ポジ型レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
【課題】膜表面の疎水性が高いレジスト膜を形成できるポジ型レジスト組成物、及び当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】その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基を含む（メタ）アクリル酸エステル構成単位（ａ０）と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）とを有する高分子化合物（Ａ１）と、酸発生剤成分（Ｂ）と、塩基解離性基を含有する構成単位を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ１）とを含有するポジ型レジスト組成物。
【解決手段】その環骨格中に−ＳＯ２−を含む環式基を含む（メタ）アクリル酸エステル構成単位（ａ０）と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）とを有する高分子化合物（Ａ１）と、酸発生剤成分（Ｂ）と、塩基解離性基を含有する構成単位を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ１）とを含有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）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、含フッ素化合物成分（Ｆ）と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）は、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）と、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）とを有する高分子化合物（Ａ１）を含み、かつ、
前記含フッ素化合物成分（Ｆ）は、塩基解離性基を含有する構成単位（ｆ１）を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ１）を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。
【化１】
［式（ａ０−１）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、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】
前記構成単位（ｆ１）が、下記一般式（ｆ１−０）で表される構成単位である請求項１記載のポジ型レジスト組成物。
【化２】
［式（ｆ１−０）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｑ０は単結合又はフッ素原子を有していてもよい２価の連結基であり、Ｒ０はフッ素原子を有していてもよい有機基である。］
【請求項３】
前記構成単位（ｆ１）が、下記一般式（ｆ１−０１）で表される構成単位又は下記一般式（ｆ１−０２）で表される構成単位である請求項２記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式（ｆ１−０１）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｑ０１はフッ素原子を有さない２価の連結基であり、Ｒ１はフッ素原子を有する有機基である。］
【化４】
［式（ｆ１−０２）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり；Ｑ０２はフッ素原子を有する２価の連結基であり、Ｒ０はフッ素原子を有していてもよい有機基である。］
【請求項４】
前記一般式（ｆ１−０１）で表される構成単位が、下記一般式（ｆ１−０１−１）で表される構成単位及び下記一般式（ｆ１−０１−２）で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも１種の構成単位である請求項３記載のポジ型レジスト組成物。
【化５】
［式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１はそれぞれ独立にフッ素原子を有する有機基である。式（ｆ１−０１−１）中、Ｘは二価の有機基である。式（ｆ１−０１−２）中、Ａａｒｙｌは置換基を有していてもよい二価の芳香族環式基であり、Ｘ０１は単結合又は二価の連結基である。ただし、前記Ｘ、Ａａｒｙｌ、Ｘ０１はいずれもフッ素原子を有さないものとする。］
【請求項５】
前記一般式（ｆ１−０２）で表される構成単位が、下記一般式（ｆ１−０２−１）で表される構成単位及び下記一般式（ｆ１−０２−２）で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも１種の構成単位である請求項３又は請求項４記載のポジ型レジスト組成物。
【化６】
［式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり；Ｑ１はそれぞれ独立に−Ｏ−、−ＣＨ２−Ｏ−又は−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−を含有する基であり；Ｒｑ１はそれぞれ独立にフッ素原子又はフッ素化アルキル基である。式（ｆ１−０２−１）中、Ｒ０１はフッ素原子を有する有機基である。式（ｆ１−０２−２）中、Ｒ０１’はアルキル基である。］
【請求項６】
前記一般式（ａ０−１）におけるＲ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項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】
前記一般式（ａ０−１）におけるＲ３が、下記一般式（３−１）で表される環式基である請求項６記載のポジ型レジスト組成物。
【化７】
［式（３−１）中、Ａ’は酸素原子若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、酸素原子又は硫黄原子であり；ｐは０〜２の整数であり；Ｒ８はアルキル基、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又はシアノ基であり、Ｒ”は水素原子又はアルキル基である。］
【請求項８】
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１〜７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】
さらに、含窒素有機化合物成分（Ｄ）を含有する請求項１〜８のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項１０】
支持体上に、請求項１〜９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）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）と、含フッ素化合物成分（Ｆ）と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）は、下記一般式（ａ０−１）で表される構成単位（ａ０）と、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）とを有する高分子化合物（Ａ１）を含み、かつ、
前記含フッ素化合物成分（Ｆ）は、塩基解離性基を含有する構成単位（ｆ１）を有する含フッ素高分子化合物（Ｆ１）を含むことを特徴とするポジ型レジスト組成物。
【化１】
［式（ａ０−１）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、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】
前記構成単位（ｆ１）が、下記一般式（ｆ１−０）で表される構成単位である請求項１記載のポジ型レジスト組成物。
【化２】
［式（ｆ１−０）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｑ０は単結合又はフッ素原子を有していてもよい２価の連結基であり、Ｒ０はフッ素原子を有していてもよい有機基である。］
【請求項３】
前記構成単位（ｆ１）が、下記一般式（ｆ１−０１）で表される構成単位又は下記一般式（ｆ１−０２）で表される構成単位である請求項２記載のポジ型レジスト組成物。
【化３】
［式（ｆ１−０１）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｑ０１はフッ素原子を有さない２価の連結基であり、Ｒ１はフッ素原子を有する有機基である。］
【化４】
［式（ｆ１−０２）中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり；Ｑ０２はフッ素原子を有する２価の連結基であり、Ｒ０はフッ素原子を有していてもよい有機基である。］
【請求項４】
前記一般式（ｆ１−０１）で表される構成単位が、下記一般式（ｆ１−０１−１）で表される構成単位及び下記一般式（ｆ１−０１−２）で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも１種の構成単位である請求項３記載のポジ型レジスト組成物。
【化５】
［式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ｒ１はそれぞれ独立にフッ素原子を有する有機基である。式（ｆ１−０１−１）中、Ｘは二価の有機基である。式（ｆ１−０１−２）中、Ａａｒｙｌは置換基を有していてもよい二価の芳香族環式基であり、Ｘ０１は単結合又は二価の連結基である。ただし、前記Ｘ、Ａａｒｙｌ、Ｘ０１はいずれもフッ素原子を有さないものとする。］
【請求項５】
前記一般式（ｆ１−０２）で表される構成単位が、下記一般式（ｆ１−０２−１）で表される構成単位及び下記一般式（ｆ１−０２−２）で表される構成単位からなる群から選ばれる少なくとも１種の構成単位である請求項３又は請求項４記載のポジ型レジスト組成物。
【化６】
［式中、Ｒはそれぞれ独立に水素原子、炭素数１〜５のアルキル基又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり；Ｑ１はそれぞれ独立に−Ｏ−、−ＣＨ２−Ｏ−又は−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−を含有する基であり；Ｒｑ１はそれぞれ独立にフッ素原子又はフッ素化アルキル基である。式（ｆ１−０２−１）中、Ｒ０１はフッ素原子を有する有機基である。式（ｆ１−０２−２）中、Ｒ０１’はアルキル基である。］
【請求項６】
前記一般式（ａ０−１）におけるＲ３が、その環骨格中に−Ｏ−ＳＯ２−を含む環式基である請求項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】
前記一般式（ａ０−１）におけるＲ３が、下記一般式（３−１）で表される環式基である請求項６記載のポジ型レジスト組成物。
【化７】
［式（３−１）中、Ａ’は酸素原子若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、酸素原子又は硫黄原子であり；ｐは０〜２の整数であり；Ｒ８はアルキル基、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又はシアノ基であり、Ｒ”は水素原子又はアルキル基である。］
【請求項８】
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１〜７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】
さらに、含窒素有機化合物成分（Ｄ）を含有する請求項１〜８のいずれか一項に記載のポジ型レジスト組成物。
【請求項１０】
支持体上に、請求項１〜９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。
【図１】
【公開番号】特開２０１０−２１０９５３（Ｐ２０１０−２１０９５３Ａ）
【公開日】平成２２年９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５７１６７（Ｐ２００９−５７１６７）
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【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９月２４日（２０１０．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月１０日（２００９．３．１０）
【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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