レジスト組成物、レジストパターン形成方法及び高分子化合物
【課題】解像性に優れ、リソグラフィー特性やパターン形状が良好なレジスト組成物及びレジストパターン形成方法、並びに、該レジスト組成物用として有用な高分子化合物の提供。
【解決手段】露光により酸を発生し、且つ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分（Ａ）を含有するレジスト組成物であって、前記基材成分（Ａ）は、側鎖に−ＳＯ２−含有環式基を有するアクリルアミド系構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する樹脂成分（Ａ１）を含有するレジスト組成物。
【解決手段】露光により酸を発生し、且つ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分（Ａ）を含有するレジスト組成物であって、前記基材成分（Ａ）は、側鎖に−ＳＯ２−含有環式基を有するアクリルアミド系構成単位（ａ０−１）と、露光により酸を発生する構成単位（ａ０−２）と、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する樹脂成分（Ａ１）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】
露光により酸を発生し、且つ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分（Ａ）を含有するレジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）は、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、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する樹脂成分（Ａ１）を含有することを特徴とするレジスト組成物。
【化１】
［式中、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、Ｒ１は２価の連結基であり、Ｒ２は−ＳＯ２−含有環式基であり、ｖは０又は１である。］
【請求項２】
前記構成単位（ａ１）が、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１１）である請求項１記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１０）又は一般式（ａ０−２−２０）で表される基を有する請求項１又は２記載のレジスト組成物。
【化２】
［式中、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンである。Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］ｘ
【請求項４】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１）又は一般式（ａ０−２−２）で表される構成単位である請求項３記載のレジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンであり、Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【請求項５】
支持体上に、請求項１〜４のいずれか一項に記載の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、及び前記レジスト膜を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６】
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、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する高分子化合物。
【化４】
［式中、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、Ｒ１は２価の連結基であり、Ｒ２は−ＳＯ２−含有環式基であり、ｖは０又は１である。］
【請求項７】
前記構成単位（ａ１）が、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１１）である請求項６記載の高分子化合物。
【請求項８】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１０）又は一般式（ａ０−２−２０）で表される基を有する請求項６又は７記載の高分子化合物。
【化５】
［式中、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンである。Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【請求項９】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１）又は一般式（ａ０−２−２）で表される構成単位である請求項８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、又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンであり、Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【請求項１】
露光により酸を発生し、且つ、酸の作用により現像液に対する溶解性が変化する基材成分（Ａ）を含有するレジスト組成物であって、
前記基材成分（Ａ）は、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、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する樹脂成分（Ａ１）を含有することを特徴とするレジスト組成物。
【化１】
［式中、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、Ｒ１は２価の連結基であり、Ｒ２は−ＳＯ２−含有環式基であり、ｖは０又は１である。］
【請求項２】
前記構成単位（ａ１）が、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１１）である請求項１記載のレジスト組成物。
【請求項３】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１０）又は一般式（ａ０−２−２０）で表される基を有する請求項１又は２記載のレジスト組成物。
【化２】
［式中、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンである。Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］ｘ
【請求項４】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１）又は一般式（ａ０−２−２）で表される構成単位である請求項３記載のレジスト組成物。
【化３】
［式中、Ｒは水素原子、炭素数１〜５のアルキル基、又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンであり、Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【請求項５】
支持体上に、請求項１〜４のいずれか一項に記載の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、及び前記レジスト膜を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６】
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、酸の作用により極性が増大する酸分解性基を含む構成単位（ａ１）とを有する高分子化合物。
【化４】
［式中、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、Ｒ１は２価の連結基であり、Ｒ２は−ＳＯ２−含有環式基であり、ｖは０又は１である。］
【請求項７】
前記構成単位（ａ１）が、α位の炭素原子に結合した水素原子が置換基で置換されていてもよいアクリル酸エステルから誘導される構成単位（ａ１１）である請求項６記載の高分子化合物。
【請求項８】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１０）又は一般式（ａ０−２−２０）で表される基を有する請求項６又は７記載の高分子化合物。
【化５】
［式中、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンである。Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【請求項９】
前記構成単位（ａ０−２）が、下記の一般式（ａ０−２−１）又は一般式（ａ０−２−２）で表される構成単位である請求項８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、又は炭素数１〜５のハロゲン化アルキル基であり、Ａは単結合又は２価の連結基であり、Ｒ４４は置換基を有していてもよいアリーレン基であり、Ｒ４５、Ｒ４６はそれぞれ独立に有機基であり、Ｒ４５、Ｒ４６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、Ｚ−は対アニオンであり、Ｒｆ１、Ｒｆ２はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、フッ素原子、又はフッ素化アルキル基であり、Ｒｆ１、Ｒｆ２のうち少なくとも１つはフッ素原子又はフッ素化アルキル基であり、ｂは１〜８の整数であり、Ｍｍ＋は対カチオンであり、ｍは１〜３の整数である。］
【公開番号】特開２０１２−２５５８３７（Ｐ２０１２−２５５８３７Ａ）
【公開日】平成２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２７５５８（Ｐ２０１１−１２７５５８）
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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２４年１２月２７日（２０１２．１２．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月７日（２０１１．６．７）
【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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