TW201837608A - 光阻組成物及光阻圖型形成方法 - Google Patents

光阻組成物及光阻圖型形成方法 Download PDF

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長峰高志
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Abstract

本發明係關於藉由曝光而產生酸,且藉由酸的作用而對於顯像液的溶解性產生變化的光阻組成物,其為含有藉由酸的作用而對於顯像液的溶解性產生變化之基材成分(A)與藉由曝光而產生酸的酸產生劑成分(B),前述酸產生劑成分(B)含有2種化合物者為特徵之光阻組成物。

Description

光阻組成物及光阻圖型形成方法
本發明係關於光阻組成物及光阻圖型形成方法。   本案為依據於2017年1月16日在日本申請之特願2017-005036號而主張優先權,該內容沿用於此。
對於光刻技術,例如於基板上形成由光阻材料所成的光阻膜,對於該光阻膜,介著形成所定圖型之光罩,以光、電子線等放射線進行選擇性曝光,施予顯影處理後於前述光阻膜形成所定形狀之光阻圖型的步驟而進行。   將進行曝光的部分可溶解於顯像液之特性起變化的光阻材料稱為正型,將進行曝光的部分不可溶解於顯像液之特性起變化的光阻材料稱為負型。   近年來,對於半導體元件或液晶顯示元件之製造,比起光刻技術之進歩,圖型的微型化更急速地進行。   作為微型化之方法,一般進行曝光光源之短波長化(高能量化)。具體而言,過去雖使用g線、i線作為代表的紫外線,現在開始量產使用KrF準分子激光或ArF準分子激光的半導體元件。又,對於藉由這些準分子激光的短波長(高能量)之電子線、EUV(極紫外線)或X線等亦被檢討著。
化學增幅型的光阻組成物含有酸產生劑,藉由經該酸產生劑產生的酸之作用,對於顯像液的溶解性產生變化。因自酸產生劑所產生的酸之作用會大大地影響到光刻特性,故有關酸產生劑之種種被檢討著。例如專利文獻1~3中揭示採取使用具有所定結構的化合物之酸產生劑的光阻組成物。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2014-209203號公報   [專利文獻2]日本特開2013-92618號公報   [專利文獻3]日本特開2012-83385號公報
[發明所解決的問題]
光刻技術的突飛猛進、應用領域的擴大等進行中,對於光阻組成物,其光刻特性的改善有更一層的需求。   然而,例如對於前述專利文獻1~3所記載的光阻組成物,由進一步提高光阻圖型形成時的高感度化等光刻特性之觀點來看,亦有改良的空間。   本發明係為有鑑於上述情事所成者,以提供具有優良光刻特性的光阻組成物及使用該光阻組成物之光阻圖型形成方法為課題。 [解決課題的手段]
本發明者們發現含於光阻組成物的酸產生劑成分中因含有2種特定化合物而可提高感度或圖型尺寸等光刻特性,因而完成本發明。   本發明之第1態樣為藉由曝光而產生酸,且藉由酸作用對於顯像液之溶解性產生變化的光阻組成物,其特徵為含有藉由酸作用對顯像液的溶解性產生變化的基材成分(A)及藉由曝光產生酸的酸產生劑成分(B),前述酸產生劑成分(B)為含有下述一般式(b1)所示化合物與下述一般式(b2)所示化合物者。
[一般式(b1)中,Rb11 為具有取代基的芳基。Rb12 及Rb13 為各獨立表示可具有取代基之碳數1~10的烷基、乙醯基、碳數1~10的烷氧基、羧基或羥基。nb12為0~2的整數,nb13為0~4的整數。X- 為對負離子。]
[一般式(b2)中,R201 ~R203 為各獨立表示可具有取代基之芳基。Z- 為對負離子。]
本發明之第2態樣為含有於支持體上使用如前述本發明之第1態樣的光阻組成物而形成光阻膜之步驟、曝光前述光阻膜之步驟及使前述曝光後的光阻膜進行顯影而形成光阻圖型之步驟的光阻圖型形成方法。 [發明之效果]
依據本發明可提供使用具有優良光刻特性的光阻組成物及該光阻組成物的光阻圖型形成方法。 [實施發明的形態]
所謂本案說明書及申請專利範圍中之「脂肪族」為芳香族之相對概念,其為定義為不具有芳香族性的基、化合物等意思。   「烷基」若無特別說明下為包含直鏈狀、分支鏈狀及環狀的1價飽和烴基者。   「伸烷基」若無特別說明下包含直鏈狀、分支鏈狀及環狀的2價飽和烴基者。烷氧基中的烷基亦相同。   「鹵化烷基」為烷基的氫原子之一部分或全部被鹵素原子所取代之基,作為該鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子。   「氟化烷基」或「氟化伸烷基」為烷基或伸烷基的氫原子之一部分或全部被氟原子所取代的基。   所謂「構成單位」表示構成高分子化合物(樹脂、聚合物、共聚物)的單體單位(單聚體單位)。   所謂「由丙烯酸酯衍生的構成單位」表示將丙烯酸酯的乙烯性雙鍵經開裂所構成之構成單位。   「丙烯酸酯」為丙烯酸(CH2 =CH-COOH)的羧基末端之氫原子由有機基所取代的化合物。   丙烯酸酯為鍵結於α位碳原子之氫原子可由取代基所取代。取代該藉由於α位的碳原子之氫原子的取代基(Rα )為氫原子以外的原子或基,例如可舉出碳數1~5的烷基、碳數1~5的鹵化烷基、羥基烷基等。且所謂丙烯酸酯的α位碳原子若無特別說明下表示羰基所鍵結之碳原子。   以下有時將鍵結於α位碳原子的氫原子由取代基所取代的丙烯酸酯稱為α取代丙烯酸酯。又,包含丙烯酸酯與α取代丙烯酸酯有時稱為「(α取代)丙烯酸酯」。   所謂「由羥基苯乙烯衍生物所衍生的構成單位」表示羥基苯乙烯或者羥基苯乙烯衍生物的乙烯性雙鍵經開裂所構成的構成單位。   所謂「羥基苯乙烯衍生物」表示含有羥基苯乙烯的α位氫原子經烷基、鹵化烷基等其他取代基所取代者,以及這些衍生物之概念。作為這些衍生物,可舉出α位氫原子可由取代基所取代的羥基苯乙烯之羥基的氫原子由有機基所取代者、α位氫原子可由取代基所取代的羥基苯乙烯之苯環上鍵結羥基以外的取代基者等。且,所謂α位(α位之碳原子)若無特別說明下表示苯環所鍵結的碳原子。   作為取代羥基苯乙烯的α位氫原子之取代基,可舉出作為在前述α取代丙烯酸酯中作為α位取代基所舉出的同樣者。   所謂「由乙烯基安息香酸或者乙烯基安息香酸衍生物所衍生的構成單位」表示乙烯基安息香酸或者乙烯基安息香酸衍生物的乙烯性雙鍵經開裂所構成的構成單位。   所謂「乙烯基安息香酸衍生物」表示包含乙烯基安息香酸的α位氫原子由烷基、鹵化烷基等其他取代基所取代者,以及這些衍生物之概念。作為這些衍生物,可舉出α位氫原子可由取代基所取代的乙烯基安息香酸之羧基的氫原子以有機基所取代者、α位氫原子可由取代基所取代的乙烯基安息香酸之苯環上鍵結羥基及羧基以外的取代基者等。且所謂α位(α位碳原子)若無特別說明下表示鍵結苯環的碳原子者。   所謂「苯乙烯衍生物」表示苯乙烯的α位氫原子由烷基、鹵化烷基等其他取代基所取代者。   所謂「由苯乙烯衍生的構成單位」、「由苯乙烯衍生物衍生的構成單位」表示苯乙烯或苯乙烯衍生物之乙烯性雙鍵經開裂所構成的構成單位。   作為上述α位取代基的烷基,以直鏈狀或分支鏈狀的烷基為佳,具體可舉出碳數1~5的烷基(甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基)等。   又,作為α位取代基的鹵化烷基,具體可舉出將上述「作為α位取代基的烷基」之氫原子的一部分或全部由鹵素原子所取代之基。作為該鹵素原子可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別以氟原子為佳。   又,作為α位取代基的羥基烷基,具體可舉出將上述「作為α位取代基的烷基」的氫原子之一部分或全部由羥基所取代的基。該羥基烷基中之羥基的數以1~5為佳,以1為最佳。   若記載「可具有取代基」時,包含將氫原子(-H)由1價基所取代與將伸甲基(-CH2 -)由2價基所取代之雙方。   所謂「曝光」表示包含放射線之全照射的概念。   對於本案說明書及申請專利範圍,存在化學式所示結構所造成的不對稱碳,而可存在對映異構物(enantiomer)或非對映異構物(diastereomer),此時以一種形式代表這些異構物。這些異構物可單獨使用,亦可作為混合物使用。
<光阻組成物>   本實施形態的光阻組成物為,藉由曝光而產生酸,且藉由酸的作用而對於顯像液的溶解性產生變化之光阻組成物,含有藉由酸的作用對於顯像液的溶解性產生變化之基材成分(A)與藉由曝光產生酸的酸產生劑成分(B)。
以下,對於欲形成光阻圖型的光阻組成物進行說明。   本發明中之光阻組成物為藉由曝光而產生酸,且藉由酸的作用對於顯像液的溶解性產生變化之光阻組成物。   對於本發明,光阻組成物為含有藉由酸的作用對於顯像液的溶解性產生變化之基材成分(A)(以下亦稱為「(A)成分」)與藉由曝光產生酸的酸產生劑成分(B)。   使用該光阻組成物而形成光阻膜,對於該光阻膜進行選擇性曝光時,在曝光部產生酸,藉由該酸的作用使(A)成分對於顯像液的溶解性產生變化下,因在未曝光部中(A)成分對於顯像液的溶解性未產生變化,故在曝光部與未曝光部之間產生對於顯像液的溶解性之差。因此,若使該光阻膜進顯影時,該光阻組成物為正型之情況時,曝光部會被溶解除去而形成正型光阻圖型,若該光阻組成物為負型之情況時,未曝光部會被溶解除去而形成負型光阻圖型。   本案說明書中,將曝光部被溶解除去而形成正型光阻圖型之光阻組成物稱為正型光阻組成物,將未曝光部被溶解除去而形成負型光阻圖型之光阻組成物稱為負型光阻組成物。   本發明中,光阻組成物可為正型光阻組成物,亦可為負型光阻組成物。   又,本發明中,光阻組成物可為使用在光阻圖型形成時的顯影處理中使用鹼顯像液的鹼顯影製程上,亦可使用在該顯影處理中使用含有有機溶劑之顯像液(有機系顯像液)的溶劑顯影製程上,以使用於溶劑顯影製程者為佳。
≪(A)成分≫   對於本發明,所謂「基材成分」為具有膜形成能之有機化合物,可使用較佳分子量為500以上的有機化合物。藉由該有機化合物之分子量為500以上,可提高膜形成能,另外亦可容易形成奈米水準之感光性樹脂圖型。   作為基材成分使用的有機化合物可大分為非聚合物與聚合物。   作為非聚合物,通常使用分子量為500以上且未達4000者。以下稱為「低分子化合物」之情況時表示分子量為500以上且未達4000之非聚合物。   作為聚合物,通常使用分子量為1000以上者。以下稱為「樹脂」時表示分子量為1000以上的聚合物。   作為聚合物的分子量,其為使用藉由GPC(凝膠滲透層析法)之聚苯乙烯換算的重量平均分子量者。   作為(A)成分可使用樹脂,亦可使用低分子化合物,又可合併使用此等。   (A)成分為增大藉由酸的作用而對顯像液之溶解性者。   又,本發明中之(A)成分亦可為藉由曝光而產生酸者。
對於本發明,(A)成分以含有高分子化合物(A1)者為佳,高分子化合物(A1)為具有含有藉由酸的作用使極性增大的酸分解性基之構成單位(以下亦稱為「構成單位(a1)」),及具有含有-SO2 -環式基、含有內酯的環式基、含有碳酸酯的環式基或此等以外的雜環式基的構成單位(以下亦稱為「構成單位(a2)」)。
(構成單位(a1))   構成單位(a1)為含有藉由酸的作用使極性增大的酸分解性基之構成單位。   「酸分解性基」為具有藉由酸的作用,使該酸分解性基之結構中的至少一部分鍵結可開裂而產生酸分解性之基。   作為藉由酸的作用使極性增大之酸分解性基,例如可舉出藉由酸的作用經分解而產生極性基之基。   作為極性基,例如可舉出羧基、羥基、胺基、磺酸基(-SO3 H)等。此等中,亦以結構中含有-OH之極性基(以下亦稱為「含有OH的極性基」)為佳,以羧基或羥基為較佳,以羧基為特佳。   作為酸分解性基,更具體可舉出前述極性基以酸解離性基進行保護的基(例如將含有OH的極性基之氫原子以酸解離性基進行保護的基)。   其中所謂「酸解離性基」表示具有以下雙方者,   (i)具有藉由酸的作用,使該酸解離性基與鄰接於該酸解離性基的原子之間的鍵結可被開裂之酸解離性的基,或   (ii)藉由酸的作用使一部分的鍵結經開裂後,進一步藉由產生脫碳酸反應,使該酸解離性基與鄰接該酸解離性基的原子之間的鍵結可開裂之基。   構成酸分解性基的酸解離性基必須為,比藉由該酸解離性基的解離所生成的極性基更為極性低的基,藉此於藉由酸的作用之該酸解離性基解離時,產生比該酸解離性基更為極性高的極性基而使極性增大。其結果為增大(A1)成分全體之極性。藉由增大極性,相對地對於顯像液的溶解性產生變化,顯像液在有機系顯像液之情況下其溶解性會減少。
作為酸解離性基,雖無特別限定,可使用至今作為化學增幅型光阻用的基礎樹脂之酸解離性基而提案者。   上述極性基中,作為保護羧基或羥基的酸解離性基,例如可舉出下述一般式(a1-r-1)所示酸解離性基(以下有時簡稱為「縮醛型酸解離性基」)。
[式中,Ra’1 、Ra’2 為氫原子或烷基,Ra’3 為烴基,Ra’3 為與Ra’1 、Ra’2 中任一者鍵結後可形成環。*表示結合鍵]。
一般式(a1-r-1)中,作為Ra’1 、Ra’2 的烷基,對於上述α取代丙烯酸酯進行說明中,可舉出與作為可鍵結於α位碳原子的取代基所舉出的相同烷基者,以甲基或乙基為佳,以甲基為最佳。
作為Ra’3 的烴基,以碳數1~20的烷基為佳,以碳數1~10的烷基為較佳;直鏈狀或分支鏈狀的烷基為佳,具體可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基、1,1-二甲基乙基、1,1-二乙基丙基、2,2-二甲基丙基、2,2,-二甲基丁基等。
Ra’3 為環狀的烴基時,可為脂肪族,亦可為芳香族,又可為多環式,更可為單環式。作為單環式的脂環式烴基,以自單環烷烴除去1個氫原子的基為佳。作為該單環烷烴以碳數3~8者為佳,具體可舉出環戊烷、環己烷、環辛烷等。作為多環式的脂環式烴基,以自聚環烷烴除去1個氫原子的基為佳,作為該聚環烷烴以碳數7~12者為佳,具體可舉出金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等。
成為芳香族烴基時,作為所含的芳香環,具體為苯、聯苯基、芴、萘、蒽、菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環之碳原子的一部分由雜原子所取代的芳香族雜環等可舉出。作為芳香族雜環中之雜原子,可舉出氧原子、硫原子、氮原子等。   作為該芳香族烴基,具體可舉出自前述芳香族烴環除去1個氫原子之基(芳基);自前述芳基的1個氫原子由伸烷基所取代的基(例如,苯甲基、苯乙基、1-萘甲基、2-萘甲基、1-萘乙基、2-萘乙基等芳基烷基)等。前述伸烷基(芳基烷基中的烷基鏈)的碳數以1~4者為佳,以1~2者為較佳,以1者為特佳。
Ra’3 為與Ra’1 、Ra’2 中任一者鍵結而形成環時,作為該環式基,以4~7員環為佳,以4~6員環為較佳。作為該環式基的具體例子,可舉出四氫吡喃基、四氫呋喃基等。
上述極性基中,作為保護羧基的酸解離性基,例如可舉出下述一般式(a1-r-2)所示酸解離性基(將下述式(a1-r-2)所示酸解離性基之中,由烷基所構者在以下簡稱為「第3級烷基酯型酸解離性基」)。
[一般式(a1-r-2)中,Ra’4 ~Ra’6 為烴基,Ra’5 、Ra’6 彼此鍵結而可形成環。*表示結合鍵。]
作為Ra’4 ~Ra’6 的烴基,可舉出與前述Ra’3 同樣者。Ra’4 以碳數1~5的烷基者為佳。Ra’5 、Ra’6 彼此鍵結而形成環時,可舉出下述一般式(a1-r2-1)所示基。   另一方面,Ra’4 ~Ra’6 彼此互未鍵結而為獨立烴基時,可舉出下述一般式(a1-r2-2)所示基。
[一般式(a1-r2-1)或(a1-r2-2)中,Ra’10 表示碳數1~10的烷基,Ra’11 表示與Ra’10 所鍵結的碳原子共同形成脂肪族環式基之基,Ra’12 ~Ra’14 各獨立表示烴基。*表示結合鍵]。
一般式(a1-r2-1)中,Ra’10 之碳數1~10的烷基之烷基以作為一般式(a1-r-1)中之Ra’3 的直鏈狀或分支鏈狀的烷基而舉出的基為佳。一般式(a1-r2-1)中,Ra’11 所構成的脂肪族環式基以作為一般式(a1-r-1)中之Ra’3 的環狀之烷基所舉出的基為佳。
一般式(a1-r2-2)中,Ra’12 及Ra’14 各獨立以碳數1~10的烷基者為佳,該烷基以作為一般式(a1-r-1)中之Ra’3 的直鏈狀或分支鏈狀的烷基所舉出的基為較佳,碳數1~5的直鏈狀烷基為更佳,甲基或乙基為特佳。   一般式(a1-r2-2)中,Ra’13 以作為於一般式(a1-r-1)中之Ra’3 的烴基所例示的直鏈狀、分支鏈狀或環狀的烷基者為佳。彼等中亦以作為Ra’3 的環狀烷基所舉出的基為較佳。
前述一般式(a1-r2-1)所示基的具體例子可舉出以下者。以下式中,「*」表示結合鍵。
前述一般式(a1-r2-2)所示基的具體例子可舉出以下者。
又,作為上述極性基中保護羥基之酸解離性基,例如可舉出下述一般式(a1-r-3)所示酸解離性基(以下有時簡稱為「第3級烷氧基羰基酸解離性基」)。
[一般式(a1-r-3)中,Ra’7 ~Ra’9 表示烷基。*表示結合鍵。]
一般式(a1-r-3)中,Ra’7 ~Ra’9 以碳數1~5的烷基為佳,以1~3為較佳。   又,各烷基的合計碳數以3~7者為佳,以3~5者為較佳,以3~4者為最佳。
作為構成單位(a1),其為自於α位碳原子所鍵結的氫原子可由取代基所取代的丙烯酸酯所衍生的構成單位,可舉出含有藉由酸的作用而使極性增大的酸分解性基之構成單位;羥基苯乙烯或者由羥基苯乙烯衍生物所衍生的構成單位之羥基中的氫原子之至少一部分藉由含有前述酸分解性基的取代基所保護之構成單位;乙烯基安息香酸或者由乙烯基安息香酸衍生物所衍生的構成單位之 -C(=O)-OH中之氫原子的至少一部分藉由含前述酸分解性基的取代基所保護之構成單位等。
作為構成單位(a1),上述中以由於α位碳原子所鍵結的氫原子可由取代基所取代之丙烯酸酯所衍生的構成單位為佳。   作為構成單位(a1),以下述一般式(a1-1)或(a1-2)所示構成單位為佳。
[一般式(a1-1)或(a1-2)中,R為氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基。Va1 為可具有醚鍵結、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵之2價烴基,na1 為0~2,Ra1 為上述一般式(a1-r-1)~(a1-r-2)所示酸解離性基。   Wa1 為na2 +1價的烴基,na2 為1~3,Ra2 為上述一般式(a1-r-1)或(a1-r-3)所示酸解離性基]。
前述一般式(a1-1)中,碳數1~5的烷基以碳數1~5的直鏈狀或分支鏈狀的烷基為佳,具體可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。碳數1~5的鹵化烷基為前述碳數1~5的烷基之氫原子的一部分或全部由鹵素原子所取代的基。作為該鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特別以氟原子為佳。   作為R,以氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的氟化烷基為佳,由工業上容易獲得之觀點來看以氫原子或甲基為最佳。   Va1 的烴基可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。脂肪族烴基表示不具有芳香族性之烴基。作為Va1 中之2價烴基的脂肪族烴基可為飽和,亦可為不飽和,通常以飽和者為佳。   作為該脂肪族烴基,更具體可舉出直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基、於結構中含有環之脂肪族烴基等。   又,作為Va1 可舉出上述2價烴基可介著醚鍵結、胺基甲酸酯鍵或醯胺鍵所鍵結者。
前述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基以碳數為1~10者為佳,以1~6為較佳,以1~4為更佳,以1~3為最佳。   作為直鏈狀的脂肪族烴基,以直鏈狀的伸烷基為佳,具體可舉出伸甲基[-CH2 -]、伸乙基[-(CH2 )2 -]、三伸甲基[ -(CH2 )3 -]、四伸甲基[-(CH2 )4 -]、五伸甲基[-(CH2 )5 -]等。   作為分支鏈狀之脂肪族烴基,以分支鏈狀的伸烷基為佳,具體可舉出-CH(CH3 )-、-CH(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )2 -、 -C(CH3 )(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )(CH2 CH2 CH3 )-、-C(CH2 CH3 )2 -等烷基伸甲基;-CH(CH3 )CH2 -、-CH(CH3 )CH(CH3 )-、 -C(CH3 )2 CH2 -、-CH(CH2 CH3 )CH2 -、-C(CH2 CH3 )2 -CH2 -等烷基伸乙基;-CH(CH3 )CH2 CH2 -、-CH2 CH(CH3 )CH2 -等烷基三伸甲基;-CH(CH3 )CH2 CH2 CH2 -、-CH2 CH(CH3 )CH2 CH2 -等烷基四伸甲基等烷基伸烷基等。作為烷基伸烷基中之烷基,以碳數1~5的直鏈狀的烷基為佳。
作為於前述結構中含有環之脂肪族烴基,可舉出脂環式烴基(自脂肪族烴環除去2個氫原子之基)、脂環式烴基鍵結於直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基的末端的基、脂環式烴基為介在直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基的途中之基等。作為前述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基,可舉出與前述同樣者。   前述脂環式烴基以碳數為3~20者為佳,以3~12者為較佳。   前述脂環式烴基可為多環式,亦可為單環式。作為單環式之脂環式烴基,以自單環烷烴除去2個氫原子的基為佳。作為該單環烷烴以碳數3~6者為佳,具體可舉出環戊烷、環己烷等。作為多環式的脂環式烴基,以自聚環烷烴除去2個氫原子的基為佳,作為該聚環烷烴以碳數7~12者為佳,具體可舉出金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等。
芳香族烴基為具有芳香環之烴基。   作為前述Va1 中之2價烴基的芳香族烴基,以碳數為3~30者為佳,以5~30者較佳,以5~20為更佳,以6~15為特佳,以6~10為最佳。但,該碳數為不包含取代基中之碳數。   作為具有芳香族烴基之芳香環,具體可舉出苯、聯苯基、芴、萘、蒽、菲等芳香族烴環;構成前述芳香族烴環之碳原子的一部分由雜原子所取代的芳香族雜環等。作為芳香族雜環中之雜原子,可舉出氧原子、硫原子、氮原子等。   作為該芳香族烴基,具體可舉出自前述芳香族烴環除去2個氫原子之基(伸芳基);自前述芳香族烴環除去1個氫原子之基(芳基)的1個氫原子由伸烷基所取代的基(例如可舉出由苯甲基、苯乙基、1-萘甲基、2-萘甲基、1-萘乙基、2-萘乙基等芳基烷基中之芳基進一部除去1個氫原子之基)等。前述伸烷基(芳基烷基中的烷基鏈)的碳數以1~4者為佳,以1~2者為較佳,以1者為特佳。
前述一般式(a1-2)中,Wa1 中之na2 +1價的烴基可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。該脂肪族烴基表示不具有芳香族性之烴基,可為飽和,亦可為不飽和,通常以飽和者為佳。作為前述脂肪族烴基,可舉出直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基、於結構中含有環之脂肪族烴基,或含有直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基與結構中含有環之脂肪族烴基的組合基,具體可舉出與上述一般式(a1-1)之Va1 所示基的相同基。   前述na2 +1價以2~4價為佳,以2或3價為較佳。
作為前述一般式(a1-2)所示構成單位,特別以下述一般式(a1-2-01)所示構成單位為佳。
一般式(a1-2-01)中,Ra2 為上述一般式(a1-r-1)或(a1-r-3)所示酸解離性基。na2 為1~3的整數,以1或2者為佳,以1者為較佳。   c為0~3的整數,以0或1者為佳,以1者為較佳。R與前述相同。   以下舉出上述一般式(a1-1)或(a1-2)所示構成單位之具體例子。以下各式中,Rα 表示氫原子、甲基或三氟甲基。
(A)成分中之構成單位(a1)的比例對於構成(A)成分之全構成單位而以20~80莫耳%為佳,以20~75莫耳%為較佳,以25~70莫耳%為更佳。藉由前述下限值以上,亦可提高感度、解像性、LWR等光刻特性。又,藉由前述上限值以下,可取得與其他構成單位之平衡。
(構成單位(a2))   構成單位(a2)為具有含有-SO2 -的環式基、含有內酯的環式基或含有碳酸酯的環式基之構成單位。   構成單位(a2)的含有-SO2 -的環式基、含有內酯的環式基或含有碳酸酯的環式基為,於將(A)成分使用於光阻膜的形成時,在提高對光阻膜的基板之密著性上為有效者。   且,前述構成單位(a1)為該結構中具有含有-SO2 -的環式基、含有內酯的環式基、含有碳酸酯的環式基者時,該構成單位雖亦相當於構成單位(a2),但如此構成單位為相當於構成單位(a1),並未相當於構成單位(a2)者。
所謂「含有-SO2 -的環式基」表示於該環骨架中具有含有-SO2 -之環的環式基,具體為-SO2 -中之硫原子(S)形成環式基的環骨架之一部分的環式基。將於該環骨架中含有-SO2 -的環作為第一個環而開始數,僅該環時為單環式基,更具有其他環結構時,不管該結構皆稱為多環式基。含有-SO2 -的環式基可為單環式,亦可為多環式。   含有-SO2 -的環式基,特別以含有於該環骨架中含有 -O-SO2 -之環式基,即含有-O-SO2 -中之-O-S-形成環骨架的一部分的磺內酯(sultone)環之環式基者為佳。作為含有 -SO2 -的環式基,更具體可舉出各下述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)所示基。
[式中,Ra’51 各獨立為氫原子、烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基;R”為氫原子或烷基;A”為可含有氧原子或者硫原子之碳數1~5的伸烷基、氧原子或硫原子,n’為0~2的整數]。
前述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)中,A”與後述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中之A”相同。作為Ra’51 中之烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基,與後述之一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中之Ra’21 相同。
舉出下述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)各表示的基之具體例子。式中之「Ac」表示乙醯基。
對於本實施形態,構成單位(a2)為含有-SO2 -的環式基時,在上述中,以前述一般式(a5-r-1)所示基為佳,以使用選自由前述化學式(r-sl-1-1)、(r-sl-1-18)、(r-sl-3-1)及(r-sl-4-1)中任一所示基所成群的至少一種為較佳,以前述化學式(r-sl-1-1)所示基為最佳。
所謂「含有內酯的環式基」表示於該環骨架中具有含有-O-C(=O)-的環(內酯環)之環式基。將內酯環作為第一個環而計算,僅為內酯環時稱為單環式基,進一步具有其他環結構時,不管該結構如何,稱為多環式基。含有內酯的環式基可為單環式基,亦可為多環式基。   作為含有內酯的環式基,並無特別限定,可使用任意者。   具體可舉出下述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的基。以下「*」表示結合鍵。
[式中,Ra’21 各獨立為氫原子、烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基;R”為氫原子或烷基;A”為可含有氧原子或者硫原子之碳數1~5的伸烷基、氧原子或硫原子,n’為0~2的整數,m’為0或1]。
前述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中,A”為可含有氧原子(-O-)或者硫原子(-S-)之碳數1~5的伸烷基、氧原子或硫原子。作為A”中之碳數1~5的伸烷基,以直鏈狀或分支鏈狀的伸烷基為佳,可舉出伸甲基、伸乙基、n-伸丙基、異伸丙基等。該伸烷基為含有氧原子或硫原子時,作為該具體例,可舉出於前述伸烷基的末端或碳原子間介著-O-或-S-的基,例如可舉出-O-CH2 -、-CH2 -O-CH2 -、-S-CH2 -、-CH2 -S-CH2 -等。作為A”,以碳數1~5的伸烷基或 -O-為佳,以碳數1~5的伸烷基為較佳,以伸甲基為最佳。Ra’21 各獨立為烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基。   作為Ra’21 中之烷基,以碳數1~5的烷基為佳。   作為Ra’21 中之烷氧基,以碳數1~6的烷氧基為佳。   該烷氧基以直鏈狀或分支鏈狀者為佳。具體可舉出與作為前述Ra’21 中之烷基所舉出的烷基與氧原子(-O-)連結之基。   作為Ra’21 中之鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。   作為Ra’21 中之鹵化烷基,可舉出前述Ra’21 中之烷基的氫原子之一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。作為該鹵化烷基,以氟化烷基為佳,特別以全氟烷基為佳。   R”為氫原子或烷基,作為R”的烷基,以碳數1~5的烷基為佳。
下述舉出一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的基之具體例子。
對於本實施形態,構成單位(a2)以前述一般式(a2-r-1)或(a2-r-2)各表示的基為佳,以前述化學式(r-lc-1-1)~(r-lc-2-7)各表示的基為較佳。
所謂「含有碳酸酯的環式基」表示於該環骨架中具有含有-O-C(=O)-O-的環(碳酸酯環)之環式基。將碳酸酯環作為第一個環而計算,僅為碳酸酯環時稱為單環式基,進一步具有其他環結構時,不管該結構如何,稱為多環式基。含有碳酸酯的環式基可為單環式基,亦可為多環式基。   作為碳酸酯環含有環式基,並無特別限定,可使用任意者。具體可舉出下述一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)各表示的基。
[式中,Ra’x31 各獨立為氫原子、烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、-COOR”、-OC(=O)R”、羥基烷基或氰基;R”為氫原子或烷基;A”為可含有氧原子或者硫原子之碳數1~5的伸烷基、氧原子或硫原子,q’為0或1。p’為0~3的整數]。
前述一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)中之A”與前述一般式(a2-r-1)中之A”相同。   Ra’31 中之烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、 -COOR”、-OC(=O)R”,作為羥基烷基可舉出與各前述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)中之Ra’21 之說明所舉出的相同者。
下述舉出一般式(ax3-r-1)~(ax3-r-3)各所表示的基之具體例子。
構成單位(a2)以下述一般式(a2-1)所示構成單位者為佳。
[一般式(a2-1)中,R表示氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基,Ya21 表示單鍵或2價連結基,La21 表示-O-、-COO-、-CON(R’)-、-OCO-、-CONHCO-或 -CONHCS-,R’表示氫原子或甲基。但La21 表示-O-時,Ya21 不表示-CO-。Ra21 為-SO2 -含有環式基、含有內酯的環式基或含有碳酸酯的環式基]。
作為Ya21 的2價連結基,並無特別限定,但可舉出作為可具有取代基之2價烴基、含有雜原子之2價連結基等較佳者。
・可具有取代基的2價烴基   作為2價連結基之烴基,可為脂肪族烴基,亦可為芳香族烴基。   脂肪族烴基表示不具有芳香族性之烴基。該脂肪族烴基可為飽和,亦可為不飽和,通常以飽和者為佳。   作為前述脂肪族烴基,可舉出直鏈狀或者分支鏈狀的脂肪族烴基或於結構中含有環之脂肪族烴基等,具體可舉出上述一般式(a1-1)中之Va1 所例示的基。
前述直鏈狀或分支鏈狀之脂肪族烴基可具有取代基,亦可不具有取代基。作為該取代基,可舉出氟原子、由氟原子所取代的碳數1~5的氟化烷基、羰基等。
作為前述於結構中含有環的脂肪族烴基,可舉出可含有於環結構中含有雜原子的取代基之環狀脂肪族烴基(自脂肪族烴環除去2個氫原子之基)、前述環狀脂肪族烴基於直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基的末端上鍵結之基、前述環狀脂肪族烴基於直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基之途中介在的基等。作為前述直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基可舉出與前述相同者。   環狀脂肪族烴基的碳數以3~20為佳,以3~12為較佳。   作為環狀脂肪族烴基,具體可舉出上述一般式(a1-1)中之Va1 所例示之基。   環狀脂肪族烴基為可具有取代基,亦可不具有取代基。作為該取代基,可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基等。   作為前述取代基的烷基,以碳數1~5的烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。   作為前述取代基的烷氧基,以碳數1~5的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為佳、甲氧基、乙氧基為最佳。   作為前述取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。   作為前述取代基的鹵化烷基,可舉出前述烷基的氫原子之一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。   環狀脂肪族烴基中,構成該環結構的碳原子之一部分可由含有雜原子之取代基所取代。作為該含有雜原子之取代基,以-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2 -、-S(=O)2 -O-為佳。
作為2價烴基的芳香族烴基,具體可舉出上述一般式(a1-1)中之Va1 所例示的基。   前述芳香族烴基中,該芳香族烴基所具有的氫原子可由取代基所取代。例如,於該芳香族烴基中之芳香環所鍵結的氫原子可由取代基所取代。作為該取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基等。   作為前述取代基的烷基,以碳數1~5的烷基為佳,甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。   作為前述取代基的烷氧基、鹵素原子及鹵化烷基,可舉出作為取代前述環狀脂肪族烴基所具有的氫原子之取代基而例示者。
・含有雜原子之2價連結基   所謂含有雜原子的2價連結基中之雜原子為碳原子及氫原子以外之原子,例如可舉出氧原子、氮原子、硫原子、鹵素原子等。
若Ya21 為含有雜原子的2價連結基時,作為該連結基較佳者,可舉出-O-、-C(=O)-O-、-C(=O)-、-O-C(=O)-O-、-C(=O)-NH-、-NH-、-NH-C(=NH)-(H可由烷基、醯基等取代基所取代)、-S-、-S(=O)2 -、-S(=O)2 -O-、一般式-Y21 -O-Y22 -、-Y21 -O-、-Y21 -C(=O)-O-、-C(=O)-O--Y21 、[Y21 -C(=O)-O]m’ -Y22 -或-Y21 -O-C(=O)-Y22 -所示基[式中,Y21 及Y22 為各獨立可具有取代基的2價烴基,O為氧原子,m’為0~3的整數]等。   前述含有雜原子的2價連結基為-C(=O)-NH-、-NH-、 -NH-C(=NH)-時,該H可由烷基、醯基等取代基所取代。該取代基(烷基、醯基等)以碳數為1~10者為佳,以1~8者更佳,以1~5者為特佳。   式-Y21 -O-Y22 -、-Y21 -O-、-Y21 -C(=O)-O-、-C(=O)-O-Y21 、-[Y21 -C(=O)-O]m’ -Y22 -或-Y21 -O-C(=O)-Y22 -中,Y21 及Y22 各獨立為可具有取代基之2價烴基。作為該2價烴基,可舉出作為前述2價連結基的說明中舉出的「可具有取代基的2價烴基」之相同者。   作為Y21 ,以直鏈狀脂肪族烴基為佳,以直鏈狀伸烷基為較佳,以碳數1~5的直鏈狀伸烷基為更佳,以伸甲基或伸乙基為特佳。   作為Y22 ,以直鏈狀或分支鏈狀脂肪族烴基為佳,以伸甲基、伸乙基或烷基伸甲基為較佳。該烷基伸甲基中之烷基,以碳數1~5的直鏈狀烷基為佳,以碳數1~3的直鏈狀烷基為較佳,以甲基為最佳。   式-[Y21 -C(=O)-O]m’ -Y22 -所示基中,m’為0~3的整數,以0~2的整數為佳,以0或1為較佳,以1為特佳。換言之,作為式-[Y21 -C(=O)-O]m’ -Y22 -所示基,式-Y21 -C(=O)-O-Y22 -所示基為特佳。其中亦以式-(CH2 )a’ -C(=O)-O-(CH2 )b’ -所示基為佳。該式中,a’為、1~10的整數,以1~8的整數為佳,以1~5的整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。b’為1~10的整數,以1~8的整數為佳,以1~5的整數為較佳,以1或2為更佳,以1為最佳。
對於本實施形態,作為Ya21 ,以單鍵、酯鍵結[-C(=O)-O-]、醚鍵結(-O-)、直鏈狀或者分支鏈狀的伸烷基或這些組合者為佳。
前述一般式(a2-1)中,Ra21 為前述含有-SO2 -的環式基、前述含有內酯的環式基或前述含有碳酸酯的環式基。
具有(A)成分的構成單位(a2)可為1種,亦可為2種以上。   (A)成分若具有構成單位(a2)時,構成單位(a2)的比例對於構成該(A)成分的全構成單位之合計而言以1~80莫耳%為佳,以5~70莫耳%為較佳,以10~65莫耳%為更佳,以10~60莫耳%為特佳。將構成單位(a2)的比例作為前述下限值以上時,可充分得到藉由含有構成單位(a2)的效果,若為前述上限值以下時,可取得與其他構成單位的平衡,種種光刻特性及圖型形狀變的良好。
(A1)成分除上述構成單位(a1)及(a2)以外,亦可具有以下構成單位(a3)及/或構成單位(a4)。
(構成單位(a3))   構成單位(a3)為具有含有極性基的脂肪族烴基之構成單位(但,除去相當於上述構成單位(a1)或(a2)者)。   (A1)成分因藉由具有構成單位(a3),可提高(A)成分之親水性,賦予解像性之提升。   作為極性基,可舉出羥基、氰基、羧基、烷基的氫原子之一部分由氟原子所取代的羥基烷基等,特佳為羥基。   作為脂肪族烴基,可舉出碳數1~10的直鏈狀或分支鏈狀烴基(較佳為伸烷基)或環狀脂肪族烴基(環式基)。作為該環式基,可為單環式基,亦可為多環式基,例如對於ArF準分子激光用光阻組成物用之樹脂,可適宜地選自多數被提案者後使用。作為該環式基,以多環式基者為佳,以碳數為7~30者為較佳。   其中亦以自包含具有羥基、氰基、羧基或烷基的氫原子之一部分由氟原子所取代的羥基烷基之脂肪族多環式基的丙烯酸酯所衍生的構成單位為較佳。作為該多環式基,可例示出自聯環烷烴、三環烷烴、四環烷烴等除去2個以上氫原子之基等。具體可舉出自金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去2個以上氫原子的基等。這些多環式基之中,亦以自金剛烷除去2個以上氫原子的基、自降冰片烷除去2個以上氫原子的基、自四環十二烷除去2個以上氫原子的基在工業上為較佳。
作為構成單位(a3),若具有含有極性基的脂肪族烴基者即可,並無特別限定,可使用任意者。   作為構成單位(a3),以自於α位碳原子所鍵結的氫原子可由取代基所取代的丙烯酸酯所衍生之構成單位,具有含有極性基的脂肪族烴基之構成單位為佳。   作為構成單位(a3),於含有極性基的脂肪族烴基中之烴基為碳數1~10的直鏈狀或分支鏈狀烴基時,以自丙烯酸的羥基乙基酯所衍生的構成單位為佳,於該烴基為多環式基時,可舉出下述一般式(a3-1)所示構成單位、一般式(a3-2)所示構成單位、一般式(a3-3)所示構成單位為較佳者。
[一般式(a3-1)~(a3-3)中,R為氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基,j為1~3的整數,k為1~3的整數,t’為1~3的整數,l為1~5的整數,s為1~3的整數]
一般式(a3-1)~(a3-3)中,有關R之說明與前述相同。   一般式(a3-1)中,j以1或2者為佳,以1者為更佳。j為2時,羥基以於金剛烷基的第3位與第5位鍵結者為佳。j為1時,羥基以於金剛烷基的第3位鍵結者為佳。   j以1者為佳,羥基以於金剛烷基的第3位鍵結者為特佳。
一般式(a3-2)中,k以1者為佳。氰基以於降冰片基的第5位或第6位鍵結者為佳。   一般式(a3-3)中,t’以1者為佳。l以1者為佳。s以1者為佳。這些以於丙烯酸的羧基之末端上鍵結2-降冰片基或3-降冰片基者為佳。氟化烷基醇以於降冰片基的第5或第6位鍵結者為佳。
含有(A1)成分的構成單位(a3)可為1種,亦可為2種以上。   (A1)成分中,構成單位(a3)的比例對於構成該樹脂成分(A1)之全構成單位的合計而言,以5~50莫耳%者為佳,以5~40莫耳%者為較佳,以5~25莫耳%者為更佳。   藉由將構成單位(a3)的比例設定在前述下限值以上時,可充分得到藉由含有構成單位(a3)的效果,藉由設定在前述上限值以下時,容易取得與其他構成單位的平衡。
(構成單位(a4))   構成單位(a4)為含有酸非解離性環式基的構成單位。(A1)成分藉由具有構成單位(a4),可提高所形成的光阻圖型之乾蝕刻耐性。又,提高(A1)成分的疏水性。疏水性的提高,特別在有機溶劑顯影的情況下,可賦予解像性、光阻圖型形狀等提高。   所謂於構成單位(a4)中之「酸非解離性環式基」表示藉由曝光,自後述(B)成分產生酸時,即使該酸起作用亦不會使其進行解離,會直接殘留於該構成單位中之環式基。   作為構成單位(a4),例如以自含有酸非解離性脂肪族環式基的丙烯酸酯所衍生的構成單位等為佳。該環式基,例如可例示出與前述構成單位(a1)時所例示的相同者,作為使用於ArF準分子激光用、KrF準分子激光用(較佳為ArF準分子激光用)等光阻組成物的樹脂成分者,可使用自過去為已知的多數者。   特別以選自三環癸基、金剛烷基、四環十二烷基、異冰片基、降冰片基的至少1種者,由工業上容易獲得的觀點來看為佳。這些多環式基可具有作為取代基的碳數1~5的直鏈狀或分支鏈狀烷基。   作為構成單位(a4),具體可例示出下述一般式(a4-1)~(a4-7)中任一所示構成單位。
[式(a4-1)~(a4-7)中,Rα 表示氫原子、甲基或三氟甲基]。
(A1)成分所含有的構成單位(a4)可為1種,亦可為2種以上。   使構成單位(a4)含於(A1)成分中時,構成單位(a4)的比例對於構成(A1)成分的全構成單位之合計而言,以1~30莫耳%者為佳,以10~20莫耳%者為較佳。
(A1)成分以具有構成單位(a1)及(a2)之共聚物者為佳,以具有構成單位(a1)、(a2)及(a3)之共聚物者為較佳。
(A1)成分為將衍生為各構成單位的單體,例如可藉由使用如偶氮二異丁腈(AIBN)、偶氮二異丁酸二甲基的自由基聚合起始劑的公知自由基聚合等進行聚合而獲得。   又,於(A1)成分中,於上述聚合時,例如,藉由併用如HS-CH2 -CH2 -CH2 -C(CF3 )2 -OH的連鎖移動劑,於末端可導入-C(CF3 )2 -OH基。導入如此烷基的氫原子之一部分由氟原子所取代的羥基烷基之共聚物對於顯影缺陷之減低或LER(線邊緣粗糙度:線側壁的不均勻凹凸)之減低為有效。
對於本實施形態,(A1)成分的重量平均分子量(Mw)(藉由凝膠滲透層析法之聚苯乙烯換算基準)並未特別限定,以1000~50000為佳,以1500~30000為較佳,以2000~20000為最佳。若在該範圍的上限值以下時,作為光阻使用時對光阻溶劑有著充分溶解性,在該範圍的下限值以上時,耐乾蝕刻性或光阻圖型截面形狀為良好。   分散度(Mw/Mn)並無特別限定,以1.0~5.0為佳,以1.0~4.0為較佳,以1.0~3.0為最佳。且Mn表示數平均分子量。
(A1)成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。   基材成分(A)中的(A1)成分之比例對於基材成分(A)的總質量而言,以25質量%以上為佳,以50質量%為較佳,以75質量%為更佳,亦可為100質量%。該比例若為25質量%以上時,可進一步提高光刻特性。
對於本實施形態,(A)成分可單獨使用1種,亦可併用2種以上。   對於本實施形態,(A)成分的含有量可配合所要形成的光阻膜厚等做調整即可。
≪酸產生劑成分;(B)成分≫   對於本實施形態,含有光阻組成物的酸產生劑成分為含有一般式(b1)所示化合物(以下有時記載「化合物(b1)」)與一般式(b2)所示化合物(以下有時記載「化合物(b2)」)。
[化合物(b1)]   化合物(b1)為下述一般式(b1)所示化合物。
[一般式(b1)中,Rb11 為具有取代基的芳基,Rb12 及Rb13 為各獨立表示可具有取代基之碳數1~10的烷基、乙醯基、碳數1~10的烷氧基、羧基或羥基。nb12為0~2的整數,nb13為0~4的整數。X- 為對負離子。]
・陽離子部 (Rb11 )   一般式(b1)中,Rb11 為具有取代基的芳基。作為Rb11 的芳基,可舉出碳數6~20的芳基。作為Rb11 的芳基,以苯基或萘基為佳,以苯基為較佳。
作為Rb11 所具有的取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基烷基、羥基、羰基、硝基等。   作為取代基的烷基,以碳數1~20的烷基為佳,以碳數1~15的烷基較佳,以碳數2~5的烷基為特佳。烷基可為直鏈狀亦可為分支鏈狀。   作為烷基的具體例子,可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基、n-戊基、n-己基、n-庚基、n-辛基、n-壬基、n-癸基、n-十一烷基、n-十二烷基等。其中亦以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為佳、tert-丁基為最佳。   作為取代基的烷氧基,以碳數1~5的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為較佳,以甲氧基、乙氧基為最佳。   作為取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等。   作為取代基的鹵化烷基為碳數1~5的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基等氫原子的一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。   作為取代基的羥基烷基,可舉出碳數1~5的烷基之氫原子的一部分或全部由羥基所取代的基。作為前述碳數1~5的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基等。
使用於鹼顯影製程的光阻組成物之情況,在上述取代基之中,由提高對於鹼顯像液的溶解性之觀點來看,以羥基或羥基烷基為佳。   又,使用於溶劑顯影製程的光阻組成物之情況,在上述取代基之中,由提高對有機溶劑顯像液的溶解性之觀點來看,以烷基為佳。即使在烷基之中,以碳數1~10的烷基為佳,以碳數3~5的烷基為較佳,以n-丁基或tert-丁基為特佳。   Rb11 中之芳基所具有的取代基的數目,若為1個以上即可,可配合芳基的種類而做適宜選擇。例如,芳基為苯基時,可使取代基的數目設定為1~5個,以1個或2個為佳,以1個為較佳。Rb11 中之芳基具有複數個取代基時,該複數的取代基可為相同亦可為相異或相異。
(Rb12 及Rb13 )   一般式(b1)中,Rb12 及Rb13 為各獨立表示可具有取代基之碳數1~10的烷基、乙醯基、碳數1~10的烷氧基、羧基或羥基。
Rb12 及Rb13 中之碳數1~10的烷基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。   作為直鏈狀烷基,具體可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、戊基、己基、辛基、壬基、癸基。   作為分支鏈狀的烷基,可舉出異丙基、異丁基、tert-丁基、異戊基、新戊基、1,1-二甲基乙基、1,1-二乙基丙基、2,2-二甲基丙基、2,2,-二甲基丁基等。
作為Rb12 及Rb13 中之烷基可具有的取代基,可舉出羥基、羰基等。   又,構成Rb12 及Rb13 中之烷基的碳原子之一部分可由含有雜原子的取代基所取代。作為該含有雜原子的取代基,以-O-、-C(=O)-O-、-S-、-S(=O)2 -、-S(=O)2 -O-為佳。
Rb12 及Rb13 中之烷氧基以碳數1~5的烷氧基為佳。作為碳數1~5的烷氧基,具體可舉出甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基。其中亦以甲氧基、乙氧基為佳。
使用於鹼顯影製程的光阻組成物之情況,作為Rb12 及Rb13 ,由提高對鹼顯像液的溶解性之觀點來看,以具有羥基、乙醯基、羧基、作為取代基的羥基之烷基為佳。   又,使用於溶劑顯影製程的光阻組成物之情況,作為Rb12 及Rb13 ,由提高對有機溶劑顯像液的溶解性之觀點來看以烷基為佳。烷基之中,亦以碳數3~5的烷基為佳,以n-丁基或tert-丁基為特佳。
(nb12、nb13)   一般式(b1)中,nb12為0~2的整數,nb13為0~4的整數。   nb12以0或1者為佳,以0為特佳。nb13以0~2為佳,以0或1為特佳。   nb12為2時,複數個Rb12 可為相同或相異。nb13為2~4時,複數的Rb13 可為相同或相異。
以下為一般式(b1)所示化合物的陽離子部之具體例子。
一般式(b1)所示化合物(b1)以具有下述一般式(b1)-1或(b1)-2所示陽離子部的化合物者為佳。彼等中亦以下述一般式(b1)-1所示化合物為佳。
[一般式(b1)-1或一般式(b1)-2中,Rb111 為碳數1~20的烷基,Rb12 及Rb13 為各獨立表示可具有取代基之碳數1~10的烷基、乙醯基、碳數1~10的烷氧基、羧基或羥基。nb12為0~2的整數,nb13為0~4的整數。]
一般式(b1)-1或一般式(b1)-2中,Rb111 為碳數1~20的烷基。有關Rb111 的碳數1~20的烷基之說明,與前述對於一般式(b1)中之Rb11 所說明的有關碳數1~20的烷基之說明相同。   一般式(b1)-1或一般式(b1)-2中,有關Rb12 及Rb13 、nb12及nb13的說明,與有關前述一般式(b1)中之Rb12 及Rb13 ,以及nb12及nb13之說明相同。
・負離子部   一般式(b1)中,X- 為對負離子。   作為X- 所示對負離子,可使用作為化學增幅型光阻用的酸產生劑之負離子結構而被提案者。   對於本實施形態,X- 以下述一般式(b-1)~(b-3)中任一所示負離子者為佳。
[式中,R101 、R104 ~R108 各獨立為可具有取代基的環式基、可具有取代基之鏈狀的烷基,或可具有取代基之鏈狀的烯基。R104 及R105 為相互鍵結可形成環。R106 ~R107 中任2個為相互鍵結可形成環。R102 為氟原子或碳數1~5的氟化烷基。Y101 為單鍵或含有氧原子的2價連結基。V101 ~V103 各獨立為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基。L101 ~L102 各獨立為單鍵或氧原子。L103 ~L105 各獨立為單鍵、-CO-或 -SO2 -。]
式(b-1)中,R101 為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀的烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基。
(R101 中可具有取代基之環式基)   前述環式基以環狀烴基者為佳,該環狀烴基可為芳香族烴基,亦可為脂肪族烴基。   R101 中之芳香族烴基為,可舉出在前述式(a1-1)的Va1 中之2價芳香族烴基所舉出的芳香族烴環,或自含有2個以上芳香環之芳香族化合物除去1個氫原子之芳基,以苯基、萘基為佳。   R101 中之環狀脂肪族烴基為,可舉出在前述式(a1-1)的Va1 中之2價脂肪族烴基所舉出的單環烷烴,或自聚環烷烴除去1個氫原子之基,以金剛烷基、降冰片基為佳。   又,R101 中之環狀烴基可含有如雜環等雜原子,具體可舉出以上述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的含有內酯的環式基、以上述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)各表示的含有 -SO2 -的環式基,其他為以下(r-hr-1)~(r-hr-16)所舉出的雜環式基。
作為R101 的環狀烴基中之取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基、硝基等。   作為取代基的烷基,以碳數1~5的烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基者為最佳。   作為取代基的烷氧基,以碳數1~5的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為較佳、甲氧基、乙氧基為最佳。   作為取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。   作為取代基的鹵化烷基為碳數1~5的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基等氫原子的一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。
(R101 中可具有取代基的鏈狀烷基)   作為R101 的鏈狀烷基,可為直鏈狀或分支鏈狀中任一者。   作為直鏈狀烷基,以碳數1~20者為佳,以1~15者為較佳,以1~10者為最佳。具體例如可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、異十三烷基、四癸基、十五烷基、十六烷基、異十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基等。   作為分支鏈狀烷基,以碳數3~20者為佳,以3~15者為較佳,以3~10者為最佳。具體例如可舉出1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等。
(R101 中之可具有取代基的鏈狀烯基)   作為R101 的鏈狀烯基,可為直鏈狀或分支鏈狀中任一者,以碳數2~10者為佳,以2~5者為較佳,以2~4者為更佳,以3者為特佳。作為直鏈狀烯基,例如可舉出乙烯基、丙烯基(烯丙基)、丁炔基等。作為分支鏈狀烯基,例如如可舉出1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基等。   作為鏈狀烯基,上述中亦以丙烯基為特佳。
作為R101 的鏈狀烷基或烯基中之取代基,例如可舉出烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基、硝基、胺基、上述R101 中之環式基等。
其中亦以R101 為可具有取代基之環式基為佳,可具有取代基之環狀烴基者為較佳。更具體為自苯基、萘基或者聚環烷烴除去1個以上氫原子的基、以前述式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的含有內酯的環式基、以上述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)各表示的含有-SO2 -的環式基等為佳。
式(b-1)中,Y101 為單鍵或含有氧原子的2價連結基。   Y101 為含有氧原子的2價連結基時,該Y101 可含有氧原子以外的原子。作為氧原子以外的原子,例如可舉出碳原子、氫原子、硫原子、氮原子等。   作為含有氧原子的2價連結基,例如可舉出氧原子(醚鍵:-O-)、酯鍵(-C(=O)-O-)、氧羰基(-O-C(=O)-)、醯胺鍵(-C(=O)-NH-)、羰基(-C(=O)-)、碳酸酯鍵(-O-C(=O)-O-)等非烴系含有氧原子的連結基;該非烴系的含有氧原子的連結基與伸烷基之組合等。該組合中可進一步連結磺醯基( -SO2 -)。作為該組合,例如可舉出以下述式(y-al-1)~(y-al-7)各表示的連結基。
[式中,V’101 為單鍵或碳數1~5的伸烷基,V’102 為碳數1~30的2價飽和烴基]。
V’102 中之2價飽和烴基以碳數1~30的伸烷基者為佳。
作為V’101 及V’102 中之伸烷基,可為直鏈狀伸烷基,亦可為分支鏈狀伸烷基,以直鏈狀伸烷基為佳。   作為V’101 及V’102 中之伸烷基,具體可舉出伸甲基 [-CH2 -];-CH(CH3 )-、-CH(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )2 -、 -C(CH3 )(CH2 CH3 )-、-C(CH3 )(CH2 CH2 CH3 )-、-C(CH2 CH3 )2 -等烷基伸甲基;伸乙基[-CH2 CH2 -];-CH(CH3 )CH2 -、 -CH(CH3 )CH(CH3 )-、-C(CH3 )2 CH2 -、-CH(CH2 CH3 )CH2 -等烷基伸乙基;三伸甲基(n-伸丙基)[-CH2 CH2 CH2 -]; -CH(CH3 )CH2 CH2 -、-CH2 CH(CH3 )CH2 -等烷基三伸甲基;四伸甲基[-CH2 CH2 CH2 CH2 -];-CH(CH3 )CH2 CH2 CH2 -、 -CH2 CH(CH3 )CH2 CH2 -等烷基四伸甲基;五伸甲基 [-CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 -]等。   又,V’101 或V’102 中之前述伸烷基的一部分伸甲基可由碳數5~10的2價脂肪族環式基所取代。該脂肪族環式基以自前述式(a1-r-1)中之Ra’3 的環狀脂肪族烴基進一步除去1個氫原子的2價基為佳,以亞環己基、1,5-金剛烷基或2,6-金剛烷基為較佳。
作為Y101 ,以含有酯鍵或醚鍵的2價連結基為佳,以上述式(y-al-1)~(y-al-5)各表示的連結基為佳。
式(b-1)中,V101 為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基。V101 中之伸烷基、氟化伸烷基以碳數1~4者為佳。作為V101 中之氟化伸烷基,可舉出V101 中之伸烷基的氫原子之一部分或全部由氟原子所取代的基。其中亦以V101 為單鍵或碳數1~4的氟化伸烷基者為佳。
式(b-1)中,R102 為氟原子或碳數1~5的氟化烷基。R102 以氟原子或碳數1~5的全氟烷基者為佳,以氟原子為較佳。
作為(b-1)成分的負離子部之具體例子,例如可舉出Y101 為單鍵時的三氟甲烷磺酸鹽負離子或全氟丁烷磺酸鹽負離子等氟化烷基磺酸鹽負離子;Y101 為含有氧原子的2價連結基時的下述式(an-1)~(an-3)中任一所示負離子。
[式中,R”101 為可具有取代基之脂肪族環式基、以前述式(r-hr-1)~(r-hr-6)各表示的基,或可具有取代基之鏈狀的烷基;R”102 為可具有取代基之脂肪族環式基、以前述式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的含有內酯的環式基,或以前述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)各表示的含有-SO2 -的環式基;R”103 為可具有取代基之芳香族環式基、可具有取代基之脂肪族環式基,或可具有取代基之鏈狀烯基;V”101 為氟化伸烷基;L”101 為-C(=O)-或-SO2 -;v”各獨立為0~3的整數,q”各獨立為1~20的整數,n”為0或1]。
R”101 、R”102 及R”103 的可具有取代基之脂肪族環式基以作為前述R101 中的環狀脂肪族烴基所例示的基者為佳。作為前述取代基,可舉出與R101 中可取代環狀脂肪族烴基的取代基之相同者。
R”103 中可具有取代基的芳香族環式基,以作為前述R101 中之環狀烴基中的芳香族烴基所例示基者為佳。作為前述取代基,可舉出與可取代R101 中之該芳香族烴基的相同取代基。
R”101 中可具有取代基的鏈狀烷基,以作為前述R101 中鏈狀烷基所例示基者為佳。R”103 中可具有取代基之鏈狀烯基以作為前述R101 中鏈狀烯基所例示基者為佳。V”101 為氟化伸烷基,至少鍵結於-SO3 的碳原子具有至少1個作為取代基的氟原子。V”101 較佳為碳數1~3的氟化伸烷基,特佳為-CF2 -、-CF2 CF2 -、-CHFCF2 -、 -CF(CF3 )CF2 -、-CH(CF3 )CF2 -。
式(b-1)所示負離子之具體例子如以下所示。
式(b-2)中,R104 及R105 各獨立為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,各可舉出與式(b-1)中之R101 的相同者。但,R104 、R105 為相互鍵結可形成環。   R104 、R105 以可具有取代基之鏈狀的烷基為佳,以直鏈狀或者分支鏈狀烷基,或直鏈狀或者分支鏈狀氟化烷基者為較佳。   該鏈狀的烷基之碳數以1~10者為佳,較佳為碳數1~7,更佳為碳數1~3。R104 、R105 的鏈狀烷基之碳數對於上述碳數範圍內,由對光阻溶劑的溶解性亦良好等理由來看,越小越佳。又,對於R104 、R105 之鏈狀烷基,由氟原子所取代的氫原子之數目越多,酸的強度變的越強,又對於200nm以下的高能量光或電子線之透明性會提高故較佳。前述鏈狀的烷基中之氟原子的比例,即氟化率較佳為70~100%,更佳為90~100%,最佳為所有氫原子由氟原子所取代的全氟烷基。   式(b-2)中,V102 、V103 各獨立為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基,各可舉出與式(b-1)中之V101 的相同者。   式(b-2)中,L101 ~L102 各獨立為單鍵或氧原子。
式(b-2)所示負離子的具體例子如以下所示。
式(b-3)中,R106 ~R108 各獨立為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,各可舉出與式(b-1)中之R101 的相同者。   L103 ~L105 各獨立為單鍵、-CO-或-SO2 -。
式(b-3)所示負離子的具體例子如以下所示。
對於本發明,一般式(b1)所示化合物(b1)的負離子部以上述中,一般式(b-1)或(b-2)所示負離子部為佳。   以下記載化合物(b1)的具體例子。
化合物(b1)可僅使用上述記載的化合物(b1)中任1種,亦可組合2種以上使用。   化合物(b1)的含有量對於(A)成分100質量份而言,以0.5~10質量份者為佳,以0.5~8質量份者為較佳,以1~8質量份者為更佳。
[化合物(b2)]   化合物(b2)為下述一般式(b2)所示化合物。
[一般式(b2)中,R201 ~R203 各獨立表示可具有取代基之芳基。Z- 為對負離子。]
・陽離子部   (R201 ~R203 )   一般式(b2)中,R201 ~R203 各獨立為可具有取代基之芳基。   作為R201 ~R203 中之芳基,可舉出碳數6~20的無取代之芳基,以苯基、萘基為佳。   作為R201 ~R203 可具有的取代基,例如可舉出烷基、鹵素原子、鹵化烷基、羰基、氰基、胺基、芳基、芳基硫基、下述一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)各所表示的基。   作為取代基的芳基硫基之芳基,具體可舉出苯基硫基或聯苯基硫基。
[一般式(ca-r-1)~(ca-r-7)中,R’201 各獨立為氫原子、可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基。]
(R’201 中之可具有取代基的環式基)   R’201 中之環式基以環狀烴基者為佳,該環狀烴基可為芳香族烴基,亦可為脂肪族烴基。   R’201 中之芳香族烴基為,可舉出在前述一般式(a1-1)的Va1 中之2價芳香族烴基所舉出的芳香族烴環,或自含有2個以上芳香環之芳香族化合物除去1個氫原子之芳基,以苯基、萘基為佳。   R’201 中之環狀脂肪族烴基,可舉出在前述一般式(a1-1)的Va1 中之2價脂肪族烴基所舉出的單環烷烴,或自聚環烷烴除去1個氫原子的基,以金剛烷基、降冰片基為佳。   又,R’201 中之環狀烴基可如雜環等含有雜原子,具體可舉出以上述一般式(a2-r-1)~(a2-r-7)各表示的含有內酯的環式基、以上述一般式(a5-r-1)~(a5-r-4)各表示的含有 -SO2 -的環式基、於其他前述化學式(r-hr-1)~(r-hr-16)所舉出的雜環式基。
作為R’201 的環狀烴基中之取代基,例如可舉出烷基、烷氧基、鹵素原子、鹵化烷基、羥基、羰基、硝基等。   作為取代基的烷基,以碳數1~5的烷基為佳,以甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基為最佳。   作為取代基的烷氧基,以碳數1~5的烷氧基為佳,以甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基為較佳,以甲氧基、乙氧基為最佳。   作為取代基的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子為佳。   作為取代基的鹵化烷基為碳數1~5的烷基,例如可舉出甲基、乙基、丙基、n-丁基、tert-丁基等氫原子的一部分或全部由前述鹵素原子所取代的基。
(R’201 中之可具有取代基的鏈狀烷基)   作為R’201 的鏈狀烷基,可為直鏈狀或分支鏈狀中任一者。   作為直鏈狀烷基,以碳數1~20者為佳,以1~15者為較佳,以1~10者為最佳。具體例如可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、異十三烷基、四癸基、十五烷基、十六烷基、異十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基等。   作為分支鏈狀烷基,以碳數3~20者為佳,以3~15者為較佳,以3~10者為最佳。具體例如可舉出1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等。
(R’201 中之可具有取代基的鏈狀烯基)   作為R’201 的鏈狀烯基,可為直鏈狀或分支鏈狀中任一種,以碳數2~10者為佳,以2~5者為較佳,以2~4者為更佳,以3者為特佳。作為直鏈狀烯基,例如可舉出乙烯基、丙烯基(烯丙基)、丁炔基等。作為分支鏈狀烯基,例如可舉出1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基等。   作為鏈狀烯基,上述中亦以丙烯基為特佳。
作為化合物(b2)的較佳陽離子之具體例子,可舉出以下述式(ca-1-1)~(ca-1-43)各表示的陽離子。
・負離子部   一般式(b2)中,Z- 為對負離子。有關Z- 的對負離子之說明與前述一般式(b1)中的X- 所示對負離子之相關說明相同。
化合物(b2)可單獨使用,亦可組合2種以上使用。   化合物(b2)對於(A)成分100質量份而言,通常在1.0~10.0質量份的範圍下使用。
(B)成分中,化合物(b1)與化合物(b2)的配合量比(質量比)以(b1):(b2)=1:1~1:9為佳,以1:1~1:6為較佳,以1:2~1:6為更佳。   對於本發明,光阻組成物中之(B)成分的含有量對於(A)成分100質量份而言以0.5~60質量份為佳,以1~50質量份為較佳,以1~40質量份為更佳。若使(B)成分的含有量在上述範圍時,可充分地進行圖型形成。又,將光阻組成物的各成分溶解於有機溶劑時,可得到均勻的溶液,且保存安定性良好故較佳。
對於酸產生劑成分(B),作為化合物(b1)與化合物(b2)之組合,具有前述一般式(b1)-1所示陽離子部的化合物(b1)、具前述式(ca-1-1)~(ca-1-7)、(ca-1-27)~(ca-1-32)及(ca-1-42)中任一所示陽離子部的化合物(b2)之組合為佳。
≪鹼性化合物成分;(D)成分≫   對於本發明,光阻組成物除(A)成分及(B)成分以外,可進一步含有酸擴散控制劑成分(以下亦稱為「(D)成分」)。   (D)成分為作為淬滅劑(酸擴散控制劑)之作用而捕捉由前述(B)成分等藉由曝光所產生的酸者。   本發明中之(D)成分亦可為可藉由曝光而分解進而失去酸擴散控制性的光崩壞性鹼(D1)(以下亦稱為「(D1)成分」),亦可為非相當於該(D1)成分的含氮有機化合物(D2)(以下亦稱為「(D2)成分」)。
[(D1)成分]   因含有(D1)成分之光阻組成物,在形成光阻圖型時,可提高曝光部與非曝光部之對比。   作為(D1)成分,若藉由曝光可分解並失去酸擴散控制性者即可,並無特別限定,以選自由下述一般式(d1-1)所示化合物(以下稱為「(d1-1)成分」)、下述一般式(d1-2)所示化合物(以下稱為「(d1-2)成分」)及下述一般式(d1-3)所示化合物(以下稱為「(d1-3)成分」)所成群的1種以上化合物為佳。   (d1-1)~(d1-3)成分因對於曝光部經分解並失去酸擴散控制性(鹼性),故未作為淬滅劑而發揮其作用,對於未曝光部作為淬滅劑發揮其作用。
[式中,Rd1 ~Rd4 為可具有取代基的環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基。但式(d1-2)中之Rd2 為,於S原子隣接的碳原子上未鍵結2個以上氟原子者。Yd1 為單鍵或2價連結基。Mm+ 各獨立為m價有機陽離子]。
{(d1-1)成分} ・負離子部   式(d1-1)中,Rd1 為可具有取代基的環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,可舉出與R101 相同者。   彼等中,作為Rd1 ,以可具有取代基之芳香族烴基、可具有取代基之脂肪族環式基,或可具有取代基之鏈狀烴基為佳。作為這些基可具有的取代基,以羥基、氟原子或氟化烷基為佳。   作為前述芳香族烴基,以苯基或者萘基為較佳。   作為前述脂肪族環式基,以由金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等聚環烷烴除去1個以上氫原子的基者為較佳。   作為前述鏈狀烴基,以鏈狀烷基為佳。作為鏈狀烷基,以碳數1~10者為佳,具體可舉出甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等直鏈狀的烷基;1-甲基乙基、1-甲基丙基、2-甲基丙基、1-甲基丁基、2-甲基丁基、3-甲基丁基、1-乙基丁基、2-乙基丁基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、4-甲基戊基等分支鏈狀烷基。
前述鏈狀烷基中具有作為取代基的氟原子或氟化烷基之氟化烷基時,氟化烷基的碳數以1~11為佳,以1~8為較佳,以1~4為更佳,該氟化烷基可含有氟原子以外的原子。作為氟原子以外的原子,例如可舉出氧原子、碳原子、氫原子、硫原子、氮原子等。   作為Rd1 ,以構成直鏈狀烷基的一部分或全部氫原子由氟原子所取代的氟化烷基者為佳,構成直鏈狀烷基的全部氫原子由氟原子所取代的氟化烷基(直鏈狀全氟烷基)者為佳。
以下例示出(d1-1)成分的負離子部之較佳具體例子。
・陽離子部   式(d1-1)中,Mm+ 為m價有機陽離子。   作為Mm+ 的有機陽離子,並無特別限定,例如可舉出與前述一般式(b2)所示化合物(b2)的陽離子部相同者,以前述式(ca-1-1)~(ca-1-42)各表示的陽離子為佳。   (d1-1)成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上後使用。
{(d1-2)成分} ・負離子部   式(d1-2)中,Rd2 為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,可舉出與R101 相同者。   但,此為Rd2 中,於S原子隣接的碳原子上並未鍵結2個以上的氟原子(未進行氟取代)者。藉此,(d1-2)成分的負離子成為適度弱酸負離子,提高(D)成分之淬滅能。   作為Rd2 ,以可具有取代基之脂肪族環式基者為佳,自金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等除去1個以上氫原子的基(可具有取代基);自樟腦等除去1個以上氫原子的基者為較佳。   Rd2 的烴基可具有取代基,作為該取代基,可舉出與前述式(d1-1)的Rd1 中之烴基(芳香族烴基、脂肪族烴基)可具有的相同取代基。
以下例示(d1-2)成分的負離子部之較佳具體例子。
・陽離子部   式(d1-2)中,Mm+ 為m價有機陽離子,與前述式(d1-1)中之Mm+ 相同。   (d1-2)成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上使用。
{(d1-3)成分} ・負離子部   式(d1-3)中,Rd3 為可具有取代基的環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,可舉出與R101 之相同者,以含有氟原子的環式基、鏈狀的烷基或鏈狀烯基者為佳。其中亦以氟化烷基為佳,以與前述Rd1 的氟化烷基相同者為較佳。
式(d1-3)中,Rd4 為可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基,可舉出與R101 的相同者。   其中亦以可具有取代基之烷基、烷氧基、烯基、環式基者為佳。   Rd4 中之烷基以碳數1~5的直鏈狀或分支鏈狀烷基為佳,具體可舉出甲基、乙基、丙基、異丙基、n-丁基、異丁基、tert-丁基、戊基、異戊基、新戊基等。Rd4 的烷基之氫原子的一部分可由羥基、氰基等所取代。   Rd4 中之烷氧基以碳數1~5的烷氧基為佳,作為碳數1~5的烷氧基,具體可舉出甲氧基、乙氧基、n-丙氧基、iso-丙氧基、n-丁氧基、tert-丁氧基。其中亦以甲氧基、乙氧基為佳。
Rd4 中之烯基可舉出與上述R101 的相同者,以乙烯基、丙烯基(烯丙基)、1-甲基丙烯基、2-甲基丙烯基為佳。這些基可進一步作為取代基,亦可具有碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基。
Rd4 中之環式基可舉出與上述R101 的相同者,以自環戊烷、環己烷、金剛烷、降冰片烷、異冰片、三環癸烷、四環十二烷等環烷烴除去1個以上氫原子的脂環式基或苯基、萘基等芳香族基為佳。Rd4 為脂環式基時,藉由光阻組成物可良好地溶解於有機溶劑,其光刻特性變的良好。又,Rd4 為芳香族基時,對於將EUV等作為曝光光源的光刻,該光阻組成物成為光吸收效率優良、感度或光刻特性良好者。
式(d1-3)中,Yd1 為單鍵或2價連結基。   作為Yd1 中之2價連結基,並無特別限定,可舉出含有可具有取代基之2價烴基(脂肪族烴基、芳香族烴基)、雜原子的2價連結基等。這些各可舉出與前述式(a2-1)中之Ya21 的2價連結基之說明中所舉出的相同者。   作為Yd1 ,以羰基、酯鍵結、醯胺鍵、伸烷基或這些組合者為佳。作為伸烷基,以直鏈狀或分支鏈狀伸烷基者為較佳,以伸甲基或伸乙基為更佳。
以下例示出(d1-3)成分的負離子部之較佳具體例子。
・陽離子部   式(d1-3)中,Mm+ 為m價有機陽離子,與前述式(d1-1)中之Mm+ 相同樣。   (d1-3)成分可單獨使用1種,亦可使用組合2種以上者。
(D1)成分可僅使用上述(d1-1)~(d1-3)成分中任1種,亦可組合2種以上後使用。   (D1)成分的含有量對於(A)成分100質量份而言,以0.5~10質量份者為佳,以0.5~8質量份者為較佳,以1~8質量份者為更佳。   (D1)成分的含有量在前述較佳範圍的下限值以上時,可得到特佳的光刻特性及光阻圖型形狀。另一方面,在前述較佳範圍的上限值以下時,可良好地維持感度,吞吐量亦優良。
前述的(d1-1)成分及(d1-2)成分之製造方法,並無特別限定,可藉由公知方法製造出。
[(D2)成分]   (D)成分可含有非相當於上述(D1)成分的含氮有機化合物成分(以下稱為(D2)成分)。   作為(D2)成分為作為酸擴散控制劑而發揮其作用者,且若非相當於(D1)成分者即可,並無特別限定,可使用公知中任一者。其中,亦以脂肪族胺為佳,特別以第2級脂肪族胺或第3級脂肪族胺為佳。   所謂脂肪族胺表示具有1個以上脂肪族基之胺,該脂肪族基以碳數1~12者為佳。   作為脂肪族胺,可舉出將氨NH3 的至少1個氫原子,由碳數12以下的烷基或羥基烷基所取代的胺(烷基胺或烷基醇胺)或環式胺。   作為烷基胺及烷基醇胺的具體例子,可舉出n-己基胺、n-庚基胺、n-辛基胺、n-壬基胺、n-癸基胺等單烷基胺;二乙基胺、二-n-丙基胺、二-n-庚基胺、二-n-辛基胺、二環己基胺等二烷基胺;三甲基胺、三乙基胺、三-n-丙基胺、三-n-丁基胺、三-n-戊基胺、三-n-己基胺、三-n-庚基胺、三-n-辛基胺、三-n-壬基胺、三-n-癸基胺、三-n-十二烷基胺等三烷基胺;二乙醇胺、三乙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺、二-n-辛醇胺、三-n-辛醇胺等烷基醇胺。此等中亦以碳數5~10的三烷基胺為更佳、三-n-戊基胺或三-n-辛基胺為特佳。
作為環式胺,例如可舉出含有作為雜原子的氮原子之雜環化合物。作為該雜環化合物,可為單環式者(脂肪族單環式胺),亦可為多環式者(脂肪族多環式胺)。   作為脂肪族單環式胺,具體可舉出哌啶、哌嗪等。   作為脂肪族多環式胺,以碳數為6~10者為佳,具體可舉出1,5-二氮雜雙環[4.3.0]-5-壬烯、1,8-二氮雜雙環[5.4.0]-7-十一碳烯、六伸甲基四胺、1,4-二氮雜雙環[2.2.2]辛烷等。
作為其他脂肪族胺,可舉出參(2-甲氧基甲氧基乙基)胺、參{2-(2-甲氧基乙氧基)乙基}胺、參{2-(2-甲氧基乙氧基甲氧基)乙基}胺、參{2-(1-甲氧基乙氧基)乙基}胺、參{2-(1-乙氧基乙氧基)乙基}胺、參{2-(1-乙氧基丙氧基)乙基}胺、參[2-{2-(2-羥基乙氧基)乙氧基}乙基]胺、三乙醇胺三乙酸酯等,以三乙醇胺三乙酸酯為佳。
又,作為(D2)成分,可使用芳香族胺。   作為芳香族胺,可舉出苯胺、吡啶、4-二甲基胺基吡啶、吡咯、吲哚、吡唑、咪唑或這些衍生物、二苯基胺、三苯基胺、三苯甲基胺、2,6-二異丙基苯胺、N-tert-丁氧基羰基吡咯烷等。
(D2)成分可單獨使用,亦可組合2種以上後使用。   (D2)成分對於(A)成分100質量份,通常使用在0.01~5.0質量份的範圍。藉由上述範圍,可提高光阻圖型形狀、前置經時安定性等。
(D)成分可單獨使用1種,亦可組合2種以上後使用。   本發明中在光阻組成物含有(D)成分時,(D)成分對於(A)成分100質量份,以0.1~15質量份者為佳,以0.3~12質量份者為較佳,以0.5~12質量份者為更佳。若將上述範圍設定在下限值以上時,作為光阻組成物時,進一步提高LWR等光刻特性。又,欲得到更良好光阻圖型形狀。設定在前述範圍的上限值以下時,可良好地維持感度,吞吐量亦優良。
≪特定的化合物(E)≫   對於本實施形態,對於光阻組成物,以感度劣化的防止或提高光阻圖型形狀、前置經時安定性等目的下,作為任意成分,可含有選自由有機羧酸、以及磷的含氧酸及其衍生物所成群至少1種化合物(E)(以下稱為(E)成分)。   作為有機羧酸,例如以乙酸、丙二酸、檸檬酸、蘋果酸、琥珀酸、安息香酸、水楊酸等為佳。   作為磷的含氧酸,可舉出磷酸、膦酸、膦酸等,此等中以膦酸為特佳。   作為磷的含氧酸之衍生物,例如可舉出將上述含氧酸的氫原子由烴基所取代的酯等,作為前述烴基,可舉出碳數1~5的烷基、碳數6~15的芳基等。   作為磷酸的衍生物,可舉出磷酸二-n-丁基酯、磷酸二苯基酯等磷酸酯等。   作為膦酸的衍生物,可舉出膦酸二甲基酯、膦酸-二-n-丁基酯、苯基膦酸、膦酸二苯基酯、膦酸二苯甲基酯等膦酸酯等。   作為膦酸的衍生物,可舉出膦酸酯或苯基膦酸等。   (E)成分可單獨1種,亦可併用2種以上。   (E)成分對於(A)成分100質量份,通常使用0.01~5.0質量份的範圍。
≪(F)成分≫   對於本實施形態,光阻組成物中欲賦予光阻膜的撥水性,可含有氟添加劑(以下稱為「(F)成分」)。   作為(F)成分,例如可使用特開2010-002870號公報、特開2010-032994號公報、特開2010-277043號公報、特開2011-13569號公報、特開2011-128226號公報、所記載的含氟高分子化合物。   作為(F)成分,更具體可舉出具有下述一般式(f1-1)所示構成單位(f1)的聚合物。作為前述聚合物,以僅由下述一般式(f1-1)所示構成單位(f1)所成的聚合物(均聚物);下述一般式(f1-1)所示構成單位(f1)與前述構成單位(a1)的共聚物;下述一般式(f1-1)所示構成單位(f1)、由丙烯酸或甲基丙烯酸所衍生的構成單位與前述構成單位(a1)的共聚物等為佳。其中,作為與下述一般式(f1-1)所示構成單位(f1)進行共聚合的前述構成單位(a1),以由1-乙基-1-環辛基(甲基)丙烯酸酯所衍生的構成單位或前述一般式(a1-2-01)所示構成單位為佳。
[一般式(f1-1)中,R為氫原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基。Rf102 及Rf103 各獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數1~5的烷基或碳數1~5的鹵化烷基,Rf102 及Rf103 可為相同或相異同。nf1 為1~5的整數,Rf101 為含有氟原子之有機基]。
一般式(f1-1)中,R為前述同樣。作為R,以氫原子或甲基為佳。   一般式(f1-1)中,作為Rf102 及Rf103 的鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,以氟原子特佳。作為Rf102 及Rf103 之碳數1~5的烷基,可舉出上述R之碳數1~5的烷基之相同者,以甲基或乙基為佳。作為Rf102 及Rf103 之碳數1~5的鹵化烷基,具體可舉出上述碳數1~5的烷基之氫原子的一部分或全部可由鹵素原子所取代的基。作為該鹵素原子,可舉出氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等,特佳為氟原子。其中作為Rf102 及Rf103 ,以氫原子、氟原子或碳數1~5的烷基為佳,以氫原子、氟原子、甲基或乙基為較佳。   一般式(f1-1)中,nf1 為1~5者的整數,以1~3者的整數為佳,以1或2者為較佳。
一般式(f1-1)中,Rf101 為含有氟原子的有機基,以含有氟原子的烴基者為佳。   作為含有氟原子的烴基,可為直鏈狀、分支鏈狀或環狀中任一者,以碳數1~20者為佳,以碳數1~15者為較佳,以碳數1~10者為特佳。   又,含有氟原子的烴基,以於該烴基中之氫原子的25%以上被氟化者為佳,以50%以上被氟化者為較佳,以60%以上被氟化者由提高浸漬曝光時的光阻膜之疏水性來看為特佳。   其中,作為Rf101 以碳數1~5的氟化烴基為特佳,以 -CF3 、-CH2 -CF3 、-CH2 -CF2 -CF3 、-CH(CF3 )2 、-CH2 -CH2 -CF3 、-CH2 -CH2 -CF2 -CF2 -CF2 -CF3 為最佳。
(F)成分之重量平均分子量(Mw)(藉由凝膠滲透層析法的聚苯乙烯換算基準)以1000~50000為佳,以5000~40000為較佳,以10000~30000為最佳。若設定在該範圍的上限值以下時,作為光阻劑使用時,對於光阻溶劑有充分的溶解性,若設定在該範圍的下限值以上時,耐乾蝕刻性或光阻圖型截面形狀為良好。   (F)成分的分散度(Mw/Mn),以1.0~5.0為佳,以1.0~3.0為較佳,以1.2~2.5為最佳。
(F)成分可單獨1種,亦可併用2種以上。   (F)成分對於(A)成分100質量份,通常使用0.5~10質量份的比例者。
對於本實施形態,於光阻組成物中,配合進一步的需求,可添加具有混和性的添加劑,例如欲改良光阻膜性能的加成性樹脂、溶解抑制劑、可塑劑、安定劑、著色劑、光暈防止劑、染料等可適宜地添加。
≪(S)成分≫   對於本實施形態,光阻組成物可藉由將材料溶解於有機溶劑(以下有時稱為(S)成分)而製造。   作為(S)成分,若為可溶解所使用的各成分,成為均勻溶液者即可,可適宜地選擇過去作為化學增幅型光阻劑的溶劑的任1種或2種以上之公知者。   例如可舉出γ-丁內酯等內酯類;丙酮、甲基乙基酮(MEK)、環己酮、甲基-n-戊基酮(2-庚酮)、甲基異戊基酮、等酮類;乙二醇、二乙二醇、丙二醇、二雙丙二醇等多元醇類;乙二醇單乙酸酯、二乙二醇單乙酸酯、具有丙二醇單乙酸酯或二丙二醇單乙酸酯等酯鍵的化合物、具有前述多元醇類或前述酯鍵的化合物之單甲基醚、單乙基醚、單丙基醚、具有單丁基醚等單烷基醚或單苯基醚等醚鍵的化合物等多元醇類衍生物[此等中亦以丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇單甲基醚(PGME)為佳];如二噁烷的環式醚類或乳酸甲酯、乳酸乙酯(EL)、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯等酯類;苯甲醚、乙基苯甲基醚、甲酚甲基醚、二苯基醚、二苯甲基醚、苯乙醚、丁基苯基醚、乙基苯、二乙基苯、戊基苯、異丙基苯、甲苯、二甲苯、異丙基苯甲烷(Cymene)、三甲苯等芳香族系有機溶劑、二甲基亞碸(DMSO)等。   這些有機溶劑可單獨使用亦可作為2種以上的混合溶劑使用。   其中,以PGMEA、PGME、γ-丁內酯、EL為佳。   又,混合PGMEA與極性溶劑之混合溶劑亦佳。該配合比(質量比)可考慮到PGMEA與極性溶劑的相溶性等而適宜地決定即可,以1:9~9:1為佳,較佳為2:8~8:2的範圍內。   更具體為,作為極性溶劑而添加EL或環己酮時,PGMEA:EL或環己酮的質量比以1:9~9:1為佳,較佳為2:8~8:2。又,作為極性溶劑而添加PGME時,PGMEA:PGME的質量比以1:9~9:1為佳,較佳為2:8~8:2,更佳為3:7~7:3。   又,作為(S)成分,其他選自PGMEA及EL之中的至少1種與γ-丁內酯的混合溶劑亦佳。此時,作為混合比例,前者與後者的質量比以70:30~95:5為佳。   (S)成分的使用量並無特別限定,可依據可塗布於基板等濃度,並配合塗布膜厚度而做適宜設定。一般而言,光阻組成物之固體成分濃度為1~20質量%,較佳設定在2~15質量%的範圍內使用。
本實施形態的光阻組成物係以具有含有化合物(b1)與化合物(b2)的酸產生劑為特徵。   化合物(b1)可提高對顯像液的溶解性,使光刻特性提高。但,化合物(b1)有使光應答性降低的傾向。另一方面,化合物(b2)可提高光應答性,即使對弱光亦有反應而可產生酸。   光阻圖型係藉由將於基板上使用光阻組成物所形成的光阻膜進行曝光,並使曝光後的光阻膜進行顯影而形成。在光阻圖型形成的曝光步驟中,所照射的光強度並非均勻,會產生光強度強的場所與弱的場所。   本實施形態的光阻組成物雖光應答性為低,但含有對於顯像液的溶解性高的化合物(b1)與光應答性高的化合物(b2)。因此,在光強度為強時,化合物(b1)與化合物(b2)會起作用而產生酸,在光強度弱時,化合物(b2)發揮其主要作用而可產生酸。換言之,被推測使用本實施形態的光阻組成物形成光阻圖型時,即使曝光時的光強度不均勻,亦可產生對形成光阻圖型為充分的酸。且,如上述,因化合物(b1)對顯像液的溶解性高,故可提高感度等光刻特性。
<光阻圖型形成方法>   對於本發明,光阻圖型係由於支持體上使用上述光阻組成物的光阻膜之步驟、曝光前述光阻膜之步驟,及使前述光阻膜顯影而形成光阻圖型。   光阻圖型形成方法可例如依據下述進行。   首先於支持體上將上述光阻組成物藉由旋轉器等進行塗布,將烘烤(Post apply bake(PAB))處理例如在80~150℃的溫度條件下施予40~120秒,較佳為施予60~90秒後形成光阻膜。   其次,對於該光阻膜,例如使用ArF曝光裝置、電子線繪畫裝置、EUV曝光裝置等曝光裝置,介著形成所定圖型的光罩(光罩圖型)進行曝光,或為介著光罩圖型而藉由電子線直接照射而繪畫等進行選擇性曝光後,將烘烤(Post exposure bake(PEB))處理例如在80~150℃的溫度條件下施予40~120秒,較佳為施予60~90秒。   其次,將前述光阻膜進行顯影處理。   顯影處理在鹼顯影製程之情況時,使用鹼顯像液,在溶劑顯影製程之情況時,使用含有有機溶劑的顯像液(有機系顯像液)進行。   顯影處理後較佳為進行輕洗(rinse)處理。輕洗處理於鹼顯影製程時,使用純水的水輕洗為佳,在溶劑顯影製程時,使用含有有機溶劑的輕洗液為佳。   於溶劑顯影製程時,在前述顯影處理或輕洗處理之後,亦可將附著於圖型上的顯像液或輕洗液藉由超臨界流體進行除去處理。   顯影處理後或輕洗處理後進行乾燥。又,依據情況,可於上述顯影處理後進行烘烤處理(後烘烤)。藉此可得到光阻圖型。   對於本發明,顯影處理可為鹼顯影製程亦可為溶劑顯影製程。
作為支持體,並無特別限定,可使用過去公知者,例如可例示出電子零件用之基板或於此形成所定配線圖型者等。更具體可舉出矽晶圓、銅、鉻、鐵、鋁等金屬製基板或玻璃基板等。作為配線圖型之材料,例如可使用銅、鋁、鎳、金等。   又,作為支持體,亦可為於如上述基板上設置無機系及/或有機系膜者。作為無機系膜,可舉出無機反射防止膜(無機BARC)。作為有機系膜,可舉出有機反射防止膜(有機BARC)或多層光阻法中之下層有機膜等有機膜。   於此所謂多層光阻法,表示於基板上設置至少一層有機膜(下層有機膜)與至少一層光阻膜(上層光阻膜),將形成於上層光阻膜的光阻圖型作為光罩,進行下層有機膜的製圖之方法,可形成高縱橫比之圖型。即,所謂多層光阻法,可藉由下層有機膜確保所要厚度,故可將光阻膜進行薄膜化,可形成高縱橫比之微細圖型。   對於多層光阻法,基本上分為作為上層光阻膜與下層有機膜的二層結構之方法(2層光阻法)、於上層光阻膜與下層有機膜之間設置一層以上的中間層(金屬薄膜等)之三層以上的多層結構之方法(3層光阻法)。
使用於曝光的波長若無特別限定,可使用ArF準分子激光、KrF準分子激光、F2 準分子激光、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫外線)、EB(電子線)、X線、軟X線等放射線進行。前述光阻組成物作為KrF準分子激光、ArF準分子激光、EB或EUV用之有用性為高。
光阻膜的曝光方法可為在空氣或氮氣等惰性氣體中進行的一般曝光(乾曝光),亦可為液浸曝光(Liquid Immersion Lithography)。   液浸曝光為預先將光阻膜與曝光裝置的最下面位置之透鏡間,含浸於具有比空氣折射率更大之折射率的溶劑(液浸媒體),在此狀態下進行曝光(浸漬曝光)之曝光方法。   作為液浸媒體,以具有比空氣的折射率更大,且比被曝光的光阻膜所具有的折射率等小之折射率的溶劑為佳。作為該溶劑之折射率,若在前述範圍內者即可,並無特別限制。   作為具有比空氣的折射率更大,且比前述光阻膜的折射率更小的折射率之溶劑,例如可舉出水、氟系惰性液體、矽系溶劑、烴系溶劑等。   作為氟系惰性液體的具體例子,可舉出將C3 HCl2 F5 、C4 F9 OCH3 、C4 F9 OC2 H5 、C5 H3 F7 等氟系化合物作為主成分之液體等,以沸點為70~180℃者為佳,以80~160℃者為較佳。氟系惰性液體若具有上述範圍之沸點時,經曝光終了後,將使用液浸的媒體之除去可以簡便方法進行故較佳。   作為氟系惰性液體,特別以烷基的氫原子皆被氟原子所取代的全氟烷基化合物為佳。作為全氟烷基化合物,具體可舉出全氟烷基醚化合物或全氟烷基胺化合物。   作為更具體的前述全氟烷基醚化合物,可舉出全氟(2-丁基-四氫呋喃)(沸點102℃),作為前述全氟烷基胺化合物,可舉出全氟三丁基胺(沸點174℃)。   作為液浸媒體,由成本、安全性、環境問題、泛用性等觀點來看以水為佳。
作為在鹼顯影製程使用於顯影處理的鹼顯像液,例如可舉出0.1~10質量%四甲基銨氫氧化物(TMAH)水溶液。   作為在溶劑顯影製程使用於顯影處理的有機系顯像液所含有的有機溶劑,若可溶解(A)成分(曝光前的(A)成分)者即可,可適宜地選自公知有機溶劑。具體為可使用酮系溶劑、酯系溶劑、醇系溶劑、醯胺系溶劑、醚系溶劑等極性溶劑及烴系溶劑。   於有機系顯像液中,視必要可添加公知添加劑。作為該添加劑,例如可舉出界面活性劑。作為界面活性劑,雖無特別限定,例如可使用離子性或非離子性氟系及/或矽系界面活性劑等。   添加界面活性劑時,該配合量對於有機系顯像液全量而言,通常為0.001~5質量%,以0.005~2質量%為佳,以0.01~0.5質量%為較佳。
顯影處理可藉由公知顯像方法實施,例如可舉出於顯像液中將支持體浸漬一定時間的方法(浸漬法)、於支持體表面將顯像液藉由表面張力使其伸展靜止一定時間的方法(攪拌法)、於支持體表面噴霧顯像液的方法(噴霧法)、以一定速度進行轉動的支持體上以一定速度將顯像液塗出噴嘴一邊掃描一邊繼續塗布顯像液之方法(動態分配方法)等。
使用輕洗液的輕洗處理(洗淨處理)可藉由公知輕洗方法實施。作為該方法,例如可舉出以一定速度進行轉動的支持體上將輕洗液繼續塗布的方法(轉動塗布法)、於輕洗液中將支持體以一定時間浸漬之方法(浸漬法)、於支持體表面噴霧輕洗液的方法(噴霧法)等。
[實施例]
以下藉由實施例對本發明做進一步的具體說明,但本發明並未限定於以下實施例者。
[光阻組成物之調製]   混合下述表1~2所示各成分,調製出實施例1~12、比較例1~3之光阻組成物。
上述表1~2中各記號表示以下材料的意思。[]內之數值為配合量(質量份)。 ・(A)-1:下述高分子化合物(A)-1。Mw:9000、Mw/Mn:1.64 ・(B1)-1~(B1)-5:下述化合物(B1)-1~(B1)-5。 ・(B2)-1~(B2)-7:下述化合物(B2)-1~(B2)-7。 ・(E)-1:水楊酸。 ・(F)-1:下述高分子化合物(F)-1。(莫耳比:l/m=77/23),Mw為23100,Mw/Mn為1.78。 ・(S)-1:PGMEA/PGME/環己酮(質量比45/30/25)之混合溶劑。 ・(S)-2:γ-丁內酯。
[光阻圖型之形成]   於12英吋的矽晶圓上將有機系反射防止膜組成物「ARC95」(商品名之Brewer Science製)使用旋轉器進行塗布,在加熱板上進行205℃的60秒燒成並使其乾燥後,形成膜厚90nm之有機系反射防止膜。   其次,於該有機反射防止膜上,將上述實施例1~12、比較例1~3的光阻組成物使用各旋轉器進行塗布,並在加熱板上以溫度110℃的60秒之條件下進行預備烘烤(PAB)處理,藉由使其乾燥而形成膜厚120nm之光阻膜。   其次,於該光阻膜藉由曝光裝置NSR-S609B(尼康公司製之NA=1.07 Annular 0.78/0.97 w/o P),將ArF準分子激光(193nm)介著光罩圖型(6%半色調)進行選擇性照射。   其後,在85℃(PEB(℃))進行60秒的曝光後加熱處理。   其次,使用乙酸丁酯進行13秒的溶劑顯影。   其結果,形成下述接觸孔圖型(以下稱為「CH圖型」)。   CH圖型:110nm間距/50nm孔,光罩尺寸 55nm
[光阻圖型之評估] <最適曝光量(Eop)之評估>   藉由前述光阻圖型之形成方法求得形成目標尺寸的CH圖型之最適曝光量Eop(μC/cm2 )。其結果以「Eop(μC/cm2 )」表示於表3。
<圖型尺寸的面內均勻性(CDU)之評估>   對於所形成的孔圖型,評估圖型尺寸之面內均勻性(CDU)。   將孔圖型中之100個孔藉由測長SEM(掃描型電子顯微鏡,加速電壓300V,商品名:S-9380,Hitachi High-Technologies Corporation製),自CH圖型上空進行觀察,測定各孔之孔直徑(CD;nm)。而求得由該測定結果所算出的標準偏差(σ)之3倍值(3σ),作為「CDU(nm)」。該結果記載於表3。   如此求得知3σ的值越小,表示形成於該光阻膜之複數個孔之尺寸(CD)均勻性越高。
如上述表3所記載的結果所示,使用實施例1~12的光阻組成物所形成的光阻圖型與使用比較例1~3的光阻組成物時相比較,Eop小且感度良好,另外形成均勻尺寸之孔圖型。

Claims (4)

  1. 一種光阻組成物,其為藉由曝光而產生酸,且藉由酸的作用而對於顯像液的溶解性產生變化者,其特徵為含有藉由酸的作用而對於顯像液的溶解性產生變化之基材成分(A),與藉由曝光而產生酸的酸產生劑成分(B),前述酸產生劑成分(B)為含有下述一般式(b1)所示化合物與下述一般式(b2)所示化合物者;[一般式(b1)中、Rb11 為具有取代基的芳基,Rb12 及Rb13 為各獨立為可具有取代基之碳數1~10的烷基、乙醯基、碳數1~10的烷氧基、羧基或羥基,nb12為0~2的整數,nb13為0~4的整數,X- 為對負離子,][一般式(b2)中,R201 ~R203 為各獨立表示可具有取代基之芳基;Z- 為對負離子]。
  2. 如請求項1之光阻組成物,其中前述一般式(b1)中之X- 所示對負離子為下述一般式(b-1)~(b-3)中任一所示負離子;[一般式(b-1)~(b-3)中,R101 、R104 ~R108 為各獨立表示可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀的烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基;R104 、R105 為相互鍵結可形成環;R106 ~R108 中任2個為相互鍵結可形成環;R102 為氟原子或碳數1~5的氟化烷基;Y101 為單鍵或含有氧原子的2價連結基;V101 ~V103 各獨立為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基;L101 ~L102 各獨立為單鍵或氧原子;L103 ~L105 各獨立為單鍵-CO-或-SO2 -]。
  3. 如請求項1之光阻組成物,其中前述一般式(b2)中之Z- 所示對負離子為下述一般式(b-1)~(b-3)中任一所示負離子者;[一般式(b-1)~(b-3)中,R101 、R104 ~R108 為各獨立表示可具有取代基之環式基、可具有取代基之鏈狀的烷基,或可具有取代基之鏈狀烯基;R104 、R105 為相互鍵結可形成環;R106 ~R108 中任2個為相互鍵結可形成環;R102 為氟原子或碳數1~5的氟化烷基;Y101 為單鍵或含有氧原子的2價連結基;V101 ~V103 各獨立為單鍵、伸烷基或氟化伸烷基;L101 ~L102 各獨立為單鍵或氧原子;L103 ~L105 各獨立為單鍵、-CO-或-SO2 -]。
  4. 一種光阻圖型形成方法,其特徵為含有於支持體上使用如請求項1之光阻組成物而形成光阻膜的步驟、使前述光阻膜進行曝光的步驟及使前述曝光後的光阻膜進行顯影而形成光阻圖型之步驟。
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