説明

レジスト組成物

【課題】優れた解像度及び形状を有するレジストパターンを得ることを目的とする。
【解決手段】式(I)で表される塩。


[式(I)中、Q及びQは、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。Lは、置換基を有していてもよい2価のC1-17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。Rは、フッ素原子を含むC1−6アルキル基を表す。Z+は、有機カチオンを表す。]

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、塩、酸発生剤及びレジスト組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
リソグラフィ技術を用いた半導体の微細加工に用いられるレジスト組成物は、酸発生剤用の塩を含有する。
特許文献1には、酸発生剤用の塩として、以下で表される塩を含むレジスト組成物が知られている。

【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2007−161707号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
従来の塩では、該塩を酸発生剤として含むレジスト組成物から得られるパターンの解像度及び形状が必ずしも満足できない場合があった。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明は、以下の発明を含む。
〔1〕式(I)で表される塩。

[式(I)中、
及びQは、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい2価のC1-17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、フッ素原子を含むC1−6アルキル基を表す。
+は、有機カチオンを表す。]
【0006】
〔1〕Lが、*−CO−O−C(R)(R)−C(R)(R)−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である〔1〕記載の塩。
[R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はC1-6アルキル基を表す。]
〔3〕RがCFである〔1〕又は〔2〕記載の塩。
〔4〕R及びRが水素原子である〔1〕〜〔3〕のいずれか記載の塩。
〔5〕Zが、トリアリールスルホニウムカチオンである〔1〕〜〔4〕のいずれか記載の塩。
〔6〕上記〔1〕〜〔5〕のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。
〔7〕上記〔6〕記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。
〔8〕さらに、塩基性化合物を含有する〔7〕記載のレジスト組成物。
【0007】
〔9〕(1)上記〔7〕又は〔8〕記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。
【発明の効果】
【0008】
本発明の塩によれば、該塩を含むレジスト組成物から、優れた解像度及び形状を有するレジストパターンを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0009】
本発明の塩は、式(I)で表される。

[式(I)中、
及びQは、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい2価のC1-17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、フッ素原子を含むC1−6アルキル基を表す。
+は、有機カチオンを表す。]
【0010】
ペルフルオロアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基などが挙げられる。
【0011】
2価の飽和炭化水素基としては、直鎖状アルキレン、分岐状アルキレン、単環式又は多環式の飽和環状炭化水素基が挙げられる。
具体的には、メチレン基、エチレン基、プロパン−1,3−ジイル基、プロパン−1,2−ジイル基、ブタン−1,4−ジイル基、ペンタン−1,5−ジイル基、ヘキサン−1,6−ジイル基、ヘプタン−1,7−ジイル基、オクタン−1,8−ジイル基、ノナン−1,9−ジイル基、デカン−1,10−ジイル基、ウンデカン−1,11−ジイル基、ドデカン−1,12−ジイル基、トリデカン−1,13−ジイル基、テトラデカン−1,14−ジイル基、ペンタデカン−1,15−ジイル基、ヘキサデカン−1,16−ジイル基、ヘプタデカン−1,17−ジイル基、メチリデン基、エチリデン基、プロピリデン基、2−プロピリデン基等の直鎖状アルキレン基;
直鎖状アルキレン基に、アルキル基(特に、C1-4アルキル基、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等)の側鎖を有したもの、例えば、1−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,3−プロピレン基、2−メチル−1,2−プロピレン基、1−メチル−1,4−ブチレン基、2−メチル−1,4−ブチレン基等の分岐状アルキレン基;
1,3−シクロブチレン基、1,3−シクロペンチレン基、1,4−シクロヘキシレン基、1,5−シクロオクチレン基等のシクロアルキル基である単環式の飽和環状炭化水素基;
1,4−ノルボルニレン基、2,5−ノルボルニレン基、1,5−アダマンチレン基、2,6−アダマンチレン基等の多環式の飽和環状炭化水素基等が挙げられる。
また、これらの基の2種以上を組み合わせたものでもよい。さらに、後述する1価の飽和環状炭化水素における任意の1つの水素原子を結合手として2価基としたものであってもよい。
【0012】
フッ素原子を含むアルキル基としては、ジフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、1,1−ジフルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、1,1,2,2−テトラフルオロプロピル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロピル基、パーフルオロエチルメチル基、1−(トリフルオロメチル)−1,2,2,2−テトラフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基、1,1,2,2−テトラフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロブチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロブチル基、パーフルオロブチル基、1,1−ビス(トリフルオロ)メチル−2,2,2−トリフルオロエチル基、2−(パーフルオロプロピル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4−オクタフルオロペンチル基、パーフルオロペンチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロペンチル基、1,1−ビス(トリフルオロメチル)−2,2,3,3,3−ペンタフルオロプロピル基、パーフルオロペンチル基、2−(パーフルオロブチル)エチル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5−デカフルオロヘキシル基、1,1,2,2,3,3,4,4,5,5,6,6−ドデカフルオロヘキシル基、パーフルオロペンチルメチル基、パーフルオロヘキシル基が挙げられる。
【0013】
本明細書では、特に断りのない限り、炭素数を適宜選択しながら、各置換基の例示は、同様の置換基を有するいずれの化学構造式においても適用される。直鎖状、分岐状又は環状をとることができるものは、そのいずれをも含み、かつそれらが混在していてもよい。また、立体異性体が存在する場合は、全ての立体異性体を包含する。
さらに、(メタ)アクリル酸は、アクリル酸及び/又はメタクリル酸を表し、(メタ)アクリレートは、アクリレート及び/又はメタクリレートを表す。
【0014】
1及びQ2は、それぞれ独立に、好ましくはペルフルオロメチル基又はフッ素原子であり、より好ましくはフッ素原子である。
【0015】
における置換基としては、例えば、ハロゲン原子などが挙げられる。
ここで、ハロゲン原子としては、フッ素原子等が挙げられる。
【0016】
の−CH−が−O−又は−CO−で置き換わった基としては、例えば、式(L1)〜式(L6)等が挙げられる。なお、**は、−C(Q1)(Q2)−との結合位置を示す(以下同じ)。

【0017】
これらの式において、L2は、2価のC1-15飽和炭化水素基を表す。
及びLは、それぞれ独立に、C1-12アルキレン基を表す。
及びLは、それぞれ独立に、C1-14アルキレン基を表す。
及びLは、それぞれ独立に、C1-15アルキレン基を表す。
及びL10は、それぞれ独立に、C1-13アルキレン基を表す。
11及びL12は、それぞれ独立に、C1-10アルキレン基を表す。
13は、2価のC1-10飽和炭化水素基を表す。
【0018】
なかでも、好ましくは式(L1)〜式(L4)のいずれか、さらに好ましくは式(L1)又は式(L2)である。特に、式(L1)で表される2価の基が好ましく、Lが単結合、−CH−又は−C(R)(R)−C(R)(R)−(ここで、R、R、R及びRは、それぞれ独立に、C1-6アルキル基を表す)である式(L1)で表される2価の基がより好ましい。
【0019】
式(L1)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0020】
式(L2)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0021】
式(L3)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0022】
式(L4)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0023】
式(L5)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0024】
式(L6)で表される2価の基としては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0025】
としては、好ましくはフッ素原子を含むC1−4アルキル基であり、なかでもパーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基が好ましい。
【0026】
式(I)で表される塩は、以下で表されるアニオンを有することが適している。

[式中、Q及びQは、前記と同じ意味を表す。]
【0027】
式(I)で表される塩におけるZとしては、オニウムカチオン、例えば、スルホニウムカチオン、ヨードニウムカチオン、アンモニウムカチオン、ベンゾチアゾリウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。なかでも、スルホニウムカチオン及びヨードニウムカチオンが好ましく、アリールスルホニウムカチオンがより好ましい。
【0028】
式(I)中のZ+は、例えば、式(Z1)〜式(Z4)等が挙げられる。

【0029】
これらの式において、P〜Pは、それぞれ独立に、C1-30脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC6-18芳香族炭化水素基を表し、脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1-12アルコキシ基又はC6-18芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、前記飽和環状炭化水素基は、ハロゲン原子、C2-4アシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよく、前記芳香族炭化水素基は、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC1-12アルコキシ基で置換されていてもよい。
【0030】
及びPは、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1-12脂肪族炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表す。
及びPは、それぞれ独立に、C1-36脂肪族炭化水素基又はC3-36飽和環状炭化水素基を表す。
は、水素原子、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC6-18芳香族炭化水素基を表す。
〜Pの脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−12であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC3−36、より好ましくはC4−12である。
は、C1-12脂肪族炭化水素基、C3-18飽和環状炭化水素基、C6-18芳香族炭化水素基を表す。前記芳香族炭化水素基は、C1-12脂肪族炭化水素基、C1-12アルコキシ基、C3-18飽和環状炭化水素基又はアルキルカルボニルオキシ基で置換されていてもよい。
とP及びPとPは、それぞれ独立に、互いに結合して3員環〜12員環(好ましくは3員環〜7員環)を形成していてもよく、これらの環の−CH−は、−O−、−S−、−CO−で置き換わっていてもよい。
10〜P15は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、C1-12脂肪族炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表す。
Eは、−S−又は−O−を表す。
i及びj、p、r、x及びyは、それぞれ独立に、0〜5の整数を表す。
qは0又は1を表す。
v及びwは、それぞれ独立に、0〜4の整数を表す。
p、r、x、y、v及びwが2以上であるとき、それぞれ、複数のP10〜P15は互いに同一でも異なってもよい。
【0031】
脂肪族炭化水素としては、例えば、メチル基、エチル基、1−メチルエチル基(イソプロピル基)、1,1−ジメチルエチル基(tert−ブチル基)、2,2−ジメチルエチル基、プロピル基、1−メチルプロピル基、2,2−ジメチルプロピル基、1−エチルプロピル基、ブチル基、1−メチルブチル基、2−メチルブチル基、3−メチルブチル基、1−プロピルブチル基、ペンチル基、1−メチルペンチル基、ヘキシル基、1,4−ジメチルヘキシル基、ヘプチル基、1−メチルヘプチル基、オクチル基、メチルオクチル基、メチルノニル基、2−エチルヘキシル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基等のアルキル基等が挙げられる。
飽和環状炭化水素基としては、上述した2価の飽和環状炭化水素基における単環式又は多環式基に対応する1価の飽和環状炭化水素基が挙げられる。
好ましい飽和環状炭化水素基は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロデシル基、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基及びイソボルニル基である。
芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、ナフチル基、アントラニル基、p−メチルフェニル基、p−tert−ブチルフェニル基、p−アダマンチルフェニル基;トリル基、キシリル基、クメニル基、メシチル基、ビフェニル基、アントリル基、フェナントリル基、2,6−ジエチルフェニル基、2−メチル−6−エチルフェニル等のアリール基等が挙げられ、好ましくは、フェニル基、4−メチルフェニル基、4−エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、4−シクロへキシルフェニル基、4−メトキシフェニル基、ビフェニリル基、ナフチル基である。
【0032】
ハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等が挙げられる。
アシル基としては、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル等が挙げられる。
アルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブチトキシ基、tert−ブチトキシ基、n−ペントキシ基、n−ヘキトキシ基、ヘプトキシ基、オクトキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ノニルオキシ基、デシルオキシ基、ウンデシルオキシ基、ドデシルオキシ基などが挙げられる。
アルキルカルボニルオキシ基としては、メチルカルボニルオキシ基、エチルカルボニルオキシ基、1−メチルエチルカルボニルオキシ基、1,1−ジメチルエチルカルボニルオキシ基、2,2−ジメチルエチルカルボニルオキシ基、プロピルカルボニルオキシ基、1−メチルプロピルカルボニルオキシ基、2,2−ジメチルプロピルカルボニルオキシ基、1−エチルプロピルカルボニルオキシ基、ブチルカルボニルオキシ基、1−メチルブチルカルボニルオキシ基、2−メチルブチルカルボニルオキシ基等が挙げられる。
【0033】
とP及びPとPが互いに結合して形成する3員環〜12員環としては、飽和環状炭化水素基、芳香族炭化水素基及びこれらの組み合わせが挙げられる。
なかでも、P及びPが形成する環としては、例えば、チオラン−1−イウム環(テトラヒドロチオフェニウム環)、チアン−1−イウム環、1,4−オキサチアン−4−イウム環などが挙げられ、P及びPが形成する環としては、例えば、オキソシクロヘプタン環、オキソシクロヘキサン環、オキソノルボルナン環、オキソアダマンタン環などが挙げられる。
【0034】
式(Z1)〜式(Z4)で表されるカチオンの中でも、式(Z1)が好ましく、式(Z5)で表されるカチオンがより好ましく、トリフェニルスルホニウムカチオン(式(Z5)中、z1、z2及びz3が0)がさらに好ましい。
【0035】

式(Z5)において、P〜Pは、それぞれ独立に、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、C1-36脂肪族炭化水素基、C3-36飽和環状炭化水素基又はC1-12アルコキシ基を表す。
前記脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−12であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC4−36である。前記脂肪族炭化水素基は、ヒドロキシ基、C1-12アルコキシ基又はC6-18芳香族炭化水素基で置換されていてもよく、前記飽和環状炭化水素基は、ハロゲン原子、C2-4アシル基又はグリシジルオキシ基で置換されていてもよい。
z1、z2及びz3は、それぞれ独立に、0〜5の整数(好ましくは0又は1)を表す。z1、z2及びz3が2以上のとき、それぞれ、複数のP〜Pは、互いに同一でも異なってもよい。
なかでも、P〜Pは、それぞれ独立に、好ましくは、ハロゲン原子(より好ましくはフッ素原子)、ヒドロキシ基、C1-12アルキル基又はC1-12アルコキシ基を表す。
【0036】
式(Z1)又は(Z5)で表されるカチオンとしては、以下のものが挙げられる。

【0037】

【0038】
式(Z2)で表されるカチオンとしては、以下のものが挙げられる。

【0039】
式(Z3)で表されるカチオンとしては、以下のものが挙げられる。

【0040】

【0041】
式(Z4)で表されるカチオンとしては、以下のものが挙げられる。

【0042】

【0043】

【0044】
式(I)で表される塩は、上述のアニオン及び有機カチオンを任意に組み合わせることができる。なかでも、式(I−1)〜式(I−8)で表される塩が好ましく、式(I−1)、式(I−2)及び式(I−3)で表される塩がより好ましい。

【0045】
これらの式においては、P〜P、z1、z2、z3、Q及びQは上記と同じ意味を表す。
【0046】
さらに、以下の式(I−7)〜式(I−22)で表される塩がより好ましい。

【0047】

【0048】
式(I)で表される塩は、例えば、以下の反応式で表される製造方法によって製造することができる。なお、以下の反応式においては、特記しないかぎり、各置換基の定義は、上記したものと同じ意味を示す。

が−CO−O−C(R)(R)−C(R)(R)−である式(I−a)で表される塩は、例えば、式(1)で表される化合物を、塩基性条件下で加水分解して式(2)で表される化合物を得る。ここで、式(1)で表される化合物は、特開2007−45787号公報に記載の方法を用いて製造することができる。用いる溶媒としては、ジオキサンとイオン交換水の混合液等が挙げられる。塩基触媒としては、水酸化ナトリウム等が挙げられる。
次いで、式(3)で表される塩と式(2)で表される化合物とを脱水縮合することにより、式(I−a)で表される塩を得ることができる。ここで、式(3)で表される塩は、特開2008−127367号公報に記載された方法で得ることができる。用いる溶媒としては、モノクロロベンゼン等が挙げられる。脱水縮合触媒としては、硫酸等が挙げられる。
【0049】

が−CO−O−CH−CO−O−C(R)(R)−C(R)(R)−である式(I−b)で表される塩は、例えば、式(2)で表される化合物と式(4)で表される化合物とを、塩基性触媒下に反応させて式(5)で表される化合物を得る。ここで、X及びXは、それぞれ独立に、ハロゲン原子を表す。なかでも、塩素原子が好ましい。用いる溶媒としては、テトラヒドロフラン等が挙げられる。塩基触媒としては、ピリジン等が挙げられる。
次いで、式(3)で表される塩と式(5)で表される化合物とを触媒下反応させることにより、式(I−b)で表される塩が得られる。用いる溶媒としては、ジメチルホルムアミド等が挙げられる。触媒としては、炭酸カリウム、ヨウ化カリウム等が挙げられる。
なお、Lの種類にかかわらず、他の塩も、上記に準じて製造することができる。
【0050】
本発明の酸発生剤(以下、酸発生剤(B)という場合がある)は、式(I)で表される塩を含有する。式(I)で表される塩は、酸発生剤として使用する時、単独でも2以上を組み合わせて用いてもよい。また、本発明の酸発生剤は、さらに、式(I)で表される塩以外の公知の塩、式(I)で表される塩に含まれるカチオン及び公知のアニオンからなる塩並びに式(I)で表される塩に含まれるアニオン及び公知のカチオンからなる塩等を含んでいてもよい。
【0051】
酸発生剤(B)が式(I)で表される塩以外の公知の塩を含有する場合、式(I)で表される塩及び式(I)で表される塩以外の公知の塩の含有量の比は、質量部で、例えば1:99〜99:1であり、10:90〜90:10であることが好ましい。
【0052】
式(I)で表される塩以外の公知の塩としては、例えば以下の塩が挙げられる。

【0053】

【0054】

【0055】
本発明の酸発生剤は、例えば、レジスト組成物において用いられる場合、その使用量は、レジスト組成物の全固形分中0.1〜30重量%程度の範囲とすることが好ましい。
本明細書において「組成物中の固形分」とは、後述する溶剤を除いたレジスト組成物成分の合計を意味する。組成物中の固形分及びこれに対する後述する樹脂(A)の含有量等は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。
【0056】
本発明のレジスト組成物は、式(I)で表される塩を含有する酸発生剤(B)と樹脂(A)とを含有する。ここでの樹脂(A)は、酸に不安定な基を有し、アルカリ水溶液に不溶又は難溶な樹脂であり、酸と作用した該樹脂はアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂である。
このレジスト組成物では、露光により、式(I)で表される酸から酸が発生する。その酸は、樹脂中の酸に不安定な基に対して触媒的に作用して開裂させ、樹脂をアルカリ水溶液に可溶なものとする。このようなレジスト組成物は化学増幅型ポジ型レジスト組成物として好適である。ただし、本発明のレジスト組成物では、酸発生剤として、式(I)で表される塩以外の公知の塩を併用してもよい。
【0057】
<樹脂(以下「樹脂(A)」という場合がある。)>
樹脂(A)は、酸の作用によりアルカリ可溶となる樹脂である。「酸の作用によりアルカリ可溶となる」とは、酸との接触前はアルカリ水溶液に不溶又は難溶であるが、酸との接触後にアルカリ水溶液に可溶となることを意味する。このような樹脂は、酸に不安定な基を有するモノマー(以下「酸に不安定な基を有するモノマー)」という場合がある)を重合することによって製造できる。酸に不安定な基を有するモノマーは、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0058】
<酸に不安定な基を有するモノマー>
「酸に不安定な基」とは、酸と接触すると脱離基が開裂して、親水性基(例えば、ヒドロキシ基又はカルボキシ基)を形成する基を意味する。
酸に不安定な基としては、例えば、式(IIa)で表される基が挙げられる。以下、式(IIa)で表される基を「酸に不安定な基(IIa)」という場合がある。
【0059】

式(IIa)において、R11〜R13は、それぞれ独立に、脂肪族炭化水素基又は飽和環状炭化水素基を表すか、R11及びR12は互いに結合して環を形成していてもよい。*は結合手を表す。
【0060】
12及びR13が互いに結合して形成する環としては、脂環式炭化水素基、芳香族炭化水素基等が挙げられる。
脂環式炭化水素基としては、上述した単環式又は多環式の飽和環状炭化水素基が挙げられる。
式(IIa)では、R11〜R13において、脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよい。また、脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基の−CH−は−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
11〜R13は、好ましくはC1−20の基であり、より好ましくは、C1−12の基である。
【0061】
酸に不安定な基(IIa)としては、例えば、
1,1−ジアルキルアルコキシカルボニル基(基(IIa)中、R11〜R13がアルキル基であるもの、好ましくはtert−ブトキシカルボニル基)、
2−アルキル−2−アダマンチルオキシカルボニル基(式(IIa)中、R11、R12及び炭素原子がアダマンチル基を形成し、R13がアルキル基であるもの)及び
1−(1−アダマンチル)−1−アルキルアルコキシカルボニル基(式(IIa)中、R11及びR12がアルキル基であり、R13がアダマンチル基であるもの)等が挙げられる。
【0062】
酸に不安定な基を有するモノマーは、好ましくは、酸に不安定な基(IIa)と炭素−炭素二重結合とを有するモノマー、より好ましくは酸に不安定な基(IIa)を有する(メタ)アクリル系モノマーである。
【0063】
酸に不安定な基(IIa)を有する(メタ)アクリル系モノマーの中でも、C5-20飽和環状炭化水素基を有するものが好ましい。飽和環状炭化水素基のような嵩高い構造を有するモノマーを重合して得られる樹脂を使用すれば、レジストの解像度を向上させることができる。
飽和環状炭化水素基としては、上述した飽和炭化水素基と同様のものが挙げられる。
具体的には、単環式の飽和環状炭化水素基としては、シクロアルキル基が挙げられ、シクロアルキル基としては、シクロペンチル基、シクロへキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基などが挙げられる。
多環式の飽和環状炭化水素基としては、縮合芳香族炭化水素基を水素化して得られる基(例えば、ヒドロナフチル基)、橋かけ環状炭化水素基(例えば、アダマンチル基、ノルボルニル基)などが挙げられる。さらに下記のような、橋かけ環(例えばノルボルナン環)と単環(例えばシクロヘプタン環やシクロヘキサン環)又は多環(例えば、デカヒドロナフタレン環)とが縮合した基又は橋かけ環同士が縮合した基も、飽和環状炭化水素基に含まれる。
【0064】

【0065】
なかでも、式(IIa1)又は式(IIa2)で表される酸に不安定な基を有するモノマーがより好ましい。これらは単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0066】

【0067】
これらの式において、Mは、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k−CO−O−を表し、kは1〜7の整数、好ましくは1〜4の整数、より好ましくは1を表し、は−CO−との結合手を表す。
14は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
15は、それぞれ独立に、C1-8脂肪族炭化水素基又はC3-10飽和環状炭化水素基を表す。
sは0〜14の整数を表し、tは0〜10の整数を表す。
【0068】
は、好ましくは、−O−又は−O−(CH2f−CO−O−であり(前記fは、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
14は、好ましくはメチル基である。
15の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC以下である。飽和環状炭化水素基は、好ましくはC以下、より好ましくはC以下である。
sは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。tは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
【0069】
式(IIa1)で表されるモノマーとしては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0070】

【0071】

【0072】

【0073】

【0074】


【0075】

【0076】

【0077】

なかでも、2−メチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート、2−エチル−2−アダマンチル(メタ)アクリレート及び2−イソプロピル−2−アダマンチル(メタ)アクリレートが好ましく、メタクリレート形態のものがより好ましい。
【0078】
式(IIa2)で表されるモノマーとしては、例えば、以下のものが挙げられる。

中でも1−エチル−1−シクロヘキシル(メタ)アクリレートが好ましく、1−エチル−1−シクロヘキシルメタクリレートがより好ましい。
【0079】
式(IIa1)又は式(IIa2)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。
【0080】
酸に不安定な基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーとしては、例えば、式(IIa3)で表されるモノマーが挙げられる。式(IIa3)で表されるモノマーに由来する構造単位を有する樹脂は、嵩高い構造を有するので、レジストの解像度を向上させることができる。さらに式(IIa3)で表されるモノマーは、樹脂の主鎖に剛直なノルボルナン環を導入してレジストのドライエッチング耐性を向上させることができる。
【0081】

【0082】
式(IIa3)において、R16は、水素原子、置換基(例えば、ヒドロキシ基)を有していてもよいC1-3脂肪族炭化水素基、カルボキシ基、シアノ基又は−COORを表し、Rは、C1-8脂肪族炭化水素基又はC3-8飽和環状炭化水素基を表し、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基で置換されていてもよく、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の−CH−は−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
17〜R19は、それぞれ独立に、C1-12脂肪族炭化水素基又はC3-12飽和環状炭化水素基を表すか、R18及びR19は互いに結合して環を形成していてもよい。前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の水素原子はヒドロキシ基等で置換されていてもよく、前記脂肪族炭化水素基及び前記飽和環状炭化水素基の−CH−は−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
【0083】
16の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
20としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基又は2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。
【0084】
17〜R19としては、例えば、メチル基、エチル基、シクロへキシル基、メチルシクロへキシル基、ヒドロキシシクロへキシル基、オキソシクロへキシル基、アダマンチル基などが挙げられる。
18、R19及びこれらが結合する炭素が形成する飽和環状炭化水素基としては、シクロへキシル基、アダマンチル基などが挙げられる。
【0085】
式(IIa3)で表されるモノマーとしては、例えば、5−ノルボルネン−2−カルボン酸−tert−ブチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−シクロヘキシル−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチルシクロヘキシル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−メチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−エチル−2−アダマンチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−メチルシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(4−ヒドロキシシクロヘキシル)−1−メチルエチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−メチル−1−(4−オキソシクロヘキシル)エチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸1−(1−アダマンチル)−1−メチルエチルなどが挙げられる。
【0086】
式(IIa3)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。
【0087】
酸に不安定な基と炭素−炭素二重結合とを有するモノマーとしては、式(IIa4)で表されるモノマーが挙げられる。

式(IIa4)において、R20は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよいC1-6アルキル基を表す。
21は、それぞれ独立に、ハロゲン原子、水酸基、C1-6アルキル基、C1-6アルコキシ基、C2-4アシル基、C2-4アシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
hは0〜4の整数を表す。hが2以上の整数である場合、複数のR21は同一の種類の基であっても異なる種類の基であってもよい。
22及びR23はそれぞれ独立に、水素原子又はC1-12炭化水素基を表す。
は、単結合又は置換基を有していてもよいC1-17飽和炭化水素基を表し、該飽和炭化水素基に含まれる−CH−は−CO−、−O−、−S−、−SO−又は−N(R)−で置き換わっていてもよい。Rは、水素原子又はC1-6脂肪族炭化水素基を表す。
は、C1-12脂肪族炭化水素基、C3-18飽和環状炭化水素基又はC6-18芳香族炭化水素基であり、該脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基及び芳香族炭化水素基は、置換基を有していてもよい。
【0088】
ハロゲン原子を有してもよいアルキル基としては、例えば、ペルフルオロメチル基、ペルフルオロエチル基、ペルフルオロプロピル基、ペルフルオロイソプロピル基、ペルフルオロブチル基、ペルフルオロsec−ブチル基、ペルフルオロtert−ブチル基、ペルフルオロペンチル基、ペルフルオロヘキシル基、ペルクロロメチル基、ペルブロモメチル基、ペルヨードメチル基などが挙げられる。
20及びR21におけるアルキル基は、C1-4アルキル基が好ましく、C1-2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
21におけるアルコキシ基は、C1-4アルコキシ基が好ましく、C1-2アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
アシルオキシ基としては、例えば、アセチルオキシ、プロピオニルオキシ、ブチリルオキシ等が挙げられる。
炭化水素基としては、脂肪族炭化水素、飽和環状炭化水素、芳香族炭化水素で例示したものと同様のもの並びにこれらの組み合わせ(例えば、2−アルキル−2−アダマンチル基、1−(1−アダマンチル)−1−アルキル基等)等が挙げられる。
【0089】
式(IIa4)で表されるモノマーとしては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。

【0090】

【0091】


【0092】

【0093】

【0094】

【0095】
式(IIa4)で表されモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常10〜95モル%であり、好ましくは15〜90モル%であり、より好ましくは20〜85モル%である。
【0096】
樹脂(A)は、好ましくは、酸に不安定な基を有するモノマーと、酸に不安定な基を有さないモノマー(以下「酸安定モノマー」という場合がある)との共重合体である。酸安定モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
樹脂(A)が酸に不安定な基を有するモノマーと酸安定モノマーとの共重合体である場合、酸に不安定な基を有するモノマーに由来する構造単位は、全構造単位100モル%に対して、好ましくは10〜80モル%、より好ましくは20〜60モル%である。
また、アダマンチル基を有するモノマー(特に、酸に不安定な基を有するモノマー(IIa1))に由来する構造単位を、酸に不安定な基を有するモノマー100モル%に対して15モル%以上とすることが好ましい。アダマンチル基を有するモノマーの比率が増えると、レジストのドライエッチング耐性が向上する。
【0097】
酸安定モノマーとしては、ヒドロキシ基又はラクトン環を有するものが好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー(以下「ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー」という)又はラクトン環を含有する酸安定モノマー(以下「ラクトン環を有する酸安定モノマー」という)に由来する構造単位を有する樹脂を使用すれば、レジストの解像度及び基板への密着性を向上させることができる。
【0098】
<ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー>
レジスト組成物をKrFエキシマレーザ露光(248nm)、電子線あるいはEUV光などの高エネルギー線露光に用いる場合、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマーとして、ヒドロキシスチレン類であるフェノール性水酸基を有する酸安定モノマーを使用することが好ましい。短波長のArFエキシマレーザ露光(193nm)などを用いる場合は、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマーとして、式(IIc)で表されるモノマーを使用することが好ましい。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマーは、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0099】
フェノール性水酸基を有するモノマーとして、式(IIb)で表されるp−又はm−ヒドロキシスチレンなどのスチレン系モノマーが挙げられる。
【0100】

[式(IIb)中、
24は、水素原子、ハロゲン原子又はハロゲン原子を有してもよいC1-6アルキル基を表す。
25は、ハロゲン原子、水酸基、C1-6アルキル基、C1-6アルコキシ基、C2-4アシル基、C2-4アシルオキシ基、アクリロイル基又はメタクリロイル基を表す。
b0〜4の整数を表す。bが2以上の整数である場合、複数のR25は同一の種類の基であっても異なる種類の基であってもよい。]
【0101】
アルキル基は、C1-4アルキル基が好ましく、C1-2アルキル基がより好ましく、メチル基が特に好ましい。
アルコキシ基は、C1-4アルコキシ基が好ましく、C1-2アルコキシ基がより好ましく、メトキシ基が特に好ましい。
【0102】
このようなフェノール性水酸基を有するモノマーに由来する構造単位を有する共重合樹脂を得る場合は、該当する(メタ)アクリル酸エステルモノマーとアセトキシスチレン及びスチレンとをラジカル重合した後、酸によって脱アセチルすることによって得ることができる。
フェノール性水酸基を有するモノマーとしては、例えば、以下のモノマーが挙げられる。
【0103】


【0104】

【0105】

【0106】
以上のモノマーのうち、4−ヒドロキシスチレン又は4−ヒドロキシ−α−メチルスチレンが特に好ましい。
【0107】
式(IIb)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常5〜90モル%であり、好ましくは10〜85モル%であり、より好ましくは15〜80モル%である。
【0108】
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとして、式(IIc)で表されるモノマーが挙げられる。
【0109】

【0110】
式(IIc)において、Mは、−O−又は−O−(CH2k−CO−O−を表し、kは1〜7の整数を表し、は−CO−との結合手を表す。R26は、水素原子又はメチル基を表す。R27及びR28は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基又はヒドロキシ基を表す。cは、0〜10の整数を表す。
【0111】
は、好ましくは、−O−、−O−(CH2f−CO−O−であり(前記fは、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
26は、好ましくはメチル基である。
27は、好ましくは水素原子である。
28は、好ましくは水素原子又はヒドロキシ基である。
cは、好ましくは0〜3の整数、より好ましくは0又は1である。
【0112】
ヒドロキシアダマンチル基を有する酸安定モノマーとしては、例えば、以下のものが挙げられる。

【0113】

【0114】

【0115】

【0116】
これらの中でも、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート、3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート及び(メタ)アクリル酸1−(3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルオキシカルボニル)メチルが好ましく、3−ヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレート及び3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチル(メタ)アクリレートがより好ましく、3−ヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレート及び3,5−ジヒドロキシ−1−アダマンチルメタクリレートがさらに好ましい。
【0117】
式(IIc)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常3〜45モル%であり、好ましくは5〜40モル%であり、より好ましくは5〜35モル%である。
【0118】
<ラクトン環を有する酸安定モノマー>
酸安定モノマーが有するラクトン環は、例えば、β−プロピオラクトン環、γ−ブチロラクトン環、δ−バレロラクトン環のような単環でもよく、単環式のラクトン環と他の環との縮合環でもよい。これらラクトン環の中で、γ−ブチロラクトン環及びγ−ブチロラクトン環と他の環との縮合環が好ましい。
【0119】
ラクトン環を有する酸安定モノマーは、例えば、式(IId)、式(IIe)又は式(IIg)で表される。これらの1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0120】

【0121】
式(IId)、式(IIe)及び(IIg)において、Mは、それぞれ独立に、−O−又は−O−(CH2k−CO−O−を表し、kは1〜7の整数を表し、は−CO−との結合手を表す。
29は、それぞれ独立に、水素原子又はメチル基を表す。
30は、C1-4脂肪族炭化水素基を表し、dは0〜5の整数を表す。
31及びR32は、それぞれ独立に、カルボキシ基、シアノ基又はC1-4脂肪族炭化水素基を表し、e及びgは、それぞれ独立に0〜3の整数を表す。
d、e及びgが2以上のとき、それぞれ、複数のR30、R31又はR32は、互いに同一でも異なってもよい。
【0122】
は、それぞれ独立に、−O−、−O−(CH2−CO−O−であることが好ましく(前記fは、1〜4の整数である)、より好ましくは−O−である。
29及びR30は、好ましくはメチル基である。
31及びR32は、それぞれ独立に、好ましくはカルボキシ基、シアノ基又はメチル基である。
d、e及びgは、それぞれ独立に、好ましくは0〜2、より好ましくは0又は1である。
【0123】
式(IId)で表されるモノマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。

【0124】

【0125】

【0126】

【0127】
式(IIe)で表されるモノマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。

【0128】

【0129】

【0130】

【0131】

【0132】

【0133】

【0134】

【0135】
式(IIg)で表されるモノマーとしては、例えば以下のものが挙げられる。


【0136】


【0137】


【0138】


【0139】

【0140】
ラクトン環を有する酸安定モノマーの中でも、(メタ)アクリル酸(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロ−2−オキソ−3−フリル、(メタ)アクリル酸2−(5−オキソ−4−オキサトリシクロ[4.2.1.03,7]ノナン−2−イルオキシ)−2−オキソエチルが好ましく、メタクリレート形態のものがより好ましい。
【0141】
式(IId)、式(IIe)又は式(IIg)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常5〜65モル%であり、好ましくは10〜60モル%であり、より好ましくは15〜55モル%である。
【0142】
<その他の酸安定モノマー>
その他の酸安定モノマーとしては、例えば、式(IIh)で表される無水マレイン酸、式(IIi)で表される無水イタコン酸、又は式(IIj)で表されるノルボルネン環を有する酸安定モノマーなどが挙げられる。
【0143】


【0144】
式(IIj)においてR33及びR34は、それぞれ独立に、水素原子、置換基(例えば、ヒドロキシ基)を有していてもよいC1-3脂肪族炭化水素基、シアノ基、カルボキシ基又は−COOR35を表すか、R33及びR34は互いに結合して−CO−O−CO−を形成し、R35は、C1-36脂肪族炭化水素基又はC3-36飽和環状炭化水素基を表し、脂肪族炭化水素基及び飽和環状炭化水素基の−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。但し−COOR35が酸不安定基となるものは除く(即ちR35は、3級炭素原子が−O−と結合するものを含まない)。
【0145】
33及びR34の置換基を有していてもよい脂肪族炭化水素基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ヒドロキシメチル基、2−ヒドロキシエチル基などが挙げられる。
35の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−8、より好ましくはC1−6であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC4−36、より好ましくはC4−12である。
35としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、2−オキソ−オキソラン−3−イル基、2−オキソ−オキソラン−4−イル基などが挙げられる。
【0146】
式(IIj)で表されるモノマーとしては、例えば、2−ノルボルネン、2−ヒドロキシ−5−ノルボルネン、5−ノルボルネン−2−カルボン酸、5−ノルボルネン−2−カルボン酸メチル、5−ノルボルネン−2−カルボン酸2−ヒドロキシ−1−エチル、5−ノルボルネン−2−メタノール、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物などが挙げられる。
【0147】
式(IIh)、式(IIi)又は式(IIj)で表されるモノマーに由来する構造単位の含有率は、樹脂の全単位において、通常2〜40モル%であり、好ましくは3〜30モル%であり、より好ましくは5〜20モル%である。
【0148】
好ましい樹脂(A)は、少なくとも、酸に不安定な基を有するモノマー、ヒドロキシ基を有する酸安定モノマー及び/又はラクトン環を有する酸安定モノマーを重合させた共重合体である。この好ましい共重合体において、酸に不安定な基を有するモノマーは、より好ましくは式(IIa1)で表されるモノマー及び式(IIa2)で表されるモノマーの少なくとも1種(さらに好ましくは、式(IIa1)で表されるモノマー)である。ヒドロキシ基を有する酸安定モノマーは、好ましくは式(IIc)で表されるモノマーである。ラクトン環を有する酸安定モノマーは、より好ましくは式(IId)で表されるモノマー及び式(IIe)で表されるモノマーの少なくとも1種である。
【0149】
樹脂(A)は、公知の重合法(例えばラジカル重合法)によって製造できる。
樹脂(A)の重量平均分子量は、好ましくは、2,500以上(より好ましくは3,000以上)、50,000以下(より好ましくは30,000以下)である。ここでいう重量平均分子量は、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー分析により、標準ポリスチレン基準の換算値として求められるものであり、該分析の詳細な分析条件は、本願の実施例で詳述する。
樹脂(A)の含有率は、組成物の固形分中80質量%以上であることが好ましい。
【0150】
<塩基性化合物(以下「塩基性化合物(C)」という場合がある)>
本発明のレジスト組成物は、さらに、塩基性化合物(C)を含有していてもよい。塩基性化合物(C)の含有率は、レジスト組成物の固形分量を基準に、0.01〜1質量%程度であることが好ましい。
【0151】
塩基性化合物(C)は、好ましくは塩基性の含窒素有機化合物(例えば、アミン及びアンモニウム塩)である。アミンは、脂肪族アミンでも、芳香族アミンでもよい。脂肪族アミンは、1級アミン、2級アミン及び3級アミンのいずれも使用できる。芳香族アミンは、アニリンのような芳香族環にアミノ基が結合したもの、ピリジンのような複素芳香族アミンのいずれでもよい。好ましい塩基性化合物(C)として、式(C2)で表される芳香族アミン、特に式(C2−1)で表されるアニリンが挙げられる。
【0152】

式(C2)及び式(C2−1)中、
Arは、芳香族炭化水素基を表す。
及びTは、それぞれ独立に、水素原子、脂肪族炭化水素基(好ましくは、アルキル基)、飽和環状炭化水素基(好ましくは、シクロアルキル基)、芳香族炭化水素基を表す。
は、脂肪族炭化水素基(好ましくは、アルキル基)、アルコキシ基、飽和環状炭化水素基(好ましくは、シクロアルキル基)、芳香族炭化水素基を表す。
前記脂肪族炭化水素基、前記飽和環状炭化水素基、前記芳香族炭化水素基又はアルコキシ基の水素原子は、ヒドロキシ基、アミノ基又はC1-6アルコキシ基で置換されていてもよく、前記アミノ基は、C1-4アルキル基で置換されていてもよい。
前記脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−6程度であり、前記飽和環状炭化水素基は、好ましくはC5−10程度であり、前記芳香族炭化水素基は、好ましくはC6−10程度である。アルコキシ基は、好ましくはC1−6程度である。
oは0〜3の整数を表す。oが2以上のとき、複数のTは、互いに同一でも異なってもよい。
【0153】
芳香族アミン(C2)としては、例えば、1−ナフチルアミン及び2−ナフチルアミンなどが挙げられる。
アニリン(C2−1)としては、例えば、アニリン、ジイソプロピルアニリン、2−,3−又は4−メチルアニリン、4−ニトロアニリン、N−メチルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、ジフェニルアミンなどが挙げられる。これらの中でもジイソプロピルアニリン(特に、2,6−ジイソプロピルアニリン)が好ましい。
【0154】
また塩基性化合物(C)としては、式(C3)〜式(C11)で表される化合物が挙げられる。

【0155】
式(C3)〜式(C11)中、
、T、T及びoは、上記と同じ意味である。
は、脂肪族炭化水素基、飽和環状炭化水素基又はアルカノイル基を表す。
脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−6程度であり、飽和環状炭化水素基は、好ましくはC3−6程度であり、アルカノイル基は、好ましくはC2−6程度である。
uは0〜8の整数を示す。o又はuが2以上の整数であるとき、複数のT又はTは、それぞれ互いに同一でも異なってもよい。
Aは、それぞれ独立に、2価の脂肪族炭化水素基(好ましくはアルキレン基)、−CO−、−C(=NH)−、−C(=NR34)−、−S−、−S−S−、又はこれらの組合せを表す。
2価の脂肪族炭化水素基は、好ましくはC1−6程度である。
34は、C1-4アルキル基を表す。
ここで、アルカノイル基としては、例えば、アセチル基、エチルカルボニル基、ヘプチルカルボニル基等が挙げられる。
【0156】
化合物(C3)としては、例えば、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ジブチルアミン、ジペンチルアミン、ジヘキシルアミン、ジヘプチルアミン、ジオクチルアミン、ジノニルアミン、ジデシルアミン、トリエチルアミン、トリメチルアミン、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリペンチルアミン、トリヘキシルアミン、トリヘプチルアミン、トリオクチルアミン、トリノニルアミン、トリデシルアミン、メチルジブチルアミン、メチルジペンチルアミン、メチルジヘキシルアミン、メチルジシクロヘキシルアミン、メチルジヘプチルアミン、メチルジオクチルアミン、メチルジノニルアミン、メチルジデシルアミン、エチルジブチルアミン、エチルジペンチルアミン、エチルジヘキシルアミン、エチルジヘプチルアミン、エチルジオクチルアミン、エチルジノニルアミン、エチルジデシルアミン、ジシクロヘキシルメチルアミン、トリス〔2−(2−メトキシエトキシ)エチル〕アミン、トリイソプロパノールアミンエチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、4,4’−ジアミノ−1,2−ジフェニルエタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、4,4’−ジアミノ−3,3’−ジエチルジフェニルメタンなどが挙げられる。
【0157】
化合物(C4)としては、例えば、ピペラジンなどが挙げられる。
化合物(C5)としては、例えば、モルホリンなどが挙げられる。
化合物(C6)としては、例えば、ピペリジン及び特開平11−52575号公報に記載されているピペリジン骨格を有するヒンダードアミン化合物などが挙げられる。
化合物(C7)としては、例えば、2,2’−メチレンビスアニリンなどが挙げられる。
【0158】
化合物(C8)としては、例えば、イミダゾール、4−メチルイミダゾールなどが挙げられる。
化合物(C9)としては、例えば、ピリジン、4−メチルピリジンなどが挙げられる。
化合物(C10)としては、例えば、1,2−ジ(2−ピリジル)エタン、1,2−ジ(4−ピリジル)エタン、1,2−ジ(2−ピリジル)エテン、1,2−ジ(4−ピリジル)エテン、1,3−ジ(4−ピリジル)プロパン、1,2−ジ(4−ピリジルオキシ)エタン、ジ(2−ピリジル)ケトン、4,4’−ジピリジルスルフィド、4,4’−ジピリジルジスルフィド、2,2’−ジピリジルアミン、2,2’−ジピコリルアミンなどが挙げられる。
化合物(C11)としては、例えば、ビピリジンなどが挙げられる。
【0159】
アンモニウム塩としては、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトライソプロピルアンモニウムヒドロキシド、テトラブチルアンモニウムヒドロキシド、テトラヘキシルアンモニウムヒドロキシド、テトラオクチルアンモニウムヒドロキシド、フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、3−(トリフルオロメチル)フェニルトリメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラ−n−ブチルアンモニウムサリチラート及びコリン等が挙げられる。
【0160】
<溶剤(以下「溶剤(E)」という場合がある)>
本発明のレジスト組成物は、溶剤(E)を、組成物中90質量%以上の量で含有していてもよい。溶剤(E)を含有する本発明のレジスト組成物は、薄膜レジストを製造するために適している。溶剤(E)の含有率は、組成物中90質量%以上(好ましくは92質量%以上、より好ましくは94質量%以上)、99.9質量%以下(好ましくは99質量%以下)である。溶剤(E)の含有率は、例えば、液体クロマトグラフィー又はガスクロマトグラフィーなどの公知の分析手段で測定できる。
【0161】
溶剤(E)としては、例えば、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート及びプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテートのようなグリコールエーテルエステル類;プロピレングリコールモノメチルエーテルのようなグリコールエーテル類;乳酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル及びピルビン酸エチルのようなエステル類;アセトン、メチルイソブチルケトン、2−ヘプタノン及びシクロヘキサノンのようなケトン類;γ−ブチロラクトンのような環状エステル類;などを挙げることができる。溶剤(E)は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
【0162】
<その他の成分(以下「その他の成分(F)」という場合がある)>
本発明のレジスト組成物は、必要に応じて、その他の成分(F)を含有していてもよい。成分(F)に特に限定はなく、レジスト分野で公知の添加剤、例えば増感剤、溶解抑止剤、界面活性剤、安定剤、染料などを利用できる。
【0163】
<レジスト組成物及びその調製方法>
レジスト組成物は、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び溶剤(E)を混合することにより又は樹脂(A)、酸発生剤(B)、塩基性化合物(C)及び溶剤(E)を混合することにより調製することができる。かかる混合において、その混合順は任意であり、特に限定されるものではない。混合する際の温度は、10〜40℃の範囲から、樹脂などの種類や樹脂等の溶剤(E)に対する溶解度等に応じて適切な温度範囲を選ぶことができる。混合時間は、混合温度に応じて、0.5〜24時間の中から適切な時間を選ぶことができる。なお、混合手段も特に制限はなく、攪拌混合などを用いることができる。
【0164】
このように、樹脂(A)、酸発生剤(B)及び溶剤(E)、並びに必要に応じて用いられる塩基性化合物(C)又は成分(F)の各々を好ましい含有量で混合した後は、孔径0.2μm程度のフィルターを用いてろ過等することにより、本レジスト組成物は調製できる。
【0165】
<レジストパターンの製造方法>
本発明のレジストパターンの製造方法は、
(1)上述した本発明のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程、
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含む。
【0166】
レジスト組成物の基体上への塗布は、スピンコーターなど、通常、用いられる装置によって行うことができる。
【0167】
組成物を乾燥して溶剤を除去する。溶剤の除去は、例えば、ホットプレート等の加熱装置を用いて溶剤を蒸発させることにより行われるか、あるいは減圧装置を用いて行われ、溶剤が除去された組成物層が形成される。この場合の温度は、例えば、50〜200℃程度が例示される。圧力は、1〜1.0×10Pa程度が例示される。
【0168】
得られた組成物層は、露光機を用いて露光する。この際、液浸露光機を用いてもよい。通常、求められるパターンに相当するマスクを介して露光が行われる。露光光源としては、KrFエキシマレーザ(波長248nm)、ArFエキシマレーザ(波長193nm)、F2レーザ(波長157nm)のような紫外域のレーザ光を放射するもの、固体レーザ光源(YAG又は半導体レーザ等)からのレーザ光を波長変換して遠紫外域又は真空紫外域の高調波レーザ光を放射するもの等、種々のものを用いることができる。
【0169】
露光後の組成物層は、脱保護基反応を促進するための加熱処理が行われる。加熱温度としては、通常50〜200℃程度、好ましくは70〜150℃程度である。
加熱後の組成物層を、任意に現像装置を用いて、通常アルカリ現像液を利用して現像する。ここで用いられるアルカリ現像液は、この分野で用いられる各種のアルカリ性水溶液であればよい。例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、(2−ヒドロキシエチル)トリメチルアンモニウムヒドロキシド(通称コリン)の水溶液等が挙げられる。
現像後、超純水でリンスし、基板及びパターン上に残った水を除去することが好ましい。
【0170】
<用途>
本発明のレジスト組成物は、特に、化学増幅型フォトレジスト組成物に有用であり、半導体の微細加工、液晶、サーマルヘッド等の回路基板の製造、さらにその他のフォトファブリケーション工程等、広範な用途に好適に利用することができる。特に、得られるパターンの解像性、形状をより改善することができることから、ArFやKrFなどのエキシマレーザーリソグラフィならびにArF液浸露光リソグラフィ、EB露光リソグラフィ、EUV露光リソグラフィに好適な化学増幅型フォトレジスト組成として用いることができる。また、液浸露光のほか、ドライ露光などにも用いることができる。さらに、ダブルイメージング用にも用いることができ、工業的に有用である。
【実施例】
【0171】
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。
実施例及び比較例中、含有量及び使用量を表す%及び部は、特記ないかぎり質量基準である。
【0172】
重量平均分子量は、ポリスチレンを標準品として、ゲルパーミュエーションクロマトグラフィー(東ソー株式会社製HLC−8120GPC型、カラムは”TSKgel Multipore HXL−M”3本、溶媒はテトラヒドロフラン)により求めた値である。
カラム:TSKgel Multipore HXL-M x 3 + guardcolumn(東ソー社製)
溶離液:テトラヒドロフラン
流量:1.0mL/min
検出器:RI検出器
カラム温度:40℃
注入量:100μl
分子量標準:標準ポリスチレン(東ソー社製)
【0173】
樹脂中の構造単位の含有量は、重合終了後の反応液における未反応モノマー量を、液体クロマトグラフィーを用いて測定し、得られた結果から重合に用いられたモノマー量を求めることにより算出した。
【0174】
実施例1:塩B1の合成

化合物(B1−a)(セントラル製)10.00部及びジオキサン30.00部を仕込み、23℃で攪拌下、水酸化ナトリウム0.88部をイオン交換水20.00部に溶解した水溶液を30分かけて滴下し、90℃で24時間攪拌した。反応マスを冷却し、イオン交換水150.00部、酢酸エチル200.0部及び塩化ナトリウム62.0部を添加し、攪拌し、分液を行った。得られた有機層に3N塩酸140.0部を添加し、攪拌し、分液を行った。得られた有機層にイオン交換水140.00部を添加し、攪拌し、分液を行った。この水洗を3回行った。有機層を濃縮し、カラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:酢酸エチル)分取することにより、化合物(B1−b)0.98部を得た。
【0175】

【0176】
化合物(B1−c)(特開2008−127367号公報の実施例1参照)1.00部、モノクロロベンゼン10.00部及び化合物(B1−b)0.60部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、硫酸0.04部及びモレキュラーシーブ(4A 和光純薬)4.00部を仕込み、130℃で3時間還流脱水した。得られた反応物を濃縮し、クロロホルム25.00部及びイオン交換水12.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭0.40部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、アセトニトリル4.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮してオイル状物として、酸発生剤(B1)0.22部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 378.0
【0177】
実施例2:塩B2の合成

【0178】
化合物(B2−c)1.10部、モノクロロベンゼン10.00部及び化合物(B1−b)0.60部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、硫酸0.04部及びモレキュラーシーブ(4A 和光純薬)4.00部を仕込み、130℃で3時間還流脱水した。得られた反応物を濃縮し、クロロホルム25.00部及びイオン交換水12.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭0.50部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、アセトニトリル4.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮して、酸発生剤(B2)0.32部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M 305.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 378.0
【0179】
実施例3:塩B3の合成


【0180】
化合物(B3−c)0.95部、モノクロロベンゼン10.00部及び化合物(B1−b)0.60部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、硫酸0.04部及びモレキュラーシーブ(4A 和光純薬)4.00部を仕込み、130℃で3時間還流脱水した。得られた反応物を濃縮し、クロロホルム25.00部及びイオン交換水12.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭0.50部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、アセトニトリル4.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、酸発生剤(B3)0.25部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M 281.0
MS(ESI(−)Spectrum):M 378.0
【0181】
実施例4:塩B4の合成

【0182】
化合物(B4−c)0.80部、モノクロロベンゼン10.00部及び化合物(B1−b)0.60部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、硫酸0.04部及びモレキュラーシーブ(4A 和光純薬)4.00部を仕込み、130℃で3時間還流脱水した。得られた反応物を濃縮し、クロロホルム25.00部及びイオン交換水12.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭0.50部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過した。ろ液を濃縮し、得られた濃縮物に、アセトニトリル4.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、酸発生剤(B4)0.23部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M 207.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 378.0
【0183】
実施例5:酸発生剤B5の合成
【0184】

【0185】
式(B1−b)で表される化合物3.33部及びテトラヒドロフラン20部を仕込み、室温で攪拌し、式(B1−b)で表される化合物の溶解確認後、ピリジン1.43部を仕込み、40℃に昇温した。さらに、クロロアセチルクロリド2.55部及びテトラヒドロフラン5部の混合溶液を1時間かけて滴下した。滴下後、40℃で3時間攪拌し、5℃に温度を下げた。5℃に冷却したイオン交換水10部及び酢酸エチル40部を添加、攪拌し、分液した。回収された有機層に、5℃の10%炭酸カリウム水溶液10部を添加して洗浄し、分液して有機層を回収した。その後、回収された有機層にさらに、イオン交換水10部を添加して水洗し、分液を行って有機層を回収した。この水洗操作を5回繰り返して行った。回収された有機層を濃縮した後、以下の条件でカラム分取することにより、式(B5−a)で表される化合物1.35部を得た。
展開媒体;シリカゲル60−200メッシュ;メルク社製
展開溶媒:酢酸エチル
【0186】

式(B1−c)で表される化合物2.30部及びジメチルホルムアミド11.50部を仕込み、23℃で30分間攪拌した。得られた混合物に、炭酸カリウム0.72部及びヨウ化カリウム0.22部を仕込み、40℃で1時間撹拌した後、式(B5−a)で表される化合物1.30部をジメチルホルムアミド2.60部に溶解した溶液を1時間かけて滴下した。40℃で6時間撹拌した後、23℃に冷却した。得られた反応物に、クロロホルム74.56部、5%シュウ酸水溶液13.21部及びイオン交換水5.43部を仕込み、攪拌、分液を行った。回収された有機層に、イオン交換水29.83部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を7回行った。得られた有機層に活性炭1.00部を仕込み、23℃で30分間攪拌した後、ろ過して濃縮した。得られた濃縮物に、アセトニトリル10部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した後、得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、式(B5)で表される塩0.58部を得た。
【0187】
MS(ESI(+)Spectrum):M 263.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 436.0
【0188】
実施例6:酸発生剤B6の合成

化合物(B6−a)(セントラル製)9.03部及びジオキサン30.00部を仕込み、23℃で攪拌下、水酸化ナトリウム0.88部をイオン交換水20.00部に溶解した水溶液を30分かけて滴下し、90℃で24時間攪拌した。反応マスを冷却し、イオン交換水150部、酢酸エチル200部及び塩化ナトリウム62部を添加し、攪拌し、分液を行った。得られた有機層に3N塩酸140部を添加し、攪拌し、分液を行った。得られた有機層にイオン交換水140部を添加し、攪拌し、分液を行った。この水洗を3回行った。有機層を濃縮し、カラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:酢酸エチル)分取することにより、化合物(B6−b)1.02部を得た。
【0189】

【0190】
化合物(B1−c)1.00部、モノクロロベンゼン10.00部及び化合物(B6−b)0.52部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、硫酸0.04部及びモレキュラーシーブ(4A 和光純薬)4.00部を仕込み、130℃で3時間還流脱水した。得られた反応物を濃縮し、クロロホルム25.00部及びイオン交換水12.50部を仕込み、攪拌、分液を行った。水洗を6回行った。得られた有機層に活性炭0.40部を仕込み、23℃で30分間攪拌し、ろ過して濃縮した。得られた濃縮物に、アセトニトリル4.00部を添加して溶解し、濃縮し、酢酸エチル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣にtert−ブチルメチルエーテル10部を加えて攪拌し、上澄液を除去した。得られた残渣をクロロホルムに溶解し、濃縮した。得られた濃縮物をカラム(メルク シリカゲル60−200メッシュ 展開溶媒:クロロホルム/メタノール=5/1)分取することにより、酸発生剤(B6)0.24部を得た。
MS(ESI(+)Spectrum):M 350.1
MS(ESI(−)Spectrum):M 378.0
【0191】
合成例1:樹脂A1の合成
モノマーE、モノマーF、モノマーB、モノマーC及びモノマーDを、モル比30:14:6:20:30の割合で仕込んだ。次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1.00mol%と3.00mol%との割合で添加し、これを73℃で約5時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(4:1)に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約8100である共重合体を収率65%で得た。得られた共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂A1とした。各構造単位のモル比は、E:F:B:C:D=21.4:13.3:6.7:23.4:35.2。
【0192】


【0193】
合成例2:樹脂A2の合成
モノマーA、モノマーB及びモノマーCを、モル比50:25:25の割合で仕込み、次いで、全モノマーの合計質量に対して、1.5質量倍のジオキサンを加えた。得られた混合物に、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリルとアゾビス(2,4−ジメチルバレロニトリル)とを全モノマーの合計モル数に対して、それぞれ、1mol%と3mol%との割合で添加し、これを80℃で約8時間加熱した。その後、反応液を、大量のメタノールと水との混合溶媒(3:1)に注いで沈殿させる操作を3回行うことにより精製し、重量平均分子量が約9200である共重合体を収率60%で得た。この共重合体は、次式の各モノマーから導かれる構造単位を有するものであり、これを樹脂A2とした。各構造単位のモル比は、A:B:C=42.6:28.7:28.7。
【0194】

【0195】
(レジスト組成物の調製)
上記成分及び以下に示す各成分を表1の組成で混合して溶解し、さらに孔径0.2μmのフッ素樹脂製フィルタで濾過して、レジスト組成物を調製した。
【0196】
【表1】

【0197】
<酸発生剤>
酸発生剤B7

【0198】
<塩基性化合物:クエンチャー>
クエンチャーC1:2,6−ジイソプロピルアニリン
<溶剤>
プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート 265部
2−ヘプタノン 20.0部
プロピレングリコールモノメチルエーテル 20.0部
γ−ブチロラクトン 3.5部
【0199】
(液浸用レジスト組成物の評価)
12インチのシリコン製ウェハ上に、有機反射防止膜用組成物[ARC−29;日産化学(株)製]を塗布して、205℃、60秒の条件でベークすることによって、厚さ78nmの有機反射防止膜を形成した。
次いで、前記の有機反射防止膜の上に、上記のレジスト組成物を乾燥後の膜厚が85nmとなるようにスピンコートした。
得られたシリコンウェハを、ダイレクトホットプレート上にて、表1の「PB」欄に記載された温度で60秒間プリベーク(PB)した。このウェハに、液浸露光用ArFエキシマステッパー[XT:1900Gi;ASML社製、NA=1.35、3/4Annular X−Y偏向]を用いて、露光量を段階的に変化させてラインアンドスペースパターンを液浸露光した。
露光後、ホットプレート上にて、表1の「PEB」欄に記載された温度で60秒間ポストエキスポジャーベーク(PEB)を行った。
さらに、2.38質量%テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で60秒間のパドル現像を行った。
【0200】
各レジスト膜において、50nmのラインアンドスペースパターンが1:1となる露光量となる露光量を実効感度とした。
【0201】
解像度評価:実効感度において、レジストパターンを走査型電子顕微鏡で観察し、45nmを解像しているものを○、45nmを超え48nmを解像しているものを△、48nmを解像していないもの×とした。結果を表2に示す。括弧内の数値は解像度(nm)を示す。
【0202】
形状評価:50nmのラインアンドスペースパターンを走査型電子顕微鏡で観察した。トップ形状及び裾形状が矩形に近く良好なものを○、トップ形状が丸い又は裾引きが見られるものを×として判断した。
これらの結果を表2に示す。
【0203】
【表2】

【産業上の利用可能性】
【0204】
本発明の塩によれば、該塩を含むレジスト組成物から、優れた解像度及び形状を有するレジストパターンを得ることができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
式(I)で表される塩。

[式(I)中、
及びQは、それぞれ独立に、フッ素原子又はC1-6ペルフルオロアルキル基を表す。
は、置換基を有していてもよい2価のC1-17飽和炭化水素基を表し、前記2価の飽和炭化水素基に含まれる−CH−は、−O−又は−CO−で置き換わっていてもよい。
は、フッ素原子を含むC1−6アルキル基を表す。
+は、有機カチオンを表す。]
【請求項2】
が、*−CO−O−C(R)(R)−C(R)(R)−(*は、−C(Q)(Q)−との結合手を表す)である請求項1記載の塩。
[R、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子又はC1-6アルキル基を表す。]
【請求項3】
がCFである請求項1又は2記載の塩。
【請求項4】
及びRが水素原子である請求項1〜3のいずれか記載の塩。
【請求項5】
が、トリアリールスルホニウムカチオンである請求項1〜4のいずれか記載の塩。
【請求項6】
請求項1〜5のいずれか記載の塩を含有する酸発生剤。
【請求項7】
請求項6記載の酸発生剤と樹脂とを含有し、該樹脂は酸に不安定な基を有し、かつアルカリ水溶液に不溶又は難溶であり、酸の作用によりアルカリ水溶液で溶解し得る樹脂であるレジスト組成物。
【請求項8】
さらに、塩基性化合物を含有する請求項7記載のレジスト組成物。
【請求項9】
(1)請求項7又は8記載のレジスト組成物を基板上に塗布する工程、
(2)塗布後の組成物を乾燥して組成物層を形成する工程、
(3)組成物層に露光機を用いて露光する工程、
(4)露光後の組成物層を加熱する工程及び
(5)加熱後の組成物層を現像する工程を含むレジストパターンの製造方法。

【公開番号】特開2011−121938(P2011−121938A)
【公開日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−242478(P2010−242478)
【出願日】平成22年10月28日(2010.10.28)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】