JP5608437B2 - 感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物並びに該組成物を用いたレジスト膜及びパターン形成方法 - Google Patents
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Description
KrFエキシマレーザーを露光光源とする場合には、主として248nm領域での吸収の小さい、ポリ(ヒドロキシスチレン)を基本骨格とする樹脂を主成分とするため、高感度、高解像度で且つ良好なパターンを形成し、従来のナフトキノンジアジド/ノボラック樹脂系に比べて良好な系となっている。
一方、更なる短波長の光源、例えばArFエキシマレーザー(193nm)を露光光源として使用する場合は、芳香族を有する化合物が本質的に193nm領域に大きな吸収を示すため上記化学増幅系でも十分ではなかった。
このため、脂環炭化水素構造を含有する種々のArFエキシマレーザー用レジストが開発されている。しかしながら、レジストとしての総合性能の観点から、使用される樹脂、光酸発生剤、添加剤、溶剤等の適切な組み合わせを見い出すことが極めて困難であるのが実情である。
特許文献1、2では、活性光線又は放射線の照射により分解する特定の化合物を用いることにより、露光から露光後加熱(PEB)までの時間の長さに関係する問題(PED)や、パターン形状、或いはラインエッジラフネスを抑制することが記載されている。
液浸プロセスが適用された最新の線幅45nm以下のパターンを形成する世代においては、上記先行技術では必ずしも充分ではなく、ラインウィズスラフネス(Line Width Roughness:LWR)及びデプスオブフォーカス(Depth of Focus:DOF)の更なる改善が求められている。
すなわち、本発明は、以下の構成を有する。
<1>
プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)、及び
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(B1)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂(B1)が下記一般式(V)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有し、
前記化合物(PA)が、活性光線又は放射線の照射により分解し下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する下記一般式(II)又は(III)で表される化合物であり、かつ
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが55000以下である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Q−A PA1 −(X) n −R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−SO 3 H、−CO 2 H、又は−W 1 −NH−W 2 −R f を表す。
X、W 1 及びW 2 は、各々独立して、−SO 2 −又は−CO−を表す。R f はハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
A PA1 は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
式中、
R 15 は各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。2個のR 15 が互いに結合して環を形成してもよい。
X 2 は−CR 21 =CR 22 −、−NR 23 −、−S−、−O−のいずれかを示す。R 21 〜R 23 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、アルコキシ基、又はアリール基を示す。
R 24 はアリール基を示す。
R 25 、R 26 はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を示し、R 25 とR 26 は互いに連結して環を形成していても良い。
R 27 、R 28 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、アリル基又はビニル基を示し、R 27 とR 28 は互いに連結して環を形成していても良い。
n 1 は0〜3の整数を示す。
Q’は、−SO 3 − 、−CO 2 − 、又は−W 1 −N − −W 2 −R f を表す。
X、W 1 、W 2 、R f 、A PA1 、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
式(V)中、
Rv 1 、Rv 2 は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
n v は1を表す。
<2>
一般式(II)又は(III)中のQ’が−W 1 −N − −W 2 −R f 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。
W 1 及びW 2 は、各々独立して、−SO 2 −又は−CO−を表す。R f はハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
<3>
R f がフッ素原子を有するアルキル基である、<2>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<4>
前記化合物(PA)が前記一般式(II)で表される化合物である、<1>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<5>
前記化合物(PA)が前記一般式(III)で表される化合物である、<1>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<6>
前記一般式(III)で表される化合物のカチオン部分の構造が、下記一般式(ZI−5)で表される構造である、<5>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(ZI−5)において、
R 1c 〜R 5c は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又はハロゲン原子を表す。
R 1c 〜R 5c 中のいずれか2つ以上が結合して環構造を形成しても良い。
R 6c 及びR 7c は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。R 6c とR 7c が結合して環構造を形成しても良い。
R x 及びR y は、各々独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表し、R x とR y とが互いに連結して環を形成していてもよい。
<7>
前記一般式(ZI−5)におけるR 1c 〜R 5c の内のいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐若しくは環状アルコキシ基である、<6>に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
<8>
プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)、及び
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(B1)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂(B1)が下記一般式(V)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有し、
前記化合物(PA)が、活性光線又は放射線の照射により分解し下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する下記一般式(III’)で表される化合物であり、
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが55000以下である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Q−A PA1 −(X) n −R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−W 1 −NH−W 2 −R f を表す。
X、W 1 及びW 2 は、各々独立して、−SO 2 −又は−CO−を表す。R f はフッ素原子を有するアルキル基を表す。
A PA1 は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
上記一般式(III’)中、
Q’は、−W 1 −N − −W 2 −R f を表す。
X、W 1 、W 2 、R f 、A PA1 、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
R 1c 〜R 5c は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又はハロゲン原子を表す。R 1c 〜R 5c の内のいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐若しくは環状アルコキシ基である。R 1c 〜R 5c 中のいずれか2つ以上が結合して環構造を形成しても良い。
R 6c 及びR 7c は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。R 6c とR 7c が結合して環構造を形成しても良い。
R x 及びR y は、各々独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表し、R x とR y とが互いに連結して環を形成していてもよい。
式(V)中、
Rv 1 、Rv 2 は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
n v は1〜6の整数を表す。
<9>
前記一般式(ZI−5)又は(III’)におけるR 1c 〜R 5c の炭素数の和が2〜15である、<6>〜<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。
<10>
前記一般式(ZI−5)又は(III’)におけるR x とR y とが互いに連結して環を形成する、<6>〜<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>
該樹脂(B1)が下記一般式(II−1)で表される繰り返し単位を更に含有する、<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。
上記一般式(II−1)中、
R 3 は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH 2 −R 9 で表される基を表す。R 9 は1価の有機基を表す。
R 4 及びR 5 は、各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
R 10 は極性基を含む置換基を表す。R 10 が複数存在する場合、互いに同じでも異なっていてもよい。
pは0〜15の整数を表す。
<12>
更に、下記一般式(A)で表される低分子化合物を含有する、<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。
上記一般式(A)において、
Raは、独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、n=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は相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
Rbは、独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基又は1−アルコキシアルキル基である。
少なくとも2つのRbは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数をそれぞれ表し、n+m=3である。
<13>
更に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(C)を含有する、<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>
該樹脂(B1)がシアノ基で置換されたラクトン基を有する、<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。
<15>
該樹脂(B1)が下記一般式(III)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有する、<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。
式(III)中、
Aは、エステル結合又はアミド結合を表す。
R 0 は、複数個ある場合にはそれぞれ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、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、−O−C(=O)−N(R)−若しくは−N(R)−C(=O)−O−で表される基、又は−N(R)−C(=O)−N(R)−で表される基を表す。ここで、R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。
R 8 は、ラクトン構造を有する1価の有機基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
R 7 は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
<16>
<1>〜<15>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レジスト膜。
<17>
<1>〜<15>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し、露光、現像する工程を含むパターン形成方法。
<18>
前記露光が液浸露光である、<17>に記載のパターン形成方法。
本発明は、上記<1>〜<18>に係る発明であるが、以下、それ以外の事項(例えば、下記1〜14)についても記載している。
1.
プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが、55000以下である感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
2.
更に、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(B1)を含有し、該樹脂(B1)が下記一般式(V)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有し、かつ、前記化合物(PA)が、活性光線又は放射線の照射により分解し下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する化合物である、上記1に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Q−APA1−(X)n−R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−SO3H、−CO2H、又は−W1−NH−W2−Rfを表す。
X、W1及びW2は、各々独立して、−SO2−又は−CO−を表す。Rfはハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
APA1は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
Rv1、Rv2は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
nvは1〜6の整数を表す。
3.
前記化合物(PA)が、下記一般式(II)又は(III)で表される、上記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。
R15は各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよい。
X2は−CR21=CR22−、−NR23−、−S−、−O−のいずれかを示す。R21〜R23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、アルコキシ基、又はアリール基を示す。
R24はアリール基を示す。
R25、R26はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を示し、R25とR26は互いに連結して環を形成していても良い。
R27、R28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、アリル基又はビニル基を示し、R27とR28は互いに連結して環を形成していても良い。
n1は0〜3の整数を示す。
Q’は、−SO3 −、−CO2 −、又は−W1−N−−W2−Rfを表す。
X、W1、W2、Rf、APA1、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
4.
一般式(II)又は(III)中のQ’が−W1−N−−W2−Rfである、上記3に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
W1及びW2は、各々独立して、−SO2−又は−CO−を表す。Rfはハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
5.
更に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(C)を含有する、上記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.
該樹脂(B1)がシアノ基で置換されたラクトン基を有する、上記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.
該樹脂(B1)が下記一般式(III)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有する、上記1〜6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。
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。
R0は、複数個ある場合にはそれぞれ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、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、−O−C(=O)−N(R)−若しくは−N(R)−C(=O)−O−で表される基、又は−N(R)−C(=O)−N(R)−で表される基を表す。ここで、R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。
R8は、ラクトン構造を有する1価の有機基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
R7は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
8.
上記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により形成されたレジスト膜。
9.
上記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を用いてレジスト膜を形成し、露光、現像する工程を含むパターン形成方法。
10.
前記露光が液浸露光である、上記9に記載のパターン形成方法。
11.
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが、55000〜6500である、上記1〜7のいずれか1項に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
12.
疎水性樹脂を更に含有する、上記1〜7及び11のいずれか1項に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
13.
ArFエキシマレーザー露光用である、上記1〜7、11及び12のいずれか1項に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
14.
液浸露光用である上記1〜7、11及び12のいずれか1項に感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
本明細書における基(原子団)の表記において、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ものである。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)をも包含するものである。
本発明において「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光)、X線、電子線等を意味する。また、本発明において光とは、活性光線又は放射線を意味する。
また、本明細書中における「露光」とは、特に断らない限り、水銀灯、エキシマレーザーに代表され遠紫外線、X線、EUV光などによる露光のみならず、電子線、イオンビーム等の粒子線による描画も露光に含める。
本発明の組成物は、プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)(以下、化合物(PA)とも呼ぶ)を含有する。
本発明の化合物(PA)は、アセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが、トリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートに対する相対比で0.8以下である。
プロトンアクセプター性官能基が窒素原子を含有する場合、該官能基中に含まれる該窒素原子に隣接する原子の全てが、炭素原子又は水素原子であることが、プロトンアクセプター性発現の観点から好ましい。また、プロトンアクセプター性発現の観点から、窒素原子に対して、電子吸引性の官能基(カルボニル基、スルホニル基、シアノ基、ハロゲン原子など)が直結していないことが好ましい。
化合物(PA)は非露光部においては後述する従来の塩基性化合物と同様に、露光部において発生した酸(プロトン)が非露光部まで拡散して作用するのを防ぐ作用をする。また化合物(PA)は露光部においては前述のようにプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生するため、露光部における酸の作用を妨害妨げないものである。
ここでプロトンアクセプター性が低下するとは、プロトンアクセプター性官能基を有する化合物(PA)とプロトンとからプロトン付加体である非共有結合錯体が生成する時、その化学平衡に於ける平衡定数が減少することを意味する。
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。
化合物(PA)は、イオン性化合物であることが好ましい。プロトンアクセプター性官能基はアニオン部、カチオン部のいずれに含まれていてもよいが、アニオン部位に含まれていることが好ましい。
波長193nmにおける相対モル吸光係数は、芳香環の影響を受けるため、化合物(PA)の構造を工夫し、例えば芳香環数を調整することで吸光度を上記範囲とすることができる。そのような例として具体的には、後述する下記一般式(II)又は(III)で表される化合物などが挙げられる。
Q−APA1−(X)n−R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−SO3H、−CO2H、又は−W1−NH−W2−Rfを表す。
X、W1及びW2は、各々独立して、−SO2−又は−CO−を表す。Rfはハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
APA1は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
APA1における2価の連結基としては、好ましくは炭素数2〜12の2価の連結基であり、例えば、アルキレン基、フェニレン基等が挙げられる。より好ましくは少なくとも1つのフッ素原子を有するアルキレン基であり、好ましい炭素数は2〜6、より好ましくは炭素数2〜4である。アルキレン鎖中に酸素原子、硫黄原子などの連結基を有していてもよい。アルキレン基は、特に水素原子数の30〜100%がフッ素原子で置換されたアルキレン基が好ましく、Q部位と結合した炭素原子がフッ素原子を有することがより好ましい。更にはパーフルオロアルキレン基が好ましく、パーフロロエチレン基、パーフロロプロピレン基、パーフロロブチレン基がより好ましい。
Rにおけるプロトンアクセプター性官能基とは、上記の通りであり、クラウンエーテル残基、アザクラウンエーテル残基、1〜3級アミン残基、ピロール残基、ピリジン残基、イミダゾール残基、ピラジン残基、ピペリジン残基、ピペラジン残基などが挙げられる。
Rにおけるアルキル基としては、プロトンアクセプター性官能基以外にも置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数1〜20の直鎖及び分岐アルキル基であり、アルキル鎖中に酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有していてもよい。
なお、プロトンアクセプター性官能基と、更にそれ以外の置換基を有するアルキル基として、特に直鎖又は分岐アルキル基にプロトンアクセプター性官能基とシクロアルキル基とが置換した基(例えば、プロトンアクセプター性官能基を有する、アダマンチルメチル基、アダマンチルエチル基、シクロヘキシルエチル基、カンファー残基など)を挙げることができる。
Rにおけるシクロアルキル基としては、プロトンアクセプター性官能基以外にも置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数3〜20のシクロアルキル基であり、環内に酸素原子を有していてもよい。
Rにおけるアリール基としては、プロトンアクセプター性官能基以外にも置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数6〜14のアリール基である。
Rにおけるアラルキル基としては、プロトンアクセプター性官能基以外にも置換基を有していてもよく、好ましくは炭素数7〜20のアラルキル基が挙げられる。
Rにおけるアルケニル基としては、プロトンアクセプター性官能基以外にも置換基を有していてもよく、例えば、Rとして挙げたアルキル基の任意の位置に2重結合を有する基が挙げられる。
Rfとしては、ハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。具体的には、Rにおける1価の有機基として例示したアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、又はこれらにハロゲン原子が置換した基が挙げられる(ただし、プロトンアクセプター性官能基を有することはない。)。ハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。Rfはより好ましくは炭素数1〜6のフッ素原子を有しても良いアルキル基、更に好ましくは炭素数1〜3のパーフルオロアルキル基が挙げられる。
R15は各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよい。
X2は−CR21=CR22−、−NR23−、−S−、−O−のいずれかを示す。R21〜R23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、アルコキシ基、又はアリール基を示す。
R24はアリール基を示す。
R25、R26はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を示し、R25とR26は互いに連結して環を形成していても良い。
R27、R28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、アリル基又はビニル基を示し、R27とR28は互いに連結して環を形成していても良い。
n1は0〜3の整数を示す。
Q’は、−SO3 −、−CO2 −、又は−W1−N−−W2−Rfを表す。
X、W1、W2、Rf、APA1、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
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。R13としては水素原子、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、又はアルコキシカルボニル基であることが好ましい。また、LWR性能の観点からはシクロアルキル基を有する基であることが好ましい。
R15は各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。2個のR15が互いに結合して環を形成してもよい。
lは0〜2の整数を表す。
rは0〜10の整数を表す。
R13及びR14の単環若しくは多環のシクロアルキルオキシ基としては、総炭素数が7以上であることが好ましく、総炭素数が7以上15以下であることがより好ましく、また、単環のシクロアルキル基を有することが好ましい。総炭素数7以上の単環のシクロアルキルオキシ基とは、シクロプロピルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、シクロブチルオキシ基、シクロオクチルオキシ基、シクロドデカニルオキシ基等のシクロアルキルオキシ基に、任意にメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、2−エチルヘキシル基、イソプロピル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、iso−アミル基等のアルキル基、水酸基、ハロゲン原子(フッ素、塩素、臭素、ヨウ素)、ニトロ基、シアノ基、アミド基、スルホンアミド基、メトキシ基、エトキシ基、ヒドロキシエトキシ基、プロポキシ基、ヒドロキシプロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキシ基、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基等のアルコキシカルボニル基、ホルミル基、アセチル基、ベンゾイル基等のアシル基、アセトキシ基、ブチリルオキシ基等のアシルオキシ基、カルボキシ基等の置換基を有する単環のシクロアルキルオキシ基であって、該シクロアルキル基上の任意の置換基と合わせた総炭素数が7以上のものを表す。
また、総炭素数が7以上の多環のシクロアルキルオキシ基としては、ノルボルニルオキシ基、トリシクロデカニルオキシ基、テトラシクロデカニルオキシ基、アダマンチルオキシ基等が挙げられる。
R13及びR14の単環若しくは多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基としては、総炭素数が7以上であることが好ましく、総炭素数が7以上15以下であることがより好ましく、また、単環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基であることが好ましい。総炭素数7以上の、単環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基とは、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプトキシ、オクチルオキシ、ドデシルオキシ、2−エチルヘキシルオキシ、イソプロポキシ、sec−ブトキシ、t−ブトキシ、iso−アミルオキシ等のアルコキシ基に上述の置換基を有していてもよい単環シクロアルキル基が置換したものであり、置換基も含めた総炭素数が7以上のものを表す。たとえば、シクロヘキシルメトキシ基、シクロペンチルエトキシ基、シクロヘキシルエトキシ基等が挙げられ、シクロヘキシルメトキシ基が好ましい。
また、総炭素数が7以上の多環のシクロアルキル基を有するアルコキシ基としては、ノルボルニルメトキシ基、ノルボルニルエトキシ基、トリシクロデカニルメトキシ基、トリシクロデカニルエトキシ基、テトラシクロデカニルメトキシ基、テトラシクロデカニルエトキシ基、アダマンチルメトキシ基、アダマンチルエトキシ基等が挙げられ、ノルボルニルメトキシ基、ノルボルニルエトキシ基等が好ましい。
R14のアルキルカルボニル基のアルキル基としては、上述したR13〜R15としてのアルキル基と同様の具体例が挙げられる。
またR13及びR14はシクロアルキル基を有する基であることも好ましく、例えばシクロアルキル基が置換したアルコキシ基、シクロアルキル基が置換したアルキル基、シクロアルキル基自体が挙げられる。これらの基が有するシクロアルキル基としては、上記R13及びR14としてのシクロアルキル基と同様の基が挙げられる。シクロアルキル基を有する基は、総炭素数7以上のものが好ましく、総炭素数7〜15のものがより好ましい。更に好ましくは、R13がシクロアルキル基で置換されたアルコキシ基でかつ総炭素数7以上の基である。これらの基は更に置換基を有していてもよく、有していてもよい置換基はR13、R14、R15におけるものと同様である。
XI−2は、酸素原子、硫黄原子、又は−NRa1−基を表し、Ra1は、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアシル基を表す。
Ra2及びRa3は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基を表す。Ra2及びRa3は、互いに結合して環を形成してもよい。
Ra4は、複数個ある場合には各々独立に、有機基を表す。
mは、0〜3の整数を表す。
−S+(Ra2)(Ra3)で表される基、m個のRa4は、それぞれ、一般式(ZI−2)中の、XI−2を含む5員環及び6員環を構成する炭素原子の任意の位置で置換していてよい。
Ra1〜Ra3のシクロアルキル基は、炭素数3〜20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、シクロオクチル基、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、テトラシクロドデシル基、アンドロスタニル基等を挙げることができる。
Ra1〜Ra3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、ナフチル基等を挙げることができる。
Ra1のアシル基は、炭素数2〜20のアシル基が好ましく、例えば、ホルミル基、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基、ピバロイル基、ベンゾイル基等を挙げることができる。
Ra1としてはアルキル基がより好ましく、炭素数1〜4のアルキル基が更に好ましい。
Ra2、Ra3は互いに連結して5〜6員環を構成していることがより好ましい。
R41〜R43において、アルキル基は、炭素数1〜5の低級アルキル基が好ましく、なかでも直鎖又は分岐鎖状のアルキル基がより好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、n−ブチル基、tert−ブチル基であることが特に好ましい。
アルコキシ基は、炭素数1〜5のアルコキシ基が好ましく、なかでも直鎖又は分岐鎖状のアルコキシ基がより好ましく、メトキシ基、エトキシ基が特に好ましい。
n1〜n3は、それぞれ独立して0〜2の整数であり、好ましくは、それぞれ独立して0又は1であり、より好ましくはいずれも0である。
なお、n1〜n3が2であるとき、複数のR41〜R43は互いに同じであってもよく、異なっていてもよい。
R41〜R43としてのアルキル基、アルコキシ基は、式(ZI−3)中、R41〜R43と同様のものが挙げられる。
ヒドロキシアルキル基は、上記アルキル基の一又は複数の水素原子がヒドロキシ基に置換した基が好ましく、ヒドロキシメチル基、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基等が挙げられる。
n1は0〜3の整数であり、好ましくは1又は2であり、より好ましくは1である。
n2は0〜3の整数であり、好ましくは0又は1であり、より好ましくは0である。
n3は0〜2の整数であり、好ましくは0又は1であり、より好ましくは1である。
ただし、n1、n2及びn3が同時に0であることはない。
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、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又はハロゲン原子を表す。R1c〜R5c中のいずれか2つ以上が結合して環構造を形成しても良い。
R6c及びR7cは、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。R6cとR7cが結合して環構造を形成しても良い。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表し、RxとRyとが互いに連結して環を形成していてもよい。
R6cとR7cとが結合して環を形成する場合に、R6cとR7cとが結合して形成する基としては、炭素数2〜10のアルキレン基が好ましく、例えば、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基などを挙げることができる。また、R6cとR7cとが結合して形成する環は、環内に酸素原子等のヘテロ原子を有していてもよい。
R1c〜R5cとしてのアルキルチオ基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜10のアルキルチオ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルキルチオ基(例えば、メチルチオ基、エチルチオ基、直鎖又は分岐プロピルチオ基、直鎖又は分岐ブチルチオ基、直鎖又は分岐ペンチルチオ基)、炭素数3〜8の環状アルキルチオ基(例えば、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基)を挙げることができる。
R1c〜R5cとしてのアリールチオ基は、例えば炭素数6〜14のアリールチオ基、好ましくは炭素数6〜10のアリールチオ基(例えば、フェニルチオ基、ナフタレンチオ基)を挙げることができる。
アリル基としては、特に制限は無いが、無置換若しくは単環又は多環のシクロアルキル基で置換されたアリル基であることが好ましい。
ビニル基としては特に制限は無いが、無置換若しくは単環又は多環のシクロアルキル基で置換されたビニル基であることが好ましい。
アルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基については、R1c〜R5cにおけると同様のアルコキシ基を挙げることができる。
一般式(ZI−1)〜(ZI−5)で表されるカチオン構造を有する化合物の代表的な具体例について、アセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εのトリフェニルスルホニウムノナフルオロブタンスルホネートに対する相対比を以下に示す。モル吸光係数εの算出は、ランベルト−ベールの式に従い、化合物(PA)をアセトニトリル溶媒に溶解させた測定溶液について1cm角のセルを用いてUVスペクトルを測定し、193nmの吸光度(A)と測定溶媒濃度(c)から算出した。なお、カチオン構造の特性を比較するために、アニオン構造はノナフルオロブタンスルホネートに統一した。
mは1又は2を表し、nは1又は2を表す。但し、Aが硫黄原子の時、m+n=3、Aがヨウ素原子の時、m+n=2である。
Rは、アリール基を表す。
RNは、プロトンアクセプター性官能基で置換されたアリール基を表す。
X−は、対アニオンを表す。
R及びRNのアリール基の具体例としては、フェニル基が好ましく挙げられる。
RNが有するプロトンアクセプター性官能基の具体例としては、前述の式(PA−1)で説明したプロトンアクセプター性官能基と同様である。
本発明の組成物が化合物(PA’)を有する場合、その含有量は化合物(PA)/化合物(PA’)の重量比で9/1〜5/5が好ましく、8/2〜6/4がより好ましい。
前記化合物(PA)は、前述のとおり露光部では活性光線又は放射線の露光により分解し酸を発生するが、分子内に存在するプロトンアクセプター性官能基が該酸のプロトンを捕捉することで中和されることを特徴とする化合物であり、露光部においても化合物(PA)からは実質的に酸は発生しない(化学増幅作用に寄与しない)ことになる。従って、本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は感度の面で酸発生剤(C)を含有する化学増幅型のレジスト組成物であることが好ましい。また、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(B1)を含有するポジ型レジスト組成物であることが好ましい。
本発明の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物は、酸の作用によりアルカリ現像液に対する溶解性が増大する樹脂(B1)を含有する。
樹脂(B1)は、好ましくはアルカリ現像液に不溶又は難溶性である。
アルカリ可溶性基としては、フェノール性水酸基、カルボキシル基、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、トリス(アルキルスルホニル)メチレン基等が挙げられる。
酸で脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−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〜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。R01とR02とは、互いに結合して環を形成してもよい。
R36〜R39、R01及びR02のアルキル基は、炭素数1〜8の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、へキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
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、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、テトラシクロドデシル基、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。
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、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、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、シクロへキセニル基等を挙げることができる。
Xa1は、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH2−R9で表される基を表す。R9は、ヒドロキシ基又は1価の有機基を表し、前記1価の有機基としては、例えば、炭素数5以下のアルキル基、炭素数5以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。Xa1は好ましくは水素原子、メチル基、トリフルオロメチル基又はヒドロキシメチル基を表す。
Rx1〜Rx3は、それぞれ独立に、アルキル基(直鎖若しくは分岐)又はシクロアルキル基(単環若しくは多環)を表す。
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。Rtは、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、−CH2−基、−(CH2)2−基、−(CH2)3−基がより好ましい。
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、t−ブチル基などの炭素数1〜4のものが好ましい。
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、シクロヘキシル基などの単環のシクロアルキル基、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、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。炭素数5〜6の単環のシクロアルキル基が特に好ましい。
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。
具体例中、Rx、Xa1は、水素原子、CH3、CF3、又はCH2OHを表す。Rxa、Rxbはそれぞれ炭素数1〜4のアルキル基を表す。Zは、極性基を含む置換基を表し、複数存在する場合は各々独立である。pは0又は正の整数を表す。Zは具体的には後述する式(II−1)のR10と同様のものが挙げられる。pは0又は正の整数を表す。
R1、R3は、各々独立して、水素原子、置換基を有していてもよいメチル基又は−CH2−R9で表される基を表す。R9は1価の有機基を表す。前記1価の有機基としては、例えば、炭素数5以下のアルキル基、炭素数5以下のアシル基が挙げられ、好ましくは炭素数3以下のアルキル基であり、更に好ましくはメチル基である。
R2、R4、R5、R6は、各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Rは、炭素原子とともに脂環構造を形成するのに必要な原子団を表す。
R2におけるシクロアルキル基は、単環でも多環でもよく、置換基を有していてもよい。
R2は好ましくはアルキル基であり、より好ましくは炭素数1〜10であり、更に好ましくは炭素数1〜5のものであり、例えばメチル基、エチル基が挙げられる。
R2、R4、R5、R6のアルキル基が更に有していてもよい置換基としては、例えば、アリール基(フェニル基、ナフチル基等)、アラルキル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、オクチルオキシ基、ドデシルオキシ基等)、アシル基(アセチル基、プロパノイル基、ベンゾイル基等)、オキソ基が挙げられ、好ましくは炭素数15以下である。
R2、R4、R5、R6のシクロアルキル基が更に有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、t−ブチル基、ヘキシル基等)、及びR2のアルキル基が更に有していてもよい置換基として前述した基が挙げられ、好ましくは炭素数15以下である。
Rv1、Rv2は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
nvは1〜6の整数を表す。
Rv1、Rv2における炭素数1〜10のアルキル基としては、直鎖でも分岐でもよく、置換基を有していてもよい。置換基としては、例えば、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜10)、ハロゲン原子、水酸基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜4)、カルボキシル基、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜6)などが挙げられ、炭素数8以下のものが好ましい。
R3〜R5は、一般式(II)におけるものと同義である。
pは0〜15の整数を表す。pは好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。
下記一般式(III)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有することが好ましい。
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。
R0は、複数個ある場合にはそれぞれ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、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合((−O−C(=O)−N(R)−)又は(−N(R)−C(=O)−O−)で表される基)、又はウレア結合(−N(R)−C(=O)−N(R)−で表される基)を表す。ここで、R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。
nは、−R0−Z−で表される構造の繰り返し数であり、1〜5の整数を表す。好ましくは0又は1である。
R7は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Zは好ましくは、エーテル結合、エステル結合であり、特に好ましくはエステル結合である。
また、R8は無置換のラクトン構造を有する1価の有機基、或いはメチル基、シアノ基又はアルコキシカルボニル基を置換基として有するラクトン構造を有する1価の有機基が好ましく、シアノ基を置換基として有するラクトン構造(シアノラクトン)を有する1価の有機基がより好ましい。
下記具体例中、Rは、水素原子、置換基を有していてもよいアルキル基又はハロゲン原子を表し、好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、アセトキシメチル基を表す。
R7、A、R0、Z、及びnは、上記一般式(III)と同義である。
R9は、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基、シアノ基、水酸基又はアルコキシ基を表し、複数個ある場合には2つのR9が結合し、環を形成していてもよい。
mは、置換基数であって、0〜5の整数を表す。mは0又は1であることが好ましい。
Rb0は、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1〜4のアルキル基を表す。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、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、沃素原子を挙げることができる。好ましくは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基であり、水素原子、メチル基が特に好ましい。
一般式(III)で表される単位以外のラクトン基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
ラクトン基としては、シアノ基で置換されたラクトン基も好ましい。
R2c〜R4cは、一般式(VIIa)〜(VIIc)に於ける、R2c〜R4cと同義である。
水酸基又はシアノ基を有する繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。
アルカリ可溶性基を有する繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
具体例中、RxはH,CH3,CH2OH,又はCF3を表す。
Raは水素原子、アルキル基又は−CH2−O−Ra2基を表す。式中、Ra2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Raは、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
極性基を持たない脂環炭化水素構造を有し、酸分解性を示さない繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH3、CH2OH、又はCF3を表す。
(1)塗布溶剤に対する溶解性、
(2)製膜性(ガラス転移点)、
(3)アルカリ現像性、
(4)膜べり(親疎水性、アルカリ可溶性基選択)、
(5)未露光部の基板への密着性、
(6)ドライエッチング耐性、等の微調整が可能となる。
なお、樹脂(B1)は、後述する疎水性樹脂(C)との相溶性の観点から、フッ素原子及び珪素原子を含有しないことが好ましい。
例えば、一般的合成方法としては、モノマー種及び開始剤を溶剤に溶解させ、加熱することにより重合を行う一括重合法、加熱溶剤にモノマー種と開始剤の溶液を1〜10時間かけて滴下して加える滴下重合法などが挙げられ、滴下重合法が好ましい。反応溶媒としては、例えばテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、ジイソプロピルエーテルなどのエーテル類やメチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンのようなケトン類、酢酸エチルのようなエステル溶媒、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド溶剤、更には後述のプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキサノンのような本発明の組成物を溶解する溶媒が挙げられる。より好ましくは本発明のポジ型レジスト組成物に用いられる溶剤と同一の溶剤を用いて重合することが好ましい。これにより保存時のパーティクルの発生が抑制できる。
本願の感光性組成物は、酸の作用により分解する基を有さない樹脂(B2)を含有してもよい。
「酸の作用により分解する基を有さない」とは、本願の感光性組成物が通常用いられる画像形成プロセスにおいて酸の作用による分解性が無いか又は極めて小さく、実質的に酸分解による画像形成に寄与する基(例えば前記樹脂(B1)における酸分解性基)を有さないことである。このような樹脂としてアルカリ可溶性基を有する樹脂、アルカリの作用により分解し、アルカリ現像液への溶解性が向上する基を有する樹脂があげられる。
樹脂(B2)としては(メタ)アクリル酸誘導体及び/又は脂環オレフィン誘導体から導かれる繰り返し単位を少なくとも1種有する樹脂が好ましい。
電子求引性基としては、例えば、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)、シアノ基、オキシ基、カルボニル基、カルボニルオキシ基、オキシカルボニル基、ニトリル基、ニトロ基、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る。
他の繰り返し単位としては水酸基、シアノ基、カルボニル基、エステル基などの極性官能基を有する繰り返し単位、単環又は、多環環状炭化水素構造を有する繰り返し単位、シリコン原子、ハロゲン原子、フロロアルキル基を有する繰り返し単位又はこれらの複数の官能基を有する繰り返し単位を挙げることができる。
樹脂(B2)が有する各種の繰り返し単位の具体例及び好ましい組成比は、樹脂(B1)におけるものと同様である。
樹脂(B2)の分子量、分散度の好ましい範囲は、樹脂(B1)と同様である。
樹脂(B2)は、市販のものを使用することも可能であるし、樹脂(B1)と同様に合成したものを使用することもできる。
本発明の組成物は、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(以下、「酸発生剤」ともいう)を含有することが好ましい。
酸発生剤としては、公知のものであれば特に限定されないが、好ましくは下記一般式(ZI)、(ZII)、(ZIII)で表される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、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、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)を挙げることができる。
Z−は、非求核性アニオン(求核反応を起こす能力が著しく低いアニオン)を表す。
(更に好ましくは炭素数4〜8)、フッ素原子を有するベンゼンスルホン酸アニオン、更により好ましくはノナフロロブタンスルホン酸アニオン、パーフロロオクタンスルホン酸アニオン、ペンタフロロベンゼンスルホン酸アニオン、3,5−ビス(トリフロロメチル)ベンゼンスルホン酸アニオンである。
酸強度の観点からは、発生酸のpKaが−1以下であることが、感度向上のために好ましい。
R201、R202及びR203のうち、少なくとも1つがアリール基であることが好ましく、三つ全てがアリール基であることがより好ましい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの他に、インドール残基、ピロール残基などのヘテロアリール基も可能である。これらアリール基は更に置換基を有していてもよい。その置換基としては、ニトロ基、フッ素原子などのハロゲン原子、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、シアノ基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜15)、シクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜15)、アリール基(好ましくは炭素数6〜14)、アルコキシカルボニル基(好ましくは炭素数2〜7)、アシル基(好ましくは炭素数2〜12)、アルコキシカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数2〜7)等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
また、R201、R202及びR203から選ばれる2つが、単結合又は連結基を介して結合していてもよい。連結基としてはアルキレン基(炭素数1〜3が好ましい)、−O−,−S−,−CO−,−SO2−などがあげられるが、これらに限定されるものではない。
(1)R201、R202及びR203のうち少なくとも1つが、Ar−CO−X−で表される構造であり、残りの基が、直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基である場合。このとき、残りの基が2つの場合、2つの直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基は、互いに結合して環構造を形成してもよい。
ここで、Arは置換基を有していてもよいアリール基を表し、具体的には、R201、R202及びR203としてのアリール基と同様である。好ましくは置換基を有していてもよいフェニル基である。
Xは置換基を有してもよいアルキレン基を表す。具体的には、炭素数1〜6のアルキレン基である。好ましくは炭素数1〜3の直鎖構造又は分岐構造のアルキレン基である。
残りの直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基は、好ましくは炭素数1〜6である。これら原子団は更に置換基を有していてもよい。また、残りの基が2つの場合、互いに結合して環構造(好ましくは5〜7員環)を形成していていることが好ましい。
(2)R201、R202及びR203のうち1つ又は2つが、置換基を有していてもよいアリール基であり、残りの基が直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基である場合。
このとき、上記アリール基としては、具体的には、R201、R202及びR203としてのアリール基と同様であり、フェニル基又はナフチル基が好ましい。また、アリール基は、水酸基、アルコキシ基、アルキル基のいずれかを置換基として有することが好ましい。置換基としより好ましくは炭素数1〜12のアルコキシ基、更に好ましくは炭素数1〜6のアルコキシ基である。
残りの直鎖若しくは分岐のアルキル基、又はシクロアルキル基は、好ましくは炭素数1〜6である。これら原子団は更に置換基を有していてもよい。また、残りの基が2つの場合、2つが互いに結合して環構造を形成していてもよい。
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、アルキル基、シクロアルキル基は、置換基を有していてもよい。この置換基としても、前述の化合物(ZI)におけるR201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基が有していてもよいものが挙げられる。
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
R208、R209及びR210は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
Aは、アルキレン基、アルケニレン基又はアリーレン基を表す。
Ar3、Ar4、R208、R209及びR210のアリール基の具体例としては、上記一般式(ZI)におけるR201〜R203としてのアリール基の具体例と同様のものを挙げることができる。
R208、R209及びR210のアルキル基及びシクロアルキル基の具体例としては、それぞれ、上記一般式(ZI)におけるR201〜R203としてのアルキル基及びシクロアルキル基の具体例と同様のものを挙げることができる。
Aのアルキレン基としては、炭素数1〜12のアルキレン基(例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、イソプロピレン基、ブチレン基、イソブチレン基など)を、Aのアルケニレン基としては、炭素数2〜12のアルケニレン基(例えば、ビニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基など)を、Aのアリーレン基としては、炭素数6〜10のアリーレン基(例えば、フェニレン基、トリレン基、ナフチレン基など)を、それぞれ挙げることができる。
また、本発明の組成物においては、酸発生剤のカチオン構造が、化合物(PA)のカチオン構造を同じである場合が好ましく、前述の化合物(PA)と同様に(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−5)で表されるカチオン構造が好ましく、より好ましくは(ZI−1)、(ZI−5)で表されるカチオン構造が挙げられる。
本発明の組成物は、更に疎水性樹脂(HR)を添加することができる。疎水性樹脂(HR)は膜表層に偏在化するので、本発明の組成物からなる膜を、液浸媒体を介して露光する場合には、膜とした際の液浸媒体に対するレジスト膜表面の後退接触角を向上させ、液浸媒体追随性を向上させることができる。疎水性樹脂(HR)が添加されることにより、特に膜表面の後退接触角が向上する。膜の後退接触角は60°〜90°が好ましく、更に好ましくは70°以上である。疎水性樹脂(HR)は前述のように界面に偏在するものであるが、界面活性剤とは異なり、必ずしも分子内に親水基を有する必要はなく、極性/非極性物質を均一に混合することに寄与しなくても良い。
液浸露光工程に於いては、露光ヘッドが高速でウェ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、液浸液がウェハ上を動く必要があるので、動的な状態に於けるレジスト膜に対する液浸液の接触角が重要になり、液滴が残存することなく、露光ヘッドの高速なスキャンに追随する性能がレジストには求められる。
疎水性樹脂(HR)に於けるフッ素原子又は珪素原子は、樹脂の主鎖中に有していても、側鎖に置換していてもよい。
フッ素原子を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜10、より好ましくは炭素数1〜4)は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された直鎖又は分岐アルキル基であり、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するシクロアルキル基は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換された単環又は多環のシクロアルキル基であり、更に他の置換基を有していてもよい。
フッ素原子を有するアリール基としては、フェニル基、ナフチル基などのアリール基の少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたものが挙げられ、更に他の置換基を有していてもよい。
R57〜R68は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子又はアルキル基を表す。但し、R57〜R61、R62〜R64及びR65〜R68の内、それぞれ、少なくとも1つは、フッ素原子又は少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)を表す。R57〜R61及びR65〜R67は、全てがフッ素原子であることが好ましい。R62、R63及びR68は、少なくとも1つの水素原子がフッ素原子で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1〜4)が好ましく、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基であることが更に好ましい。R62とR63は、互いに連結して環を形成してもよい。
一般式(F3)で表される基の具体例としては、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロプロピル基、ペンタフルオロエチル基、ヘプタフルオロブチル基、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、ノナフルオロブチル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロヘキシル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基、パーフルオロオクチル基、パーフルオロ(トリメチル)ヘキシル基、2,2,3,3−テトラフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロヘキシル基などが挙げられる。ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基、ヘキサフルオロ(2−メチル)イソプロピル基、オクタフルオロイソブチル基、ノナフルオロ−t−ブチル基、パーフルオロイソペンチル基が好ましく、ヘキサフルオロイソプロピル基、ヘプタフルオロイソプロピル基が更に好ましい。
一般式(F4)で表される基の具体例としては、例えば、−C(CF3)2OH、−C(C2F5)2OH、−C(CF3)(CH3)OH、−CH(CF3)OH等が挙げられ、−C(CF3)2OHが好ましい。
具体例中、X1は、水素原子、−CH3、−F又は−CF3を表す。X2は、−F又は−CF3を表す。なお、具体例としては後掲の樹脂(HR−1)〜(HR−65)中に含まれている、フッ素原子を有する繰り返し単位も挙げられる。
アルキルシリル構造、又は環状シロキサン構造としては、具体的には、下記一般式(CS−1)〜(CS−3)で表される基などが挙げられる。
R12〜R26は、各々独立に、直鎖若しくは分岐アルキル基(好ましくは炭素数1〜20)又はシクロアルキル基(好ましくは炭素数3〜20)を表す。
L3〜L5は、単結合又は2価の連結基を表す。2価の連結基としては、アルキレン基、フェニレン基、エーテル基、チオエーテル基、カルボニル基、エステル基、アミド基、ウレタン基、又はウレア基よりなる群から選択される単独あるいは2つ以上の基の組み合わせを挙げられる。
nは、1〜5の整数を表す。nは、1〜3の整数であることが好ましい。
(x)アルカリ可溶性基、
(y)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、
(z)酸の作用により分解する基。
好ましいアルカリ可溶性基としては、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)、スルホンイミド基、ビス(カルボニル)メチレン基が挙げられる。
アルカリ可溶性基(x)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜50mol%が好ましく、より好ましくは3〜35mol%、更に好ましくは5〜20mol%である。
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(y)を有する繰り返し単位としては、アクリル酸エステル、メタクリル酸エステルによる繰り返し単位のように、樹脂の主鎖に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(y)が結合している繰り返し単位、あるいはアルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する重合開始剤や連鎖移動剤を重合時に用いてポリマー鎖の末端に導入、のいずれも好ましい。
アルカリ現像液中での溶解度が増大する基(y)を有する繰り返し単位の含有量は、ポリマー中の全繰り返し単位に対し、1〜40mol%が好ましく、より好ましくは3〜30mol%、更に好ましくは5〜15mol%である。
Rc31は、水素原子、アルキル基(フッ素原子等で置換されていても良いアルキル基)、シアノ基又は−CH2−O−Rac2基を表す。式中、Rac2は、水素原子、アルキル基又はアシル基を表す。Rc31は、水素原子、メチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基が好ましく、水素原子、メチル基が特に好ましい。
Rc32は、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、又はアリール基を有する基を表す。これら基はフッ素原子、珪素原子を含む基等で置換されていても良い。
Lc3は、単結合又は2価の連結基を表す。
Rc32は無置換のアルキル基又はフッ素原子で置換されたアルキル基が好ましい。Lc3の2価の連結基は、アルキレン基(好ましくは炭素数1〜5)、オキシ基、フェニレン基、エステル結合(−COO−で表される基)が好ましい。疎水性樹脂(HR)は、更に、下記一般式(CII−AB)で表される繰り返し単位であることも好ましい。
R11’及びR12’は、各々独立に、水素原子、シアノ基、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。
Zc’は、結合した2つの炭素原子(C−C)を含み、脂環式構造を形成するための原子団を表す。
以下に一般式(CIII)、(CII−AB)で表される繰り返し単位の具体例を以下に挙げるが、本発明はこれらに限定されない。式中、Raは、H、CH3、CH2OH、CF3又はCNを表す。
疎水性樹脂(HR)が珪素原子を有する場合、珪素原子の含有量は、疎水性樹脂(HR)の重量平均分子量に対し、2〜50質量%であることが好ましく、2〜30質量%であることがより好ましい。また、珪素原子を含む繰り返し単位は、疎水性樹脂(HR)中10〜100モル%であることが好ましく、20〜100モル%であることがより好ましい。
疎水性樹脂(HR)の組成物中の含有量は、本発明の組成物中の全固形分に対し、0.01〜10質量%が好ましく、0.05〜8質量%がより好ましく、0.1〜5質量%が更に好ましい。
本願発明の感活性光線又は放射線性組成物は、塩基性化合物を含有することが好ましい。
塩基性化合物は、含窒素有機塩基性化合物であることが好ましい。
使用可能な化合物は特に限定されないが、例えば以下の(1)〜(4)に分類される化合物が好ましく用いられる。
Rは、各々独立に、水素原子、アルキル基(直鎖又は分岐)、シクロアルキル基(単環又は多環)、アリール基、アラルキル基の何れかを表す。但し、三つのRの全てが水素原子とはならない。
Rとしてのアルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常1〜20、好ましくは1〜12である。
Rとしてのシクロアルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常3〜20、好ましくは5〜15である。
Rとしてのアリール基の炭素数は特に限定されないが、通常6〜20、好ましくは6〜10である。具体的にはフェニル基やナフチル基などが挙げられる。
Rとしてのアラルキル基の炭素数は特に限定されないが、通常7〜20、好ましくは7〜11である。具体的にはベンジル基等が挙げられる。
Rとしてのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基は、水素原子が置換基により置換されていてもよい。この置換基としては、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、水酸基、カルボキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニル基等が挙げられる。
一般式(BS−1)で表される化合物は、3つのRの1つのみが水素原子、あるいは全てのRが水素原子でないことが好ましい。
また、一般式(BS−1)において、少なくとも1つのRが、水酸基で置換されたアルキル基である化合物が、好ましい態様の1つとして挙げられる。具体的化合物としては、トリエタノールアミン、N,N−ジヒドロキシエチルアニリンなどが挙げられる。
複素環構造としては、芳香族性を有していてもいなくてもよい。また、窒素原子を複数有していてもよく、更に、窒素以外のヘテロ原子を含有していてもよい。具体的には、イミダゾール構造を有する化合物(2−フェニルベンゾイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾールなど)、ピペリジン構造を有する化合物(N−ヒドロキシエチルピペリジン、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケートなど)、ピリジン構造を有する化合物(4−ジメチルアミノピリジンなど)、アンチピリン構造を有する化合物(アンチピリン、ヒドロキシアンチピリンなど)が挙げられる。
また、環構造を2つ以上有する化合物も好適に用いられる。具体的には1,5−ジアザビシクロ[4.3.0]ノナ−5−エン、1,8−ジアザビシクロ〔5.4.0〕−ウンデカ−7−エンなどが挙げられる。
フェノキシ基を有するアミン化合物とは、アミン化合物のアルキル基の窒素原子と反対側の末端にフェノキシ基を有するものである。フェノキシ基は、例えば、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基、ニトロ基、カルボキシル基、カルボン酸エステル基、スルホン酸エステル基、アリール基、アラルキル基、アシルオキシ基、アリールオキシ基等の置換基を有していてもよい。
より好ましくは、フェノキシ基と窒素原子との間に、少なくとも1つのオキシアルキレン鎖を有する化合物である。1分子中のオキシアルキレン鎖の数は、好ましくは3〜9個、更に好ましくは4〜6個である。オキシアルキレン鎖の中でも−CH2CH2O−が好ましい。
具体例としては、2−[2−{2―(2,2―ジメトキシ−フェノキシエトキシ)エチル}−ビス−(2−メトキシエチル)]−アミンや、米国特許出願公開第2007/0224539A1号明細書の段落[0066]に例示されている化合物(C1−1)〜(C3−3)などが挙げられる。
アンモニウム塩も適宜用いられる。好ましくはヒドロキシド又はカルボキシレートである。より具体的にはテトラブチルアンモニウムヒドロキシドに代表されるテトラアルキルアンモニウムヒドロキシドが好ましい。
塩基性化合物の使用量は、組成物の固形分を基準として、通常、0.001〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%である。
酸発生剤/塩基性化合物のモル比は、2.5〜300であることが好ましい。即ち、感度、解像度の点からモル比が2.5以上が好ましく、露光後加熱処理までの経時でのパターンの太りによる解像度の低下抑制の点から300以下が好ましい。このモル比としてより好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。
本発明の組成物は、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)(D成分ともいう)を含有することができる。酸の作用により脱離する基としては特に限定されないが、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、ヘミアミナールエーテル基が好ましく、カルバメート基、ヘミアミナールエーテル基であることが特に好ましい。
酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物の分子量範囲は100〜1000が好ましく、100〜700がより好ましく、100〜500が特に好ましい。
Xは、独立に、水素原子又はヒドロキシ基を示し、少なくとも一つがヒドロキシ基である。
Aは単結合或いは2価の連結基を表し、単結合或いは−D−COO−で表される基を表すことが好ましく、Dはアルキレン基(好ましくは炭素数1〜4)を示す。)
また、D成分として、酸の作用により脱離する基を窒素原子上に有するアミン誘導体が好ましい。
R’は、それぞれ独立に水素原子、直鎖状、分岐状若しくは環状のアルキル基、アリール基、アラルキル基、又はアルコキシアルキル基を表す。R’は相互に結合して環を形成していても良い。
R’として好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基、アリール基である。より好ましくは、直鎖状、又は分岐状のアルキル基、シクロアルキル基である。
D成分は、下記一般式(A)で表される構造を有するものであることが特に好ましい。
なお、D成分は、酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物であるかぎり、前記の塩基性化合物に相当するものであってもよい。
Rbは、独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基又は1−アルコキシアルキル基である。
少なくとも2つのRbは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数をそれぞれ表し、n+m=3である。
前記Ra及びRbのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基(これらのアルキル基、シクロアルキル基、アリール基及びアラルキル基は、上記官能基、アルコキシ基、ハロゲン原子で置換されていてもよい)としては、
例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン等の直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基、これらのアルカンに由来する基を、例えば、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、ノルボルナン、アダマンタン、ノラダマンタン等のシクロアルカンに由来する基、これらのシクロアルカンに由来する基を、例えば、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、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ベンゼン、ナフタレン、アントラセン等の芳香族化合物に由来する基、これらの芳香族化合物に由来する基を、例えば、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、2−メチルプロピル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等の直鎖状、分岐状のアルキル基の1種以上或いは1個以上で置換した基、
ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、インドール、インドリン、キノリン、パーヒドロキノリン、インダゾール、ベンズイミダゾール等の複素環化合物に由来する基、これらの複素環化合物に由来する基を直鎖状、分岐状のアルキル基或いは芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基、直鎖状、分岐状のアルカンに由来する基・シクロアルカンに由来する基をフェニル基、ナフチル基、アントラセニル基等の芳香族化合物に由来する基の1種以上或いは1個以上で置換した基等或いは前記の置換基が水酸基、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で置換された基等が挙げられる。
本発明における特に好ましいD成分を具体的に示すが、本発明は、これに限定されるものではない。
本発明の組成物は、更に界面活性剤を含有してもよい。含有する場合、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が好ましい。
これらに該当する界面活性剤としては、大日本インキ化学工業(株)製のメガファックF176、メガファックR08、OMNOVA社製のPF656、PF6320、トロイケミカル(株)製のトロイゾルS−366、住友スリーエム(株)製のフロラードFC430、信越化学工業(株)製のポリシロキサンポリマーKP−341などが挙げられる。
また、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。より具体的には、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル類などが挙げられる。
界面活性剤の使用量は、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物の全固形分量(溶剤を除く全量)に対して、好ましくは0〜2質量%、更に好ましくは0.0001〜2質量%、特に好ましくは0.0005〜1質量%である。
一方、界面活性剤の添加量を10ppm以下、或いは含有しないことも好ましい。これにより疎水性樹脂の表面偏在性があがり、それにより、レジスト膜表面をより疎水的にすることができ、液浸露光時の水追随性を向上させることが出来る。
組成物を調製する際に使用できる溶剤としては、各成分を溶解するものである限り特に限定されないが、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
(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートなど)、アルキレングリコールモノアルキルエーテル(プロピレングリコールモノメチルエーテルなど)、乳酸アルキルエステル(乳酸エチル、乳酸メチルなど)、環状ラクトン(γ−ブチロラクトンなど、好ましくは炭素数4〜10)、鎖状又は環状のケトン(2−ヘプタノン、シクロヘキサノンなど、好ましくは炭素数4〜10)、アルキレンカーボネート(エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなど)、カルボン酸アルキル(酢酸ブチルなどの酢酸アルキルが好ましい)、アルコキシ酢酸アルキル(エトキシプロピオン酸エチル)などが挙げられる。その他使用可能な溶媒として、例えば、米国特許出願公開第2008/0248425A1号明細書の[0244]以降に記載されている溶剤などが挙げられる。
水酸基を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が好ましく、水酸基を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カルボキシレートが好ましい。
本発明の組成物は、酸の作用により分解し、カルボン酸よりも強い酸を生成する物質(H)(以下、「酸増殖剤」ともいう)を含有しても良い。
酸増殖剤から生成する酸は、その酸の強度が大きいものが好ましく、具体的にはその酸の解離定数(pKa)として3以下が好ましく、より好ましくは2以下である。酸増殖剤から発生する酸としてはスルホン酸が好ましい。
酸増殖剤は、国際公開第95/29968号、国際公開第98/24000号、特開平8−305262号、特開平9−34106号、特開平8−248561号、特表平8−503082号、米国特許第5,445,917号、特表平8−503081号、米国特許第5,534,393号、米国特許第5,395,736号、米国特許第5,741,630号、米国特許第5,334,489号、米国特許第5,582,956号、米国特許第5,578,424号、米国特許第5,453,345号、米国特許第5,445,917号、欧州特許第665,960号、欧州特許第757,628号、欧州特許第665,961号、米国特許第5,667,943号、特開平10−1508号、特開平10−282642号、特開平9−512498号、特開2000−62337号、特開2005−17730号等に記載の酸増殖剤を1種、或いは2種以上組み合わせて用いることができる。
Rは、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。
R0は、酸の作用により脱離する基を表す。
R1は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アラルキル基、アルコキシ基、又はアリールオキシ基を表す。
R2は、アルキル基又はアラルキル基を表す。
R3は、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。
R4、R5は、各々独立に、アルキル基を表し、R4とR5が互いに結合して環を形成しても良い。
R6は、水素原子又はアルキル基を表す。
R7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。
R8は、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。
R9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。
R9は、R7と結合して環を形成しても良い。
R10は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基又はアルケニルオキシ基を表す。
R11は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基又はアルケニル基を表す。
R10とR11は、互いに結合して環を形成してもよい。
R12は、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルケニル基又は環状イミド基を表す。
シクロアルキル基としては、炭素数4〜10個のシクロアルキル基が挙げられ、具体的には、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、アダマンチル基、ボロニル基、イソボロニル基、トリシクロデカニル基、ジシクロペンテニル基、ノボルナンエポキシ基、メンチル基、イソメンチル基、ネオメンチル基、テトラシクロドデカニル基等が挙げられる。
アラルキル基としては、炭素数7〜20個のアラルキル基が挙げられ、具体的にはベンジル基、フェネチル基、ナフチルエチル基等が挙げられる。
アルコキシ基としては、炭素数1〜8個のアルコキシ基が挙げられ、具体的にはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等が挙げられる。
アルケニル基としては、炭素2〜6個のアルケニル基が挙げられ、具体的にはビニル基、プロペニル基、アリル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基等が挙げられる。
アルケニルオキシ基としては、炭素数2〜8個のアルケニルオキシ基が挙げられ、具体的にはビニルオキシ基、アリルオキシ基等が挙げられる。
R7とR9が互いに結合して形成する環としては、シクロペンチル環、シクロヘキシル環等が挙げられる。
R10とR11が互いに結合して形成する環としては、環内に酸素原子を含んでいてもよい、3−オキソシクロヘキセニル環、3−オキソインデニル環等が挙げられる。
Roの酸の作用により脱離する基としては、例えば、t−ブチル基、t−アミル基等の3級アルキル基、イソボロニル基、1−エトキシエチル基、1−ブトキシエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−シクロヘキシロキシエチル基等の1−アルコキシエチル基、1−メトキシメチル基、1−エトキシメチル基等のアルコキシメチル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル基、トリアルキルシリル基、3−オキソシクロヘキシル基等を挙げることができる。
一般式(1)〜(6)で表される化合物の具体例としては、例えば、特開2008−209889号公報の[0215]以降に例示された化合物が挙げられる。
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、酸増殖剤、染料、可塑剤、光増感剤、光吸収剤などを適宜含有することができる。
本発明の組成物は、上記の成分を溶剤に溶解し、フィルター濾過した後、支持体に塗布して用いる。フィルターとしては、ポアサイズ0.1ミクロン以下、より好ましくは0.05ミクロン以下、更に好ましくは0.03ミクロン以下のポリテトラフロロエチレン製、ポリエチレン製、ナイロン製のものが好ましい。
当該レジスト膜に、所定のマスクを通して活性光線又は放射線を照射し、好ましくはベーク(加熱)を行い、現像、リンスする。これにより良好なパターンを得ることができる。なお、電子ビームの照射では、マスクを介さない描画(直描)が一般的である。
製膜後、露光工程の前に、前加熱工程(PB;Prebake)を含むことも好ましい。
また、露光工程の後かつ現像工程の前に、露光後加熱工程(PEB;Post Exposure Bake)を含むことも好ましい。
加熱温度はPB、PEB共に70〜140℃で行うことが好ましく、80〜135℃で行うことがより好ましい。
加熱時間は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。
加熱は通常の露光・現像機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良い。
ベークにより露光部の反応が促進され、感度やパターンプロファイルが改善する。
更に、上記アルカリ現像液にアルコール類、界面活性剤を適当量添加してもよい。
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10.0〜15.0である。
リンス液としては、純水が好ましく、界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
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。
液浸液は、露光波長に対して透明であり、かつレジスト膜上に投影される光学像の歪みを最小限に留めるよう、屈折率の温度係数ができる限り小さい液体が好ましいが、特に露光光源がArFエキシマレーザー(波長;193nm)である場合には、上述の観点に加えて、入手の容易さ、取り扱いのし易さといった点から水を用いるのが好ましい。
また、更に屈折率が向上できるという点で屈折率1.5以上の媒体を用いることもできる。この媒体は、水溶液でもよく有機溶剤でもよい。
また、液浸液の屈折率を高めることにより、リソグラフィー性能を高めることが可能である。このような観点から、屈折率を高めるような添加剤を水に加えたり、水の代わりに重水(D2O)を用いてもよい。
トップコートは、193nm透明性という観点からは、芳香族を豊富に含有しないポリマーが好ましく、具体的には、炭化水素ポリマー、アクリル酸エステルポリマー、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリビニルエーテル、シリコン含有ポリマー、フッ素含有ポリマーなどが挙げられる。前述の疎水性樹脂(HR)はトップコートとしても好適なものである。トップコートから液浸液へ不純物が溶出すると光学レンズを汚染するという観点からは、トップコートに含まれるポリマーの残留モノマー成分は少ない方が好ましい。
トップコートと液浸液との間には屈折率の差がない方が、解像力が向上する。ArFエキシマレーザー(波長:193nm)において、液浸液として水を用いる場合には、ArF液浸露光用トップコートは、液浸液の屈折率に近いことが好ましい。屈折率を液浸液に近くするという観点からは、トップコート中にフッ素原子を有することが好ましい。また、透明性・屈折率の観点から薄膜の方が好ましい。
窒素気流下1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1,3−ジスルホニルフロリド8.35g(26.4mmol)とTHF15mlの混合物を氷冷し、これに1−メチルピペラジン2.77g(27.7mmol)とトリエチルアミン30mlの混合溶液を60分かけて滴下した。氷冷下1時間攪拌し、更に室温で1時間攪拌した。トリフルオロメタンスルホンアミド3.94g(26.4mmol)を加え、80℃で12時間攪拌した。クロロホルム100mlを加え、有機層を水で洗浄し、有機層を硫酸ナトリウムによって乾燥した。これにメタノール20ml、1.5N塩酸水50mlを加え、析出した白色固体をろ過し下記化合物(A)16.5gを得た。この化合物(A)12.5gを水200mlに添加し、炭酸水素ナトリウムをpH7になるまで加えた混合溶液(溶液A)を調製した。
化合物(PA−1)25mgを100mlのメスフラスコに精秤し、アセトニトリルでメスアップした(溶液X)。さらに溶液X2mlをホールピペットで50mlメスフラスコに移し、アセトニトリルでメスアップした。この溶液について、VARIAN社製CARY−5GにてUV測定を行い、193nmにおける吸光度を測定した。モル吸光係数εの算出は、ランベルト−ベールの式に従い、193nmの吸光度(A)と測定溶媒濃度(c)から算出した。
後記したその他の化合物(PA)についても同様に合成し、モル吸光係数を測定した。
窒素気流下シクロヘキサノン25.5gを3つ口フラスコに入れ、これを80℃に加熱した。これに下記化合物(モノマー)を左から順に6.78g、1.25g、2.71g、1.95g、重合開始剤V−601(和光純薬製、0.798g)をシクロヘキサノン46gに溶解させた溶液を6時間かけて滴下した。滴下終了後、さらに80℃で2時間反応させた。反応液を放冷後ヘキサン420g/酢酸エチル180g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D9.8gが得られた。得られた樹脂Dの重量平均分子量は、標準ポリスチレン換算で8500、分散度(Mw/Mn)は、1.55であった。
下記表3に示す成分を溶剤に溶解させ、それぞれについて固形分濃度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感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を調製した。感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を下記の方法で評価し、結果を表3に示した。
表における各成分について、複数使用した場合の比は質量比である。
なお、表3に於いて、感活性光線性又は感放射性樹脂組成物が疎水性樹脂(HR)を含有している場合、その添加形態を「添加」と標記した。感活性光線性又は感放射性樹脂組成物が疎水性樹脂(HR)を含有せず、膜を形成後、その上層に疎水性樹脂(HR)を含有するトップコート保護膜を形成させた場合、その使用形態を「TC」と標記した。
<レジスト評価>
(露光条件1:ArF液浸露光)(実施例1〜44、比較例1〜3、実施例54〜56、58〜65)
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)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た。その上に調製した感活性光線性又は感放射性樹脂組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、膜厚120nmの膜を形成した。トップコートを用いる場合は、更にトップコート用樹脂をデカン/オクタノール(質量比9/1)に溶解させた3質量%の溶液を前述で得られた膜上に塗布し、85℃で、60秒間ベークを行い、膜厚50nmのトップコート層を形成した。これにArFエキシマレーザー液浸スキャナー(ASML社製 XT1700i、NA1.2)を用い、線幅45nm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130℃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、スピン乾燥してパターンを形成した。
シリコンウエハー上に有機反射防止膜ARC29A(日産化学社製)を塗布し、205℃で、60秒間ベークを行い、膜厚78nmの反射防止膜を形成した。その上に調製したポジ型レジスト組成物を塗布し、130℃で、60秒間ベークを行い、膜厚120nmのレジスト膜を形成した。これにArFエキシマレーザースキャナー(ASML社製 PAS5500/1100、NA0.75)を用い、線幅75nm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。その後130℃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。
得られたライン/スペース=1/1のラインパターン(ドライ:線幅75nm、液浸:線幅45nm)について走査型顕微鏡(日立社製S9380)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、線幅を50ポイント測定し、その測定ばらつきについて標準偏差を求め、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。
露光条件1においては、45nm±10%の線幅を再現する焦点深度幅を測定した。また、露光条件2の場合は、75nm±10%の線幅を再現する焦点深度幅をDOF(μm)として測定した。この値が大きい方が、焦点ズレの許容度が大きく望ましい。
TPSA:トリフェニルスルホニウムアセテート
DIA:2,6−ジイソプロピルアニリン
TEA:トリエタノールアミン
DBA:N,N−ジブチルアニリン
PBI:2−フェニルベンズイミダゾール
PEA:N−フェニルジエタノールアミン
〔酸の作用により脱離する基を有する低分子化合物(D)(化合物(D))〕
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: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−3: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‐4:トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)
S1: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)
S2:2−ヘプタノン
S3:シクロヘキサノン
S4:γ−ブチロラクトン
S5: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)
S6:乳酸エチル
S7:プロピレンカーボネート
一方、本発明の組成物はいずれもLWR、DOF性能に優れることが確かめられた。
また、比較例4と比べた実施例45〜53及び57のドライ露光におけるLWR、DOF性能の向上よりも、比較例1〜3と比べた実施例1〜44、54〜56及び58〜65の液浸露光におけるLWR、DOF性能の向上の方が大きい傾向にあることが分かる。
Claims (18)
- プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)、及び
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(B1)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂(B1)が下記一般式(V)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有し、
前記化合物(PA)が、活性光線又は放射線の照射により分解し下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する下記一般式(II)又は(III)で表される化合物であり、かつ
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが55000以下である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Q−A PA1 −(X) n −R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−SO 3 H、−CO 2 H、又は−W 1 −NH−W 2 −R f を表す。
X、W 1 及びW 2 は、各々独立して、−SO 2 −又は−CO−を表す。R f はハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。
A PA1 は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
式中、
R 15 は各々独立して、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。2個のR 15 が互いに結合して環を形成してもよい。
X 2 は−CR 21 =CR 22 −、−NR 23 −、−S−、−O−のいずれかを示す。R 21 〜R 23 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、アルコキシ基、又はアリール基を示す。
R 24 はアリール基を示す。
R 25 、R 26 はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、又はシクロアルキル基を示し、R 25 とR 26 は互いに連結して環を形成していても良い。
R 27 、R 28 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、アリル基又はビニル基を示し、R 27 とR 28 は互いに連結して環を形成していても良い。
n 1 は0〜3の整数を示す。
Q’は、−SO 3 − 、−CO 2 − 、又は−W 1 −N − −W 2 −R f を表す。
X、W 1 、W 2 、R f 、A PA1 、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
式(V)中、
Rv 1 、Rv 2 は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
n v は1を表す。 - 一般式(II)又は(III)中のQ’が−W1−N−−W2−Rf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。
W1及びW2は、各々独立して、−SO2−又は−CO−を表す。Rfはハロゲン原子で置換されてもよいアルキル基、ハロゲン原子で置換されてもよいシクロアルキル基、又はハロゲン原子で置換されてもよいアリール基を表す。 - R f がフッ素原子を有するアルキル基である、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。
- 前記化合物(PA)が前記一般式(II)で表される化合物である、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。
- 前記化合物(PA)が前記一般式(III)で表される化合物である、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。
- 前記一般式(III)で表される化合物のカチオン部分の構造が、下記一般式(ZI−5)で表される構造である、請求項5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(ZI−5)において、
R 1c 〜R 5c は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又はハロゲン原子を表す。
R 1c 〜R 5c 中のいずれか2つ以上が結合して環構造を形成しても良い。
R 6c 及びR 7c は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。R 6c とR 7c が結合して環構造を形成しても良い。
R x 及びR y は、各々独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表し、R x とR y とが互いに連結して環を形成していてもよい。 - 前記一般式(ZI−5)におけるR 1c 〜R 5c の内のいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐若しくは環状アルコキシ基である、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。
- プロトンアクセプター性官能基を有し、かつ、活性光線又は放射線の照射により分解してプロトンアクセプター性が低下、消失、又はプロトンアクセプター性から酸性に変化した化合物を発生する化合物(PA)、及び
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(B1)を含有する感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物であって、
該樹脂(B1)が下記一般式(V)で表される繰り返し単位を有する樹脂を含有し、
前記化合物(PA)が、活性光線又は放射線の照射により分解し下記一般式(PA−1)で表される化合物を発生する下記一般式(III’)で表される化合物であり、
前記化合物(PA)のアセトニトリル溶媒中で測定した波長193nmにおけるモル吸光係数εが55000以下である、感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
Q−A PA1 −(X) n −R (PA−1)
一般式(PA−1)中、
Qは、−W 1 −NH−W 2 −R f を表す。
X、W 1 及びW 2 は、各々独立して、−SO 2 −又は−CO−を表す。R f はフッ素原子を有するアルキル基を表す。
A PA1 は、単結合又は2価の連結基を表す。
nは、0又は1を表す。
Rは、プロトンアクセプター性官能基を有する1価の有機基を表す。
Q’は、−W 1 −N − −W 2 −R f を表す。
X、W 1 、W 2 、R f 、A PA1 、R、nは、各々式(PA−1)におけるものと同義である。
R 1c 〜R 5c は、各々独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、又はハロゲン原子を表す。R 1c 〜R 5c の内のいずれかが直鎖又は分岐アルキル基、シクロアルキル基又は直鎖、分岐若しくは環状アルコキシ基である。R 1c 〜R 5c 中のいずれか2つ以上が結合して環構造を形成しても良い。
R 6c 及びR 7c は、各々独立に、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。R 6c とR 7c が結合して環構造を形成しても良い。
R x 及びR y は、各々独立に、アルキル基、又はシクロアルキル基、アリル基又はビニル基を表し、R x とR y とが互いに連結して環を形成していてもよい。
式(V)中、
Rv 1 、Rv 2 は各々独立して炭素数1〜10のアルキル基を表す。
n v は1〜6の整数を表す。 - 前記一般式(ZI−5)又は(III’)におけるR 1c 〜R 5c の炭素数の和が2〜15である、請求項6〜8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。
- 前記一般式(ZI−5)又は(III’)におけるR x とR y とが互いに連結して環を形成する、請求項6〜9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。
- 更に、下記一般式(A)で表される低分子化合物を含有する、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。
上記一般式(A)において、
Raは、独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。また、n=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は相互に結合して、2価の複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
Rbは、独立に水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又はアラルキル基を示す。但し、−C(Rb)(Rb)(Rb)において、1つ以上のRbが水素原子のとき、残りのRbの少なくとも1つはシクロプロピル基又は1−アルコキシアルキル基である。
少なくとも2つのRbは結合して脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基、複素環式炭化水素基若しくはその誘導体を形成していてもよい。
nは0〜2の整数を表し、mは1〜3の整数をそれぞれ表し、n+m=3である。 - 更に、活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物(C)を含有する、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。
- 該樹脂(B1)がシアノ基で置換されたラクトン基を有する、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。
- 該樹脂(B1)が下記一般式(III)で表されるラクトン構造を有する繰り返し単位を含有する、請求項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。
式(III)中、
Aは、エステル結合又はアミド結合を表す。
R0は、複数個ある場合にはそれぞれ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、複数個ある場合にはそれぞれ独立に、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、−O−C(=O)−N(R)−若しくは−N(R)−C(=O)−O−で表される基、又は−N(R)−C(=O)−N(R)−で表される基を表す。ここで、R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。
R8は、ラクトン構造を有する1価の有機基を表す。
nは、1〜5の整数を表す。
R7は、水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。 - 請求項1〜15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レジスト膜。
- 請求項1〜15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し、露光、現像する工程を含むパターン形成方法。
- 前記露光が液浸露光である、請求項17に記載のパターン形成方法。
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