感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法
【課題】通常のドライプロセスに加え、線幅４５ｎｍ以下の液浸プロセスにも適合した、ＤＯＦ、パターン倒れ、及び疎密依存性が改良された感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、それを用いたレジスト膜及びパターン形成方法を提供する。
【解決手段】（Ａ）特定のラクトン構造を有する繰り返し単位と、特定のスルホンアミド構造を有する繰り返し単位とを含有し、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、及び（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法。
【解決手段】（Ａ）特定のラクトン構造を有する繰り返し単位と、特定のスルホンアミド構造を有する繰り返し単位とを含有し、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、及び（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物を含有した感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物、並びに、これを用いたレジスト膜及びパターン形成方法。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位と、下記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位とを含有し、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、及び
（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
を含有することを特徴とする感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化１】
一般式（Ｉ）中、
Ｒ１〜Ｒ３は各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。
Ｚ１は、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、アルキレン基、又はこれらの結合及び基からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせた２価の基を表す。
Ｒ４は、単結合、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせた２価の基を表す。
Ｒ５は、アルキル基、脂環式炭化水素基を有する基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Ａは、以下に示す官能基（ａ１）〜（ａ７）のいずれかを表す。該官能基（ａ１）〜（ａ７）中、＊１はＲ４と、＊２はＲ５と連結していることを表す。
【化２】
一般式（ＩＩ）中、
Ｌは、ラクトン構造を有する１価の有機基を表す。
Ｒ０は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はこれら基の組み合わせを表す。Ｒ０が複数ある場合、該複数のＲ０は同じでも異なっていてもよい。
Ｚは、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。Ｚが複数ある場合、該複数のＺは同じでも異なっていてもよい。
ｎは、繰り返し数を表し、１〜５の整数を表す。
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）中、Ａが前記官能基（ａ１）〜（ａ６）のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）中、Ａが前記官能基（ａ１）又は（ａ２）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位が、下記一般式（Ｉ−１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化３】
一般式（Ｉ−１）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ５は、前記一般式（Ｉ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ５と同義である。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）及び前記一般式（Ｉ−１）中、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ３は水素原子又はアルキル基を表すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
前記一般式（Ｉ）及び前記一般式（Ｉ−１）中、Ｒ５がアルキル基又はシクロアルキル基を表すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項７】
前記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位が、下記一般式（ＩＩ−１）又は一般式（ＩＩ−２）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化４】
一般式（ＩＩ−１）及び一般式（ＩＩ−２）中、
Ｒ７は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。一般式（ＩＩ−２）における２つのＲ７は、同じでも異なっていてもよい。
Ａはエステル結合又はアミド結合を表す。
Ｒ８は炭化水素基を表す。Ｒ８が複数ある場合、該複数のＲ８は同じでも異なっていてもよい。
ｋは０〜２の整数を表す。
ｌは０〜１９の整数を表す。
Ｌ、Ｒ０、Ｚ及びｎは、前記一般式（ＩＩ）におけるＬ、Ｒ０、Ｚ及びｎと同義である。
【請求項８】
前記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位が、前記一般式（ＩＩ−１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項７に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項９】
前記一般式（ＩＩ−１）で表される繰り返し単位が、下記一般式（ＩＩ−３）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項８に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化５】
一般式（ＩＩ−３）中、
Ｒ７、Ａ、Ｒ０、Ｚ及びｎは、前記一般式（ＩＩ−１）におけるＲ７、Ａ、Ｒ０、Ｚ及びｎと同義である。
Ｒ９は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基又はシアノ基を表す。Ｒ９が複数ある場合、該複数のＲ９は同じでも異なっていてもよく、２つのＲ９が結合し、環を形成していても良い。
Ｘは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
ｍは、置換基数であって、０〜５の整数を表す。
【請求項１０】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、Ｒ０がアルキレン基であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１１】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、Ｚがエーテル結合又はエステル結合であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１２】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、ｎが１であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１３】
更に、（Ｃ）疎水性樹脂を含有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により形成されたレジスト膜。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１６】
前記露光する工程における露光が、液浸露光であることを特徴とする、請求項１５に記載のパターン形成方法。
【請求項１】
（Ａ）下記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位と、下記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位とを含有し、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、及び
（Ｂ）活性光線又は放射線の照射により酸を発生する化合物
を含有することを特徴とする感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化１】
一般式（Ｉ）中、
Ｒ１〜Ｒ３は各々独立に、水素原子、アルキル基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。
Ｚ１は、単結合、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、アルキレン基、又はこれらの結合及び基からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせた２価の基を表す。
Ｒ４は、単結合、アルキレン基、アリーレン基、又はこれらの基からなる群より選ばれる２つ以上を組み合わせた２価の基を表す。
Ｒ５は、アルキル基、脂環式炭化水素基を有する基、アリール基又はアラルキル基を表す。
Ａは、以下に示す官能基（ａ１）〜（ａ７）のいずれかを表す。該官能基（ａ１）〜（ａ７）中、＊１はＲ４と、＊２はＲ５と連結していることを表す。
【化２】
一般式（ＩＩ）中、
Ｌは、ラクトン構造を有する１価の有機基を表す。
Ｒ０は、アルキレン基、シクロアルキレン基、又はこれら基の組み合わせを表す。Ｒ０が複数ある場合、該複数のＲ０は同じでも異なっていてもよい。
Ｚは、エーテル結合、エステル結合、アミド結合、ウレタン結合又はウレア結合を表す。Ｚが複数ある場合、該複数のＺは同じでも異なっていてもよい。
ｎは、繰り返し数を表し、１〜５の整数を表す。
【請求項２】
前記一般式（Ｉ）中、Ａが前記官能基（ａ１）〜（ａ６）のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項３】
前記一般式（Ｉ）中、Ａが前記官能基（ａ１）又は（ａ２）であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項４】
前記一般式（Ｉ）で表される繰り返し単位が、下記一般式（Ｉ−１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化３】
一般式（Ｉ−１）中、
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ５は、前記一般式（Ｉ）におけるＲ１、Ｒ２、Ｒ３及びＲ５と同義である。
【請求項５】
前記一般式（Ｉ）及び前記一般式（Ｉ−１）中、Ｒ１及びＲ２は水素原子であり、Ｒ３は水素原子又はアルキル基を表すことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項６】
前記一般式（Ｉ）及び前記一般式（Ｉ−１）中、Ｒ５がアルキル基又はシクロアルキル基を表すことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項７】
前記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位が、下記一般式（ＩＩ−１）又は一般式（ＩＩ−２）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化４】
一般式（ＩＩ−１）及び一般式（ＩＩ−２）中、
Ｒ７は水素原子、ハロゲン原子又はアルキル基を表す。一般式（ＩＩ−２）における２つのＲ７は、同じでも異なっていてもよい。
Ａはエステル結合又はアミド結合を表す。
Ｒ８は炭化水素基を表す。Ｒ８が複数ある場合、該複数のＲ８は同じでも異なっていてもよい。
ｋは０〜２の整数を表す。
ｌは０〜１９の整数を表す。
Ｌ、Ｒ０、Ｚ及びｎは、前記一般式（ＩＩ）におけるＬ、Ｒ０、Ｚ及びｎと同義である。
【請求項８】
前記一般式（ＩＩ）で表される部分構造を有する繰り返し単位が、前記一般式（ＩＩ−１）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項７に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項９】
前記一般式（ＩＩ−１）で表される繰り返し単位が、下記一般式（ＩＩ−３）で表される繰り返し単位であることを特徴とする、請求項８に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【化５】
一般式（ＩＩ−３）中、
Ｒ７、Ａ、Ｒ０、Ｚ及びｎは、前記一般式（ＩＩ−１）におけるＲ７、Ａ、Ｒ０、Ｚ及びｎと同義である。
Ｒ９は、アルキル基、シクロアルキル基、アルコキシカルボニル基又はシアノ基を表す。Ｒ９が複数ある場合、該複数のＲ９は同じでも異なっていてもよく、２つのＲ９が結合し、環を形成していても良い。
Ｘは、アルキレン基、酸素原子又は硫黄原子を表す。
ｍは、置換基数であって、０〜５の整数を表す。
【請求項１０】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、Ｒ０がアルキレン基であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１１】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、Ｚがエーテル結合又はエステル結合であることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１２】
前記一般式（ＩＩ）及び前記一般式（ＩＩ−１）〜（ＩＩ−３）中、ｎが１であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１３】
更に、（Ｃ）疎水性樹脂を含有することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の感活性光線性又は感放射線性樹脂組成物により形成されたレジスト膜。
【請求項１５】
請求項１４に記載のレジスト膜を露光、現像する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１６】
前記露光する工程における露光が、液浸露光であることを特徴とする、請求項１５に記載のパターン形成方法。
【公開番号】特開２０１１−１９１４４６（Ｐ２０１１−１９１４４６Ａ）
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５６７４１（Ｐ２０１０−５６７４１）
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１２日（２０１０．３．１２）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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