塩野 大寿 (〒12 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 東京応化工業株式会社内 Kanagawa, 2110012, JP)
東京応化工業株式会社 (〒12 神奈川県川崎市中原区中丸子150番地 Kanagawa, 2110012, JP)
SHIONO, Daiju (150, Nakamaruko, Nakahara-ku, Kawasaki-sh, Kanagawa 12, 2110012, JP)
| 下記一般式(A-1)で表される化合物。 |
| 下記一般式(A-2)で表される請求項1記載の化合物。 |
| 酸の作用によりアルカリ可溶性が増大する基材成分(A)、および放射線の照射により酸を発生する酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物であって、 前記基材成分(A)が、下記一般式(A-1)で表される化合物(A1)を含有するポジ型レジスト組成物。 |
| 前記化合物(A1)が、下記一般式(A-2)で表される化合物である請求項3記載のポジ型レジスト組成物。 |
| さらに、含窒素有機化合物(D)を含有する請求項3記載のポジ型レジスト組成物。 |
| 請求項3に記載のポジ型レジスト組成物を用いて基板上に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、およ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。 |
本発明は、レジスト組成物用としての利用
可能な化合物、該化合物を含有するポジ型
ジスト組成物、および該ポジ型レジスト組
物を用いたレジストパターン形成方法に関
る。
本願は、2006年08月30日に、日本に出願され
特願2006-234558号に基づく優先権を主張し、そ
の内容をここに援用する。
近年、半導体素子や液晶表示素子の製造に
いては、リソグラフィー技術の進歩により
速にパターンの微細化が進んでいる。
微細化の手法としては、一般に、露光光
の短波長化が行われている。具体的には、
来は、g線、i線に代表される紫外線が用いら
れていたが、現在では、KrFエキシマレーザー
や、ArFエキシマレーザーを用いた半導体素子
の量産が開始されている。また、これらエキ
シマレーザーより短波長のF 2
エキシマレーザー、電子線、EUV(極紫外線)やX
線などについても検討が行われている。
また、微細な寸法のパターンを形成可能
パターン形成材料の1つとして、膜形成能を
する基材成分と、露光により酸を発生する
発生剤成分とを含有する化学増幅型レジス
が知られている。化学増幅型レジストには
露光によりアルカリ可溶性が低下するネガ
と、露光によりアルカリ可溶性が増大する
ジ型とがある。
従来、このような化学増幅型レジストの基
成分としてはポリマーが用いられており、
えばポリヒドロキシスチレン(PHS)やその水
基の一部を酸解離性溶解抑制基で保護した
脂等のPHS系樹脂、(メタ)アクリル酸エステル
から誘導される共重合体やそのカルボキシ基
の一部を酸解離性溶解抑制基で保護した樹脂
等が用いられている。
しかし、このようなパターン形成材料を用
てパターンを形成した場合、パターンの上
や側壁の表面に荒れ(ラフネス)が生じる問
がある。たとえばレジストパターン側壁表
のラフネス、すなわちラインエッジラフネ
(LER)は、ホールパターンにおけるホール周囲
の歪みや、ラインアンドスペースパターンに
おけるライン幅のばらつき等の原因となるた
め、微細な半導体素子の形成等に悪影響を与
えるおそれがある。
かかる問題は、パターン寸法が小さいほど
大となってくる。そのため、例えば電子線
EUVによるリソグラフィーでは、数10nmの微細
なパターン形成を目標としていることから、
現状のパターンラフネスを越える極低ラフネ
スが求められている。
しかし、一般的に基材として用いられてい
ポリマーは、分子サイズ(一分子当たりの平
均自乗半径)が数nm前後と大きい。パターン形
成の現像工程において、現像液に対するレジ
ストの溶解挙動は通常、基材成分1分子単位
行われるため、基材成分としてポリマーを
う限り、さらなるラフネスの低減は極めて
難である。
このような問題に対し、極低ラフネスを
指した材料として、基材成分として低分子
料を用いるレジストが提案されている。た
えば非特許文献1,2には、水酸基、カルボキ
基等のアルカリ可溶性基を有し、その一部
たは全部が酸解離性溶解抑制基で保護され
低分子材料が提案されている。
このような低分子材料は、低分子量である
故に分子サイズが小さく、ラフネスを低減
きると予想される。そのため、レジスト組
物用として利用できる新規な低分子材料に
する要求が高まっている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
あって、レジスト組成物用としての利用が
能な化合物、該化合物を含有するポジ型レ
スト組成物および該ポジ型レジスト組成物
用いたレジストパターン形成方法を提供す
ことを目的とする。
上記課題を解決する本発明の第一の態様(asp
ect)は、下記一般式(A-1)で表される化合物であ
る。
本発明の第二の態様(aspect)は、酸の作用に
りアルカリ可溶性が増大する基材成分(A)、
よび放射線の照射により酸を発生する酸発
剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組成物
あって、
前記基材成分(A)が、下記一般式(A-1)で表さ
る化合物(A1)を含有する。
また、本発明の第三の態様(aspect)は、パ ーン形成方法であって、前記第二の態様(aspe ct)のポジ型レジスト組成物を用いて基板上に 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、およ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。
ここで、本請求の範囲及び明細書における
アルキル基」は、特に記載のない限り、直
状、分岐状および環状の1価の飽和炭化水素
基を包含する。
「脂肪族」とは、芳香族に対する相対的な
念であって、芳香族性を持たない基、化合
等を意味するものと定義する。「脂肪族環
基」は、芳香族性を持たない単環式基また
多環式基であることを示す。
「露光」は放射線の照射全般を含む概念と
る。
本発明により、レジスト組成物用として 利用が可能な化合物、該化合物を含有する ジ型レジスト組成物および該ポジ型レジス 組成物を用いたレジストパターン形成方法 提供される。
≪化合物≫
本発明の化合物(以下、化合物(A1)という。)
、上記一般式(A-1)で表される。
上記一般式(A-1)中、R’の酸解離性溶解抑制
は、解離前は化合物(A1)をアルカリ不溶とす
るアルカリ溶解抑制性を有するとともに、解
離後は化合物(A1)をアルカリ可溶性へ変化さ
る基である。そのため、化合物(A1)において
、後述するようにポジ型レジスト組成物に
発生剤成分(B)とともに配合された場合に、
光により酸発生剤成分(B)から発生した酸が
用すると、酸解離性溶解抑制基が解離して
化合物(A1)がアルカリ不溶からアルカリ可溶
性へ変化する。
酸解離性溶解抑制基としては、特に制限は
く、KrFやArF用の化学増幅型レジスト組成物
用いられるヒドロキシスチレン系樹脂、(メ
タ)アクリル酸系樹脂等において提案されて
るもののなかから適宜選択して用いること
できる。具体的には、第3級アルキル基、第3
級アルキルオキシカルボニル基、アルコキシ
カルボニルアルキル基、アルコキシアルキル
基、環状エーテル基等が挙げられる。
第3級アルキル基として、具体的には、tert-
チル基、tert-アミル基等の鎖状の第3級アル
ル基、2-メチル-2-アダマンチル基、2-エチル
-2-アダマンチル基等の、脂肪族環式基を含む
第3級アルキル基等が挙げられる。前記脂肪
環式基の具体例としては、例えば、モノシ
ロアルカン、ビシクロアルカン、トリシク
アルカン、テトラシクロアルカンなどのポ
シクロアルカンから1個以上の水素原子を除
た基などを例示でき、これらは低級アルキ
基、フッ素原子またはフッ素化アルキル基
置換されていてもよいし、されていなくて
よい。具体的には、シクロペンタン、シク
ヘキサン等のモノシクロアルカンや、アダ
ンタン、ノルボルナン、イソボルナン、ト
シクロデカン、テトラシクロドデカンなど
ポリシクロアルカンから1個以上の水素原子
を除いた基などが挙げられる。
脂肪族環式基を含む第3級アルキル基として
は、例えば上述した2-メチル-2-アダマンチル
や、2-エチル-2-アダマンチル基等の、脂肪
環式基の環骨格上に第3級炭素原子を有する
;鎖状の第3級アルキル基の水素原子の一部
上述した脂肪族環式基で置換された基など
挙げられる。
第3級アルキルオキシカルボニル基における
第3級アルキル基としては、上記と同様のも
が挙げられる。第3級アルキルオキシカルボ
ル基として、具体的には、tert-ブチルオキ
カルボニル基、tert-アミルオキシカルボニル
基等が挙げられる。
環状エーテル基として、具体的には、テト
ヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニル
等が挙げられる。
本発明においては、特に、高解像性のレ ストパターンを形成でき、また、ラフネス 低減できることから、下記一般式(p1)で表さ れるアルコキシカルボニルアルキル基、およ び下記一般式(p2)で表されるアルコキシアル ル基からなる群から選択される少なくとも1 の酸解離性溶解抑制基を有することが好ま い。
一般式(p1)において、n’は1~3の整数であ 、1であることが好ましい。
R 1
は直鎖状、分岐状または環状のアルキル基で
あって、その構造中にヘテロ原子を含んでも
よい。すなわち、R 1
としてのアルキル基は、水素原子の一部また
は全部がヘテロ原子を含む基(ヘテロ原子そ
ものの場合も含む)で置換されていてもよく
前記アルキル基の炭素原子の一部がヘテロ
子で置換されていてもよい。
ヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子
窒素原子、フッ素原子等が挙げられる。
ヘテロ原子を含む基としては、ヘテロ原子
体であってもよく、また、ヘテロ原子と炭
原子および/または水素原子とからなる基、
たとえばアルコキシ基等であってもよい。
水素原子の一部または全部がヘテロ原子を
む基で置換されたアルキル基の例としては
たとえば、水素原子の一部または全部がフ
素原子で置換された炭素数1~5のフッ素化低
アルキル基、同一の炭素原子に結合した2つ
の水素原子が1つの酸素原子で置換された基(
なわちカルボニル基(C=O)を有する基)、同一
炭素原子に結合した2つの水素原子が1つの
黄原子で置換された基(すなわちチオカルボ
ル基(C=S)を有する基)等が挙げられる。
アルキル基の炭素原子の一部がヘテロ原子
含む基で置換されている基としては、たと
ば、炭素原子が窒素原子で置換されている
(たとえば、その構造中に-CH 2
-を含む分岐状または環状のアルキル基にお
て前記-CH 2
-が-NH-で置換された基)や、炭素原子が酸素原
子で置換されている例(たとえば、その構造
に-CH 2
-を含む分岐状または環状のアルキル基にお
て前記-CH 2
-が-O-で置換された基)等が挙げられる。
R 1
としての直鎖状のアルキル基は、炭素数が1~5
であることが好ましく、具体的にはメチル基
、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、イ
ブチル基、n-ペンチル基が挙げられ、メチル
基又はエチル基であることが好ましい。
R 1
としての分岐状のアルキル基は、炭素数が4~1
0であることが好ましく、4~8であることがよ
好ましい。具体的には、イソブチル基、tert-
ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基
、tert-ペンチル基等が挙げられ、tert-ブチル
であることが好ましい。
R 1
としての環状のアルキル基は、炭素数が3~20
あることが好ましく、4~14であることがより
ましく、5~12であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基における基本環(置換
基を除いた基本の環)の構造は、単環でも多
でもよく、特に、本発明の効果に優れるこ
から、多環であることが好ましい。また、
本環は、炭素および水素から構成された炭
水素環であってもよく、炭化水素環を構成
る炭素原子の一部がヘテロ原子で置換され
複素環であってもよい。本発明においては
特に、基本環が炭化水素環であることが好
しい。炭化水素環の具体例としては、たと
ば、モノシクロアルカン、ビシクロアルカ
、トリシクロアルカン、テトラシクロアル
ンなどを例示できる。具体的には、シクロ
ンタン、シクロヘキサン等のモノシクロア
カンや、アダマンタン、ノルボルナン、イ
ボルナン、トリシクロデカン、テトラシク
ドデカンなどのポリシクロアルカンが挙げ
れる。これらのなかでも、アダマンタン、
ルボルナン、トリシクロデカン、テトラシ
ロドデカンが好ましく、特にアダマンタン
好ましい。
これらの基本環は、その環上に置換基を有
ていてもよいし、有していなくてもよい。
置換基としては、低級アルキル基、フッ素原
子、フッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)
が挙げられる。前記低級アルキル基として
、メチル基、エチル基等の炭素数1~5の直鎖
または分岐状のアルキル基が挙げられる。
本環が置換基を有する場合、置換基の数は
1~3が好ましく、1がより好ましい。ここで、
置換基を有する」とは、基本環を構成する
素原子に結合した水素原子が置換基で置換
れていることを意味する。
R 1
の環状のアルキル基としては、これらの基本
環から1つの水素原子を除いた基が挙げられ
。R 1
においては、前記R 1
に隣接する酸素原子が結合する炭素原子が、
上記のような基本環を構成する炭素原子の1
であることが好ましく、特に、R 1
に隣接する酸素原子に結合する炭素原子が、
低級アルキル基等の置換基が結合した第3級
素原子であることが、本発明の効果に優れ
好ましい。
R 1
として環状アルキル基を有する酸解離性溶解
抑制基としては、たとえば、下記式(p1-1)~(p1-7
)で表される基が挙げられる。これらの中で
、一般式(p1-1)で表されるものが好ましい。
R 4 の低級アルキル基は、炭素原子数1~5のアルキ ル基であり、具体的には、メチル基、エチル 基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル 、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル 、イソペンチル基、ネオペンチル基などの 級の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙 られる。R 4 としては、工業上入手しやすい点で、メチル 基又はエチル基が好ましく、メチル基がより 好ましい。
R 1 としては、特に、環状のアルキル基を有する 酸解離性溶解抑制基が好ましい。
式(p2)中、R 2
としては、上記R 1
と同様のものが挙げられる。中でもR 2
としては、直鎖状アルキル基または環状アル
キル基が好ましい。
R 3
は水素原子または低級アルキル基である。R 3
の低級アルキル基は、炭素原子数1~5のアルキ
ル基であり、具体的には、メチル基、エチル
基、プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル
、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル
、イソペンチル基、ネオペンチル基などの
級の直鎖状または分岐状のアルキル基が挙
られる。R 3
としては、工業上入手しやすい点で、水素原
子またはメチル基が好ましく、水素原子であ
ることがより好ましい。
R 2
が直鎖状アルキル基である式(p2)で表される
としては、たとえば、1-エトキシエチル基、
1-エトキシメチル基、1-メトキシエチル基、1-
メトキシメチル基、1-メトキシプロピル基、1
-エトキシプロピル基、1-n-ブトキシエチル基
1-ペンタフルオロエトキシエチル基、1-トリ
フルオロメトキシエチル基、1-トリフルオロ
トキシメチル基等が挙げられる。
R 2
が環状アルキル基である式(p2)で表される基
しては、たとえば、下記式で表される基が
げられる。
これらのなかでも、下記一般式(p2-1)また (p2-2)で表される基が好ましい。
n”およびm”は0又は1であることが最も好ま
しい。
アダマンチル基と-CHR 3
-O-(CH 2
) n”
-との結合位置は特に限定されないが、アダ
ンチル基の1位又は2位に結合することが好ま
しい。
本発明においては、酸解離性溶解抑制基が
上述した式(p1-1)~(p1-7)、(p2-1)~(p2-2)で表され
基のように、環式基を有する基であること
、高解像性のレジストパターンを形成でき
また、ラフネスも低減できることから好ま
い。酸解離性溶解抑制基が環式基を有する
であると、鎖状の基である場合に比べ、化
物(A1)のアルカリ溶解性が低くなる。そのた
、この化合物(A1)を配合したポジ型レジスト
組成物を用いて形成したレジスト膜では、未
露光部のアルカリ現像液に対する耐性が高く
なる。
つまり、露光部と未露光部とのアルカリ溶解
性の差(溶解コントラスト)が大きくなり、解
性が向上する。
また、本発明においては、酸解離性溶解抑
基の種類を選択することにより、化合物(A1)
の特性、たとえばアルカリ溶解性等を調節す
ることができる。すなわち、化合物(A1)にお
ては、酸解離性溶解抑制基が導入される際
カルボキシ基の反応性が水酸基に比べて高
ため、酸解離性溶解抑制基はR’の位置に導
される。そのため、R’以外の部分の構造は
一定であり、従来ポジ型レジスト組成物の基
材成分として用いられているポリマー等に比
べ、分子間の構造のばらつきが非常に小さい
。したがって、酸解離性溶解抑制基の種類を
選択することにより、化合物(A1)全体の性質
調節することができる。たとえば酸解離性
解抑制基としてアダマンタン等の多環構造
有する基を選択した場合と、シクロヘキサ
等の単環構造を有する基を選択した場合と
鎖状構造の基を選択した場合とでは、化合
(A1)のアルカリ溶解性は、多環構造を有する
<単環構造を有する基<鎖状構造の基と
る。
酸解離性溶解抑制基の種類の選択において
、特に、R”およびR 11
~R 17
の構造を考慮することが好ましい。これによ
り、化合物(A1)のアルカリ溶解性を、ポジ型
ジスト組成物用として好適な範囲に調節す
ことができる。たとえばR”がメチル基等の
素原子数1~5の低級アルキル基であり、R 11
~R 17
がメチル基等の鎖状のアルキル基である場合
、化合物(A1)はアルカリ溶解性が高い傾向が
るが、酸解離性溶解抑制基としてアダマン
ン等の多環構造を有する基を選択すること
より、化合物(A1)のアルカリ溶解性を低くす
ことができる。また、たとえばR”が炭素原
子数6~10のアルキル基であり、R 11
~R 17
がシキロヘキシル基等の環状のアルキル基ま
たは芳香族炭化水素基である場合、化合物(A1
)はアルカリ溶解性が低い傾向があるが、こ
とき、R’の酸解離性溶解抑制基としてシク
ヘキサン等の単環構造を有する基を選択し
組み合わせることにより、化合物(A1)のアル
カリ溶解性を高くすることができる。
R”は、炭素数1~10の、直鎖状、分岐状また
環状のアルキル基であり、R 11
~R 17
は、それぞれ独立に、炭素数1~10の直鎖状、
岐状または環状のアルキル基または芳香族
化水素基である。
前記アルキル基としては、炭素数1~5の直鎖
または分岐状の低級アルキル基、または炭
数5~6の環状アルキル基が好ましい。前記低
アルキル基としては、メチル基、エチル基
プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基
イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、
イソペンチル基、ネオペンチル基などの直鎖
状または分岐状のアルキル基が挙げられ、こ
れらの中でもメチル基が好ましい。前記環状
アルキル基としてはシクロヘキシル基、シク
ロペンチル基等が挙げられ、シクロヘキシル
基が好ましい。
前記芳香族炭化水素基としては、フェニル
、トリル基、キシリル基、メシチル基、フ
ネチル基、ナフチル基などが挙げられる。
R 11
~R 17
におけるアルキル基または芳香族炭化水素基
は、その構造中に、酸素原子、窒素原子、硫
黄原子等のヘテロ原子を含んでもよい。
g、jはそれぞれ独立に1以上の整数であり、k
、qはそれぞれ独立に0以上の整数であり、か
g+j+k+qが5以下である。
gおよびjは、1または2であることが好ましく
、最も好ましくは1である。
kは、0~2の整数であることが好ましく、0ま
は1がより好ましく、最も好ましくは1である
。
qは、0~2の整数であることが好ましく、0ま
は1がより好ましく、最も好ましくは0である
。
aは、1~3の整数であり、1または2であること
好ましく、1であることが最も好ましい。
bは1以上の整数であり、l、mはそれぞれ独立
に0以上の整数であり、かつb+l+mが4以下であ
。
bは、1または2であることが好ましく、最も
ましくは1である。
lおよびmは、0~2の整数であることが好まし
、0または1がより好ましく、最も好ましくは
0である。
cは1以上の整数であり、n、oはそれぞれ独立
に0以上の整数であり、かつc+n+oが4以下であ
。
cは、1または2であることが好ましく、最も
ましくは1である。
nおよびoは、0~2の整数であることが好まし
、0または1がより好ましく、最も好ましくは
0である。
下付文字bまたはcを付した基[-O-(CH 2 ) a -CO-OR’]の結合位置は、特に限定されないが 少なくとも、ベンゼン環に結合したAのパラ に、-O-(CH 2 ) a -CO-OR’が結合していることが好ましい。かか る化合物は、この化合物を用いて製造される 低分子化合物がレジスト組成物用として好適 であること、合成しやすい等の利点を有する 。
下付文字gを付した水酸基の結合位置は、特
に限定されないが、得られる化合物を用いて
製造される低分子化合物がレジスト組成物用
として好適であること、合成しやすさ等の点
で、少なくとも、フェニル基のパラ位(4位)に
結合していることが好ましい。
R 11
、R 12
およびR 17
の結合位置は、特に限定されないが、合成の
しやすさ等の点で、R 11
が、水酸基が結合した炭素原子に隣接する炭
素原子の少なくとも一方に結合していること
が好ましい。
Aは前記一般式(Ia)で表される基、前記一般
(Ib)で表される基または脂肪族環式基である
式(Ia)中、R 18
、R 19
のアルキル基または芳香族炭化水素基として
は、上記R 11
~R 17
のアルキル基または芳香族炭化水素基と同様
のものが挙げられる。なかでも、R 18
、R 19
としては、レジストのラフネスを低減する点
で、メチル基が好ましい。
r、y、zはそれぞれ独立に0以上の整数であり
、かつr+y+zが4以下である。なかでも、r=1であ
り、かつy+zが1であることが好ましい。
Aの脂肪族環式基としては、置換基を有して
いてもよいし、有していなくてもよい。置換
基としては、炭素数1~5の低級アルキル基、フ
ッ素原子、フッ素原子で置換された炭素数1~5
のフッ素化低級アルキル基、酸素原子(=O)等
挙げられる。
脂肪族環式基の、置換基を除いた基本の環
構造は、炭素および水素からなる基(炭化水
素基)であることに限定はされないが、炭化
素基であることが好ましい。また、「炭化
素基」は飽和または不飽和のいずれでもよ
が、通常は飽和であることが好ましい。
また、「炭化水素基」は、多環式基であるこ
とが好ましい。
このような脂肪族環式基の具体例としては
モノシクロアルカンから2個以上の水素原子
を除いた基;ビシクロアルカン、トリシクロ
ルカン、テトラシクロアルカンなどのポリ
クロアルカンから2個以上の水素原子を除い
基などを例示できる。具体的には、シクロ
ンタン、シクロヘキサン等のモノシクロア
カンから2個以上の水素原子を除いた基や、
アダマンタン、ノルボルナン、イソボルナン
、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン
などのポリシクロアルカンから2個以上の水
原子を除いた基などが挙げられる。
これらの基は、その水素原子の一部または全
部が置換基(例えば低級アルキル基、フッ素
子またはフッ素化アルキル基)で置換されて
てもよい。
これらの中でも、炭素数が4~15の脂肪族環式
基が好ましく、アダマンタンから2個の水素
子を除いた基がより好ましく、特に、アダ
ンタンの1位および3位の水素原子を除いた基
が好ましい。
Aは、前記一般式(Ib)で表される基が、合 が容易である点で最も好ましい。
本発明の化合物(A1)としては、特に、下記 一般式(A-2)で表される化合物が、この化合物 用いて製造されるレジスト組成物用として 適であるため好ましい。
式(A-2)中、R’、R”、R 11
~R 12
、aおよびAは式(A-1)中のR’、R”、R 11
~R 12
、aおよびAと同様である。b’は1~4の整数であ
り、1または2が好ましく、1が最も好ましい。
c’は1~4の整数であり、1または2が好ましく、
1が最も好ましい。
なかでも、b’およびc’が1である化合物が
ましく、特に、下記一般式(A-2-1)で表される
化合物が好ましい。式(A-2)中、R’は水素原子
または酸解離性溶解抑制基であって、複数の
R’はそれぞれ同じであっても異なっていて
よく、複数のR’のうちの少なくとも一部は
解離性溶解抑制基であり;R”は炭素数1~10の
ルキル基であり;R 11
~R 12
はそれぞれ独立に炭素数1~10のアルキル基ま
は芳香族炭化水素基であって、その構造中
ヘテロ原子を含んでもよく;aは1~3の整数であ
り;b’は1~4の整数であり;c’は1~4の整数であ
;Aは前記一般式(Ia)で表される基、前記一般
(Ib)で表される基または脂肪族環式基である
R 12
の結合位置は、特に限定されないが、合成の
しやすさ等の点で、OR’’基のオルト位また
メタ位に結合していることが好ましい。
すなわち、式(A-2)で表される化合物として
、下記一般式(A-2-2)または(A-2-3)で表される化
合物が好ましい。
化合物(A1)は、スピンコート法によりアモル
ファス(非晶質)な膜を形成しうる材料である
とが好ましい。ここで、アモルファスな膜
は、結晶化しない光学的に透明な膜を意味
る。スピンコート法は、一般的に用いられ
いる薄膜形成手法の1つである。
この化合物がスピンコート法によりアモル
ァスな膜を形成しうる材料であるかどうか
、8インチシリコンウェーハ上にスピンコー
ト法により形成した塗膜が全面透明であるか
否かにより判別できる。より具体的には、例
えば以下のようにして判別できる。まず、こ
の化合物に、一般的にレジスト溶剤に用いら
れている溶剤を用いて、例えば乳酸エチル/
ロピレングリコールモノメチルエーテルア
テート=40/60(質量比)の混合溶剤(以下、EMと略
記する)を用いて、濃度が14質量%となるよう
解し、超音波洗浄器を用いて超音波処理(溶
処理)を施して溶解させ、-この溶液を、ウ
ーハ上に1500rpmにてスピンコートし、任意に1
10℃、90秒の条件で乾燥ベーク(PAB,Post Applied
Bake)し、この状態で、目視にて、透明かどう
によりアモルファスな膜が形成されている
どうかを確認する。なお、透明でない曇っ
膜はアモルファスな膜ではない。
本発明において、化合物(A1)は、上述のよう
にして形成されたアモルファスな膜の安定性
が良好であることが好ましく、例えば上記PAB
後、室温環境下で2週間放置した後でも、ア
ルファスな状態が維持されていることが好
しい。
化合物(A1)は、下記一般式(II)で表される 合物(II)のフェノール性水酸基末端の水素原 の一部または全部を、周知の方法により、 素数1~10のアルキル基(R”)で置換することに より製造できる。
化合物(II)は、下記一般式(I)で表される化 合物(I)のカルボキシ基末端の水素原子の一部 または全部を、周知の方法により、酸解離性 溶解抑制基で置換することにより製造できる 。
化合物(I)は、従来公知の方法により製造で
、たとえば、2個のサリチルアルデヒド(置
基を有していてもよい)が前記Aを介して結合
してなるビスサリチルアルデヒド誘導体と、
置換基を有するフェノール化合物とを酸性条
件下で脱水縮合させることによりトリス(ヒ
ロキシフェニル)メタン誘導体を得、このト
ス(ヒドロキシフェニル)メタン誘導体の水
基に、ブロモアセテート誘導体等のハロゲ
化カルボン酸を反応させてカルボキシアル
ルオキシ基を導入することにより製造でき
。しかし、このような従来公知の方法では
カルボキシアルキルオキシ基が導入される
酸基の位置や数を制御しにくく、Aを介して
合した2つのベンゼン環それぞれにカルボキ
シアルキルオキシ基が結合した化合物(I)の収
率が低いという問題がある。
そのため、化合物(I)は、下記一般式(I-1)で
される化合物(I-1)と下記一般式(I-2)で表され
化合物(I-2)とを反応させて下記一般式(I-3)で
表される化合物(I-3)を得る工程(以下、化合物
(I-3)形成工程という)と、
前記化合物(I-3)と下記一般式(I-4)で表される
化合物(I-4)とを酸性条件下で反応させる工程
経て化合物(I)を得る工程(以下、化合物(I)形
成工程という)とを有する製造方法により製
されることが好ましい。
<化合物(I-3)形成工程>
一般式(I-1)~(I-3)中、R 13
~R 16
、a、b、l、m、c、n、oおよびAは、上記一般式(
I)中のR 13
~R 16
、a、b、l、m、c、n、oおよびAと同様である。
一般式(I-2)中、Xのハロゲン原子としては、
素原子、塩素原子、フッ素原子等が挙げら
る。反応性に優れることから、臭素原子が
ましい。
Rの保護基は、化合物(I-1)と化合物(I-2)とを
応させる際に反応せず、かつ、次の化合物(I
)形成工程において化合物(I-3)を反応させる際
の酸性条件下で解離する酸解離性の基であれ
ば特に限定されず、一般的に保護基として提
案されているもののなかから任意に選択でき
る。
かかる保護基としては、上記式(A-1)中のR’
酸解離性溶解抑制基として挙げたものと同
のものが挙げられる。
Rの保護基としては、酸により解離しやすい
こと、入手の容易さ等の点で、第3級アルキ
基またはアルコキシアルキル基が好ましく
特に、鎖状のもの(鎖状の第3級アルキル基;
(p2)において、R 2-
が直鎖状または分岐状のアルキル基であって
、その構造中にヘテロ原子を含んでもよく、
R 3
が水素原子または直鎖状または分岐状の低級
アルキル基であるアルコキシアルキル基等)
好ましく、鎖状の第3級アルキル基がより好
しく、tert-ブチル基が最も好ましい。
化合物(I-1)と化合物(I-2)とは、公知の方法に
より反応させることができ、たとえば、アセ
トン等の有機溶剤に化合物(I-1)を溶解し、前
溶液中に炭酸カリウム等の塩基を添加し、
拌しながら前記溶液中に、使用する化合物(
I-1)に対して約2当量倍の化合物(I-2)を添加す
ことにより反応させることができる。
このとき使用する有機溶剤としては、化合
(I-1)および化合物(I-2)、並びに生成する化合
物(I-3)を溶解するものであればよく、一般的
有機溶剤から任意のものを選択すればよい
一般的な有機溶剤としては、例えば、アセ
ン、メチルエチルケトン、メチルアミルケ
ン、シクロヘキサノン等のケトン類;THF、ジ
オキサン、グライム、プロピレングリコール
モノメチルエーテル等のエーテル類;酢酸エ
ル、乳酸エチル等のエステル類;プロピレン
リコールメチルエーテルアセテート等のエ
テルエステル類;γ-ブチロラクトン等のラク
トン類等を挙げることができ、これらを単独
で、または混合して用いることができる。
反応温度は、10~60℃が好ましく、20~60℃がよ
り好ましく、通常、室温(20~25℃)程度でよい
反応時間は、1~24時間が好ましく、4~15時間
より好ましい。
反応終了後、反応液は、そのまま次の工 に用いてもよいが、水/酢酸エチル等を添加 し、有機相(酢酸エチル相等)を減圧濃縮して 合物(I-3)を得てもよい。
<化合物(I)形成工程>
一般式(I-4)中、R 11
、R 12
、R 17
、g、j、kおよびqは、それぞれ、上記式(I)中
R 11
、R 12
、R 17
、g、j、kおよびqと同様である。
本工程では、まず、化合物(I-3)と化合物(I-4)
とを酸性条件下で反応させる工程を行う。こ
れにより、化合物(I-3)のホルミル基(-CHO)と化
物(I-4)とが反応するとともに、化合物(I-3)の
保護基Rが解離してカルボキシ基が生成する
具体的には、例えば、使用する化合物(I-3)
対して約4当量倍の化合物(I-4)をメタノール
の有機溶剤に溶解し、前記溶液中に、塩酸
の酸を添加し、この混合溶液中に、化合物(I
-3)を添加することにより反応させることがで
きる。
このとき使用する酸としては、化合物(I-3)
化合物(I-4)とが反応し、かつ保護基Rが解離
るものであれば特に制限はない。好ましく
塩酸、硫酸、無水硫酸、p-トルエンスルホン
酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタン
スルホン酸、シュウ酸、ギ酸、リン酸、トリ
クロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等を好ましい
具体例として挙げることができる。特に、塩
酸が好ましく用いられる。これらの酸は、い
ずれか1種を単独で用いてもよく、2種類以上
合して用いてもよい。
酸の添加量は、例えば、35%質量塩酸の場合
、化合物(I-3)100質量部に対して、1~700質量部
、好ましくは、100~600質量部の範囲で用いら
る。
反応温度は、20~80℃が好ましく、30~65℃がよ
り好ましい。
反応時間は、2~96時間が好ましく、5~72時間
より好ましい。
反応終了後、反応液に水酸化ナトリウム等
塩基を添加して、反応液中の酸を中和する
このとき、たとえば反応液に用いる有機溶
としてメタノール等のアルコールを用いた
合、生じたカルボキシ基が前記アルコール
より若干エステル化している場合がある。
のため、エステルを加水分解させるために
過剰の塩基を加えることが好ましい。
このようにして得られる反応液中には、化
物(I)が、塩となって溶解している。そのた
、たとえば反応液を分液ロートに移し、水/
ジエチルエーテル等で洗浄して原料(反応に
いた化合物等)を除去し、次いで水層を抜き
り、塩酸水溶液で中和すると、沈殿が生じ
。この沈殿物をろ過等によって回収するこ
により、化合物(I)が得られる。
この未精製の化合物(I)は、さらに、再沈等
精製処理を行ってもよい。
上記化合物(A1)は、後述するように、酸の作
用によりアルカリ可溶性が増大する基材成分
(A)、および放射線の照射により酸を発生する
酸発生剤成分(B)を含有するポジ型レジスト組
成物において、前記基材成分(A)として好適に
使用できる。
化合物(A1)を含有するポジ型レジスト組成物
を用いることにより、高解像性のレジストパ
ターン、たとえばパターン寸法200nm以下の超
細なレジストパターンを形成でき、しかも
フネスも低減できる。
これは、化合物(A1)の均一性によると推測さ
れる。すなわち、レジスト材料の基材成分と
して高分子量の重合体(樹脂)を用いる従来の
ジストは、分子量分散やアルカリ溶解性分
を制御することが難しい。そのため、これ
の分散や、その分子サイズそのものが原因
なるLERなどの低減には限界がある。
また、上記問題の解決策として考えられて
る低分子化合物も、上述した非特許文献1,2
に記載されているように、アルカリ可溶性
を酸解離性溶解抑制基で保護することから
分子ごとに、保護されるアルカリ可溶性基
位置やその保護率などにばらつきが発生し
結果、その性質にもばらつきが生じて上記
同様の問題が生じる。
一方、化合物(A1)は、低分子量の非重合体で
ある。また、その製造に用いられる化合物(I)
は、上述したように、アルカリ可溶性基とし
てフェノール性水酸基とカルボキシ基とを有
しており、アルカリ可溶性基を酸解離性溶解
抑制基により保護する際、より反応性の高い
カルボキシ基が選択的に保護される。そのた
め、得られる化合物(A1)は、たとえばアルカ
可溶性基として水酸基のみを等量有するよ
な場合に比べ、その構造や分子量にばらつ
が少ない。そのため、化合物(A1)は、分子ご
のアルカリ溶解性や親水性・疎水性等の性
のばらつきが少なく、均一な性質のレジス
膜が形成できる。そのため、化合物(A1)を用
いることにより、均一な性質のレジスト膜を
形成でき、それによって高解像性のレジスト
パターンを形成でき、また、ラフネスも低減
できると推測される。
さらに、上述したように、化合物(A1)の性質
が均一で、均一な性質(アルカリ溶解性や親
性・疎水性等)のレジスト膜を形成できると
えられることから、化合物(A1)を用いること
により、ディフェクトも低減できる。ここで
、ディフェクトとは、例えば、KLAテンコール
社の表面欠陥観察装置(商品名「KLA」)により
現像後のレジストパターンを真上から観察
た際に検知される不具合全般のことである
この不具合とは、例えば現像後のスカム、
、ゴミ、レジストパターン間のブリッジ、
むら、析出物等である。
また、化合物(A1)の性質が均一で、有機溶剤
等に対する溶解性も均一であると考えられる
ことから、化合物(A1)を含有するポジ型レジ
ト組成物の保存安定性も向上する。
<ポジ型レジスト組成物>
本発明のポジ型レジスト組成物は、酸の作
によりアルカリ可溶性が増大する基材成分(
A)(以下、(A)成分という。)、および放射線の
射により酸を発生する酸発生剤成分(B)(以下
(B)成分という。)を含有し、前記(A)成分とし
て化合物(A1)を含有する。
(A)成分および(B)成分を含有するポジ型レジ
ト組成物においては、露光により前記(B)成
から発生した酸が前記(A)成分に作用すると
(A)成分全体がアルカリ不溶性からアルカリ
溶性に変化する。そのため、レジストパタ
ンの形成において、前記ポジ型レジスト組
物からなるレジスト膜を選択的に露光する
、または露光に加えて露光後加熱すると、
光部はアルカリ可溶性へ転じ、一方で、未
光部はアルカリ不溶性のまま変化しないの
、アルカリ現像することによりポジ型のレ
ストパターンが形成できる。
[(A)成分]
(A)成分は、上記化合物(A1)を含有する。
化合物(A1)は、1種単独で用いてもよく、2種
上を併用してもよい。
(A)成分中、化合物(A1)の割合は、40質量%超で
あることが好ましく、50質量%超であることが
より好ましく、80質量%超がさらに好ましく、
最も好ましくは100質量%である。
(A)成分中の化合物(A1)の割合は、逆相クロマ
トグラフィー等の手段により測定できる。
(A)成分は、さらに、化合物(A1)を用いること
による効果を損なわない範囲で、これまで化
学増幅型レジストの基材成分として提案され
ている任意の樹脂成分(以下、(A2)成分という
とがある)を含有していてもよい。
(A2)成分としては、例えば従来の化学増幅型
のKrF用ポジ型レジスト組成物、ArF用ポジ型レ
ジスト組成物等のベース樹脂として提案され
ているものが挙げられ、レジストパターン形
成時に用いる露光光源の種類に応じて適宜選
択できる。
ポジ型レジスト組成物中の(A)成分の含有 は、形成しようとするレジスト膜厚に応じ 調整すればよい。
[(B)成分]
(B)成分としては、特に限定されず、これま
化学増幅型レジスト用の酸発生剤として提
されているものを使用することができる。
このような酸発生剤としては、これまで、
ードニウム塩やスルホニウム塩などのオニ
ム塩系酸発生剤、オキシムスルホネート系
発生剤、ビスアルキルまたはビスアリール
ルホニルジアゾメタン類、ポリ(ビススルホ
ニル)ジアゾメタン類などのジアゾメタン系
発生剤、ニトロベンジルスルホネート系酸
生剤、イミノスルホネート系酸発生剤、ジ
ルホン系酸発生剤など多種のものが知られ
いる。
オニウム塩系酸発生剤としては、例えば 記一般式(b-0)で表される酸発生剤が例示で る。
一般式(b-0)において、R 51
は、直鎖、分岐鎖若しくは環状のアルキル基
、または直鎖、分岐鎖若しくは環状のフッ素
化アルキル基を表す。
前記直鎖若しくは分岐鎖状のアルキル基と
ては、炭素数1~10であることが好ましく、炭
素数1~8であることがさらに好ましく、炭素数
1~4であることが最も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、炭素数4~12
であることが好ましく、炭素数5~10であるこ
がさらに好ましく、炭素数6~10であることが
も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1
~10であることが好ましく、炭素数1~8であるこ
とがさらに好ましく、炭素数1~4であることが
最も好ましい。また。前記フッ化アルキル基
のフッ素化率(アルキル基中全水素原子の個
に対する置換したフッ素原子の個数の割合)
、好ましくは10~100%、さらに好ましくは50~100
%であり、特に水素原子をすべてフッ素原子
置換したものが、酸の強度が強くなるので
ましい。
R 51
としては、直鎖状のアルキル基またはフッ素
化アルキル基であることが最も好ましい。
R 52
は、水素原子、水酸基、ハロゲン原子、直鎖
、分岐鎖若しくは環状のアルキル基、直鎖、
若しくは分岐鎖状のハロゲン化アルキル基、
または直鎖若しくは分岐鎖状のアルコキシ基
である。
R 52
において、ハロゲン原子としては、フッ素原
子、臭素原子、塩素原子、ヨウ素原子などが
挙げられ、フッ素原子が好ましい。
R 52
において、アルキル基は、直鎖または分岐鎖
状であるときは、その炭素数は好ましくは1~5
、特に1~4、さらには1~3であることが望ましい
。R 52
が環状のアルキル基であるときは、炭素数が
4~12であることが好ましく、5~10であることが
に好ましく、6~10であることが最も好ましい
。
R 52
において、ハロゲン化アルキル基は、アルキ
ル基中の水素原子の一部または全部がハロゲ
ン原子で置換された基である。ここでのアル
キル基は、前記R 52
における直鎖または分岐鎖状の「アルキル基
」と同様のものが挙げられる。置換するハロ
ゲン原子としては上記「ハロゲン原子」と同
様のものが挙げられる。ハロゲン化アルキル
基において、水素原子の全個数の50~100%がハ
ゲン原子で置換されていることが望ましく
全て置換されていることがより好ましい。
R 52
において、アルコキシ基としては、直鎖状ま
たは分岐鎖状であり、その炭素数は好ましく
は1~5、特に1~4、さらには1~3であることが望ま
しい。
R 52
としては、これらの中でも水素原子が好まし
い。
R 53
は置換基を有していてもよいアリール基であ
り、置換基を除いた基本環(母体環)の構造と
ては、ナフチル基、フェニル基、アントラ
ニル基などが挙げられる。本発明の効果やA
rFエキシマレーザーなどの露光光の吸収の観
から、フェニル基が望ましい。
置換基としては、水酸基、低級アルキル基(
直鎖または分岐鎖状であり、その好ましい炭
素数は5以下であり、特にメチル基が好まし
)などを挙げることができる。
R 53
のアリール基としては、置換基を有しないも
のがより好ましい。
u”は1~3の整数であり、2または3であること
好ましく、特に3であることが望ましい。
一般式(b-0)で表される酸発生剤の好まし ものとしては、以下の化学式で表されるも を挙げることができる。
一般式(b-0)で表される酸発生剤は1種また 2種以上混合して用いることができる。
一般式(b-0)で表される酸発生剤の他のオ ウム塩系酸発生剤としては、例えば下記一 式(b-1)または(b-2)で表される化合物が挙げら る。
式(b-1)中、R 1
”~R 3
”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキ
ル基を表す。R 1
”~R 3
”のうち、少なくとも1つはアリール基を表
。R 1
”~R 3
”のうち、2以上がアリール基であることが
ましく、R 1
”~R 3
”のすべてがアリール基であることが最も好
ましい。
R 1
”~R 3
”のアリール基としては、特に制限はなく、
例えば、炭素数6~20のアリール基であって、
記アリール基は、その水素原子の一部また
全部がアルキル基、アルコキシ基、ハロゲ
原子等で置換されていてもよく、されてい
くてもよい。アリール基としては、安価に
成可能なことから、炭素数6~10のアリール基
好ましい。具体的には、たとえばフェニル
、ナフチル基が挙げられる。
前記アリール基の水素原子が置換されてい
も良いアルキル基としては、炭素数1~5のア
キル基が好ましく、メチル基、エチル基、
ロピル基、n‐ブチル基、tert‐ブチル基で
ることが最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されてい
も良いアルコキシ基としては、炭素数1~5の
ルコキシ基が好ましく、メトキシ基、エト
シ基が最も好ましい。
前記アリール基の水素原子が置換されてい
も良いハロゲン原子としては、フッ素原子
あることが好ましい。
R 1
”~R 3
”のアルキル基としては、特に制限はなく、
例えば炭素数1~10の直鎖状、分岐状または環
のアルキル基等が挙げられる。解像性に優
る点から、炭素数1~5であることが好ましい
具体的には、メチル基、エチル基、n-プロピ
ル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブ
ル基、n-ペンチル基、シクロペンチル基、
キシル基、シクロヘキシル基、ノニル基、
カニル基等が挙げられ、解像性に優れ、ま
安価に合成可能なことから好ましいものと
て、メチル基を挙げることができる。
これらの中で、R 1
”~R 3
”はすべてフェニル基であることが最も好ま
しい。
R 4
”は、直鎖、分岐または環状のアルキル基ま
たはフッ素化アルキル基を表す。
前記直鎖のアルキル基としては、炭素数1~10
であることが好ましく、炭素数1~8であること
がさらに好ましく、炭素数1~4であることが最
も好ましい。
前記環状のアルキル基としては、前記R 1
”で示したような環式基であって、炭素数4~1
5であることが好ましく、炭素数4~10であるこ
がさらに好ましく、炭素数6~10であることが
最も好ましい。
前記フッ素化アルキル基としては、炭素数1
~10であることが好ましく、炭素数1~8であるこ
とがさらに好ましく、炭素数1~4であることが
最も好ましい。また。前記フッ化アルキル基
のフッ素化率(アルキル基中のフッ素原子の
合)は、好ましくは10~100%、さらに好ましくは
50~100%であり、特に水素原子をすべてフッ素
子で置換したものが、酸の強度が強くなる
で好ましい。
R 4
”としては、直鎖または環状のアルキル基、
またはフッ素化アルキル基であることが最も
好ましい。
式(b-2)中、R 5
”~R 6
”はそれぞれ独立にアリール基またはアルキ
ル基を表す。R 5
”~R 6
”のうち、少なくとも1つはアリール基を表
。R 5
”~R 6
”のすべてがアリール基であることが最も好
ましい。
R 5
”~R 6
”のアリール基としては、R 1
”~R 3
”のアリール基と同様のものが挙げられる。
R 5
”~R 6
”のアルキル基としては、R 1
”~R 3
”のアルキル基と同様のものが挙げられる。
これらの中で、R 5
”~R 6
”はすべてフェニル基であることが最も好ま
しい。
式(b-2)中のR 4
”としては上記式(b-1)のR 4
”と同様のものが挙げられる。
式(b-1)、(b-2)で表されるオニウム塩系酸発 生剤の具体例としては、ジフェニルヨードニ ウムのトリフルオロメタンスルホネートまた はノナフルオロブタンスルホネート、ビス(4- tert-ブチルフェニル)ヨードニウムのトリフル オロメタンスルホネートまたはノナフルオロ ブタンスルホネート、トリフェニルスルホニ ウムのトリフルオロメタンスルホネート、そ のヘプタフルオロプロパンスルホネートまた はそのノナフルオロブタンスルホネート、ト リ(4-メチルフェニル)スルホニウムのトリフ オロメタンスルホネート、そのヘプタフル ロプロパンスルホネートまたはそのノナフ オロブタンスルホネート、ジメチル(4-ヒド キシナフチル)スルホニウムのトリフルオロ タンスルホネート、そのヘプタフルオロプ パンスルホネートまたはそのノナフルオロ タンスルホネート、モノフェニルジメチル ルホニウムのトリフルオロメタンスルホネ ト、そのヘプタフルオロプロパンスルホネ トまたはそのノナフルオロブタンスルホネ ト、ジフェニルモノメチルスルホニウムの リフルオロメタンスルホネート、そのヘプ フルオロプロパンスルホネートまたはその ナフルオロブタンスルホネート、(4-メチル ェニル)ジフェニルスルホニウムのトリフル オロメタンスルホネート、そのヘプタフルオ ロプロパンスルホネートまたはそのノナフル オロブタンスルホネート、(4-メトキシフェニ ル)ジフェニルスルホニウムのトリフルオロ タンスルホネート、そのヘプタフルオロプ パンスルホネートまたはそのノナフルオロ タンスルホネート、トリ(4-tert-ブチル)フェ ルスルホニウムのトリフルオロメタンスル ネート、そのヘプタフルオロプロパンスル ネートまたはそのノナフルオロブタンスル ネート、ジフェニル(1-(4-メトキシ)ナフチル) スルホニウムのトリフルオロメタンスルホネ ート、そのヘプタフルオロプロパンスルホネ ートまたはそのノナフルオロブタンスルホネ ートなどが挙げられる。また、これらのオニ ウム塩のアニオン部がメタンスルホネート、 n-プロパンスルホネート、n-ブタンスルホネ ト、n-オクタンスルホネートに置き換えたオ ニウム塩も用いることができる。
また、前記一般式(b-1)又は(b-2)において、 アニオン部を下記一般式(b-3)又は(b-4)で表さ るアニオン部に置き換えたオニウム塩系酸 生剤も用いることができる(カチオン部は(b-1 )又は(b-2)と同様)。
X”は、少なくとも1つの水素原子がフッ素
子で置換された直鎖状または分岐状のアル
レン基であり、前記アルキレン基の炭素数
2~6であり、好ましくは炭素数3~5、最も好ま
くは炭素数3である。
Y”、Z”は、それぞれ独立に、少なくとも1
の水素原子がフッ素原子で置換された直鎖
または分岐状のアルキル基であり、前記ア
キル基の炭素数は1~10であり、好ましくは炭
素数1~7、より好ましくは炭素数1~3である。
X”のアルキレン基の炭素数またはY”、Z”
アルキル基の炭素数は、上記炭素数の範囲
において、レジスト溶媒への溶解性も良好
ある等の理由により、小さいほど好ましい
また、X”のアルキレン基またはY”、Z”の
ルキル基において、フッ素原子で置換され
いる水素原子の数が多いほど、酸の強度が
くなり、また200nm以下の高エネルギー光や
子線に対する透明性が向上するので好まし
。前記アルキレン基またはアルキル基中の
ッ素原子の割合、すなわちフッ素化率は、
ましくは70~100%、さらに好ましくは90~100%であ
り、最も好ましくは、全ての水素原子がフッ
素原子で置換されたパーフルオロアルキレン
基またはパーフルオロアルキル基である。
本明細書において、オキシムスルホネー 系酸発生剤とは、下記一般式(B-1)で表され 基を少なくとも1つ有する化合物であって、 射線の照射によって酸を発生する特性を有 るものである。この様なオキシムスルホネ ト系酸発生剤は、化学増幅型レジスト組成 用として多用されているので、任意に選択 て用いることができる。
R 31
、R 32
の有機基は、炭素原子を含む基であり、炭素
原子以外の原子(たとえば水素原子、酸素原
、窒素原子、硫黄原子、ハロゲン原子(フッ
原子、塩素原子等)等)を有していてもよい
R 31
の有機基としては、直鎖、分岐または環状の
アルキル基またはアリール基が好ましい。こ
れらのアルキル基、アリール基は置換基を有
していても良い。前記置換基としては、特に
制限はなく、たとえばフッ素原子、炭素数1~6
の直鎖、分岐または環状のアルキル基等が挙
げられる。ここで、「置換基を有する」とは
、アルキル基またはアリール基の水素原子の
一部または全部が置換基で置換されているこ
とを意味する。
アルキル基としては、炭素数1~20が好ましく
、炭素数1~10がより好ましく、炭素数1~8がさ
に好ましく、炭素数1~6が特に好ましく、炭
数1~4が最も好ましい。アルキル基としては
特に、部分的または完全にハロゲン化され
アルキル基(以下、ハロゲン化アルキル基と
うことがある)が好ましい。なお、部分的に
ハロゲン化されたアルキル基とは、水素原子
の一部がハロゲン原子で置換されたアルキル
基を意味し、完全にハロゲン化されたアルキ
ル基とは、水素原子の全部がハロゲン原子で
置換されたアルキル基を意味する。ハロゲン
原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素
原子、ヨウ素原子等が挙げられ、特にフッ素
原子が好ましい。すなわち、ハロゲン化アル
キル基は、フッ素化アルキル基であることが
好ましい。
アリール基は、炭素数4~20が好ましく、炭素
数4~10がより好ましく、炭素数6~10が最も好ま
い。アリール基としては、特に、部分的ま
は完全にハロゲン化されたアリール基が好
しい。なお、部分的にハロゲン化されたア
ール基とは、水素原子の一部がハロゲン原
で置換されたアリール基を意味し、完全に
ロゲン化されたアリール基とは、水素原子
全部がハロゲン原子で置換されたアリール
を意味する。
R 31
としては、特に、置換基を有さない炭素数1~4
のアルキル基、または炭素数1~4のフッ素化ア
ルキル基が好ましい。
R 32
の有機基としては、直鎖、分岐または環状の
アルキル基、アリール基またはシアノ基が好
ましい。R 32
のアルキル基、アリール基としては、前記R 31
で挙げたアルキル基、アリール基と同様のも
のが挙げられる。
R 32
としては、特に、シアノ基、置換基を有さな
い炭素数1~8のアルキル基、または炭素数1~8の
フッ素化アルキル基が好ましい。
オキシムスルホネート系酸発生剤として さらに好ましいものとしては、下記一般式( B-2)または(B-3)で表される化合物が挙げられる 。
前記一般式(B-2)において、R 33
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基は、炭素数が1~10であること
好ましく、炭素数1~8がより好ましく、炭素
1~6が最も好ましい。
R 33
としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく
、フッ素化アルキル基がより好ましい。
R 33
におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基
の水素原子が50%以上フッ素化されていること
が好ましく、より好ましくは70%以上、さらに
好ましくは90%以上フッ素化されていることが
好ましい。
R 34
のアリール基としては、フェニル基、ビフェ
ニル(biphenyl)基、フルオレニル(fluorenyl)基、ナ
フチル基、アントラセル(anthracyl)基、フェナ
トリル基等の、芳香族炭化水素の環から水
原子を1つ除いた基、およびこれらの基の環
を構成する炭素原子の一部が酸素原子、硫黄
原子、窒素原子等のヘテロ原子で置換された
ヘテロアリール基等が挙げられる。これらの
なかでも、フルオレニル基が好ましい。
R 34
のアリール基は、炭素数1~10のアルキル基、
ロゲン化アルキル基、アルコキシ基等の置
基を有していても良い。前記置換基におけ
アルキル基またはハロゲン化アルキル基は
炭素数が1~8であることが好ましく、炭素数1~
4がさらに好ましい。また、前記ハロゲン化
ルキル基は、フッ素化アルキル基であるこ
が好ましい。
R 35
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基は、炭素数が1~10であること
好ましく、炭素数1~8がより好ましく、炭素
1~6が最も好ましい。
R 35
としては、ハロゲン化アルキル基が好ましく
、フッ素化アルキル基がより好ましく、部分
的にフッ素化されたアルキル基が最も好まし
い。
R 35
におけるフッ素化アルキル基は、アルキル基
の水素原子が50%以上フッ素化されていること
が好ましく、より好ましくは70%以上、さらに
好ましくは90%以上フッ素化されていることが
、発生する酸の強度が高まるため好ましい。
最も好ましくは、水素原子が100%フッ素置換
れた完全フッ素化アルキル基である。
前記一般式(B-3)において、R 36
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基としては、上記R 33
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
R 37
の2または3価の芳香族炭化水素基としては、
記R 34
のアリール基からさらに1または2個の水素原
を除いた基が挙げられる。
R 38
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基としては、上記R 35
の置換基を有さないアルキル基またはハロゲ
ン化アルキル基と同様のものが挙げられる。
p”は好ましくは2である。
オキシムスルホネート系酸発生剤の具体例
しては、α-(p-トルエンスルホニルオキシイ
ノ)-ベンジルシアニド、α-(p-クロロベンゼ
スルホニルオキシイミノ)-ベンジルシアニド
、α-(4-ニトロベンゼンスルホニルオキシイミ
ノ)-ベンジルシアニド、α-(4-ニトロ-2-トリフ
オロメチルベンゼンスルホニルオキシイミ
)-ベンジルシアニド、α-(ベンゼンスルホニ
オキシイミノ)-4-クロロベンジルシアニド、
α-(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)-2,4-ジ
ロロベンジルシアニド、α-(ベンゼンスルホ
ルオキシイミノ)-2,6-ジクロロベンジルシア
ド、α-(ベンゼンスルホニルオキシイミノ)-4
-メトキシベンジルシアニド、α-(2-クロロベ
ゼンスルホニルオキシイミノ)-4-メトキシベ
ジルシアニド、α-(ベンゼンスルホニルオキ
シイミノ)-チエン-2-イルアセトニトリル、α-(
4-ドデシルベンゼンスルホニルオキシイミノ)
-ベンジルシアニド、α-[(p-トルエンスルホニ
オキシイミノ)-4-メトキシフェニル]アセト
トリル、α-[(ドデシルベンゼンスルホニルオ
キシイミノ)-4-メトキシフェニル]アセトニト
ル、α-(トシルオキシイミノ)-4-チエニルシ
ニド、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)-1-
シクロペンテニルアセトニトリル、α-(メチ
スルホニルオキシイミノ)-1-シクロヘキセニ
アセトニトリル、α-(メチルスルホニルオキ
シイミノ)-1-シクロヘプテニルアセトニトリ
、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)-1-シク
ロオクテニルアセトニトリル、α-(トリフル
ロメチルスルホニルオキシイミノ)-1-シクロ
ンテニルアセトニトリル、α-(トリフルオロ
メチルスルホニルオキシイミノ)-シクロヘキ
ルアセトニトリル、α-(エチルスルホニルオ
キシイミノ)-エチルアセトニトリル、α-(プロ
ピルスルホニルオキシイミノ)-プロピルアセ
ニトリル、α-(シクロヘキシルスルホニルオ
キシイミノ)-シクロペンチルアセトニトリル
α-(シクロヘキシルスルホニルオキシイミノ
)-シクロヘキシルアセトニトリル、α-(シクロ
ヘキシルスルホニルオキシイミノ)-1-シクロ
ンテニルアセトニトリル、α-(エチルスルホ
ルオキシイミノ)-1-シクロペンテニルアセト
ニトリル、α-(イソプロピルスルホニルオキ
イミノ)-1-シクロペンテニルアセトニトリル
α-(n-ブチルスルホニルオキシイミノ)-1-シク
ロペンテニルアセトニトリル、α-(エチルス
ホニルオキシイミノ)-1-シクロヘキセニルア
トニトリル、α-(イソプロピルスルホニルオ
キシイミノ)-1-シクロヘキセニルアセトニト
ル、α-(n-ブチルスルホニルオキシイミノ)-1-
クロヘキセニルアセトニトリル、α-(メチル
スルホニルオキシイミノ)-フェニルアセトニ
リル、α-(メチルスルホニルオキシイミノ)-p
-メトキシフェニルアセトニトリル、α-(トリ
ルオロメチルスルホニルオキシイミノ)-フ
ニルアセトニトリル、α-(トリフルオロメチ
スルホニルオキシイミノ)-p-メトキシフェニ
ルアセトニトリル、α-(エチルスルホニルオ
シイミノ)-p-メトキシフェニルアセトニトリ
、α-(プロピルスルホニルオキシイミノ)-p-
チルフェニルアセトニトリル、α-(メチルス
ホニルオキシイミノ)-p-ブロモフェニルアセ
トニトリルなどが挙げられる。
また、特開平9-208554号公報(段落[0012]~[0014]の
[化18]~[化19])に開示されているオキシムスル
ネート系酸発生剤、WO2004/074242A2(65~85頁目のEx
ample1~40)に開示されているオキシムスルホネ
ト系酸発生剤も好適に用いることができる
また、好適なものとして以下のものを例示
ることができる。
上記例示化合物の中でも、下記の4つの化 合物が好ましい。
ジアゾメタン系酸発生剤のうち、ビスアル
ルまたはビスアリールスルホニルジアゾメ
ン類の具体例としては、ビス(イソプロピル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(p-トルエン
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(1,1-ジメチル
チルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(シクロ
ヘキシルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4-
ジメチルフェニルスルホニル)ジアゾメタン
が挙げられる。
また、特開平11-035551号公報、特開平11-035552
公報、特開平11-035573号公報に開示されてい
ジアゾメタン系酸発生剤も好適に用いるこ
ができる。
また、ポリ(ビススルホニル)ジアゾメタン
としては、例えば、特開平11-322707号公報に
示されている、1,3-ビス(フェニルスルホニル
ジアゾメチルスルホニル)プロパン、1,4-ビス(
フェニルスルホニルジアゾメチルスルホニル
)ブタン、1,6-ビス(フェニルスルホニルジアゾ
メチルスルホニル)ヘキサン、1,10-ビス(フェ
ルスルホニルジアゾメチルスルホニル)デカ
、1,2-ビス(シクロヘキシルスルホニルジア
メチルスルホニル)エタン、1,3-ビス(シクロ
キシルスルホニルジアゾメチルスルホニル)
ロパン、1,6-ビス(シクロヘキシルスルホニ
ジアゾメチルスルホニル)ヘキサン、1,10-ビ
(シクロヘキシルスルホニルジアゾメチルス
ホニル)デカンなどを挙げることができる。
(B)成分としては、これらの酸発生剤を1種単
独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせ
用いてもよい。
ポジ型レジスト組成物における(B)成分の含
量は、(A)成分100質量部に対し、0.5~30質量部
好ましく、1~15質量部がより好ましい。上記
範囲とすることでパターン形成が十分に行わ
れる。また、均一な溶液が得られ、保存安定
性が良好となるため好ましい。
[任意成分]
ポジ型レジスト組成物には、レジストパタ
ン形状、引き置き経時安定性(post exposure st
ability of the latent image formed by the pattern-wi
se exposure of the resist layer)などを向上させ
ために、さらに任意の成分として、含窒素
機化合物(D)(以下、(D)成分という)を配合させ
ることができる。
この(D)成分は、既に多種多様なものが提案
れているので、公知のものから任意に用い
ば良く、例えば、n-ヘキシルアミン、n-ヘプ
チルアミン、n-オクチルアミン、n-ノニルア
ン、n-デシルアミン等のモノアルキルアミン
;ジエチルアミン、ジ-n-プロピルアミン、ジ-n
-ヘプチルアミン、ジ-n-オクチルアミン、ジ
クロヘキシルアミン等のジアルキルアミン;
リメチルアミン、トリエチルアミン、トリ-
n-プロピルアミン、トリ-n-ブチルアミン、ト
-n-ヘキシルアミン、トリ-n-ペンチルアミン
トリ-n-ヘプチルアミン、トリ-n-オクチルア
ン、トリ-n-ノニルアミン、トリ-n-デカニル
ミン、トリ-n-ドデシルアミン等のトリアル
ルアミン;ジエタノールアミン、トリエタノ
ールアミン、ジイソプロパノールアミン、ト
リイソプロパノールアミン、ジ-n-オクタノー
ルアミン、トリ-n-オクタノールアミン等のア
ルキルアルコールアミンが挙げられる。これ
らの中でも、特に第2級脂肪族アミンや第3級
肪族アミンが好ましく、炭素数5~10のトリア
ルキルアミンがさらに好ましく、トリ-n-オク
チルアミンが最も好ましい。
これらは単独で用いてもよいし、2種以上を
組み合わせて用いてもよい。
(D)成分は、(A)成分100質量部に対して、通常0
.01~5.0質量部の範囲で用いられる。
ポジ型レジスト組成物には、前記(D)成分の
合による感度劣化の防止、またレジストパ
ーン形状、引き置き経時安定性等の向上の
的で、さらに任意の成分として、有機カル
ン酸又はリンのオキソ酸若しくはその誘導
(E)(以下、(E)成分という)を含有させること
できる。なお、(D)成分と(E)成分は併用する
ともできるし、いずれか1種を用いることも
きる。
有機カルボン酸としては、例えば、マロン
、クエン酸、リンゴ酸、コハク酸、安息香
、サリチル酸などが好適である。リンのオ
ソ酸若しくはその誘導体としては、リン酸
リン酸ジ-n-ブチルエステル、リン酸ジフェ
ルエステルなどのリン酸又はそれらのエス
ルのような誘導体、ホスホン酸、ホスホン
ジメチルエステル、ホスホン酸-ジ-n-ブチル
エステル、フェニルホスホン酸、ホスホン酸
ジフェニルエステル、ホスホン酸ジベンジル
エステルなどのホスホン酸及びそれらのエス
テルのような誘導体、ホスフィン酸、フェニ
ルホスフィン酸などのホスフィン酸及びそれ
らのエステルのような誘導体が挙げられ、こ
れらの中で特にホスホン酸が好ましい。
(E)成分は、(A)成分100質量部当り0.01~5.0質量
の割合で用いられる。
ポジ型レジスト組成物には、さらに所望 より混和性のある添加剤、例えばレジスト の性能を改良するための付加的樹脂、塗布 を向上させるための界面活性剤、溶解抑制 、可塑剤、安定剤、着色剤、ハレーション 止剤、染料などを適宜、添加含有させるこ ができる。
ポジ型レジスト組成物は、材料を有機溶剤(
以下、「(S)成分」ということがある。
)に溶解させて製造することができる。
(S)成分としては、使用する各成分を溶解し
均一な溶液とすることができるものであれ
よく、従来、化学増幅型レジストの溶剤と
て公知のものの中から任意のものを1種また
は2種以上適宜選択して用いることができる
例えば、γ-ブチロラクトン等のラクトン類;
アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキ
サノン、メチル-n-アミルケトン、メチルイソ
アミルケトン、2-ヘプタノンなどのケトン類;
エチレングリコール、ジエチレングリコール
、プロピレングリコール、ジプロピレングリ
コールなどの多価アルコール類及びその誘導
体;エチレングリコールモノアセテート、ジ
チレングリコールモノアセテート、プロピ
ングリコールモノアセテート、またはジプ
ピレングリコールモノアセテート等のエス
ル結合を有する化合物;前記多価アルコール
または前記エステル結合を有する化合物の
ノメチルエーテル、モノエチルエーテル、
ノプロピルエーテル、モノブチルエーテル
のモノアルキルエーテルまたはモノフェニ
エーテル等のエーテル結合を有する化合物
の多価アルコール類の誘導体;ジオキサンの
ような環式エーテル類;乳酸メチル、乳酸エ
ル(EL)、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチ
、ピルビン酸メチル、ピルビン酸エチル、
トキシプロピオン酸メチル、エトキシプロ
オン酸エチルなどのエステル類;アニソール
、エチルベンジルエーテル、クレジルメチル
エーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジル
エーテル、フェネトール、ブチルフェニルエ
ーテル、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン
ン、アミルベンゼン、イソプロピルベンゼン
、トルエン、キシレン、シメン、メシチレン
等の芳香族系有機溶剤などを挙げることがで
きる。
これらの有機溶剤は単独で用いてもよく、2
種以上の混合溶剤として用いてもよい。
中でも、プロピレングリコールモノメチル
ーテルアセテート(PGMEA)、プロピレングリコ
ールモノメチルエーテル(PGME)、乳酸エチル(EL
)が好ましい。
また、PGMEAと極性溶剤とを混合した混合溶
は好ましい。その配合比(質量比)は、PGMEAと
性溶剤との相溶性等を考慮して適宜決定す
ばよいが、好ましくは1:9~9:1、より好ましく
は2:8~8:2の範囲内とすることが好ましい。
より具体的には、極性溶剤としてELを配合
る場合は、PGMEA:ELの質量比は、好ましくは1:9
~9:1、より好ましくは2:8~8:2である。また、極
溶剤としてPGMEを配合する場合は、PGMEA:PGME
質量比は、好ましくは1:9~9:1、より好ましく
2:8~8:2、さらに好ましくは3:7~7:3である。
また、(S)成分として、その他には、PGMEA及
ELの中から選ばれる少なくとも1種とγ-ブチ
ラクトンとの混合溶剤も好ましい。この場
、混合割合としては、前者と後者の質量比
好ましくは70:30~95:5とされる。
(S)成分の使用量は特に限定しないが、基板
に塗布可能な濃度で、塗布膜厚に応じて適
設定されるものであるが、一般的にはレジ
ト組成物の固形分濃度が2~20質量%、好まし
は5~15質量%の範囲内となる様に用いられる。
<レジストパターン形成方法>
上記ポジ型レジスト組成物は、ポジ型レジ
ト組成物を用いて基板上にレジスト膜を形
する工程、前記レジスト膜を露光する工程
および前記レジスト膜を現像してレジスト
ターンを形成する工程を含むレジストパタ
ン形成方法に使用できる。
前記レジストパターン形成方法は、たとえ
以下のようにして実施できる。すなわち、
ずシリコンウェーハのような基板上に、上
ポジ型レジスト組成物をスピンナーなどで
布し、任意にプレベーク(PAB)を施してレジ
ト膜を形成する。形成されたレジスト膜を
例えばArF露光装置、電子線描画装置、EUV露
装置等の露光装置を用いて、マスクパター
を介した露光、またはマスクパターンを介
ない電子線の直接照射による描画等により
択的に露光した後、PEB(露光後加熱)を施す。
続いて、アルカリ現像液を用いて現像処理し
た後、リンス処理を行って、基板上の現像液
および前記現像液によって溶解したレジスト
組成物を洗い流し、乾燥させて、レジストパ
ターンを得る。
これらの工程は、周知の手法を用いて行う
とができる。操作条件等は、使用するポジ
レジスト組成物の組成や特性に応じて適宜
定することが好ましい。
露光光源は、特に限定されず、ArFエキシマ
ーザー、KrFエキシマレーザー、F 2
エキシマレーザー、EUV(極紫外線)、VUV(真空紫
外線)、電子線、X線、軟X線などの放射線を用
いて行うことができる。特に、上記ポジ型レ
ジスト組成物は、ArFエキシマレーザー、電子
線またはEUV、特にArFエキシマレーザーまたは
電子線に対して有効である。
なお、場合によっては、上記アルカリ現像
ポストベーク工程を含んでもよいし、基板
レジスト膜との間には、有機系または無機
の反射防止膜を設けてもよい。
<溶解抑制剤>
上記化合物(A1)は、ポジ型レジスト組成物用
の溶解抑制剤としても好適に用いることがで
きる。化合物(A1)からなる溶解抑制剤を用い
ことにより、前記溶解抑制剤を含有するポ
型レジスト組成物を用いて得られるレジス
膜(露光前)のアルカリ溶解性が抑制される。
そのため、前記レジスト膜を選択的に露光し
た際に、露光部と未露光部との間のアルカリ
溶解性の差(溶解コントラスト)が大きくなり
解像性や形状が良好なレジストパターンが
成できる。
前記溶解抑制剤は、酸解離性溶解抑制基を
する樹脂成分と酸発生剤成分とを含む2成分
系の化学増幅型レジスト組成物に添加して用
いることができ、また、酸解離性溶解抑制基
を有さない樹脂成分と酸発生剤成分と溶解抑
制剤とを用いる、いわゆる3成分系の化学増
型のレジスト組成物としても用いることが
きる。
以下、本発明の実施例を説明するが、本発
の範囲はこれらの実施例に限定されるもの
はない。
合成例1(化合物(1)の合成)
30gのメチレンビスサリチルアルデヒド(1’)(
本州化学工業製)に500gのアセトンを加え、溶
させた。そこへ48.6gの炭酸カリウム(K 2
CO 3
)を加え、10分間室温で攪拌させた。その後、
45.72gのブロモ酢酸-tert-ブチル(2’)を加え、室
温で12時間反応させた。
反応終了後、水/酢酸エチル(質量比1:1)で抽
、酢酸エチル相を減圧濃縮し、目的とする
合物(3’)を53.5g得た。
次に、2,5-ジメチルフェノール15.14g(4’)、メ
タノール(CH 3
OH)50g、35質量%塩酸水溶液(HClaq.)10gの混合溶液
に、化合物(3’)を12g添加し、60℃で3日間反
させた。
反応終了後、室温に戻し、次いで水酸化ナ
リウム水溶液を添加して10時間攪拌を行っ
。その後、反応液を分液ロートに移して、
/ジエチルエーテルで洗浄して原料を除去し
次いで水層を抜き取り、塩酸水溶液で中和(
pH試験紙で中性を確認)し、沈殿物を得た。こ
の沈殿物をろ過して粗結晶を得た。この粗結
晶をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、ヘ
タンで再沈を行った。次いでこれをろ過し
粗結晶を得た。この粗結晶をTHFに溶解させ
濃縮・乾燥を経て目的の化合物(1)を15.3g得
。
化合物(1)について、 1
H-NMR、IRによる分析を行った。その結果を以
に示した。
1
H-NMRデータ(重ジメチルスルホキシド(DMSO-d6)、
400MHz、内部標準:テトラメチルシラン):δ(ppm)=1
2.68 brs 2H H a
,8.94 brs 4H H b
,6.82-6.27 m 14H H c
,5.85 s 2H H d
,4.47 s 4H H e
,3.32 s 2H H f
,2.09-1.76
brs 24H H g
。
IRデータ:3382cm -1
,2925cm -1
,1728cm -1
,1495cm -1
,1463cm -1
,1411cm -1
,1285cm -1
,1227cm -1
,1195cm -1
,1119cm -1
,1075cm -1
。
この結果から、化合物(1)が下記に示す構造
有することが確認できた。
合成例2(化合物(5)の合成)
4gの化合物(1)を20gのテトラヒドロフラン(THF)
に溶解し、1.52gのEt 3
Nを加えて10分撹拌し、そこへ2.79gのブロモ酢
-2-メチル-2-アダマンチルを加え、室温で10
間撹拌した。反応終了後、ろ過を行い、得
れたろ液に水/酢酸エチル(質量比1:1)を加え
抽出を行い、分離した酢酸エチル相を減圧
縮し、目的とする化合物(5)を3.2g得た。
化合物(5)について、 1
H-NMRおよびIRによる分析を行った。
1
H-NMR(重ジメチルスルホキシド(DMSO-d6)、400MHz、
内部標準:テトラメチルシラン):δ(ppm)=8.80 brs
4H H a
,6.23-6.94 m 14H H b
,5.84 s 2H H c
,4.68 s 4H H d
,4.68 s 4H H e
,3.58 s 2H H f
,2.19 s 4H H g
,1.39-2.15 m 54H H h
。
IR:3417cm -1
,2920cm -1
,2863cm -1
,1750cm -1
,1728cm -1
,1495cm -1
,1292cm -1
,1278cm -1
。
上記の結果から、化合物(5)が下記に示す構
を有することが確認できた。なお、下記構
中、gは、2-メチル-2-アダマンチル基の、酸
原子が直接結合している炭素原子に隣接す
炭素原子に結合した水素原子(2個×2)を示し
hは、2-メチル-2-アダマンチル基の、g以外の
水素原子と、ベンゼン環に結合したメチル基
の水素原子とを示す。
実施例1(化合物(6)の合成)
5gの低分子化合物(5)を40gのテトラヒドロフ
ン(THF)に溶解し、0.78gの水素化ナトリウムを
えて10分攪拌し、そこへ2.52gのヨードメタン
を加え、室温で10時間攪拌した。反応終了後
水/酢酸エチルにて抽出し、分離した酢酸エ
チル相を減圧濃縮し、目的とする化合物(6)を
4.1g得た。
化合物(6)について、 1
H-NMRおよびIRによる分析を行った。
1
H-NMR(重ジメチルスルホキシド(DMSO-d6)、400MHz、
内部標準:テトラメチルシラン):δ(ppm)=6.34-6.86
m 14H H a
,5.85-5.96 m 2H H b
,4.68 s 4H H c
,4.65 s 4H H d
,3.70 s 12H H e
,3.51-3.59 m 2H H f
,1.41-2.27 m H g
,H h
,H i
。
IR:2922cm -1
,2861cm -1
,1776cm -1
,1748cm -1
,1505cm -1
,1199cm -1
。
上記の結果から、化合物(6)が下記に示す構
を有することが確認できた。
実施例2(電子線露光)
表1に示す組成と配合量で各成分を混合、溶
解してポジ型レジスト組成物溶液を調製した
。
ここで、表1の[]内に示す配合量の単位は質
部である。
また、表1中の略号は下記の意味を有する。
・TPS-PFBS:トリフェニルスルホニウムノナフル
オロブタンスルホネート。
・アミン1:トリ-n-オクチルアミン。
・PGMEA:プロピレングリコールモノメチルエー
テルアセテート。
・EL:乳酸エチル。
得られたポジ型レジスト組成物溶液を用い
以下の評価を行った。その結果を図1に示す
。
ポジ型レジスト組成物溶液を、ヘキサメチ
ジシラザン処理(90℃、36s)を施した8インチ
リコン基板上にスピンナーを用いて均一に
布し、110℃にて90秒間ベーク処理(PAB)を行っ
レジスト膜(膜厚150nm)を成膜した。
前記レジスト膜に対し、電子線描画機HL-800D
(VSB)(Hitachi社製)を用い、加速電圧70kVにて描画
(大面積露光(1μm角))を行い、120℃にて90秒間
ベーク処理(PEB)を行い、テトラメチルアンモ
ニウムヒドロキシド(TMAH)の2.38質量%水溶液(23
)を用いて60秒間の現像を行った。
その際、電子線(EB)の露光量(電子線照射量
μC/cm 2
)の変化によるレジスト膜厚の変化(Å)を溶解
速度解析装置RDA-808RB(LithoTechジャパン社製)に
測定し、感度曲線を作成した(図1)。
図1の電子線露光による感度曲線から明らか
なように、良好なコントラストを有すること
が確認された。
本発明により、レジスト組成物用として 利用が可能な化合物、前記化合物を含有す ポジ型レジスト組成物および前記ポジ型レ スト組成物を用いたレジストパターン形成 法が提供される。従って、本願発明は産業 極めて有用である。
