ポジ型レジスト組成物、レジストパターン形成方法、高分子化合物
【課題】ポジ型レジスト組成物の基材成分として有用な新規な高分子化合物、該高分子化合物のモノマーとして有用な化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、および該ポジ型レジスト組成物を用いるレジストパターン形成方法の提供。
【解決手段】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基材成分（Ａ）、および露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、前記基材成分（Ａ）が、側鎖に、環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基を２価の連結基で結合した（メタ）アクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物（Ａ１）を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
【解決手段】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基材成分（Ａ）、および露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、前記基材成分（Ａ）が、側鎖に、環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基を２価の連結基で結合した（メタ）アクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物（Ａ１）を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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基材成分（Ａ）、および露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）が、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物（Ａ１）を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
【化１】
［式中、Ｒ１は水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項２】
前記高分子化合物（Ａ１）中、前記構成単位（ａ０）および構成単位（ａ２）の合計の割合が、５〜７０モル％である請求項１に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項３】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１または２に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項４】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項３に記載のポジ型レジスト組成物。
【化２】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項５】
前記高分子化合物（Ａ１）が、前記構成単位（ａ２）として、下記一般式（ａ２−１）で表される構成単位および下記一般式（ａ２−２）で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも１種を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ’はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ”であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基であり、Ｒ２９は２価の連結基であり、ｓ’は０または１であり、ｓ”は０または１であり、Ａ”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。］
【請求項６】
前記高分子化合物（Ａ１）が、さらに、前記構成単位（ａ０）および（ａ２）に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項７】
前記高分子化合物（Ａ１）が、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ３）を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項８】
含窒素有機化合物（Ｄ）を含有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。
【請求項１０】
下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物。
【化４】
［式中、Ｒ１は水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項１１】
前記構成単位（ａ０）および構成単位（ａ２）の合計の割合が、５〜７０モル％である請求項１０に記載の高分子化合物。
【請求項１２】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１０または１１に記載の高分子化合物。
【請求項１３】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項１２に記載の高分子化合物。
【化５】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項１４】
前記構成単位（ａ２）として、下記一般式（ａ２−１）で表される構成単位および下記一般式（ａ２−２）で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも１種を有する請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【化６】
［式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ’はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ”であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基であり、Ｒ２９は２価の連結基であり、ｓ’は０または１であり、ｓ”は０または１であり、Ａ”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。］
【請求項１５】
さらに、前記構成単位（ａ０）および（ａ２）に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【請求項１６】
さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ３）を有する請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【請求項１】
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基材成分（Ａ）、および露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）を含有するポジ型レジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）が、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物（Ａ１）を含有することを特徴とするポジ型レジスト組成物。
【化１】
［式中、Ｒ１は水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項２】
前記高分子化合物（Ａ１）中、前記構成単位（ａ０）および構成単位（ａ２）の合計の割合が、５〜７０モル％である請求項１に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項３】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１または２に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項４】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項３に記載のポジ型レジスト組成物。
【化２】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項５】
前記高分子化合物（Ａ１）が、前記構成単位（ａ２）として、下記一般式（ａ２−１）で表される構成単位および下記一般式（ａ２−２）で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも１種を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ’はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ”であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基であり、Ｒ２９は２価の連結基であり、ｓ’は０または１であり、ｓ”は０または１であり、Ａ”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。］
【請求項６】
前記高分子化合物（Ａ１）が、さらに、前記構成単位（ａ０）および（ａ２）に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項７】
前記高分子化合物（Ａ１）が、さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ３）を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項８】
含窒素有機化合物（Ｄ）を含有する請求項１〜７のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物を用いて支持体上にレジスト膜を形成する工程、前記レジスト膜を露光する工程、および前記レジスト膜をアルカリ現像してレジストパターンを形成する工程を含むレジストパターン形成方法。
【請求項１０】
下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）およびラクトン含有環式基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ２）を有し、かつその構造中に酸解離性溶解抑制基を含む高分子化合物。
【化４】
［式中、Ｒ１は水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ２は２価の連結基であり、Ｒ３は、その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基である。］
【請求項１１】
前記構成単位（ａ０）および構成単位（ａ２）の合計の割合が、５〜７０モル％である請求項１０に記載の高分子化合物。
【請求項１２】
前記Ｒ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項１０または１１に記載の高分子化合物。
【請求項１３】
前記Ｒ３が、下記一般式（３−１）で表される請求項１２に記載の高分子化合物。
【化５】
［式中、Ａ’は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子であり、ａは０〜２の整数であり、Ｒ６は炭素数１〜６のアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基、水酸基、−ＣＯＯＲ”、−ＯＣ（＝Ｏ）Ｒ”、ヒドロキシアルキル基またはシアノ基であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基である。］
【請求項１４】
前記構成単位（ａ２）として、下記一般式（ａ２−１）で表される構成単位および下記一般式（ａ２−２）で表される構成単位からなる群から選択される少なくとも１種を有する請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【化６】
［式中、Ｒは水素原子、低級アルキル基またはハロゲン化低級アルキル基であり、Ｒ’はそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、炭素数１〜５のアルコキシ基または−ＣＯＯＲ”であり、Ｒ”は水素原子またはアルキル基であり、Ｒ２９は２価の連結基であり、ｓ’は０または１であり、ｓ”は０または１であり、Ａ”は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでいてもよい炭素数１〜５のアルキレン基、酸素原子または硫黄原子である。］
【請求項１５】
さらに、前記構成単位（ａ０）および（ａ２）に該当しない、酸解離性溶解抑制基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１）を有する請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【請求項１６】
さらに、極性基含有脂肪族炭化水素基を含むアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ３）を有する請求項１０〜１５のいずれか一項に記載の高分子化合物。
【公開番号】特開２０１０−１３４４１８（Ｐ２０１０−１３４４１８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１８５９５９（Ｐ２００９−１８５９５９）
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１７日（２０１０．６．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年８月１０日（２００９．８．１０）
【出願人】（０００２２０２３９）東京応化工業株式会社 (1,407)
【Ｆターム（参考）】
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