JP6237763B2 - 感放射線性樹脂組成物及びレジストパターン形成方法 - Google Patents
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Description
下記式(1’)で表される基を含む構造単位を有する。
上記式(1)で表される基を含む構造単位と、上記式(3−1)〜(3−4)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種とを有する。
下記式(i−a)で表される化合物と、下記式(i−b−1)で表される化合物とを反応させる工程を有する下記式(i−1)で表される化合物の製造方法である。
下記式(i−a’)で表される化合物と、下記式(i−b−2)で表される化合物とを反応させる工程を有する下記式(i−2)で表される化合物の製造方法である。
当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体、[B]酸発生体及び[C]有機溶媒を含有する。当該感放射線性樹脂組成物は、好適成分として、[D]酸拡散制御体、[E][A]重合体以外の酸解離性基含有重合体(以下、「[E]重合体」ともいう)、[F]フッ素原子含有重合体(以下、「[F]重合体」ともいう)を含有してもよく、本発明の効果を損なわない範囲において、その他の任意成分を含有してもよい。当該感放射線性樹脂組成物は、上記各成分をそれぞれ1種又は2種以上含有していてもよい。以下、各成分について説明する。
[A]重合体は、下記式(1)で表される基(以下、「基(I)」ともいう)を含む構造単位(以下、「構造単位(I)」ともいう)を有する重合体である。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が構造単位(I)を有することで、広い焦点深度を発揮しつつ、LWRが小さく、解像度が高くかつ断面形状の矩形性に優れるレジストパターンを形成することができる。当該感放射線性樹脂組成物が上記構成を有することで、上記効果を奏する理由については必ずしも明確ではないが、例えば、以下のように推察することができる。すなわち、[A]重合体は、下記式(1)で表される基(−CO−CO−ORP)を有している。この基は、エステル基(−CO−OR)より極性が高くなっている。また、RPが酸解離性基の場合、上記特定構造に起因して、エステル基の場合に比べRPの酸解離性が高くなっており、かつ解離して生じる−CO−CO−OHは、エステル基から生じるカルボキシ基に比べて、酸性度が高くなる。これらの結果、[A]重合体の現像液への溶解性を適度に調整することができ、また[B]酸発生体から生じる酸の拡散長を短くすることが期待できる。その結果、当該感放射線性樹脂組成物は、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度を向上させることができると考えられる。
構造単位(I)は、下記式(1)で表される基を含む構造単位である。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基等のアルキニル基などが挙げられる。
シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基などが挙げられる。
フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基、アントリル基等のアリール基;
ベンジル基、フェネチル基、ナフチルメチル基、アントリルメチル基等のアラルキル基などが挙げられる。
上記式(1−1)中、R1は、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜5のアルキル基である。R2は、メチレン基、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又は上記アルキレン基及びシクロアルキレン基の炭素−炭素間に−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基である。
上記式(1−2)中、R3は、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜5のアルキル基である。Lは、単結合、−COO−又は−CONRN−である。RNは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R4は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基又は炭素数2〜5のアシル基である。R5は、単結合、メチレン基、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又は上記アルキレン基及びシクロアルキレン基の炭素−炭素間に−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基である。aは、1〜5の整数である。bは、0〜4の整数である。但し、a+bは5以下である。RP、R4及びR5がそれぞれ複数の場合、複数のRP、R4及びR5はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記bとしては、0又は1が好ましく、0がより好ましい。
化合物(i)が下記式(i−1)で表される化合物(以下、「化合物(i−1)」ともいう)の場合、下記式(i−a)で表される化合物(以下、「化合物(i−a)」ともいう)と、下記式(i−b−1)で表される化合物(以下、「化合物(i−b−1)」ともいう)とを反応させる工程を有する方法が、
化合物(i)が下記式(i−2)で表される化合物(以下、「化合物(i−2)」ともいう)の場合、下記式(i−a’)で表される化合物(以下、「化合物(i−a’)」ともいう)と、下記式(i−b−2)で表される化合物(以下、「化合物(i−b−2)」ともいう)とを反応させる工程を有する方法がそれぞれ挙げられる。
上記製造方法によれば、化合物(i)を簡便かつ収率よく製造することができる。
構造単位(II)は、下記式(2)で表される構造単位である。構造単位(II)の−CR7R8R9で表される基は、酸解離性基である。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が構造単位(II)を有することで、感度が向上し、結果として、LWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度を向上させることができる。
カルボニルオキシシクロプロパンジイル基、カルボニルオキシシクロブタンジイル基、カルボニルオキシシクロペンタンジイル基、カルボニルオキシシクロヘキサンジイル基等の単環のカルボニルオキシシクロアルカンジイル基;
カルボニルオキシノルボルナンジイル基、カルボニルオキシアダマンタンジイル基、カルボニルオキシトリシクロデカンジイル基、カルボニルオキシテトラシクロドデカンジイル基等の多環のカルボニルオキシシクロアルカンジイル基等が挙げられる。
カルボニルオキシシクロプロパンジイルオキシ基、カルボニルオキシシクロブタンジイルオキシ基、カルボニルオキシシクロペンタンジイルオキシ基、カルボニルオキシシクロヘキサンジイルオキシ基等の単環のカルボニルオキシシクロアルカンジイルオキシ基;
カルボニルオキシノルボルナンジイルオキシ基、カルボニルオキシアダマンタンジイルオキシ基、カルボニルオキシトリシクロデカンジイルオキシ基、カルボニルオキシテトラシクロドデカンジイルオキシ基等の多環のカルボニルオキシシクロアルカンジイルオキシ基等が挙げられる。
ベンゼンジイル基、トルエンジイル基、キシレンジイル基、メシチレンジイル基、ナフタレンジイル基、アントラセンジイル基等が挙げられる。
カルボニルオキシベンゼンジイル基、カルボニルオキシトルエンジイル基、カルボニルオキシキシレンジイル基、カルボニルオキシメシチレンオキシ基、カルボニルオキシナフタレンジイル基、カルボニルオキシアントラセンジイル基等が挙げられる。
メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基等が挙げられる。
シクロペンチル基、シクロヘキシル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
シクロプロパン構造、シクロブタン構造、シクロペンタン構造、シクロヘキサン構造、シクロヘプタン構造、シクロオクタン構造等の単環のシクロアルカン構造;
ノルボルナン構造、アダマンタン構造、トリシクロデカン構造、テトラシクロドデカン構造等の多環のシクロアルカン構造等が挙げられる。
構造単位(III)は、下記式(3−1)〜(3−4)からなる群より選ばれる少なくとも1種で表される構造単位(以下、「構造単位(III−1)〜(III−4)」ともいう)である。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が構造単位(III)を有することで、得られるレジストパターンの基板への密着性を向上させることができる。また、KrF露光、EUV露光又は電子線露光の場合、当該感放射線性樹脂組成物の感度を高めることができる。
上記式(3−1)〜(3−3)中、cは、それぞれ独立して、1〜3の整数である。RAは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキル基である。dは、それぞれ独立して、0〜4の整数である。但し、c+dは5以下である。RAが複数の場合、複数のRAはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記式(3−4)中、L3及びL4は、単結合、メチレン基、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数3〜15のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又はこれらの基と−O−及び−CO−からなる群より選ばれる少なくとも1種とを組み合わせた2価の基である。RDは、水素原子、カルボキシ基、炭素数1〜5の1価の鎖状炭化水素基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、又は末端にヒドロキシ基を有しこのヒドロキシ基に隣接する炭素原子が少なくとも1個のフッ素原子若しくはフッ素化アルキル基を有する基である。eは、1〜5の整数である。L4及びRDがそれぞれ複数の場合、複数のL4及びRDはぞれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記RBとしては、メチル基が好ましい。dとしては、0が好ましい。
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基;
エテニル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル基;
エチニル基、プロピニル基、ブチニル基等のアルキニル基などが挙げられる。
構造単位(IV)は、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む構造単位(但し、構造単位(I)を除く)である。[A]重合体は、構造単位(IV)をさらに有することで、現像液への溶解性をさらに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度を向上させることができる。また、当該感放射線性樹脂組成物から形成されるレジストパターンと基板との密着性を向上させることができる。
構造単位(V)は、ヒドロキシ基を有する構造単位(但し、構造単位(I)を除く)である。[A]重合体は、構造単位(V)をさらに有することで、現像液への溶解性をさらに調整することができ、その結果、当該感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度を向上させることができる。
[A]重合体は、例えば、各構造単位を与える単量体を、ラジカル重合開始剤等を用い、適当な溶媒中で重合することにより合成できる。
n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン類;
シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;
ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン等の芳香族炭化水素類;
クロロブタン類、ブロモヘキサン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;
酢酸エチル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メチル等の飽和カルボン酸エステル類;
アセトン、メチルエチルケトン、4−メチル−2−ペンタノン、2−ヘプタノン等のケトン類;
テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエーテル類;
メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、4−メチル−2−ペンタノール等のアルコール類等が挙げられる。これらの重合に使用される溶媒は、1種単独で又は2種以上を併用してもよい。
GPCカラム:G2000HXL 2本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本(以上、東ソー製)
カラム温度:40℃
溶出溶媒:テトラヒドロフラン(和光純薬工業製)
流速:1.0mL/分
試料濃度:1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器:示差屈折計
標準物質:単分散ポリスチレン
HPLCカラム:Intersil ODS−25μm、4.6mmφ×250mm(ジーエルサイエンス製)
溶出溶媒 :アクリロニトリル/0.1質量%リン酸水溶液
流量 :1.0mL/分
試料濃度 :1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器 :示差屈折計
[B]酸発生体は、露光により酸を発生する物質である。この発生した酸により[A]重合体又は後述する[E]重合体等が有する酸解離性基が解離してカルボキシ基等が生じ、これらの重合体の現像液への溶解性が変化するため、当該感放射線性樹脂組成物から、レジストパターンを形成することができる、当該感放射線性樹脂組成物における[B]酸発生体の含有形態としては、後述するような低分子化合物の形態(以下、適宜「[B]酸発生剤」ともいう)でも、重合体の一部として組み込まれた酸発生基の形態でも、これらの両方の形態でもよい。
シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、シクロドデシル基等の単環のシクロアルキル基;
シクロオクテニル基、シクロデセニル基等の単環のシクロアルケニル基;
ノルボルニル基、アダマンチル基、トリシクロデシル基、テトラシクロドデシル基等の多環のシクロアルキル基;
ノルボルネニル基、トリシクロデセニル基等の多環のシクロアルケニル基等が挙げられる。
ノルボルナンラクトン−イル基等のラクトン構造を含む基;
ノルボルナンスルトン−イル基等のスルトン構造を含む基;
オキサシクロヘプチル基、オキサノルボルニル基等の酸素原子含有複素環基;
アザシクロヘキシル基、アザシクロヘプチル基、ジアザビシクロオクタン−イル基等の窒素原子含有複素環基;
チアシクロヘプチル基、チアノルボルニル基等のイオウ原子含有複素環基等が挙げられる。
これらの中で、SO3 −基に隣接する炭素原子にフッ素原子が結合しているフッ素化アルカンジイル基が好ましく、SO3 −基に隣接する炭素原子に2個のフッ素原子が結合しているフッ素化アルカンジイル基がより好ましく、1,1−ジフルオロメタンジイル基、1,1−ジフルオロエタンジイル基、1,1,3,3,3−ペンタフルオロ−1,2−プロパンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロエタンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロブタンジイル基、1,1,2,2−テトラフルオロヘキサンジイル基がさらに好ましい。
上記式(X−2)中、Rb1は、置換若しくは非置換の炭素数1〜8の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6〜8の芳香族炭化水素基である。k4は0〜7の整数である。Rb1が複数の場合、複数のRb1は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRb1は、互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。Rb2は、置換若しくは非置換の炭素数1〜7の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、又は置換若しくは非置換の炭素数6若しくは7の芳香族炭化水素基である。k5は、0〜6の整数である。Rb2が複数の場合、複数のRb2は同一でも異なっていてもよく、また、複数のRb2は互いに合わせられ構成される環構造を表してもよい。tは、0〜3の整数である。
上記式(X−3)中、Rc1及びRc2は、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基、−OSO2−RR若しくは−SO2−RSであるか、又はこれらの基のうちの2つ以上が互いに合わせられ構成される環構造を表す。RR及びRSは、それぞれ独立して、置換若しくは非置換の炭素数1〜12の直鎖状若しくは分岐状のアルキル基、置換若しくは非置換の炭素数5〜25の脂環式炭化水素基又は置換若しくは非置換の炭素数6〜12の芳香族炭化水素基である。k6及びk7は、それぞれ独立して0〜5の整数である。Rc1、Rc2、RR及びRSがそれぞれ複数の場合、複数のRc1、Rc2、RR及びRSはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
上記Ra1〜Ra3、Rb1、Rb2、Rc1及びRc2で表される非置換の分岐状のアルキル基としては、例えば、i−プロピル基、i−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基等が挙げられる。
上記Ra1〜Ra3、Rc1及びRc2で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、メシチル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等が挙げられる。
上記Rb1及びRb2で表される非置換の芳香族炭化水素基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ベンジル基等が挙げられる。
これらの中で、ハロゲン原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
上記式(X−2)におけるk4としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、1がさらに好ましい。k5としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
上記式(X−3)におけるk6及びk7としては、0〜2の整数が好ましく、0又は1がより好ましく、0がさらに好ましい。
当該感放射線性樹脂組成物は、通常、[C]有機溶媒を含有する。[C]有機溶媒は、少なくとも[A]重合体、[B]酸発生体及び所望により含有される[D]酸拡散制御体等を溶解又は分散可能な溶媒であれば特に限定されない。
メタノール、エタノール、n−プロパノール、iso−プロパノール、n−ブタノール、iso−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−ペンタノール、iso−ペンタノール、2−メチルブタノール、sec−ペンタノール、tert−ペンタノール、3−メトキシブタノール、n−ヘキサノール、2−メチルペンタノール、sec−ヘキサノール、2−エチルブタノール、sec−ヘプタノール、3−ヘプタノール、n−オクタノール、2−エチルヘキサノール、sec−オクタノール、n−ノニルアルコール、2,6−ジメチル−4−ヘプタノール、n−デカノール、sec−ウンデシルアルコール、トリメチルノニルアルコール、sec−テトラデシルアルコール、sec−ヘプタデシルアルコール、フルフリルアルコール、フェノール、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、3,3,5−トリメチルシクロヘキサノール、ベンジルアルコール、ジアセトンアルコール等のモノアルコール系溶媒;
エチレングリコール、1,2−プロピレングリコール、1,3−ブチレングリコール、2,4−ペンタンジオール、2−メチル−2,4−ペンタンジオール、2,5−ヘキサンジオール、2,4−ヘプタンジオール、2−エチル−1,3−ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の多価アルコール系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールモノ−2−エチルブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノエチルエーテル、ジプロピレングリコールモノプロピルエーテル等の多価アルコール部分エーテル系溶媒等が挙げられる。
ジエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル等のジアルキルエーテル系溶媒;
テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン等の環状エーテル系溶媒;
ジフェニルエーテル、アニソール(メチルフェニルエーテル)等の芳香環含有エーテル系溶媒等が挙げられる。
シクロペンタノン、シクロヘキサノン、シクロヘプタノン、シクロオクタノン、メチルシクロヘキサノン等の環状ケトン系溶媒:
2,4−ペンタンジオン、アセトニルアセトン、アセトフェノン等が挙げられる。
N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジエチルホルムアミド、アセトアミド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルプロピオンアミド等の鎖状アミド系溶媒等が挙げられる。
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸iso−プロピル、酢酸n−ブチル、酢酸iso−ブチル、酢酸sec−ブチル、酢酸n−ペンチル、酢酸i−ペンチル、酢酸sec−ペンチル、酢酸3−メトキシブチル、酢酸メチルペンチル、酢酸2−エチルブチル、酢酸2−エチルヘキシル、酢酸ベンジル、酢酸シクロヘキシル、酢酸メチルシクロヘキシル、酢酸n−ノニル等の酢酸エステル系溶媒;
エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート等の多価アルコール部分エーテルアセテート系溶媒;
ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート系溶媒;
ジ酢酸グリコール、酢酸メトキシトリグリコール、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n−ブチル、プロピオン酸iso−アミル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸ジ−n−ブチル、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、乳酸メチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル、乳酸n−アミル、マロン酸ジエチル、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチルなどが挙げられる。
n−ペンタン、iso−ペンタン、n−ヘキサン、iso−ヘキサン、n−ヘプタン、iso−ヘプタン、2,2,4−トリメチルペンタン、n−オクタン、iso−オクタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒;
ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、エチルベンゼン、トリメチルベンゼン、メチルエチルベンゼン、n−プロピルベンゼン、iso−プロピルベンゼン、ジエチルベンゼン、iso−ブチルベンゼン、トリエチルベンゼン、ジ−iso−プロピルベンセン、n−アミルナフタレン等の芳香族炭化水素系溶媒等が挙げられる。
当該感放射線性樹脂組成物は、必要に応じて、[D]酸拡散制御体を含有してもよい。
[D]酸拡散制御体は、露光により[B]酸発生体から生じる酸のレジスト膜中における拡散現象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応を抑制する効果を奏し、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさらに向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上すると共に、露光から現像処理までの引き置き時間の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑えることができ、プロセス安定性に優れた感放射線性樹脂組成物が得られる。[D]酸拡散制御体の当該感放射線性樹脂組成物における含有形態としては、遊離の化合物(以下、適宜「[D]酸拡散制御剤」という)の形態でも、重合体の一部として組み込まれた形態でも、これらの両方の形態でもよい。
[E]重合体は、酸解離性基含有重合体である(但し、[A]重合体に該当するものを除く)。当該感放射線性樹脂組成物は、[A]重合体が酸解離性基を有していない場合は、[E]重合体を含有する必要がある。[E]重合体は、酸解離性基を含む構造単位を有していることが好ましい。この酸解離性基を含む構造単位としては、例えば、[A]重合体の構造単位(II)として例示したものと同様の構造単位等が挙げられる。
[E]重合体の含有量としては、[A]重合体が酸解離性基を有していない場合、[A]重合体100質量部に対して、20質量部〜200質量部が好ましく、50質量部〜150質量部がより好ましい。
[F]重合体は、フッ素原子含有重合体である([A]重合体に該当するものを除く)。当該感放射線性樹脂組成物が、[F]重合体を含有することで、レジスト膜を形成した際に、膜中の含フッ素重合体の撥油性的特徴により、その分布がレジスト膜表面近傍で偏在化する傾向があり、液浸露光時における酸発生剤や酸拡散制御剤等が液浸媒体に溶出することを抑制することができる。また、この[F]重合体の撥水性的特徴により、レジスト被膜と液浸媒体との前進接触角が所望の範囲に制御でき、バブル欠陥の発生を抑制できる。さらに、レジスト膜と液浸媒体との後退接触角が高くなり、水滴が残らずに高速でのスキャン露光が可能となる。このように当該感放射線性樹脂組成物が[F]重合体を含有することにより、液浸露光法に好適なレジスト被膜を形成することができる。
構造単位(Fa)は、下記式(6a)で表される構造単位である。[F]重合体は、構造単位(Fa)を有することでフッ素原子含有率を調整することができる。
これらの中で、2,2,2−トリフルオロエチルオキシカルボニルメチル(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。
構造単位(Fb)は、下記式(6b)で表される構造単位である。[F]重合体は、構造単位(Fb)を有することで疎水性が上がるため、当該感放射線性樹脂組成物から形成されたレジスト膜表面の動的接触角をさらに向上させることができる。
[F]重合体は、上記構造単位(Fa)及び(Fb)以外にも、酸解離性基を含む構造単位(以下、「構造単位(Fc)」ともいう。)を有してもよい(但し、構造単位(Fb)に該当するものを除く)。[F]重合体が構造単位(Fc)を有することで、得られるレジストパターンの形状がより良好になる。構造単位(Fc)としては、上述した[A]重合体における構造単位(II)等が挙げられる。
また、[F]重合体は、上記構造単位以外にも、例えば、アルカリ可溶性基を含む構造単位、ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を含む構造単位、脂環式基を含む構造単位等の他の構造単位を有していてもよい。上記アルカリ可溶性基としては、例えば、カルボキシ基、スルホンアミド基、スルホ基等が挙げられる。ラクトン構造、環状カーボネート構造及びスルトン構造からなる群より選ばれる少なくとも1種の構造を有する構造単位としては、上述した[A]重合体における構造単位(IV)等が挙げられる。
当該感放射線性樹脂組成物は、上記[A]〜[F]以外にも、その他の任意成分を含有していてもよい。上記その他の任意成分としては、例えば、偏在化促進剤、界面活性剤、脂環式骨格含有化合物、増感剤等が挙げられる。これらのその他の任意成分は、それぞれ1種又は2種以上を併用してもよい。
偏在化促進剤は、当該感放射線性樹脂組成物が[F]重合体を含有する場合等に、[F]重合体を、より効率的にレジスト膜表面に偏析させる効果を有するものである。当該感放射線性樹脂組成物にこの偏在化促進剤を含有させることで、[F]重合体の添加量を従来よりも少なくすることができる。従って、LWR、現像欠陥、パターン倒れ耐性等のレジスト基本特性を損なうことなく、レジスト膜から液浸液への成分の溶出をさらに抑制したり、高速スキャンにより液浸露光をより高速に行うことが可能になり、結果としてウォーターマーク欠陥等の液浸由来欠陥を抑制するレジスト膜表面の疎水性を向上させることができる。このような偏在化促進剤として用いることができるものとしては、比誘電率が30以上200以下で、1気圧における沸点が100℃以上の低分子化合物を挙げることができる。このような化合物としては、具体的には、ラクトン化合物、カーボネート化合物、ニトリル化合物、多価アルコール等が挙げられる。
界面活性剤は、塗布性、ストリエーション、現像性等を改良する効果を奏する。界面活性剤としては、例えばポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニルエーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリエチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面活性剤;市販品としては、KP341(信越化学工業製)、ポリフローNo.75、同No.95(以上、共栄社化学製)、エフトップEF301、同EF303、同EF352(以上、トーケムプロダクツ製)、メガファックF171、同F173(以上、DIC製)、フロラードFC430、同FC431(以上、住友スリーエム製)、アサヒガードAG710、サーフロンS−382、同SC−101、同SC−102、同SC−103、同SC−104、同SC−105、同SC−106(以上、旭硝子工業製)等が挙げられる。当該感放射線性樹脂組成物における界面活性剤の含有量としては、[A]重合体100質量部に対して通常2質量部以下である。
脂環式骨格含有化合物は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接着性等を改善する効果を奏する。
増感剤は、[B]酸発生剤等からの酸の生成量を増加する作用を示すものであり、当該感放射線性樹脂組成物の「みかけの感度」を向上させる効果を奏する。
当該感放射線性樹脂組成物は、例えば、[A]重合体、[B]酸発生体、必要に応じて含有される[D]酸拡散制御剤、[E]重合体、[F]重合体及び任意成分、並びに[C]有機溶媒を所定の割合で混合することにより調製できる。当該感放射線性樹脂組成物は、混合後に、例えば、孔径0.2μm程度のフィルター等でろ過することが好ましい。当該感放射線性樹脂組成物の固形分濃度としては、通常0.1質量%〜50質量%であり、0.5質量%〜30質量%が好ましく、1質量%〜20質量%がより好ましい。
当該レジストパターン形成方法は、
当該感放射線性樹脂組成物を用い、レジスト膜を形成する工程(以下、「レジスト膜形成工程」ともいう)、
上記レジスト膜を露光する工程(以下、「露光工程」ともいう)、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程(以下、「現像工程」ともいう)
を有する。
本工程では、当該感放射線性樹脂組成物を用い、レジスト膜を形成する。このレジスト膜を形成する基板としては、例えばシリコンウェハ、二酸化シリコン、アルミニウムで被覆されたウェハ等の従来公知のもの等が挙げられる。また、例えば特公平6−12452号公報や特開昭59−93448号公報等に開示されている有機系又は無機系の反射防止膜を基板上に形成してもよい。塗布方法としては、例えば、回転塗布(スピンコーティング)、流延塗布、ロール塗布等が挙げられる。塗布した後に、必要に応じて、塗膜中の溶媒を揮発させるため、プレベーク(PB)を行ってもよい。PB温度としては、通常60℃〜140℃であり、80℃〜120℃が好ましい。PB時間としては、通常5秒〜600秒であり、10秒〜300秒が好ましい。形成されるレジスト膜の膜厚としては、10nm〜1,000nmが好ましく、10nm〜500nmがより好ましい。
本工程では、上記レジスト膜形成工程で形成されたレジスト膜に、フォトマスクを介して(場合によっては、水等の液浸媒体を介して)露光光を照射し、露光する。露光光としては、目的とするパターンの線幅に応じて、例えば、可視光線、紫外線、遠紫外線、極端紫外線(13.5nm、EUV)、X線、γ線等の電磁波;電子線、α線等の荷電粒子線などが挙げられる。これらの中でも、遠紫外線、EUV、電子線が好ましく、ArFエキシマレーザー光(波長193nm)、KrFエキシマレーザー光(波長248nm)、EUV、電子線がより好ましく、ArFエキシマレーザー光、EUV、電子線がさらに好ましい。
本工程では、現像液を用い、露光工程で露光されたレジスト膜を現像する。これにより、所定のレジストパターンが形成される。上記現像液としては、例えば、アルカリ現像液、有機溶媒を含有する現像液等が挙げられる。現像液は形成するパターン形状に応じて選択することができる。マスクパターンを露光によりレジスト膜上に投影した時に、光照射強度の強い領域をアルカリ性の水溶液で現像することにより、所定の閾値以上の露光部が溶解・除去されることによってポジ型のレジストパターンを形成することができる。一方、マスクパターンを露光によりレジスト膜上に投影した時に光照射強度の弱い領域を、有機溶媒を含有する液で現像することにより、所定の閾値以下の露光部が溶解・除去されることによってネガ型のレジストパターンを形成することができる。所望する解像性やパターン形状に応じてこれらの現像液を組み合わせて現像することもできる。
エステル系溶媒としては、酢酸エステル系溶媒が好ましく、酢酸n−ブチルがより好ましい。ケトン系溶媒としては、鎖状ケトン系溶媒が好ましく、2−ヘプタノンがより好ましい。
重合体のMw及びMnは、GPCカラム(G2000HXL:2本、G3000HXL:1本、G4000HXL:1本、東ソー製)を用い、流量:1.0mL/分、溶出溶媒:テトラヒドロフラン、試料濃度:1.0質量%、試料注入量:100μL、カラム温度:40℃、検出器:示差屈折計の分析条件で、単分散ポリスチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定した。また、分散度(Mw/Mn)は、Mw及びMnの測定結果より算出した。
[A]重合体中の低分子量部分(分子量1,000未満の部分)の含有量(質量%)は、高速液体クロマトグラフィー(HPLC)により、ジーエルサイエンス製のHPLCカラム(Intersil ODS−25μm、4.6mmφ×250mm)を使用し、以下の条件により測定した。
溶出溶媒 :アクリロニトリル/0.1質量%リン酸水溶液
流量 :1.0mL/分
試料濃度 :1.0質量%
試料注入量:100μL
検出器 :示差屈折計
重合体における各構造単位の含有割合(モル%)を求めるための13C−NMR分析は、核磁気共鳴装置(JNM−ECX400、日本電子製)を使用し、測定溶媒として重クロロホルムを用いて行った。
[合成例1](化合物(M−1)の合成)
下記反応スキームに従い、下記式(M−1)で表される化合物を合成した。
3−ブロモピルビン酸9.21g(55.5mmol)、1−エチル−3−[3−(ジメチルアミノ)プロピル]カルボジイミド塩酸塩(EDCI)10.6g(55.5mmol)、ジメチルアミノピリジン(DMAP)6.78g(55.5mmol)及び溶媒としてのジクロロメタン150mLを500mLのナスフラスコに入れ撹拌した。そこへ、3−ヒドロキシ−γ−ブチロラクトン5.67g(55.5mmol)のジクロロメタン溶液50mLを室温にてゆっくりと滴下した。室温で48時間撹拌した後、希塩酸で反応を停止し、ジクロロメタン相を集めた。濃縮後、カラムクロマトグラフィで精製することにより、3−ブロモピルビン酸エステル体を9.89g(収率71%)得た。
続いて、上記得られた3−ブロモピルビン酸エステル体5.0g(19.9mmol)及びメタクリル酸ナトリウム4.30g(39.8mmol)に、溶媒としてのテトラヒドロフラン30.0g及び水20.0gを加え、60℃にて20時間撹拌した。分液洗浄の後に濃縮し、カラムクロマトグラフィで精製することにより、化合物(M−1)を3.47g(収率68%)得た。
前駆体を適宜選択し、実施例1と同様の操作を行うことによって、下記式(M−2)〜(M−39)で表される化合物を合成した。
各重合体の合成で用いた上記単量体以外の単量体を以下に示す。
[実施例1](重合体(A−1)の合成)
上記化合物(M−1)10.08g(40モル%)及び化合物(M−49)9.92g(60モル%)を2−ブタノン40gに溶解し、さらにラジカル重合開始剤としてのAIBN0.81g(化合物の合計モル数に対して5モル%)を添加して単量体溶液を調製した。次に、20gの2−ブタノンを入れた100mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合反応溶液を水冷して30℃以下に冷却した。400gのメタノール中に冷却した重合反応溶液を投入し、析出した白色粉末をろ別した。ろ別した白色粉末を80gのメタノールで2回洗浄した後、ろ別し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−1)を得た(14.8g、収率74%)。重合体(A−1)のMwは7,300であり、Mw/Mnは1.53であり、低分子量部分の含有量は0.04質量%であった。13C−NMR分析の結果、(M−1)及び(M−49)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ39.7モル%及び60.3モル%であった。
表1及び表2に示す種類及び使用量の単量体を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行うことによって、重合体(A−2)〜(A−37)及び(A−43)〜(A−45)並びに(a−1)〜(a−33)及び(a−39)〜(a−41)をそれぞれ合成した。得られた各重合体の収率(%)、Mw、Mw/Mn及び低分子量部分の含有量(質量%)の値を下記表1及び表2に合わせて示す。
[実施例11](重合体(A−38)の合成)
化合物(M−30)55.0g(50モル%)及び化合物(M−75)31.0g(50モル%)、ラジカル開始剤としてのAIBN4g、並びにt−ドデシルメルカプタン1gを、プロピレングリコールモノメチルエーテル100gに溶解した後、窒素雰囲気下、反応温度を70℃に保持して、6時間共重合させた。重合反応終了後、重合反応溶液を1,000gのn−ヘキサン中に滴下して、重合体を凝固精製した。次いで上記重合体に、再度プロピレングリコールモノメチルエーテル150gを加えた後、さらにメタノール150g、トリエチルアミン34g及び水6gを加えて、沸点にて還流させながら、8時間加水分解反応を行った。反応終了後、溶媒及びトリエチルアミンを減圧留去し、得られた重合体をアセトン150gに溶解した後、2,000gの水中に滴下して凝固させ、生成した白色粉末をろ過し、50℃で17時間乾燥させて白色粉末状の重合体(A−38)を得た(50.6g、収率65%)。重合体(A−38)のMwは6,500であり、Mw/Mnは1.62であった。13C−NMR分析の結果、(M−30)及びp−ヒドロキシスチレンに由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ49.7モル%及び50.3モル%であった。
表1に示す単量体を用いた以外は実施例11と同様にして、重合体(A−39)〜(A−42)及び重合体(a−34)〜(a−38)を合成した。
[合成例108](重合体(F−1)の合成)
上記化合物(M−56)79.9g(70モル%)及び化合物(M−75)20.91g(30モル%)を100gの2−ブタノンに溶解し、さらにラジカル重合開始剤としてのジメチル2,2’−アゾビスイソブチレート4.77gを溶解させて単量体溶液を調製した。次に、100gの2−ブタノンを入れた1,000mLの三口フラスコを30分窒素パージした後、攪拌しながら80℃に加熱し、上記調製した単量体溶液を滴下漏斗にて3時間かけて滴下した。滴下開始を重合反応の開始時間とし、重合反応を6時間実施した。重合反応終了後、重合反応溶液を水冷して30℃以下に冷却した。この重合反応溶液を2L分液漏斗に移液した後、150gのn−ヘキサンで均一に希釈し、600gのメタノールを投入して混合した。次いで30gの蒸留水を投入し、さらに攪拌して30分静置した。その後、下層を回収し、重合体(F−1)を含むプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート溶液を得た(収率60%)。重合体(F−1)のMwは7,200であり、Mw/Mnは2.00であった。13C−NMR分析の結果、(M−56)及び(M−75)に由来する各構造単位の含有割合は、それぞれ71.1モル%及び28.9モル%であった。
感放射線性樹脂組成物の調製に用いた[B]酸発生剤、[C]有機溶媒、[D]酸拡散制御剤及び[G]偏在化促進剤について以下に示す。
B−1:トリフェニルスルホニウム2−(アダマンタン−1−イルカルボニルオキシ)−1,1,3,3,3−ペンタフルオロプロパン−1−スルホネート(下記式(B−1)で表される化合物)
B−2:トリフェニルスルホニウムノルボルナンスルトン−2−イルオキシカルボニルジフルオロメタンスルホネート(下記式(B−2)で表される化合物)
B−3:トリフェニルスルホニウム3−(N−ピペリジンスルホニル)−1,1,2,2,3,3−ヘキサフルオロプロパン−1−スルホネート(下記式(B−3)で表される化合物)
C−1:酢酸プロピレングリコールモノメチルエーテル
C−2:シクロヘキサノン
D−1:トリフェニルスルホニウムサリチレート(下記式(D−1)で表される化合物)
D−2:トリフェニルスルホニウム10−カンファースルホネート(下記式(D−2)で表される化合物)
D−3:N−(ウンデカン−1−イルカルボニルオキシエチル)モルホリン(下記式(D−3)で表される化合物)
D−4:2,6−イソプロピルアニリン(下記式(D−4)で表される化合物)
D−5:トリn−ペンチルアミン(下記式(D−5)で表される化合物)
G−1:γ−ブチロラクトン
[A]重合体としての(A−1)100質量部、[B]酸発生剤としての(B−1)8.5質量部、[C]有機溶媒としての(C−1)2,240質量部及び(C−2)960質量部、[D]酸拡散制御剤としての(D−1)2.3質量部、[F]重合体としての(F−1)3質量部、並びに[G]偏在化促進剤としての(G−1)30質量部を混合して感放射線性樹脂組成物(J−1)を調製した。
下記表3及び表4に示す種類及び配合量の各成分を用いた以外は、実施例1と同様に操作して、感放射線性樹脂組成物(J−2)〜(J−45)及び(CJ−1)〜(CJ−41)を調製した。
(実施例19〜47及び53〜55、並びに比較例1〜28)
[レジストパターンの形成(1)(アルカリ現像)]
12インチのシリコンウエハー表面に、スピンコーター(CLEAN TRACK ACT12、東京エレクトロン製)を使用して、下層反射防止膜形成用組成物(ARC66、ブルワーサイエンス製)を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより膜厚105nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、上記スピンコーターを使用して上記調製した各感放射線性樹脂組成物を塗布し、90℃で60秒間PBを行った後、23℃で30秒間冷却し、膜厚90nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、ArFエキシマレーザー液浸露光装置(NSR−S610C、NIKON製)を用い、NA=1.3、ダイポール(シグマ0.977/0.782)の光学条件にて、40nmラインアンドスペース(1L1S)マスクパターンを介して露光した。露光後、90℃で60秒間PEBを行った。その後、アルカリ現像液としての2.38質量%のTMAH水溶液を用いてアルカリ現像し、水で洗浄し、乾燥してポジ型のレジストパターンを形成した。このレジストパターン形成の際、ターゲット寸法が40nmの1対1ラインアンドスペースのマスクを介して形成した線幅が、線幅40nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量とした。
上記レジストパターンの形成(1)において、TMAH水溶液の代わりに、酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(1)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
上記形成したレジストパターンを下記方法に従って測定することにより、感放射線性樹脂組成物のLWR性能、解像性、断面形状の矩形性及び焦点深度を評価した。評価結果を表5に示す。上記レジストパターンの測長には、走査型電子顕微鏡(S−9380、日立ハイテクノロジーズ製)を用いた。なお、各実施例において評価基準となる比較例を表5に合わせて示す。
レジストパターンを、上記走査型電子顕微鏡を用い、パターン上部から観察した。線幅を任意のポイントで計50点測定し、その測定値の分布から3シグマ値を求め、これをLWR性能(nm)とした。LWR性能はその値が小さいほどより良好であることを示す。LWR性能は、評価基準の比較例と比べて15%以上の向上(LWR性能の値が85%以下)が見られた場合は「A」と、10%以上15%未満の向上(LWR性能の値が85%を超え90%以下)の場合は「B」と、10%未満の向上(LWR性能の値が90%超)の場合は「C」と評価した。
上記最適露光量において解像される最小のレジストパターンの寸法を測定し、この測定値を解像性(nm)とした。解像性はその値が小さいほど解像性は良いことを示す。解像性は、評価基準の比較例と比べて15%以上の向上(最小レジストパターン寸法が85%以下)が見られた場合は「A」と、10%以上15%未満の向上(最小レジストパターン寸法が85%を超え90%以下)の場合は「B」と、10%未満の向上(最小レジストパターン寸法が90%超)の場合は「C」と評価した。
上記最適露光量において解像されるレジストパターンの断面形状を観察し、レジストパターンの中間での線幅Lb及び膜の上部での線幅Laを測定し、各測定値からLa/Lbを算出した。断面形状の矩形性は、0.95≦(La/Lb)≦1.05である場合は「A」と、0.9≦(La/Lb)<0.95又は1.05<(La/Lb)≦1.1である場合は「B」と、(La/Lb)<0.9又は1.1<(La/Lb)である場合は「C」と評価した。
上記最適露光量において解像されるレジストパターンにおいて、深さ方向にフォーカスを変化させた際の寸法を観測し、ブリッジや残渣が無いままパターン寸法が基準の90%〜110%に入る深さ方向の余裕度を測定し、この測定結果を焦点深度とした。測定値が大きいほど焦点深度は良いことを示す。焦点深度は、評価基準の比較例と比べたとき、15%以上の向上(焦点深度が115%以上)が見られた場合は「A」と、10%以上15%未満の向上(焦点深度が110%以上115%未満)の場合は「B」と、10%未満の向上(焦点深度が110%未満)の場合は「C」と評価した。
(実施例48〜52及び56〜63、並びに比較例29〜41)
[レジストパターンの形成(3)(アルカリ現像)]
12インチのシリコンウェハ表面に、下層反射防止膜形成用組成物を塗布した後、205℃で60秒間加熱することにより膜厚25nmの下層反射防止膜を形成した。この下層反射防止膜上に、各感放射線性樹脂組成物を塗布し、100℃で60秒間PBを行った。その後23℃で30秒間冷却し、膜厚50nmのレジスト膜を形成した。次に、このレジスト膜を、EUV露光装置(NXE3100、ASML製)を用い、NA=0.25、ダイポールの光学条件にて、35nmラインアンドスペース(1L/1S)のレジストパターン形成用のマスクパターンを介して露光した。露光後、100℃で60秒間PEBを行った。その後、2.38質量%TMAH水溶液を用い、23℃で30秒間パドル現像を行い、次いで、超純水を用いて7秒間リンスし、その後、2,000rpm、15秒間振り切りでスピンドライすることにより、35nmラインアンドスペース(1L/1S)のポジ型のレジストパターンを形成した。線幅が、線幅35nmの1対1ラインアンドスペースに形成される露光量を最適露光量とした。
上記レジストパターンの形成(3)において、TMAH水溶液の代わりに、酢酸n−ブチルを用いて有機溶媒現像し、かつ水での洗浄を行わなかった以外は、上記レジストパターンの形成(3)と同様に操作して、ネガ型のレジストパターンを形成した。
上記得られたレジストパターンについて、上記レジストパターンの形成(I)の場合と同様の方法により評価を行った。評価結果を表5に示す。
Claims (11)
- 下記式(1)で表される基を含む構造単位及び下記式(2)で表される構造単位を有する重合体、
感放射線性酸発生体、並びに
有機溶媒
を含有する感放射線性樹脂組成物。
(式(1)中、RPは、水素原子又は1価の有機基である。*は、結合手を示す。)
(式(2)中、R 6 は、水素原子、フッ素原子、メチル基又はトリフルオロメチル基である。Yは、単結合、炭素数4〜20のカルボニルオキシシクロアルカンジイル基、炭素数4〜20のカルボニルオキシシクロアルカンジイルオキシ基、炭素数6〜20のアレーンジイル基又は炭素数7〜20のカルボニルオキシアレーンジイル基である。R 7 は、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基又は炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基である。R 8 及びR 9 は、それぞれ独立して、炭素数1〜10の1価の鎖状炭化水素基若しくは炭素数3〜20の1価の脂環式炭化水素基であるか、又はこれらの基が互いに合わせられこれらが結合する炭素原子と共に構成される炭素数3〜20の脂環構造を表す。) - 上記式(1)におけるRPが1価の有機基であり、この1価の有機基が非酸解離性基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記非酸解離性基が、(1)炭素数1〜20の1価の炭化水素基が有する水素原子の一部若しくは全部を極性基で置換した基、(2)炭素数1〜20の1価の炭化水素基の炭素−炭素間に−O−、−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基、又は(3)炭素数1〜20の1価の炭化水素基の炭素−炭素間に−O−、−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、かつ水素原子の一部若しくは全部を極性基で置換した基である請求項2に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記非酸解離性基が、(2)炭素数1〜20の1価の炭化水素基の炭素−炭素間に−O−、−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基である請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記非酸解離性基が、(1)炭素数1〜20の1価の炭化水素基が有する水素原子の一部若しくは全部を極性基で置換した基である請求項3に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記式(1)におけるRPが1価の有機基であり、この1価の有機基が酸解離性基である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
- 上記式(1)で表される基を含む構造単位が、下記式(1−1)又は(1−2)で表される請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
(式(1−1)及び(1−2)中、RPは、上記式(1)と同義である。
式(1−1)中、R1は、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜5のアルキル基である。R2は、メチレン基、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又は上記アルキレン基及びシクロアルキレン基の炭素−炭素間に−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基である。
式(1−2)中、R3は、水素原子又は置換若しくは非置換の炭素数1〜5のアルキル基である。Lは、単結合、−COO−又は−CONRN−である。RNは、水素原子又は炭素数1〜10の1価の炭化水素基である。R4は、炭素数1〜5のアルキル基、炭素数1〜5のアルコキシ基又は炭素数2〜5のアシル基である。R5は、単結合、メチレン基、炭素数2〜10のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又は上記アルキレン基及びシクロアルキレン基の炭素−炭素間に−CO−、−COO−及び−SO2O−からなる群より選ばれる少なくとも1種を含む基である。aは、1〜5の整数である。bは、0〜4の整数である。但し、a+bは5以下である。RP、R4及びR5がそれぞれ複数の場合、複数のRP、R4及びR5はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。) - 上記重合体が、下記式(3−1)〜(3−4)で表される構造単位からなる群より選ばれる少なくとも1種をさらに有する請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
(式(3−1)〜(3−4)中、RCは、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1〜5のアルキル基である。
式(3−1)〜(3−3)中、cは、それぞれ独立して、1〜3の整数である。RAは、それぞれ独立して、炭素数1〜5のアルキル基である。dは、それぞれ独立して、0〜4の整数である。但し、c+dは5以下である。RAが複数の場合、複数のRAはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
式(3−4)中、L3及びL4は、単結合、メチレン基、炭素数2〜5のアルキレン基、炭素数3〜15のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基、又はこれらの基と−O−及び−CO−からなる群より選ばれる少なくとも1種とを組み合わせた2価の基である。RDは、水素原子、カルボキシ基、炭素数1〜5の1価の鎖状炭化水素基、炭素数1〜5のアルコキシ基、炭素数2〜5のアルコキシカルボニル基、又は末端にヒドロキシ基を有しこのヒドロキシ基に隣接する炭素原子が少なくとも1個のフッ素原子若しくはフッ素化アルキル基を有する基である。eは、1〜5の整数である。L4及びRDがそれぞれ複数の場合、複数のL4及びRDはそれぞれ同一でも異なっていてもよい。) - 上記重合体の全固形分に対する含有量が、25質量%以上である請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物。
- レジスト膜を形成する工程、
上記レジスト膜を露光する工程、及び
上記露光されたレジスト膜を現像する工程
を備え、
上記レジスト膜を請求項1に記載の感放射線性樹脂組成物により形成するレジストパターン形成方法。
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