JP2007316515A - ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法 - Google Patents

ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法 Download PDF

Info

Publication number
JP2007316515A
JP2007316515A JP2006148209A JP2006148209A JP2007316515A JP 2007316515 A JP2007316515 A JP 2007316515A JP 2006148209 A JP2006148209 A JP 2006148209A JP 2006148209 A JP2006148209 A JP 2006148209A JP 2007316515 A JP2007316515 A JP 2007316515A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
group
general formula
alkyl group
alkyl
acid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2006148209A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaomi Makino
雅臣 牧野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2006148209A priority Critical patent/JP2007316515A/ja
Publication of JP2007316515A publication Critical patent/JP2007316515A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

【課題】活性光線又は放射線、特に、KrFエキシマレーザー光、ArFエキシマレーザー光、電子線あるいはEUV光を使用する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題を解決することであり、高感度、高解像力、矩形形状の優れたパターンプロファイルを与えることができ、かつPEB温度依存性が小さいポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供する。
【解決手段】(A)シクロプロピルエチル基を有する、アルカリ現像液に不溶又は難溶であり、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂及び(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有するポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法。
【選択図】なし

Description

本発明は、超LSIや高容量マイクロチップの製造などの超マイクロリソグラフィプロセスやその他のフォトパブリケーションプロセスに好適に用いられるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関するものである。さらに詳しくは、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光等を使用して高精細化したパターン形成しうるポジ型レジスト及びそれを用いたパターン形成方法に関するものであり、KrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光を用いる半導体素子の微細加工に好適に用いることができるポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法に関する。
従来、ICやLSIなどの半導体デバイスの製造プロセスにおいては、レジスト組成物を用いたリソグラフィによる微細加工が行われている。近年、集積回路の高集積化に伴い、サブミクロン領域やクオーターミクロン領域の超微細パターン形成が要求されるようになってきている。それに伴い、露光波長もg線からi線に、さらにKrFエキシマレーザー光に、というように短波長化の傾向が見られる。さらには、現在では、エキシマレーザー光以外にも、電子線やX線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィーも開発が進んでいる。
電子線やEUV光を用いたリソグラフィーは、次世代もしくは次々世代のパターン形成技術として位置付けられ、高感度、高解像性のポジ型レジストが望まれている。特にウェハー処理時間の短縮化のために高感度化は非常に重要な課題である。レジストの感度を高めるため、酸などを形成する化合物を含む化学増幅型のレジストが開発されているが、電子線照射後の加熱温度によって線幅が異なるという問題を有する。電子線照射後の加熱をPEB(Post Exposure Bake)ともいう。即ち、よりPEB温度依存性が小さいレジストが望まれている。
さらにKrFエキシマレーザー光を用いるリソグラフィーにおいても同様に高感度、高解像性、良好なパターン形状、低いPEB温度依存性を同時に満足させることが重要な課題となっており、これらの解決が必要である。
これらのKrFエキシマレーザー光、電子線、あるいはEUV光を用いたリソグラフィープロセスに適したレジストとしては高感度化の観点から主に酸触媒反応を利用した化学増幅型レジストが用いられており、ポジ型レジストにおいては主成分として、アルカリ現像液には不溶又は難溶性で、酸の作用によりアルカリ現像液に可溶となる性質を有するフェノール性ポリマー(以下、フェノール性酸分解性樹脂と略す)、及び酸発生剤からなる化学増幅型レジスト組成物が有効に使用されている。
これらのポジ型レジストに関して、これまで酸分解性基として脂環式基を有する酸分解性(メタ)アクリレートモノマーを共重合したフェノール性酸分解性樹脂を用いたレジスト組成物がいくつか知られている。それらについては、例えば、特許文献1〜5に開示されたポジ型レジスト組成物等を挙げることができる。しかしながら、これらのいかなる組合せにおいても、超微細領域での、高感度、高解像性、良好なパターン形状、低いPEB温度依存性は同時に満足できていないのが現状である。また2級シクロプロピルメタクリートを繰り返し単位とした高分子量体は非特許文献1において知られているが、レジスト組成物の樹脂として用いられた例はない。
米国特許第5561194号明細書 特開2001−166474号公報 特開2001−166478号公報 特開2003−107708号公報 特開2001−194792号公報 Hiroshi Ito and Mitsuru Ueda; Macromolecules 1988,21,1475-1482
本発明の目的は、活性光線又は放射線、特に、KrFエキシマレーザー光、電子線あるいはEUV光を使用する半導体素子の微細加工における性能向上技術の課題を解決することであり、高感度、高解像力、かつ矩形形状の優れたパターンプロファイルを与えることができ、PEB温度依存性が小さいポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することにある。
本発明者らは、鋭意検討した結果、本発明の課題は、酸分解性基として、一般式(I)で表される、2級シクロプロピル基を有する樹脂に含有するポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法によって達成されることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明は、下記構成によって達成される。
(1) (A)下記一般式(I)で表される基を有する、アルカリ現像液に不溶又は難溶であり、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂及び(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
Figure 2007316515
一般式(I)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
kは、0〜4の整数を表す。
(2) 一般式(I)で表される基を有する繰り返し単位が、下記一般式(AI)で表されることを特徴とする(1)に記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2007316515
一般式(AI)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
kは、0〜4の整数を表す。
3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
(3) (A)成分の樹脂が、更に、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(1)又は(2)に記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2007316515
一般式(II)に於いて、
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
1は、複数個ある場合には各々独立に、水素原子、酸の作用により脱離する基又は酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基を有する基を表す。
mは、1〜3の整数を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
(4) (A)成分の樹脂が、更に、下記一般式(III) で表される繰り返し単位を有することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
Figure 2007316515
一般式(III)に於いて、
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
(5) 下記一般式(AI)で表される繰り返し単位と、下記一般式(II)で表される繰り返し単位とを有することを特徴とする樹脂。
Figure 2007316515
Figure 2007316515
一般式(AI)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
kは、0〜4の整数を表す。
3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
一般式(II)に於いて、
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
1は、複数個ある場合には各々独立に、水素原子、酸の作用により脱離する基又は酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基を有する基を表す。
mは、1〜3の整数を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
(6) (1)〜(5)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、露光、現像を行うことを特徴とするパターン形成方法。
以下、更に、本発明の好ましい実施の態様を挙げる。
(7) さらに、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤を含有することを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
本発明により、電子線、KrFエキシマレーザー光、又はEUV光などの照射によるパターン形成に関して、高感度、高解像力、かつ矩形形状の優れたパターンプロファイルを与えることができ、しかもPEB温度依存性が小さいポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法を提供することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
尚、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。
〔1〕(A)アルカリ現像液に不溶又は難溶であり、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂
本発明において使用される、アルカリ現像液に不溶又は難溶であり、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂(以下、「樹脂(A)」ともいう)は、下記一般式(I)で表される基を有する。
Figure 2007316515
一般式(I)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
kは、0〜4の整数を表す。
一般式(I)における、R1及びR2のアルキル基、シクロアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などの炭素数1〜20個の直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。これらの基は置換基を有していても良い。
1及びR2のアルキル基、シクロアルキル基が、有し得る好ましい置換基としては、アルキル基、アルキルカルボニルオキシ基、シクロアルキル基、シクロアルキルカルボニルオキシ基、アリール基、アリールカルボニルオキシ基、アラルキル基、アラルキルカルボニルオキシ基、アルコキシ基、シクロアルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、シクロアルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、ピロリドン残基等のヘテロ環残基などが挙げられ、好ましくは、炭素数12以下である。
置換基を有するアルキル基として、例えば、シクロヘキシルエチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、アルキルカルボニルオキシエチル基、シクロアルキルカルボニルオキシメチル基、シクロアルキルカルボニルオキシエチル基、アリールカルボニルオキシエチル基、アラルキルカルボニルオキシエチル基、アルキルオキシメチル基、シクロアルキルオキシメチル基、アリールオキシメチル基、アラルキルオキシメチル基、アルキルオキシエチル基、シクロアルキルオキシエチル基、アリールオキシエチル基、アラルキルオキシエチル基、アルキルチオメチル基、シクロアルキルチオメチル基、アリールチオメチル基、アラルキルチオメチル基、アルキルチオエチル基、シクロアルキルチオエチル基、アリールチオエチル基、アラルキルチオエチル基等が挙げられる。
X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1〜8個のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
Xとしてのアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
複数個のXが形成する環は、5〜7員環であることが好ましい。
一般式(I)で表される基は、アルカリ現像液に不溶又は難溶であるが、酸の作用により分解してカルボキシル基を生じ、アルカリ現像液に可溶となる。
一般式(I)で表される2級シクロプロピルエステルは、2級シクロプロピルアルコールとカルボン酸クロリドとの縮合反応により容易に得ることができる。またシクロプロピルアルコールはシクロプロピルグリニャール試薬のアルデヒドへの付加反応を用いることで、容易に合成可能である。シクロプロピルグリニャール試薬については、下記文献を参照することができる。
Science of Synthesis (2004), 7 573-596.
一般式(I)で表される基を有する繰り返し単位は、下記一般式(AII)で表されることが好ましい。
Figure 2007316515
一般式(AII)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
1は、単結合又は2価の連結基を表す。
kは、0〜4の整数を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
一般式(AII)に於ける、R1、R2、X及びkは、一般式(I)に於ける、R1、R2、X及びkと同義である。
4のアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等を挙げることができる。R4のアルキル基は、メチル基、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましい。
4は、水素原子が好ましい。
5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1〜8個のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
5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、炭素数3〜30のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデカノイル基、アダマンチル基、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。
5としてのアルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
5としてのアリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数6〜15個のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を挙げることができる。
5としてのアシル基及びアシルオキシ基に於けるアシル基は、置換基を有していてもよく、炭素数2〜8個のアシル基が好ましく、具体的には、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。
これらの基が有してもよい置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
5として、好ましくは、メチル基、メトキシ基である。
1の2価の連結基としては、例えば、アルキレン基、アリーレン基、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、スルホニル基、スルフォンアミド基、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又は2つ以上の基の組み合わせを挙げることができる。
1は、メチレン基であることが好ましい。
以下、一般式(AII)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 2007316515
一般式(I)で表される基を有する繰り返し単位として、好ましくは、下記一般式(AI)で表される、(メタ)アクリル酸シクロブチルエステルによる繰り返し単位を挙げることができる。
Figure 2007316515
一般式(AI)に於いて、
1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
kは、0〜4の整数を表す。
3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
一般式(AI)に於ける、R1、R2、X及びkは、一般式(I)に於ける、R1、R2、X及びkと同義である。
3のアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましい。R3のアルキル基は、ハロゲン原子(好ましくはフッ素原子)、アルキルオキシカルボニル基(好ましくは炭素数1〜5)、アルキルカルボニルオキシ基(好ましくは炭素数1〜5)、ヒドロキシル基、アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜5)等で置換されていてもよい。
3のアルキルオキシカルボニル基は、炭素数1〜5のアルキルオキシカルボニル基が好ましい。
3は、水素原子、メチル基又はヒドロキシメチル基が好ましい。
以下、一般式(AI)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 2007316515
樹脂(A)は、更に、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有することが好ましい。
Figure 2007316515
一般式(II)に於いて、
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
1は、複数個ある場合には各々独立に、水素原子、酸の作用により脱離する基又は酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基を有する基を表す。
mは、1〜3の整数を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
一般式(II)に於ける、A1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−アミル基の様な3級アルキル基、t−ブトキシカルボニル基、t−ブトキシカルボニルメチル基、−C(L1)(L2)−O−Z で表される様なアセタール基が挙げられる。式中、L1及びL2は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を表す。Zは、アルキル基、シクロアルキル基又はアラルキル基を表す。ZとL1は、互いに結合して5又は6員環を形成してもよい。
1〜L2及びZのアルキル基、シクロアルキル基は、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、シクロペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、オクチル基、ドデシル基などの炭素数1〜20個の直鎖若しくは分岐状アルキル基、シクロアルキル基が挙げられる。これらの基は置換基を有していても良い。
1〜L2及びZのアルキル基、シクロアルキル基が有し得る好ましい置換基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルオキシ基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基、チオフェンカルボニルオキシ基、チオフェンメチルカルボニルオキシ基、ピロリドン残基等のヘテロ環残基などが挙げられ、好ましくは、炭素数12以下である。
置換基を有するアルキル基として、例えばシクロヘキシルエチル基、アルキルカルボニルオキシメチル基、アルキルカルボニルオキシエチル基、シクロアルキルカルボニルオキシメチル基、シクロアルキルカルボニルオキシエチル基、アリールカルボニルオキシエチル基、アラルキルカルボニルオキシエチル基、アルキルオキシメチル基、シクロアルキルオキシメチル基、アリールオキシメチル基、アラルキルオキシメチル基、アルキルオキシエチル基、シクロアルキルオキシエチル基、アリールオキシエチル基、アラルキルオキシエチル基、アルキルチオメチル基、シクロアルキルチオメチル基、アリールチオメチル基、アラルキルチオメチル基、アルキルチオエチル基、シクロアルキルチオエチル基、アリ
ールチオエチル基、アラルキルチオエチル基等が挙げられる。
これらの基におけるアルキル、シクロアルキルは特に限定されず、更に前述のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基等の置換基を有してもよい。
上記アルキルカルボニルオキシエチル基、シクロアルキルカルボニルオキシエチル基の例としては、シクロヘキシルカルボニルオキシエチル基、t−ブチルシクロヘキシルカルボニルオキシエチル基、n−ブチルシクロヘキシルカルボニルオキシエチル基等を挙げることができる。
アリールも特に限定されないが、一般的にフェニル基、キシリル基、トルイル基、クメニル基、ナフチル基、アントラセニル基のような炭素数6〜14のものが挙げられ、更に前述のアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシ基等の置換基を有してもよい。
上記アリールオキシエチル基の例としては、フェニルオキシエチル基、シクロヘキシルフェニルオキシエチル基等を挙げることができる。これらの基はさらに置換基を有していても良い。
アラルキルも特に限定されないが、ベンジル基などを挙げることができる。
上記アラルキルカルボニルオキシエチル基の例としては、ベンジルカルボニルオキシエチル基等を挙げることができる。これらの基はさらに置換基を有していても良い。
1〜L2及びZのアラルキル基としては、例えば、ベンジル基、フェネチル基などの炭素数7〜15個のものを挙げることができる。これらの基は置換基を有していても良い。
アラルキル基ヘの好ましい置換基としてはアルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、ニトロ基、アシル基、アシルアミノ基、スルホニルアミノ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アラルキルチオ基等が挙げられ、置換基を有するアラルキル基としては、例えば、アルコキシベンジル基、ヒドロキシベンジル基、フェニルチオフェネチル基等を挙げることができる。L1〜L2、Zとしてのアラルキル基が有し得る置換基の炭素数の範囲は、好ましくは12以下である。
ZとL1が互いに結合して形成する5又は6員環としては、テトラヒドロピラン環、テトラヒドロフラン環等が挙げられる。
本発明において、Zは、直鎖状あるいは分岐状のアルキル基であることが好ましい。これにより、本発明の効果が一層顕著になる。
1に於ける、酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基(以下、「酸分解性基」ともいう)としては、例えば、カルボキシル基、フェノール性水酸基、スルホン酸基、チオール基等のアルカリ可溶性基の水素原子が、酸の作用により脱離する基で保護された基を挙げることができる。
酸の作用により脱離する基としては、例えば、−C(R36)(R37)(R38)、−C(R36)(R37)(OR39)、−C(R01)(R02)(OR39)、−C(=O)−O−C(R36)(R37)(R38)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表す。R36とR37とは、互いに結合して環を形成してもよい。
01〜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。
1に於ける、酸分解性基を有する基としては、例えば、酸分解性基を有するアルキル基(好ましくは炭素数1〜15)、酸分解性基を有するシクロアルキル基(好ましくは炭
素数3〜15)等を挙げることができる。
4のアルキル基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜4のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基等を挙げることができる。R4のアルキル基は、メチル基、炭素数1〜4のパーフルオロアルキル基が好ましい。
4は、水素原子が好ましい。
5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1〜8個のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、ヘキシル基、オクチル基等を挙げることができる。
5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、炭素数3〜30のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデカノイル基、アダマンチル基、ノルボニル基、ボロニル基等を挙げることができる。
5としてのアルコキシ基及びアルコキシカルボニル基に於けるアルコキシ基は、置換基を有していてもよく、炭素数1〜8のアルコキシ基が好ましく、例えばメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基等を挙げることができる。
5としてのアリール基は、置換基を有していてもよく、炭素数6〜15個のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基、アントリル基等を挙げることができる。
5としてのアシル基及びアシルオキシ基に於けるアシル基は、置換基を有していてもよく、炭素数2〜8個のアシル基が好ましく、具体的には、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。
これらの基が有してもよい置換基としては、ヒドロキシル基、カルボキシル基、ハロゲン原子(フッ素原子、塩素原子、臭素原子、沃素原子)、アルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等)等を挙げることができる。
5として、好ましくは、メチル基、メトキシ基である。
一般式(II)に於いて、−OA1基はベンゼン環上のどの位置にあってもよいが、好ましくはスチレン骨格のメタ位かパラ位であり、特に好ましくはパラ位である。
一般式(AI)で表される繰り返し単位と、一般式(II)で表される繰り返し単位とを有する樹脂は、新規化合物である。
以下に、一般式(II)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定するものではない。
Figure 2007316515
Figure 2007316515
Figure 2007316515
Figure 2007316515
樹脂(A)は、更に、下記一般式(III)で表される繰り返し単位を有することも好
ましい。
Figure 2007316515
一般式(III)に於いて、
4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
nは、0〜4の整数を表す。
一般式(III)に於ける、R4、R5及びnは、一般式(II)に於ける、R4、R5及びnと同様のものである。
以下に、一般式(III)で表される繰り返し単位の具体例を挙げるが、本発明は、これに限定するものではない。
Figure 2007316515
樹脂(A)に於ける、一般式(I)で表される基を有する繰り返し単位、一般式(AI)で表される繰り返し単位又は一般式(AII)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、3〜80モル%が好ましく、より好ましくは5〜70モル%であり、特に好ましくは、5〜50モル%である。
樹脂(A)に於ける、一般式(II)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、20〜97モル%が好ましく、より好ましくは30〜95モル%であり、特に好ましくは、50〜95モル%である。
樹脂(A)に於ける、一般式(III)で表される繰り返し単位の含有率は、全繰り返し単位中、0〜60モル%が好ましく、より好ましくは5〜40モル%であり、特に好ましくは、10〜30モル%である。
また、樹脂(A)は、アルカリ現像液に対する良好な現像性を維持するために、アルカリ可溶性基、例えばフェノール性水酸基、カルボキシル基が導入され得るように適切な他の重合性モノマーが共重合されていてもよいし、膜質向上のためにアルキルアクリレートやアルキルメタクリレートのような疎水性の他の重合性モノマーが共重合されてもよい。
樹脂(A)は、常法に従って合成(例えば、ラジカル重合)することができる。一般的合成方法としては、モノマー及び重合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と重合開始剤の溶液を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。反応溶剤としては、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類、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類、さら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剤が挙げられる。より好ましくは本発明の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。
重合反応は、窒素やアルゴンなど不活性ガス雰囲気下で行われることが好ましい。重合開始剤としては市販のラジカル開始剤(アゾ系開始剤、パーオキサイドなど)を用いて重合を開始させる。ラジカル開始剤としては、アゾ系開始剤が好ましく、エステル基、シアノ基、カルボキシル基を有するアゾ系開始剤が好ましい。好ましい重合開始剤としては、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリル、ジメチル2,2'−アゾビス(2−メチルプロピオネート)などが挙げられる。重合開始剤とともにチオール化合物などの連鎖移動剤を併用してもよい。所望により重合開始剤を追加、あるいは分割で添加し、反応終了後、溶剤に投入して粉体あるいは固形回収等の方法で所望の酸分解性樹脂を回収する。反応の濃度は通常5〜50質量%であり、好ましくは10〜30質量%である。反応温度は、通常10℃〜150℃であり、好ましくは30℃〜120℃、さらに好ましくは60〜100℃である。
樹脂(A)の重量平均分子量は、GPC法によりポリスチレン換算値として、好ましくは1,000〜200,000であり、更に好ましくは3,000〜20,000、特に好ましくは5,000〜15,000である。重量平均分子量を、1,000〜200,000とすることにより、耐熱性やドライエッチング耐性の劣化を防ぐことができ、且つ現像性が劣化したり、粘度が高くなって製膜性が劣化することを防ぐことができる。
分散度は、通常1〜5であり、好ましくは1〜3、更に好ましくは1〜2である。分子量分布の小さいものほど、解像度、レジスト形状が優れ、且つレジストパターンの側壁がスムーズであり、ラフネス性に優れる。
樹脂(A)は、それぞれ2種類以上組み合わせて使用してもよい。
樹脂(A)の添加量は、総量として、ポジ型レジスト組成物の全固形分に対し、通常10〜96質量%であり、好ましくは15〜96質量%であり、特に好ましくは20〜95質量%である。
以下に、樹脂(A)の具体例を挙げるが、これらの限定するものではない。
Figure 2007316515
Figure 2007316515
〔2〕(B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
本発明のポジ型レジスト組成物は、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。
そのような酸発生剤としては、例えば、光カチオン重合の光開始剤、光ラジカル重合の光開始剤、色素類の光消色剤、光変色剤、あるいはマイクロレジスト等に使用されている活性光線又は放射線の照射により酸を発生する公知の化合物及びそれらの混合物を適宜に選択して使用することができる。
たとえば、ジアゾニウム塩、ホスホニウム塩、スルホニウム塩、ヨードニウム塩、イミドスルホネート、オキシムスルホネート、ジアゾジスルホン、ジスルホン、o−ニトロベンジルスルホネートを挙げることができる。
また、これらの活性光線又は放射線の照射により酸を発生する基、あるいは化合物をポリマーの主鎖又は側鎖に導入した化合物、たとえば、米国特許第3,849,137号、独国特許第3914407号、特開昭63−26653号、特開昭55−164824号、特開昭62−69263号、特開昭63−146038号、特開昭63−163452号、特開昭62−153853号、特開昭63−146029号等に記載の化合物を用いることができる。
さらに米国特許第3,779,778号、欧州特許第126,712号等に記載の光により酸を発生する化合物も使用することができる。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、下記一般式(ZI)、(ZII)又は(ZIII)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 2007316515
一般式(ZI)に於いて、
201、R202及びR203は、各々独立に、有機基を表す。
-は、非求核性アニオンを表し、好ましくはスルホン酸アニオン、カルボン酸アニオン、ビス(アルキルスルホニル)アミドアニオン、トリス(アルキルスルホニル)メチドアニオン、BF4 、PF6 、SbF6 などが挙げられ、好ましくは炭素原子を有する有機アニオンである。
好ましい有機アニオンとしては下一般式(AN1)〜(AN4)で表される有機アニオンが挙げられる。
Figure 2007316515
一般式(AN1)〜(AN4)に於いて、
Rc1は、有機基を表す。
Rc1に於ける有機基として、炭素数1−30のものが挙げられ、好ましくは置換していてもよいアルキル基、シクロアルキル基、アリール基、またはこれらの複数が、単結合、−O−、−CO2−、−S−、−SO3−、−SO2N(Rd1)−などの連結基で連結された基を挙げることができる。Rd1は、水素原子又はアルキル基を表す。
Rc3、Rc4及びRc5は、各々独立に、有機基を表す。Rc3、Rc4及びRc5の有機基として、好ましくはRc1に於ける有機基と同じものを挙げることができ、特に好ましくは炭素数1−4のパーフロロアルキル基である。
Rc3とRc4が結合して環を形成していてもよい。Rc3とRc4が結合して形成される基としてはアルキレン基、アリーレン基が挙げられる。好ましくは炭素数2−4のパーフロロアルキレン基である。
Rc1、Rc3〜Rc5の有機基として、特に好ましくは、1位がフッ素原子又はフロロアアルキル基で置換されたアルキル基、フッ素原子又はフロロアルキル基で置換されたフェニル基である。フッ素原子又はフロロアルキル基を有することにより、光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上する。Rc1、Rc3〜Rc5のそれぞれに於いて炭素原子を5個以上有する時、少なくとも1つの炭素原子はフッ素原子で置換されていないことが好ましく、水素原子の数がフッ素原子より多いことがより好ましい。長鎖のパ
ーフロロアルキル基を有さないことにより生態への毒性が軽減する。
Rc3とRc4が結合して環を形成することにより光照射によって発生した酸の酸性度が上がり、感度が向上し、好ましい。
一般式(ZI)に於ける、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。
201〜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。
201、R202及びR203としての有機基の具体例としては、後述する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、(ZI−3)における対応する基を挙げることができる。
尚、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の少なくともひとつが、一般式(ZI)で表されるもうひとつの化合物のR201〜R203の少なくともひとつと結合した構造を有する化合物であってもよい。
更に好ましい(ZI)成分として、以下に説明する化合物(ZI−1)、(ZI−2)、及び(ZI−3)を挙げることができる。
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、アリールスルホニム化合物、即ち、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、残りがアルキル基、シクロアルキル基でもよい。
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、アリールジシクロアルキルスルホニウム化合物等を挙げることができる。
アリールスルホニウム化合物の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、インドール残基、ピロール残基、などのヘテロアリール基が好ましく、更に好ましくはフェニル基、インドール残基である。アリールスルホニム化合物が2つ以上のアリール基を有する場合に、2つ以上あるアリール基は同一であっても異なっていてもよい。
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は、炭素数1〜15の直鎖又は分岐状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−ブチル基等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シクロアルキル基は、炭素数3〜15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、シクロヘキシル基等を挙げることができる。
201〜R203のアリール基、アルキル基、シクロアルキル基は、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜14)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチオ基を置換基として有してもよい。好ましい置換基としては、炭素数1〜12の直鎖又は分岐状アルキル基、炭素数3〜12のシクロアルキル基、炭素数1〜12の直鎖、分岐又は環状のアルコキシ基であり、特に好ましくは炭素数1〜4のアルキル基、炭素数1〜4のアルコキシ基である。置換基は、3つのR201〜R203のうちのいずれか1つに置換していてもよいし、3つ全てに置換していてもよい。また、R201〜R203がアリール基の場合に、置換基はアリール基のp−位に置換していることが好ましい。
次に、化合物(ZI−2)について説明する。
化合物(ZI−2)は、一般式(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場合の化合物である。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ものである。
201〜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、好ましくは炭素数1〜20である。
201〜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、ビニル基であり、更に好ましくは直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基、特に好ましくは直鎖、分岐2−オキソアルキル基である。
201〜R203としてのアルキル基は、直鎖、分岐のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのアルキル基は、直鎖又は分岐2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることがより好ましい。
201〜R203としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。R201〜R203としてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることがより好ましい。
201〜R203としての2−オキソアルキル基は、直鎖、分岐、環状のいずれであってもよく、好ましくは、上記のアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
201〜R203としてのアルコキシカルボニルメチル基におけるアルコキシ基としては、好ましくは炭素数1〜5のアルコキシ基(メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基)を挙げることができる。
201〜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、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)とは、以下の一般式(ZI−3)で表される化合物であり、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。
Figure 2007316515
一般式(ZI−3)に於いて、
1c〜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、又はハロゲン原子を表す。
6c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。
Rx及びRyは、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリル基、又はビニル基を表す。
1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyは、それぞれ結合して環構造を形成してもよく、この環構造は、酸素原子、硫黄原子、エステル結合、アミド結合を含んでいてもよい。R1c〜R7c中のいずれか2つ以上、及びRxとRyが結合して形成する基としては、ブチレン基、ペンチレン基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
1c〜R7cとしてのアルキル基は、直鎖、分岐のいずれであってもよく、例えば炭素数1〜20個の直鎖又は分岐アルキル基、好ましくは、炭素数1〜12個の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、直鎖又は分岐プロピル基、直鎖又は分岐ブチル基、直鎖又は分岐ペンチル基)を挙げることができる。
1c〜R7cとしてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜8個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)を挙げることができる。
1c〜R5cとしてのアルコキシ基は、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のアルコキシ基、好ましくは、炭素数1〜5の直鎖及び分岐アルコキシ基(例えば、メトキシ基、エトキシ基、直鎖又は分岐プロポキシ基、直鎖又は分岐ブトキシ基、直鎖又は分岐ペントキシ基)、炭素数3〜8の環状アルコキシ基(例えば、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基)を挙げることができる。
好ましくはR1c〜R5cのうち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、環状アルコキシ基であり、更に好ましくはR1c〜R5cの炭素数の和が2〜15である。これにより、より溶剤溶解性が向上し、保存時にパーティクルの発生が抑制される。
x及びRyとしてのアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのアルキル基は、直鎖又は分岐2−オキソアルキル基、アルコキシカルボニルメチル基であることがより好ましい。
x及びRyとしてのシクロアルキル基は、R1c〜R7cとしてのシクロアルキル基と同様のものを挙げることができる。Rx及びRyとしてのシクロアルキル基は、環状2−オキソアルキル基であることがより好ましい。
直鎖、分岐、環状2−オキソアルキル基は、R1c〜R7cとしてのアルキル基、シクロアルキル基の2位に>C=Oを有する基を挙げることができる。
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としてのアルコキシ基と同様のものを挙げることができる。
x、Ryは、好ましくは炭素数4個以上のアルキル基であり、より好ましくは6個以上、更に好ましくは8個以上のアルキル基である。
前記一般式(ZII)及び(ZIII)に於いて、
204〜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。
204〜R207のアリール基としてはフェニル基、ナフチル基が好ましく、更に好ましくはフェニル基である。
204〜R207としてのアルキル基は、直鎖、分岐のいずれであってもよく、好ましくは、炭素数1〜10の直鎖又は分岐アルキル基(例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基)を挙げることができる。
204〜R207としてのシクロアルキル基は、好ましくは、炭素数3〜10のシクロアルキル基(シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボニル基)を挙げることができる。
204〜R207が有していてもよい置換基としては、例えば、アルキル基(例えば炭素数1〜15)、シクロアルキル基(例えば炭素数3〜15)、アリール基(例えば炭素数6〜15)、アルコキシ基(例えば炭素数1〜15)、ハロゲン原子、水酸基、フェニルチ
オ基等を挙げることができる。
-は、非求核性アニオンを表し、一般式(ZI)に於けるX-の非求核性アニオンと同様のものを挙げることができる。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内で好ましい化合物として、更に、下記一般式(ZIV)、(ZV)、(ZVI)で表される化合物を挙げることができる。
Figure 2007316515
一般式(ZIV)〜(ZVI)に於いて、
Ar3及びAr4は、各々独立に、アリール基を表す。
206は、アルキル基、シクロアルキル基又はアリール基を表す。
207及びR208は、各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基又は電子吸引性基を表す。R207として、好ましくは、アリール基である。R208として、好ましくは、電子吸引性基であり、より好ましくはシアノ基又はフロロアルキル基である。
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。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の内でより好ましくは、一般式(ZI)〜(ZIII)で表される化合物であり、更に好ましくは(ZI)で表される化合物であり、特に好ましくは(ZI−1)〜(ZI−3)で表される化合物である。
更に、活性光線又は放射線の照射により、下記一般式(AC1)〜(AC3)で表される酸を発生する化合物が好ましい。
Figure 2007316515
一般式(AC1)〜(AC3)に於ける、Rc1、Rc3〜Rc5は、一般式(AN1)〜(AN4)に於ける、Rc1、Rc3〜Rc5と同義である。
すなわち、特に好ましい酸発生剤の様態として、一般式(ZI)で表される構造に於いて、X−が、一般式(AN1)、(AN3)、(AN4)から選ばれるアニオンである化合物である。
活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物の具体例を以下に挙げるが、本発明は、これに限定されるものではない。
Figure 2007316515
Figure 2007316515
Figure 2007316515
酸発生剤は、1種単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。2種以上を組み合わせて使用する際には、水素原子を除く全原子数が2以上異なる2種の有機酸を発生する化合物を組み合わせることが好ましい。
酸発生剤の組成物中の含量は、ポジ型レジスト組成物の全固形分を基準として、0.1〜20質量%が好ましく、より好ましくは0.5〜10質量%、更に好ましくは1〜7質量%である。
〔3〕有機塩基性化合物
本発明においては、有機塩基性化合物を用いることが、解像力などの性能向上、保存安定性の向上などの観点から好ましい。有機塩基性化合物としては、窒素原子を含む化合物(含窒素塩基性化合物)がさらに好ましい。
本発明において好ましい有機塩基性化合物は、フェノールよりも塩基性の強い化合物である。
好ましい化学的環境として、下記一般式(A)〜(E)の構造を挙げることができる。一般式(B)〜(E)は、環構造の一部であってもよい。
Figure 2007316515
一般式(A)に於いて、
200 、R201 及びR202は、同一でも異なってもよく、水素原子、炭素数1〜20個のアルキル基、炭素数3〜20個のシクロアルキル基、又は炭素数6〜20個のアリール基を表す。ここで、R201とR202は、互いに結合して環を形成してもよい。
200 、R201 及びR202としてのアルキル基、シクロアルキル基及びアリール基は、置換基を有していてもよい。置換基を有するアルキル基及びシクロアルキル基としては、炭素数1〜20個のアミノアルキル基及び炭素数3〜20個のアミノシクロアルキル基、及び炭素数1〜20個のヒドロキシアルキル基が好ましい。
一般式(E)に於いて、
203 、R204 、R205 及びR206 は、同一でも異なってもよく、炭素数1〜6個のアルキル基及び炭素数3〜6個のシクロアルキル基を表す。
更に好ましい化合物は、一分子中に異なる化学的環境の窒素原子を2個以上有する含窒素塩基性化合物であり、特に好ましくは、置換もしくは未置換のアミノ基と窒素原子を含む環構造の両方を含む化合物もしくはアルキルアミノ基を有する化合物である。
好ましい具体例としては、グアニジン、アミノピリジン、アミノアルキルピリジン、ア
ミノピロリジン、インダゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピラジン、ピリミジン、プリン、イミダゾリン、ピラゾリン、ピペラジン、アミノモルフォリン、アミノアルキルモルフォリン等が挙げられる。これらが有してもよい好ましい置換基としては、アミノ基、アルキルアミノ基、アミノアリール基、アリールアミノ基、アルキル基(置換アルキル基として、特にアミノアルキル基)、アルコキシ基、アシル基、アシロキシ基、アリール基、アリールオキシ基、ニトロ基、水酸基、シアノ基等が挙げられる。
特に好ましい化合物として、グアニジン、1,1−ジメチルグアニジン、1,1,3,3,−テトラメチルグアニジン、イミダゾール、2−メチルイミダゾール、4−メチルイミダゾール、N−メチルイミダゾール、2−フェニルイミダゾール、4,5−ジフェニルイミダゾール、2,4,5−トリフェニルイミダゾール、2−アミノピリジン、3−アミノピリジン、4−アミノピリジン、2−ジメチルアミノピリジン、4−ジメチルアミノピリジン、2−ジエチルアミノピリジン、2−(アミノメチル)ピリジン、2−アミノ−3−メチルピリジン、2−アミノ−4−メチルピリジン、2−アミノ−5−メチルピリジン、2−アミノ−6−メチルピリジン、3−アミノエチルピリジン、4−アミノエチルピリジン、3−アミノピロリジン、ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペラジン、N−(2−アミノエチル)ピペリジン、4−アミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、4−ピペリジノピペリジン、2−イミノピペリジン、1−(2−アミノエチル)ピロリジン、ピラゾール、3−アミノ−5−メチルピラゾール、5−アミノ−3−メチル−1−p−トリルピラゾール、ピラジン、2−(アミノメチル)−5−メチルピラジン、ピリミジン、2,4−ジアミノピリミジン、4,6−ジヒドロキシピリミジン、2−ピラゾリン、3−ピラゾリン、N−アミノモルフォリン、N−(2−アミノエチル)モルフォリンなどが挙げられるがこれに限定されるものではない。
これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
また、テトラアルキルアンモニウム塩型の含窒素塩基性化合物も用いることができる。これらの中では、特に炭素数1〜8のテトラアルキルアンモニウムヒドロキシド(テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ-(n-ブチル)アンモニウムヒドロキシド等)が好ましい。これらの含窒素塩基性化合物は、単独であるいは2種以上一緒に用いられる。
酸発生剤と有機塩基性化合物の組成物中の使用割合は、(酸発生剤の総量)/(有機塩基性化合物)(モル比)=2.5〜300であることが好ましい。該モル比を2.5以上とすることにより、高感度となり、また、300以下とすることにより、露光後加熱処理までの経時でのレジストパターンの太りを抑制し、解像力を向上させることができる。(酸発生剤の総量)/(有機塩基性化合物)(モル比)は、好ましくは5.0〜200、更に好ましくは7.0〜150である。
〔4〕界面活性剤類
本発明においては、界面活性剤類を用いることができ、製膜性、パターンの密着性、現像欠陥低減等の観点から好ましい。
界面活性剤の具体的としては、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル等の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オクチルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェノールエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル類、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレンブロックコポリマー類、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノパルミテート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタントリオレエート、ソルビタントリステアレート等のソルビタン脂肪酸エステル類、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウ
レート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテ−ト、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート等のポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル類等のノニオン系界面活性剤、エフトップEF301,EF303,EF352(新秋田化成(株)製)、メガファックF171,F173(大日本インキ化学工業(株)製)、フロラ−ドFC430,FC431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードAG710,サーフロンS−382,SC101,SC102,SC103,SC104,SC105,SC106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤、オルガノシロキサンポリマーKP341(信越化学工業(株)製)やアクリル酸系もしくはメタクリル酸系(共)重合ポリフローNo.75,No.95(共栄社油脂化学工業(株)製)等を挙げることができる。
界面活性剤としては、フッ素系及び/又はシリコン系界面活性剤(フッ素系界面活性剤及びシリコン系界面活性剤、フッ素原子と珪素原子の両方を含有する界面活性剤)のいずれか、あるいは2種以上を含有することが好ましい。
これらの界面活性剤として、例えば特開昭62−36663号公報、特開昭61−226746号公報、特開昭61−226745号公報、特開昭62−170950号公報、特開昭63−34540号公報、特開平7−230165号公報、特開平8−62834号公報、特開平9−54432号公報、特開平9−5988号公報、特開2002−277862号公報、米国特許第5405720号明細書、同5360692号明細書、同5529881号明細書、同5296330号明細書、同5436098号明細書、同5576143号明細書、同 5294511号明細書、同5824451号明細書記載の界面活性剤を挙げることができ、下記市販の界面活性剤をそのまま用いることもできる。
使用できる市販の界面活性剤として、例えばエフトップEF301、EF303、(新秋田化成(株)製)、フロラードFC430、431(住友スリーエム(株)製)、メガファックF171、F173、F176、F189、R08(大日本インキ化学工業(株)製)、サーフロンS−382、SC101、102、103、104、105、106(旭硝子(株)製)、トロイゾルS−366(トロイケミカル(株)製)等のフッ素系界面活性剤又はシリコン系界面活性剤を挙げることができる。またポリシロキサンポリマーKP−341(信越化学工業(株)製)もシリコン系界面活性剤として用いることができる。
また、界面活性剤としては、上記に示すような公知のものの他に、テロメリゼーション法(テロマー法ともいわれる)もしくはオリゴメリゼーション法(オリゴマー法ともいわれる)により製造されたフルオロ脂肪族化合物から導かれたフルオロ脂肪族基を有する重合体を用いた界面活性剤を用いることが出来る。フルオロ脂肪族化合物は、特開2002−90991号公報に記載された方法によって合成することが出来る。
フルオロ脂肪族基を有する重合体としては、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート及び/又は(ポリ(オキシアルキレン))メタクリレートとの共重合体が好ましく、不規則に分布しているものでも、ブロック共重合していてもよい。また、ポリ(オキシアルキレン)基としては、ポリ(オキシエチレン)基、ポリ(オキシプロピレン)基、ポリ(オキシブチレン)基などが挙げられ、また、ポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとオキシエチレンとのブロック連結体)やポリ(オキシエチレンとオキシプロピレンとのブロック連結体)基など同じ鎖長内に異なる鎖長のアルキレンを有するようなユニットでもよい。さらに、フルオロ脂肪族基を有するモノマーと(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体は2元共重合体ばかりでなく、異なる2種以上のフルオロ脂肪族基を有するモノマーや、異なる2種以上の(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)などを同時に共重合した3元系以上の共重合体でもよい。
例えば、市販の界面活性剤として、メガファックF178、F−470、F−473、F−475、F−476、F−472(大日本インキ化学工業(株)製)を挙げることが
できる。さらに、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C613基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシアルキレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、C817基を有するアクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシエチレン))アクリレート(又はメタクリレート)と(ポリ(オキシプロピレン))アクリレート(又はメタクリレート)との共重合体、などを挙げることができる。
界面活性剤は単独で使用してもよいし、また、いくつかの組み合わせで使用することもできる。
界面活性剤の使用量は、ポジ型レジスト組成物全量(溶剤を除く)に対して、好ましくは0.0001〜2質量%、より好ましくは0.001〜1質量%である。
〔5〕その他の成分
本発明のポジ型レジスト組成物には必要に応じて、さらに、染料、光塩基発生剤などを含有させることができる。
1.染料
本発明においては、染料を用いることができる。
好適な染料としては油性染料及び塩基性染料がある。具体的にはオイルイエロー#101、オイルイエロー#103、オイルピンク#312、オイルグリーンBG、オイルブルーBOS,オイルブルー#603、オイルブラックBY、オイルブラックBS、オイルブラックT−505(以上オリエント化学工業株式会社製)、クリスタルバイオレット(CI42555)、メチルバイオレット(CI42535)、ローダミンB(CI45170B)、マラカイトグリーン(CI42000)、メチレンブルー(CI52015)等を挙げることができる。
2.光塩基発生剤
本発明の組成物に添加できる光塩基発生剤としては、特開平4−151156号、同4−162040号、同5−197148号、同5−5995号、同6−194834号、同8−146608号、同10−83079号、欧州特許622682号に記載の化合物が挙げられ、具体的には、2−ニトロベンジルカルバメート、2,5−ジニトロベンジルシクロヘキシルカルバメート、N−シクロヘキシル−4−メチルフェニルスルホンアミド、1,1−ジメチル−2−フェニルエチル−N−イソプロピルカーバメート等が好適に用いることができる。これらの光塩基発生剤は、レジスト形状などの改善を目的とし添加される。
3.溶剤類
本発明のレジスト組成物は、上記各成分を溶解する溶剤に溶かして支持体上に塗布する。全レジスト成分の固形分濃度として、通常2〜30質量%とすることが好ましく、3〜25質量%がより好ましい。
ここで使用する溶媒としては、エチレンジクロライド、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、2−ヘプタノン、γ−ブチロラクトン、メチルエチルケトン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、2−メトキシエチルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、トルエン、酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、メトキシプロピオン酸メチル、エトキシプロピオン酸エチル、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、ピルビン酸プロピル、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチルピロリドン、テトラヒドロフラン等が好ましく、これらの溶媒を単独あるいは混合して使用する。
本発明のレジスト組成物は基板上に塗布され、薄膜を形成する。この塗布膜の膜厚は、0.05〜4.0μmが好ましい。
本発明においては、必要により、市販の無機あるいは有機反射防止膜を使用することができる。更にレジスト下層に反射防止膜を塗布して用いることもできる。
レジストの下層として用いられる反射防止膜としては、チタン、二酸化チタン、窒化チタン、酸化クロム、カーボン、アモルファスシリコン等の無機膜型と、吸光剤とポリマー材料からなる有機膜型のいずれも用いることができる。前者は膜形成に真空蒸着装置、CVD装置、スパッタリング装置等の設備を必要とする。有機反射防止膜としては、例えば特公平7−69611号記載のジフェニルアミン誘導体とホルムアルデヒド変性メラミン樹脂との縮合体、アルカリ可溶性樹脂、吸光剤からなるものや、米国特許5294680号記載の無水マレイン酸共重合体とジアミン型吸光剤の反応物、特開平6−118631号記載の樹脂バインダーとメチロールメラミン系熱架橋剤を含有するもの、特開平6−118656号記載のカルボン酸基とエポキシ基と吸光基を同一分子内に有するアクリル樹脂型反射防止膜、特開平8−87115号記載のメチロールメラミンとベンゾフェノン系吸光剤からなるもの、特開平8−179509号記載のポリビニルアルコール樹脂に低分子吸光剤を添加したもの等が挙げられる。
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。
精密集積回路素子の製造などにおいてレジスト膜上へのパターン形成工程は、基板(例:シリコン/二酸化シリコン被覆基板、ガラス基板、ITO基板、石英/酸化クロム被覆基板等)上に、本発明のポジ型レジスト組成物を塗布し、レジスト膜を形成し、次にKrFエキシマレーザー光、電子線、EUV光などの活性光線又は放射線を照射し、加熱、現像、リンス、乾燥することにより良好なレジストパターンを形成することができる。
現像において使用するアルカリ現像液としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニア水等の無機アルカリ類、エチルアミン、n−プロピルアミン等の第一アミン類、ジエチルアミン、ジ−n−ブチルアミン等の第二アミン類、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン等の第三アミン類、ジメチルエタノールアミン、トリエタノーアミン等のアルコ−ルアミン類、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン等の第四級アンモニウム塩、ピロール、ピペリジン等の環状アミン類、等のアルカリ類の水溶液(通常0.1〜20質量%)を使用することができる。更に、上記アルカリ類の水溶液にイソプロピルアルコール等のアルコール類、ノニオン系等の界面活性剤を適当量添加して使用することもできる。
これらの現像液の中で好ましくは第四アンモニウム塩、更に好ましくは、テトラメチルアンモニウムヒドロオキシド、コリンである。
アルカリ現像液のpHは通常10〜15である。
以下、本発明を実施例によりさらに詳しく説明するが、本発明の内容がこれにより限定されるものではない。
合成例1(1-シクロプロピルエチルメタクリレートの合成)
1−シクロプロピルエタノール(0.2mol、アルドリッチ製)、テトラヒドロフラン、トリエチルアミン(0.3mol)、4−ジメチルアミノピリジン(0.02mol)を仕込み0℃に冷却した。この溶液にメタクリル酸クロリド(0.3mol)のテトラヒドロフラン溶液を30分かけて滴下し、さらに室温で4時間攪拌した。反応終了後、酢酸エチルで抽出し炭酸水素ナトリウム水溶液、蒸留水の順で洗浄し、有機層を減圧乾燥した。カラムクロマトグラフィー(ヘキサン:酢酸エチル=50:1)で精製をおこなった。収率65%。1HNMR(400MHz)δ0.25(m、1H)、0.35(m、1H)、0.51(m、2H)、1.02(m、1H)、1.34(d、J=1.6Hz、3H)、1.92(s、3H)、4.42(m、1H)、5.54(s、1H)、6.10(s、1H)。
合成例2(樹脂(A−2)の合成)
アセトキシスチレン、スチレン、1-シクロプロピルエチルメタクリレートを60/15/25の割合(モル比率)で仕込み、テトラヒドロフランに溶解し、固形分濃度20質量%の溶液100mLを調製した。この溶液に和光純薬工業(株)製重合開始剤V−65を2mol%加え、これを窒素雰囲気下、4時間かけて60℃に加熱したテトラヒドロフラン10mLに滴下した。滴下終了後、反応液を4時間加熱、再度V−65を1mol%添加し、4時間攪拌した。反応終了後、反応液を室温まで冷却し、ヘキサン3Lに晶析、析出した白色粉体をろ過により集めた。
13NMRから求めたポリマーの組成比は58/16/26(モル比)であった。また、GPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は9500であった。
このポリマーをテトラヒドロフラン100mlに溶解させた後、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド5mlを加え1時間攪拌した後、蒸留水を添加しポリマーを沈殿させた。沈殿物を蒸留水で洗浄したのち、減圧下乾燥させた。ポリマーを酢酸エチル100mlに溶解させた後、ヘキサンを加え沈殿したポリマーを減圧乾燥にて粉体とした。この粉体についてGPC測定により求めた標準ポリスチレン換算の重量平均分子量は10000であった。
上記合成例2と同様の方法で下記表1に示す、先に構造を例示した樹脂を合成した。表1に於ける、繰り返し単位は、構造式と左から順に対応する。
Figure 2007316515
実施例1
ポジ型レジストの調製、塗設及び評価
樹脂(A−2) 0.93g
酸発生剤(z1) 0.065g
をプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート8.8gに溶解させ、さらに有機塩基性化合物としてC−1(下記参照)0.003g、及び界面活性剤としてメガファッ
クF176(大日本インキ化学工業(株)製、以下「W−1」と略す)0.001gを添加、溶解させ、得られた溶液を0.1μm口径のメンブレンフィルターで精密ろ過して、レジスト溶液を得た。
このレジスト溶液を6インチシリコンウェハー上に東京エレクトロン製スピンコーターMark8を用いて塗布し、110℃、90秒ベークして膜厚0.25μmの均一膜を得た。
このレジスト膜に、電子線描画装置((株)日立製作所性HL750、加速電圧50KeV)を用いて電子線照射を行った。照射後に110℃、90秒ベークし、2.38質量%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド(TMAH)水溶液を用いて60秒間浸漬した後、30秒間、水でリンスして乾燥した。得られたパターンを下記の方法で評価した。
感度:得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察した。0.15μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
解像力:上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースが分離解像)を解像力とした。
パターン形状:上記の感度を示す照射量における0.15μmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察し、矩形、ややテーパー、テーパーの3段階評価を行った。
PEB温度依存性:PEB温度を10℃高くした場合に、限界解像力の低下が0.01μm未満を○、限界解像力の低下が0.01μm以上0.02μm未満であるものを△、限界解像力の低下が0.02μm以上であるものを×とした。
実施例1の結果は、感度は6.0μC/cm2、解像力は0.10μm、パターン形状は矩形、PEB温度依存性は○であった。
実施例2〜4
下記表2に示した化合物を、表2に示した量用いた以外は、実施例1と同様にして、レジスト調製、塗設及び評価を行った。評価結果を表2に示した。
比較例1
樹脂(AA−1)を、表2に示した量用いた以外は、実施例1と同様にして、レジスト調製、塗設、評価を行った。評価結果を表2に併せて示した。
Figure 2007316515
表中の略号を以下に示す。
〔有機塩基性化合物〕
C−1:トリ−n−ヘキシルアミン
C−2:2,4,6−トリフェニルイミダゾール
〔界面活性剤〕
W−1:フッ素系界面活性剤、メガファックF-176(大日本インキ化学工業製)
W−2:フッ素/シリコン系界面活性剤、メガファックR08(大日本インキ化学工業製)
W−3:シリコン系界面活性剤、シロキサンポリマーKP341(信越化学工業製)
〔樹脂〕
Figure 2007316515
表2から、本発明のポジ型レジスト組成物は、電子線の照射によるパターン形成に関して、比較例に比べて、高感度、高解像力であり、パターン形状に優れている。さらにPEB温度依存性が小さいことが明らかである。
実施例5
下記表3に示した化合物を、表3に示した量用いた以外は、実施例1と同様にして、レジスト調製及び塗設を行い、レジスト膜を得た。但し、膜厚は0.40μmとした。
得られたレジスト膜に、KrFエキシマレーザーステッパー(キャノン(株)製FPA3000EX-5、波長248nm)を用いて、パターン露光した。露光後の処理は実施例1と同様に行った。パターンの評価は以下のように行った。
感度:得られたパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察した。0.18μmライン(ライン:スペース=1:1)を解像する時の最小照射エネルギーを感度とした。
解像力:上記の感度を示す照射量における限界解像力(ラインとスペースが分離解像)を解像力とした。
パターン形状:上記の感度を示す照射量における0.18μmラインパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡((株)日立製作所製S-4300)を用いて観察し、矩形、ややテーパー、テーパーの3段階評価を行った。
PEB温度依存性:PEB温度を10℃高くした場合に、限界解像力の低下が0.01μm未満を○、限界解像力の低下が0.01μm以上0.02μm未満であるものを△、限界解像力の低下が0.02μm以上であるものを×とした。
実施例5の結果は、感度は26.0mJ/cm2、解像力は0.16μm、パターン形状は矩形、PEB温度依存性は○であった。
実施例6〜8
表3に示した化合物を、表3に示した量用いた以外は、実施例5と同様にしてレジスト調製、塗設及び評価を行った。評価結果を表3に示した。
比較例2
樹脂(AA−1)を、表3に示した量用いた以外は、実施例5と同様にして、レジスト
調製、塗設及び評価を行った。評価結果を表3に併せて示した。
Figure 2007316515
表3から、本発明のポジ型レジスト組成物は、KrFエキシマレーザーの照射によるパターン形成に関して、比較例に比べて、高感度、高解像力であり、パターン形状に優れている。さらにPEB温度依存性が小さいことが明らかである。

Claims (6)

  1. (A)下記一般式(I)で表される基を有する、アルカリ現像液に不溶又は難溶であり、酸の作用により分解し、アルカリ現像液に対する溶解速度が増大する樹脂及び
    (B)活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
    を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
    Figure 2007316515
    一般式(I)に於いて、
    1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
    kは、0〜4の整数を表す。
  2. 一般式(I)で表される基を有する繰り返し単位が、下記一般式(AI)で表されることを特徴とする請求項1に記載のポジ型レジスト組成物。
    Figure 2007316515
    一般式(AI)に於いて、
    1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
    kは、0〜4の整数を表す。
    3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
  3. (A)成分の樹脂が、更に、下記一般式(II)で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のポジ型レジスト組成物。
    Figure 2007316515
    一般式(II)に於いて、
    4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
    5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
    1は、複数個ある場合には各々独立に、水素原子、酸の作用により脱離する基又は酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基を有する基を表す。
    mは、1〜3の整数を表す。
    nは、0〜4の整数を表す。
  4. (A)成分の樹脂が、更に、下記一般式(III) で表される繰り返し単位を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物。
    Figure 2007316515
    一般式(III)に於いて、
    4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
    5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
    nは、0〜4の整数を表す。
  5. 下記一般式(AI)で表される繰り返し単位と、下記一般式(II)で表される繰り返し単位とを有することを特徴とする樹脂。
    Figure 2007316515
    Figure 2007316515
    一般式(AI)に於いて、
    1は、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    2は、水素原子、アルキル基又はシクロアルキル基を表す。
    Xは、ハロゲン原子、ヒドロキシル基、シアノ基、アセチル基、アルコキシ基又はアルキル基を表す。Xが複数個ある場合に、複数個のXは同じでも異なっていてもよく、複数個のXどうしが結合して環を形成してもよい。
    kは、0〜4の整数を表す。
    3は、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子、シアノ基又はアルキルオキシカルボニル基を表す。
    一般式(II)に於いて、
    4は、水素原子、アルキル基、シアノ基又はハロゲン原子を表す。
    5は、複数個ある場合には各々独立に、アルキル基、シクロアルキル基、ハロゲン原子、アリール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。
    1は、複数個ある場合には各々独立に、水素原子、酸の作用により脱離する基又は酸の作用により分解してアルカリ可溶性基を生じる基を有する基を表す。
    mは、1〜3の整数を表す。
    nは、0〜4の整数を表す。
  6. 請求項1〜5のいずれかに記載のポジ型レジスト組成物によりレジスト膜を形成し、露光、現像を行うことを特徴とするパターン形成方法。
JP2006148209A 2006-05-29 2006-05-29 ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法 Pending JP2007316515A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006148209A JP2007316515A (ja) 2006-05-29 2006-05-29 ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006148209A JP2007316515A (ja) 2006-05-29 2006-05-29 ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007316515A true JP2007316515A (ja) 2007-12-06

Family

ID=38850398

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006148209A Pending JP2007316515A (ja) 2006-05-29 2006-05-29 ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2007316515A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287065A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポジ型レジスト組成物およびパターン形成方法
JP2014186269A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジスト組成物、レジストパターン形成方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008287065A (ja) * 2007-05-18 2008-11-27 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd ポジ型レジスト組成物およびパターン形成方法
JP2014186269A (ja) * 2013-03-25 2014-10-02 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd レジスト組成物、レジストパターン形成方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4524234B2 (ja) ポジ型レジスト組成物およびそれを用いたパターン形成方法
JP4909768B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2007279699A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP5039581B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP4982228B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP4121396B2 (ja) ポジ型レジスト組成物
JP5039622B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP2007256347A (ja) ポジ型レジスト組成物、及びそれを用いたパターン形成方法
JP5046965B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4580841B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4696010B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2007206638A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2006251551A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法。
JP4905786B2 (ja) レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4324433B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2007256639A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2008076747A (ja) レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP4533831B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2005091713A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法。
JP4682026B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP2008102509A (ja) レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP2008249889A (ja) ポジ型レジスト組成物及びこれを用いたパターン形成方法
JP2008089790A (ja) レジスト組成物およびこれを用いたパターン形成方法
JP2007316515A (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法
JP4691461B2 (ja) ポジ型レジスト組成物及びそれを用いたパターン形成方法

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071109

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071116

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20071126