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】レジスト組成物の基材成分として有用な高分子化合物、前記高分子化合物を含有するポジ型レジスト組成物、及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し、且つ露光により酸を発生する基材成分を含有するレジスト組成物であって、前記基材成分が、ヒドロキシスチレン単位と、側鎖にアセタール結合を有するヒドロキシスチレン単位と、露光により酸を発生する構成単位がアセタール結合を介して結合しているヒドロキシスチレン単位とを有する高分子化合物を含有するレジスト組成物。
【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し、且つ露光により酸を発生する基材成分を含有するレジスト組成物であって、前記基材成分が、ヒドロキシスチレン単位と、側鎖にアセタール結合を有するヒドロキシスチレン単位と、露光により酸を発生する構成単位がアセタール結合を介して結合しているヒドロキシスチレン単位とを有する高分子化合物を含有するレジスト組成物。
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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し、且つ、露光により酸を発生する基材成分（Ａ’）を含有するレジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ’）が、下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５−１）と、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）とを有する高分子化合物（Ａ１’）を含有し、
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２’）で表される基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、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１０以上の炭化水素基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は下記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【化２】
［式中、Ｘ０はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の炭化水素基であり、Ｑ１はカルボニル基を含む２価の連結基であり、ｐはそれぞれ独立に１〜３の整数であり、Ｑ２は単結合またはアルキレン基であり、Ｘ１０は置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の炭化水素基であり、Ｑ３は単結合または２価の連結基であり、Ｙ１０は−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ２−であり、Ｙ１１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であり、Ａ−はカルボアニオンであり、Ｙ１２は置換基として酸素原子（＝Ｏ）を有していてもよい炭素数４〜２０の環状のアルキル基であり、ｑは０または１である。］
【請求項２】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２）で表される構成単位（ａ０−２）である請求項１に記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は上記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【請求項３】
さらに、含窒素有機化合物成分（Ｄ）を含有する請求項１または２に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の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５】
下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５−１）と、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）とを有し、
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２’）で表される基を含有する高分子化合物。
【化４】
［式中、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１０以上の炭化水素基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は下記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【化５】
［式中、Ｘ０はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の炭化水素基であり、Ｑ１はカルボニル基を含む２価の連結基であり、ｐはそれぞれ独立に１〜３の整数であり、Ｑ２は単結合またはアルキレン基であり、Ｘ１０は置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の炭化水素基であり、Ｑ３は単結合または２価の連結基であり、Ｙ１０は−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ２−であり、Ｙ１１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であり、Ａ−はカルボアニオンであり、Ｙ１２は置換基として酸素原子（＝Ｏ）を有していてもよい炭素数４〜２０の環状のアルキル基であり、ｑは０または１である。］
【請求項６】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２）で表される構成単位（ａ０−２）である請求項５に記載の高分子化合物。
【化６】
［式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は上記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【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し、且つ、露光により酸を発生する基材成分（Ａ’）を含有するレジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ’）が、下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５−１）と、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）とを有する高分子化合物（Ａ１’）を含有し、
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２’）で表される基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、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１０以上の炭化水素基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は下記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【化２】
［式中、Ｘ０はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の炭化水素基であり、Ｑ１はカルボニル基を含む２価の連結基であり、ｐはそれぞれ独立に１〜３の整数であり、Ｑ２は単結合またはアルキレン基であり、Ｘ１０は置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の炭化水素基であり、Ｑ３は単結合または２価の連結基であり、Ｙ１０は−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ２−であり、Ｙ１１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であり、Ａ−はカルボアニオンであり、Ｙ１２は置換基として酸素原子（＝Ｏ）を有していてもよい炭素数４〜２０の環状のアルキル基であり、ｑは０または１である。］
【請求項２】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２）で表される構成単位（ａ０−２）である請求項１に記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は上記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【請求項３】
さらに、含窒素有機化合物成分（Ｄ）を含有する請求項１または２に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の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５】
下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５−１）と、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）とを有し、
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２’）で表される基を含有する高分子化合物。
【化４】
［式中、Ｒは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１は置換基を有していてもよい炭素数１０以上の炭化水素基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は下記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【化５】
［式中、Ｘ０はそれぞれ独立に置換基を有していてもよい炭素数３〜３０の炭化水素基であり、Ｑ１はカルボニル基を含む２価の連結基であり、ｐはそれぞれ独立に１〜３の整数であり、Ｑ２は単結合またはアルキレン基であり、Ｘ１０は置換基を有していてもよい炭素数１〜３０の炭化水素基であり、Ｑ３は単結合または２価の連結基であり、Ｙ１０は−Ｃ（＝Ｏ）−または−ＳＯ２−であり、Ｙ１１は置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のアルキル基または置換基を有していてもよい炭素数１〜１０のフッ素化アルキル基であり、Ａ−はカルボアニオンであり、Ｙ１２は置換基として酸素原子（＝Ｏ）を有していてもよい炭素数４〜２０の環状のアルキル基であり、ｑは０または１である。］
【請求項６】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記一般式（ａ０−２）で表される構成単位（ａ０−２）である請求項５に記載の高分子化合物。
【化６】
［式中、Ｒは、水素原子、炭素数１〜５のアルキル基または炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ３、Ｒ４はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ３、Ｒ４は相互に結合して式中のイオウ原子と共に環を形成していてもよく、Ｒ５は置換基であり、ａは０〜４の整数であり、Ｒ７は、それぞれ独立に、水素原子または炭素数１〜５のアルキル基であり、Ｙは２価の連結基であり、Ｘ−は上記一般式（１）〜（５）で表されるアニオン部のいずれか一つである。］
【公開番号】特開２０１０−２７１５０１（Ｐ２０１０−２７１５０１Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２２５６６（Ｐ２００９−１２２５６６）
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【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１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２０日（２００９．５．２０）
【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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