JP7106654B2 - 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 - Google Patents
感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7106654B2 JP7106654B2 JP2020539565A JP2020539565A JP7106654B2 JP 7106654 B2 JP7106654 B2 JP 7106654B2 JP 2020539565 A JP2020539565 A JP 2020539565A JP 2020539565 A JP2020539565 A JP 2020539565A JP 7106654 B2 JP7106654 B2 JP 7106654B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- group
- general formula
- ring
- independently represent
- groups
- 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
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C309/00—Sulfonic acids; Halides, esters, or anhydrides thereof
- C07C309/01—Sulfonic acids
- C07C309/28—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
- C07C309/57—Sulfonic acids having sulfo groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton containing carboxyl groups bound to the carbon skeleton
- C07C309/58—Carboxylic acid groups or esters thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C381/00—Compounds containing carbon and sulfur and having functional groups not covered by groups C07C301/00 - C07C337/00
- C07C381/12—Sulfonium compounds
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/004—Photosensitive materials
- G03F7/039—Macromolecular compounds which are photodegradable, e.g. positive electron resists
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
Description
特許文献2には、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有する電子線、X線またはEUV用レジスト組成物が記載されており、これにより、ラフネスが低減し、アウトガスが抑制された電子線、X線またはEUV用レジスト組成物を提供することができることが記載されている。
すなわち、本発明者らは、以下の構成により上記課題を達成することができることを見出した。
<1>
下記(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物であって、一般式(1)で表される化合物(但し、アニオン部から、下記(A-7)、(A-19)及び(A-20)を除く)。
一般式(1)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-4)で表される基を表す。
Mm+は、カチオンを表す。mは1以上の整数を表す。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
一般式(R-4)中、
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環への結合手を表す。
<2>
上記化合物(A)が下記一般式(2)で表される<1>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(2)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、上記一般式(R-4)で表される基を表す。R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
<3>
上記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表される<2>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(3)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
<4>
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する、<3>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<5>
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である<4>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<6>
上記化合物(A)が下記一般式(4)で表される<1>~<5>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(4)中、
R31~R40は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R31~R40の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R41~R50は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R41~R50の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
<7>
上記一般式(4)で表される化合物が下記一般式(5)で表される<6>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(5)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
<8>
上記化合物(A)が、下記一般式(6)で表される<1>~<7>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(6)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-5)で表される基を表す。
一般式(R-5)中、
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(6)におけるベンゼン環への結合手を表す。
<9>
上記一般式(6)において、Bが単結合又はメチレン基である<8>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<10>
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す<1>~<9>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<11>
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す<1>~<10>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<12>
活性光線又は放射線の照射により上記化合物(A)が発生する酸のpKaが-10以上5以下である<1>~<11>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<13>
フォトマスク製造用である、<1>~<12>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<14>
<1>~<13>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂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膜。
<15>
<1>~<13>のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含むパターン形成方法。
<16>
<15>に記載のパターン形成方法を用いて作製されたフォトマスク。
<17>
<15>に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
<18>
下記一般式(A)で表される化合物(但し、アニオン部から、下記(A-7)、(A-19)及び(A-20)を除く)。
一般式(A)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
Mm+は、カチオンを表す。mは、1以上の整数を表す。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
<19>
上記化合物が、下記一般式(3)で表される<18>に記載の化合物。
一般式(3)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
<20>
上記化合物が、下記一般式(9)で表される<18>又は<19>に記載の化合物。
一般式(9)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
<21>
上記化合物が、下記一般式(10)で表される<18>~<20>のいずれか1項に記載の化合物。
一般式(10)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは下記一般式(R-5)で表される基を表す。
一般式(R-5)中、
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(10)におけるベンゼン環への結合手を表す。
<22>
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す<18>~<21>のいずれか1項に記載の化合物。
<23>
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す<18>~<22>のいずれか1項に記載の化合物。
本発明は、上記<1>~<23>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記〔1〕~〔24〕])についても記載している。
下記(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物であって、一般式(1)で表される化合物
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。*は、一般式(1)におけるベンゼン環への結合手を表す。
上記化合物(A)が下記一般式(2)で表される〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、上記一般式(R-4)で表される基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
上記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表される〔2〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する、〔3〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である〔4〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
上記化合物(A)が下記一般式(4)で表される〔1〕~〔5〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
R31~R40は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R31~R40の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R41~R50は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R41~R50の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
上記一般式(4)で表される化合物が下記一般式(5)で表される〔6〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
上記各一般式におけるAが芳香族基である〔1〕~〔7〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
上記化合物(A)が、下記一般式(6)で表される〔1〕~〔8〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-5)で表される基を表す。
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(6)におけるベンゼン環への結合手を表す。
上記一般式(6)において、Bが単結合又はメチレン基である〔9〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す〔1〕~〔10〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す〔1〕~〔11〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
活性光線又は放射線の照射により上記化合物(A)が発生する酸のpKaが-10以上5以下である〔1〕~〔12〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
フォトマスク製造用である、〔1〕~〔13〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔1〕~〔14〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂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膜。
〔16〕
〔1〕~〔14〕のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、上記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された上記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含むパターン形成方法。
〔16〕に記載のパターン形成方法を用いて作製されたフォトマスク。
〔18〕
〔16〕に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
下記一般式(A)で表される化合物。
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
Mm+は、カチオンを表す。mは、1以上の整数を表す。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
上記化合物が、下記一般式(3)で表される〔19〕に記載の化合物。
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
上記化合物が、下記一般式(9)で表される〔19〕又は〔20〕に記載の化合物。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
上記化合物が、下記一般式(10)で表される〔19〕~〔21〕のいずれか1項に記載の化合物。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは下記一般式(R-5)で表される基を表す。
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(10)におけるベンゼン環への結合手を表す。
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す〔19〕~〔22〕のいずれか1項に記載の化合物。
上記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す〔19〕~〔23〕のいずれか1項に記載の化合物。
以下に記載する構成要件の説明は、本発明の代表的な実施態様に基づいてなされることがあるが、本発明はそのような実施態様に限定されない。
本明細書中における「活性光線」又は「放射線」とは、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線(EUV:Extreme Ultraviolet)、X線、軟X線、及び電子線(EB:Electron Beam)等を意味する。本明細書中における「光」とは、活性光線又は放射線を意味する。本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯の輝線スペクトル、エキシマレーザーに代表される遠紫外線、極紫外線、X線、及びEUV等による露光のみならず、電子線、及びイオンビーム等の粒子線による描画も含む。
本明細書において、「~」とはその前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味で使用される。
本明細書において、樹脂の重量平均分子量(Mw)、数平均分子量(Mn)、及び分散度(分子量分布ともいう)(Mw/Mn)は、GPC(Gel Permeation Chromatography)装置(東ソー株式会社製HLC-8120GPC)によるGPC測定(溶剤:テトラヒドロフラン、流量(サンプル注入量):10μL、カラム:東ソー株式会社製TSK gel Multipore HXL-M、カラム温度:40℃、流速:1.0mL/分、検出器:示差屈折率検出器(Refractive Index Detector))によるポリスチレン換算値として定義される。
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-4)で表される基を表す。
Mm+は、カチオンを表す。mは1以上の整数を表す。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環への結合手を表す。
また、本発明の組成物は、化学増幅型のレジスト組成物であることが好ましく、化学増幅ポジ型レジスト組成物であることがより好ましい。
上記したように、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物であって、上記一般式(1)で表される、化合物(「化合物(A)」ともいう)を含有する。
ところで、一般には、酸発生剤に嵩高い基を導入すると、酸発生剤の疎水性が増大するなどして、アルカリ現像時に、現像残渣に伴う現像欠陥が発生しやすくなる可能性がある。
しかしながら、Yが、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基とされた本発明の化合物(B)を使用した場合、驚くべきことに、現像残渣に伴う現像欠陥は更に抑制される。その理由は詳細には明らかではないが、上述のような基を含む本発明の化合物(A)は、レジスト膜の露光部において、アルカリ現像液に対する親和性が高くなっているため、現像残渣に伴う現像欠陥が抑制されたものと考えられる。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環への結合手を表す。
R6~R27としてのシクロアルキル基は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。このシクロアルキル基の炭素数は、特に限定されないが、好ましくは3~8である。
R2~R4としてのハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等を挙げることができる。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
すなわち、上記R3~R5は、それぞれ、後述の極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基(式(R-4)のYに相当)と、単結合又は(n+1)価の連結基(式(R-4)のAに相当)とが結合されてなる基を構成することができる。
2価の連結基としては、特に限定されないが、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、芳香族基又はこれらの組合せを挙げることができる。
アルキレン基としては、特に限定されないが、直鎖状又は分岐状のアルキレン基が好ましく、炭素数1~10のアルキレン基が更に好ましい。
アルケニレン基としては、特に限定されないが、炭素数2~10のアルケニレン基がが好ましい。
アルキニレン基としては、特に限定されないが、炭素数2~10のアルキニレン基がが好ましい。
Aの(n+1)価の連結基として、例えば2価の連結基から(n-1)個の水素原子を除してなる基を挙げることができる。
中でも、極性基としては、カルボキシル基、フェノール性水酸基、又はフッ素化アルコール基(好ましくはヘキサフルオロイソプロパノール基)が好ましい。
カルボニル結合を有する基としては、例えば、アルキルカルボニル基、アリールカルボニル基等を挙げることができる。
アルキルカルボニル基におけるアルキル基としては、例えば、R6~R27としてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
アリールカルボニル基におけるアリール基としては、例えば、R6~R27としてのアリール基と同様のものを挙げることができる。
カルボニル結合を有する基は、カルボニル結合とエーテル結合が隣接して結合しない基である。
更なる置換基としては、例えば、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせが挙げられる。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
極性基を含むアルキル基におけるアルキル基としては、例えば、R6~R27としてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
極性基を含むアリール基におけるアリール基としては、例えば、R6~R27としてのアリール基と同様のものを挙げることができる。
また、極性基を含む基が、極性基自体であっても良い。
極性基としては、Yとしての、極性基を含む基における極性基と同様のものを挙げることができる。
式(Y1):-C(Rx1)(Rx2)(Rx3)
式(Y2):-C(=O)OC(Rx1)(Rx2)(Rx3)
式(Y3):-C(R36)(R37)(OR38)
式(Y4):-C(Rn)(H)(Ar)
式(Y5):-Si(Rx1)(Rx2)(Rx3)
なかでも、Rx1~Rx3は、各々独立に、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、Rx1~Rx3は、各々独立に、直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して、単環又は多環を形成してもよい。
Rx1~Rx3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、及び、t-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
式(Y1)又は式(Y2)で表される基は、例えば、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、ヘテロ原子を含んでいてもよいアルキル基、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アリール基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基、アルデヒド基、又は、これらを組み合わせた基(例えば、アルキル基とシクロアルキル基とを組み合わせた基)を表す。
アルキル基及びシクロアルキル基は、例えば、メチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
なお、L1及びL2のうち一方は水素原子であり、他方はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アルキレン基とアリール基とを組み合わせた基であることが好ましい。
Q、M、及び、L1の少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成してもよい。
パターンの微細化の点では、L2が2級又は3級アルキル基であることが好ましく、3級アルキル基であることがより好ましい。2級アルキル基としては、イソプロピル基、シクロヘキシル基又はノルボルニル基が挙げられ、3級アルキル基としては、tert-ブチル基又はアダマンタン基を挙げることができる。これらの態様では、Tg(ガラス転移温度)や活性化エネルギーが高くなるため、膜強度の担保に加え、かぶりの抑制ができる。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
酸分解性基を含むアルキル基におけるアルキル基としては、例えば、R6~R27としてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
酸分解性基を含むアリール基におけるアリール基としては、例えば、R6~R27としてのアリール基と同様のものを挙げることができる。
また、酸分解性基を含む基が、酸分解性基自体であっても良い。
アルコキシカルボニルオキシ基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~5である。
アリールオキシカルボニル基におけるアリール基の炭素数は、好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~12である。
アルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~12である。
イミド基は、イミドから水素原子を一つ除した基である。
更なる置換基としては、例えば、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせが挙げられる。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
Y1及びY2は、それぞれ同一でも異なっても良く、電子求引性基を表す。
なお、本発明の一つの好ましい態様として、上記化合物(B)が極性変換基を含む基として、一般式(KA-1)又は(KB-1)で表される部分構造を有する基を有するが、一般式(KA-1)で表される部分構造、Y1及びY2が1価である場合の(KB-1)で表される部分構造の場合のように、上記部分構造が結合手を有しない場合は、上記部分構造を有する基とは、上記部分構造における任意の水素原子を少なくとも1つ除いた1価以上の基を有する基である。
一般式(KA-1)におけるXとして好ましくは、カルボン酸エステル基(即ち、KA-1としてラクトン環構造を形成する場合)、及び酸無水物基、炭酸エステル基である。より好ましくはカルボン酸エステル基である。
一般式(KA-1)で表される環構造は、置換基を有していてもよく、例えば、置換基Zka1をnka個有していてもよい。
Zka1は、複数ある場合はそれぞれ独立して、アルキル基、シクロアルキル基、エーテル基、ヒドロキシル基、アミド基、アリール基、ラクトン環基、又は電子求引性基を表す。
Zka1同士が連結して環を形成しても良い。Zka1同士が連結して形成する環としては、例えば、シクロアルキル環、ヘテロ環(環状エーテル環、ラクトン環など)が挙げられる。
nkaは0~10の整数を表す。好ましくは0~8の整数、より好ましくは0~5の整数、更に好ましくは1~4の整数、最も好ましくは1~3の整数である。
なお、上記電子求引性基は、別の電子求引性基で置換されていてもよい。
Zka1としてのハロゲン原子はフッ素原子、塩素原子、臭素原子及びヨウ素原子等が挙げられ、フッ素原子が好ましい。
Zka1としてのアルキル基は置換基を有していてもよく、直鎖、分岐のいずれでもよい。直鎖アルキル基としては、好ましくは炭素数1~30、更に好ましくは1~20であり、例えば、メチル基、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デカニル基等が挙げられる。分岐アルキル基としては、好ましくは炭素数3~30、更に好ましくは3~20であり、例えば、i-プロピル基、i-ブチル基、t-ブチル基、i-ペンチル基、t-ペンチル基、i-ヘキシル基、t-ヘキシル基、i-ヘプチル基、t-ヘプチル基、i-オクチル基、t-オクチル基、i-ノニル基、t-デカノイル基等が挙げられる。メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基などの炭素数1~4のものが好ましい。
Zka1としてのシクロアルキル基は、置換基を有していてもよく、単環型でもよく、多環型でもよく、有橋式であってもよい。例えば、シクロアルキル基は橋かけ構造を有していてもよい。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、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロブチル基、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5以上のビシクロ、トリシクロ、テトラシクロ構造等を有する基を挙げることができ、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、テトシクロドデシル基、アンドロスタニル基等が挙げられる。シクロアルキル基としては下記構造も好ましい。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。
これらの脂環式構造の置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基が挙げられる。アルキル基としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等の低級アルキル基が好ましく、更に好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基を表す。上記アルコキシ基としては、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の炭素数1~4個のものを挙げることができる。アルキル基及びアルコキシ基が有してもよい置換基としては、水酸基、ハロゲン原子、アルコキシ基(好ましくは炭素数1~4)等を挙げることができる。
なお、下記(KA-1-1)~(KA-1-17)におけるように、一般式(KA-1)で表される部分構造としての5~7員環ラクトン環に、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ことが好ましい。
一般式(KA-1)で表される環構造が結合してもよい周辺の環構造については、例えば、下記(KA-1-1)~(KA-1-17)におけるもの、又はこれに準じたものを挙げることができる。
newは-C(Rew1)(Rew2)-で表される連結基の繰り返し数であり、0又は1の整数を表す。newが0の場合は単結合を表し、直接Yew1が結合していることを示す。
Yew1は、ハロゲン原子、シアノ基、ニトリル基、ニトロ基、後述の-C(Rf1)(Rf2)-Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基、ハロアリール基、オキシ基、カルボニル基、スルホニル基、スルフィニル基、及びこれらの組み合わせをあげることができ、電子求引性基は例えば下記構造であってもよい。なお、「ハロ(シクロ)アルキル基」とは、少なくとも一部がハロゲン化したアルキル基及びシクロアルキル基を表す。Rew3、Rew4は、各々独立して任意の構造を表す。Rew3、Rew4はどのような構造でも式(EW)で表される部分構造は電子求引性を有し、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、フッ化アルキル基である。
Yew1は、好ましくはハロゲン原子、又は、-C(Rf1)(Rf2)-Rf3で表されるハロ(シクロ)アルキル基又はハロアリール基である。
Rew1、Rew2は、各々独立して任意の置換基を表し、例えば水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
Rew1、Rew2及びYew1の少なくとも2つが互いに連結して環を形成していてもよい。
Rf2、Rf3は各々独立して水素原子、ハロゲン原子又は有機基を表し、Rf2とRf3とが連結して環を形成してもよい。有機基としては例えばアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基等を表し、これらはハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)で置換されていても良く、より好ましくは、Rf2、Rf3は、(ハロ)アルキル基である。Rf2はRf1と同様の基を表すか、又はRf3と連結して環を形成していることがより好ましい。
Rf1とRf3とは連結して環を形成してもよく、形成する環としては、(ハロ)シクロアルキル環、(ハロ)アリール環等が挙げられる。
Rf1~Rf3における(ハロ)アルキル基としては、例えば前述したZka1におけるアルキル基、及びこれがハロゲン化した構造が挙げられる。
Rf1~Rf3における、又は、Rf2とRf3とが連結して形成する環における(パー)ハロシクロアルキル基及び(パー)ハロアリール基としては、例えば前述したZka1におけるシクロアルキル基がハロゲン化した構造、より好ましくは-C(n)F(2n-2)Hで表されるフルオロシクロアルキル基、及び、-C(n)F(n-1)で表されるパーフルオロアリール基が挙げられる。ここで炭素数nは特に限定されないが、5~13のものが好ましく、6がより好ましい。
なお、一般式(KA-1)の部分構造の一部又は全部が、一般式(KB-1)におけるY1又はY2としての電子求引性基を兼ねてもよい。例えば、一般式(KA-1)のXがカルボン酸エステル基である場合、そのカルボン酸エステル基は一般式(KB-1)におけるY1又はY2としての電子求引性基として機能することもあり得る。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
極性変換基を含むアルキル基におけるアルキル基としては、例えば、R6~R27としてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
極性変換基を含むアリール基におけるアリール基としては、例えば、R6~R27としてのアリール基と同様のものを挙げることができる。
nは、1又は2が好ましい。
一般式(1)のカチオン部におけるnは、カチオンの価数を表す。mは1以上の整数を表す。mの上限値は特に限定されないが、例えば、4である。mが1であることが好ましい。
Mm+としてのカチオンは、特に限定されないが、オニウムカチオンが好ましく、下記一般式(ZIA)、又は一般式(ZIIA)で表されるカチオンが好ましい。
R201、R202及びR203は、各々独立に、水素原子又は置換基を表す。
R201、R202及びR203としての置換基としては、有機基が好ましく、有機基の炭素数は、一般的に1~30であり、好ましくは1~20である。
また、R201~R203のうち2つが互いに結合して環(環構造ともいう)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、又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201~R203の内の2つが互いに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)及び-CH2-CH2-O-CH2-CH2-が挙げられる。
mが2以上の場合における2価以上のカチオンは、一般式(ZIA)で表される構造を複数有するカチオンであってもよい。このようなカチオンとしては、例えば、一般式(ZIA)で表されるカチオンのR201~R203の少なくとも1つと、一般式(ZIA)で表されるもうひとつのカチオンのR201~R203の少なくとも一つとが、単結合又は連結基を介して結合した構造を有する2価のカチオンなどを挙げることができる。
カチオン(ZI-11)は、上記一般式(ZIA)のR201~R203の少なくとも1つがアリール基である、カチオン、すなわち、アリールスルホニウムカチオンである。
アリールスルホニウムカチオンは、R201~R203の全てがアリール基でもよいし、R201~R203の一部がアリール基であり、残りがアルキル基又はシクロアルキル基であってもよい。
アリールスルホニウムカチオンとしては、例えば、トリアリールスルホニウムカチオン、ジアリールアルキルスルホニウムカチオン、アリールジアルキルスルホニウムカチオン、ジアリールシクロアルキルスルホニウムカチオン、及びアリールジシクロアルキルスルホニウムカチオンが挙げられる。
アリールスルホニウムカチオンが必要に応じて有しているアルキル基又はシクロアルキル基は、炭素数1~15の直鎖状アルキル基、炭素数3~15の分岐鎖状アルキル基、又は炭素数3~15のシクロアルキル基が好ましく、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、t-ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、及びシクロヘキシル基等が挙げられる。
ラクトン環基としては、例えば、上述する(KA-1-1)~(KA-1-17)のいずれかで表される構造から水素原子を除した基が挙げられる。
カチオン(ZI-12)は、式(ZIA)におけるR201~R203が、各々独立に、芳香環を有さない有機基を表す化合物である。ここで芳香環とは、ヘテロ原子を含む芳香族環も包含する。
R201~R203としての芳香環を有さない有機基は、一般的に炭素数1~30であり、炭素数1~20が好ましい。
R201~R203は、各々独立に、好ましくはアルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基であり、より好ましくは直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基、2-オキソシクロアルキル基、又はアルコキシカルボニルメチル基、更に好ましくは直鎖状又は分岐鎖状の2-オキソアルキル基である。
R201~R203は、ハロゲン原子、アルコキシ基(例えば炭素数1~5)、水酸基、シアノ基、又はニトロ基によって更に置換されていてもよい。
Mで表されるアリール基としては、フェニル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。アリール基は、酸素原子又は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。複素環構造としては、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、及びベンゾチオフェン環等が挙げられる。
なお、Mが環構造を有する場合、上記環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、及び、炭素-炭素二重結合の少なくとも1種を含んでいてもよい。
R1c及びR2cで表されるハロゲン原子としては、例えば、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。
Rx及びRyで表されるアルケニル基としては、アリル基又はビニル基が好ましい。
上記Rx及びRyは、更に置換基を有していてもよい。この態様として、例えば、Rx及びRyとして2-オキソアルキル基又はアルコキシカルボニルアルキル基などが挙げられる。
Rx及びRyで表される2-オキソアルキル基としては、例えば、炭素数1~15(好ましくは炭素数1~10)のものが挙げられ、具体的には、2-オキソプロピル基、及び2-オキソブチル基等が挙げられる。
Rx及びRyで表されるアルコキシカルボニルアルキル基としては、例えば、炭素数1~15(好ましくは炭素数1~10)のものが挙げられる。また、RxとRyは、結合して環を形成してもよい。
RxとRyとが互いに連結して形成される環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、又は、炭素-炭素二重結合を含んでいてもよい。
カチオン(ZI-13A)は、下記一般式(ZI-13A)で表される、フェナシルスルフォニウムカチオンである。
R1c~R5cは、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、ハロゲン原子、水酸基、ニトロ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基を表す。
R6c及びR7cとしては、上述した一般式(ZI-13)中のR1c及びR2cと同義であり、その好ましい態様も同じである。
Rx及びRyとしては、上述した上述した一般式(ZI-13)中のRx及びRyと同義であり、その好ましい態様も同じである。
上記環構造としては、芳香族又は非芳香族の炭化水素環、芳香族又は非芳香族の複素環、及びこれらの環が2つ以上組み合わされてなる多環縮合環が挙げられる。環構造としては、3~10員環が挙げられ、4~8員環が好ましく、5又は6員環がより好ましい。
R5cとR6c、及びR5cとRxが結合して形成する基としては、単結合又はアルキレン基が好ましい。アルキレン基としては、メチレン基、及びエチレン基等が挙げられる。
カチオン(ZI-14)は、下記一般式(ZI-14)で表される。
lは0~2の整数を表す。
rは0~8の整数を表す。
R13は、水素原子、フッ素原子、水酸基、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、又は単環若しくは多環のシクロアルキル骨格を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
R14は、複数存在する場合は各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、アルキルカルボニル基、アルコキシカルボニル基、又は単環若しくは多環のシクロアルキル骨格を有するアルコキシ基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
R15は、各々独立して、アルキル基、シクロアルキル基、又はナフチル基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。2つのR15が互いに結合して環を形成してもよい。2つのR15が互いに結合して環を形成するとき、環骨格内に、酸素原子、又は窒素原子等のヘテロ原子を含んでもよい。一態様において、2つのR15がアルキレン基であり、互いに結合して環構造を形成することが好ましい。
一般式(ZIIA)中、R204及びR205は、各々独立に、アリール基、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
R204及びR205のアリール基としてはフェニル基、又はナフチル基が好ましく、フェニル基がより好ましい。R204及びR205のアリール基は、酸素原子、窒素原子、又は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の骨格としては、例えば、ピロール、フラン、チオフェン、インドール、ベンゾフラン、及びベンゾチオフェン等が挙げられる。
R204及びR205のアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1~10の直鎖状アルキル基又は炭素数3~10の分岐鎖状アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びペンチル基)、又は、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、及びノルボルニル基)が好ましい。
ラクトン環基としては、例えば、上述する(KA-1-1)~(KA-1-17)のいずれかで表される構造から水素原子を除した基が挙げられる。
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、上記一般式(R-4)で表される基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
一般式(2)におけるR101~R103の具体例はそれぞれ、上記一般式(ZIA)におけるR201~R203の具体例と同様である。
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
一般式(3)におけるA、Y及びnはそれぞれ、上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnと同様である。
一般式(3)におけるR101~R103はそれぞれ、上記一般式(2)におけるR101~R103と同様である。
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環は、一般式(3)のベンゼンスルホン酸アニオンと結合する炭素原子が環員を構成する環である。
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成される環は、一般式(3)のベンゼンスルホン酸アニオンと結合する炭素原子が環員を構成する環である。
上記環は、単環又は多環であってもよく、多環の場合は、多環の環員を構成する炭素原子数が、5~10であることが好ましい。
*は、一般式(3)におけるベンゼンスルホン酸アニオンとの結合手を表す。
R31~R40は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R31~R40の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R41~R50は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R41~R50の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
R31~R40の少なくとも2つが、互いに結合して形成される環の具体例は、上記一般式(R-1)において、R6~R13のうち少なくとも2つが、結合して形成する環の具体例と同様である。
R41~R50の少なくとも2つが、互いに結合して形成される環の具体例は、上記一般式(R-1)において、R6~R13のうち少なくとも2つが、結合して形成する環の具体例と同様である。
一般式(4)におけるA、Y及びnの具体例はそれぞれ、上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnの具体例と同様である。
一般式(4)におけるR101~R103の具体例はそれぞれ、上記一般式(2)におけるR101~R103の具体例と同様である。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
一般式(5)におけるA、Y及びnの具体例はそれぞれ、上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnの具体例と同様である。
一般式(5)におけるR101~R103の具体例はそれぞれ、上記一般式(2)におけるR101~R103の具体例と同様である。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-5)で表される基を表す。
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(6)におけるベンゼン環への結合手を表す。
一般式(6)におけるR101~R103の具体例はそれぞれ、上記一般式(2)におけるR101~R103の具体例と同様である。
R51~R55としての置換基の具体例は、上述のR6~R27としての置換基の具体例と同様である。
2価の連結基としては、特に限定されないが、例えば、アルキレン基、又は芳香族基又はこれらの組合せを挙げることができる。
アルキレン基としては、特に限定されないが、直鎖状又は分岐状のアルキレン基が好ましく、炭素数1~6のアルキレン基が更に好ましい。具体例としては、メチレン基等が挙げられる。
芳香族基は、アリール基、アラルキル基、ヘテロ環基などであってもよい。アリール基としては、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。アラルキル基としては、炭素数6~20のアラルキル基であることが好ましく、炭素数7~12のアラルキル基であることより好ましい。具体的には、ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。ヘテロ環基としては、炭素数6~20のヘテロ環基であることが好ましく、炭素数6~12のヘテロ環基であることがより好ましい。例えば、チオフェン、フランを挙げることができる。
Bの(n+1)価の連結基として、例えば2価の連結基から(n-1)個の水素原子を除してなる基を挙げることができる。
アルキルカルボニル基におけるアルキル基としては、例えば、R6~R27としてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。
アリールカルボニル基におけるアリール基としては、例えば、R6~R27としてのアリール基と同様のものを挙げることができる。
カルボニル結合を有する基は、カルボニル結合とエーテル結合が隣接して結合しない基である。
Yとしてのアルコキシカルボニルオキシ基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは1~10であり、更に好ましくは1~6である。
Yとしてのアリールオキシカルボニルオキシ基におけるアリール基の炭素数は、好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~12である。
Yとしてのアリールオキシカルボニル基におけるアリール基の炭素数は、好ましくは6~20であり、更に好ましくは6~12である。
Yとしてのアルコキシカルボニル基におけるアルコキシ基の炭素数は、好ましくは6~10であり、更に好ましくは1~6である。
Yとしてのイミド基は、イミドから水素原子を一つ除した基である。
更なる置換基としては、例えば、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせが挙げられる。
アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせは、それぞれ、R6~R27としての置換基の具体例における、アルキル基;アルケニル基;シクロアルキル基;アリール基;ハロゲン原子;酸素原子、硫黄原子、窒素原子及びケイ素原子等のヘテロ原子を含む基;並びにこれらの2種以上の組み合わせと同様である。
pKa(酸解離定数)とは、水溶液中でのpKaのことを表し、化学便覧(II)(改訂4版、1993年、日本化学会編、丸善株式会社)に定義される。pKaの値が低いほど酸強度が大きいことを示す。水溶液中でのpKaは、具体的には、無限希釈水溶液を用い、25℃での酸解離定数を測定することにより実測できる。あるいは、下記ソフトウェアパッケージ1を用いて、ハメットの置換基定数及び公知文献値のデータベースに基づいた値を、計算により求めることもできる。本明細書中に記載したpKaの値は、全て、このソフトウェアパッケージを用いて計算により求めた値を示す。
ソフトウェアパッケージ1: Advanced Chemistry Development (ACD/Labs) Software V8.14 for Solaris (1994-2007 ACD/Labs)。
本発明の組成物中、化合物(B)の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、0.1~35質量%が好ましく、0.5~25質量%がより好ましく、1~20質量%が更に好ましく、1~15質量%が特に好ましい。
(B)酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する樹脂(「樹脂(B)」ともいう)について説明する。
樹脂(B)としては、酸の作用により分解し極性が増大する基(以下、「酸分解性基」とも言う)を有する樹脂(以下、「酸分解性樹脂」ともいう)が挙げられる。
上記酸分解性樹脂は、酸分解性基を有しているため、酸の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する。
極性基としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、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、及び、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等の酸性基(典型的には、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液中で解離する基)、並びに、アルコール性水酸基等が挙げられる。
式(Y1):-C(Rx1)(Rx2)(Rx3)
式(Y2):-C(=O)OC(Rx1)(Rx2)(Rx3)
式(Y3):-C(R36)(R37)(OR38)
式(Y4):-C(Rn)(H)(Ar)
なかでも、Rx1~Rx3は、各々独立に、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表すことが好ましく、Rx1~Rx3は、各々独立に、直鎖状のアルキル基を表すことがより好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して、単環又は多環を形成してもよい。
Rx1~Rx3のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、及び、t-ブチル基等の炭素数1~4のアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、並びに、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましく、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基がより好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
式(Y1)又は式(Y2)で表される基は、例えば、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
Mは、単結合又は2価の連結基を表す。
Qは、ヘテロ原子を含んでいてもよいアルキル基、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アリール基、アミノ基、アンモニウム基、メルカプト基、シアノ基、アルデヒド基、又は、これらを組み合わせた基(例えば、アルキル基とシクロアルキル基とを組み合わせた基)を表す。
アルキル基及びシクロアルキル基は、例えば、メチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
なお、L1及びL2のうち一方は水素原子であり、他方はアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、アルキレン基とアリール基とを組み合わせた基であることが好ましい。
Q、M、及び、L1の少なくとも2つが結合して環(好ましくは、5員若しくは6員環)を形成してもよい。
パターンの微細化の点では、L2が2級又は3級アルキル基であることが好ましく、3級アルキル基であることがより好ましい。2級アルキル基としては、イソプロピル基、シクロヘキシル基又はノルボルニル基が挙げられ、3級アルキル基としては、tert-ブチル基又はアダマンタン基を挙げることができる。これらの態様では、Tg(ガラス転移温度)や活性化エネルギーが高くなるため、膜強度の担保に加え、かぶりの抑制ができる。
酸分解性基は、アセタール構造を有することが好ましい。アセタール構造は、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、フッ素化アルコール基などの極性基が、上記式(Y3)で表される基で保護された構造である。
L1は、2価の連結基を表す。2価の連結基としては、-CO-、-O-、-S―、-SO-、―SO2-、炭化水素基(例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基等)、及び、これらの複数が連結した連結基等が挙げられる。中でも、L1としては、-CO-、アリーレン基が好ましい。
アリーレン基としては、フェニレン基が好ましい。
アルキレン基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。アルキレン基の炭素数は特に制限されないが、1~10が好ましく、1~3がより好ましい。
アルキル基は、直鎖状であっても、分岐鎖状であってもよい。アルキル基の炭素数は特に制限されないが、1~10が好ましく、1~3がより好ましい。
シクロアルキル基は、単環型であってもよく、多環型であってもよい。このシクロアルキル基の炭素数は、好ましくは3~8とする。
ハロゲン原子としては、例えば、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、脱離基としては、上記式(Y1)~(Y4)で表される基が挙げられ、上記式(Y3)で表される基が好ましい。
Xa1は、水素原子、又は、アルキル基を表す。
Tは、単結合、又は、2価の連結基を表す。
Rx1~Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖状、又は、分岐鎖状)、又は、シクロアルキル基(単環、又は、多環)を表す。ただし、Rx1~Rx3の全てがアルキル基(直鎖状、又は、分岐鎖状)である場合、Rx1~Rx3のうち少なくとも2つはメチル基であることが好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して、シクロアルキル基(単環若しくは多環)を形成してもよい。
Tは、単結合又は-COO-Rt-基が好ましい。Tが-COO-Rt-基を表す場合、Rtは、炭素数1~5のアルキレン基が好ましく、-CH2-基、-(CH2)2-基、又は、-(CH2)3-基がより好ましい。
Rx1~Rx3のシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基、又は、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基としては、シクロペンチル基、及び、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基が好ましく、その他にも、ノルボルニル基、テトラシクロデカニル基、テトラシクロドデカニル基、及び、アダマンチル基等の多環のシクロアルキル基が好ましい。中でも、炭素数5~6の単環のシクロアルキル基が好ましい。
Rx1~Rx3の2つが結合して形成されるシクロアルキル基は、例えば、環を構成するメチレン基の1つが、酸素原子等のヘテロ原子、又は、カルボニル基等のヘテロ原子を有する基で置き換わっていてもよい。
一般式(AI)で表される繰り返し単位は、例えば、Rx1がメチル基又はエチル基であり、Rx2とRx3とが結合して上述のシクロアルキル基を形成している態様が好ましい。
樹脂(B)は、更にラクトン基又はスルトン基を有する繰り返し単位を有していてもよい。
ラクトン基又はスルトン基としては、ラクトン構造又はスルトン構造を有していればいずれの基でも用いることができるが、好ましくは5~7員環ラクトン構造又は5~7員環スルトン構造を有する基であり、5~7員環ラクトン構造にビシクロ構造、又は、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているもの、又は5~7員環スルトン構造にビシクロ構造、又は、スピロ構造を形成する形で他の環構造が縮環しているもの、がより好ましい。下記一般式(LC1-1)~(LC1-21)のいずれかで表されるラクトン構造を有する基、又は下記一般式(SL1-1)~(SL1-3)のいずれかで表されるスルトン構造を有する基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、ラクトン構造又はスルトン構造を有する基が主鎖に直接結合していてもよい。好ましい構造としては、一般式(LC1-1)、一般式(LC1-4)、一般式(LC1-5)、一般式(LC1-6)、一般式(LC1-13)、及び、一般式(LC1-14)で表される基が好ましい。
Rb0のアルキル基が有していてもよい好ましい置換基としては、水酸基、及び、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、及び、ヨウ素原子が挙げられる。Rb0は、水素原子又はメチル基が好ましい。
Abは、単結合、アルキレン基、単環又は多環の脂環炭化水素構造を有する2価の連結基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、カルボキシル基、又は、これらを組み合わせた2価の基を表す。なかでも、単結合、又は、-Ab1-CO2-で表される連結基が好ましい。Ab1は、直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基、又は、単環若しくは多環のシクロアルキレン基であり、メチレン基、エチレン基、シクロヘキシレン基、アダマンチレン基、又は、ノルボルニレン基が好ましい。
Vは、ラクトン構造又はスルトン構造を有する基を表す。
Vのラクトン構造又はスルトン構造を有する基としては、一般式(LC1-1)~(LC1-21)、一般式(SL1-1)~(SL1―3)のうちのいずれかで示される基が好ましい。
樹脂(B)は、酸基を有する繰り返し単位を有していてもよい。
酸基としては、酸解離定数(pKa)が13以下の酸基が好ましい。
pKaは、活性光線又は放射線の照射により上述の上記化合物(A)が発生する酸のpKaにおけるpKaと同様である。
1価の有機基としては、-L4-R8で表される基が好ましい。L4は、単結合、又は、エステル基を表す。R8は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又は、これらを組み合わせた基が挙げられる。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子が挙げられる。
L3は、(n+m+1)価の芳香族炭化水素環基、又は、(n+m+1)価の脂環式炭化水素環基を表す。芳香族炭化水素環基としては、ベンゼン環基、及び、ナフタレン環基が挙げられる。脂環式炭化水素環基としては、単環であっても、多環であってもよく、例えば、シクロアルキル環基が挙げられる。
R6は、水酸基、又は、フッ素化アルコール基(好ましくは、ヘキサフルオロイソプロパノール基)を表す。なお、R6が水酸基の場合、L3は(n+m+1)価の芳香族炭化水素環基であることが好ましい。
R7は、ハロゲン原子を表す。ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又は、ヨウ素原子が挙げられる。
mは、1以上の整数を表す。mは、1~3の整数が好ましく、1~2の整数が好ましい。
nは、0又は1以上の整数を表す。nは、1~4の整数が好ましい。
なお、(n+m+1)は、1~5の整数が好ましい。
R41、R42及びR43は、それぞれ独立に、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。但し、R42はAr4と結合して環を形成していてもよく、その場合のR42は単結合又はアルキレン基を表す。
X4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。
L4は、単結合又はアルキレン基を表す。
Ar4は、(n+1)価の芳香環基を表し、R42と結合して環を形成する場合には(n+2)価の芳香環基を表す。
nは、1~5の整数を表す。
一般式(I)におけるR41、R42、及び、R43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、フッ素原子が好ましい。
一般式(I)におけるR41、R42、及び、R43の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R41、R42、R43におけるアルキル基と同様のものが好ましい。
(n+1)価の芳香環基は、更に置換基を有していてもよい。
X4により表わされる-CONR64-(R64は、水素原子又はアルキル基を表す)におけるR64のアルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、2-エチルヘキシル基、オクチル基、及び、ドデシル基等の炭素数20以下のアルキル基が挙げられ、炭素数8以下のアルキル基が好ましい。
X4としては、単結合、-COO-、又は、-CONH-が好ましく、単結合、又は、-COO-がより好ましい。
Ar4としては、炭素数6~18の芳香環基が好ましく、ベンゼン環基、ナフタレン環基、及び、ビフェニレン環基がより好ましい。
一般式(I)で表される繰り返し単位は、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、Ar4は、ベンゼン環基であることが好ましい。
Aは水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、又はシアノ基を表す。
Rは、ハロゲン原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基、アラルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルスルホニルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基又はアリールオキシカルボニル基を表し、複数個ある場合には同じであっても異なっていてもよい。複数のRを有する場合には、互いに共同して環を形成していてもよい。Rとしては水素原子が好ましい。
aは1~3の整数を表す。
bは0~(3-a)の整数を表す。
本発明の組成物中、樹脂(B)の含有量は、全固形分中に対して、通常20質量%以上の場合が多く、40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましく、60質量%以上が更に好ましい。上限は特に制限されないが、99.5質量%以下が好ましく、99質量%以下がより好ましく、98質量%以下が更に好ましい。
なお、本発明の組成物の全固形分とは、溶剤を除く他の成分(感活性光線性又は感放射線性膜を構成し得る成分)を意図する。
本発明の組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、化合物(A)以外の活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有することができる。
本発明の組成物は、酸拡散制御剤を含有することが好ましい。酸拡散制御剤は、露光時に光酸発生剤等から発生する酸をトラップし、余分な発生酸による、未露光部における酸分解性樹脂の反応を抑制するクエンチャーとして作用する。
酸拡散制御剤としては、例えば、塩基性化合物(DA)、活性光線又は放射線の照射により塩基性が低下又は消失する塩基性化合物(DB)、酸発生剤に対して相対的に弱酸となるオニウム塩(DC)、窒素原子を有し、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(DD)、又はカチオン部に窒素原子を有するオニウム塩化合物(DE)等を酸拡散制御剤として使用できる。本発明の組成物においては、公知の酸拡散制御剤を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落[0627]~[0664]、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落[0095]~[0187]、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落[0403]~[0423]、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落[0259]~[0328]に開示された公知の化合物を酸拡散制御剤として好適に使用できる。
R200、R201及びR202は、同一でも異なってもよく、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~20)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~20)又はアリール基(炭素数6~20)を表す。R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
R203、R204、R205及びR206は、同一でも異なってもよく、各々独立に、炭素数1~20のアルキル基を表す。
上記アルキル基について、置換基を有するアルキル基としては、炭素数1~20のアミノアルキル基、炭素数1~20のヒドロキシアルキル基、又は炭素数1~20のシアノアルキル基が好ましい。
一般式(A)及び(E)中のアルキル基は、無置換であることがより好ましい。
プロトンアクセプター性は、pH測定を行うことによって確認することができる。
光酸発生剤と、光酸発生剤から生じた酸に対して相対的に弱酸である酸を発生するオニウム塩とを混合して用いた場合、活性光線性又は放射線の照射により光酸発生剤から生じた酸が未反応の弱酸アニオンを有するオニウム塩と衝突すると、塩交換により弱酸を放出して強酸アニオンを有するオニウム塩を生じる。この過程で強酸がより触媒能の低い弱酸に交換されるため、見かけ上、酸が失活して酸拡散の制御を行うことができる。
化合物(DCA)としては、下記一般式(C-1)~(C-3)のいずれかで表される化合物が好ましい。
R1、R2、及びR3は、各々独立に炭素数1以上の置換基を表す。
L1は、カチオン部位とアニオン部位とを連結する2価の連結基又は単結合を表す。
-X-は、-COO-、-SO3 -、-SO2 -、及び-N--R4から選択されるアニオン部位を表す。R4は、隣接するN原子との連結部位に、カルボニル基(-C(=O)-)、スルホニル基(-S(=O)2-)、及びスルフィニル基(-S(=O)-)のうち少なくとも1つを有する1価の置換基を表す。
R1、R2、R3、R4、及びL1は、互いに結合して環構造を形成してもよい。また、一般式(C-3)において、R1~R3のうち2つを合わせて1つの2価の置換基を表し、N原子と2重結合により結合していてもよい。
酸の作用により脱離する基としては、アセタール基、カルボネート基、カルバメート基、3級エステル基、3級水酸基、又はヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、又はヘミアミナールエーテル基がより好ましい。
化合物(DD)の分子量は、100~1000が好ましく、100~700がより好ましく、100~500が更に好ましい。
化合物(DD)は、窒素原子上に保護基を有するカルバメート基を有してもよい。カルバメート基を構成する保護基としては、下記一般式(d-1)で表される。
Rbは、各々独立に、水素原子、アルキル基(好ましくは炭素数1~10)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3~30)、アリール基(好ましくは炭素数3~30)、アラルキル基(好ましくは炭素数1~10)、又はアルコキシアルキル基(好ましくは炭素数1~10)を表す。Rbは相互に結合して環を形成していてもよい。
Rbが示すアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、各々独立にヒドロキシル基、シアノ基、アミノ基、ピロリジノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基、オキソ基等の官能基、アルコキシ基、又はハロゲン原子で置換されていてもよい。Rbが示すアルコキシアルキル基についても同様である。
2つのRbが相互に連結して形成する環としては、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素、複素環式炭化水素及びその誘導体等が挙げられる。
一般式(d-1)で表される基の具体的な構造としては、米国特許公報US2012/0135348A1号明細書の段落[0466]に開示された構造が挙げられるが、これに限定されない。
lは0~2の整数を表し、mは1~3の整数を表し、l+m=3を満たす。
Raは、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を表す。lが2のとき、2つのRaは同じでも異なっていてもよく、2つのRaは相互に連結して式中の窒素原子と共に複素環を形成していてもよい。この複素環には式中の窒素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
Rbは、上記一般式(d-1)におけるRbと同義であり、好ましい例も同様である。
一般式(6)において、Raとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基は、各々独立にRbとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、及びアラルキル基が置換されていてもよい基として前述した基と同様な基で置換されていてもよい。
本発明における特に好ましい化合物(DD)の具体例としては、米国特許出願公開2012/0135348A1号明細書の段落[0475]に開示された化合物が挙げられるが、これに限定されない。
化合物(DE)の好ましい具体例としては、米国特許出願公開2015/0309408A1号明細書の段落[0203]に開示された化合物が挙げられるが、これに限定されない。
酸拡散制御剤の本発明の組成物中の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分に対して、0.001~20質量%が好ましく、0.01~10質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、溶剤を含有することが好ましい。
本発明の組成物においては、公知のレジスト溶剤を適宜使用できる。例えば、米国特許出願公開2016/0070167A1号明細書の段落[0665]~[0670]、米国特許出願公開2015/0004544A1号明細書の段落[0210]~[0235]、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落[0424]~[0426]、及び、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落[0357]~[0366]に開示された公知の溶剤を好適に使用できる。
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、例えば、アルキレングリコールモノアルキルエーテルカルボキシレート、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(好ましくは炭素数4~10)、環を有してもよいモノケトン化合物(好ましくは炭素数4~10)、アルキレンカーボネート、アルコキシ酢酸アルキル、及びピルビン酸アルキル等の有機溶剤が挙げられる。
水酸基を有する溶剤、及び水酸基を有さない溶剤としては、前述の例示化合物を適宜選択できるが、水酸基を含む溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、又は乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME:1-メトキシ-2-プロパノール)、プロピレングリコールモノエチルエーテル(PGEE)、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル、又は乳酸エチルがより好ましい。また、水酸基を有さない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を有していてもよいモノケトン化合物、環状ラクトン、又は酢酸アルキル等が好ましく、これらの中でも、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA:1-メトキシ-2-アセトキシプロパン)、エチルエトキシプロピオネート、2-ヘプタノン、γ-ブチロラクトン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は酢酸ブチルがより好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、γ-ブチロラクトン、エチルエトキシプロピオネート、シクロヘキサノン、シクロペンタノン又は2-ヘプタノンが更に好ましい。水酸基を有さない溶剤としては、プロピレンカーボネートも好ましい。
水酸基を有する溶剤と水酸基を有さない溶剤との混合比(質量比)は、1/99~99/1であり、10/90~90/10が好ましく、20/80~60/40がより好ましい。水酸基を有さない溶剤を50質量%以上含有する混合溶剤が、塗布均一性の点で好ましい。
溶剤は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有することが好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート単独溶剤でもよいし、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートを含有する2種類以上の混合溶剤でもよい。
本発明の組成物は、界面活性剤を更に含んでいてもよい。界面活性剤を含有することにより、波長が250nm以下、特には220nm以下の露光光源を使用した場合に、良好な感度及び解像度で、密着性及び現像欠陥のより少ないパターンを形成することが可能となる。
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を用いることが特に好ましい。
フッ素系及び/又はシリコン系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[0276]に記載の界面活性剤が挙げられる。また、エフトップEF301若しくはEF303(新秋田化成(株)製);フロラードFC430、431若しくは4430(住友スリーエム(株)製);メガファックF171、F173、F176、F189、F113、F110、F177、F120若しくはR08(DIC(株)製);サーフロンS-382、SC101、102、103、104、105若しくは106(旭硝子(株)製);トロイゾルS-366(トロイケミカル(株)製);GF-300若しくはGF-150(東亜合成化学(株)製)、サーフロンS-393(セイミケミカル(株)製);エフトップEF121、EF122A、EF122B、RF122C、EF125M、EF135M、EF351、EF352、EF801、EF802若しくはEF601((株)ジェムコ製);PF636、PF656、PF6320若しくはPF6520(OMNOVA社製);又は、FTX-204G、208G、218G、230G、204D、208D、212D、218D若しくは222D((株)ネオス製)を用いてもよい。なお、ポリシロキサンポリマーKP-341(信越化学工業(株)製)も、シリコン系界面活性剤として用いることができる。
また、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の[0280]に記載されているフッ素系及び/又はシリコン系以外の界面活性剤を使用してもよい。
本発明の組成物は、上記に説明した成分以外にも、カルボン酸、カルボン酸オニウム塩、Proceeding of SPIE, 2724,355 (1996)等に記載の分子量3000以下の溶解阻止化合物、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、酸化防止剤などを適宜含有することができる。
固形分濃度とは、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の総質量に対する、溶剤を除く他の成分の質量の質量百分率である。
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により反応して性質が変化する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。更に詳しくは、本発明の組成物は、IC(Integrated Circuit)等の半導体製造工程、液晶若しくはサーマルヘッド等の回路基板の製造、インプリント用モールド構造体の作製、その他のフォトファブリケーション工程、又は平版印刷版、若しくは酸硬化性組成物の製造に使用される感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。本発明において形成されるパターンは、エッチング工程、イオンインプランテーション工程、バンプ電極形成工程、再配線形成工程、及びMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)等において使用できる。
また、本発明は、フォトマスク製造用である感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に関する。
本発明は、本発明の感活性光線又は感放射線性組成物により形成された感活性光線性又は感放射線性膜(好ましくはレジスト膜)にも関する。このような膜は、例えば、本発明の組成物が基板等の支持体上に塗布されることにより形成される。この膜の厚みは、0.02~0.1μmが好ましい。基板上に塗布する方法としては、スピンコート、ロールコート、フローコート、ディップコート、スプレーコート、ドクターコート等の適当な塗布方法により基板上に塗布されるが、スピン塗布が好ましく、その回転数は1000~3000rpm(rotations per minute)が好ましい。塗布膜は60~150℃で1~20分間、好ましくは80~120℃で1~10分間プリベークして薄膜を形成する。
被加工基板及びその最表層を構成する材料は、例えば、半導体用ウエハの場合、シリコンウエハを用いることができ、最表層となる材料の例としては、Si、SiO2、SiN、SiON、TiN、WSi、BPSG、SOG、有機反射防止膜等が挙げられる。
反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。また、有機反射防止膜として、ブリューワーサイエンス社製のDUV30シリーズや、DUV-40シリーズ、シプレー社製のAR-2、AR-3、AR-5等の市販の有機反射防止膜を使用することもできる。
トップコートについては、特に限定されず、従来公知のトップコートを、従来公知の方法によって形成でき、例えば、特開2014-059543号公報の段落0072~0082の記載に基づいてトップコートを形成できる。
例えば、特開2013-61648号公報に記載されたような塩基性化合物を含有するトップコートをレジスト膜上に形成することが好ましい。トップコートが含み得る塩基性化合物の具体的な例は、上述の酸拡散抑制剤と同様である。
また、トップコートは、エーテル結合、チオエーテル結合、ヒドロキシル基、チオール基、カルボニル結合及びエステル結合からなる群より選択される基又は結合を少なくとも一つ含む化合物を含むことが好ましい。
疎水性樹脂に関しては、特開2013-61647号公報の[0017]~[0023](対応する米国公開特許公報2013/244438号の[0017]~[0023])、及び特開2014-56194号公報の[0016]~[0165]の記載を参酌でき、これらの内容は本願明細書に組み込まれる。
トップコートは、芳香環を有する繰り返し単位を含有する樹脂を含むことが好ましい。芳香環を有する繰り返し単位を含有することで、特に電子線またはEUV露光の際に、二次電子の発生効率、及び活性光線又は放射線により酸を発生する化合物からの酸発生効率が高くなり、パターン形成時に高感度化、高解像化の効果が期待できる
トップコート形成用組成物は、各成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過することが好ましい。フィルターとしては、ポアサイズ0.1μm以下、より好ましくは0.05μm以下、更に好ましくは0.03μm以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、又はナイロン製のものが好ましい。また、組成物の固形分濃度が高い場合(例えば、25質量%以上)は、フィルター濾過に用いるフィルターのポアサイズは3μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましく、0.3μm以下が更に好ましい。このフィルターは、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、又はナイロン製のものが好ましい。フィルター濾過においては、例えば日本国特許出願公開第2002-62667号明細書(特開2002-62667)に開示されるように、循環的な濾過を行ってもよく、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して濾過を行ってもよい。また、組成物を複数回濾過してもよい。更に、フィルター濾過の前後で、組成物に対して脱気処理等を行ってもよい。
トップコート形成用組成物は、金属等の不純物を含まないことが好ましい。これら材料に含まれる金属成分の含有量としては、10ppm以下が好ましく、5ppm以下がより好ましく、1ppm以下が更に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が特に好ましい。
レジスト組成物の原料(樹脂及び光酸発生剤等)の製造工程(原料を合成する工程等)に用いられる装置の装置内を、一部または全部グラスライニング処理することも、レジスト組成物の金属不純物の含有量を少量(例えば、質量ppmオーダー)にするために好ましい。このような方法が、例えば、2017年12月21日の化学工業日報に記載されている。
なお、トップコート形成用組成物を、レジスト膜の表面に、レジスト膜を溶解せずに均一に塗布するために、トップコート形成用組成物は、レジスト膜を溶解しない溶剤を含有することが好ましい。レジスト膜を溶解しない溶剤としては、後に詳述する有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液)とは異なる成分の溶剤を用いることがさらに好ましい。
トップコートを形成後、必要に応じて基板を加熱(PB)する。
トップコートの屈折率は、解像性の観点から、レジスト膜の屈折率に近いことが好ましい。
トップコートは液浸液に不溶であることが好ましく、水に不溶であることがより好ましい。
トップコートの後退接触角は、液浸液追随性の観点から、トップコートに対する液浸液の後退接触角(23℃)が50~100度であることが好ましく、80~100度であることがより好ましい。
液浸露光においては、露光ヘッドが高速でウエハ上をスキャンし露光パターンを形成していく動きに追随して、液浸液がウエハ上を動く必要があることから、動的な状態におけるトップコートに対する液浸液の接触角が重要になり、より良好なレジスト性能を得るためには、上記範囲の後退接触角を有することが好ましい。
ここで、トップコートの有機系現像液に対する溶解速度とは、トップコートを成膜した後に現像液に暴露した際の膜厚減少速度であり、本発明においては23℃の酢酸ブチルに浸漬させた際の速度とする。
トップコートの有機系現像液に対する溶解速度を1/sec秒以上、好ましくは10nm/sec以上とすることによって、レジスト膜を現像した後の現像欠陥発生が低減する効果がある。また、300nm/sec以下、好ましくは100nm/secとすることによって、おそらくは、液浸露光時の露光ムラが低減した影響で、レジスト膜を現像した後のパターンのラインエッジラフネスがより良好になるという効果がある。
トップコートはその他の公知の現像液、例えば、アルカリ水溶液などを用いて除去してもよい。使用できるアルカリ水溶液として具体的には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液が挙げられる。
本発明は、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、レジスト膜を露光する露光工程と、露光されたレジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含むパターン形成方法にも関する。
本発明において、上記露光は、電子線、ArFエキシマレーザー又は極紫外線を用いて行われることが好ましく、電子線又は極紫外線を用いて行われることがより好ましい。
次いで、ホットプレート上で、好ましくは60~150℃で5秒~20分間、より好ましくは80~120℃で15秒~10分間、さらに好ましくは80~120℃で1~10分間、露光後加熱(ポストエクスポージャーベーク)を行い、次いで、現像、リンス、乾燥することによりパターンを形成する。ここで、露光後加熱は、樹脂(A)における酸分解性基を有する繰り返し単位の酸分解性によって、適宜調整される。酸分解性が低い場合、露光後加熱の温度は110℃以上、加熱時間は45秒以上であることも好ましい。
現像液は適宜選択されるが、アルカリ現像液(代表的にはアルカリ水溶液)又は有機溶剤を含有する現像液(有機系現像液ともいう)を用いることが好ましい。現像液がアルカリ水溶液である場合には、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド(TMAH)、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド(TBAH)等の、0.1~5質量%、好ましくは2~3質量%アルカリ水溶液で、0.1~3分間、好ましくは0.5~2分間、浸漬(dip)法、パドル(puddle)法、スプレー(spray)法等の常法により現像する。アルカリ現像液には、アルコール類及び/又は界面活性剤を、適当量添加してもよい。こうして、ネガ型パターンの形成おいては、未露光部分の膜は溶解し、露光された部分は現像液に溶解し難いことにより、またポジ型パターンの形成おいては、露光された部分の膜は溶解し、未露光部の膜は現像液に溶解し難いことにより、基板上に目的のパターンが形成される。
更に、上記アルカリ性水溶液にアルコール類、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。
特に、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの2.38質量%の水溶液が望ましい。
また、現像処理又はリンス処理の後に、パターン上に付着している現像液又はリンス液を超臨界流体により除去する処理を行うことができる。
特に、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤及びエーテル系溶剤から選択される少なくとも1種類の溶剤を含有する現像液であることが好ましい。
上記エステル系溶剤のヘテロ原子は、炭素原子および水素原子以外の原子であって、例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等が挙げられる。ヘテロ原子数は、2以下が好ましい。
炭素原子数が7以上かつヘテロ原子数が2以下のエステル系溶剤の好ましい例としては、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸2-メチルブチル、酢酸1-メチルブチル、酢酸ヘキシル、プロピオン酸ペンチル、プロピオン酸ヘキシル、プロピオン酸ヘプチル、ブタン酸ブチル、イソブタン酸イソブチルなどが挙げられ、酢酸イソアミル、又はイソブタン酸イソブチルを用いることが特に好ましい。
エステル系溶剤と炭化水素系溶剤とを組み合わせて用いる場合には、エステル系溶剤として酢酸イソアミルを用いることが好ましい。また、炭化水素系溶剤としては、レジスト膜の溶解性を調製するという観点から、飽和炭化水素溶剤(例えば、オクタン、ノナン、デカン、ドデカン、ウンデカン、ヘキサデカンなど)を用いることが好ましい。
ケトン系溶剤としては、例えば、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、アセトン、2-ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4-ヘプタノン、1-ヘキサノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、2,5-ジメチル-4-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセチルアセトン、アセトニルアセトン、イオノン、ジアセトニルアルコール、アセチルカービノール、アセトフェノン、メチルナフチルケトン、イソホロン、プロピレンカーボネート等を挙げることができ、ジイソブチルケトン、2,5-ジメチル-4-ヘキサノンを用いることが特に好ましい。
エステル系溶剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル、酪酸ブチル、2-ヒドロキシイソ酪酸メチル等を挙げることができる。
アルコール系溶剤としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、4-メチル-2-ペンタノール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコールや、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤等を挙げることができる。
エーテル系溶剤としては、例えば、上記グリコールエーテル系溶剤の他、アニソール、ジオキサン、テトラヒドロフラン等が挙げられる。
アミド系溶剤としては、例えば、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、ヘキサメチルホスホリックトリアミド、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン等が使用できる。
炭化水素系溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、ペンタン、ヘキサン、オクタン、デカン、ウンデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
なお、炭化水素系溶剤である脂肪族炭化水素系溶剤においては、同じ炭素数で異なる構造の化合物の混合物であってもよい。例えば、脂肪族炭化水素系溶媒としてデカンを使用した場合、同じ炭素数で異なる構造の化合物である2-メチルノナン、2,2-ジメチルオクタン、4-エチルオクタン、イソオクタンなどが脂肪族炭化水素系溶媒に含まれていてもよい。
また、上記同じ炭素数で異なる構造の化合物は、1種のみが含まれていてもよいし、上記のように複数種含まれていてもよい。
上記の溶剤は、複数混合してもよいし、上記以外の溶剤や水と混合し使用してもよい。但し、本発明の効果を十二分に奏するためには、現像液全体としての含水率が10質量%未満であることが好ましく、実質的に水分を含有しないことがより好ましい。
有機系現像液における有機溶剤(複数混合の場合は合計)の濃度は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは50~100質量%、さらに好ましくは85~100質量%、さらにより好ましくは90~100質量%、特に好ましくは95~100質量%である。最も好ましくは、実質的に有機溶剤のみからなる場合である。なお、実質的に有機溶剤のみからなる場合とは、微量の界面活性剤、酸化防止剤、安定剤、消泡剤などを含有する場合を含むものとする。
特に、有機系現像液は、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有する現像液であるのが好ましい。
5kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン(メチルアミルケトン)、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸ペンチル、酢酸イソアミル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、蟻酸ブチル、蟻酸プロピル、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶剤、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
特に好ましい範囲である2kPa以下の蒸気圧を有する具体的な例としては、1-オクタノン、2-オクタノン、1-ノナノン、2-ノナノン、2-ヘプタノン、4-ヘプタノン、2-ヘキサノン、ジイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン、フェニルアセトン等のケトン系溶剤、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチル-3-エトキシプロピオネート、3-メトキシブチルアセテート、3-メチル-3-メトキシブチルアセテート、乳酸エチル、乳酸ブチル、乳酸プロピル等のエステル系溶剤、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール、イソブチルアルコール、n-ヘキシルアルコール、n-ヘプチルアルコール、n-オクチルアルコール、n-デカノール等のアルコール系溶剤、エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のグリコール系溶剤や、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メチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、メトキシメチルブタノール等のグリコールエーテル系溶剤、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミドのアミド系溶剤、キシレン等の芳香族炭化水素系溶剤、オクタン、デカン、ウンデカン等の脂肪族炭化水素系溶剤が挙げられる。
界面活性剤としては特に限定されないが、例えば、イオン性や非イオン性のフッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤等を用いることができる。これらのフッ素及び/又はシリコン系界面活性剤として、例えば特開昭62-36663号公報、特開昭61-226746号公報、特開昭61-226745号公報、特開昭62-170950号公報、特開昭63-34540号公報、特開平7-230165号公報、特開平8-62834号公報、特開平9-54432号公報、特開平9-5988号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、好ましくは、非イオン性の界面活性剤である。非イオン性の界面活性剤としては特に限定されないが、フッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を用いることが更に好ましい。
界面活性剤の使用量は現像液の全量に対して、好ましくは0.0001~2質量%、さらに好ましくは0.0001~1質量%、特に好ましくは0.0001~0.1質量%である。
上記各種の現像方法が、現像装置の現像ノズルから現像液をレジスト膜に向けて吐出する工程を含む場合、吐出される現像液の吐出圧(吐出される現像液の単位面積あたりの流速)は好ましくは2mL/sec/mm2以下、より好ましくは1.5mL/sec/mm2以下、更に好ましくは1mL/sec/mm2以下である。流速の下限は特に無いが、スループットを考慮すると0.2mL/sec/mm2以上が好ましい。
吐出される現像液の吐出圧を上記の範囲とすることにより、現像後のレジスト残渣に由来するパターンの欠陥を著しく低減することができる。
このメカニズムの詳細は定かではないが、恐らくは、吐出圧を上記範囲とすることで、現像液がレジスト膜に与える圧力が小さくなり、レジスト膜・パターンが不用意に削られたり崩れたりすることが抑制されるためと考えられる。
なお、現像液の吐出圧(mL/sec/mm2)は、現像装置中の現像ノズル出口における値である。
炭化水素系溶剤、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、アミド系溶剤及びエーテル系溶剤の具体例としては、有機溶剤を含む現像液において説明したものと同様のものを挙げることができ、特に、酢酸ブチル及びメチルイソブチルカルビノールを好適に挙げることができる。
有機溶剤を含む現像液を用いて現像する工程の後に、より好ましくは、エステル系溶剤、アルコール系溶剤、炭化水素系溶剤からなる群より選択される少なくとも1種類の有機溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行い、更に好ましくは、アルコール系溶剤又は炭化水素系溶剤を含有するリンス液を用いて洗浄する工程を行うことが好ましい。
なお、上記脂肪族炭化水素系溶剤の炭素原子数の上限値は特に限定されないが、例えば、16以下が挙げられ、14以下が好ましく、12以下がより好ましい。
上記脂肪側炭化水素系溶剤の中でも、特に好ましくは、デカン、ウンデカン、ドデカンであり、最も好ましくはウンデカンである。
このようにリンス液に含まれる有機溶剤として炭化水素系溶剤(特に脂肪族炭化水素系溶剤)を用いることで、現像後にわずかにレジスト膜に染み込んでいた現像液が洗い流されて、膨潤がより抑制され、パターン倒れが抑制されるという効果が一層発揮される。
これら材料に含まれる不純物の含有量としては、1ppm以下が好ましく、1ppb以下がより好ましく、100ppt(parts per trillion)以下が更に好ましく、10ppt以下が特に好ましく、実質的に含まないこと(測定装置の検出限界以下であること)が最も好ましい。
各種材料から金属等の不純物を除去する方法としては、例えば、フィルターを用いた濾過を挙げることができる。フィルター孔径としては、ポアサイズ10nm以下が好ましく、5nm以下がより好ましく、3nm以下が更に好ましい。フィルターの材質としては、ポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のフィルターが好ましい。フィルターは、これらの材質とイオン交換メディアを組み合わせた複合材料であってもよい。フィルターは、有機溶剤であらかじめ洗浄したものを用いてもよい。フィルター濾過工程では、複数種類のフィルターを直列又は並列に接続して用いてもよい。複数種類のフィルターを使用する場合は、孔径及び/又は材質が異なるフィルターを組み合わせて使用しても良い。また、各種材料を複数回濾過してもよく、複数回濾過する工程が循環濾過工程であっても良い。
また、各種材料に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行っても良く、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用しても良い。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
また、本発明の有機系処理液に含まれる金属等の不純物を低減する方法としては、各種材料を構成する原料として金属含有量が少ない原料を選択する、各種材料を構成する原料に対してフィルター濾過を行う、装置内をテフロン(登録商標)でライニングする等してコンタミネーションを可能な限り抑制した条件下で蒸留を行う等の方法を挙げることができる。各種材料を構成する原料に対して行うフィルター濾過における好ましい条件は、上記した条件と同様である。
フィルター濾過の他、吸着材による不純物の除去を行ってもよく、フィルター濾過と吸着材を組み合わせて使用してもよい。吸着材としては、公知の吸着材を用いることができ、例えば、シリカゲル、ゼオライトなどの無機系吸着材、活性炭などの有機系吸着材を使用することができる。
現像液及びリンス液に使用し得る有機溶剤(「有機系処理液」ともいう)としては、収容部を有する、化学増幅型又は非化学増幅型レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器に保存されたものを使用することが好ましい。この収容容器としては、例えば、収容部の、有機系処理液に接触する内壁が、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、及び、ポリエチレン-ポリプロピレン樹脂のいずれとも異なる樹脂、又は、防錆・金属溶出防止処理が施された金属から形成された、レジスト膜のパターニング用有機系処理液の収容容器であることが好ましい。この収容容器の上記収容部に、レジスト膜のパターニング用有機系処理液として使用される予定の有機溶剤を収容し、レジスト膜のパターニング時において、上記収容部から排出したものを使用することができる。
・JFE社製 鋼製ドラム缶(接液内面;燐酸亜鉛皮膜)
配管に通す溶剤としては、レジストを溶解し得るものであれば特に限定されず、例えば上述した有機溶媒が挙げられ、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、プロピ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プロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブ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プロピオネート、プロピレングリコールモノエチルエーテルプロピオネート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、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(PGME)、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モノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2-ヘプタノン、乳酸エチル、1-プロパノール、アセトン、等を用いることができる。中でも好ましくは、PGMEA,PGME,シクロヘキサノンを用いることができる。
また、本発明は、上記したパターン形成方法を用いて作製されたフォトマスクにも関する。上記したパターン形成方法を用いて作成されたフォトマスクは、ArFエキシマレーザー等で用いられる光透過型マスクであっても、EUV光を光源とする反射系リソグラフィーで用いられる光反射型マスクであってもよい。
また、本発明は、上記したパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法にも関する。本発明の電子デバイスの製造方法により製造された電子デバイスは、電気電子機器(例えば、家電、OA(Office Automation)関連機器、メディア関連機器、光学用機器、及び通信機器等)に、好適に搭載される。
本発明は、下記一般式(A)で表される化合物にも関する。
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
Mm+は、カチオンを表す。mは、1以上の整数を表す。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
一般式(A)におけるA、Y及びnの具体例は、それぞれ、本発明の組成物における化合物(A)の上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnの具体例と同様である。
一般式(A)のm、Mm+の具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の一般式(1)のm、及びMm+の具体例と同様である。
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
上記一般式(3)における上記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、上記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び上記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
一般式(3)におけるA、Y及びnの具体例は、それぞれ、本発明の組成物における化合物(A)の上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnの具体例と同様である。
一般式(3)のR101~R103の具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の一般式(2)のR101~R103の具体例と同様である。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
一般式(9)におけるA、Y及びnの具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の上記一般式(R-4)におけるA、Y及びnの具体例と同様である。
一般式(9)のR101~R103の具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の一般式(2)のR101~R103の具体例と同様である。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは下記一般式(R-5)で表される基を表す。
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(10)におけるベンゼン環への結合手を表す。
一般式(10)のR101~R103の具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の一般式(2)のR101~R103の具体例と同様である。
上記一般式(R-5)のB、Y及びnの具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)の上記一般式(R-5)のB、Y及びnの具体例と同様である。
上記Yとしてのカルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基の具体例は、それぞれ本発明の組成物における化合物(A)におけるYとしてのカルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基と同様である。
使用した樹脂(B)の繰り返し単位の構造及びその含有量(モル比率)、重量平均分子量(Mw)、及び分散度(Mw/Mn)を以下に示す。
<合成例1:光酸発生剤(A-1)の合成>
(化合物(A-1)の合成)
化合物(A-1)は、以下のスキームに従って、合成した。
なお、化合物(A-1)の1H-NMRスペクトル(400MHz、CDCL3)は以下の通りであった。1H-NMR (CDCl3 400 MHz) δ: 8.08 (d, J = 8.5Hz,2 H), 7.81 (d, J = 8.2Hz,6 H),8.31-8.29 (m, 2H), 8.25-8.19 (m, 2H), 7.73-7.67 (m, 2H), 7.71-7.58 (m, 11H), 7.40 (s, 1H), 4.35 (t, J = 7.2Hz, 2H), 3.94 (s, 3H), 1.99-1.95 (m, 4H), 1.78-1.69 (m, 6H), 1.45-1.20 (m, 10H);
使用した酸拡散制御剤の構造を以下に示す。Meは、メチル基を表す。
界面活性剤としては、下記W-1~W-4を用いた。
W-1:メガファックR08(大日本インキ化学工業(株)製;フッ素及びシリコン系)
W-2:ポリシロキサンポリマーKP-341(信越化学工業(株)製;シリコン系)
W-3:トロイゾルS-366(トロイケミカル(株)製;フッ素系)
W-4:PF6320(OMNOVA社製;フッ素系)
使用した溶剤を以下に示す。
S-1:プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
S-2:プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)
S-3:乳酸エチル(EL)
S-4:3-エトキシプロピオン酸エチル(EEP)
S-5:2-ヘプタノン(MAK)
S-6:3-メトキシプロピオン酸メチル(MMP)
S-7:酢酸3-メトキシブチル
(1)支持体の準備
酸化窒化Crを蒸着した8インチウェハー(通常のフォトマスクブランクスに使用する遮蔽膜処理を施した物)を準備した。
(2)レジスト組成物の調製
表1に示す成分を同表に示す溶剤に溶解させて、同表に示す固形分含有量(固形分濃度)にて溶液を調製し、これを0.03μmのポアサイズを有するポリエチレンフィルターで濾過してレジスト組成物を調製した。
(3)レジスト膜の作製
上記8インチウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いてレジスト組成物を塗布し、120℃、600秒間ホットプレート上で乾燥して、膜厚100nmのレジスト膜を得た。すなわち、レジスト塗布ウェハーを得た。
(4)レジストパターンの作製
上記(3)で得られたレジスト膜に電子線描画装置((株)アドバンテスト製;F7000S、加速電圧50KeV)を用いて、パターン照射を行った。照射後に、100℃、600秒ホットプレート上で加熱し、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスして乾燥した。
(5)レジストパタ-ンの評価
得られたパターンを下記の方法で、解像性、現像欠陥について評価した。結果を後掲の表2に示す。
上記感度(Eop)を示す露光量における限界解像力(ラインとスペース(ライン:スペース=1:1)が分離解像する最小の線幅)を解像力(nm)とした。
上記感度(Eop)における孤立スペース(ライン:スペース=100:1)の限界解像力(ラインとスペースが分離解像する最小のスペース幅)を求めた。そして、この値を「孤立スペースパターン解像力(nm)」とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。
上記感度(Eop)で形成した線幅50nmの1:1ラインアンドスペースパターンをケー・エル・エー・テンコール社製の欠陥検査装置KLA2360(商品名)を用い、欠陥検査装置のピクセルサイズを0.16μmに、また閾値を20に設定して、比較イメージとピクセル単位の重ね合わせによって生じる差異から抽出される欠陥(個数/cm2)を検出して、単位面積あたりの欠陥数(個/cm2)を算出した。その後、欠陥レビューを行うことで全欠陥の中から現像欠陥を分類抽出し、単位面積あたりの現像欠陥数(個/cm2)を算出した。値が0.5未満のものをA、0.5以上1.0未満のものをB、1.0以上5.0未満のものをC、5.0以上のものをDとした。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
なお、下記表1において、溶剤以外の各成分の含有量(質量%)は、全固形分に対する含有比率を意味する。また、下記表1には用いた溶剤の全溶剤に対する含有比率(質量%)を記載した。
(4)レジストパターンの作製
上記(3)で得られたレジスト膜の塗布されたウェハを、EUV露光装置(Exitech社製 Micro Exposure Tool、NA(開口数)0.3、Quadrupole、アウターシグマ0.68、インナーシグマ0.36)を用い、露光マスク(ライン/スペース=1/1)を使用して、パターン露光を行った。露光後、ホットプレート上で、100℃で90秒間加熱した後、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(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスした。その後、4000rpmの回転数で30秒間ウェハを回転させた後、95℃で60秒間ベークを行い乾燥した。
(5)レジストパタ-ンの評価
得られたパターンを下記の方法で、解像性、現像欠陥について評価した。結果を後掲の表3に示す。
上記感度(Eop)を示す露光量における限界解像力(ラインとスペース(ライン:スペース=1:1)が分離解像する最小の線幅)を解像力(nm)とした。
上記感度(Eop)における孤立スペース(ライン:スペース=100:1)の限界解像力(ラインとスペースが分離解像する最小のスペース幅)を求めた。そして、この値を「孤立スペースパターン解像力(nm)」とした。この値が小さいほど性能が良好であることを示す。
上記感度(Eop)で形成した線幅50nmの1:1ラインアンドスペースパターンをケー・エル・エー・テンコール社製の欠陥検査装置KLA2360(商品名)を用い、欠陥検査装置のピクセルサイズを0.16μmに、また閾値を20に設定して、比較イメージとピクセル単位の重ね合わせによって生じる差異から抽出される欠陥(個数/cm2)を検出して、単位面積あたりの欠陥数(個/cm2)を算出した。その後、欠陥レビューを行うことで全欠陥の中から現像欠陥を分類抽出し、単位面積あたりの現像欠陥数(個/cm2)を算出した。値が0.5未満のものをA、0.5以上1.0未満のものをB、1.0以上5.0未満のものをC、5.0以上のものをDとした。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
なお、実施例4a~7a、15a、17a、23a、24a、26a、29a、4b~7b、15b、17b、23b、24b、26b、29bは、それぞれ、参考例4a~7a、15a、17a、23a、24a、26a、29a、4b~7b、15b、17b、23b、24b、26b、29bに読み替えるものとする。
本出願は、2018年9月1日出願の日本特許出願(特願2018-164085)、及び2018年12月28日出願の日本特許出願(特願2018-248643)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
Claims (23)
- 下記(A)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
(A)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物であって、一般式(1)で表される化合物(但し、アニオン部から、下記(A-7)、(A-19)及び(A-20)を除く)。
一般式(1)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3~R5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R3~R5のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-4)で表される基を表す。
Mm+は、カチオンを表す。mは1以上の整数を表す。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
一般式(R-4)中、
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環への結合手を表す。
- 上記一般式(2)で表される化合物が下記一般式(3)で表される請求項2に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(3)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に上記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。 - 前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する、請求項3に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である請求項4に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記化合物(A)が下記一般式(4)で表される請求項1~5のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(4)中、
R31~R40は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R31~R40の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R41~R50は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R41~R50の少なくとも2つは、互いに結合して環を形成してもよい。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。 - 前記一般式(4)で表される化合物が下記一般式(5)で表される請求項6に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(5)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。 - 前記化合物(A)が、下記一般式(6)で表される請求項1~7のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
一般式(6)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは、下記一般式(R-5)で表される基を表す。
一般式(R-5)中、
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(6)におけるベンゼン環への結合手を表す。 - 前記一般式(6)において、Bが単結合又はメチレン基である請求項8に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す請求項1~9のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す請求項1~10のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 活性光線又は放射線の照射により前記化合物(A)が発生する酸のpKaが-10以上5以下である請求項1~11のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- フォトマスク製造用である、請求項1~12のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 請求項1~13のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂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膜。
- 請求項1~13のいずれか1項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いてレジスト膜を形成するレジスト膜形成工程と、前記レジスト膜を露光する露光工程と、露光された前記レジスト膜を、現像液を用いて現像する現像工程と、を含むパターン形成方法。
- 請求項15に記載のパターン形成方法を用いて作製されたフォトマスク。
- 請求項15に記載のパターン形成方法を含む、電子デバイスの製造方法。
- 下記一般式(A)で表される化合物(但し、アニオン部から、下記(A-7)、(A-19)及び(A-20)を除く)。
一般式(A)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
Mm+は、カチオンを表す。mは、1以上の整数を表す。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、
前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、
前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。
- 前記化合物が、下記一般式(3)で表される請求項18に記載の化合物。
一般式(3)中、
R1及びR2は、それぞれ独立に下記一般式(R-1)~(R-3)のいずれかで表される基を表す。
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは、互いに結合して環を形成してもよい。
Aは、芳香族基を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nは、1以上の整数を表す。
nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
一般式(R-1)~(R-3)中、
R6~R27は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
一般式(R-1)中、R6~R13のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-2)中、R14~R18のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
一般式(R-3)中、R19~R27のうち少なくとも2つは、互いに結合して環を形成しても良い。
*は、一般式(1)におけるベンゼン環との結合手を表す。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つは、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して環を形成し、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つは、R17及びR18の少なくとも1つと結合して環を形成し、前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つは、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して環を形成する。
前記一般式(3)における前記一般式(R-1)において、R6~R8の少なくとも1つが、R9及びR10の少なくとも1つ又はR11~R13の少なくとも1つと結合して形成される環、前記一般式(R-2)において、R14~R16の少なくとも1つが、R17及びR18の少なくとも1つと結合して形成される環、及び前記一般式(R-3)において、R19~R21の少なくとも1つが、R22~R24の少なくとも1つ又はR25~R27の少なくとも1つと結合して形成する環において、環員を構成する炭素原子数が、それぞれ5~10である。 - 前記化合物が、下記一般式(10)で表される請求項18~20のいずれか1項に記載の化合物。
一般式(10)中、
R3及びR5は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。
R101~R103は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表す。R101~R103のうち二つは互いに結合して環を形成してもよい。
R51~R55は、それぞれ独立に水素原子又は置換基を表し、R51~R55のうち少なくとも一つは下記一般式(R-5)で表される基を表す。
一般式(R-5)中、
Bは、単結合又は(n+1)価の連結基を表す。
nは、1以上の整数を表す。
Yは、極性基を含む基、酸の作用により分解し極性が増大する基を含む基、又はアルカリ現像液の作用により分解し、アルカリ現像液中での溶解度が増大する基を含む基を表す。nが2以上の整数を表す場合、複数のYは同一であっても良く、異なっても良い。
*は、一般式(10)におけるベンゼン環への結合手を表す。 - 前記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、カルボニル結合を有する基、アシルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、又はイミド基を表す請求項18~21のいずれか1項に記載の化合物。
- 前記各一般式におけるYが、ヒドロキシ基、カルボキシル基、又はアルコキシカルボニル基を表す請求項18~22のいずれか1項に記載の化合物。
Applications Claiming Priority (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018164085 | 2018-09-01 | ||
JP2018164085 | 2018-09-01 | ||
JP2018248643 | 2018-12-28 | ||
JP2018248643 | 2018-12-28 | ||
PCT/JP2019/033803 WO2020045535A1 (ja) | 2018-09-01 | 2019-08-28 | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2020045535A1 JPWO2020045535A1 (ja) | 2021-09-02 |
JP7106654B2 true JP7106654B2 (ja) | 2022-07-26 |
Family
ID=69643680
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020539565A Active JP7106654B2 (ja) | 2018-09-01 | 2019-08-28 | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7106654B2 (ja) |
TW (1) | TWI804673B (ja) |
WO (1) | WO2020045535A1 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW202340138A (zh) * | 2022-03-31 | 2023-10-16 | 日商Jsr 股份有限公司 | 感放射線性組成物、圖案形成方法及光降解性鹼 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006227331A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 |
JP2009053518A (ja) | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 電子線、x線またはeuv用レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法 |
JP2013160955A (ja) | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Fujifilm Corp | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、それを用いた感活性光線性又は感放射線性膜及びパターン形成方法、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス、並びに、化合物 |
JP5311673B2 (ja) | 2006-12-14 | 2013-10-09 | エグゼリクシス, インコーポレイテッド | Mek阻害剤の使用方法 |
JP2013241548A (ja) | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Jsr Corp | 塩基発生剤、硬化膜形成用樹脂組成物、硬化膜及び硬化膜の形成方法 |
JP2014219680A (ja) | 2014-06-16 | 2014-11-20 | 富士フイルム株式会社 | 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法 |
-
2019
- 2019-08-28 WO PCT/JP2019/033803 patent/WO2020045535A1/ja active Application Filing
- 2019-08-28 JP JP2020539565A patent/JP7106654B2/ja active Active
- 2019-08-30 TW TW108131357A patent/TWI804673B/zh active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006227331A (ja) | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Shin Etsu Chem Co Ltd | 化学増幅ポジ型レジスト材料及びパターン形成方法 |
JP5311673B2 (ja) | 2006-12-14 | 2013-10-09 | エグゼリクシス, インコーポレイテッド | Mek阻害剤の使用方法 |
JP2009053518A (ja) | 2007-08-28 | 2009-03-12 | Fujifilm Corp | 電子線、x線またはeuv用レジスト組成物及び該レジスト組成物を用いたパターン形成方法 |
JP2013160955A (ja) | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Fujifilm Corp | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、それを用いた感活性光線性又は感放射線性膜及びパターン形成方法、半導体デバイスの製造方法及び半導体デバイス、並びに、化合物 |
JP2013241548A (ja) | 2012-05-22 | 2013-12-05 | Jsr Corp | 塩基発生剤、硬化膜形成用樹脂組成物、硬化膜及び硬化膜の形成方法 |
JP2014219680A (ja) | 2014-06-16 | 2014-11-20 | 富士フイルム株式会社 | 感活性光線性または感放射線性樹脂組成物、及び該組成物を用いたパターン形成方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020045535A1 (ja) | 2020-03-05 |
TW202014405A (zh) | 2020-04-16 |
TWI804673B (zh) | 2023-06-11 |
JPWO2020045535A1 (ja) | 2021-09-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7032549B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、及び化合物 | |
WO2020004306A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、樹脂 | |
JP7398551B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、電子デバイスの製造方法、フォトマスク製造用感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、及びフォトマスクの製造方法 | |
WO2017138267A1 (ja) | パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2018061944A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
JP7389892B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2018056369A1 (ja) | レジスト組成物、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2017104355A1 (ja) | レジスト組成物、レジスト膜、マスクブランクス、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2016208312A1 (ja) | リンス液、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
JP7219822B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
JP7335963B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
JP7106654B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 | |
WO2017056928A1 (ja) | レジスト組成物、並びに、これを用いたレジスト膜、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
JP7247321B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2023008346A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
WO2017056832A1 (ja) | 感活性光線又は感放射線性組成物、並びに、これを用いたレジスト膜、パターン形成方法及び電子デバイスの製造方法 | |
TWI780290B (zh) | 感光化射線性或感放射線性樹脂組成物、感光化射線性或感放射線性樹脂組成物用樹脂之製造方法、感光化射線性或感放射線性膜、圖案形成方法及電子器件之製造方法 | |
JP7358627B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、フォトマスク、電子デバイスの製造方法、及び化合物 | |
JP7038211B2 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及びフォトマスク | |
WO2023008347A1 (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 | |
JP2022131762A (ja) | 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、感活性光線性又は感放射線性膜、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20211214 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220209 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220308 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220428 |
|
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: 20220705 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220713 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7106654 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |