JP5829795B2 - 化学増幅型フォトレジスト組成物 - Google Patents
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Description
〔1〕酸発生剤と樹脂とを含有する化学増幅型フォトレジスト組成物であって、
前記樹脂が、酸に不安定な基及びラクトン環を有するモノマーに由来する構造単位(b3−2)を含む樹脂である化学増幅型フォトレジスト組成物。
[式(Xb)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z’は、単結合又は*−CH2−CO−O−を表す。*は−O−との結合手を表す。
X40及びX41は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
mは、0〜2の整数を表す。
Rc1〜Rc5は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rc1及びRc2、Rc1及びX41並びにRc3及びRc4が結合して置換基を有していてもよい炭素数3〜18の環を形成する。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。]
[式(III)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。qは、1〜8の整数を表す。
R8は、メチル基を表す。tは、0〜5の整数を表す。
XAは、水素原子又は酸に不安定な基を表す。t’は、0〜10の整数を表す。]
[式(IVa)及び式(IVb)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R9は、メチル基を表す。lは、0〜5の整数を表す。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
qは、1〜8の整数を表す。]
[式(IIa)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R2は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
R3は、メチル基を表す。
nは、0〜14の整数を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
qは、1〜8の整数を表す。]
[式(I)中、Q1及びQ2は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
X1は、単結合又は−[CH2]j−を表し、該−[CH2]j−に含まれるメチレン基は酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよく、該−[CH2]j−に含まれる水素原子は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。jは、1〜17の整数を表す。
Y1は、置換基を有してもよい炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むパターン形成方法。
[式(Xb)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z’は、単結合又は*−CH2−CO−O−を表す。*は−O−との結合手を表す。
X40及びX41は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
mは、0〜2の整数を表す。
Rc1〜Rc5は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rc1及びRc2、Rc1及びX41並びにRc3及びRc4が結合して置換基を有していてもよい炭素数3〜18の環を形成する。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。]
なお、本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、各置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。直鎖状、分岐状若しくは環状のいずれをもとることができるものは、特記ない限り、そのいずれをも含み、さらに、それらは同一の基の中で混在することができる。
また、(メタ)アクリル酸の記載は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を表す。
[式(X1a)及び式(X1b)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z’は、単結合又は*−CH2−CO−O−を表す。*は−O−との結合手を表す。
A1は、置換基を有していてもよい2価の炭素数4〜20のラクトン環を表す。
X40〜X43は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
B2は、置換基を有していてもよい炭素数4〜20のラクトン環を表す。
m及びnは、互いに独立に、0〜2の整数を表す。
Rc1〜Rc9は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rc1及びRc2、Rc1及びX41、Rc3及びRc4、Rc6及びRc7、Rc6及びX42、Rc8及びRc9並びにRc8及びX43が結合して置換基を有していてもよい炭素数3〜18の環を形成する。]
炭素数1〜4の炭化水素基としては、炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基が挙げられる。例えば、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、sec−ブチル基、tert−ブチル基等のアルキル基等が挙げられる。
[式中、R9は、メチル基を表す。lは、0〜5の整数を表す。
R10、R11及びR12は、互いに独立に、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’、l”及びl'''は、互いに独立に、0〜3の整数を表す。l’、l”及びl'''が2以上のとき、複数のR10、R11及びR12は、互いに同一でも異なってもよい。]
炭素数1〜4のアルキレン基としては、メチレン基、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、エチレン基、プロピレン基、プロピリデン基などが挙げられる。好ましくはメチレン基、エチレン基、ジメチレン基が挙げられ、より好ましくはメチレン基である。
[式中、R9は、メチル基を表す。lは、0〜5の整数を表す。
R10、R11及びR12は、互いに独立に、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’、l”及びl'''は、互いに独立に、0〜3の整数を表す。l’、l”及びl'''が2以上のとき、複数のR10、R11及びR12は、互いに同一でも異なってもよい。]
などが挙げられる。
X40は−CO−O−又は−CO−O−CH2−CO−O−がより好ましく、X41は−CH2−CO−O−がより好ましく、X42は−CH2−CO−O−がより好ましく、X43は−CH2−CO−O−がより好ましい。また、X42はRc6と結合して、以下で表される基であることがより好ましい。
炭素数3〜18の環の炭素数は、炭素数3〜17が好ましく、3〜15がより好ましく、3〜12が特に好ましい。
式(Xa)、式(Xb)、式(Xc)、式(Xa’)、式(Xb’)及び式(Xc’)のうち、式(Xb)及び式(Xb’)で表されるモノマーが好ましく、式(Xb)で表されるモノマーがより好ましい。
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R2は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
R3は、メチル基を表す。
R4及びR5は、互いに独立に、水素原子又は炭素数1〜8のヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基を表すか、R4とR5とが結合して炭素数3〜8の環を形成するか、R4が結合する炭素原子とR5が結合する炭素原子とが直接結合して二重結合を形成する。
nは、0〜14の整数を表す。n’は、0〜3の整数を表す。n”は、1〜3の整数を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子又はカルボニル基で置換されていてもよい。qは、1〜8の整数を表す。]
ヘテロ原子を含んでもよい1価の炭化水素基としては、1価の複素環基が挙げられ、例えば、オキセタニル、テトラヒドロフラニル、テトラヒドロピラニル、フリル、チエニル、プロリルピリジニル、インドリル、ベンゾジオキソリル等が挙げられる。
R4とR5とが結合して形成する環としては、下記の環が挙げられる。
構造単位(b2)としては、例えば、カルボン酸の各種エステル、例えば、シクロペンチルエステル、シクロヘキシルエステルに代表される環状アルキルエステル;ノルボルニルエステル、1−アダマンチルエステル、2−アダマンチルエステルのような多環式エステルの一部が水酸基及び水酸基が酸に不安定な基で置換された構造等が挙げられる。
[式(III)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。qは、1〜8の整数を表す。
R8は、メチル基を表す。tは、0〜5の整数を表す。
XAは、水素原子又は酸に不安定な基を表す。t’は、0〜10の整数を表す。]
中でも、第三級脂肪族炭化水素基含有基が好ましく、tert−ブチルオキシカルボニル基が特に好ましい。
構造単位(b3)は、ラクトン構造を側鎖に有するモノマーに由来する構造単位であることが好ましい。
構造単位(b3)を導くモノマーとしては、例えば、β−ブチロラクトン構造を有するモノマー、γ−ブチロラクトン構造を有するモノマー、シクロアルキル骨格やノルボルナン骨格にラクトン構造が付加したモノマー等が挙げられる。
[式(IVa)、式(IVb)及び式(IVc)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。qは、1〜8の整数を表す。
R9は、メチル基を表す。lは、0〜5の整数を表す。
R10及びR11は、互いに独立に、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’及びl”は、互いに独立に、0〜3の整数を表す。l’及びl”が2以上のとき、複数のR10及びR11は、互いに同一でも異なってもよい。]
Z”としては、上記と同じものが挙げられる。
炭素数1〜4の炭化水素基としては、炭素数1〜4のアルキル基が挙げられ、炭素数1〜4のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基が挙げられ、メチル基が好ましい。
その他の構造単位としては、例えば、2−ノルボルネンに由来する構造単位等が挙げられる。2−ノルボルネンは、重合の際に、例えば対応する2−ノルボルネンの他に無水マレイン酸や無水イタコン酸のような脂肪族不飽和ジカルボン酸無水物を併用したラジカル重合により主鎖へ導入してもよい。2−ノルボルネンに由来する構造単位は、ノルボルネン構造の二重結合が開いて形成され、式(d)で表すことができる。また、無水マレイン酸及び無水イタコン酸に由来する構造単位は、無水マレイン酸及び無水イタコン酸の二重結合が開いて形成され、それぞれ式(e)及び式(f)で表すことができる。
前記−COOUは、カルボキシル基がエステルとなったものであり、Uに相当するアルコール残基としては、例えば、置換基を有していてもよい炭素数1〜8の脂肪族炭化水素基、2−オキソオキソラン−3−又は−4−イル基などを挙げることができる。ここで、脂肪族炭化水素基の置換基として、水酸基や炭素数4〜36の脂環式炭化水素残基などが結合していてもよい。
R25及びR26における脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基などが挙げられ、水酸基が結合した脂肪族炭化水素基としては、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
2−ノルボルネン、
2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、
5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、
5−ノルボルネン−2−メタノール、
5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物。
樹脂(B)を含有する化学増幅型フォトレジスト組成物によれば、優れた形状及び露光マージンを有するパターンを形成することができる。
樹脂(B)は、重量平均分子量が、好ましくは1,000以上100,000以下であり、より好ましくは2,000以上50,000以下であり、さらに好ましくは2,500以上30,000以下である。なお、重量平均分子量は、例えば、GPC法によって測定した値であり、具体的には実施例において記載した測定条件により測定されたものなどが挙げられる。
[式(I)中、Q1及びQ2は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
X1は、単結合又は−[CH2]j−を表し、該−[CH2]j−に含まれるメチレン基は酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよく、該−[CH2]j−に含まれる水素原子は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。jは、1〜17の整数を表す。
Y1は、置換基を有してもよい炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。]
ここで、炭素数1〜15のアルキレン基としては、メチレン、エチレン、n−プロピレン基、イソプロピレン基、n−ブチレン基、sec−ブチレン基、tert−ブチレン基、n−ペンチレン基、n−ヘキシレン基などが挙げられる。
X10は、好ましくは単結合である。
炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基は、上記と同じものが挙げられる。
炭素数1〜12のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、ヘプトキシ基、オクトキシ基、2−エチルヘキトキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
炭素数6〜20の芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基などが挙げられる。
炭素数7〜21のアラルキルとしては、例えば、ベンジル、フェネチル、フェニルプロピル、トリチル、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
炭素数2〜4のアシル基としては、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
[式(Y1)中、環Wは、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、カルボニル基及び/又は酸素原子で置き換わっていてもよい。
Raは、水素原子又は炭素数1〜6の炭化水素基を表す。
Rbは、ハロゲン原子、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数7〜21のアラルキル基、グリシドキシ基又は炭素数2〜4のアシル基を表す。
xは、0〜8の整数を表す。xが2以上の場合、複数のRbは、同一でも異なってもよい。]
Raは、メチル基、エチル基又はイソプロピル基であることが好ましい。
中でも、式(W4)、式(W12)、式(W15)、式(W16)及び式(W20)等が好ましい。Y1として、シクロヘキシル基、アダマンタン基又はオキソ−アダマンタン基を有するものが好ましい。
Y1としては、さらに、環Wに含まれる水素原子が置換されていないか又は炭化水素基のみで置換された基(ただし、該環Wに含まれるメチレン基は、酸素原子で置換されていてもよい。)、水酸基又は水酸基を含む基で置換された基(ただし、ラクトン構造を有するものを除く)、環Wに含まれる隣接する2つのメチレン基が酸素原子とカルボニル基とで置換されたラクトン構造を有する基、環Wに含まれる1つのメチレン基がカルボニル基で置換されたケトン構造を有する基、並びに環Wに含まれる水素原子が芳香族炭化水素基で置換された基などが挙げられる。
環Wに含まれる水素原子が芳香族炭化水素基で置換されたY1としては、例えば、以下の基が挙げられる。
[式(IA)〜(ID)中、Q1、Q2及びY1は、上記と同じ意味を表す。
X10は、単結合又は炭素数1〜15のアルキレン基を表す。
X11及びX12は、互いに独立に、炭素数1〜15のアルキレン基を表す。]
式(IXb)中、P4及びP5は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
式(IXc)中、P6及びP7は、互いに独立に、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数3〜12のシクロアルキル基を表すか、P6とP7とが一緒になって、炭素数3〜12の環を形成する。
P8は、水素原子を表し、P9は、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基又は置換基を有していてもよい炭素数6〜20の芳香族炭化水素基を表すか、P8とP9とが一緒になって、炭素数3〜12の環を形成する。
式(IXd)中、P10〜P21は、互いに独立に、水素原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基を表す。
Eは、硫黄原子又は酸素原子を表す。mは、0又は1を表す。]
炭素数3〜30の環状の炭化水素基としては、炭素数3〜36の脂環式炭化水素基及び炭素数6〜20の芳香族炭化水素基のうち、炭素数が3〜30のものが挙げられる。
炭素数1〜12のアルキル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基としては、上記と同じものが挙げられる。
炭素数3〜12の脂環式炭化水素基としては、上述した炭素数3〜36の脂環式炭化水素基のうちの炭素数3〜12の脂環式炭化水素基と同様のものが例示される。
炭素数3〜12の脂環式炭化水素基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基、炭素数6〜12のアリール基、炭素数7〜12のアラルキル基、グリシドキシ基及び炭素数2〜4のアシル基が挙げられる。
ハロゲン原子、炭素数1〜12のアルキル基、炭素数1〜12のアルコキシ基及び炭素数2〜4のアシル基は、上記と同じものが挙げられる。
炭素数1〜12のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロピポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、ヘプトキシ基、オクトキシ基、2−エチルヘキトキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基等が挙げられる。
炭素数6〜12のアリール基としては、炭素数6〜20の芳香族炭化水素基のうちの炭素数6〜12のものが挙げられる。
炭素数7〜12のアラルキル基としては、炭素数7〜21のアラルキル基のうちの炭素数7〜12のものが挙げられる。
P8における炭素数6〜20の芳香族炭化水素基の置換基としては、炭素数1〜12のアルキル基等が挙げられる。
P8とP9とが一緒になって形成する環としては、上述した式(W13)〜式(W15)で表される基などが挙げられる。
例えば、以下の酸発生剤が好ましい。
式(I)で表される酸発生剤は、単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
M+は、Li+、Na+、K+又はAg+を表す。
式(3)中、Z1−は、F−、Cl−、Br−、I−、BF4 −、AsF6 −、SbF6 −、PF6 −又はClO4 −を表す。]
[式中、Q1、Q2、X1及びY1は上記と同じ意味である。]
また、エステル化反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施してもよい。
前記の反応は、式(IB)で表されるアニオンを有する塩の製造においても、同様に適用できる。
[式(II’)中、Q1、Q2、Y1及びZ+は、上記と同じ意味を表す。
X11は、炭素数1〜15のアルキレン基を表す。]
M+は、Li+、Na+又はK+を表す。
式(IIb)中、Z+は、上記と同じ意味を表す。
X−は、Br−又はI−を表す。]
式(II’)で表される塩は再結晶によって取り出してもよいし、水洗して精製してもよい。
[式(IIa’−1)中、M+、X11、Q1及びQ2は、上記と同じ意味を表す。
式(IIa’−2)中、Y1は、上記と同じ意味を表す。]
式(IIa’−2)中、Y1は、上記と同じ意味を表す。]
エステル化反応においては、通常、酸触媒が添加される。前記の酸触媒としては、例えば、p−トルエンスルホン酸などの有機酸や硫酸等の無機酸などが用いられる。さらに、前記のエステル化反応においては、脱水剤を添加してもよく、該脱水剤として、例えば、ジシクロヘキシルカルボジイミド、1−アルキル−2−ハロピリジニウム塩、1,1−カルボニルジイミダゾール、ビス(2−オキソ−3−オキサゾリジニル)ホスフィン酸塩化物、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)カルボジイミド塩酸塩、ジ−2−ピリジル炭酸塩、ジ−2−ピリジルチオノ炭酸塩、4−(ジメチルアミノ)ピリジン存在下での6−メチル−2−ニトロ安息香酸無水物等を添加してもよい。
酸触媒を用いたエステル化反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施すると、反応時間が短縮化される傾向があることから好ましい。
得られた酸ハライドは、式(IIa’−1)で表される塩と不活性溶媒(例えば、ジクロロエタン、トルエン、エチルベンゼン、モノクロロベンゼン、N,N−ジメチルホルムアミド等の非プロトン性溶媒等が挙げられる。)中で反応させることにより、式(IIa’)で表される塩を得ることができる。反応は、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で行い、好ましくは脱酸剤を用いる方がよい。脱酸剤としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基又は水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基が挙げられる。用いる塩基の量は、酸ハライド1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
[式(II”)中、Q1、Q2Y1及び、Z+は、上記と同じ意味を表す。
X11は、互いに独立に、炭素数1〜15のアルキレン基を表す。]
M+は、Li+、Na+又はK+を表す。
式(IIb”)中、Z+は、上記と同じ意味を表す。
X−は、Br−又はI−を表す。]
式(IIa”−2)中、Y1は、上記と同じ意味を表す。]
式(IIa”−2)中、Y1は、上記と同じ意味を表す。]
前記エーテル化反応においては、通常は、酸触媒としてp−トルエンスルホン酸などの有機酸や硫酸等の無機酸を添加する。さらに、前記のエーテル化反応においては、脱水剤を添加してもよく、該脱水剤として、1,1’−カルボニルジイミダゾール、N,N’−ジシクロヘキシルカルボジイミド等を添加してもよい。
酸触媒を用いたエーテル化反応は、ディーンスターク装置を用いるなどして、脱水しながら実施すると、反応時間が短縮化される傾向があることから好ましい。
式(IIa”−2)及び式(IIa”−4)中、Y1は、上記と同じ意味を表す。
Lは、塩素、臭素、ヨウ素、メシルオキシ基、トシルオキシ基又はトリフルオロメタンスルホニルオキシ基を表す。]
用いる塩基の量は、式(IIa”−2)で表されるアルコール1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
反応は、20〜200℃程度の温度範囲、好ましくは、50〜150℃程度の温度範囲で行われる。
前記の反応において、好ましくは脱酸剤が用いられる。
脱酸剤としては、トリエチルアミン、ピリジン等の有機塩基、及び水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、水素化ナトリウム等の無機塩基が挙げられる。脱酸剤を用いる場合、その量は、式(IIa”−4)で表される化合物1モルに対して、溶媒に相当する量でもよく、通常、0.001〜5モル程度で、好ましくは1〜3モル程度である。
本発明レジスト組成物において、酸発生剤(A)は、樹脂(B)100質量部に対して、1〜20質量部含有されることが好ましく、さらに1〜15質量部含有されることがより好ましい。
クエンチャーに用いられる塩基性化合物としては、例えば、下記のもの等が挙げられる。
Aは、炭素数2〜6のアルキレン基、カルボニル基、イミノ基、スルフィド基又はジスルフィド基を表す。
溶剤としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類、乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類、アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類、γ−ブチロラクトンのような環状エステル類、プロピレングリコールモノメチルエーテルなどを挙げることができる。これらは単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
(1)上述した本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含む。
加熱後の組成物層を、現像装置を用いて、通常、アルカリ現像液を利用して現像する。
ここで用いられるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドや(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
現像後、超純水でリンスし、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
本発明のレジスト組成物は、好ましくはポジ型の化学増幅型フォトレジスト組成物として、ドライ露光や液浸露光、さらにはダブルイメージング用にも用いることができる。
実施例及び比較例の中、含有量ないし使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり質量基準である。
カラム:TSKgel Multipore HXL−M 3本+ ガードカラム(東ソー(株)製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μL
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー(株)製)
この分液水洗操作を3回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮後、以下の条件でカラム分取することにより、式(E−b)表される化合物18.9部を収率95.4%で得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=10/1(容量比)
回収された有機層に、硫酸マグネシウム1部を添加し、攪拌した後、ろ過して有機層を回収した。回収された有機層を濃縮した後、n−ヘプタン55.5部を添加し、室温で1時間攪拌した後、析出物をろ過して取り出し、乾燥して、式(E−d)で表される化合物16.80部を純度100%、収率80.7%で得た。
MASS:472
1H−NMR(クロロホルム−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)1.55−2.05(m,19H)、2.10−2.20(m,1H)、2.25−2.35(m,2H)、2.82−2.93(m,2H)、3.20−3.40(m,2H)、4.45−4.80(m,3H)、5.25(s,1H)、5.57(s,1H)、6.05(s,1H)
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
1H−NMR(クロロホルム−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)1.15−2.00(m,20H)、2.13−2.25(m,2H)、2.87−2.94(m,2H)、3.20−3.40(m,2H)、4.45(m,1H)、5.55(s,1H)、5.95(s,1H)、6.05(s,1H)
式(H−a)で表される化合物2.64部、式(A5−b)で表される化合物2.31部及びジクロロエタン40.00部を仕込み、攪拌して式(H−a)で表される化合物及び(A5−b)で表される化合物を溶解させた。得られた混合物に水素化ナトリウム0.24部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物を、さらに、15時間撹拌した後、イオン交換水40.00部を仕込み、攪拌後、分液して有機層を回収した。回収された有機層を、水洗する操作を3回繰り返して行った。回収された有機層に、活性炭1.00部を添加し、これを攪拌した後、濾過して濾液を回収した。回収された濾液を濃縮することにより、淡黄色オイル7.90部を得た。
得られた淡黄色オイルを、以下の条件でカラム分取することにより、式(H)で表される化合物2.86部を収率62.3%で得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
MASS:458
1H−NMR(クロロホルム−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)0.93(t,3H)、0.95−2.30(m,24H)、2.63(m,1H)、4.10(s,2H)、4.45−4.60(m,2H)、5.57(s,1H)、6.07(s,1H)
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(E)で表される化合物、式(B)で表される化合物及び式(C)で表される化合物を、モル比50:25:25の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7900である樹脂B1を収率73%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(E)で表される化合物、式(D)で表される化合物、式(B)で表される化合物及び式(C)で表される化合物を、モル比40:10:25:25の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを74℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7900である樹脂B2を収率75%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(E)で表される化合物、式(D)で表される化合物、式(B)で表される化合物、式(C)で表される化合物及び式(F)で表される化合物を、モル比40:10:25:15:10の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを74℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約8000である樹脂B3を収率79%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(D)で表される化合物、式(B)で表される化合物及び式(C)で表される化合物を、モル比50:25:25の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを76℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約8300である樹脂B4を収率74%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(A)で表される化合物、式(B)で表される化合物及び式(C)で表される化合物を、モル比50:25:25の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを77℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約8000である樹脂B5を収率60%で得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=20/1(容量比)
1H−NMR(クロロホルム−d、内部標準物質テトラメチルシラン):δ(ppm)
1.15−2.00(m,20H)、2.13−2.40(m,4H)、2.87−2.94(m,2H)、3.20−3.40(m,2H)、4.45(m,1H)、5.55(s,1H)、5.95(s,1H)、6.05(s,1H)
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(E)で表される化合物、式(J)で表される化合物、式(B)で表される化合物、式(C)で表される化合物及び式(F)で表される化合物を、モル比10:30:10:20:30の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7500である樹脂B8を収率70%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(G)で表される化合物、式(J)で表さ
れる化合物、式(B)で表される化合物、式(C)で表される化合物及び式(F)で表さ
れる化合物を、モル比10:30:10:20:30の割合で仕込み、次いで、全化合物
の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤と
してアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全
化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、こ
れを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の
混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分
子量が約7300である樹脂B9を収率65%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(H)で表される化合物、式(J)で表される化合物、式(B)で表される化合物、式(C)で表される化合物及び式(F)で表される化合物を、モル比10:30:10:20:30の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7000である樹脂B10を収率72%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(I)で表される化合物、式(J)で表さ
れる化合物、式(B)で表される化合物、式(C)で表される化合物及び式(F)で表さ
れる化合物を、モル比10:30:10:20:30の割合で仕込み、次いで、全化合物
の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤と
してアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全
化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、こ
れを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の
混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分
子量が約6900である樹脂B11を収率75%で得た。
式(J−b)で表される化合物(2−ブロモイソ酪酸 東京化成製)10.15部、モノクロロベンゼン40部及び式(J−a)で表される化合物10.00部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、硫酸0.29部を23℃で滴下し、その後、140℃で水を留去しながら2時間攪拌した。得られた反応液に、モレキュラーシーブ(MS(4A) 和光製)2.50部を添加し、130℃で3時間攪拌した。得られた反応液を、23℃まで冷却後、ろ過し、得られたろ液を濃縮した。得られた濃縮物に、クロロホルム60部及びイオン交換水30部を仕込み、分液水洗を行った。この分液水洗を6回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=3/1)分取することにより、式(J−c)で表される化合物9.86部を得た。
式(J−d)で表される化合物3.83部及びN,N’−ジメチルホルムアミド38.30部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、炭酸カリウム3.69部及びヨウ化カリウム1.11部を仕込み、50℃で1時間攪拌した。得られた混合物を、23℃まで冷却し、式(J−c)で表される化合物9.00部をN,N’−ジメチルホルムアミド18.00部に溶解した溶液を1時間かけて滴下し、23℃で2時間攪拌した。得られた混合物に、酢酸エチル100部及びイオン交換水50.00部を仕込み、分液水洗を行った。この分液水洗を3回行った。得られた有機層を濃縮し、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:n−ヘプタン/酢酸エチル=1/3)分取することにより、式(J)で表される化合物4.82部を得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(D)で表される化合物及び式(J)で表される化合物を、モル比50:50の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約6500である樹脂B12を収率72%で得た。
温度計及び攪拌装置を備えたフラスコに、式(D)で表される化合物、式(B)で表される化合物及び式(J)で表される化合物を、モル比40:20:40の割合で仕込み、次いで、全化合物の合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全化合物の合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを75℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、メタノールと水との容量比3:1の混合溶媒の大過剰量中に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約7000である樹脂B13を収率65%で得た。
ジフルオロ(フルオロスルホニル)酢酸メチルエステル100部及びイオン交換水150部に、氷浴下、30%水酸化ナトリウム水溶液230部を滴下した。得られた混合物を100℃で3時間還流し、冷却後、これを濃塩酸88部で中和した。得られた溶液を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩164.4部(無機塩含有、純度62.7%)を得た。得られたジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩1.9部(純度62.7%)及びN,N−ジメチルホルムアミド9.5部に、1,1’−カルボニルジイミダゾール1.0部を添加し、2時間撹拌して混合物を調製した。
前記の各有機層を合せた後、イオン交換水で洗浄した。その後、得られた有機層を濃縮した。濃縮物にtert−ブチルメチルエーテル5.0部を添加し、撹拌後、濾過することにより白色固体としてトリフェニルスルホニウム1−((3−ヒドロキシアダマンチル)メトキシカルボニル)ジフルオロメタンスルホナート(酸発生剤A1)0.2部を得た。
ジフルオロ(フルオロスルホニル)酢酸メチルエステル100部及びイオン交換水250部に、氷浴下、30%水酸化ナトリウム水溶液230部を滴下した。得られた混合物を100℃で3時間還流し、冷却した後、これを濃塩酸88部で中和した。得られた溶液を濃縮することによりジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩164.8部(無機塩含有、純度62.6%)を得た。得られたジフルオロスルホ酢酸ナトリウム塩5.0部(純度62.6%)、4−オキソ−1−アダマンタノール2.6部及びエチルベンゼン100部の混合物に、濃硫酸0.8部を加え、30時間加熱還流した。
リチウムアルミニウムハイドライド10.4部、無水テトラヒドロフラン120部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、式(A3−a)で表される化合物62.2部を無水THF900部に溶かした溶液を氷冷下で滴下し、23℃で5時間攪拌した。反応マスに酢酸エチル50.0部、6N塩酸50.00部を添加、攪拌後、分液を行った。有機層を濃縮後、カラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A3−b)で表される化合物を84.7g(純度60%)を得た。
また、式(A3−c)で表される化合物4.5部、無水THF90部を添加し室温で30分間攪拌し溶解した。この溶液にカルボニルジイミダゾール3.77部、無水THF45部の混合溶液を室温で滴下し、23℃で4時間攪拌した。得られた反応溶液を、(A3−b)7.87部(純度60%)、無水THF50部の混合中に、54℃〜60℃で30分間で滴下した。反応溶液を65℃で18時間加熱し、冷却後、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A3−d)で表される化合物4.97部を得た。
次いで、式(A3−d)で表される化合物1.0部、クロロホルム20部を仕込み、23℃で30分間攪拌後、更に式(A3−e)で表される化合物(13.1%水溶液)6.3部を23℃で加えた。12時間室温で攪拌した後、分液を行った。有機層にイオン交換水10部を添加、分液水洗を行った。この操作を5回行った。その後、硫酸マグネシウム1部を添加、23℃で30分間攪拌後、ろ過し、ろ液を濃縮して、式(A3)で表される化合物(酸発生剤A3)1.36部を得た。
リチウムアルミニウムハイドライド10.4部、無水テトラヒドロフラン120部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、式(A4−a)で表される化合物62.2部を無水THF900部に溶かした溶液を氷冷下で滴下し、23℃で5時間攪拌した。反応マスに酢酸エチル50.0部、6N塩酸50.00部を添加、攪拌後、分液を行った。有機層を濃縮後、カラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A4−b)で表される化合物を84.7g(純度60%)を得た。
式(A4−c)で表される化合物3.51部、無水THF75部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、カルボニルジイミダゾール2.89部、無水THF50部の混合溶液を23℃で滴下し、23℃で4時間攪拌した。得られた反応液を、式(A4−b)で表される化合物6.04部(純度60%)、無水THF50部の混合液中に54〜60℃で、25分間で滴下し、65℃で18時間加熱し、冷却後、ろ過した。得られたろ液を濃縮し、濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(A4−d)で表される化合物2.99部を得た。
式(A4−d)で表される化合物1.0部、クロロホルム30部を仕込み23℃で30分間攪拌した。次いで、式(A4−e)で表される化合物(13.1%水溶液)6.3部を23℃で12時間攪拌した後、分液を行った。有機層にイオン交換水10部を添加、分液水洗を行った。この操作を3回行った。その後、硫酸マグネシウム1部を添加、23℃で30分間攪拌後、ろ過し、ろ液を濃縮して、式(A4)で表される化合物(酸発生剤A4)1.6部を得た。
表1に示すように、以下の各成分を混合して溶解することにより得られた混合物を孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過することにより、化学増幅型フォトレジスト組成物を調製した。
次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記の化学増幅型フォトレジスト組成物を乾燥後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
塗布後、得られたシリコンウェハをダイレクトホットプレート上にて、100℃で60秒間プリベークした。
このようにして化学増幅型フォトレジスト組成物の膜が形成されたシリコンウェハに、ArFエキシマステッパー〔FPA5000−AS3;(株)キャノン製、NA=0.75、2/3Annular〕用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを露光した。
有機反射防止膜基板上のもので現像後のダークフィールドパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、その結果を表2に示した。
解像性評価:100nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量で露光し、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、比較例1を基準(△で表記)とし、これと比べて、より解像しているものを良好なものとして○で表記し、同等であるものを△で表記し、悪化しているものを不良なものとして×で表記した。
Claims (13)
- 酸発生剤と樹脂とを含有する化学増幅型フォトレジスト組成物であって、
前記樹脂が、以下の式(Xb−1)で表される酸に不安定な基及びラクトン環を有するモノマーに由来する構造単位(b3−2)を含む樹脂である化学増幅型フォトレジスト組成物。
[式(Xb−1)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z’は、単結合又は*−CH2−CO−O−を表す。*は−O−との結合手を表す。
X401は、2価の連結基を表す。
X41は、単結合又は2価の連結基を表す。
m1は、0を表す。
Rc1〜Rc5は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rc1及びRc2、Rc1及びX41並びにRc3及びRc4が結合して置換基を有していてもよい炭素数3〜18の環を形成する。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。
l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。] - 前記樹脂が、さらに、−OXA基(ただし、XAは、水素原子又は酸に不安定な基を表す。)を有するモノマーに由来する構造単位(b2)を含有する樹脂である請求項1記載の組成物。
- 前記構造単位(b2)が、式(III)で表される構造単位である請求項2記載の組成物。
[式(III)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。qは、1〜8の整数を表す。
R8は、メチル基を表す。tは、1〜5の整数を表す。
XAは、水素原子又は酸に不安定な基を表す。t’は、0〜10の整数を表す。] - 前記樹脂が、さらに、構造単位(b3−2)とは異なり、ラクトン環を有するモノマーに由来する構造単位(b3)を含有する樹脂である請求項1〜3のいずれか記載の組成物。
- 前記構造単位(b3)が、式(IVa)で表される構造単位又は式(IVb)で表される構造単位である請求項4記載の組成物。
[式(IVa)及び式(IVb)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R9は、メチル基を表す。lは、0〜5の整数を表す。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。
Z”は、単結合又は−[CH2]q−を表し、該−[CH2]q−に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
qは、1〜8の整数を表す。] - 前記樹脂が、さらに、式(IIa)で表される構造単位を含む樹脂である請求項1〜5のいずれか記載の組成物。
[式(IIa)中、
R1は、水素原子又はメチル基を表す。
R2は、炭素数1〜10の脂肪族炭化水素基を表す。
R3は、メチル基を表す。
nは、0〜14の整数を表す。
Z'''は、単結合、*−CH2−CO−O−、*−C2H4−CO−O−、*−C3H6−CO−O−、*−C4H8−CO−O−、*−C5H10−CO−O−、*−C6H12−CO−O−、*−C7H14−CO−O−及び*−C8H16−CO−O−からなる群から選択される基である。*は−O−との結合手を表す。
qは、1〜8の整数を表す。] - 前記樹脂の含有量が、化学増幅型フォトレジスト組成物の固形分100質量部に対して、80〜99質量部である請求項1〜6のいずれか記載の組成物。
- 前記酸発生剤が、式(I)で表される酸発生剤である請求項1〜7のいずれか記載の組成物。
[式(I)中、Q1及びQ2は、互いに独立に、フッ素原子又は炭素数1〜6のペルフルオロアルキル基を表す。
X1は、単結合又は−[CH2]j−を表し、該−[CH2]j−に含まれるメチレン基は酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよく、該−[CH2]j−に含まれる水素原子は炭素数1〜4の脂肪族炭化水素基で置換されていてもよい。jは、1〜17の整数を表す。
Y1は、置換基を有してもよい炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表し、前記脂環式炭化水素基に含まれるメチレン基は、酸素原子及び/又はカルボニル基で置換されていてもよい。
Z+は、有機カチオンを表す。] - 前記酸発生剤の含有量が、前記樹脂の合計量100質量部に対して、1〜20質量部である請求項1〜8のいずれか記載の組成物。
- さらに、窒素含有塩基性化合物を含む請求項1〜9のいずれか記載の組成物。
- (1)請求項1〜10のいずれか記載の化学増幅型フォトレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物から溶剤を除去して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を、現像装置を用いて現像する工程を含むパターン形成方法。 - 式(Xb−1)で表されるモノマー。
[式(Xb)中、R1は、水素原子又はメチル基を表す。
Z’は、単結合又は*−CH2−CO−O−を表す。*は−O−との結合手を表す。
X401は、2価の連結基を表す。
X41は、単結合又は2価の連結基を表す。
m1は、0を表す。
Rc1〜Rc5は、互いに独立に、炭素数1〜12の脂肪族炭化水素基又は炭素数3〜36の脂環式炭化水素基を表すか、Rc1及びRc2、Rc1及びX41並びにRc3及びRc4が結合して置換基を有していてもよい炭素数3〜18の環を形成する。
R10は、カルボキシル基、シアノ基又は炭素数1〜4の炭化水素基を表す。l’は、0〜3の整数を表す。l’が2以上のとき、複数のR10は、互いに同一でも異なってもよい。] - 請求項12記載のモノマーに由来する構造単位を含む樹脂。
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