTHF400mlに溶解し、窒素雰囲気下、n−ブチルリチウム(1.65Mヘキサン溶液)18.7mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、その反応溶液を1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフロリド9.28gのTHF100ml溶液に0℃で30分かけて滴下した。滴下後さらに30分攪拌し、蒸留水100mlと酢酸エチル200mlを加え、有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、メタノール100mlと1規定水酸化ナトリウム水溶液200mlを加え1時間攪拌し、メタノールを留去した後に、酢酸エチル200mlを加え有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をメタノール100ml溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを加え1時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を留去することで、化合物A1−97を19.5g得た。
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ=7.78-7.65(m,15H), 6.97(s,2H), 2.98(m,2H), 2.46(m, 1H), 1.93-1.15(m,30H).
19F-NMR(300MHz, CDCl3) δ=-138.6(t,2F), -144.5(t,2F), -149.0(s,2F).
(22)化合物A1−98の合成
化合物A1−97の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを下記スルホニウム塩J10.0gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−98を17.5g得た。
Figure 0005675125
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ=7.57(t, J = 7.8Hz, 3H), 7.42(t, J = 2.1Hz, 3H), 7.24(m, 3H), 7.10(m, 3H), 6.97(m, 3H), 3.87(s, 9H), 2.98(m, 2H), 2.44(m, 1H), 1.93-1.19(m, 30H).
19F-NMR(300MHz, CDCl3) δ=-138.3(t,2F), -144.4(t,2F), -148.5(s,2F).
(23)化合物A1−99の合成
化合物A1−97の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを下記スルホニウム塩K10.0gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−99を18.2g得た。
Figure 0005675125
1H-NMR(300MHz, CDCl3) δ=7.72-7.61(m, 12H), 6.97(s, 2H), 4.58(s, 6H), 3.58(q, J = 7.2Hz, 6H), 2.99(m, 2H), 2.44(m, 1H), 1.90-1.19(m, 30H), 1.25(t, J = 7.2Hz, 9H).
(24)化合物A1−100の合成
化合物A1−97の合成で、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを下記スルホニウム塩L10.0gに変更した以外は同様の方法で、化合物A1−100を14.9g得た。
Figure 0005675125
(25)化合物A1−115の合成
2,4,6−トリシクロヘキシルフェノール10.0gをTHF400mlに溶解し、窒素雰囲気下、n−ブチルリチウム(1.65Mヘキサン溶液)18.7mlを0℃で加えた。0℃で1時間攪拌後、その反応溶液を1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルジフロリド9.28gのTHF100ml溶液に0℃で30分かけて滴下した。滴下後さらに30分攪拌し、トリエチルアミン10mlとトリフルオロスルホンアミド4.50gを加えた。0℃で1時間攪拌した後に蒸留水200mlを加え、有機層を飽和食塩水で2回洗浄した。溶媒を留去し、得られた固体をメタノール100ml溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミドA10g加え2時間攪拌した。溶媒を留去し、得られた固体をメタノール100ml溶解させ、トリフェニルスルホニウムブロミドA10.0gを加え1時間攪拌した。溶媒を留去した後に、酢酸エチルを加え、有機層を飽和炭酸水素ナトリウム水溶液、水で順次洗浄し、溶媒を留去することで、目的の化合物(A1−115)12.5gを得た。
その他の酸発生剤についても上記と同様の方法により合成することができる。
<実施例A>
〔実施例1A〜20A及び比較例1A〜7A〕
<レジスト調製>
下記表1に示す成分を溶剤に溶解させ固形分濃度4.0質量%の溶液を調製し、これをポアサイズ0.03μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターでろ過してポジ型レジスト溶液を調製した。調製したポジ型レジスト溶液を下記の方法で評価し、結果を表1に示した。
<レジスト評価>
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。得られたウエハーArFエキシマレーザースキャナー(ASML社製 PAS5500/1100、NA0.75)を用い、75nm1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。その後130℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
〔感度、解像度性(γ)〕
露光量を10〜40mJ/cm2の範囲で0.5mJずつ変えながら面露光を行い、さらに110℃で、90秒間ベークした。その後2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、感度曲線を得た。
この感度曲線において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストが良好で解像性に有利と考えられる。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
ラインエッジラフネス(nm)の測定は測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、75nmラインアンドスペース(1/1)のパターンを観察し、ラインパターンの長手方向のエッジが2μmの範囲についてエッジのあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所S−8840)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す
〔パターンプロファイル〕
線幅75nmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
〔経時安定性〕
レジスト組成物を室温で1ケ月保存した後、感度変動の度合いを下記判定基準に従って評価した。
(判定基準)
○:<1mJ/cmの感度変動が観察。
△:1mJ/cm以上3mJ/cm以下の感度変動が観察。
×:>3mJ/cmの感度変動が観察。
これらの測定結果を、下記表1に示す。
Figure 0005675125
使用した各成分は、以下のとおりである。
〔酸発生剤〕
酸発生剤(A1)は先に例示したものである。 また、比較化合物1〜67は以下のものである。
Figure 0005675125
〔樹脂(B)〕
樹脂(B)としては、下記(RA−1)〜(RA−4)の何れかを使用した。なお、下式において、繰り返し単位の右側の数字は、モル比を表している。また、Mwは重量平均分子量を表し、Mw/Mnは分散度を表している。
Figure 0005675125
<塩基性化合物>
塩基性化合物としては、下記の化合物C−1〜C−3を用いた。
C−1:2,4,5−トリフェニルイミダゾール
C−2:テトラブチルアンモニウムヒドロキシド
C−3:1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン
<界面活性剤>
界面活性剤としては、下記のW−1〜W−4を用いた。
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素系)
W−2:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素及びシリコン系)
W−3:ポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製;シリコン系)
W−4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製;フッ素系)
<溶剤>
溶剤としては、下記のA1〜A4並びにB1及びB2を用いた。なお、これら溶剤は、適宜混合して用いた。
A1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート
A2:2−ヘプタノン
A3:シクロヘキサノン
A4:γ−ブチロラクトン
B1:プロピレングリコールモノメチルエーテル
B2:乳酸エチル
表1の結果から、ArF露光において本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、感度、解像性、パターンプロファイル、LER及び経時安定性のいずれにおいてもに優れていることが明らかである。
<実施例B>
実施例1Aの組成物に下記ポリマー0.06gを加えたこと以外は実施例Aと同様にしてレジスト溶液を調製し、塗設を行い、レジスト膜を得た。得られたレジスト膜に、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1700i、NA1.20)を用いて、液浸液(純水)を介してパターン露光し、実施例Aと同様にパターンを形成した。そして、得られたパターンについて、感度、解像性(γ)、LER、パターン形状、及び経時安定性の何れにおいても、同様の評価結果が得られることを確認した。
Figure 0005675125
<実施例C>
〔実施例1C〜20C及び比較例1C〜4C〕
<レジスト調製>
下記表2に示した成分を溶剤に溶解させ、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して固形分濃度8質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<レジスト評価>
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で90秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行い、膜厚0.4μmのレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜に対し、KrFエキシマレーザーステッパー(NA=0.63)を用いラインアンドスペース用マスクを使用してパターン露光し、露光後すぐに110℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液で23℃において60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインパターンを形成した。
〔感度、解像度性(γ)〕
露光量を10〜40mJ/cm2の範囲で0.5mJずつ変えながら面露光を行い、さらに110℃で、90秒間ベークした。その後2.38%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて、各露光量での溶解速度を測定し、溶解度曲線を得た。
この溶解度において、レジストの溶解速度が飽和するときの露光量を感度とし、また感度曲線の直線部の勾配から溶解コントラスト(γ値)を算出した。γ値が大きいほど溶解コントラストが良好で解像性に有利と考えられる。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
ラインエッジラフネス(nm)の測定は測長走査型電子顕微鏡(SEM)を使用して、200nmラインアンドスペース(1/1)のパターンを観察し、ラインパターンの長手方向のエッジが5μmの範囲についてエッジのあるべき基準線からの距離を測長SEM((株)日立製作所S−8840)により50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
〔パターンプロファイル〕
線幅0.20μmのラインアンドスペース(L/S=1/1)のマスクパターンを再現する露光量を最適露光量とし、最適露光量におけるプロファイルを走査型顕微鏡(SEM)により観察した。
〔経時安定性〕
レジスト組成物を室温で1ケ月保存した後、感度変動の度合いを下記判定基準に従って目視により評価した。
(判定基準)
○:<1mJ/cmの感度変動が観察。
△:1mJ/cm以上3mJ/cm以下の感度変動が観察。
×:>3mJ/cmの感度変動が観察。
これらの評価結果を、下記表2に示す。
Figure 0005675125
なお、酸発生剤(A1)、塩基性化合物、界面活性剤及び溶剤については、先に示したものから適宜選択して用いた。
また、併用した酸発生剤(A2)としては、下記化合物Zを用いた。
Figure 0005675125
樹脂(B)としては、先に例示した(R―1)〜(R−30)から適宜選択して用いた。表2及び以下の各表に挙げられている(R−8)、(R−14)、(R−17)、(R−18)、及び(R−19)における各繰り返し単位のモル比及び重量平均分子量は、下記表3に示す通りである。
Figure 0005675125
表2に示す結果から、本発明に係る組成物は、KrF露光において、感度、解像度、LER、パターン形状、及び経時安定性に優れていることが分かる。即ち、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、KrFエキシマレーザー露光におけるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
<実施例D>
(実施例1D〜27D及び比較例1D〜4D)
<レジスト調製>
下記表4に示した成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4質量%のポジ型レジスト溶液を調製した。
<レジスト評価>
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上にて加熱した。その後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて、23℃で60秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させ、ラインアンドスペースパターンを形成した。
〔感度〕
得られたパターンを走査型電子顕微鏡(日立社製S−9220)を用いて観察した。0.10μm(ライン:スペース=1:1)を解像するときの電子線照射量を感度(E)とした。
〔解像度〕
上記の感度を示す露光量における1:1ラインスペースの限界解像力(ラインとスペースが分離解像する最小の線幅)を解像度(密集)とした。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
実施例Aにおける評価方法と同様にして、LERを求めた。
〔アウトガス性能:露光による膜厚変動率〕
上記の感度を与える照射量の2.0倍の照射量で電子線を照射し、露光後且つ後加熱前の膜厚を測定し、以下の式を用いて、未露光時の膜厚からの変動率を求めた。
膜厚変動率(%)=[(未露光時の膜厚−露光後の膜厚)/未露光時の膜厚]×100
〔経時安定性〕
実施例Aにおける評価方法と同様にして、経時安定性を評価した。
これらの評価結果を、下記表4に示す。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
表4に示す結果から、本発明に係る組成物は、電子線露光において、感度、解像度、LER、及びアウトガス性能に優れていることが分かる。即ち、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、電子線照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
<実施例E>
(実施例1E〜22E及び比較例1E〜4E)
(レジスト調製)
下記表5に示す成分を溶剤に溶解させた後、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4質量%のネガ型レジスト溶液を調製した。
<レジスト評価>
調製したネガ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上において加熱乾燥を行って、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
このレジスト膜を、ニコン社製電子線プロジェクションリソグラフィー装置(加速電圧100keV)で照射し、照射後直ぐに120℃で90秒間ホットプレート上において加熱した。その後、濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させ、ラインアンドスペースパターンを形成した。
評価は、実施例Dについて説明したのと同様にして行った。その結果を表5に示す。
Figure 0005675125
以下に、アルカリ可溶性樹脂(C)の構造、分子量及び分子量分布、並びに酸架橋剤の構造を示す。
Figure 0005675125
Figure 0005675125
表5に示す結果から、本発明に係る組成物は、電子線露光において、感度、解像度、LER、アウトガス性能及び経時安定性のいずれにおいても優れていることが分かる。即ち、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、電子線照射によるネガ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。
<実施例F>
(実施例1F〜2F及び比較例1F〜4F)
<レジスト調製>
下記表6に示した成分を溶剤に溶解させ、これをポアサイズ0.1μmのポリテトラフルオロエチレンフィルターによりろ過して、固形分濃度4質量%のポジ型レジスト溶液を調した。
<レジスト評価>
調製したポジ型レジスト溶液を、スピンコーターを用いて、ヘキサメチルジシラザン処理を施したシリコン基板上に均一に塗布し、120℃で60秒間ホットプレート上で加熱乾燥を行って、0.12μmの膜厚を有したレジスト膜を形成させた。
レジスト膜を、EUV露光装置(波長13nm)で照射し、照射後直ぐに110120℃で90秒間ホットプレート上で加熱した。更に濃度2.38質量%のテトラメチルアンモニウムヒドロオキサイド水溶液を用いて23℃で60秒間現像し、30秒間純水にてリンスした後、乾燥し、ラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)を形成し、得られたパターンを下記方法で評価した。
〔感度〕
得られたパターンを走査型電子顕微鏡(日立社製S−9220)を用いて観察した。0.10μm(ライン:スペース=1:1)を解像するときの照射量を感度(E)とした。
〔ラインエッジラフネス(LER)〕
上記の感度を示す照射量で、50nmラインパターン(L/S=1/1)を形成した。そして、その長さ方向50μmに含まれる任意の30点について、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、エッジがあるべき基準線からの距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。
〔アウトガス性能:露光による膜厚変動率〕
実施例Dにおけるアウトガス性能の評価方法と同様にして、EUV露光による膜厚変動率を求めた。
〔経時安定性〕
実施例Aにおける評価方法と同様にして、経時安定性を評価した。これらの評価結果を下記表6に示す。
Figure 0005675125
表6に示す結果から、本発明に係る組成物は、EUV露光において、感度、LER、アウトガス性能及び経時安定性に優れていることが分かる。即ち、本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、EUV照射によるポジ型レジスト組成物としても、優れた性能を有していることが分かる。

Claims (17)

  1. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−1)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭素原子数3以上の炭化水素基を表し、nは1以上の整数を表す。
    Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    Lは、2価の連結基を表し、yは0以上の整数を表す。但し、−(L)y−は−SO2−O−であることはない。
    x、yおよびnがそれぞれ2以上の時、Rf−C−Rf、LおよびA−Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
  2. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−1)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭化水素基を表し、nは2以上の整数を表す。
    Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    Lは、2価の連結基を表し、yは0以上の整数を表す。但し、−(L)y−は−SO2−O−であることはない。
    x、yおよびnがそれぞれ2以上の時、Rf−C−Rf、LおよびA−Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
  3. 一般式(I−1)において、Bが炭素原子数3以上の炭化水素基である請求項2に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  4. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−1)で表される酸を発生する化合物と、酸の作用により分解しアルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂であって、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を含む樹脂を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭素原子数3以上の炭化水素基を表し、nは1以上の整数を表す。
    Zは、水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    Lは、2価の連結基を表し、yは0以上の整数を表す。但し、−(L)y−は−SO2−O−であることはない。
    x、yおよびnがそれぞれ2以上の時、Rf−C−Rf、LおよびA−Bはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
    Figure 0005675125
    式中、
    01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
    Arは、芳香環基を表す。
    03とArとがアルキレン基であり、両者が互いに結合し、−C−C−鎖と共に、5員又は6員環を形成していてもよい。
    n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
    nは、1〜4の整数を表す。
  5. 一般式(I−1)において、Bが3級若しくは4級炭素原子を含む、炭素原子数3以上の炭化水素基である請求項1〜4の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  6. 一般式(I−1)において、Bが炭素原子数3以上の環状炭化水素基である請求項1〜5の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  7. 一般式(I−1)において、nが2以上の整数である請求項1、3〜6の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  8. 一般式(I−1)において、nが3以上の整数である請求項1〜7の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  9. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−2)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭素原子数3以上の環状炭化水素基を表し、nは以上の整数を表す。
    Zは水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    xが2以上の時、Rf−C−Rfはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。−(A−B)基はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
  10. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−2)で表される酸を発生する化合物を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭化水素基を表し、nは以上の整数を表す。
    Zは水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    xが2以上の時、Rf−C−Rfはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。−(A−B)基はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
  11. 活性光線または放射線の照射により、下記一般式(I−2)で表される酸を発生する化合物と、酸の作用により分解しアルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂であって、下記一般式(A)で表される繰り返し単位を含む樹脂を含有することを特徴とする感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005675125
    式中、
    Rfは、それぞれ独立に、フッ素原子、又は少なくとも1つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、xは1以上の整数を表す。
    Gは、単結合、またはエーテル酸素を含んでいてもよいアルキレン基、エーテル酸素を含んでいてもよいシクロアルキレン基、アリーレン基、もしくはこれらの組み合わせからなる基を表し、組み合わされる基は酸素原子を介して連結されていてもよい。
    Arは、ヘテロ原子を含んでいてもよい芳香族環を表し、−(A−B)基以外に更に置換基を有してもよい。
    Aは、単結合、または2価の連結基を表し、Bは、炭化水素基を表し、nは以上の整数を表す。
    Zは水酸基、若しくは、少なくとも1つのフッ素原子で置換されたフルオロアルキルスルホンアミド基を表す。
    xが2以上の時、Rf−C−Rfはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。−(A−B)基はそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
    Figure 0005675125
    式中、
    01、R02及びR03は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を表す。
    Arは、芳香環基を表す。
    03とArとがアルキレン基であり、両者が互いに結合し、−C−C−鎖と共に、5員又は6員環を形成していてもよい。
    n個のYは、各々独立に、水素原子又は酸の作用により脱離する基を表す。但し、Yの少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
    nは、1〜4の整数を表す。
  12. 一般式(I−2)において、Bが炭素原子数3以上の環状炭化水素基である請求項10又は11に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物。
  13. 更に、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂を含有することを特徴とする請求項1〜3、5〜10、12の何れか1項に記載の感活性光線または感放射線性樹脂組成物。
  14. 更に、アルカリ現像液に可溶な樹脂、及び、酸の作用により、該アルカリ現像液に可溶な樹脂と架橋する酸架橋剤を含有することを特徴とする請求項1〜3、5〜10、12の何れか1項に記載の感活性光線または感放射線性樹脂組成物。
  15. 請求項1〜14の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて形成されたレジスト膜。
  16. 請求項1〜14の何れか1項に記載の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物を用いて膜を形成すること、得られた膜を露光すること、及び露光した膜を現像すること、を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  17. 前記露光がX線、電子線またはEUVを用いて行われることを特徴とする請求項16に記載のパターン形成方法。
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TW099133017A TWI486327B (zh) 2009-09-30 2010-09-29 感光化射線或感放射線樹脂組成物及使用該組成物之圖案形成方法
US12/895,300 US8940471B2 (en) 2009-09-30 2010-09-30 Actinic-ray- or radiation-sensitive resin composition and method of forming pattern using the composition
KR1020100095050A KR101774311B1 (ko) 2009-09-30 2010-09-30 감활성 광선성 또는 감방사선성 수지 조성물, 및 상기 감광성 조성물을 이용한 패턴 형성 방법

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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5618557B2 (ja) * 2010-01-29 2014-11-05 富士フイルム株式会社 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法
WO2011093280A1 (ja) 2010-01-29 2011-08-04 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物
WO2012018097A1 (ja) * 2010-08-06 2012-02-09 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物
JP5890163B2 (ja) * 2010-12-24 2016-03-22 住友化学株式会社 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP5775754B2 (ja) * 2011-06-28 2015-09-09 富士フイルム株式会社 パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法
JP5741289B2 (ja) * 2011-07-27 2015-07-01 Jsr株式会社 フォトレジスト組成物
JP5588954B2 (ja) * 2011-11-29 2014-09-10 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、該組成物を用いたレジスト膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法及び電子デバイス
JP6175777B2 (ja) * 2012-01-25 2017-08-09 住友化学株式会社 塩、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
CN104379628B (zh) * 2012-04-19 2016-11-16 巴斯夫欧洲公司 锍化合物、其制备及其用途
JP5865199B2 (ja) * 2012-07-09 2016-02-17 富士フイルム株式会社 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、感活性光線性又は感放射線性膜を備えたマスクブランクス、パターン形成方法、及び、フォトマスクの製造方法
JP5830503B2 (ja) * 2012-09-15 2015-12-09 ローム アンド ハース エレクトロニック マテリアルズ エルエルシーRohm and Haas Electronic Materials LLC 酸発生剤化合物およびそれを含むフォトレジスト
WO2014046097A1 (ja) * 2012-09-21 2014-03-27 Jsr株式会社 フォトレジスト組成物、レジストパターン形成方法及び酸発生剤
KR101507827B1 (ko) * 2012-11-19 2015-04-06 금호석유화학 주식회사 광산발생제 및 이를 포함하는 레지스트 조성물
TW201608335A (zh) * 2014-08-25 2016-03-01 富士軟片股份有限公司 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、抗蝕劑膜、圖案形成方法、抗蝕劑塗佈空白罩幕、光罩、電子元件的製造方法及電子元件
JP6902831B2 (ja) * 2016-06-21 2021-07-14 東京応化工業株式会社 レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び化合物
JP7197988B2 (ja) * 2017-03-28 2022-12-28 住友化学株式会社 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP6973279B2 (ja) * 2017-06-14 2021-11-24 信越化学工業株式会社 レジスト材料及びパターン形成方法
JP7356315B2 (ja) 2018-10-09 2023-10-04 住友化学株式会社 塩、酸発生剤、レジスト組成物及びレジストパターンの製造方法
JP7192589B2 (ja) * 2019-03-12 2022-12-20 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物、レジストパターン形成方法及び感放射線性酸発生剤
KR20230091697A (ko) * 2021-12-16 2023-06-23 주식회사 동진쎄미켐 신규 광산발생제, 포토레지스트 조성물 및 포토레지스트 패턴 형성 방법
CN114409575A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 同济大学 一类由苯酚衍生的光致产酸剂及其制备方法和应用

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6680157B1 (en) * 2000-10-12 2004-01-20 Massachusetts Institute Of Technology Resist methods and materials for UV and electron-beam lithography with reduced outgassing
US6749987B2 (en) * 2000-10-20 2004-06-15 Fuji Photo Film Co., Ltd. Positive photosensitive composition
JP4262402B2 (ja) 2000-10-20 2009-05-13 富士フイルム株式会社 ポジ型レジスト組成物
JP4150509B2 (ja) 2000-11-20 2008-09-17 富士フイルム株式会社 ポジ型感光性組成物
WO2002042845A2 (en) 2000-11-03 2002-05-30 Shipley Company, L.L.C. Photoacid generators and photoresists comprising same
US6908722B2 (en) * 2001-06-29 2005-06-21 Jsr Corporation Acid generator, sulfonic acid, sulfonic acid derivatives and radiation-sensitive resin composition
JP4054978B2 (ja) 2001-08-24 2008-03-05 信越化学工業株式会社 レジスト材料及びパターン形成方法
US7105267B2 (en) * 2001-08-24 2006-09-12 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist compositions and patterning process
EP1480078A1 (en) 2003-05-21 2004-11-24 ASML Netherlands B.V. Method for coating a substrate for EUV lithography and substrate with photoresist layer
JP4443898B2 (ja) * 2003-11-13 2010-03-31 富士フイルム株式会社 感光性組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4491335B2 (ja) * 2004-02-16 2010-06-30 富士フイルム株式会社 感光性組成物、該感光性組成物に用いる化合物及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法
US7449573B2 (en) * 2004-02-16 2008-11-11 Fujifilm Corporation Photosensitive composition, compound for use in the photosensitive composition, and method of pattern formation with the photosensitive composition
JP4562537B2 (ja) * 2005-01-28 2010-10-13 富士フイルム株式会社 感光性組成物、該感光性組成物に用いる化合物及び該感光性組成物を用いたパターン形成方法
JP4695941B2 (ja) * 2005-08-19 2011-06-08 富士フイルム株式会社 液浸露光用ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4895376B2 (ja) * 2005-12-21 2012-03-14 富士フイルム株式会社 感光性組成物、該感光性組成物を用いたパターン形成方法及び該感光性組成物に於ける化合物
US8426101B2 (en) * 2005-12-21 2013-04-23 Fujifilm Corporation Photosensitive composition, pattern-forming method using the photosensitve composition and compound in the photosensitive composition
JP5245326B2 (ja) * 2006-08-22 2013-07-24 住友化学株式会社 化学増幅型レジスト組成物の酸発生剤用の塩
KR20130114280A (ko) * 2007-06-12 2013-10-16 후지필름 가부시키가이샤 네가티브 톤 현상용 레지스트 조성물 및 이것을 사용한 패턴형성방법
KR100989565B1 (ko) * 2007-06-12 2010-10-25 후지필름 가부시키가이샤 네가티브 톤 현상용 레지스트 조성물 및 이것을 사용한 패턴형성방법
JP5449675B2 (ja) * 2007-09-21 2014-03-19 富士フイルム株式会社 感光性組成物、該感光性組成物を用いたパターン形成方法及び該感光性組成物に用いられる化合物
JP4569786B2 (ja) * 2008-05-01 2010-10-27 信越化学工業株式会社 新規光酸発生剤並びにこれを用いたレジスト材料及びパターン形成方法
US20120100481A1 (en) * 2009-07-31 2012-04-26 Fujifilm Corporation Actinic ray-sensitive or radiation-sensitive composition and pattern forming method using the same

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