JP5729312B2 - 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents

化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5729312B2
JP5729312B2 JP2012003978A JP2012003978A JP5729312B2 JP 5729312 B2 JP5729312 B2 JP 5729312B2 JP 2012003978 A JP2012003978 A JP 2012003978A JP 2012003978 A JP2012003978 A JP 2012003978A JP 5729312 B2 JP5729312 B2 JP 5729312B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
compound
resist material
bis
formula
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2012003978A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2012163949A (ja
Inventor
浩之 安田
浩之 安田
竹村 勝也
勝也 竹村
小池 則之
則之 小池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP2012003978A priority Critical patent/JP5729312B2/ja
Publication of JP2012163949A publication Critical patent/JP2012163949A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5729312B2 publication Critical patent/JP5729312B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/039Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
    • G03F7/0392Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists the macromolecular compound being present in a chemically amplified positive photoresist composition
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0048Photosensitive materials characterised by the solvents or agents facilitating spreading, e.g. tensio-active agents
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/0046Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0755Non-macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/075Silicon-containing compounds
    • G03F7/0757Macromolecular compounds containing Si-O, Si-C or Si-N bonds
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S430/00Radiation imagery chemistry: process, composition, or product thereof
    • Y10S430/1053Imaging affecting physical property or radiation sensitive material, or producing nonplanar or printing surface - process, composition, or product: radiation sensitive composition or product or process of making binder containing
    • Y10S430/1055Radiation sensitive composition or product or process of making

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Photosensitive Polymer And Photoresist Processing (AREA)

Description

本発明は、波長150nm以上(近紫外及び遠紫外領域)の紫外線露光により、スカムと呼ばれるレジスト残渣を生成しないレジスト材料及びパターン形成方法に関するものであって、特にレジスト材料を基板上に塗布した膜厚が5〜100μmと厚く形成される際の塗布均一性(Coating Uniformity)を向上させ、Edge Crownと呼ばれる基板周辺でレジスト材料の塗布膜が極端に厚くなる現象を抑え込むことに適した化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法に関する。
半導体集積回路に用いられるレジスト材料に要求される性能の一つとして、スカムと呼ばれるレジスト残渣が発生しないことが求められている。スカムとは、露光後のアルカリ現像工程において形成される不溶化したレジスト成分のことである。現像後にこのようなスカムが存在していると、その後のプロセスであるエッチングや電解メッキ等を行った際に、エッチング不良やメッキ不良が生じ、所望の仕上がり形状を得ることができなくなるという致命的な欠点を生じる。特に近年、著しく線幅の微細化が進んでいるため、わずかなスカムの存在でも大きな問題となる。これを改善する試みとしては、広く用いられている有機塩基からなる水溶液(例えば、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド)中に、ある特定の界面活性剤を添加するという手法が報告されている(例えば、特開平6−118660号公報:特許文献1、特開平11−352700号公報:特許文献2等)。
一方、レジスト材料側からの改良も種々行われており、化学増幅型のレジスト材料では、特開平11−030856号公報:特許文献3、特開平11−030865号公報:特許文献4、特開平11−109629号公報:特許文献5等に特定の樹脂や酸発生剤を用いることが提案されている。しかしながら、上記手法は樹脂・酸発生剤等によるスカムの改善であるため、レジスト材料に要求される各種性能の一部に制限を加えることになる。そのため、樹脂及び酸発生剤の材料選択性の広いスカムの改善方法が望まれている。
近年、電子機器のダウンサイジングに伴い、LSIの高集積化及びASIC化が急速に進んでおり、そのための多ピン薄層実装が広く用いられている。このような多ピン構造では、接続用端子である高さ10μm以上の突起電極(ソルダーバンプ)が必須であり、それを形成するための技術が求められている。このバンプをメッキ法によってLSI上に形成する際にはフォトレジスト材料が用いられる。この場合、従来の薄膜レジストを用いて形成されるマッシュルーム型のバンプ形状では、LSIの多ピン化やピン間隔の高密度化を実現することは困難であり、従って厚膜レジストを使用してバンプ形状の側壁の垂直化(ストレートサイドウォール化)を図ることが必要とされている。ソルダーバンプは、レジスト材料によって形成されたパターン間に、メッキ液に浸漬しながらの電解メッキによって形成される。必要なソルダーバンプの高さは数十μm〜100μmであるため、形成されるレジストパターンも数十μm〜100μm の深さが必要となる。そのことから、塗布されるレジスト材料の膜厚も数十μm〜100μmと極めて厚く塗布しなければならない。
レジスト材料の膜厚が厚くなればなるほど、膜厚を均一に塗布することが困難となる。レジスト材料の塗布膜厚が均一でない場合、電解メッキ後、形成されるソルダーバンプの高さが不揃いになってしまうため、電極の接合に不具合が生じてしまう欠点が露呈する。塗布されるレジスト材料の膜厚も数十μm〜100μmと極めて厚く塗布する工程において、塗布膜厚が均一になることが望まれている。
レジスト材料を塗布する工程において、最も汎用な塗布方法としてスピンコートを挙げることができる。塗布されるレジスト材料の膜厚を数十μm〜100μmと極めて厚くスピンコートする場合、基板の周辺において、レジスト材料の膜厚が盛り上がるように厚くなる現象がある。この現象をEdge Crownと呼ぶ。基板周辺部分においてのみレジスト膜厚が厚くなった場合、レジスト材料のパターニングを行うと、膜厚が厚くなった部分のレジストパターンサイズが目標のサイズからずれてしまう問題が発生する。例えば、スペースパターンやコンタクトホールを形成しようとした場合、膜厚の厚くなった基板周辺部分のパターンサイズが変化し、スペースであれば目標より細く、コンタクトホールであれば目標より小さく形成されてしまう。つまりは、基板中心のパターンサイズと基板周辺のパターンサイズに差が生じてしまうのである。基板内でレジストパターンサイズが異なることは、電解メッキ後形成されるソルダーバンプのサイズも異なってしまう問題である。極端に基板周辺部分でのみ膜厚が厚くなった場合には、パターンを形成できない問題を生じることもある。
一方、ソルダーバンプパターン形成のためのレジスト材料は、その膜厚を数十μm〜100μmと極めて厚く塗布することから、感度、レジストパターン形状に問題が生じることがある。従来から汎用に用いられるノボラック樹脂とナフトキノンジアジド基含有化合物からなるポジ型レジスト材料は、膜厚を数十μm〜100μmであった場合、感度が低化し、パターン形成の生産効率を低下させたり、パターン形状がテーパーを成し、バンプ形状の側壁の垂直化(ストレートサイドウォール化)を図ることが必要とされているにもかかわらず、形状の不具合をもたらしたりすることが多い。そのため、膜厚を数十μm〜100μmを必要とするソルダーバンプ形成用のレジスト材料は、高感度且つ側壁の垂直性が高いパターンを形成できる化学増幅型のレジスト材料が要望される。
特開平6−118660号公報 特開平11−352700号公報 特開平11−030856号公報 特開平11−030865号公報 特開平11−109629号公報 特開2002−6503号公報 特開平3−47190号公報
本発明は、上記要望に応えたもので、スカムを形成しないレジスト材料であって、膜厚を数十μm〜100μmと極めて厚く塗布した場合、塗布均一性に優れ、基板周辺部で膜厚が極端に厚くなる現象であるEdge Crownを抑えることのできる化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、(A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、(B)酸発生剤、必要に応じて(D)塩基性化合物を含有するレジスト組成物に、(C)パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素系界面活性剤及びパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の中から選ばれる少なくとも1種の非イオン性フッ素系化合物を少量添加することによって、紫外線露光、現像によって得られるパターンにおいて、スカムが発生しなくなること、レジスト材料を基板に塗布した際の塗布均一性に優れること、基板周辺の膜厚が厚くなる現象であるEdge Crownを抑えることができることを見出し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、下記化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法を提供する。
[I](A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
(B)酸発生剤、
(C)下記一般式(1)
Figure 0005729312
(式中、Rfは炭素数5〜30の分子鎖中にエーテル結合を1個以上含むパーフルオロアルキル基を示し、Qはポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールの単独重合鎖又はこれら両者の共重合鎖からなるポリエーテル基、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Xは酸素原子を除く2価の連結基であり、Yは2価の連結基である。pは3以上の整数であり、nは0<n<3を満足する正数である。)
で示される非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物
を含有することを特徴とする波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
[II]上記一般式(1)のRfが、下記式(2)
Figure 0005729312
(式中、sは1〜9の整数である。)
で示される基である[]記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
[III](A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
(B)酸発生剤、
(C)パーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有し、非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物であって、そのフッ素の含有率が7〜35質量%であり、且つポリエーテル基含有率が15〜55質量%である非イオン性含フッ素系化合物を含有することを特徴とする波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
[IV](C)成分の非イオン性フッ素系化合物の含有量が、(A)成分80質量部に対して100〜8,000ppmである[I]〜[III]のいずれかに記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
[V]更に、(D)塩基性化合物を含むことを特徴とする[I]〜[IV]のいずれかに記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
[VI](i)[I]〜[]のいずれかに記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程、
(ii)次いで、加熱処理後、フォトマスクを介して、波長150nm以上の紫外線で露光する工程、
(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
[VII][VI]記載の方法において、(iii)の現像工程後、電解メッキ又は無電解メッキにより基板上に金属メッキ層を形成する工程を含むメッキパターン形成方法。
[VIII](i)レジスト材料を基板上に塗布する工程、
(ii)次いで、加熱処理後、フォトマスクを介して、波長150nm以上の紫外線で露光する工程、
(iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程、
(iv)次いで、電解メッキ又は無電解メッキにより基板上に金属メッキ層を形成する工程を含み、上記レジスト材料が
(A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
(B)酸発生剤、
(C)パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤及びパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の中から選ばれる少なくとも1種の非イオン性含フッ素化合物
を含有する波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料であることを特徴とするメッキパターン形成方法。
本発明のレジスト材料によれば、スカムを形成しないレジスト材料であって、膜厚を数十μm〜100μmと極めて厚く塗布した場合、塗布均一性に優れ、基板周辺部で膜厚が極端に厚くなる現象であるEdge Crownを抑えることのできる化学増幅型レジスト材料を提供することができ、良好なパターンを形成することができる。
本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料は、
(A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
(B)酸発生剤、
(C)パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤及びパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の中から選ばれる少なくとも1種の非イオン性含フッ素化合物
を含有することを特徴とする波長150nm以上の紫外線を露光光源とするものである。
(A)成分の高分子化合物は、酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物であり、例えば下記一般式(3)で示される繰り返し単位を有する高分子化合物のフェノール性水酸基の一部の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換され、酸不安定基が下記一般式(3)のフェノール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え、80モル%以下の割合、好ましくは7〜50モル%の割合であるゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平均分子量3,000〜300,000の高分子化合物が挙げられる。特にポリヒドロキシスチレン及びその誘導体のフェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基で部分的に置換した単分散(分子量分布(Mw/Mn):1.0〜2.5、好ましくは1.0〜2.0)のものが好適である。
Figure 0005729312
ここで、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分枝状又は環状のアルキル基を示す。また、xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を満足する数である。
酸不安定基としては、種々選定されるが、特に、下記一般式(4),(5)で示される基、tert−アルキル基、トリアルキルシリル基、ケトアルキル基等であることが好ましい。
Figure 0005729312
ここで、R3、R4はそれぞれ独立して水素原子又は炭素数1〜6の直鎖状もしくは分枝状のアルキル基を示し、R5は炭素数1〜10の直鎖状、分枝状もしくは環状のアルキル基であるか、又はR3とR4、R3とR5又はR4とR5とはこれらが結合してこれらが結合する炭素原子又は炭素原子と酸素原子と共に環を形成してもよい。環を形成する場合、環を形成するに関与するR3、R4、R5はそれぞれ独立して炭素数1〜6の直鎖状又は分枝状のアルキレン基を示す。
具体的には、上記式(4)の基として、1−エトキシエチル基、1−n−プロポキシエチル基、1−イソプロポキシエチル基、1−n−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−sec−ブトキシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、1−tert−アミロキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の直鎖状もしくは分枝状のアセタール基、テトラヒドロフラニル基等の環状のアセタール基等が挙げられ、好ましくは1−エトキシエチル基、1−エトキシ−n−プロピル基が挙げられる。
上記式(5)において、R6は炭素数4〜12、好ましくは4〜8、更に好ましくは4〜6の三級アルキル基を示し、aは0〜6の整数である。
具体的には、上記式(5)の基として、tert−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニルメチル基、tert−アミロキシカルボニル基、tert−アミロキシカルボニルメチル基等が挙げられる。
また、上記tert−アルキル基としては、tert−ブチル基、tert−アミル基、1−メチルシクロヘキシル基等が挙げられる。
上記トリアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ジメチル−tert−ブチルシリル基等の各アルキル基の炭素数が1〜6のものが、ケトアルキル基としては、3−オキソシクロヘキシル基や下記式で示される基等が挙げられる。
Figure 0005729312
(A)成分の高分子化合物は、酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物では、下記一般式(6)で示されるようなアクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルのユニットを上記一般式(3)に共重合したものも好適である。アクリル酸エステルもしくはメタクリル酸エステルのユニットを上記一般式(3)に共重合した重合体(6)において、上記一般式(3)と同様にフェノール性水酸基の水素原子を酸不安定基で部分的に置換したものも好適である。
Figure 0005729312
(式中R1、R2、x、yは前記と同じ。R7は水素原子又はメチル基を示す。R8は酸と反応して脱離する酸不安定基を示し、具体的には炭素数4〜20の三級アルキル基、更に具体的にはtert−ブチル基を示す。b、cは正数を示し、好ましくは0.50≦b≦0.85、0.15≦c≦0.50で、b+c=1である。)
次に、(B)成分の光酸発生剤としては、高エネルギー線照射により酸を発生する化合物であればいずれでも構わない。好適な光酸発生剤としてはスルホニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニルジアゾメタン、N−スルホニルオキシイミド型酸発生剤等がある。以下に詳述するが、これらは単独あるいは2種以上混合して用いることができる。
スルホニウム塩はスルホニウムカチオンとスルホネートの塩であり、スルホニウムカチオンとしてトリフェニルスルホニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(4−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(4−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、(3−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3−tert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、ビス(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)フェニルスルホニウム、トリス(3,4−ジtert−ブトキシフェニル)スルホニウム、ジフェニル(4−チオフェノキシフェニル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)ジフェニルスルホニウム、トリス(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)スルホニウム、(4−tert−ブトキシフェニル)ビス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、トリス(4−ジメチルアミノフェニル)スルホニウム、2−ナフチルジフェニルスルホニウム、ジメチル2−ナフチルスルホニウム、4−ヒドロキシフェニルジメチルスルホニウム、4−メトキシフェニルジメチルスルホニウム、トリメチルスルホニウム、2−オキソシクロヘキシルシクロヘキシルメチルスルホニウム、トリナフチルスルホニウム、トリベンジルスルホニウム等が挙げられ、スルホネートとしては、トリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、4−(4−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのスルホニウム塩が挙げられる。
ヨードニウム塩はヨードニウムカチオンとスルホネートの塩であり、ジフェニルヨードニウム、ビス(4−tert−ブチルフェニル)ヨードニウム、4−tert−ブトキシフェニルフェニルヨードニウム、4−メトキシフェニルフェニルヨードニウム等のアリールヨードニウムカチオンとスルホネートとしてトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、4−(4−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられ、これらの組み合わせのヨードニウム塩が挙げられる。
スルホニルジアゾメタンとしては、ビス(エチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1−メチルプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−メチルプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(パーフルオロイソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(4−メチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2−ナフチルスルホニル)ジアゾメタン、4−メチルフェニルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、tert−ブチルカルボニル−4−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン、2−ナフチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、4−メチルフェニルスルホニル−2−ナフトイルジアゾメタン、メチルスルホニルベンゾイルジアゾメタン、tert−ブトキシカルボニル−4−メチルフェニルスルホニルジアゾメタン等のビススルホニルジアゾメタンとスルホニルカルボニルジアゾメタンが挙げられる。
N−スルホニルオキシイミド型光酸発生剤としては、コハク酸イミド、ナフタレンジカルボン酸イミド、フタル酸イミド、シクロヘキシルジカルボン酸イミド、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸イミド、7−オキサビシクロ[2.2.1]−5−ヘプテン−2,3−ジカルボン酸イミド等のイミド骨格とトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフオロオクタンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等の組み合わせの化合物が挙げられる。
ベンゾインスルホネート型光酸発生剤としては、ベンゾイントシレート、ベンゾインメシレート、ベンゾインブタンスルホネート等が挙げられる。
ピロガロールトリスルホネート型光酸発生剤としては、ピロガロール、フルオログリシン、カテコール、レゾルシノール、ヒドロキノンのヒドロキシル基の全てをトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等で置換した化合物が挙げられる。
ニトロベンジルスルホネート型光酸発生剤としては、2,4−ジニトロベンジルスルホネート、2−ニトロベンジルスルホネート、2,6−ジニトロベンジルスルホネートが挙げられ、スルホネートとしては、具体的にトリフルオロメタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネート、ヘプタデカフルオロオクタンスルホネート、2,2,2−トリフルオロエタンスルホネート、ペンタフルオロベンゼンスルホネート、4−トリフルオロメチルベンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネート、トルエンスルホネート、ベンゼンスルホネート、ナフタレンスルホネート、カンファースルホネート、オクタンスルホネート、ドデシルベンゼンスルホネート、ブタンスルホネート、メタンスルホネート等が挙げられる。またベンジル側のニトロ基をトリフルオロメチル基で置き換えた化合物も同様に用いることができる。
スルホン型光酸発生剤の例としては、ビス(フェニルスルホニル)メタン、ビス(4−メチルフェニルスルホニル)メタン、ビス(2−ナフチルスルホニル)メタン、2,2−ビス(フェニルスルホニル)プロパン、2,2−ビス(4−メチルフェニルスルホニル)プロパン、2,2−ビス(2−ナフチルスルホニル)プロパン、2−メチル−2−(p−トルエンスルホニル)プロピオフェノン、2−(シクロヘキシルカルボニル)−2−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2,4−ジメチル−2−(p−トルエンスルホニル)ペンタン−3−オン等が挙げられる。
グリオキシム誘導体型の光酸発生剤の例としては、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(トリフルオロメタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(1,1,1−トリフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(tert−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(パーフルオロオクタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(シクロヘキシルスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(ベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−フルオロベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(キシレンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(カンファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等が挙げられる。
中でも好ましく用いられる光酸発生剤としては、スルホニウム塩、ビススルホニルジアゾメタン、N−スルホニルオキシイミドである。
(A)成分に用いられる酸不安定基の切れ易さ等により最適な発生酸のアニオンは異なるが、一般的には揮発性がないもの、極端に拡散性の高くないものが選ばれる。この場合好適なアニオンは、ベンゼンスルホン酸アニオン、トルエンスルホン酸アニオン、4−(4−トルエンスルホニルオキシ)ベンゼンスルホン酸アニオン、ペンタフルオロベンゼンスルホン酸アニオン、2,2,2−トリフルオロエタンスルホン酸アニオン、ノナフルオロブタンスルホン酸アニオン、ヘプタデカフルオロオクタンスルホン酸アニオン、カンファースルホン酸アニオンである。
本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料における光酸発生剤(B)の添加量としては、(A)成分の高分子化合物80部(質量部、以下同じ)に対して0.5〜15部、好ましくは1〜8部である。0.5部より少ないと感度が悪い場合があり、15部より多いとレジスト材料の解像性が低下することがあり、モノマー成分が過剰となるために耐熱性が低下する場合がある。
本発明の組成物において、(C)パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤としては、具体的にAGCセイミケミカル(株)製のS−242、S−243、S−420を挙げることができ、塗布されるレジスト材料の膜厚も5〜100μmと極めて厚く塗布される場合の塗布均一性を大きく改善する効果を示し且つ基板周辺部の膜厚が厚くなる現象であるEdge Crownを改善する効果が絶大であって好適である。
一方、本発明組成物において、(C)成分であるパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物は、界面活性剤としての機能を有するものである。ポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合としては、ポリオキシエチレン、ポリオキシプロピレンを有するエーテルが挙げられる。下記一般式(1)
Figure 0005729312
(式中、Rfは炭素数5〜30の分子鎖中にエーテル結合を1個以上含むパーフルオロアルキル基を示し、Qはポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールの単独重合鎖又はこれら両者の共重合鎖からなるポリエーテル基、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Xは酸素原子を除く2価の連結基であり、Yは2価の連結基である。pは3以上の整数であり、nは0<n<3を満足する正数である。)
で示される非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物を挙げることができる。
ここで、Rfは炭素数5〜30の分子鎖中にエーテル結合を1個以上含むパーフルオロアルキル基であり、好ましくは炭素数8〜20のものである。炭素数が上記より多いと、界面活性剤として用いる際に全体の分子量が大きくなってしまうため、溶媒に対する溶解性が低下してしまう。また、炭素数が上記より少ないと含フッ素基の特徴が十分に発現せず、高い界面活性の効果を得ることができない。
Rfの具体例としては、下記に示す基等が挙げられる。
−CF2CF2CF2OCF2CF3
−CF2CF2CF2OCF2CF2CF2OCF3
Figure 0005729312
特に下記式(2)で示されるようなRf基が好ましい。
Figure 0005729312
(式中、sは1〜9の整数である。)
本発明の非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物は、上記Rf基がエーテル結合を1個以上含むパーフルオロアルキル基であり、同じフッ素変性率である場合、パーフルオロアルキル変性のものよりも表面張力を低下させる効果が高いため、少量の添加で済むという利点がある。
上記一般式(1)中のQはポリエーテル基であり、このポリエーテル基は、エチレングリコールの単独重合鎖、プロピレングリコールの単独重合鎖、エチレングリコールとプロピレングリコールの共重合(ブロック重合、ランダム重合)鎖のいずれからなるものでよく、この非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の用途に応じて適宜選択される。
上記ポリエーテル基の重合度は、通常、疎水性の含フッ素有機基Rfと考慮して決定すればよく、エチレングリコールを単独重合鎖として用いる場合は、好ましい平均重合度として3〜20、より好ましくは3〜12である。また、エチレングリコールより親水性の低いプロピレングリコールを単独重合鎖として用いる場合は、相対的には高重合度の重合鎖が好ましく、より好ましくは平均重合度が100〜200のものである。また、エチレングリコールとプロピレングリコールの共重合鎖の場合は、プロピレングリコールのポリエーテル基全体に占める含有量が、通常、0.1〜50モル%の範囲、好ましくは2〜10モル%の範囲のものであり、平均重合度は10〜150の範囲である。
Qの具体的な例としては、下記の基を挙げることができる。
Figure 0005729312
Rは、水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、アルキル基としてはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso-プロピル基、n−ブチル基、iso-ブチル基を挙げることができるが、Rの好ましくは水素原子、メチル基又はn−ブチル基である。
Xは酸素を除く2価の連結基で具体的には、炭素数2〜10のアルキレン基やフッ素化アルキレン基等を挙げることができ、特にエチレン基や−CH2CH2612CH2CH2−等が製造上、容易で好ましい。
Yは2価の連結基であり、炭素数2〜10のアルキレン基等の炭化水素基が好ましく、またエーテル結合(−O−)が介在していてもよく、カルボニル基やイミノ基、これらが結合した−CONH−基を介在してもよいアルキレン基を挙げることができる。具体的な例として下記の基が挙げられる。
Figure 0005729312
上記pは3以上の整数で、−(CH2p−は具体的には炭素数3以上、好ましくは3〜6のアルキレン基、特にプロピレン基であることが製造上容易で好ましい。nは0<n<3を満足する正数であり、nの値を変えることによって、本発明の含フッ素オルガノシロキサン系化合物の特性をコントロールすることができる。
本発明における含フッ素オルガノシロキサン系化合物は上述した通り、nの値を変えることによって界面活性剤として用いる場合の特性をコントロールすることができるが、式(1)で示される含フッ素オルガノシロキサン系化合物を化学増幅ポジ型レジスト材料へ添加する場合には、フッ素含有率が7〜35質量%、特に9〜30質量%、且つポリエーテル基含有率が15〜55質量%、特に30〜45質量%であるものが好ましく、更に当該含フッ素オルガノシロキサン系化合物のHLB(親水性/疎水性バランス)が4.0〜10.0、とりわけ5.5〜9.5であることが特に好ましい。
フッ素含有率及びポリエーテル基含有率が上記範囲であり、更に好ましくはHLBが上記範囲であることで、表面張力低下能が極めて高くなり、溶媒への溶解性のバランスがより良好となるため、界面活性剤として極めて有効である。その結果、フォトレジスト組成物とした際に、著しく良好な塗布均一性を発揮し、基板周辺部に生じる膜厚の盛り上がりであるEdge Crownを改善する効果を発揮して、非常に優れたレジストパターンを形成する性能を発現する。また、上記の範囲であれば、界面活性剤の添加量を少なくした場合においても、その効果が発現するため、レジスト膜の諸特性の影響を少なく抑える利点がある。
フッ素基含有率が上記範囲より小さい場合や、HLBの値が上記値より小さいと、フッ素特有の撥水、発油性が十分に発現しないため、界面活性剤としての機能が低下してしまうおそれがあり、一方、フッ素含有率、HLB値が上記より大きい場合、溶媒への溶解性が損なわれるため、界面活性剤としての役割を十分に果たせない場合がある。
また、ポリエーテル基の含有率が小さすぎると溶媒への溶解性が低下することがある。ポリエーテル基の含有率が大きすぎると相対的にフッ素含有率が低下してしまうため、上記と同様な理由で界面活性剤としての機能が低下してしまう場合がある。
なお、HLB値の算出には、下記の式を用いた。
HLB
=[{(アルキレンオキシド鎖の分子量)/(界面活性剤の分子量)}×100]÷5
本発明の式(1)で示される含フッ素オルガノシロキサン系化合物は、例えば下記一般式(7)
Figure 0005729312
(式中、Xは前記と同じである。)
で示される有機ケイ素化合物に、末端に反応性不飽和炭化水素結合を有する含フッ素有機化合物と、下記一般式(8)
CH2=CH−(CH2p-2−O−Q−R (8)
(式中、p、Q及びRは前記と同じである。)
で示されるポリエーテル化合物とを、白金系触媒の存在下でヒドロシリル化反応させることにより容易に製造することができる。
ここで、末端に反応性不飽和炭化水素結合を有する含フッ素有機化合物としては、上記式(1)中のY−Rfに対応する化合物としてY’−Rf(Y’は末端がCH2=CH基であり、これに水素原子が付加した場合、上記Yとなる基である。)で示される化合物が使用される。
上記シリル化反応において、式(7)の有機ケイ素化合物と、末端に反応性不飽和炭化水素結合を有する含フッ素有機化合物と、式(8)のポリエーテル化合物の混合の割合は、適宜調整でき、含フッ素ケイ素化合物を界面活性剤として使用する場合は、付加反応物が生成したときにフッ素含有率、ポリエーテル含有率、更にはHLBの値が上記範囲になるような割合に調整することが好ましい。
また、白金触媒としては、白金、白金化合物等のヒドロシリル化反応に用いられるものを触媒量で使用でき、ヒドロシリル化も通常の反応条件で行うことができ、室温〜140℃で0.5〜6時間で反応させることが好ましい。
本発明に用いられるパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物は、1個のケイ素原子に複数のフッ素変性基や親水基が結合しているため、フッ素変性基と親水基が1対1で結合した構造を有する一般の含フッ素系界面活性剤に比べて、少量の使用でも表面張力を著しく下げることができ、含フッ素界面活性剤として有用である。本発明の含フッ素有機ケイ素化合物を界面活性剤として使用する際には、一般式(1)で表され、フッ素含有率、ポリエーテル含有率、更に好ましくはHLBの値が上記の範囲であるパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の1種を単独で使用してもよく、適宜2種以上組み合わせてもよい。
本発明のパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤又はパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の中から選ばれた少なくとも1種の非イオン性フッ素系化合物をレジスト組成物へ添加する場合、その添加量は(A)成分80質量部に対して100〜8,000ppmが好ましい。更に好ましくは、100〜6,000ppmがよい。添加量が100ppm未満では、レジスト材料をスピンコートした場合、ストリエーションと呼ばれる塗布ムラが発生し、塗布均一性が劣化する。8,000ppmを超えると、組成物の軟化温度が低下するため好ましくない。
(D)成分の塩基性化合物は、光酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適しており、このような塩基性化合物の配合により、レジスト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上し、露光後の感度変化を抑制し、基板や環境依存性を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向上することができる。
このような(D)成分の塩基性化合物としては、第一級、第二級、第三級の脂肪族アミン類、混成アミン類、芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有する含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
具体的には、第一級の脂肪族アミン類として、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、tert−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミルアミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、セチルアミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラエチレンペンタミン等が例示され、第二級の脂肪族アミン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブチルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチルアミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミン等が例示され、第三級の脂肪族アミン類として、トリメチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピルアミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルアミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルアミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、トリドデシルアミン、トリセチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテトラエチレンペンタミン等が例示される。
また、混成アミン類としては、例えば、ジメチルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベンジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類の具体例としては、アニリン誘導体(例えば、アニリン、N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルアニリン、3−メルアニリン、4−メチルアニリン、エチルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニトロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)アミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタレン、ピロール誘導体(例えば、ピロール、2H−ピロール、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、オキサゾール誘導体(例えば、オキサゾール、イソオキサゾール等)、チアゾール誘導体(例えば、チアゾール、イソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン誘導体、ピロリン誘導体(例えば、ピロリン、2−メチル−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えば、ピロリジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジン誘導体、ピリジン誘導体(例えば、ピリジン、メチルピリジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピリジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリジン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えば、キノリン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキサリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテリジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,10−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノシン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラシル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
更に、カルボキシル基を有する含窒素化合物としては、例えば、アミノ安息香酸、インドールカルボン酸、アミノ酸誘導体(例えば、ニコチン酸、アラニン、アルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシアラニン等)などが例示され、スルホニル基を有する含窒素化合物として、3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸ピリジニウム等が例示され、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒドロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリンジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジエチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノール、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエタノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロリジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、プロピオンアミド、ベンズアミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタルイミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
更に下記一般式(D)−1で示される塩基性化合物から選ばれる1種又は2種以上を添加することもできる。
N(U)u(V)3-u (D)−1
式中、u=1、2又は3である。側鎖Uは同一でも異なっていてもよく、下記一般式(X)−1〜(X)−3で表すことができる。
側鎖Vは同一又は異種の、水素原子、又は直鎖状、分岐状又は環状の炭素数1〜20のアルキル基を示し、エーテル基もしくはヒドロキシル基を含んでもよい。また、U同士が結合して環を形成してもよい。
Figure 0005729312
ここで、R300、R302、R305は炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、R301、R304は水素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル基、エステル基、又はラクトン環を1あるいは複数含んでいてもよい。R303は単結合、又は炭素数1〜4の直鎖状又は分岐状のアルキレン基であり、R306は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状又は環状のアルキル基であり、ヒドロキシ基、エーテル、エステル基、又はラクトン環を1あるいは複数含んでいてもよい。
一般式(D)−1で表される化合物は具体的には下記に例示される。トリス(2−メトキシメトキシエチル)アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(2−メトキシエトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{2−(2−ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、4,7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサン、4,7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジアザビシクロ[8.5.5]エイコサン、1,4,10,13−テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオクタデカン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ−15−クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6、トリス(2−フォルミルオキシエチル)アミン、トリス(2−ホルミルオキシエチル)アミン、トリス(2−アセトキシエチル)アミン、トリス(2−プロピオニルオキシエチル)アミン、トリス(2−ブチリルオキシエチル)アミン、トリス(2−イソブチリルオキシエチル)アミン、トリス(2−バレリルオキシエチル)アミン、トリス(2−ピバロイルオキシエチル)アミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(アセトキシアセトキシ)エチルアミン、トリス(2−メトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス(2−tert−ブトキシカルボニルオキシエチル)アミン、トリス[2−(2−オキソプロポキシ)エチル]アミン、トリス[2−(メトキシカルボニルメチル)オキシエチル]アミン、トリス[2−(tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス[2−(シクロヘキシルオキシカルボニルメチルオキシ)エチル]アミン、トリス(2−メトキシカルボニルエチル)アミン、トリス(2−エトキシカルボニルエチル)アミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(エトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−アセトキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(メトキシカルボニル)メトキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(2−オキソプロポキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−(テトラヒドロフルフリルオキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−アセトキシエチル)2−[(2−オキソテトラヒドロフラン−3−イル)オキシカルボニル]エチルアミン、N,N−ビス(2−ヒドロキシエチル)2−(4−ヒドロキシブトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−(4−ホルミルオキシブトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−ホルミルオキシエチル)2−(2−ホルミルオキシエトキシカルボニル)エチルアミン、N,N−ビス(2−メトキシエチル)2−(メトキシカルボニル)エチルアミン、N−(2−ヒドロキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−ヒドロキシエチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−アセトキシエチル)ビス[2−(エトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−ヒドロキシ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(3−アセトキシ−1−プロピル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−(2−メトキシエチル)ビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−(メトキシカルボニル)エチル]アミン、N−ブチルビス[2−(2−メトキシエトキシカルボニル)エチル]アミン、N−メチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、N−エチルビス(2−アセトキシエチル)アミン、N−メチルビス(2−ピバロイルオキシエチル)アミン、N−エチルビス[2−(メトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、N−エチルビス[2−(tert−ブトキシカルボニルオキシ)エチル]アミン、トリス(メトキシカルボニルメチル)アミン、トリス(エトキシカルボニルメチル)アミン、N−ブチルビス(メトキシカルボニルメチル)アミン、N−ヘキシルビス(メトキシカルボニルメチル)アミン、β−(ジエチルアミノ)−δ−バレロラクトンを例示できるが、これらに制限されない。
なお、塩基性化合物は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は、(A)成分80部に対して0〜2部、特に0.01〜1部を混合したものが好適である。配合量が2部を超えると感度が低下しすぎる場合がある。
レジスト材料を成すために用いられる有機溶剤としては、シクロヘキサノン、2−ヘプタノン、3−ヘプタノン、4−ヘプタノン等のケトン類、3−メトキシブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコール−tert−ブチルエーテルメチルエーテル(1−tert−ブトキシ−2−メトキシエタン)、エチレングリコール−tert−ブチルエーテルエチルエーテル(1−tert−ブトキシ−2−エトキシエタン)等のエーテル類、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エチルエーテルアセテート、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、酢酸ブチル、メチル−3−メトキシプロピオネート、エチル−3−エトキシプロピオネート、酢酸tert−ブチル、プロピオン酸tert−ブチル、β−メトキシイソ酪酸メチル等のエステル類などが挙げられる。これらの中では、レジスト成分の溶解性が優れている1−エトキシ−2−プロパノール、もしくはレジスト成分の溶解性、安全性が優れているプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(α型、β型)が好ましく使用される。なお、上記有機溶剤は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
有機溶剤の添加量は、(A)成分の高分子化合物80部に対して50〜750部が好ましく、より好ましくは100〜500部である。
本発明のレジスト材料には、上記成分以外に任意成分として基板からの乱反射を少なくするための吸光性材料、更に1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基を分子中に有する化合物、溶解促進剤等を添加することができる。なお、任意成分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量とすることができる。
吸光性材料としては、2−ベンゼンアゾ−4−メチルフェノール、4−ヒドロキシ−4’−ジメチルアミノアゾベンゼン等のアゾ化合物やクルクミン等が挙げられる。
1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基を分子中に有する化合物としては、下記一般式(9)又は(10)で示される1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基を分子中に有する化合物が挙げられる。
Figure 0005729312
具体的には、上記1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基が導入される化合物として、トリ又はテトラヒドロキシベンゾフェノン、フェノール性水酸基を有する下記一般式(11)で示されるバラスト分子又は下記式(16)で示される繰り返し単位を有する重量平均分子量が2,000〜20,000、好ましくは3,000〜10,000の範囲であるノボラック樹脂が好適に用いられる。
Figure 0005729312
ここで、R101〜R106はそれぞれ独立して水素原子、メチル基、下記式(12)で示される基、又は下記式(13)で示される基である。jは0〜2の整数、kは0〜2の整数であり、kが0の場合、jは1又は2である。Aは、kが0で且つjが1の場合、水素原子、メチル基又は下記式(12)で示される基であり、kが0で且つjが2の場合、一方がメチレン基又は下記式(14)で示される基で他方が水素原子、メチル基又は下記式(12)で示される基、kが1の場合、メチレン基又は下記式(14)で示される基である。kが2の場合、jが1のときはAはメチン基又は下記式(15)で示される基、jが2のときはAの一方がメチレン基又は下記式(14)で示される基で、他方がメチン基又は下記式(15)で示される基である。
Figure 0005729312
(式中、d、e、f、g、h、q、rはそれぞれ0〜3の整数であるが、d+e≦5、f+g≦4、q+r≦3である。)
この場合、上記式(11)の低核体(バラスト分子)は、ベンゼン環の数が2〜20個、より好ましくは2〜10個、更に好ましくは3〜6個であり、且つ、フェノール性水酸基の数とベンゼン環の数の比率が0.5〜2.5、より好ましくは0.7〜2.0、更に好ましくは0.8〜1.5のものであることが好適である。
Figure 0005729312
(式中、mは0〜3の整数である。)
上記式(16)のノボラック樹脂は、下記式(17)で示されるフェノール類、具体的にはo−クレゾール、m−クレゾール、p−クレゾール、3,5−キシレノール等の少なくとも1種のフェノール類とアルデヒド類とを通常の方法で縮合させることにより合成することができる。
Figure 0005729312
(式中、mは0〜3の整数である。)
この場合、アルデヒド類としては、例えばホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンズアルデヒド等が挙げられるが、ホルムアルデヒドが好適である。
なお、上記式(17)のフェノール類とアルデヒド類との割合は、モル比で0.2〜2、特に0.3〜2の割合が好ましい。
上記1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基が導入される化合物への1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基の導入方法としては、1,2−ナフトキノンジアジドスルホニルクロライドとフェノール性水酸基との塩基触媒による脱塩酸縮合反応を用いることが好ましい。式(11)のバラスト分子、トリ又はテトラヒドロキシベンゾフェノンの場合には、フェノール性水酸基の水素原子を1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基で置換する割合は10〜100モル%、好ましくは50〜100モル%であり、式(16)のノボラック樹脂の場合、フェノール性水酸基の水素原子を1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基で置換する割合は2〜50モル%、好ましくは3〜27モル%が好ましい。
1,2−ナフトキノンジアジドスルホニル基を分子中に有する化合物の添加量は、(A)成分の高分子化合物80部に対して0.1〜15部、より好ましくは0.5〜10部であることが好ましい。0.1部より少ないとレジスト材料の解像性が低下することがあり、15部より多いと感度が悪い場合がある。
また、溶解促進剤としては、フェノール性水酸基を有し且つベンゼン環の数が2〜20個、より好ましくは2〜10個、更に好ましくは3〜6個であり、且つ、フェノール性水酸基の数とベンゼン環の数の比率が0.5〜2.5、より好ましくは0.7〜2.0、更に好ましくは0.8〜1.5のものである上述した一般式(11)で示される低核体が挙げられる。
このような低核体として具体的には、下記のものが挙げられる。
Figure 0005729312
Figure 0005729312
Figure 0005729312
Figure 0005729312
Figure 0005729312
Figure 0005729312
Figure 0005729312
溶解促進剤は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合量は(A)成分の高分子化合物80部に対して0〜10部、特に0.05〜5部を混合したものが好適である。10部より多いと解像性及び耐熱性が低下する場合がある。
上記レジスト材料を用いてパターンを形成する方法としては、常法に従ってレジスト材料を基板上に塗布する。この場合、基板の種類に特に制限はないが、Si,Ni,Fe,Zn,Mg,Co,Al,Pt,Pd,Ta,Au,Cu,Ti,Cr,NiFe,SiON,アルミナ、その他の酸化膜、窒化膜基板等が挙げられる。また、レジスト膜の厚さとしては、特に制限されないが、5〜100μm、好ましくは5〜80μm、更に好ましくは10〜60μmである。次いで、好ましくは90〜130℃、1〜15分間加熱した後、フォトマスクを介して露光するが、本発明において、露光は波長150nm以上、好ましくは193nm以上、更に好ましくは248nm以上の紫外線を用いるもので、500nm以下のi線、h線、g線等を用いることができる。その後、必要に応じて、好ましくは70〜130℃、1〜5分間の加熱処理を行い、次いで現像液を用いて現像を行う。この場合、現像液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)等の有機系アルカリ水溶液や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、メタホウ酸カリウム等の無機系アルカリ水溶液等を用いることができる。このようにして、ポジ型パターンを得ることができる。
次に、パターンを形成した基板を電解あるいは無電解メッキを行うことができるが、特に電気メッキは、本発明願のレジスト組成において耐酸性を有するので有効である。該メッキ膜を形成することで基板上に金属パターンを得ることができる。なお、メッキの種類としては、Au、Ag、Cu、Fe、Ni等が挙げられ、またその膜厚は1〜100μm、特に5〜70μmとすることが好ましく、更に好適は10〜60μmである。
以下、実施例及び比較例を示して本発明を具体的に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。なお、各例において部はいずれも質量部である。
[実施例1〜6、参考例1,2、比較例1,2]
下記繰り返し単位(Polymer−1)を有するベース樹脂80部、下記式(PAG−1)で示される酸発生剤2部、塩基性化合物としてトリエタノールアミン0.1部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65部に溶解し、下記表1に示すパーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤、パーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物(Si−1)、(Si−2)を、更に比較例として下記に示す界面活性剤を下記表1の配合量で添加し、レジスト溶液を調製した後、1.0μmのメンブランフィルターで濾過した。得られたレジスト溶液を8インチのSi、基板上にスピンコートし、ホットプレート上130℃で300秒間のソフトベークを行い、目標の厚さ50.0μmのレジスト膜を形成した。
塗布して得られたレジスト膜を目視にて、ストリエーション、塗りムラなど発現していないか観察し、発現がない場合を良好な結果として下記表2に○と記載した。一方、ストリエーション、塗りムラが発現した場合は×を記した。
更に塗布したレジストの膜厚を膜厚計(大日本スクリーン製;RE−3100)を用いて基板の直径方向に6mm間隔29点を測定し、膜厚の平均と塗布均一性として膜厚のバラツキをレンジで表2に示した。またEdge Crownを測定するため、基板の周辺(基板の端から5mm)の膜厚を測定し、先に得た膜厚の平均との差を表2に示した。
次に、レチクルを介してi線用ステッパー((株)ニコン製、NSR−1755i7A、NA=0.50)を用いて露光し、80℃で120秒間のPEBを行った後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で300秒間の現像を行い、次いで純水リンス、乾燥を行った。
Si基板上の評価については、50μmのラインアンドスペースが1:1で解像する露光量を走査型電子顕微鏡を用いて観察を行い、パターン形状に問題なく、スペース部分にレジスト残渣が見られないことをもって、スカムなしと判断し(表2中で○)、スカムの存在が確認されたもの及びパターン形状のよくないものを表2中では×で示した。
Figure 0005729312
x=0.28、y=0.72
重量平均分子量;18,900
分子量分布;1.3
Figure 0005729312
Figure 0005729312

*1 S−420;AGCセイミケミカル(株)製(パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物型界面活性剤)
*2 FC−430;住友スリーエム(株)製、非イオン性パーフルオロオクタンスルホン酸誘導体
Figure 0005729312
Figure 0005729312
[実施例7〜12、参考例3,4、比較例3〜5]
上記のレジスト組成中、繰り返し単位を下記式の(Polymer−2)としてベース樹脂80部、下記式(PAG−2)で示される酸発生剤3部、塩基性化合物として下記式(Amine−1)0.2部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65部に溶解し、表3に示す非イオン性フッ素系化合物を表3に示す配合量で添加し、レジスト溶液を調製した後、1.0μmのメンブランフィルターで濾過した。得られたレジスト溶液を銅基板上にスピンコートし、ホットプレート上で140℃で300秒間のソフトベークを行い、目標の厚さ40μmのレジスト膜を形成した。
更に塗布したレジストの膜厚を膜厚計(大日本スクリーン製;RE−3100)を用いて基板の直径方向に6mm間隔29点を測定し、膜厚の平均と塗布均一性として膜厚のバラツキをレンジで表4に示した。またEdge Crownを測定するため、基板の周辺(基板の端から5mm)の膜厚を測定し、先に得た膜厚の平均との差を表4に示した。
次に、レチクルを介してエキシマーレーザーステッパー((株)ニコン製、NSR−2005EX、NA=0.50)を用いて露光し、110℃で120秒間のPEBを行った後、2.38質量%のテトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液で100秒間の現像を行い、次いで純水リンス、乾燥を行った。
銅基板上の評価については、40μmの1:3の比率で配置されたコンタクトホールで解像する露光量を走査型電子顕微鏡を用いて観察を行い、パターン形状に問題なく、コンタクトホールパターンの底部の残渣が見られないことをもって、スカムなしと判断し(表4中で○)、スカムの存在が確認されたもの及びパターン形状のよくないものを表4中では×で示した。
Figure 0005729312
x=0.71、y=0.20、z=0.09
重量平均分子量;12,000
分子量分布;1.85
Figure 0005729312
Figure 0005729312

*3 Megafac R08;DIC(株)製、非イオン性パーフルオロオクチル末端基含有界面活性剤
Figure 0005729312

Claims (8)

  1. (A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
    (B)酸発生剤、
    (C)下記一般式(1)
    Figure 0005729312
    (式中、Rfは炭素数5〜30の分子鎖中にエーテル結合を1個以上含むパーフルオロアルキル基を示し、Qはポリエチレングリコールもしくはポリプロピレングリコールの単独重合鎖又はこれら両者の共重合鎖からなるポリエーテル基、Rは水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基であり、Xは酸素原子を除く2価の連結基であり、Yは2価の連結基である。pは3以上の整数であり、nは0<n<3を満足する正数である。)
    で示される非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物
    を含有することを特徴とする波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
  2. 上記一般式(1)のRfが、下記式(2)
    Figure 0005729312
    (式中、sは1〜9の整数である。)
    で示される基である請求項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  3. (A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
    (B)酸発生剤、
    (C)パーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有し、非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物であって、そのフッ素の含有率が7〜35質量%であり、且つポリエーテル基含有率が15〜55質量%である非イオン性含フッ素系化合物を含有することを特徴とする波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料。
  4. (C)成分の非イオン性フッ素系化合物の含有量が、(A)成分80質量部に対して100〜8,000ppmである請求項1〜のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  5. 更に、(D)塩基性化合物を含むことを特徴とする請求項1〜のいずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  6. (i)請求項1〜のいずれか1項記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程、
    (ii)次いで、加熱処理後、フォトマスクを介して、波長150nm以上の紫外線で露光する工程、
    (iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程
    を含むことを特徴とするパターン形成方法。
  7. 請求項記載の方法において、(iii)の現像工程後、電解メッキ又は無電解メッキにより基板上に金属メッキ層を形成する工程を含むメッキパターン形成方法。
  8. (i)レジスト材料を基板上に塗布する工程、
    (ii)次いで、加熱処理後、フォトマスクを介して、波長150nm以上の紫外線で露光する工程、
    (iii)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現像する工程、
    (iv)次いで、電解メッキ又は無電解メッキにより基板上に金属メッキ層を形成する工程を含み、上記レジスト材料が
    (A)酸不安定基で保護された酸性官能基を有するアルカリ不溶性又は難溶性の高分子化合物であって、該酸不安定基が脱離したときにアルカリ可溶性となる高分子化合物、
    (B)酸発生剤、
    (C)パーフルオロアルキルエチレンオキシド付加物からなる非イオン性含フッ素界面活性剤及びパーフルオロポリエーテル基を含有し且つポリオキシアルキレン型ポリエーテル結合を有する非イオン性含フッ素オルガノシロキサン系化合物の中から選ばれる少なくとも1種の非イオン性含フッ素化合物
    を含有する波長150nm以上の紫外線を露光光源とする化学増幅ポジ型レジスト材料であることを特徴とするメッキパターン形成方法。
JP2012003978A 2011-01-19 2012-01-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 Active JP5729312B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012003978A JP5729312B2 (ja) 2011-01-19 2012-01-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011008942 2011-01-19
JP2011008942 2011-01-19
JP2012003978A JP5729312B2 (ja) 2011-01-19 2012-01-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014251793A Division JP6024730B2 (ja) 2011-01-19 2014-12-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012163949A JP2012163949A (ja) 2012-08-30
JP5729312B2 true JP5729312B2 (ja) 2015-06-03

Family

ID=45507514

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012003978A Active JP5729312B2 (ja) 2011-01-19 2012-01-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法
JP2014251793A Expired - Fee Related JP6024730B2 (ja) 2011-01-19 2014-12-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014251793A Expired - Fee Related JP6024730B2 (ja) 2011-01-19 2014-12-12 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20120184100A1 (ja)
EP (1) EP2479611B1 (ja)
JP (2) JP5729312B2 (ja)
KR (2) KR20120084272A (ja)
TW (1) TWI512398B (ja)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6059071B2 (ja) 2013-04-23 2017-01-11 東京応化工業株式会社 被膜形成方法
JP6249664B2 (ja) * 2013-07-31 2017-12-20 東京応化工業株式会社 レジスト組成物、酸発生剤、及びレジストパターン形成方法
JP6238635B2 (ja) 2013-08-09 2017-11-29 東京応化工業株式会社 化学増幅型感光性樹脂組成物及びそれを用いたレジストパターンの製造方法
JP6174420B2 (ja) 2013-08-23 2017-08-02 東京応化工業株式会社 化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物及びそれを用いたレジストパターンの製造方法
JP6564196B2 (ja) * 2014-03-20 2019-08-21 東京応化工業株式会社 厚膜用化学増幅型ポジ型感光性樹脂組成物
JP2016133743A (ja) * 2015-01-21 2016-07-25 Jsr株式会社 レジストパターン形成方法及び基板の加工方法

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0678345B2 (ja) 1989-04-25 1994-10-05 信越化学工業株式会社 含フッ素界面活性剤及びその製造方法
JP3104939B2 (ja) 1992-10-01 2000-10-30 東京応化工業株式会社 半導体デバイス製造用レジスト現像液組成物
JPH11109629A (ja) 1997-09-30 1999-04-23 Fuji Photo Film Co Ltd ポジ型フォトレジスト組成物
JP3632383B2 (ja) 1997-07-11 2005-03-23 Jsr株式会社 化学増幅型ポジ型レジスト用感放射線性樹脂組成物
JP3702590B2 (ja) 1997-07-11 2005-10-05 Jsr株式会社 感放射線性樹脂組成物
JPH11218927A (ja) * 1998-02-04 1999-08-10 Nippon Zeon Co Ltd レジスト組成物
JPH11352700A (ja) 1998-06-04 1999-12-24 Nippon Hyomen Kagaku Kk ホトレジスト用アルカリ性現像液
JP3786168B2 (ja) * 1998-09-22 2006-06-14 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
JP3836644B2 (ja) * 1999-10-29 2006-10-25 信越化学工業株式会社 フォトレジスト組成物
JP3874074B2 (ja) 2000-04-17 2007-01-31 信越化学工業株式会社 パターン形成方法
EP1324134B1 (en) * 2001-12-27 2010-10-20 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Resist composition and patterning process
JP4099656B2 (ja) * 2001-12-27 2008-06-11 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
US7510822B2 (en) * 2002-04-10 2009-03-31 Fujifilm Corporation Stimulation sensitive composition and compound
TW200405128A (en) * 2002-05-01 2004-04-01 Shinetsu Chemical Co Novel sulfonyldiazomethanes, photoacid generators, resist compositions, and patterning process
JP2005344009A (ja) * 2004-06-03 2005-12-15 Shin Etsu Chem Co Ltd レジスト材料用高分子化合物及びその製造方法並びに化学増幅ポジ型レジスト材料
JP4448767B2 (ja) * 2004-10-08 2010-04-14 富士フイルム株式会社 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
JP4656307B2 (ja) * 2005-05-20 2011-03-23 信越化学工業株式会社 含フッ素有機ケイ素化合物及び含フッ素界面活性剤
JP4717612B2 (ja) * 2005-11-28 2011-07-06 東京応化工業株式会社 スプレー塗布用ホトレジスト組成物および積層体
JP4553140B2 (ja) * 2005-12-13 2010-09-29 信越化学工業株式会社 ポジ型フォトレジスト組成物
JP2008052107A (ja) * 2006-08-25 2008-03-06 Fujifilm Corp 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
US8791288B2 (en) * 2009-05-26 2014-07-29 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Acid-labile ester monomer having spirocyclic structure, polymer, resist composition, and patterning process
JP5571334B2 (ja) * 2009-08-07 2014-08-13 住友化学株式会社 レジスト組成物

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012163949A (ja) 2012-08-30
US20120184100A1 (en) 2012-07-19
JP6024730B2 (ja) 2016-11-16
KR20120084272A (ko) 2012-07-27
JP2015064605A (ja) 2015-04-09
EP2479611B1 (en) 2014-10-15
EP2479611A3 (en) 2013-01-09
KR20160122682A (ko) 2016-10-24
EP2479611A2 (en) 2012-07-25
KR101812121B1 (ko) 2017-12-26
TWI512398B (zh) 2015-12-11
TW201245854A (en) 2012-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5183903B2 (ja) 高分子化合物、レジスト材料及びこれを用いたパターン形成方法
JP4678383B2 (ja) 化学増幅ネガ型レジスト組成物及びパターン形成方法
KR100899268B1 (ko) 고분자 화합물의 제조 방법 및 레지스트 재료
JP5729313B2 (ja) 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法
JP6024730B2 (ja) 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法
KR100620486B1 (ko) 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법
US7618763B2 (en) Resist composition and patterning process
JP3796568B2 (ja) レジスト材料及びパターン形成方法
KR100660512B1 (ko) 네가티브형 레지스트 재료 및 이를 이용한 패턴 형성 방법
TWI693472B (zh) 增強化學性之正型光阻組成物及圖型的形成方法
JP2002202610A (ja) レジスト材料及びパターン形成方法
JP2006225476A (ja) ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法
KR101296480B1 (ko) 네가티브형 레지스트 재료 및 패턴 형성 방법
US7267923B2 (en) Resist composition and patterning process
JP2003131384A (ja) レジスト材料及びパターン形成方法
JP5348062B2 (ja) 化学増幅ポジ型レジスト材料を用いたレジストパターン形成方法及びメッキパターン形成方法
JP3836644B2 (ja) フォトレジスト組成物
JP2004061794A (ja) 化学増幅型レジスト材料及びパターン製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20140124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20141006

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20141021

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20141212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20150310

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20150323

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5729312

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150