JP5712083B2 - 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法 - Google Patents

感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法 Download PDF

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Description

本発明は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、この組成物を用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法に関する。本発明は、例えば、超LSI及び高容量マイクロチップの製造プロセス、ナノインプリント用モールド作成プロセス及び高密度情報記録媒体の製造プロセス等に適用可能な超マイクロリソグラフィプロセス、並びに、その他のフォトファブリケーションプロセスに好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。更に詳細には、本発明は、例えば、電子線、又は、EUV光などの軟X線による半導体素子の微細加工に好適に用いられる組成物、膜、及びパターン形成方法に関する。
リソグラフィーによる微細加工は、近年、集積回路の高集積化に伴い、数十ナノメートルオーダーの超微細パターン形成が要求されるようになってきている。この要求に伴い、露光波長もg線からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
レジスト組成物による微細加工は、直接に集積回路の製造に用いられるだけでなく、近年ではいわゆるインプリント用モールド構造体の作製等にも適用されている。
また、レジスト組成物には、塩基性化合物を含有させることがある(例えば、特許文献1乃至3参照)。塩基性化合物は、例えば、露光により発生した酸による脱保護反応をクエンチする役割を果たす。
近年では、X線、軟X線又は電子線を用いるリソグラフィーが、次世代若しくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられている。特にこのようなリソグラフィー技術を用いる場合、高感度と、良好なパターン形状、良好なラフネス特性、及び残渣欠陥の低減とを同時に達成することが重要な課題となっている。
特開2010−77404号公報 特開2010−85971号公報 特開2010−256856号公報
平井義彦(編)「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」フロンティア出版(2006年6月発行)
本発明の目的は、高感度、良好なパターン形状、良好なラフネス特性、及び残渣欠陥の低減を達成可能とする感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究した結果、以下に例示する発明を完成するに至った。
[1]活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生成する基を含有する繰り返し単位(A)と、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基を含有する繰り返し単位(B)とを含んだ樹脂(P)と、
下記一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)と
を含有した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
式中、
及びRは、各々独立に、ヘテロ原子を含まない有機基を表す。
、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基を表す。
及びRは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
及びnは、各々独立に、1〜6の整数を表す。
[2]前記繰り返し単位(A)は、下記一般式(2)、(3)又は(4)で表される繰り返し単位である[1]に記載の組成物。
Figure 0005712083
式中、R04、R05及びR07〜R09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。
06は、シアノ基、カルボキシル基、−CO−OR25又は−CO−N(R26)(R27)を表す。R26とR27が結合して窒素原子とともに環を形成してもよい。
1〜X3は、各々独立に、単結合、アリーレン基、アルキレン基、シクロアルキレン基、−O−、−SO2−、−CO−、−N(R33)−又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。
25は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
26、R27及びR33は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Aは、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生じる構造部位を表す。
[3]前記一般式(1−1)又は(1−2)において、前記有機基がアルキル基又はアリール基である[1]又は[2]に記載の組成物。
[4]前記化合物(Q)は前記一般式(1−1)により表され、前記R及びRの少なくとも一方は水素原子である[1]乃至[3]の何れか1に記載の組成物。
[5]前記R及びRの双方が水素原子である[4]に記載の組成物。
[6]前記化合物(Q)は前記一般式(1−2)により表され、前記Rは水素原子である[1]乃至[3]の何れか1に記載の組成物。
[7]前記繰り返し単位(B)は、下記一般式(5)又は(6)により表される[1]乃至[6]の何れか1に記載の組成物。
Figure 0005712083
一般式(5)中、
51、R52、及びR53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。R52はLと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R52と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54はアルキル基を表し、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は1価の芳香環基を表す。R55及びR56は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R55とR56とが同時に水素原子であることはない。
Figure 0005712083
一般式(6)中、
61、R62及びR63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。R62はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表す。R64は、水素原子又はアルキル基を表す。R64はR62と結合して環を形成していてもよく、その場合のR64は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R62と結合して環を形成していてもよく、その場合のArは(n+2)価の芳香環基を表す。
は、n≧2の場合には各々独立に、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。
[8]前記樹脂(P)は、下記一般式(7)により表される繰り返し単位(C)を更に含んでいる[1]乃至[7]の何れか1に記載の組成物。
Figure 0005712083
式中、
41、R42及びR43は、各々独立に、水素原子、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。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
は、単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R42と結合して環を形成していてもよく、その場合のArは(n+2)価の芳香環基を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
[9]前記繰り返し単位(C)は、ヒドロキシスチレン構造を備えている[8]に記載の組成物。
[10]前記化合物(Q)以外の塩基性化合物を更に含有している[1]乃至[9]の何れか1に記載の組成物。
[11]前記塩基性化合物はヒドロキシル基を含有していない[10]に記載の組成物。
[12]EUV露光によるパターン形成に用いられる[1]乃至[11]の何れか1項に記載の組成物。
[13][1]乃至[12]の何れか1項に記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
[14][13]に記載の膜を露光することと、
前記露光された膜を現像することと
を含んだパターン形成方法。
[15]前記露光はEUV光により行われる[14]に記載の方法。
本発明によると、高感度、良好なパターン形状、良好なラフネス特性、及び残渣欠陥の低減を達成可能とする感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いた感活性光線性又は感放射線性樹脂膜及びパターン形成方法を提供することが可能となる。
実施例におけるテーパー角の定義を概略的に示す断面図。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
なお、ここでは、置換又は無置換を明示していない基及び原子団には、置換基を有していないものと置換基を有しているものとの双方が含まれることとする。例えば、置換又は無置換を明示していない「アルキル基」は、置換基を有していないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有しているアルキル基(置換アルキル基)をも包含することとする。
また、ここで「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(EUV)線などの軟X線、X線又は電子線(EB)を意味している。「光」とは、活性光線又は放射線を意味している。「露光」とは、水銀灯、遠紫外線、X線及びEUV光等による光照射のみならず、電子線及びイオンビーム等の粒子線による描画をも意味している。
本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、〔1〕活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生成する基を含有する繰り返し単位(A)と、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基を含有する繰り返し単位(B)とを含む樹脂(P)と、〔2〕後述する特定の構造を有する塩基性化合物(Q)とを含有している。
本発明者らは、特定の構造を有する塩基性化合物(Q)を含有した組成物を用いることにより、高感度、良好なパターン形状、良好なラフネス特性、及び残渣欠陥の低減を達成できることを見出した。また、本発明者らは、上述した効果が、酸性基板上にパターンを形成する場合に特に顕著に発揮されることを見出した。
以下、上述した各成分について、順に説明する。
〔1〕樹脂
本発明に係る組成物は、樹脂(P)を含有している。
<繰り返し単位(A)>
樹脂(P)は、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生成する基を含有する繰り返し単位(A)を含んでいる。
繰り返し単位(A)としては、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を発生する繰り返し単位であれば、いずれでも用いることができるが、活性光線又は放射線の照射により樹脂の側鎖に酸アニオンを生じる構造を有する繰り返し単位であることが好ましい。
繰り返し単位(A)としては、例えば、下記一般式(2)〜(4)のいずれかで表される繰り返し単位が好ましい。
Figure 0005712083
式中、R04、R05及びR07〜R09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。
06は、シアノ基、カルボキシル基、−CO−OR25又は−CO−N(R26)(R27)を表す。R26とR27が結合して窒素原子とともに環を形成してもよい。
1〜X3は、各々独立に、単結合、アリーレン基、アルキレン基、シクロアルキレン基、−O−、−SO2−、−CO−、−N(R33)−又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。
25は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
26、R27及びR33は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Aは、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生じる構造部位を表す。
前記一般式(2)〜(4)における、R04〜R05、R07〜R09のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、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、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。
シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよいシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
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。
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R04〜R05、R07〜R09におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
25〜R27、R33のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、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、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。
シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよいシクロアルキル基が挙げられる。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
アルケニル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基の様な炭素数2〜6個のものが挙げられる。
アリール基としては、置換基を有していてもよい炭素数6〜14個の単環、多環の芳香族基が好ましく、具体的にはフェニル基、トリル基、クロロフェニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基等が挙げられる。またアリール基同士が結合して、複環を形成していてもよい。
アラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、クミル基等の置換基を有していてもよい炭素数7〜15個のものが挙げられる。
26とR27が結合して窒素原子とともに形成する環としては、5〜8員環を形成するものが好ましいが、具体的にはピロリジン、ピペリジン、ピペラジン等が挙げられる。
〜Xのアリーレン基は、置換基を有していてもよい炭素数6〜14個のものが好ましく、具体的にはフェニレン基、トリレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
アルキレン基としては、直鎖でも分岐でもよい。直鎖のアルキレン基の炭素数としては2〜20が好ましく、3〜18がより好ましく、4〜16が更に好ましい。分岐のアルキレン基の炭素数としては4〜20が好ましく、5〜18がより好ましい。具体例としてはエチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等が挙げられる。
シクロアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいシクロペンチレン基、シクロヘキシレン基等の炭素数5〜8個のものが挙げられる。
前記一般式(2)〜(4)における各基が有していてもよい置換基の好ましい例としては、水酸基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、R04〜R09、R25〜R27、R33で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシロキシ基、カルボキシ基が挙げられ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。
Aは、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生じる構造部位を表し、具体的には光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、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公知の光により酸を発生する化合物が有する構造部位が挙げられる。
Aにより表される構造部位は、イオン性構造部位であることが好ましく、活性光線又は放射線の照射により酸アニオンを発生する構造部位であることがより好ましい。
活性光線又は放射線の照射により酸アニオンを発生する構造部位としては、例えば、ジ
アゾニウム塩、アンモニウム塩、ホスホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニウム塩、セ
レノニウム塩、アルソニウム塩等のオニウム構造部位を挙げることができる。
Aとしては、スルホニウム塩あるいはヨードニウム塩を含むイオン性構造部位がより好ましい。より具体的には、活性光線又は放射線の照射により、側鎖にアニオンを生じるAとして、下記一般式(ZI)又は(ZII)で表される基が好ましい。なお、式中、Zから左方向に伸びる直線は、繰り返し単位(A)の主鎖に向けて伸びる結合手を表す。
Figure 0005712083
上記一般式(ZI)において、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R201〜R203のうち2つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、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、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
は、活性光線又は放射線の照射により分解して発生する酸アニオンを示し、非求核性アニオンが好ましい。非求核性アニオンとしては、例えば、スルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、リン酸アニオン、スルホニルイミドアニオン、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオン等を挙げることができる。
非求核性アニオンとは、求核反応を起こす能力が著しく低いアニオンであり、分子内求核反応による経時分解を抑制することができるアニオンである。これにより樹脂の経時安定性が向上し、レジストの経時安定性も向上する。
201、R202及びR203の有機基としては、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、インドリル基などが挙げられる。ここで、シクロアルキル基及びシクロアルケニル基は、環を形成する炭素原子の少なくとも1つがカルボニル炭素であっても良い。
201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基であることが好ましく、3つ全てがアリール基であることがより好ましい。
201、R202及びR203におけるアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
201、R202及びR203におけるアルキル基、シクロアルキル基及びシクロアルケニル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)、炭素数3〜10のシクロアルケニル基(例えば、シクロペンタジエニル基、シクロヘキセニル基)を挙げることができる。
201、R202及びR203としての、アリール基、アルキル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、インドリル基などの有機基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)、アリールチオ基(好ましくは炭素数6〜14)、ヒドロキシアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、アルキルカルボニル基(好ましくは炭素数2〜15)、シクロアルキルカルボニル基(好ましくは炭素数4〜15)、アリールカルボニル基(好ましくは炭素数7〜14)、シクロアルケニルオキシ基(好ましくは炭素数3〜15)、シクロアルケニルアルキル基(好ましくは炭素数4〜20)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
201、R202及びR203の各基が有していてもよい置換基としてのシクロアルキル基及びシクロアルケニル基は、環を形成する炭素原子の少なくとも1つがカルボニル炭素であっても良い。
201、R202及びR203の各基が有していてもよい置換基は、更に置換基を有していてもよく、このような更なる置換基の例としては、R201、R202及びR203の各基が有していてもよい置換基の上記例と同じものを挙げることができるが、アルキル基、シクロアルキル基が好ましい。
201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基でない場合の好ましい構造としては、特開2004−233661号公報の段落0046,0047、特開2003−35948号公報の段落0040〜0046、米国特許出願公開第2003/0224288号明細書に式(I−1)〜(I−70)として例示されている化合物、米国特許出願公開第2003/0077540号明細書に式(IA−1)〜(IA−54)、式(IB−1)〜(IB−24)として例示されている化合物等のカチオン構造を挙げることができる。
前記一般式(ZII)中、R204〜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、シクロアルキル基は、前述の一般式(ZI)で表される基におけるR201〜R203としてのアリール基、アルキル基、シクロアルキル基として説明した基と同様である。
204〜R207のアリール基は、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する複素環構造を有するアリール基であってもよい。複素環構造を有するアリール基としては、例えば、ピロール残基(ピロールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、フラン残基(フランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、チオフェン残基(チオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)、インドール残基(インドールから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾフラン残基(ベンゾフランから水素原子が1個失われることによって形成される基)、ベンゾチオフェン残基(ベンゾチオフェンから水素原子が1個失われることによって形成される基)等を挙げることができる。
204〜R205のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の一般式(ZI)におけるR201〜R203としてのアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。
は、活性光線又は放射線の照射により分解して発生する酸アニオンを示し、非求核性アニオンが好ましく、一般式(ZI)に於けるZ−と同様のものを挙げることができる。
活性光線又は放射線の照射により、側鎖にカチオンが生じるAとしては、下記一般式(ZCI)又は(ZCII)で表される基も好ましい例として挙げられる。なお、式中、S及びIから左方向に伸びる直線は、繰り返し単位(A)の主鎖に向けて伸びる結合手を表す。
Figure 0005712083
上記一般式(ZCI)及び(ZCII)において、
301、R302は、各々独立に、有機基を表す。
301、R302としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。
また、R301及びR302が結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、カルボニル基を含んでいてもよい。結合して形成する基としては、アルキレン基(例えば、ブチレン基、ペンチレン基)を挙げることができる。
301、R302の有機基として具体的には、例えば前記一般式(ZI)におけるR201〜R203の例として挙げたアリール基、アルキル基、シクロアルキル基等を挙げることができる。
は非求核性のアニオン含有化合物を表し、例えば、スルホン酸アニオン含有化合物、カルボン酸アニオン含有化合物、リン酸アニオン含有化合物、スルホニルイミドアニオン含有化合物、ビス(アルキルスルホニル)イミドアニオン含有化合物、トリス(アルキルスルホニル)メチルアニオン含有化合物等を挙げることができる。
303は有機基を表す。R303としての有機基の炭素数は、一般的に1〜30、好ましくは1〜20である。R303の有機基として具体的には、例えば前記一般式(ZII)におけるR204、R205の具体例として挙げたアリール基、アルキル基、シクロアルキル基等を挙げることができる。
繰り返し単位(A)は、活性光線又は放射線の照射により樹脂の側鎖に酸アニオンを生じる構造であることがより好ましい。このような構造を選択すると、発生した酸アニオンの拡散が抑制され、解像度向上及びラインエッジラフネス良化などの観点で有効である。
Aの好ましい具体例を以下に挙げるが、特にこれらに限定されない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
本発明の樹脂(P)中の繰り返し単位(A)の含有量は、全繰り返し単位に対して、0.5〜80モル%の範囲で含有することが好ましく、1〜60モル%の範囲で含有することがより好ましく、2〜40モル%の範囲で含有することが特に好ましい。繰り返し単位(A)は1種類であってもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
繰り返し単位(A)に相当するモノマーの合成方法としては、特に限定されないが、例えば、前記繰り返し単位に対応する重合性不飽和結合を有する酸アニオンと既知のオニウム塩のハライドを交換して合成する方法が挙げられる。
より具体的には、前記繰り返し単位に対応する重合性不飽和結合を有する酸の金属イオン塩(例えば、ナトリウムイオン、カリウムイオン等)あるいはアンモニウム塩(アンモニウム、トリエチルアンモニウム塩等)と、ハロゲンイオン(塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン等)を有するオニウム塩を、水あるいはメタノールの存在下で攪拌し、アニオン交換反応を行い、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロキシフラン等の有機溶媒と水で分液・洗浄操作をすることにより、目的とする繰り返し単位(A)に相当するモノマーを合成することができる。
また、ジクロロメタン、クロロホルム、酢酸エチル、メチルイソブチルケトン、テトラヒドロキシフラン等の水との分離が可能な有機溶媒と水の存在下で攪拌してアニオン交換反応を行った後に、水で分液・洗浄操作をすることによって合成することもできる。
以下に繰り返し単位(A)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
また、繰り返し単位(A)は、例えば特開平10−221852号公報中の例示化合物(a31)〜(a126)及び(a145)〜(a196)のように、非イオン性の酸発生部位を有するものであってもよい。
<繰り返し単位(B)>
樹脂(P)は、酸分解性を有する繰り返し単位(B)を含んでいる。繰り返し単位(B)は、酸の作用により分解して、アルカリ可溶性基を発生する繰り返し単位である。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、フッ素化アルコール基、スルホン酸基、スルホンアミド基、スルホニルイミド基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)メチレン基、(アルキルスルホニル)(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルカルボニル)メチレン基、ビス(アルキルカルボニル)イミド基、ビス(アルキルスルホニル)メチレン基、ビス(アルキルスルホニル)イミド基、トリス(アルキルカルボニル)メチレン基、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
好ましいアルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、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)、スルホン酸基が挙げられる。
酸分解性基として好ましい基は、これらのアルカリ可溶性基の水素原子を酸で脱離する基で置換した基である。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
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、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
酸分解性基としては好ましくは、クミルエステル基、エノールエステル基、アセタールエステル基、第3級のアルキルエステル基等である。更に好ましくは、第3級アルキルエステル基である。
繰り返し単位(B)としては、下記一般式(5)で表される繰り返し単位がより好ましい。
Figure 0005712083
一般式(5)中、
51、R52、及びR53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。R52はLと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合又は2価の連結基を表し、R52と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
54はアルキル基を表し、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は1価の芳香環基を表す。R55及びR56は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R55とR56とが同時に水素原子であることはない。
一般式(5)について、更に詳細に説明する。
一般式(5)におけるR51〜R53のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、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、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基、特に好ましくは炭素数3以下のアルキル基が挙げられる。
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R51〜R53におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
シクロアルキル基としては、単環型でも、多環型でもよい。好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個で単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
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、フッ素原子が特に好ましい。
上記各基における好ましい置換基としては、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、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。
52が2価の連結基でありLと環を形成する場合、この連結基は、アルキレン基であることが好ましい。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、オクチレン基等の炭素数1〜8のアルキレン基が挙げられる。炭素数1〜4のアルキレン基がより好ましく、炭素数1〜2のアルキレン基が特に好ましい。R52とLとが結合して形成する環は、5又は6員環であることが特に好ましい。
式(5)におけるR51及びR53としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)が特に好ましい。R52としては、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、アルキレン基(Lと環を形成)がより好ましく、水素原子、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基(−CF)、ヒドロキシメチル基(−CH−OH)、クロロメチル基(−CH−Cl)、フッ素原子(−F)、メチレン基(Lと環を形成)、エチレン基(Lと環を形成)が特に好ましい。
で表される2価の連結基としては、アルキレン基、2価の芳香環基、−COO−L−、−O−L−、これらの2つ以上を組み合わせて形成される基等が挙げられる。ここで、Lはアルキレン基、シクロアルキレン基、2価の芳香環基、アルキレン基と2価の芳香環基を組み合わせた基を表す。
は、単結合、−COO−L−で表される基又は2価の芳香環基が好ましい。ArFエキシマレーザーで露光する場合には、193nm領域の吸収低減の観点から、単結合又は−COO−L−であることが好ましい。Lは炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、メチレン、プロピレン基がより好ましい。
54〜R56のアルキル基としては炭素数1〜20のものが好ましく、より好ましくは炭素数1〜10のものであり、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、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが特に好ましい。
55及びR56で表されるシクロアルキル基としては、炭素数3〜20のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。
また、R55及びR56が互いに結合して形成される環としては、炭素数3〜20のものが好ましく、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環性のものであってもよいし、ノルボニル基、アダマンチル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、等の多環性のものであってもよい。R55及びR56が互いに結合して環を形成する場合、R54は炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
55及びR56で表される1価の芳香環基としては、炭素数6〜20のものが好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基等が挙げられる。R55及びR56のどちらか一方が水素原子の場合、他方は1価の芳香環基であることが好ましい。
ArFエキシマレーザーで露光する場合には、193nm領域の吸収低減の観点から、R55及びR56は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基であることが好ましい。
一般式(5)で表される繰り返し単位に相当するモノマーの合成方法としては、一般的な重合性基含有エステルの合成法を適用することが可能であり、特に限定されることはない。
以下に、一般式(5)で表される繰り返し単位(B)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
また、樹脂(P)は、繰り返し単位(B)として、下記一般式(6)で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はEUV光で露光する場合に好ましい。
Figure 0005712083
一般式(6)中、
61、R62及びR63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。R62はArと結合して環を形成していてもよく、その場合のR62は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表す。R64は、水素原子又はアルキル基を表す。R64はR62と結合して環を形成していてもよく、その場合のR64は単結合または2価の連結基を表す。
は、単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、2価の芳香環基を表し、R62と結合して環を形成していてもよく、その場合のArは(n+2)価の芳香環基を表す。
は、n≧2の場合には各々独立に、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。
一般式(6)について更に詳細に説明する。
一般式(6)におけるR61〜R63のアルキル基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチル基、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、ドデシル基など炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、より好ましくは炭素数8以下のアルキル基が挙げられる。
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R61〜R63におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
シクロアルキル基としては、単環型でも多環型でもよく、好ましくは置換基を有していてもよいシクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基のような炭素数3〜8個の単環型のシクロアルキル基が挙げられる。
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。
62が2価の連結基を表す場合、この連結基は、アルキレン基であることが好ましい。このアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。

により表わされる−CONR64−(R64は、水素原子、アルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、R61〜R63のアルキル基と同様のものが挙げられる。
としては、単結合、−COO−、−CONH−が好ましく、単結合、−COO−がより好ましい。
64が2価の連結基を表す場合、この連結基は、アルキレン基であることが好ましい。このアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。
におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。R62とLとが結合して形成する環は、5又は6員環であることが特に好ましい。
Arは、2価の芳香環基を表す。2価の芳香環基は、置換基を有していても良く、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、あるいは、例えば、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、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
上述したアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、アルキレン基及び2価の芳香環基が有し得る置換基としては、上述した一般式(5)におけるR51〜R53により表わされる各基が有し得る置換基と同様の具体例が挙げられる。
nは1又は2であることが好ましく、1であることがより好ましい。
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、n個中の少なくとも1つは、酸の作用により脱離する基を表す。
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)、−CH(R36)(Ar)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基を組み合わせた基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
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、1価の芳香環基、アルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基、又はアルケニル基を表す。
Arは、1価の芳香環基を表す。
36〜R39、R01及びR02のアルキル基は、炭素数1〜8の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、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
36〜R39、R01及びR02のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、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、シクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、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、アンドロスタニル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の炭素原子の一部が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及びArの1価の芳香環基は、炭素数6〜10の1価の芳香環基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基、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、チアゾール等のヘテロ環を含む2価の芳香環基を挙げることができる。
36〜R39、R01及びR02のアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基としては、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基等を挙げることができる。
36〜R39、R01及びR02のアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、シクロへキセニル基等を挙げることができる。
36とR37とが、互いに結合して形成する環は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル構造が好ましく、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、シクロオクタン構造等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル構造が好ましく、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、テトラシクロドデカン構造等を挙げることができる。尚、シクロアルキル構造中の炭素原子の一部が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、及びArとしての上記各基は、置換基を有していてもよく、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、ニトロ基等を挙げることができ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。
酸の作用により脱離する基Yとしては、下記一般式(6−A)で表される構造がより好ましい。
Figure 0005712083
ここで、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、1価の芳香環基、又はアルキレン基と1価の芳香環基とを組み合わせた基を表す。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、アルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基、ヘテロ原子を含んでいてもよい1価の芳香環基、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。
Q、M、Lの少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員もしくは6員環)を形成してもよい。
及びLとしてのアルキル基は、例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、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、オクチル基を好ましく挙げることができる。
及びLとしてのシクロアルキル基は、例えば炭素数3〜15個のシクロアルキル基であって、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、アダマンチル基等を好ましい例として挙げることができる。
及びLとしての1価の芳香環基は、例えば炭素数6〜15個のアリール基であって、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を好ましい例として挙げることができる。
及びLとしてのアルキレン基と1価の芳香環基を組み合わせた基は、例えば、炭素数6〜20であって、ベンジル基、フェネチル基などのアラルキル基が挙げられる。
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、オクチレン基など)、シクロアルキレン基(例えば、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基など)、アルケニレン基(例えば、エチレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など)、2価の芳香環基(例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基など)、−S−、−O−、−CO−、−SO−、−N(R)−、およびこれらの複数を組み合わせた2価の連結基である。Rは、水素原子またはアルキル基(例えば炭素数1〜8個のアルキル基であって、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、オクチル基など)である。
Qとしてのアルキル基は、上述のL及びLとしての各基と同様である。
Qとしてのヘテロ原子を含んでいてもよいシクロアルキル基及びヘテロ原子を含んでいてもよい1価の芳香環基に於ける、ヘテロ原子を含まない肪族炭化水素環基及びへテロ原子を含まない1価の芳香環基としては、上述のL及びLとしてのシクロアルキル基、及び1価の芳香環基などが挙げられ、好ましくは、炭素数3〜15である。
ヘテロ原子を含むシクロアルキル基及びヘテロ原子を含む1価の芳香環基としては、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、ピロリドン等のヘテロ環構造を有する基が挙げられるが、一般にヘテロ環と呼ばれる構造(炭素とヘテロ原子で形成される環、あるいはヘテロ原子にて形成される環)であれば、これらに限定されない。
Q、M、Lの少なくとも2つが結合して形成してもよい環としては、Q、M、Lの少なくとも2つが結合して、例えば、プロピレン基、ブチレン基を形成して、酸素原子を含有する5員または6員環を形成する場合が挙げられる。
一般式(6−A)におけるL、L、M、Qで表される各基は、置換基を有していてもよく、例えば、前述のR36〜R39、R01、R02、及びArが有してもよい置換基として説明したものが挙げられ、置換基の炭素数は8以下が好ましい。
−M−Qで表される基として、炭素数1〜30個で構成される基が好ましく、炭素数5〜20個で構成される基がより好ましい。
以下に繰り返し単位(B)の好ましい具体例として、一般式(6)で表される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
また、樹脂(P)は、繰り返し単位(B)として、下記一般式(BZ)で表される繰り返し単位を含んでいてもよく、特に電子線又はEUV光で露光する場合に好ましい。
Figure 0005712083
一般式(BZ)中、ARは、アリール基を表す。Rnは、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。RnとARとは互いに結合して非芳香族環を形成してもよい。
は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
ARのアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、アントリル基、又は、フルオレン基等の炭素数6〜20のものが好ましく、炭素数6〜15のものがより好ましい。
ARがナフチル基、アントリル基又はフルオレン基である場合、Rnが結合している炭素原子とARとの結合位置には、特に制限はない。例えば、ARがナフチル基である場合、この炭素原子は、ナフチル基のα位に結合していてもよく、β位に結合していてもよい。或いは、ARがアントリル基である場合、この炭素原子は、アントリル基の1位に結合していてもよく、2位に結合していてもよく、9位に結合していてもよい。
ARとしてのアリール基は、それぞれ、1以上の置換基を有していてもよい。このような置換基の具体例としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が1〜20の直鎖又は分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等のシクロアルキル基、これらシクロアルキル基部分を含んだシクロアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、アリール基、シアノ基、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。この置換基としては、炭素数1〜5の直鎖若しくは分岐鎖アルキル基、これらアルキル基部分を含んだアルコキシ基が好ましく、パラメチル基又はパラメトキシ基がより好ましい。
ARとしてのアリール基が、複数の置換基を有する場合、複数の置換基のうちの少なくとも2つが互いに結合して環を形成しても良い。環は、5〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。また、この環は、環員に酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
更に、この環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、Rnが有していてもよい更なる置換基について後述するものと同様のものが挙げられる。
また、一般式(BZ)により表される繰り返し単位(A)は、ラフネス性能の観点から、2個以上の芳香環を含有ことが好ましい。この繰り返し単位が有する芳香環の個数は、通常、5個以下であることが好ましく、3個以下であることがより好ましい。
また、一般式(BZ)により表される繰り返し単位(B)において、ラフネス性能の観点から、ARは2個以上の芳香環を含有することがより好ましく、ARがナフチル基又はビフェニル基であることが更に好ましい。ARが有する芳香環の個数は、通常、5個以下であることが好ましく、3個以下であることがより好ましい。
Rnは、上述したように、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。Rnは、アルキル基またはシクロアルキル基であることが好ましい。
Rn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、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、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基及びドデシル基等の炭素数が1〜20のものが挙げられる。Rnのアルキル基は、炭素数1〜5のものが好ましく、炭素数1〜3のものがより好ましい。
Rnのシクロアルキル基としては、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基等の炭素数が3〜15のものが挙げられる。
Rnのアリール基としては、例えば、フェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基及びアントリル基等の炭素数が6〜14のものが好ましい。
Rnとしてのアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基の各々は、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、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、及びピロリドン残基等のヘテロ環残基が挙げられる。中でも、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基及びスルホニルアミノ基が特に好ましい。
は、上述したように、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
のアルキル基及びシクロアルキル基としては、例えば、先にRnについて説明したのと同様のものが挙げられる。これらアルキル基及びシクロアルキル基の各々は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、先にRnについて説明したのと同様のものが挙げられる。
が置換基を有するアルキル基又はシクロアルキル基である場合、特に好ましいRとしては、例えば、トリフルオロメチル基、アルキルオキシカルボニルメチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、ヒドロキシメチル基、及びアルコキシメチル基が挙げられる。
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。中でも、フッ素原子が特に好ましい。
のアルキルオキシカルボニル基に含まれるアルキル基部分としては、例えば、先にRのアルキル基として挙げた構成を採用することができる。
RnとARとが互いに結合して非芳香族環を形成することが好ましく、これにより、特に、ラフネス性能をより向上させることができる。
RnとARとは互いに結合して形成しても良い非芳香族環としては、5〜8員環であることが好ましく、5又は6員環であることがより好ましい。
非芳香族環は、脂肪族環であっても、環員として酸素原子、窒素原子、硫黄原子等のヘテロ原子を含むヘテロ環であってもよい。
非芳香族環は、置換基を有していてもよい。この置換基としては、例えば、Rnが有していてもよい更なる置換基について先に説明したのと同様のものが挙げられる。
以下に、一般式(BZ)により表される繰り返し単位(B)の具体例を示すが、これらに限定されるものではない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
樹脂(P)は、酸分解性を有する繰り返し単位(B)を2種類以上含んでいてもよい。
樹脂(P)に占める繰り返し単位(B)の含有率は、全繰り返し単位に対して、3〜90モル%の範囲が好ましく、5〜80モル%の範囲がより好ましく、7〜70モル%の範囲が特に好ましい。
<繰り返し単位(C)>
樹脂(P)は、アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位(C)を更に含んでいてもよい。このアルカリ可溶性基としては、芳香環基を有するものが好ましい。
繰り返し単位(C)としては、下記一般式(7)で表される構造がより好ましい。
Figure 0005712083
式中、
41、R42及びR43は、各々独立に、水素原子、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。
は、単結合、−COO−、又は−CONR64−を表し、R64は、水素原子又はアルキル基を表す。
は、単結合又はアルキレン基を表す。
Arは、(n+1)価の芳香環基を表し、R42と結合して環を形成していてもよく、その場合のArは(n+2)価の芳香環基を表す。
nは、1〜4の整数を表す。
式(7)におけるR41、R42、R43のアルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、及びこれらの基が有し得る置換基の具体例としては、一般式(5)における各基と同様の具体例が挙げられる。
Arとしての芳香環基は、置換基を有していてもよく、例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基、アントラセニレン基などの炭素数6〜18のアリーレン基、あるいは、例えば、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、チアゾール等のヘテロ環を含む芳香環基を好ましい例として挙げることができる。
上記各基における好ましい置換基としては、一般式(5)におけるR51〜R53で挙げたアルキル基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、フェニル基等のアリール基が挙げられる。
により表わされる−CONR64−(R64は、水素原子、アルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、R61〜R63のアルキル基と同様のものが挙げられる。
としては、単結合、−COO−、−CONH−が好ましく、単結合、−COO−がより好ましい。
におけるアルキレン基としては、好ましくは置換基を有していてもよいメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ヘキシレン基、オクチレン基等の炭素数1〜8個のものが挙げられる。
Arとしては、置換基を有していてもよい炭素数6〜18のアリーレン基がより好ましく、フェニレン基、ナフチレン基、ビフェニレン基が特に好ましい。
繰り返し単位(C)は、ヒドロキシスチレン構造を備えていることが好ましい。即ち、Arは、フェニレン基であることが好ましい。
以下に、一般式(7)で表される繰り返し単位(C)の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。式中、aは0〜2の整数を表す。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
樹脂(P)は、2種類以上の繰り返し単位(C)を含んでいてもよい。
一般式(7)で表されるアルカリ可溶性基を有する繰り返し単位(C)の含有率は、樹脂(P)中の全繰り返し単位に対し、5〜90mol%が好ましく、より好ましくは10〜80mol%、更に好ましくは20〜70mol%である。
<繰り返し単位(D)>
樹脂(P)は、さらに、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を有する繰り返し単位(D)を有していてもよい。
アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基としては、ラクトン構造、フェニルエステル構造などが挙げられ、下記一般式(AII)で表される繰り返し単位がより好ましい。
Figure 0005712083
一般式(AII)中、Vは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表す。Abは、単結合、アルキレン基、単環または多環のシクロアルキル構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Rb0のアルキル基として、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基であり、アルキル基は置換基を有していてもよく、好ましい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子が挙げられる。Rb0のハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子を挙げることができる。Rb0として、さらに好ましくは、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であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
Abは、好ましくは、単結合、−Ab1−CO2−で表される2価の連結基である。ここでAb1は、アルキレン基、シクロヘキシレン基であり、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、ノルボルニレン基である。
Vは、アルカリ現像液の作用で分解しアルカリ現像液中への溶解速度が増大する基を表すが、好ましくはエステル結合を有する基であり、中でもラクトン構造を有する基がより好ましい。
ラクトン構造を有する基としては、好ましくは5〜7員環ラクトン構造であり、5〜7員環ラクトン構造にビシクロ構造、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。下記一般式(LC1−1)〜(LC1−17)のいずれかで表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を有することがより好ましい。また、ラクトン構造が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)である。
Figure 0005712083
ラクトン構造部分は、置換基(Rb2)を有していてもよく、好ましい(Rb2)としては、炭素数1〜8のアルキル基、炭素数4〜7の1価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、酸分解性基などが挙げられる。より好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、シアノ基、酸分解性基である。nは、0〜4の整数を表す。nが2以上の時、複数存在する置換基(Rb2)は、同一でも異なっていてもよく、また、複数存在する置換基(Rb2)同士が結合して環を形成してもよい。
ラクトン基を有する繰り返し単位は、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(ee)が90以上のものが好ましく、より好ましくは95以上である。
樹脂(P)が繰り返し単位(D)を含有する場合、樹脂(P)中の繰り返し単位(D)の含有率は、全繰り返し単位に対して、0.5〜80モル%の範囲が好ましく、より好ましくは1〜60モル%の範囲であり、さらに好ましくは2〜40モル%の範囲である。繰り返し単位(D)は2種類以上を組み合わせて用いてもよい。特定のラクトン構造を用いることでラインエッジラフネス、現像欠陥が良好になる。
以下に、繰り返し単位(D)の具体例を示す。式中、Rxは、H、CH、CHOH、又はCFを表す。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
<その他の繰り返し単位>
樹脂(P)が有してよい、上述した繰り返し単位以外の繰り返し単位として、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位や、極性基を持たない脂環炭化水素を有する繰り返し単位があげられる。このような繰り返し単位は、酸分解性基を実質的に有さないことが好ましい。
このうち、水酸基又はシアノ基を有する脂環炭化水素を有する繰り返し単位は、これらをさらに有することで、基板密着性及び現像液親和性を更に向上させることができる。上記脂環炭化水素としては、アダマンチル基、ジアマンチル基、ノルボルナン基が好ましい。このような繰り返し単位としては、下記一般式(AIIa)〜(AIId)で表される繰り返し単位を挙げることができる。
Figure 0005712083
一般式(AIIa)〜(AIId)に於いて、Rc〜Rcの内の少なくとも1つは水酸基又はシアノ基を表し、残りは水素原子である。好ましくは、Rc〜Rcの内の1つ又は2つが、水酸基で、残りが水素原子である。更に好ましくは、Rc〜Rcの内の2つが、水酸基で、残りが水素原子である。Rcは、水素原子、メチル基、トリフロロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げる。
Figure 0005712083
また、極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位としては、例えば、一般式(VII)で表される繰り返し単位が挙げられる。
Figure 0005712083
一般式(VII)中、Rは脂環炭化水素を表し、Raは水素原子、アルキル基、ヒドロキシメチル基又はトリフルオロメチル基を表す。
Raは、水素原子、メチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロへプチル基、シクロオクチル基などの炭素数3から12のシクロアルキル基、シクロへキセニル基など炭素数3から12のシクロアルケニル基、ビシクロヘキシル基、パーヒドロナフタレニル基などの環集合炭化水素基、ピナン、ボルナン、ノルピナン、ノルボルナン、ビシクロオクタン環(ビシクロ[2.2.2]オクタン環、ビシクロ[3.2.1]オクタン環等)、ホモブレダン、アダマンタン、トリシクロ[5.2.1.02,6]デカン、トリシクロ[4.3.1.12,5]ウンデカン環、テトラシクロ[4.4.0.12,5.17,10]ドデカン、パーヒドロ−1,4−メタノ−5,8−メタノナフタレン環、パーヒドロナフタレン(デカリン)、パーヒドロアントラセン、パーヒドロフェナントレン、パーヒドロアセナフテン、パーヒドロフルオレン、パーヒドロインデン、パーヒドロフェナレン環などの架橋環式炭化水素環が挙げられる。好ましい基としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、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。
これらの脂環式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水酸基、保護基で保護されたアミノ基などが挙げられる。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有す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 0005712083
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位の含有率は、樹脂(P)中の全繰り返し単位に対し、1〜40モル%が好ましく、より好ましくは1〜20モル%である。
本発明の樹脂(P)は、上記の繰り返し構造単位以外に、ドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にレジストの一般的な必要な特性である解像力、耐熱性、感度等を調節する目的で様々な繰り返し構造単位を有することができる。
このような繰り返し構造単位としては、例えばアクリル酸エステル類、メタクリル酸エステル類、アクリルアミド類、メタクリルアミド類、アリル化合物、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、スチレン類、クロトン酸エステル類等から選ばれる付加重合性不飽和結合を1個有する化合物等を挙げることができる。
これにより、本発明の組成物に用いられる樹脂に要求される性能、特に、(1)塗布溶剤に対する溶解性、(2)製膜性(ガラス転移点)、(3)アルカリ現像性、(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、(5)未露光部の基板への密着性、(6)ドライエッチング耐性等の微調整が可能となる。
本発明の組成物に用いられる樹脂(P)において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、レジストのドライエッチング耐性や標準現像液適性、基板密着性、レジストプロファイル、更にはレジストの一般的な必要性能である解像力、耐熱性、感度等を調節するために適宜設定される。
樹脂(P)の形態としては、ランダム型、ブロック型、クシ型、スター型のいずれの形態でもよい。
樹脂(P)は、例えば、各構造に対応する不飽和モノマーのラジカル、カチオン、又はアニオン重合により合成することができる。また各構造の前駆体に相当する不飽和モノマーを用いて重合した後に、高分子反応を行うことにより目的とする樹脂を得ることも可能である。
樹脂(P)の分子量は、特に制限されないが、重量平均分子量が1000〜100000の範囲であることが好ましく、1500〜20000の範囲であることがより好ましく、2000〜10000の範囲であることが特に好ましい。ここで、樹脂の重量平均分子量は、GPC(キャリア:THFあるいはN−メチル−2−ピロリドン(NMP))によって測定したポリスチレン換算分子量を示す。
また分散度(Mw/Mn)は、好ましくは1.00〜5.00、より好ましくは1.03〜3.50であり、更に好ましくは、1.05〜2.50である。
樹脂(P)は、1種類単独で、又は2種類以上を組み合わせて使用することができる。樹脂(P)の含量は、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物中の全固形分を基準にして、30〜100質量%が好ましく、50〜100質量%がより好ましく、70〜100質量%が特に好ましい。
樹脂(P)の具体例としては、例えば、前記一般式(2)〜(4)の具体例から選択される1種以上の繰り返し単位/前記一般式(5)、(6)、(BZ)の具体例から選択される1種以上の繰り返し単位/前記一般式(7)の具体例から選択される1種以上の繰り返し単位を有する樹脂から選択される1種以上の繰り返し単位を有する樹脂が挙げられる。
また、樹脂(P)において、主鎖に環状構造を有する繰り返し単位の割合が30モル%
以下であることが好ましく、含有しないことがより好ましい。
より好ましい具体例を以下に示すが、本発明はこれらに限定されるものではない。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
Figure 0005712083
〔2〕塩基性化合物
本発明に係る組成物は、塩基性化合物として、下記一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)を含有している。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
式中、
及びRは、各々独立に、ヘテロ原子を含まない有機基を表す。
、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基を表す。
及びRは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
及びnは、各々独立に、1〜6の整数を表す。
及びRは、各々独立に、アルキル基又はアリール基であることが好ましく、炭素原子と水素原子のみからなるアルキル基であることがより好ましい。
又はRにより表されるアルキル基の炭素数は、3以上であることが好ましく、6以上であることがより好ましく、7以上であることが更に好ましい。この炭素数は、通常は30以下とし、例えば20以下とする。なお、このアルキル基には、シクロアルキル基も含まれる。
又はRにより表されるアリール基としては、例えば、フェニル基又はナフチル基が挙げられる。このアリール基は、フェニル基であることがより好ましい。
、R、R又はRにより表されるアルキレン基は、炭素数が2又は3であることがより好ましい。なお、このアルキレン基は、任意の置換基を更に備えていてもよい。
化合物(Q)が一般式(1−1)により表される場合、R及びRの少なくとも一方は、水素原子であることが好ましく、R及びRの双方が水素原子であることがより好ましい。
化合物(Q)が一般式(1−2)により表される場合、Rは、水素原子であることが好ましい。
又はRにより表されるアルキル基としては、炭素数1〜4のものが好ましく、メチル基又はエチル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
及びnは、各々独立に、1〜6であることが好ましく、1又は2であることがより好ましい。
下記一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)は、窒素原子に連結する基のうち少なくとも一つが疎水基であり、また少なくとも一つが親水基である。このような構造の塩基性化合物を採用することにより、高感度、良好なパターン形状、良好なラフネス特性、及び残渣欠陥の低減を達成できる。効果発現のメカニズムについては推論を含んでいるが、理由の一つとして、この種のアミンは適度な親疎水性を有するため、膜の基板側や表面側への偏在や膜中での凝集が起こり難く、比較的均一に分布することができるためと考えられる。
以下に、一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)の具体例を挙げる。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)は、1種類を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
化合物(Q)の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.01〜20.0質量%であることが好ましく、0.1〜15.0質量%であることがより好ましく、0.5〜10.0質量%であることが特に好ましい。
本発明に係る感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、化合物(R)以外の塩基性化合物を更に含有していてもよい。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。このような塩基性化合物としては、例えば、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、2,4,6−トリ(t−ブチル)アニリン、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、トリス(メトキシエトキシエチル)アミン、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、N−ヒドロキシエチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、4−ジメチルアミノピリジン、アンチピリンヒドロキシアンチピリン及びテトラブチルアンモニウムヒドロキシドなどが挙げられる。
化合物(Q)と併用する塩基性化合物は、ヒドロキシル基を含んでいないことが好ましい。このような構成を採用すると、さらに良好なパターン形状を得られ、さらに残渣欠陥を低減できる。加えて、様々な下地基板(酸性基板、有機層が塗布された基板)に対して、最も良好なパターン形状、最も良好なラフネス特性、最も少ない残渣欠陥を得るための最適な構成を実現できる。つまり、化合物(Q)とヒドロキシル基を含んでいない化合物(Q)以外の塩基性化合物との比率を調整することによって、容易に最適な構成を実現できる。
塩基性化合物〔化合物(Q)を含む〕の含有量は、組成物の全固形分を基準として、0.01〜20.0質量%であることが好ましく、0.1〜15.0質量%であることがより好ましく、0.5〜10.0質量%であることが特に好ましい。
〔3〕その他の成分
本発明に係る組成物は、上述した樹脂(P)及び化合物(Q)以外の成分を更に含有していてもよい。
本発明の感活性光線性または感放射線性樹脂組成物は、光酸発生構造を有する樹脂(P)を含有しているが、該樹脂(P)以外に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する低分子の化合物(以下、「酸発生剤」又は「光酸発生剤」ともいう)を含有してもよい。
そのような酸発生剤としては、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、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。
たとえば、アジニウム塩、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。これらの具体例としては、例えば、米国特許出願公開第2008/0241737A1号明細書の〔0164〕〜〔0248〕に説明されているものを挙げることができる。
また、低分子の光酸発生剤として、先に説明した単環式又は多環式の含窒素複素環を含んだカチオンと、任意のアニオンとを含んだ塩を使用してもよい。
本発明に係る組成物において、光酸発生構造を有する樹脂(P)以外に、酸発生剤を用いる場合には、酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
酸発生剤の組成物中の含量は、本発明の組成物の全固形分を基準として、0〜20質量%が好ましく、より好ましくは0〜10質量%、更に好ましくは0〜7質量%である。酸発生剤は、本発明において必須成分ではないが、添加の効果を得る上では、通常0.01質量%以上で使用される。
例えば、本発明に係る組成物は、更に界面活性剤を含有することが好ましい。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好ましい。
これらに該当する界面活性剤としては、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF177、メガファックR08、OMNOVA社製のPF656、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、信越化学工業(株)製のポリシロキサンポリマーKP−341などが挙げられる。
また、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他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、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類などが挙げられる。その他、使用可能な界面活性剤としては、例えば、米国特許出願公開第2008/0248425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、組成物の全固形分に対し、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。
本発明に係る組成物は、酸の作用により分解してアルカリ現像液中への溶解速度が増大する、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)を含有することができる。
溶解阻止化合物としては、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の様な、酸分解性基を含有する脂環族又は脂肪族化合物、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有するものが好ましい。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、更に好ましくは2〜6個含有するものである。
本発明における溶解阻止化合物の分子量は、3000以下であり、好ましくは300〜3000、更に好ましくは500〜2500である。
本発明に係る組成物は、染料を更に含有していてもよい。好適な染料としては、例えば、油性染料や塩基性染料が挙げられる。
本発明に係る組成物は、現像液に対する溶解性を促進させる化合物(溶解促進性化合物)を更に含有していてもよい。この溶解促進性化合物としては、例えば、フェノール性OH基を2個以上、又はカルボキシ基を1個以上有する分子量1,000以下の低分子化合物が挙げられる。カルボキシ基を有する場合は脂環族又は脂肪族化合物が好ましい。このような分子量1000以下のフェノール化合物は、例えば、特開平4−122938号、特開平2−28531号、米国特許第4916210号、欧州特許第219294号に記載のものを挙げることができる。
また、特開2006−208781号公報や、特開2007−286574号公報等に記載の、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物も、本発明の組成物に対して好適に用いることができる。
本発明に係る組成物は、溶剤を含有する溶液組成とすることが好ましい。このような溶剤としては、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、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、乳酸アルキルエステル、アルコキシプロピオン酸アルキル、環状ラクトン、環を含有しても良いモノケトン化合物、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、ピルビン酸アルキル等の有機溶剤を挙げることができる。特に、標準沸点が150℃以下の溶媒が好ましい。
好ましい溶剤としては、2−ヘプタノン、シクロペンタノン、γ−ブチロラクトン、シクロヘキサノン、酢酸ブチル、乳酸エチル、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、3−エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸−2−エトキシエチル、酢酸−2−(2−エトキシエトキシ)エチル、プロピレンカーボネートが挙げられる。特に好ましい溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルが挙げられる。
本発明に於いては、上記溶剤を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
本発明の組成物全量中における溶剤の使用量は、所望の膜厚等に応じて適宜調整可能であるが、一般的には組成物の全固形分濃度が0.5〜30質量%、好ましくは1.0〜20質量%、より好ましくは1.5〜10質量%となるように調製される。
なお、本発明の組成物を適用して、インプリント用モールド構造体を作製する場合の詳細については、例えば、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(2006年6月発行)、特許第4109085号公報や、特開2008−162101号公報などを参照されたい。
<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、0.02〜10.0μm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。ベークを行うことにより、更に良好なパターンを得ることが可能となる。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、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)、Fエキシマレーザー(157nm)、X線、及び電子ビームが挙げられる。好ましい活性光線又は放射線としては、EUV線及び電子ビームが挙げられ、特にEUV線に適している。
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。
現像工程では、通常、アルカリ現像液を用いる。本発明の組成物のアルカリ現像液としては、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、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、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、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、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、ピロール、ピヘリジン等の環状アミン類等のアルカリ性水溶液を使用することができる。
更に、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。アルカリ現像液のアルカリ濃度は、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。
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。
<酸分解性樹脂>
樹脂(P)として、以下の樹脂(A−1)〜(A−5)を準備した。
Figure 0005712083
Figure 0005712083
下記表1に、上記樹脂(A−1)〜(A−5)の組成比(モル%;各繰り返し単位と左から順に対応)、重量平均分子量(Mw)及び分散度(PDI)を示す。
Figure 0005712083
<塩基性化合物>
化合物(Q)として、以下の化合物(B−1)〜(B−6)を合成した。
Figure 0005712083
上記化合物(B−1)〜(B−6)は、公知の方法により合成できる。
例えば、化合物(B−1)は、ドデシルアミンと、2当量のクロロエトキシエタノールと、2当量以上のトリエチルアミン及び炭酸カリウムなどの塩基とを、ヨウ化カリウムなどの触媒の存在下、N,N−ジメチルアセトアミド及びN−メチルピロリドンなどのアプロティック溶媒中にて50℃以上に加熱することで、容易に合成することができる。反応終了後、反応液に酢酸エチルと水を加えて分液し、有機層を濃縮して蒸留またはシリカゲルカラムクロマトグラフィーで精製することで、高純度の化合物(B−1)を得ることができる。同定は、NMRスペクトルやMSスペクトルで行うことができる。化合物(B−2)、(B−4)、(B−5)、及び(B−6)も同様に合成できる。また、化合物(B−3)のように窒素上の3つの置換基が異なるものは、これら置換基を1個ずつ順次導入すれば合成できる。なお、上記試薬、溶媒類は、例えば和光純薬、東京化成、アルドリッチ等にて市販されており、容易に入手することができる。
化合物(Q)と併用可能な塩基性化合物として、以下の化合物(B−7)を準備した。
Figure 0005712083
比較用の塩基性化合物として、以下の化合物(B−A)〜(B−D)を準備した。
Figure 0005712083
<界面活性剤>
界面活性剤としては、以下のものを用いた。
W−1:PF6320(OMNOVA社製、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)
<レジスト組成物の調製>
下記表2に示した成分を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=40/60の混合溶剤に溶解させ、固形分濃度3.5質量%の溶液を調製した。この溶液を0.03μmのポアサイズを有する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、化学増幅ポジ型レジスト組成物(ポジ型レジスト溶液)を得た。なお、表2において、各成分量は、全固形分を基準とする質量%である。
Figure 0005712083
<レジスト評価(EB)>
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、スピンコータを用いて、上記のポジ型レジスト溶液を塗布した。これを、130℃で90秒間に亘ってホットプレート上で加熱乾燥させ、平均膜厚が100nmのレジスト膜を得た。
このレジスト膜に対し、電子線照射装置((株)日立製作所製HL750;加速電圧50keV)を用いて電子線照射を行った。照射後直ぐに、110℃で90秒間に亘って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、乾燥させた。これにより、ラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)又は孤立ラインパターン(ライン:スペース=1:>100)を形成した。
(感度)
走査型電子顕微鏡(S−9260;(株)日立製作所製)を用いて、得られたパターンを観察した。そして、線幅100nmのライン(ライン:スペース=1:1)を解像するときの露光量を、感度(Eopt)とした。
(パターン形状)
上記の感度を示す照射量における100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4800)を用いて観察した。そして、その形状を、以下の5段階で評価した。
×(−) : テーパー形状。0°<θ≦75°
△(−) : テーパー形状。75°<θ≦85°
○ : 矩形。85°<θ<95°
△(+) : 逆テーパー形状。95°≦θ<105°
×(+) : 逆テーパー形状。105°≦θ<180°
図1は、実施例におけるテーパー角の定義を概略的に示す断面図である。図1には、基板10と、その上に形成されたラインパターン20とを描いている。テーパー角θは、100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状において、基板表面とレジストパターンとが為す角度のうち、レジストパターン側の角度のことをいう。
上記の評価基準におけるテーパー角θは、以下のようにして求める。まず、5つのパターンについて、各々左右の角度を測定する。そして、このようにして得られた10個の測定値を平均して、上記のテーパー角θとする。
(ラフネス特性:LWR)
上記の100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)を用いて観察した。そして、その長さ方向2μmに含まれる等間隔の50点について、エッジがあるべき基準線と実際のエッジとの間の距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。そして、この3σを「LWR(nm)」とした。
(残渣)
上記の100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)を用いて観察した。そして、スペース部の基板界面に残渣が全く見られなかった場合を○、スペース部の表面積が残渣によって20%以下覆われていた場合を△、スペース部が残渣によって50%以上覆われていた場合を×で表した。
(孤立パターンの解像性;解像力)
上記の感度を示す照射量における孤立パターン(ライン:スペース=1:>100)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)を求めた。そして、この値を「解像力(nm)」とした。
これらの評価結果を、下記表3に示す。
Figure 0005712083
表3に示すように、実施例の組成物は、比較例の組成物と比較して、優れた性能を発揮した。
<レジスト組成物の調製>
下記表4に示した成分を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=40/60の混合溶剤に溶解させ、固形分濃度1.8質量%の溶液を調製した。この溶液を0.03μmのポアサイズを有する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、化学増幅ポジ型レジスト組成物(ポジ型レジスト溶液)を得た。なお、表4において、各成分量は、全固形分を基準とする質量%である。
Figure 0005712083
<レジスト評価(EUV)>
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、スピンコータを用いて、上記のポジ型レジスト溶液を塗布した。これを、130℃で90秒間に亘ってホットプレート上で加熱乾燥させ、平均膜厚が50nmのレジスト膜を得た。
このレジスト膜に対し、EUV露光装置(波長=13.5nm、Na=0.3)を用いてEUV光を照射した。照射後直ぐに、110℃で90秒間に亘って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30秒間現像し、30秒間純水を用いてリンスした後、乾燥させた。これにより、ラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)を形成した。
(感度)
まず、得られたラインアンドスペースパターンの断面形状を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9380)を用いて観察した。そして、線幅35nmのライン(ライン:スペース=1:1)を解像するときの露光量を、感度(Eopt)とした。
(パターン形状)
上記の感度を示す照射量における35nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4800)を用いて観察した。そして、その形状を、先と同様にして評価した。
(ラフネス特性:LWR)
上記の35nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9380)を用いて観察した。そして、その長さ方向2μmに含まれる等間隔の50点について、エッジがあるべき基準線と実際のエッジとの間の距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。そして、この3σを「LWR(nm)」とした。
(残渣)
上記の100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)を用いて観察した。そして、スペース部の基板界面に残渣が全く見られなかった場合を○、スペース部の表面積が残渣によって20%以下覆われていた場合を△、スペース部が残渣によって50%以上覆われていた場合を×で表した。
これらの評価結果を、下記表5に示す。
Figure 0005712083
表5に示すように、実施例の組成物は、EUV露光を行った場合にも、優れた性能を発揮した。
<レジスト組成物の調製>
下記表6に示した成分を、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート/プロピレングリコールモノメチルエーテル=40/60の混合溶剤に溶解させ、固形分濃度1.8質量%の溶液を調製した。この溶液を0.03μmのポアサイズを有する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、化学増幅ポジ型レジスト組成物(ポジ型レジスト溶液)を得た。なお、表6において、各成分量は、全固形分を基準とする質量%である。
Figure 0005712083
<レジスト評価(EB)>
シリコン基板表面にプラズマCVD法によってシリコン酸化膜が50nmの膜厚で形成された基板上に、スピンコータを用いて、上記のポジ型レジスト溶液を塗布した。これを、130℃で90秒間に亘ってホットプレート上で加熱乾燥させ、平均膜厚が100nmのレジスト膜を得た。
このレジスト膜に対し、電子線照射装置((株)日立製作所製HL750;加速電圧50keV)を用いて電子線照射を行った。照射後直ぐに、110℃で90秒間に亘って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、乾燥させた。これにより、ラインアンドスペースパターン(ライン:スペース=1:1)又は孤立ラインパターン(ライン:スペース=1:>100)を形成した。
(感度)
走査型電子顕微鏡(S−9260;(株)日立製作所製)を用いて、得られたパターンを観察した。そして、線幅100nmのライン(ライン:スペース=1:1)を解像するときの露光量を、感度(Eopt)とした。
(パターン形状)
上記の感度を示す照射量における100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)の断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−4800)を用いて観察した。そして、その形状を、先と同様にして評価した。
(ラフネス特性:LWR)
上記の100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)を用いて観察した。そして、その長さ方向2μmに含まれる等間隔の50点について、エッジがあるべき基準線と実際のエッジとの間の距離を測定した。そして、この距離の標準偏差を求め、3σを算出した。そして、この3σを「LWR(nm)」とした。
(残渣)
上記の100nmラインパターン(ライン:スペース=1:1)を、走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9260)を用いて観察した。そして、スペース部の基板界面に残渣が全く見られなかった場合を○、スペース部の表面積が残渣によって20%以下覆われていた場合を△、スペース部が残渣によって50%以上覆われていた場合を×で表した。
(孤立パターンの解像性;解像力)
上記の感度を示す照射量における孤立パターン(ライン:スペース=1:>100)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)を求めた。そして、この値を「解像力(nm)」とした。
これらの評価結果を、下記表7に示す。
Figure 0005712083
表7に示すように、実施例の組成物は、酸性基板を用いた場合にも、優れた性能を発揮した。
10…基板、20…ラインパターン。

Claims (15)

  1. 活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生成する基を含有する繰り返し単位(A)と、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基を含有する繰り返し単位(B)とを含んだ樹脂(P)と、
    下記一般式(1−1)又は(1−2)により表される化合物(Q)と
    を含有し、EUV露光によるパターン形成に用いられる感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005712083
    Figure 0005712083
    式中、
    及びRは、各々独立に、ヘテロ原子を含まない有機基を表す。
    、R、R及びRは、各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基を表す。
    及びRは、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表す。
    及びnは、各々独立に、1〜6の整数を表す。
  2. 前記化合物(Q)は前記一般式(1−2)により表され、前記R は水素原子である請求項1に記載の組成物。
  3. 前記化合物(Q)は前記一般式(1−1)により表され、前記R 及びR の少なくとも一方は水素原子である請求項1に記載の組成物。
  4. 活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生成する基を含有する繰り返し単位(A)と、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基を含有する繰り返し単位(B)とを含んだ樹脂(P)と、
    下記一般式(1−1)により表される化合物(Q)と
    を含有した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
    Figure 0005712083
    式中、
    は、各々独立に、ヘテロ原子を含まない有機基を表す。
    、R 、R 及びR は、各々独立に、炭素数1〜3のアルキレン基を表す。
    及びR は、各々独立に、水素原子又はアルキル基を表し、少なくとも一方は水素原子を表す。
    及びn は、各々独立に、1〜6の整数を表す。
  5. 前記R及びRの双方が水素原子である請求項3又は4に記載の組成物。
  6. 前記繰り返し単位(A)は、下記一般式(2)、(3)又は(4)で表される繰り返し単位である請求項1乃至5の何れか1項に記載の組成物。
    Figure 0005712083
    式中、R 04 、R 05 及びR 07 〜R 09 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。
    06 は、シアノ基、カルボキシル基、−CO−OR 25 又は−CO−N(R 26 )(R 27 )を表す。R 26 とR 27 が結合して窒素原子とともに環を形成してもよい。
    1 〜X 3 は、各々独立に、単結合、アリーレン基、アルキレン基、シクロアルキレン基、−O−、−SO 2 −、−CO−、−N(R 33 )−又はこれらを組み合わせた2価の連結基を表す。
    25 は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
    26 、R 27 及びR 33 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アリール基又はアラルキル基を表す。
    Aは、活性光線又は放射線の照射により分解して酸を生じる構造部位を表す。
  7. 前記一般式(1−1)又は(1−2)において、前記有機基がアルキル基又はアリール基である請求項1乃至6の何れか1項に記載の組成物。
  8. 前記繰り返し単位(B)は、下記一般式(5)又は(6)により表される請求項1乃至7の何れか1項に記載の組成物。
    Figure 0005712083
    一般式(5)中、
    51 、R 52 、及びR 53 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。R 52 はL と結合して環を形成していてもよく、その場合のR 62 は単結合または2価の連結基を表す。
    は、単結合又は2価の連結基を表し、R 52 と環を形成する場合には3価の連結基を表す。
    54 はアルキル基を表し、R 55 及びR 56 は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は1価の芳香環基を表す。R 55 及びR 56 は互いに結合して環を形成してもよい。但し、R 55 とR 56 とが同時に水素原子であることはない。
    Figure 0005712083
    一般式(6)中、
    61 、R 62 及びR 63 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。R 62 はAr と結合して環を形成していてもよく、その場合のR 62 は単結合または2価の連結基を表す。
    は、単結合、−COO−、又は−CONR 64 −を表す。R 64 は、水素原子又はアルキル基を表す。R 64 はR 62 と結合して環を形成していてもよく、その場合のR 64 は単結合または2価の連結基を表す。
    は、単結合又はアルキレン基を表す。
    Ar は、(n+1)価の芳香環基を表し、R 62 と結合して環を形成していてもよく、その場合のAr は(n+2)価の芳香環基を表す。
    は、n≧2の場合には各々独立に、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。
  9. 前記樹脂(P)は、下記一般式(7)により表される繰り返し単位(C)を更に含んでいる請求項1乃至8の何れか1項に記載の組成物。
    Figure 0005712083
    式中、
    41 、R 42 及びR 43 は、各々独立に、水素原子、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。
    は、単結合、−COO−、又は−CONR 64 −を表し、R 64 は、水素原子又はアルキル基を表す。
    は、単結合又はアルキレン基を表す。
    Ar は、(n+1)価の芳香環基を表し、R 42 と結合して環を形成していてもよく、その場合のAr は(n+2)価の芳香環基を表す。
    nは、1〜4の整数を表す。
  10. 前記繰り返し単位(C)は、ヒドロキシスチレン構造を備えている請求項9に記載の組成物。
  11. 前記化合物(Q)以外の塩基性化合物を更に含有している請求項1乃至10の何れか1項に記載の組成物。
  12. 前記塩基性化合物はヒドロキシル基を含有していない請求項11に記載の組成物。
  13. 請求項1乃至12の何れか1項に記載の組成物を用いて形成された感活性光線性又は感放射線性樹脂膜。
  14. 請求項13に記載の膜を露光することと、
    前記露光された膜を現像することと
    を含んだパターン形成方法。
  15. 前記露光はEUV光により行われる請求項14に記載の方法。
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