JPWO2019187632A1 - 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、及びポリエステル - Google Patents
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Abstract
Description
上記方法において、アルカリ現像液としては、種々のものが提案されている。例えば、このアルカリ現像液として、2.38質量%TMAH(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液)の水系アルカリ現像液が汎用的に用いられている。
例えば、特許文献1には、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂、光酸発生剤、及び、アクリル酸エステルから誘導される繰り返し単位であって、フッ素原子を含む繰り返し単位を有する樹脂を含有するポジ型レジスト組成物が記載されている。
特許文献2には、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂、光酸発生剤、及び、アルカリ現像液の作用により加水分解する連結基を主鎖中に含み、かつフッ素原子を有する重合体を含有するポジ型レジスト組成物が記載されている。
そこで、本発明者は、レジストパターンの形成時間を短縮化する手法の一つとして、液浸露光装置を用いた露光工程において、スキャン速度を向上させることを検討したところ、露光のスキャン速度を超高速とした場合に、露光装置に対する液浸液の高い追従性を有しながら、各種欠陥(ディフェクト)を抑制すること、及びLWR(Line−Width Roughness)性能を向上させることは非常に困難であることを見出した。
本発明では、レジスト組成物中にポリエステルを含有させることで、アクリル系含フッ素樹脂を用いた場合よりも更にDRCAを高くできることを見出した。これは、特に樹脂(A)として(メタ)アクリル酸エステルに由来する繰り返し単位を有する樹脂(「アクリル系樹脂」ともいう)を用いた場合、ポリエステルがアクリル系樹脂との分離性が高い(相分離しやすい)ため、アクリル系含フッ素樹脂よりも、膜の表面に偏在しやすく、少ない添加量であっても高いDRCAが得られるためと推測される。
これは、ポリエステルをレジスト組成物に添加することで、レジスト膜の疎水性を高める(撥水性)ことによってDRCAが向上し、液浸露光の際の水追従性が向上する一方で、露光後のベークの後においても露光部のレジスト膜の疎水性が高いままであると、アルカリ現像液との親和性が低いため現像後のレジストパターンに欠陥(ディフェクト)が発生しやすくなるためと考えられる。特にポジ型レジスト組成物の場合、未露光部でディフェクトが発生しやすい。ディフェクトを抑制する為の1つの手段として、液浸露光及びベーク後の表面を親水化する方法が考えられる。即ち、上記問題を解決するためには、液浸露光時には、表面が疎水性(撥水性)でありながら、現像時には表面を親水性にする技術が重要となる。
また、膜表面を疎水化するために使用される樹脂(「添加ポリマー」ともいう)は、添加量に比例して、レジスト膜中に残存する量も多くなる。この残存した添加ポリマーは、撥水性が高いため、レジストパターン表面に残存することで、残存量が多いほど、LWRを悪化させると考えられる。従って、添加ポリマーの添加量を抑えることでLWRを改善できると考えられる。また、添加ポリマーが現像時にアルカリ現像液に対して親和性が高ければ、現像の際に除去されやすくなるため、LWRを改善できると考えられる。
本発明のポリエステル(B)は、酸分解性基を有するため(すなわち、酸分解性であるため)、露光部では露光後のベーク後において光酸発生剤から発生した酸により分解してアルカリ現像液に対する親和性が高くなり、アルカリ現像の際に欠陥が発生しにくい。これは、露光前においては高かったDRCAが、露光後のベーク後には低くなるという現象により確認することができる。
また、本発明のポリエステル(B)は酸分解性であるため、露光部では露光後のベーク後において光酸発生剤から発生した酸により分解してアルカリ現像液に対する親和性が高くなり、アルカリ現像の際に除去されやすいため、LWR性能に優れる。
(A)酸の作用により分解し極性が増大する基を有する樹脂、(B)酸分解性基を有するポリエステル、及び(C)光酸発生剤を含む、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔2〕
上記(B)ポリエステルの含有量が、上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上15質量%以下である、〔1〕に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
〔3〕
上記(B)ポリエステルが、下記一般式(RZ−1)〜(RZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、〔1〕又は〔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(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
〔4〕
上記(B)ポリエステルが、下記一般式(QZ−1)〜(QZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、〔1〕〜〔3〕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(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
〔5〕
上記(B)ポリエステルが、側鎖に下記一般式(EZ−1)で表される基を有する、〔1〕〜〔4〕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。
〔6〕
上記(B)ポリエステルが、下記一般式(1)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。
〔7〕
上記一般式(1)中のE1及びE2がそれぞれ独立に下記一般式(1a)〜(1e)のいずれかで表される基である、〔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(1b)中、W2及びW3は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z1はシクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1c)中、W4、W5及びW6は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1d)中、W7及びW8は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z4は、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y1及びY2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q5は、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し、k2は、1以上の整数を表す。k2が2以上の整数を表す場合、複数のY1、複数のY2、及び複数のQ5はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
一般式(1e)中、W9、W10及びW11は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z5及びZ6は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y3、Y4、Y5及びY6は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q6及びQ7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、又はアリール基を表し、k3及びk4は、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。k3が2以上の整数を表す場合、複数のY3、複数のY4、及び複数のQ6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。k4が2以上の整数を表す場合、複数のY5、複数のY6、及び複数のQ7はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
〔8〕
上記(B)ポリエステルが、フッ素原子を含有する、〔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。
〔9〕
〔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により形成された感活性光線性又は感放射線性膜。
〔10〕
〔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によって感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
上記感活性光線性又は感放射線性膜に活性光線又は放射線を照射する工程、及び、
上記活性光線又は放射線が照射された感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液を用いて現像する工程、を有するパターン形成方法。
〔11〕
上記現像液が、アルカリ現像液又は有機溶剤を含む現像液である、〔10〕に記載のパターン形成方法。
〔12〕
〔10〕又は〔11〕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。
〔13〕
下記一般式(RZ−1)〜(RZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有するポリエステル。
一般式(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
〔14〕
下記一般式(QZ−1)〜(QZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、ポリエステル。
一般式(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
〔15〕
側鎖に下記一般式(EZ−1)で表される基を有する、ポリエステル。
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基(原子団)の表記について、置換及び無置換を記していない表記は、置換基を有さないものと共に置換基を有するものをも包含する。例えば、「アルキル基」とは、置換基を有さないアルキル基(無置換アルキル基)のみならず、置換基を有するアルキル基(置換アルキル基)をも包含する。また、本明細書中における「有機基」とは、少なくとも1個の炭素原子を含む基をいう。
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、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(東ソー社製HLC−8120GPC)によるGPC測定(溶媒: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。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物(以下、「本発明の組成物」ともいう)について説明する。
本発明の組成物は、(A)酸の作用により分解し極性が増大する基を有する樹脂、(B)ポリエステル、及び(C)光酸発生剤を含む。
本発明のレジスト組成物は、典型的には、化学増幅型のレジスト組成物である。
以下、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物に含まれる成分について詳述する。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、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」ともいう)を有する樹脂(「酸分解性樹脂」又は「樹脂(A)」ともいう)を含有する。
この場合、本発明のパターン形成方法において、典型的には、現像液としてアルカリ現像液を採用した場合には、ポジ型パターンが好適に形成され、現像液として有機系現像液を採用した場合には、ネガ型パターンが好適に形成される。
樹脂(A)は、エチレン性不飽和二重結合を有するモノマーを重合してなるポリマーであることが好ましい。
極性基としては、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(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)、ならびにアルコール性水酸基等が挙げられる。
酸の作用により脱離する基(脱離基)としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、及び−C(R01)(R02)(OR39)等を挙げることができる。
式中、R36〜R39は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
R01及びR02は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基又はアルケニル基を表す。
R36〜R39、R01及びR02のシクロアルキル基は、単環型でも、多環型でもよい。単環型としては、炭素数3〜8のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロへキシル基、及びシクロオクチル基等を挙げることができる。多環型としては、炭素数6〜20のシクロアルキル基が好ましく、例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基、イソボルニル基、カンファニル基、ジシクロペンチル基、α−ピネル基、トリシクロデカニル基、テトラシクロドデシル基、及びアンドロスタニル基等を挙げることができる。なお、シクロアルキル基中の少なくとも1つの炭素原子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。
R36〜R39、R01及びR02のアリール基は、炭素数6〜10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基、ナフチル基、及びアントリル基等を挙げることができる。
R36〜R39、R01及びR02のアラルキル基は、炭素数7〜12のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基、フェネチル基、及びナフチルメチル基等を挙げることができる。
R36〜R39、R01及びR02のアルケニル基は、炭素数2〜8のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、ブテニル基、及びシクロへキセニル基等を挙げることができる。
R36とR37とが互いに結合して形成される環としては、シクロアルキル基(単環又は多環)であることが好ましい。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など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などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Xa1は、水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。
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、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rx1〜Rx3のいずれか2つが結合して環構造を形成してもよく、形成しなくてもよい。
Tは、単結合又は−COO−Rt−が好ましい。Rtは、炭素数1〜5の鎖状アルキレン基が好ましく、−CH2−、−(CH2)2−、又は−(CH2)3−がより好ましい。Tは、単結合であることがより好ましい。
Xa1のアルキル基は、置換基を有していてもよく、置換基としては、例えば、水酸基、及びハロゲン原子(好ましくは、フッ素原子)が挙げられる。
Xa1のアルキル基は、炭素数1〜4が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基及びトリフルオロメチル基等が挙げられる。Xa1のアルキル基は、メチル基であることが好ましい。
Rx1、Rx2及び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など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などの多環のシクロアルキル基が好ましい。
Aは、エステル結合(−COO−で表される基)又はアミド結合(−CONH−で表される基)を表す。
nは、−R0−Z−で表される構造の繰り返し数であり、0〜5の整数を表し、0又は1であることが好ましく、0であることがより好ましい。nが0である場合、−R0−Z−は存在せず、単結合となる。
R0は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。R0は、複数個ある場合には各々独立にアルキレン基、シクロアルキレン基、又はその組み合わせを表す。
Zは、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。Zは、複数個ある場合には各々独立に、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。
R8は、ラクトン構造又はスルトン構造を有する1価の有機基を表す。
R7は、水素原子、ハロゲン原子又は1価の有機基(好ましくはメチル基)を表す。
Zは好ましくは、エーテル結合、又はエステル結合であり、より好ましくはエステル結合である。
環状炭酸エステル構造を有する繰り返し単位は、下記一般式(A−1)で表される繰り返し単位であることが好ましい。
nは0以上の整数を表す。
RA 2は、置換基を表す。RA 2は、nが2以上の場合は各々独立して、置換基を表す。
Aは、単結合、又は2価の連結基を表す。
Zは、式中の−O−C(=O)−O−で表される基と共に単環構造又は多環構造を形成する原子団を表す。
極性基としては、水酸基、シアノ基、カルボキシル基、及びフッ素化アルコール基等が挙げられる。
極性基を有する繰り返し単位は、極性基で置換された脂環炭化水素構造を有する繰り返し単位であることが好ましい。また、極性基を有する繰り返し単位は、酸分解性基を有さないことが好ましい。極性基で置換された脂環炭化水素構造における、脂環炭化水素構造としては、アダマンチル基、又はノルボルナン基が好ましい。
樹脂(A)は、極性基を有する繰り返し単位を、1種単独で含んでもよく、2種以上を併用して含んでもよい。
極性基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、5〜40モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましく、10〜25モル%が更に好ましい。
樹脂(A)は、酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位を、1種単独で含んでもよく、2種以上を併用して含んでもよい。
酸分解性基及び極性基のいずれも有さない繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、5〜40モル%が好ましく、5〜30モル%がより好ましく、5〜25モル%が更に好ましい。
その他にも、上記種々の繰り返し構造単位に相当する単量体と共重合可能である付加重合性の不飽和化合物であれば、共重合されていてもよい。
樹脂(A)において、各繰り返し構造単位の含有モル比は、種々の性能を調節するために適宜設定される。
本発明の組成物が、KrF露光用、EB露光用又はEUV露光用であるとき、樹脂(A)は、フェノール性水酸基の水素原子が酸の作用により分解し脱離する基(脱離基)で保護された構造を有することが好ましい。
樹脂(A)に含まれる芳香族炭化水素基を有する繰り返し単位の含有量は、樹脂(A)中の全繰り返し単位に対して、30〜100モル%が好ましく、40〜100モル%がより好ましく、50〜100モル%が更に好ましい。
本発明の組成物の全固形分中の樹脂(A)の含有量は、一般的に20質量%以上である。40質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましく、80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、97質量%以下が更に好ましい。
本発明の組成物は、(B)酸分解性基を有するポリエステル(「ポリエステル(B)」又は「(B)成分」ともいう)を含有する。
前述したとおり、本発明のポリエステル(B)は、酸分解性基を有しているため、本発明の組成物は、露光のスキャン速度を超高速(例えば、700mm/秒以上)としても、露光時には露光装置に対する液浸液(典型的には超純水)の高い追従性を有しながら(すなわち、感活性光線性又は感放射線性膜の水に対する動的後退接触角が大きく)、かつ現像時には光酸発生剤から発生した酸などによりポリエステル(B)が分解して親水性が高まるため、感活性光線性又は感放射線性膜の親水性を高くすることができ(すなわち、感活性光線性又は感放射線性膜の水に対する動的後退接触角を小さくでき)、LWR性能に優れる。
また、本発明における(B)成分としてのポリエステルは、前述の樹脂(A)とは異なる成分である。
本発明における(B)成分としてのポリエステルは、界面活性剤ではないことが好ましい。ポリエステル(B)はカルボン酸塩又はスルホン酸塩の構造を有していてもよいし、カルボン酸塩又はスルホン酸塩の構造を有していなくてもよい。また、ポリエステル(B)はエチレンオキシ基、プロピレンオキシ基などのノニオン性親水性基を有さないことが好ましい。
一般式(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
M1としてのアルキレン基は、炭素数1〜20のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜10のアルキレン基がより好ましい。
M1としてのアルキレン基は置換基を有していてもよく、置換基としては、シクロアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フルオロアルキルオキシカルボニル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
M1としてのシクロアルキレン基は、炭素数3〜20のシクロアルキレン基であることが好ましく、炭素数4〜15のシクロアルキレン基であることが更に好ましい。
M1としてのシクロアルキレン基は置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フルオロアルキルオキシカルボニル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
RZ1、RZ2、RZ3がアルキル基を表す場合、炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、炭素数1〜6のアルキル基がより好ましい。
RZ1、RZ2、RZ3としてのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、シクロアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フルオロアルキルオキシカルボニル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
RZ1、RZ2、RZ3がハロゲン原子を表す場合、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
TL1及びTL2としてのアルキル基は、炭素数1〜20のアルキル基が好ましく、炭素数1〜10のアルキル基がより好ましい。
TL1及びTL2としてのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基としては、シクロアルキル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
TL1及びTL2としてのシクロアルキル基は、炭素数3〜20のシクロアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜15のシクロアルキル基であることが更に好ましい。
TL1及びTL2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、置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
TL1及びTL2としてのアリール基は、炭素数6〜20のアリール基であることが好ましく、炭素数6〜15のアリール基であることが更に好ましい。
TL1及びTL2としてのアリール基は置換基を有していてもよく、置換基としては、アルキル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
TL1及びTL2としてのハロゲン原子は、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
TL1とTL2は互いに結合して環を形成しても良く、形成される環としては、シクロアルカン環(好ましくは炭素数3〜10)が好ましい。
L0としてのアルキレン基は、炭素数1〜20のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜10のアルキレン基がより好ましい。
L0としてのアルキレン基は置換基を有していてもよく、置換基としては、シクロアルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フルオロアルキルオキシカルボニル基、ハロゲン原子が好ましく挙げられる。
L0とTL1及びTL2のいずれか一方とは互いに結合して環を形成しても良く、形成される環としては、シクロアルカン環(好ましくは炭素数3〜10)が好ましい。
一般式(RZ−2)中、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。TL3及びTL4の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(RZ−3)中、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。TL5及びTL6の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(RZ−3)中、ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表すことが好ましい。
一般式(RZ−3−1)中、D12は炭素原子又は4価の炭化水素基を表し、炭素原子又は炭素数2〜10の炭化水素基を表すことが好ましい。
一般式(RZ−4)中、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。TL7及びTL8の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(RZ−4−1)中、D13は炭素原子又は4価の炭化水素基を表し、炭素原子又は炭素数2〜10の炭化水素基を表すことが好ましい。
一般式(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−1)中、TL11及びTL12は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL11及びTL12は互いに結合して環を形成しても良い。TL11及びTL12の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−1)中、X11は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。1価の有機基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基が好ましい。X11はTL11及びTL12の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。X11の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。X11がTL11及びTL12の少なくとも一方と結合して環を形成する場合、形成される環としては、シクロアルカン環(好ましくは炭素数3〜10)が好ましい。
一般式(QZ−2)中、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。TL13及びTL14の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−2)中、X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。1価の有機基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基が好ましい。X12の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−3)中、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。TL15及びTL16の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−3)中、X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。1価の有機基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基が好ましい。X13の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−3)中、ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表すことが好ましい。
一般式(QZ−3−1)中、X23の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(QZ−3)中のX13と同様である。
一般式(QZ−3−1)中、D22は炭素原子又は4価の炭化水素基を表し、炭素原子又は炭素数2〜10の炭化水素基を表すことが好ましい。
一般式(QZ−4)中、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。TL17及びTL18の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−4)中、X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。1価の有機基としてはアルキル基、シクロアルキル基、アリール基が好ましい。X14の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(RZ−1)中のTL1及びTL2と同様である。
一般式(QZ−4−1)中、X24の好ましい範囲等の詳細な説明は、一般式(QZ−4)中のX14と同様である。
一般式(QZ−4−1)中、D23は炭素原子又は4価の炭化水素基を表し、炭素原子又は炭素数2〜10の炭化水素基を表すことが好ましい。
ポリエステル(B)が、アルカリ分解性基を側鎖に有する場合のアルカリ分解性基としては、下記一般式(E1−1)若しくは(E1−2)で表される1価の基が好ましい。
ポリエステル(B)が、アルカリ分解性基を主鎖に有する場合のアルカリ分解性基としては、下記一般式(E2−1)若しくは(E2−2)で表される2価の基が好ましい。
EWG11又はEWG12としての電子求引性基は、更に、基中にオキシ基、カルボニル基、スルホニル基、スルフィニル基、又はこれらを組み合わせてなる2価の基を含んでいてもよい。
EWG11又はEWG12としての電子求引性基は、ハロゲン化アルキル基であることが好ましく、炭素数1〜16のハロゲン化アルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜8のハロゲン化アルキル基であることが更に好ましい。また、上記ハロゲン化アルキル基はフッ化アルキル基であることが好ましく、パーフルオロアルキル基であることがより好ましい。
EWG21又はEWG22としての電子求引性基は、更に、ハロゲン原子、シアノ基、ニトリル基、ニトロ基、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化シクロアルキル基、ハロゲン化アリール基、若しくはこれらを組み合わせてなる1価の基が置換していてもよい。
EWG21又はEWG22としての電子求引性基は、ハロゲン化アルキレン基であることが好ましく、炭素数1〜16のハロゲン化アルキレン基であることがより好ましく、炭素数1〜8のハロゲン化アルキレン基であることが更に好ましい。また、上記ハロゲン化アルキレン基はフッ化アルキレン基であることが好ましく、パーフルオロアルキレン基であることがより好ましい。
一般式(EZ−1)中、EZ1は電子求引性を有する1価の有機基を表し、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化シクロアルキル基、ハロゲン化アリール基、若しくはこれらを組み合わせてなる1価の基、又は、アルキル基若しくはシクロアルキル基にこれらの基が置換した1価の基などが挙げられる。
EZ1としての1価の有機基は、更に、基中にオキシ基、カルボニル基、スルホニル基、スルフィニル基、又はこれらを組み合わせてなる2価の基を含んでいてもよい。
EZ1は、ハロゲン化アルキル基であることが好ましく、炭素数1〜16のハロゲン化アルキル基であることがより好ましく、炭素数1〜8のハロゲン化アルキル基であることが更に好ましい。また、上記ハロゲン化アルキル基はフッ化アルキル基であることが好ましく、パーフルオロアルキル基であることがより好ましい。
一般式(1b)中、W2及びW3は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z1はシクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1c)中、W4、W5及びW6は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1d)中、W7及びW8は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z4は、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y1及びY2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q5は、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し、k2は、1以上の整数を表す。k2が2以上の整数を表す場合、複数のY1、複数のY2、及び複数のQ5はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
一般式(1e)中、W9、W10及びW11は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z5及びZ6は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y3、Y4、Y5及びY6は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q6及びQ7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、又はアリール基を表し、k3及びk4は、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。k3が2以上の整数を表す場合、複数のY3、複数のY4、及び複数のQ6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。k4が2以上の整数を表す場合、複数のY5、複数のY6、及び複数のQ7はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
Q1〜Q4としてのハロゲン原子は、フッ素原子であることが好ましい。
Q1〜Q4としてのアルキル基は、炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜3のアルキル基であることがより好ましい。また、Q1〜Q4としてのアルキル基は置換基を有していてもよく、置換基を有する場合の置換基としてハロゲン原子が好ましく、フッ素原子が更に好ましい。
W1としてのアルキレン基は炭素数1〜20のアルキレン基が好ましく、炭素数1〜12のアルキレン基がより好ましい。
W1としてのアルキレン基は、置換基を有していてもよく、置換基を有する場合の置換基としてハロゲン原子が好ましく、フッ素原子が更に好ましい。
W1としてのシクロアルキレン基は炭素数4〜20のシクロアルキレン基であることが好ましく、炭素数4〜8のシクロアルキレン基であることが更に好ましい。
W1としてのシクロアルキレン基は、置換基を有していてもよく、置換基を有する場合の置換基としてハロゲン原子が好ましく、フッ素原子が更に好ましい。
Z1としてのシクロアルキレン基は、炭素数4〜20のシクロアルキレン基であることが好ましく、炭素数4〜10のシクロアルキレン基であることが更に好ましい。
Z1としてのスピロ環基は、炭素数4〜30のスピロ環基であることが好ましく、炭素数6〜20のスピロ環基であることが更に好ましい。
Z1としてのスピロ環基は、環員としてヘテロ原子を含んでいてもよく、酸素原子を含むことが好ましい。
Z1としてのアリーレン基は、炭素数6〜30のアリーレン基であることが好ましく、炭素数6〜12のアリーレン基であることが更に好ましい。
Z1が表すシクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基は、置換基を有していてもよく、置換基としてはハロゲン原子、アルキル基、アルキルオキシカルボニル基、フルオロアルキルオキシカルボニル基などが好ましく、フルオロアルキルオキシカルボニル基がより好ましい。
Z2及びZ3については、それぞれ前述の一般式(1b)中のZ1と同様である。
Z4については、前述の一般式(1b)中のZ1と同様であるが、特に、Z4はノルボルナンの任意の水素原子を2つ取り除いてなる2価の基ではないことが好ましい。
Q5は、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。
Q5としてのアルキル基は、炭素数1〜6のアルキル基であることが好ましく、炭素数1〜3のアルキル基であることがより好ましい。
Q5としてのシクロアルキル基は、炭素数4〜20のシクロアルキル基であることが好ましく、炭素数4〜10のシクロアルキル基であることが更に好ましい。
Q5としてのアリーレン基は、炭素数6〜30のアリーレン基であることが好ましく、炭素数6〜12のアリーレン基であることが更に好ましい。
Q5がアルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す場合は、置換基を有していてもよく、置換基を有する場合の置換基としてハロゲン原子が好ましく、フッ素原子が更に好ましい。
Y1及びY2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表す。
Y1及びY2が2価の連結基を表す場合は、−O−、−CO−、−COO−、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜15、より好ましくは炭素数1〜10)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3〜15、より好ましくは炭素数5〜10)、アリーレン基(好ましくは炭素数6〜15、より好ましくは炭素数6〜10)、又はこれらを組み合わせてなる2価の連結基が好ましい。
k2は、1以上の整数を表し、1〜10の整数を表すことが好ましく、1〜3の整数を表すことがより好ましい。
Z5及びZ6については、前述の一般式(1b)中のZ1と同様であるが、特に、Z5及びZ6はノルボルナンの任意の水素原子を2つ取り除いてなる2価の基ではないことが好ましい。
Q6及びQ7については、それぞれ一般式(1d)中のQ5と同様である。
Y3〜Y6については、それぞれ一般式(1d)中のY1及びY2と同様である。
k3及びk4は、1以上の整数を表し、1〜10の整数を表すことが好ましく、1〜3の整数を表すことがより好ましい。
一般式(1p)中、E1p及びE2pは、それぞれ一般式(1)中のE1p及びE2pと同様である。
PE−1は主鎖に酸分解性基を有するポリエステルである。
PE−2は主鎖に酸分解性基を有し、かつ側鎖にアルカリ分解性基を有するポリエステルである。
PE−3は主鎖に酸分解性基を有し、かつ側鎖にアルカリ分解性基を有するポリエステルである。
PE−4は側鎖に酸分解性基を有し、かつ主鎖にアルカリ分解性基を有するポリエステルである。
PE−5は側鎖に酸分解性基を有し、かつ主鎖にアルカリ分解性基を有するポリエステルである。
PE−6は主鎖及び側鎖に酸分解性基を有し、かつ側鎖にアルカリ分解性基を有するポリエステルである。
本発明の組成物中のポリエステル(B)の含有量は、本発明の組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、0.1質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以上8質量%以下であることが更に好ましく、1質量%以上6質量%以下であることが特に好ましく、2質量%以上4質量%以下であることが最も好ましい。
本発明の組成物は、光酸発生剤(「光酸発生剤(C)」又は「酸発生剤」ともいう)を含有する。
光酸発生剤は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物である。
光酸発生剤としては、活性光線又は放射線の照射により有機酸を発生する化合物が好ましい。例えば、スルホニウム塩化合物、ヨードニウム塩化合物、ジアゾニウム塩化合物、ホスホニウム塩化合物、イミドスルホネート化合物、オキシムスルホネート化合物、ジアゾジスルホン化合物、ジスルホン化合物、及びo−ニトロベンジルスルホネート化合物を挙げることができる。
R201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
R201、R202及びR203としての有機基の炭素数は、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つが結合して環構造を形成してもよく、環内に酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合、又はカルボニル基を含んでいてもよい。R201〜R203の内の2つが結合して形成する基としては、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−を挙げることができる。
Z-は、アニオンを表す。
なお、光酸発生剤(C)は、一般式(ZI)で表される構造を複数有する化合物であってもよい。例えば、一般式(ZI)で表される化合物のR201〜R203の少なくとも1つと、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物の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化合物であってもよい。
化合物(ZI−1)は、上記一般式(ZI)のR201〜R203の少なくとも1つがアリール基である、アリールスルホニウム化合物、すなわち、アリールスルホニウムをカチオンとする化合物である。
アリールスルホニウム化合物は、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化合物としては、例えば、トリアリールスルホニウム化合物、ジアリールアルキルスルホニウム化合物、アリールジアルキルスルホニウム化合物、ジアリールシクロアルキルスルホニウム化合物、及びアリールジシクロアルキルスルホニウム化合物を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物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の直鎖アルキル基、炭素数3〜15の分岐アルキル基、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を挙げることができる。
化合物(ZI−2)は、式(ZI)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、ヘテロ原子を含有する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、好ましくは炭素数1〜20である。
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又は分岐の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、さらに好ましくは直鎖又は分岐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。
化合物(ZI−3)は、下記一般式(ZI−3)で表され、フェナシルスルフォニウム塩構造を有する化合物である。
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は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアリール基を表す。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、2−オキソアルキル基、2−オキソシクロアルキル基、アルコキシカルボニルアルキル基、アリル基又はビニル基を表す。
上記環構造としては、芳香族若しくは非芳香族の炭化水素環、芳香族若しく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を挙げることができる。環構造としては、3〜10員環を挙げることができ、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であることが好ましい。アルキレン基としては、メチレン基、及びエチレン基等を挙げることができる。
Zc−は、アニオンを表す。
化合物(ZI−4)は、下記一般式(ZI−4)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、又はシクロアルキル基を有する基を表す。これらの基は置換基を有してもよい。
R14は、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、アルキルカルボニル基、アルキルスルホニル基、シクロアルキルスルホニル基、又はシクロアルキル基を有する基を表す。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、水酸基などの上記基を表す。
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、又は窒素原子など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。
Z−は、アニオンを表す。
一般式(ZII)、及び(ZIII)中、R204〜R207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〜R207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〜R207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を挙げることができる。
R204〜R207のアルキル基及びシクロアルキル基としては、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖アルキル基又は炭素数3〜10の分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、及びペンチル基)、炭素数3〜10のシクロアルキル基(例えばシクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びノルボルニル基)を挙げることができる。
Z−は、アニオンを表す。
oは、1〜3の整数を表す。pは、0〜10の整数を表す。qは、0〜10の整数を表す。
Xfは、各々独立に、フッ素原子、又は、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表す。
R4及びR5は、各々独立に、水素原子、フッ素原子、アルキル基、又は、少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基を表し、複数存在する場合のR4、R5は、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Lは、2価の連結基を表し、複数存在する場合のLは、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
Wは、環状構造を含む有機基を表す。
oは、1〜3の整数を表す。pは、0〜10の整数を表す。qは、0〜10の整数を表す。
Xfは、好ましくは、フッ素原子又は炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基である。Xfは、フッ素原子又はCF3であることがより好ましい。特に、双方のXfがフッ素原子であることが好ましい。
R4及びR5としてのアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜4が好ましい。R4及びR5は、好ましくは水素原子である。
少なくとも一つのフッ素原子で置換されたアルキル基の具体例および好適な態様は一般式(3)中のXfの具体例および好適な態様と同じである。
2価の連結基としては、例えば、−COO−(−C(=O)−O−)、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CO−、−O−、−S−、−SO−、−SO2−、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜6)、シクロアルキレン基(好ましくは炭素数3〜15)、アルケニレン基(好ましくは炭素数2〜6)及びこれらの複数を組み合わせた2価の連結基などが挙げられる。これらの中でも、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CO−、−O−、−SO2−、−COO−アルキレン基−、−OCO−アルキレン基−、−CONH−アルキレン基−又は−NHCO−アルキレン基−が好ましく、−COO−、−OCO−、−CONH−、−SO2−、−COO−アルキレン基−又は−OCO−アルキレン基−がより好ましい。
環状の有機基としては、例えば、脂環基、アリール基、及び複素環基が挙げられる。
脂環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。単環式の脂環基としては、例えば、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、及びシクロオクチル基などの単環のシクロアルキル基が挙げられる。多環式の脂環基としては、例えば、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、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などの多環のシクロアルキル基が挙げられる。中でも、ノルボルニル基、トリシクロデカニル基、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などの炭素数7以上のかさ高い構造を有する脂環基が好ましい。
複素環基は、単環式であってもよく、多環式であってもよい。多環式の方がより酸の拡散を抑制可能である。また、複素環基は、芳香族性を有していてもよいし、芳香族性を有していなくてもよい。芳香族性を有している複素環としては、例えば、フラン環、チオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、ジベンゾフラン環、ジベンゾチオフェン環、及びピリジン環が挙げられる。芳香族性を有していない複素環としては、例えば、テトラヒドロピラン環、ラクトン環、スルトン環及びデカヒドロイソキノリン環が挙げられる。ラクトン環及びスルトン環の例としては、前述の樹脂において例示したラクトン構造及びスルトン構造が挙げられる。複素環基における複素環としては、フラン環、チオフェン環、ピリジン環、又はデカヒドロイソキノリン環が特に好ましい。
XB1及びXB2は、各々独立に、水素原子、又はフッ素原子を有さない1価の有機基を表す。XB1及びXB2は、水素原子であることが好ましい。
XB3及びXB4は、各々独立に、水素原子、又は1価の有機基を表す。XB3及びXB4の少なくとも一方がフッ素原子又はフッ素原子を有する1価の有機基であることが好ましく、XB3及びXB4の両方がフッ素原子又はフッ素原子を有する1価の有機基であることがより好ましい。XB3及びXB4の両方が、フッ素で置換されたアルキル基であることが更に好ましい。
L、q及びWは、一般式(3)と同様である。
Arは、アリール基を表し、スルホン酸アニオン及び−(D−B)基以外の置換基を更に有していてもよい。更に有しても良い置換基としては、フッ素原子、水酸基などが挙げられる。
光酸発生剤は、低分子化合物の形態であることが好ましい。
酸発生剤が、低分子化合物の形態である場合、分子量は3,000以下が好ましく、2,000以下がより好ましく、1,000以下が更に好ましい。
酸発生剤が、重合体の一部に組み込まれた形態である場合、前述した樹脂(A)の一部に組み込まれてもよく、樹脂(A)とは異なる樹脂に組み込まれてもよい。
酸発生剤は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
酸発生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、本発明の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、3〜20質量%が更に好ましく、3〜15質量%が特に好ましい。
酸発生剤として、上記一般式(ZI−3)又は(ZI−4)で表される化合物を含む場合、組成物中に含まれる酸発生剤の含有量(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、5〜35質量%が好ましく、7〜30質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、酸拡散制御剤(D)を含有することが好ましい。酸拡散制御剤(D)は、露光時に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ものである。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することができる。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することができる。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>、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(D)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個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。
酸発生剤と、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であることが好ましい。
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)で表すことができる。
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は相互に連結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>に開示された構造を挙げることができるが、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)の具体的な構造としては、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を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
化合物(DE)の好ましい具体的な構造としては、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を挙げることができるが、これに限定されない。
酸拡散制御剤(D)の組成物中の含有量(複数種存在する場合はその合計)は、組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、1〜15質量%がより好ましい。
本発明の組成物は、通常、溶剤を含有する。
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することができる。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>、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。
水酸基を含有する溶剤、及び水酸基を含有しない溶剤としては、前述の例示化合物を適宜選択できるが、水酸基を含有する溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテル、又は乳酸アルキル等が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテル(PGME)、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、水酸基を含有しない溶剤としては、アルキレングリコールモノアルキルエーテルアセテート、アルキルアルコキシプロピオネート、環を含有し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)、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。水酸基を含有しない溶剤としては、プロピレンカーボネートも好ましい。
水酸基を含有する溶剤と水酸基を含有し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。水酸基を含有しない溶剤を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むことが好ましく、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、酸の作用により樹脂を架橋する化合物(以下、架橋剤(G)ともいう)を含有してもよい。架橋剤(G)としては、公知の化合物を適宜に使用することができる。例えば、米国特許出願公開2016/0147154A1号明細書の段落<0379>〜<0431>、米国特許出願公開2016/0282720A1号明細書の段落<0064>〜<0141>に開示された公知の化合物を架橋剤(G)として好適に使用できる。
架橋剤(G)は、樹脂を架橋しうる架橋性基を有している化合物であり、架橋性基としては、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、アシルオキシメチル基、アルコキシメチルエーテル基、オキシラン環、及びオキセタン環などを挙げることができる。
架橋性基は、ヒドロキシメチル基、アルコキシメチル基、オキシラン環又はオキセタン環であることが好ましい。
架橋剤(G)は、架橋性基を2個以上有する化合物(樹脂も含む)であることが好ましい。
架橋剤(G)は、ヒドロキシメチル基又はアルコキシメチル基を有する、フェノール誘導体、ウレア系化合物(ウレア構造を有する化合物)又はメラミン系化合物(メラミン構造を有する化合物)であることがより好ましい。
架橋剤は1種単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
架橋剤(G)の含有量は、レジスト組成物の全固形分に対して、1〜50質量%が好ましく、3〜40質量%が好ましく、5〜30質量%が更に好ましい。
本発明の組成物は、界面活性剤を含有してもよいし、含有しなくてもよい。界面活性剤を含有する場合、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(具体的には、フッ素系界面活性剤、シリコン系界面活性剤、又はフッ素原子とケイ素原子との両方を有する界面活性剤)が好ましい。
フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤として、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の段落<0276>に記載の界面活性剤が挙げることができる。
また、米国特許出願公開第2008/0248425号明細書の段落<0280>に記載の、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤以外の他の界面活性剤を使用することもできる。
本発明の組成物が界面活性剤を含有する場合、界面活性剤の含有量は、組成物の全固形分に対して、0.0001〜2質量%が好ましく、0.0005〜1質量%がより好ましい。
本発明の組成物が架橋剤(G)を含有する場合、本発明の組成物はフェノール性水酸基を有するアルカリ可溶性樹脂(J)(以下、「樹脂(J)」ともいう)を含有することが好ましい。樹脂(J)は、フェノール性水酸基を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。
この場合、典型的には、ネガ型パターンが好適に形成される。
架橋剤(G)は、樹脂(J)に担持された形態であってもよい。
樹脂(J)は、前述した酸分解性基を含有していてもよい。
R2は、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基(好ましくはメチル基)、又はハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)を表す。
B’は、単結合又は2価の連結基を表す。
Ar’は、芳香環基を表す。
mは1以上の整数を表す。
樹脂(J)は、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。
本発明の組成物の全固形分中の樹脂(J)の含有量は、一般的に30質量%以上である。40質量%以上が好ましく、50質量%以上がより好ましい。上限は特に制限されないが、99質量%以下が好ましく、90質量%以下がより好ましく、85質量%以下が更に好ましい。
樹脂(J)としては、米国特許出願公開2016/0282720A1号明細書の段落<0142>〜<0347>に開示された樹脂を好適に用いることができる。
本発明の組成物は、更に、酸増殖剤、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤、アルカリ可溶性樹脂、溶解阻止剤、又は溶解促進剤等を含有してもよい。
本発明の組成物からなる感活性光線性膜又は感放射線性膜の膜厚は、解像力向上の観点から、90nm以下が好ましく、85nm以下がより好ましい。組成物中の固形分濃度を適切な範囲に設定して適度な粘度をもたせ、塗布性又は製膜性を向上させることにより、このような膜厚とすることができる。
本発明の組成物の固形分濃度は、通常1.0〜10質量%であり、2.0〜5.7質量%が好ましく、2.0〜5.3質量%がより好ましい。固形分濃度とは、組成物の総質量に対する、溶剤を除く他のレジスト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レジストパターンは、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)等において使用することができる。
本発明は上記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物を用いたパターン形成方法にも関する。以下、本発明のパターン形成方法について説明する。また、パターン形成方法の説明と併せて、本発明の感活性光線性又は感放射線性膜(典型的には、レジスト膜)についても説明する。本発明の感活性光線性又は感放射線性膜は、露光される前においては、水に対する動的後退接触角が75°以上であることが好ましく、80°以上であることがより好ましい。
(i)上述した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物によって感活性光線性又は感放射線性膜を支持体上に形成する工程(成膜工程)、
(ii)上記感活性光線性又は感放射線性膜に活性光線又は放射線を照射する工程(露光工程)、及び、
(iii)上記活性光線又は放射線が照射された感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液を用いて現像する工程(現像工程)、
を有する。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程における露光方法が、液浸露光であってもよい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程の前に、(iv)前加熱(PB:PreBake)工程を含むことが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程の後、かつ、(iii)現像工程の前に、(v)露光後加熱(PEB:Post Exposure Bake)工程を含むことが好ましい。
本発明のパターン形成方法は、(ii)露光工程を、複数回含んでいてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(iv)前加熱工程を、複数回含んでいてもよい。
本発明のパターン形成方法は、(v)露光後加熱工程を、複数回含んでいてもよい。
また、必要に応じて、感活性光線性又は感放射線性膜と支持体との間にレジスト下層膜(例えば、SOG(Spin On Glass)、SOC(Spin On Carbon)、反射防止膜)を形成してもよい。レジスト下層膜としては、公知の有機系又は無機系の材料を適宜用いることができる。
感活性光線性又は感放射線性膜の上層に、保護膜(トップコート)を形成してもよい。保護膜としては、公知の材料を適宜用いることができる。例えば、米国特許出願公開第2007/0178407号明細書、米国特許出願公開第2008/0085466号明細書、米国特許出願公開第2007/0275326号明細書、米国特許出願公開第2016/0299432号明細書、米国特許出願公開第2013/0244438号明細書、国際特許出願公開第2016/157988A号明細書に開示された保護膜形成用組成物を好適に使用することができる。保護膜形成用組成物としては、上述した酸拡散制御剤を含むものが好ましい。
疎水性樹脂を含有する感活性光線性又は感放射線性膜の上層に保護膜を形成してもよい。
疎水性樹脂としては、公知の樹脂を、単独又はそれらの混合物として適宜に選択して使用することができる。例えば、米国特許出願公開2015/0168830A1号明細書の段落<0451>〜<0704>、米国特許出願公開2016/0274458A1号明細書の段落<0340>〜<0356>に開示された公知の樹脂を疎水性樹脂として好適に使用できる。また、米国特許出願公開2016/0237190A1号明細書の段落<0177>〜<0258>に開示された繰り返し単位も、疎水性樹脂を構成する繰り返し単位として好ましい。
加熱時間は、(iv)前加熱工程及び(v)露光後加熱工程のいずれにおいても、30〜300秒が好ましく、30〜180秒がより好ましく、30〜90秒が更に好ましい。
加熱は、露光装置及び現像装置に備わっている手段で行うことができ、ホットプレート等を用いて行ってもよい。
さらに、上記アルカリ現像液は、アルコール類、及び/又は界面活性剤を適当量含有してもよい。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10〜15である。
アルカリ現像液を用いて現像を行う時間は、通常10〜300秒である。
アルカリ現像液のアルカリ濃度、pH、及び現像時間は、形成するパターンに応じて、適宜調整することができる。
有機系現像液に対する有機溶剤の含有量は、現像液の全量に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、80質量%以上100質量%以下がより好ましく、90質量%以上100質量%以下が更に好ましく、95質量%以上100質量%以下が特に好ましい。
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が挙げられる。
この場合のリンス工程に用いるリンス液としては、1価アルコールを含有するリンス液がより好ましい。
リンス液中の含水率は、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましい。含水率を10質量%以下とすることで、良好な現像特性が得られる。
リンス工程においては、有機系現像液を用いる現像を行った基板を有機溶剤を含むリンス液を用いて洗浄処理する。洗浄処理の方法は特に限定されないが、例えば、一定速度で回転している基板上にリンス液を吐出しつづける方法(回転塗布法)、リンス液が満たされた槽中に基板を一定時間浸漬する方法(ディップ法)、又は基板表面にリンス液を噴霧する方法(スプレー法)等を適用することができる。中でも、回転塗布法で洗浄処理を行い、洗浄後に基板を2,000〜4,000rpmの回転数で回転させ、リンス液を基板上から除去することが好ましい。また、リンス工程の後に加熱工程(Post Bake)を含むことも好ましい。この加熱工程によりパターン間及びパターン内部に残留した現像液及びリンス液が除去される。リンス工程の後の加熱工程において、加熱温度は通常40〜160℃であり、70〜95℃が好ましく、加熱時間は通常10秒〜3分であり、30秒〜90秒が好ましい。
フィルター濾過のほか、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、シリカゲル若しくはゼオライト等の無機系吸着材、又は活性炭等の有機系吸着材を使用することができる。金属吸着剤としては、例えば、日本国特許出願公開第2016−206500号明細書(特開2016−206500)に開示されるものを挙げることができる。
また、上記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、又は装置内をテフロン(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が挙げられる。レジスト成分の各種材料(樹脂、光酸発生剤等) を合成する製造設備の全工程にグラスライニングの処理を施すことも、pptオーダーまでメタルを低減するために好ましい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。
Enhancement”に記載されるような公知の方法を適用してもよい。
また、上記の方法によって形成されたレジストパターンは、例えば日本国特許出願公開第1991−270227号明細書(特開平3−270227)及び米国特許出願公開第2013/0209941号明細書に開示されたスペーサープロセスの芯材(Core)として使用できる。
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。
〔ポリエステル〕
本発明は、下記一般式(RZ−1)〜(RZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有するポリエステルにも関する。
一般式(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
窒素置換したフラスコに、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール2.92g(東京化成(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン30.0gを秤り取り、溶解し、−78℃に冷却した。これに、ブチルリチウム(約15質量%ヘキサン溶液,約1.6mol/L)18.0gを1時間かけて滴下した。滴下後、t−1,4−シクロヘキサンジカルボン酸ジクロリド(イハラニッケイ化学工業(株)製)4.18gを滴下し、30分撹拌したあと、0℃で1時間撹拌し、室温(20℃)で、8時間撹拌した。これに、テトラヒドロフラン20gを加え、溶解した。これを、水300mLにあけ、ろ過した。ろ物を回収し、30mLのテトラヒドロフランに溶解し、水500mLにあけ、ろ過、水洗し、40℃で1日乾燥し、ポリエステル(PE−1)5.3gを得た。ポリエステル(PE−1)の重量平均分子量は、11200であり、分散度(Mw/Mn)は1.95であった。
窒素置換したフラスコに、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール2.92g(東京化成(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン30.0gを秤り取り、溶解し、−78℃に冷却した。これに、ブチルリチウム(約15質量%ヘキサン溶液,約1.6mol/L)18.0gを1時間かけて滴下した。滴下後、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物4.48g(東京化成(株)製)を添加し、30分撹拌したあと、0℃で1時間撹拌し、室温で、8時間撹拌した。これに、テトラヒドロフラン20gを加え、溶解した。これを水300mLにあけ、ろ過した。ろ物を回収し、30mLのテトラヒドロフランに溶解し、水500mLにあけ、ろ過、水洗し、40℃で1日乾燥し、ポリエステル(PE−2A)9.2gを得た。ポリエステル(PE−2A)の重量平均分子量は、10500であり、分散度(Mw/Mn)は1.97であった。
(PE−2A)を9.2g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン22.2gを秤りとり、45℃で撹拌し、溶解させた。次いで、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩8.4g(東京化成(株)製)、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール10.8g(東京化成(株)製)を添加し、45℃で10時間反応した。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチル300mLを加え、0.01mol/L塩酸水100mL、次いで、水300mlで洗浄後、飽和した塩化トリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮した。この濃縮物をテトラヒドロフラン30mLに溶解し、水500mLにあけ、ろ過し、40℃で8時間真空乾燥し、ポリエステル(PE−2)8.9gを得た。ポリエステル(PE−2)の重量平均分子量は、12700であり、分散度(Mw/Mn)は2.11であった。
コンデンサー及び撹拌機を取り付けた3つ口フラスコに、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物4.48g(東京化成(株)製)、3,9−ビス(1,1−ジメチルー2−ヒドロキシエチル)−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン4.40g(東京化成(株)製)、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、ピリジン3.32g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン16.5gを秤り取り、室温で撹拌した。次いで、内温を60℃に昇温し、10時間反応した。これを、室温まで冷却し、メタンスルホン酸(和光純薬(株)製)4.42gを添加し、中和した後、水500mlにあけ、ろ過、乾燥し、(PE−3A)7.8gを得た。(PE−3A)の重量平均分子量は、12100であった。
(PE−3A)を7.8g、1,1,1,3,3,3−ヘキサフルオロ−2−プロパノール(東京化成(株)製)5.24g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン25.0gを秤りとり、45℃で撹拌し、溶解させた。次いで、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩8.4g(東京化成(株)製)を添加し、45℃で10時間反応した。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチル300mLを加え、水200mLで2回洗浄後、飽和した塩化トリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮した。この濃縮物をテトラヒドロフラン30mLに溶解し、水500mLにあけ、ろ過し、40℃で8時間真空乾燥し、ポリエステル(PE−3)7.9gを得た。ポリエステル(PE−3)の重量平均分子量は、13200であり、分散度(Mw/Mn)は2.13であった。
窒素置換したフラスコに、1−メチルシクロペンタノール6.00g(東京化成(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン40.0gを秤り取り、溶解し、−78℃に冷却した。これに、ブチルリチウム(約15質量%ヘキサン溶液,約1.6mol/L)45mLを1時間かけて滴下した。滴下後、1.2.4.5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物6.72g(東京化成(株)製)を少しずつ添加し、30分撹拌したあと、0℃で1時間撹拌し、室温で、8時間撹拌した。これに、テトラヒドロフラン20gを加え、溶解した。これを、水300mLにあけ、0.5mol/L塩酸水をPH=7になるまで加え、中和し、ろ過した。ろ物を回収し、40mLのテトラヒドロフランに溶解し、水500mLにあけ、ろ過、水洗し、40°で1日乾燥し、ポリエステル原料である(PE−4A)を8,8g得た。
(PE−4A)を8.49g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン22.2gを秤りとり、45℃で撹拌し、溶解させた。次いで、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩8.4g(東京化成(株)製)、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール5.2g(東京化成(株)製)を添加し、45℃で10時間反応した。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチル300mLを加え、水200mLlで2回洗浄後、飽和した塩化トリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮した。この濃縮物をテトラヒドロフラン30mLに溶解し、水500mLにあけ、ろ過し、40℃で8時間真空乾燥し、ポリエステル(PE−4)9.8gを得た。ポリエステル(PE−4)の重量平均分子量は、11400であり、分散度(Mw/Mn)は2.08であった。
コンデンサー及び撹拌機を取り付けた3つ口フラスコに、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール5.2g(東京化成(株)製)、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物4.48g(東京化成(株)製)、N,N−ジメチルアミノピリジン0.32g(和光純薬(株)製)、ピリジン3.32g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン18.0gを秤りとり、室温で撹拌した後、60℃で、8時間撹拌した。これに、テトラヒドロフラン20gを加え、溶解した。これを、水300mL、0.5mol/L塩酸水100mLを加え、ろ過した。ろ物を回収し、30mLのテトラヒドロフランに溶解し、水500mLにあけ、ろ過、水洗し、40℃で1日乾燥し、ポリエステル原料である(PE−5A)を8.2g得た。(PE−5A)の重量平均分子量は、12500であった。
(PE−5A)を8.2g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン22.2gを秤りとり、45℃で撹拌し、溶解させた。次いで、1−(3−ジメチルアミノプロピル)−3−エチルカルボジイミド塩酸塩8.4g(東京化成(株)製)、化合物−Aを6.0g(東京化成(株)製)添加し、45℃で10時間反応した。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチル300mLを加え、水200mLlで2回洗浄後、飽和した塩化トリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮した。この濃縮物をテトラヒドロフラン30mLに溶解し、水500mLにあけ、ろ過し、40℃で8時間真空乾燥し、ポリエステル(PE−5)7.8gを得た。ポリエステル(PE−5)の重量平均分子量は、13800であり、分散度(Mw/Mn)は2.24であった。
窒素置換したフラスコに、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジオール2.92g(東京化成(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン30.0gを秤り取り、溶解し、−78℃に冷却した。これに、ブチルリチウム(約15質量%ヘキサン溶液,約1.6mol/L)18.0gを1時間かけて滴下した。滴下後、1.2.4.5−シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物4.48g(東京化成(株)製)を添加し、30分撹拌したあと、0℃で1時間撹拌し、室温で、8時間撹拌した。これに、テトラヒドロフラン20gを加え、溶解した。これを水300mLにあけ、ろ過した。ろ物を回収し、30mLのテトラヒドロフランに溶解し、水500mLにあけ、ろ過、水洗し、40℃で1日乾燥し、ポリエステル(PE−6A)9,2gを得た。ポリエステル(PE−6A)の重量平均分子量は、10500であり、分散度(Mw/Mn)は1.97であった。
(PE−6A)を9.2g、N,N−ジメチルアミノピリジン0.24g(和光純薬(株)製)、炭酸カリウム2.76g超脱水されたN−メチルピロリドン30.0gを秤りとり、45℃で撹拌した。次いで、化合物−Bを6.4g、化合物−Cを4.4g添加し、60℃で10時間反応した。反応後、室温まで冷却し、酢酸エチル300mLを加え、水200mLで洗浄後、0.01mol/L塩酸水100mL、次いで、水300mlで洗浄後、飽和した塩化トリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮した。この濃縮物をテトラヒドロフラン30mLに溶解し、水500mLにあけ、ろ過し、40℃で8時間真空乾燥し、ポリエステル(PE−6)12.3gを得た。ポリエステル(PE−6)の重量平均分子量は、14700であり、分散度(Mw/Mn)は2.21であった。
コンデンサー及び撹拌機を取り付けた3つ口フラスコに、モノマーとして、モノマー(a)及びモノマー(b)を用い、そのモル比(モノマー(a):モノマー(b))が75:25となるように混合し、全モノマー量の1.2質量倍のメチルイソブチルケトンを加えて溶液とした。この溶液に、開始剤としてアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)を全モノマー量に対して3mol%添加し、70℃で約5時間加熱した。得られた反応混合物を、大量のメタノール/水混合溶媒に注いで樹脂を沈殿させ、この樹脂をろ過し、重量平均分子量12000の(R−1A)を得た。
コンデンサー及び撹拌機を取り付けた3つ口フラスコに、2,2,3,3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1,6−ヘキサンジオール5.2g(東京化成(株)製)、N,N−ジメチルアミノピリジン0.32g(和光純薬(株)製)、ピリジン3.32g(和光純薬(株)製)、超脱水されたテトラヒドロフラン16.0gを秤りとり、室温で撹拌した。次いで、ジメチルマロニルジクロリド(東京化成(株)製)3.38g、を添加し、室温で2時間反応した後、45℃で、8時間撹拌した。これを、分液ロートに移し、酢酸エチル300mLを加え、水100mlで洗浄後、0.5mol/L塩酸水100mlで洗浄し、水100mlで洗浄後、飽和した塩化ナトリウム水溶液200mlで洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥したあと、ろ紙でろ過しながら、ナス型フラスコに移し、エバポレータを用いて濃縮し、(R−2A)を6.9g得た。(R−2A)の重量平均分子量は、13300であり、分散度(Mw/Mn)は2.31であった。
下記表1に示す各成分を表1に示す溶剤に溶解させ、固形分濃度4質量%の溶液を調製し、これを0.05μm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各実施例及び比較例のレジスト組成物を調製した。
なお、表1には、各成分の使用量を記載した。樹脂(A)は1g使用し、添加ポリマー、光酸発生剤、塩基性化合物、界面活性剤、及び溶剤は表1に記載した量(mg)を使用した。
シリコンウエハ上に有機反射防止膜コーティング剤ARC29SR(Brewer社製)を塗布し、205℃で60秒間ベークを行い膜厚98nmの反射防止膜を形成し、その上に、下記表1に示す各実施例及び比較例のレジスト組成物を塗布し、100℃で60秒間に亘ってベークを行い、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。
ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.730、インナーシグマ0.630、XY偏向)を用い、線幅100nmの1:1ラインアンドスペースパターンの6%ハーフトーンマスクを通して露光した。液浸液としては超純水を使用した。その後120℃で、60秒間加熱した後、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド水溶液(2.38質量%)で30秒間現像し、純水でリンスした後、スピン乾燥してレジストパターンを得た。
走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)を用いて、得られたレジストパターンを下記の方法で、現像欠陥及びLWRについて評価した。また、露光前及び現像後の動的後退接触角(DRCA)を下記方法で測定した。結果を下表1に示す。
上記で作製したレジストパターンを走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S−9220)で観察し、ラインパターンの長手方向のエッジ2μmの範囲について、エッジがあるべき基準線からの距離を50ポイント測定し、標準偏差を求め、3σを算出した。値が小さいほど良好な性能であることを示す。
〔現像欠陥〕
シリコンウエハ(12インチ口径)上に、上記のようにして形成したパターン(露光のスキャン速度は、700mm/secとした)について、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、ランダムモードで測定した。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現像欠陥を検出して、単位面積あたりの現像欠陥数(個/cm2)を算出した。なお、1インチは、0.0254mである。値が0.2未満のものをA、0.2以上0.5未満のものをB、0.5以上1.0未満のものをC、1.0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。
シリコンウエハ(8インチ口径)上に調製したレジスト組成物を塗布し、120℃で60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。続いて上記ウエハーを接触角計(ニコン(株)製)のウエハーステージへ設置した。シリンジより純水の液滴を吐出し保持した状態で、レジスト膜へ液滴を接触させた。次いで、シリンジを固定したままウエハーステージを250mm/secの速さで移動させた。ステージ移動中の液滴の後退角を測定し、接触角が安定した値を動的後退角とした。上記接触角の測定は、23±3℃にて実施した。なお、1インチは、0.0254mである。
シリコンウエハ(8インチ口径)上に調製したレジスト組成物を塗布し、120℃で60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。形成されたレジスト膜に対して、ArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製;XT1700i、NA1.20、C−Quad、アウターシグマ0.730、インナーシグマ0.630、XY偏向)を用い、露光した。その後120℃で、60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を得た。続いて上記ウエハーを接触角計(ニコン(株)製)のウエハーステージへ設置した。シリンジより純水の液滴を吐出し保持した状態で、レジスト膜へ液滴を接触させた。次いで、シリンジを固定したままウエハーステージを250mm/secの速さで移動させた。ステージ移動中の液滴の後退角を測定し、接触角が安定した値を動的後退角とした。上記接触角の測定は、23±3℃にて実施した。
窒素気流下、シクロヘキサノン8.6gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに2−アダマンチルイソプロピルメタクリレート9.8g、ジヒドロキシアダマンチルメタクリレート4.4g、ノルボルナンラクトンメタクリレート8.9g、重合開始剤V−601(和光純薬工業(株)製)をモノマーに対し8mol%をシクロヘキサノン79gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、更に80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘキサン800m/酢酸エチル200mlの混合液に20分かけて滴下し、析出した粉体をろ取、乾燥すると、樹脂(A−1)が19g得られた。得られた樹脂の重量平均分子量は、標準ポリスチレン換算で8800、分散度(Mw/Mn)は1.9であった。
同様にして、以下に示す他の樹脂(A)を合成した。
実施例で用いた樹脂(A)の構造、重量平均分子量(Mw)、分散度(Mw/Mn)を以下に示す。また、各樹脂における繰り返し単位の比率はモル比率である。
W−1:メガファックF176(大日本インキ化学工業(株)製、フッ素系)
W−2:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
SL−2: 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)
SL−5: γ−ブチロラクトン
Claims (15)
- (A)酸の作用により分解し極性が増大する基を有する樹脂、(B)酸分解性基を有するポリエステル、及び(C)光酸発生剤を含む、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記(B)ポリエステルの含有量が、前記感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分に対して、0.1質量%以上15質量%以下である、請求項1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
- 前記(B)ポリエステルが、下記一般式(RZ−1)〜(RZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、請求項1又は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(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。 - 前記(B)ポリエステルが、下記一般式(QZ−1)〜(QZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、請求項1〜3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(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。 - 前記(B)ポリエステルが、側鎖に下記一般式(EZ−1)で表される基を有する、請求項1〜4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(B)ポリエステルが、下記一般式(1)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。
- 前記一般式(1)中のE1及びE2がそれぞれ独立に下記一般式(1a)〜(1e)のいずれかで表される基である、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(1b)中、W2及びW3は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z1はシクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1c)中、W4、W5及びW6は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z2及びZ3は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表す。
一般式(1d)中、W7及びW8は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z4は、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y1及びY2は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q5は、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し、k2は、1以上の整数を表す。k2が2以上の整数を表す場合、複数のY1、複数のY2、及び複数のQ5はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
一般式(1e)中、W9、W10及びW11は、それぞれ独立に、単結合又はアルキレン基若しくはシクロアルキレン基を表し、Z5及びZ6は、それぞれ独立に、シクロアルキレン基、ヘテロ原子を含んでもよいスピロ環基、又はアリーレン基を表し、Y3、Y4、Y5及びY6は、それぞれ独立に、単結合又は2価の連結基を表し、Q6及びQ7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、又はアリール基を表し、k3及びk4は、それぞれ独立に、1以上の整数を表す。k3が2以上の整数を表す場合、複数のY3、複数のY4、及び複数のQ6はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。k4が2以上の整数を表す場合、複数のY5、複数のY6、及び複数のQ7はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。 - 前記(B)ポリエステルが、フッ素原子を含有する、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。
- 請求項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により形成された感活性光線性又は感放射線性膜。
- 請求項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によって感活性光線性又は感放射線性膜を形成する工程、
前記感活性光線性又は感放射線性膜に活性光線又は放射線を照射する工程、及び、
前記活性光線又は放射線が照射された感活性光線性又は感放射線性膜を、現像液を用いて現像する工程、を有するパターン形成方法。 - 前記現像液が、アルカリ現像液又は有機溶剤を含む現像液である、請求項10に記載のパターン形成方法。
- 請求項10又は請求項11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(RZ−1)〜(RZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有するポリエステル。
一般式(RZ−2)中、M2及びM3は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL3及びTL4は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL3とTL4は互いに結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−3)中、M4及びM5は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL5及びTL6は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL1は環構造を表す。ZL1はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(RZ−4)中、M6及びM7は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL7及びTL8は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL2は環構造を表す。ZL2はスピロ環構造を表しても良い。*は結合位置を表す。 - 下記一般式(QZ−1)〜(QZ−4)のいずれかで表される基を少なくとも1種有する、ポリエステル。
一般式(QZ−2)中、M12及びM13は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL13及びTL14は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又はアリール基を表し、TL13とTL14は互いに結合して環を形成しても良い。X12は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。X12はTL13及びTL14の少なくとも一方と結合して環を形成しても良い。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−3)中、M14及びM15は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL15及びTL16は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL3は環構造を表す。ZL3はスピロ環構造を表しても良い。X13は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。
一般式(QZ−4)中、M16及びM17は各々独立に、単結合又は2価の連結基を表し、TL17及びTL18は各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はハロゲン原子を表す。ZL4は環構造を表す。ZL4はスピロ環構造を表しても良い。X14は水素原子、ハロゲン原子、又は1価の有機基を表す。*は結合位置を表す。 - 側鎖に下記一般式(EZ−1)で表される基を有する、ポリエステル。
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