レジスト組成物及びレジストパターン形成方法
【課題】レジスト用成分の溶解性に優れるとともに、高解像性で、かつ、良好な形状のレジストパターンを形成できるレジスト組成物及び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変化する基材成分と、一般式（ｂ１）で表される化合物からなる酸発生剤（Ｂ１）を含む酸発生剤成分とを、沸点１５０℃以上のアルコール系有機溶剤を含む有機溶剤に溶解してなるレジスト組成物。式（ｂ１）中、Ｒ７”〜Ｒ９”はアリール基又はアルキル基を表し、Ｒ７”〜Ｒ９”のうち少なくとも１つは、−Ｏ−Ｒ７０（Ｒ７０は有機基）で表される基で置換された置換アリール基である。Ｒ７”〜Ｒ９”のいずれか２つが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い。Ｘは炭素数３〜３０の炭化水素基、Ｑ１は酸素原子を含む２価の連結基、Ｙ１は炭素数１〜４のアルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。
［化１］
【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変化する基材成分と、一般式（ｂ１）で表される化合物からなる酸発生剤（Ｂ１）を含む酸発生剤成分とを、沸点１５０℃以上のアルコール系有機溶剤を含む有機溶剤に溶解してなるレジスト組成物。式（ｂ１）中、Ｒ７”〜Ｒ９”はアリール基又はアルキル基を表し、Ｒ７”〜Ｒ９”のうち少なくとも１つは、−Ｏ−Ｒ７０（Ｒ７０は有機基）で表される基で置換された置換アリール基である。Ｒ７”〜Ｒ９”のいずれか２つが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い。Ｘは炭素数３〜３０の炭化水素基、Ｑ１は酸素原子を含む２価の連結基、Ｙ１は炭素数１〜４のアルキレン基又はフッ素化アルキレン基である。
［化１］
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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変化する基材成分（Ａ）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）とを有機溶剤（Ｓ）に溶解してなるレジスト組成物であって、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は、下記一般式（ｂ１）で表される化合物からなる酸発生剤（Ｂ１）を含み、かつ、
前記有機溶剤（Ｓ）は、沸点１５０℃以上のアルコール系有機溶剤を含むことを特徴とするレジスト組成物。
【化１】
［式（ｂ１）中、Ｒ７”〜Ｒ９”は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基又はアルキル基を表す。ただし、Ｒ７”〜Ｒ９”のうち少なくとも１つは、下記一般式（ｂ１ｃ−０）で表される基で置換された置換アリール基であり、Ｒ７”〜Ｒ９”のいずれか２つが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い。Ｘは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は酸素原子を含む２価の連結基であり、Ｙ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数１〜４のフッ素化アルキレン基である。］
【化２】
［式（ｂ１ｃ−０）中、Ｒ７０は有機基を表す。］
【請求項２】
前記一般式（ｂ１ｃ−０）で表される基が、下記の一般式（ｂ１ｃ−０−１）で表される基、一般式（ｂ１ｃ−０−２）で表される基、又は一般式（ｂ１ｃ−０−３）で表される基である請求項１記載のレジスト組成物。
【化３】
［式（ｂ１ｃ−０−１）中、Ｒ６１は水素原子又は直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であり、Ｒ６２はアルキル基である。ただし、Ｒ６１とＲ６２とは相互に結合して一つの環構造を形成していてもよい。式（ｂ１ｃ−０−２）中、Ｒ６３およびＲ６４はそれぞれ独立に直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基であり、Ｒ６５は酸解離性基であり、ｗは０又は１であり、ｘは０又は１である。式（ｂ１ｃ−０−３）中、Ｒ７１は単結合又は２価の連結基であり、Ｒ７２は酸の作用により解離しない基であり、ｙは０又は１であり、ｚは０又は１である。］
【請求項３】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法において、
前記第二のレジスト組成物として用いられるレジスト組成物である請求項１又は２記載のレジスト組成物。
【請求項４】
前記基材成分（Ａ）が、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樹脂成分（Ａ１）を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
前記樹脂成分（Ａ１）が、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４記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、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）を有する請求項５記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５）を有する請求項５又は６記載のレジスト組成物。
【化４】
［式（ａ５−１）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；Ｙ５は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基であり、Ｚは１価の有機基であり；ａは１〜３の整数であり、ｂは０〜２の整数であり、かつ、ａ＋ｂ＝１〜３であり；ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立して０〜３の整数である。］
【請求項８】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、下記一般式（ａ６−１）で表される構成単位（ａ６）を有する請求項５〜７のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
【化５】
［式（ａ６−１）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；Ｙ３はアルキレン基又は脂肪族環式基であり；ｇ、ｈはそれぞれ独立して０〜３の整数であり；ｉは１〜３の整数である。］
【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レジスト組成物。
【請求項１０】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物として請求項１〜９のいずれか一項に記載のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法。
【請求項１１】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のラインアンドスペースのレジストパターンを形成する工程と、前記第一のラインアンドスペースのレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物として請求項１〜９のいずれか一項に記載のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のラインアンドスペースのレジストパターンに対して交差した位置関係で前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含む請求項１０記載の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変化する基材成分（Ａ）と、露光により酸を発生する酸発生剤成分（Ｂ）とを有機溶剤（Ｓ）に溶解してなるレジスト組成物であって、
前記酸発生剤成分（Ｂ）は、下記一般式（ｂ１）で表される化合物からなる酸発生剤（Ｂ１）を含み、かつ、
前記有機溶剤（Ｓ）は、沸点１５０℃以上のアルコール系有機溶剤を含むことを特徴とするレジスト組成物。
【化１】
［式（ｂ１）中、Ｒ７”〜Ｒ９”は、それぞれ独立に、置換基を有していてもよいアリール基又はアルキル基を表す。ただし、Ｒ７”〜Ｒ９”のうち少なくとも１つは、下記一般式（ｂ１ｃ−０）で表される基で置換された置換アリール基であり、Ｒ７”〜Ｒ９”のいずれか２つが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い。Ｘは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は酸素原子を含む２価の連結基であり、Ｙ１は置換基を有していてもよい炭素数１〜４のアルキレン基又は置換基を有していてもよい炭素数１〜４のフッ素化アルキレン基である。］
【化２】
［式（ｂ１ｃ−０）中、Ｒ７０は有機基を表す。］
【請求項２】
前記一般式（ｂ１ｃ−０）で表される基が、下記の一般式（ｂ１ｃ−０−１）で表される基、一般式（ｂ１ｃ−０−２）で表される基、又は一般式（ｂ１ｃ−０−３）で表される基である請求項１記載のレジスト組成物。
【化３】
［式（ｂ１ｃ−０−１）中、Ｒ６１は水素原子又は直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基であり、Ｒ６２はアルキル基である。ただし、Ｒ６１とＲ６２とは相互に結合して一つの環構造を形成していてもよい。式（ｂ１ｃ−０−２）中、Ｒ６３およびＲ６４はそれぞれ独立に直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキレン基であり、Ｒ６５は酸解離性基であり、ｗは０又は１であり、ｘは０又は１である。式（ｂ１ｃ−０−３）中、Ｒ７１は単結合又は２価の連結基であり、Ｒ７２は酸の作用により解離しない基であり、ｙは０又は１であり、ｚは０又は１である。］
【請求項３】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法において、
前記第二のレジスト組成物として用いられるレジスト組成物である請求項１又は２記載のレジスト組成物。
【請求項４】
前記基材成分（Ａ）が、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樹脂成分（Ａ１）を含有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
【請求項５】
前記樹脂成分（Ａ１）が、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４記載のレジスト組成物。
【請求項６】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、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）を有する請求項５記載のレジスト組成物。
【請求項７】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、下記一般式（ａ５−１）で表される構成単位（ａ５）を有する請求項５又は６記載のレジスト組成物。
【化４】
［式（ａ５−１）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；Ｙ５は置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基であり、Ｚは１価の有機基であり；ａは１〜３の整数であり、ｂは０〜２の整数であり、かつ、ａ＋ｂ＝１〜３であり；ｃ、ｄ、ｅはそれぞれ独立して０〜３の整数である。］
【請求項８】
前記樹脂成分（Ａ１）が、さらに、下記一般式（ａ６−１）で表される構成単位（ａ６）を有する請求項５〜７のいずれか一項に記載のレジスト組成物。
【化５】
［式（ａ６−１）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；Ｙ３はアルキレン基又は脂肪族環式基であり；ｇ、ｈはそれぞれ独立して０〜３の整数であり；ｉは１〜３の整数である。］
【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レジスト組成物。
【請求項１０】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のレジストパターンを形成する工程と、前記第一のレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物として請求項１〜９のいずれか一項に記載のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含むレジストパターン形成方法。
【請求項１１】
支持体上に、第一のレジスト組成物としてポジ型レジスト組成物を塗布して第一のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像して第一のラインアンドスペースのレジストパターンを形成する工程と、前記第一のラインアンドスペースのレジストパターンが形成された前記支持体上に、第二のレジスト組成物として請求項１〜９のいずれか一項に記載のレジスト組成物を塗布して第二のレジスト膜を形成する工程と、前記第一のラインアンドスペースのレジストパターンに対して交差した位置関係で前記第二のレジスト膜を選択的に露光し、アルカリ現像してレジストパターンを形成する工程とを含む請求項１０記載のレジストパターン形成方法。
【図１】
【図３】
【図２】
【図３】
【図２】
【公開番号】特開２０１０−２７６９６９（Ｐ２０１０−２７６９６９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０９４３（Ｐ２００９−１３０９４３）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【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９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【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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