JPH10268508A - 部分水素化高分子化合物及び化学増幅ポジ型レジスト材料 - Google Patents

部分水素化高分子化合物及び化学増幅ポジ型レジスト材料

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JPH10268508A
JPH10268508A JP10023939A JP2393998A JPH10268508A JP H10268508 A JPH10268508 A JP H10268508A JP 10023939 A JP10023939 A JP 10023939A JP 2393998 A JP2393998 A JP 2393998A JP H10268508 A JPH10268508 A JP H10268508A
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carbon atoms
hydroxyl group
linear
compound
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JP10023939A
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English (en)
Inventor
Junji Shimada
順次 島田
Osamu Watanabe
修 渡辺
Satoshi Watanabe
聡 渡辺
Shigehiro Nagura
茂広 名倉
Toshinobu Ishihara
俊信 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【解決手段】 一般式(1)の繰り返し単位を有する高
分子化合物の水酸基の一部の水素原子が酸不安定基によ
り部分置換され、かつ残りの水酸基の一部とエーテル化
合物との反応により得られるC−O−C基を有する架橋
基により架橋されており、上記酸不安定基と架橋基との
合計量が式(1)における水酸基の水素原子全体の平均
0〜80モル%置換された重量平均分子量1,000〜
500,000の部分水素化高分子化合物。 (式中、R1は水素原子又はメチル基、R2は炭素数1〜
8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示す。xは0
又は正の整数、yは正の整数、x+y≦5である。p、
qは正数、0<q/(p+q)≦0.5、p+q=1で
ある。) 【効果】 本高分子化合物を使用した化学増幅ポジ型レ
ジスト材料は、高エネルギー線に感応し、感度、解像性
等、に優れている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、1種又は2種以上
の酸不安定基を有する高分子化合物のフェノール性水酸
基及び/又はアルコール性水酸基の一部が分子内及び/
又は分子間でC−O−C基を有する架橋基により架橋さ
れていることを特徴とし、ベース樹脂としてレジスト材
料に配合すると、露光前後のアルカリ溶解速度コントラ
ストが大幅に向上し、高感度で高解像性を有し、特に超
LSI製造用の微細パターン形成材料として好適な化学
増幅ポジ型レジスト材料を与える部分水素化高分子化合
物及びこの高分子化合物を含有する化学増幅ポジ型レジ
スト材料に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
LSIの高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの
微細化が求められているなか、次世代の微細加工技術と
して遠紫外線リソグラフィーが有望視されている。遠紫
外線リソグラフィーは、0.5μm以下の加工も可能で
あり、光吸収の低いレジスト材料を用いた場合、基板に
対して垂直に近い側壁を有したパターン形成が可能にな
る。
【0003】近年開発された酸を触媒とした化学増幅ポ
ジ型レジスト材料(特公平2−27660号公報、特開
昭63−27829号公報等記載)は、遠紫外線の光源
として高輝度なKrFエキシマレーザーを利用し、感
度、解像性、ドライエッチング耐性が高く、優れた特徴
を有した遠紫外線リソグラフィーに特に有望なレジスト
材料として期待されている。
【0004】このような化学増幅ポジ型レジスト材料と
しては、ベース樹脂、酸発生剤からなる二成分系、ベー
スポリマー、酸発生剤、酸不安定基を有する溶解制御剤
からなる三成分系が知られている。
【0005】例えば、特開昭62−115440号公報
には、ポリ−4−tert−ブトキシスチレンと酸発生
剤からなるレジスト材料が提案され、この提案と類似し
たものとして特開平3−223858号公報には分子内
にtert−ブトキシ基を有する樹脂と酸発生剤からな
る二成分系レジスト材料、更には特開平4−21125
8号公報にはメチル基、イソプロピル基、tert−ブ
チル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基
含有ポリヒドロキシスチレンと酸発生剤からなる二成分
系のレジスト材料が提案されている。
【0006】更に、特開平6−100488号公報に
は、ポリ[3,4−ビス(2−テトラヒドロピラニルオ
キシ)スチレン]、ポリ[3,4−ビス(tert−ブ
トキシカルボニルオキシ)スチレン]、ポリ[3,5−
ビス(2−テトラヒドロピラニルオキシ)スチレン]等
のポリジヒドロキシスチレン誘導体と酸発生剤からなる
レジスト材料が提案されている。
【0007】しかしながら、これらレジスト材料のベー
ス樹脂は、酸不安定基を側鎖に有するものであり、酸不
安定基がtert−ブチル基、tert−ブトキシカル
ボニル基のように強酸で分解されるものであると、その
レジスト材料のパターン形状がT−トップ形状になり易
い。一方、エトキシエチル基等のようなアルコキシアル
キル基は弱酸で分解されるため、空気中の塩基性化合物
の影響は少ないが、露光から加熱処理までの時間経過に
伴ってパターン形状が著しく細るという欠点を有した
り、側鎖に嵩高い基を有しているので、耐熱性が下がっ
たり、感度及び解像度が満足できるものではない。
【0008】また、ベース樹脂にポリビニルフェノール
系樹脂が広く用いられきているがレジスト膜の遠紫外光
に対する透明性が必ずしも十分でなく、レジスト膜と基
板との界面領域まで遠紫外光を透過させることができ
ず、その結果膜厚方向での現像液に対する溶解性が不均
一となるため、レジストパターン形状が悪いといった問
題を有しており、未だ実用化に至っていないのが現状で
あり、このためこれら問題の改善が望まれる。
【0009】この問題に対してより透過率を向上させる
ことを目的とした水素化ポリビニルフェノール誘導体を
ベース樹脂として用いる方法が知られている(例えば、
特開平5−127386号公報、特開平8−25353
3号公報等)。この改良によりパターン形状については
ある程度改善されているものの、より高度化しているレ
ジストの要求特性、特に解像性及び耐熱性に対してはさ
らなる改善が求められている。
【0010】特開平8−253534号公報は高い処理
安定性、高いコントラスト及び良好な解像のDUVレジ
ストのためのバインダーとして適する橋かけポリマーを
提案している。しかし、酸不安定基が脱離した副成生物
が再度ベース樹脂に結合することにより、溶解速度差の
低下、即ちコントラストの低下を引き起こすとともに、
露光部の現像後の溶け残り、つまりスカムの発生原因と
なる為に高解像度化の問題は十分に解決されておらず、
また、同一試薬でアセタール或いはケタール基及び架橋
基をベース樹脂に結合させるために分子量の制御が困難
であることと、アセタール或いはケタール基及び架橋基
の選択の幅に制限があるために耐熱性の問題も十分な解
決に至っておらず、いずれも問題を有しており、未だ実
用化に至っていないのが現状であり、このためこれら問
題の改善が望まれる。
【0011】本発明は上記事情に鑑みなされたもので、
ベース樹脂としてレジスト材料に配合した場合、従来の
レジスト材料を上回る高感度及び高解像度、露光余裕
度、プロセス適応性を有する化学増幅ポジ型レジスト材
料を与える部分水素化高分子化合物及び該高分子化合物
をベース樹脂として使用した化学増幅ポジ型レジスト材
料を提供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は上記目的を達成するため鋭意検討を重ねた結
果、後述する方法によって得られる重量平均分子量が
1,000〜500,000である分子内及び/又は分
子間でC−O−C基を有する架橋基により架橋された1
種又は2種以上の酸不安定基を有する新規部分水素化高
分子化合物が、これをベース樹脂として用い、これに酸
発生剤等を添加した化学増幅ポジ型レジスト材料、特に
酸発生剤に加え、溶解制御剤を配合した化学増幅ポジ型
レジスト材料やこれに塩基性化合物を更に配合した化学
増幅ポジ型レジスト材料とした場合、レジスト膜の溶解
コントラストを高め、特に露光後の溶解速度を増大させ
ること、更に、分子内に≡C−COOHで示される基を
有する芳香族化合物を配合した化学増幅ポジ型レジスト
材料がレジストのPED安定性を向上させ、窒化膜基板
上でのエッジラフネスを改善させること、また、アセチ
レンアルコール誘導体を配合することにより、塗布性、
保存安定性を向上させ、高解像度、露光余裕度、プロセ
ス適応性に優れ、実用性の高い、精密な微細加工に有利
であり、超LSI用レジスト材料として非常に有効であ
ることを知見した。
【0013】即ち、本発明は下記の部分水素化高分子化
合物を提供する。
【0014】請求項1:下記一般式(1)で示される繰
り返し単位を有する部分水素化高分子化合物のフェノー
ル性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の一部の水素
原子が1種又は2種以上の酸不安定基により部分置換さ
れ、かつ残りのフェノール性水酸基及び/又はアルコー
ル性水酸基の一部とアルケニルエーテル化合物もしくは
ハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応により得ら
れる分子内及び/又は分子間でC−O−C基を有する架
橋基により架橋されており、上記酸不安定基と架橋基と
の合計量が式(1)におけるフェノール性水酸基及びア
ルコール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超
え、80モル%以下の割合で置換された重量平均分子量
1,000〜500,000の部分水素化高分子化合
物。
【0015】
【化8】 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示す。
xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5
を満足する数である。pは正数、qは正数であり、0<
q/(p+q)≦0.5、p+q=1を満足する数であ
る。)
【0016】請求項2:下記一般式(2)で示される繰
り返し単位を有する部分水素化高分子化合物のRで示さ
れるフェノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基
の一部とアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化
アルキルエーテル化合物との反応により得られる分子内
及び/又は分子間でC−O−C基を有する架橋基により
架橋されており、酸不安定基と架橋基との合計量が式
(1)におけるフェノール性水酸基及びアルコール性水
酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え、80モル%
以下の割合で置換された重量平均分子量1,000〜5
00,000の請求項1記載の部分水素化高分子化合
物。
【0017】
【化9】 (式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1個
は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基、R2は炭
素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基、R3
は酸不安定基を示す。xは0又は正の整数、yは正の整
数であり、x+y≦5を満足する数である。k1、m
1、n1は0又は正の整数であり、k1+m1+n1≦
5満足する数である。k2、m2、n2は0又は正の整
数であり、k2+m2+n2≦5を満足する数である。
但し、n1とn2は同時に0とはならない。p1は0又
は正数、p2は0又は正数、q1は0又は正数、q2は
0又は正数であり、0≦p1/(p1+p2+q1+q
2)≦0.8、0≦q1/(p1+p2+q1+q2)
≦0.5、0.5≦(p1+p2)/(p1+p2+q
1+q2)<1、0<(q1+q2)/(p1+p2+
q1+q2)≦0.5、p1+p2+q1+q2=1を
満足する数である。但し、p1とq1は同時に0とはな
らず、p2とq2は同時に0とはならない。)
【0018】請求項3:下記一般式(3)で示される繰
り返し単位を有する高分子化合物のRで示されるフェノ
ール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の一部の水
素原子がとれてその酸素原子が下記一般式(4a)又は
(4b)で示されるC−O−C基を有する架橋基により
分子内及び/又は分子間で架橋されており、上記酸不安
定基と架橋基との合計量が式(1)におけるフェノール
性水酸基及びアルコール性水酸基の水素原子全体の平均
0モル%を超え、80モル%以下の割合で置換された重
量平均分子量1,000〜500,000の請求項2記
載の部分水素化高分子化合物。
【0019】
【化10】 [(式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1
個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アル
キル基を示し、R3は下記一般式(5)で示される基、
下記一般式(6)で示される基、炭素数4〜20の3級
アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアル
キルシリル基又は炭素数4〜20のオキソアルキル基を
示す。p11、p12、p2、q11、q12、q2は
0又は正数であり、0≦p11/(p11+p12+p
2+q11+q12+q2)≦0.8、0≦p2/(p
11+p12+p2+q11+q12+q2)≦0.
8、0≦q11/(p11+p12+p2+q11+q
12+q2)≦0.5、0≦q2/(p11+p12+
p2+q11+q12+q2)≦0.5、0.5≦(p
11+p12+p2)/(p11+p12+p2+q1
1+q12+q2)<1、0<(q11+q12+q
2)/(p11+p12+p2+q11+q12+q
2)≦0.5、p11+p12+p2+q11+q12
+q2=1を満足する数である。但し、p11とq11
は同時に0とはならない。p2とq2は同時に0とはな
らない。x、y、k1、m1、n1、k2、m2、n2
はそれぞれ上記と同様の意味を示す。)
【0020】
【化11】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。A
は、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和
炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、
これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またそ
の炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボ
キシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されて
いてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は
−NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の
整数である。)
【0021】
【化12】 (R7、R8は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分
岐状のアルキル基を示し、R9は炭素数1〜18のヘテ
ロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R7
8、R7とR9又はR8とR9とは環を形成していてもよ
く、環を形成する場合、R7、R8、R9はそれぞれ炭素
数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R
10は炭素数1〜12の3級アルキル基、各アルキル基の
炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜2
0のオキソアルキル基又は上記一般式(5)で示される
基を示す。aは0〜6の整数である。)]
【0022】請求項4:一般式(4a)又は(4b)で
示されるC−O−C基を有する架橋基が、下記一般式
(4a’’’)又は(4b’’’)で示される請求項3
記載の部分水素化高分子化合物。
【0023】
【化13】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’
は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル
基、炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基
はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子
に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、
アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよ
い。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHC
ONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の
整数である。)
【0024】また、本発明は、上記部分水素化高分子化
合物を配合した下記化学増幅ポジ型レジスト材料を提供
する。 請求項5: (A):有機溶剤 (B):ベース樹脂として請求項1、2、3又は4記載
の部分水素化高分子化合物 (C):酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
【0025】請求項6:更に、(D):(B)成分とは
別のベース樹脂として下記一般式(1)で示される繰り
返し単位を有する部分水素化高分子化合物のフェノール
性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の水素原子を1
種又は2種以上の酸不安定基により全体として平均0モ
ル%以上80モル%以下の割合で部分置換した重量平均
分子量3,000〜300,000の高分子化合物を配
合したことを特徴とする請求項5記載の化学増幅ポジ型
レジスト材料。
【0026】
【化14】 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素
数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示す。
xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5
を満足する数である。pは正数、qは正数であり、0<
q/(p+q)≦0.5、p+q=1を満足する数であ
る。)
【0027】請求項7: 更に、(E):溶解制御剤を配合したことを特徴とする
請求項5又は6記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。 請求項8: 更に、(F):添加剤として塩基性化合物を配合したこ
とを特徴とする請求項5、6又は7記載の化学増幅ポジ
型レジスト材料。 請求項9: 更に、(G):添加剤として分子内に≡C−COOHで
示される基を有する芳香族化合物を配合したことを特徴
とする請求項5乃至8のいずれか1項記載の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料。 請求項10: 更に、(H):アセチレンアルコール誘導体を配合した
ことを特徴とする請求項5乃至9のいずれか1項記載の
化学増幅ポジ型レジスト材料。
【0028】ここで、上記のような部分水素化高分子化
合物をベース樹脂としてレジスト材料に配合した場合、
この高分子化合物は、特にC−O−C基を有する架橋基
によって架橋されているため、溶解阻止性が大きく、露
光後の溶解コントラストも大きいという利点を有してい
る。
【0029】即ち、側鎖にアルコキシアルキル基が単独
に付加したポリマーの場合、弱い酸により脱離反応が進
行することからT−トップ形状にはなり難いが、上述し
たように酸に対して敏感であるために露光から加熱処理
までの時間経過に伴ってパターン形状が著しく細るとい
う欠点がある。また、アルカリに対する溶解阻止効果が
低いために、溶解コントラストを得るには高置換率体を
使用しなければならず、耐熱性に欠けるという欠点を有
するものである。一方、フェノール性水酸基の側鎖をt
ert−ブトキシカルボニル基で保護したポリマーの場
合、これをレジスト材料に配合すると、アルカリ溶解阻
止性は良くなり、低置換率で溶解コントラストが得られ
たり、耐熱性が良いという長所を有しているが、脱離さ
せてアルカリ可溶性にするためにはトリフルオロメタン
スルホン酸等の強い酸を発生させる酸発生剤が必要であ
り、そのような酸を使用すると上述したようにT−トッ
プ形状になり易いという欠点を有するものとなる。
【0030】このようなポリマーに対して、上述したよ
うにフェノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基
の一部とアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化
アルキルエーテル化合物との反応によって得られる分子
内及び/又は分子間でC−O−C基を有する架橋基で架
橋させた部分水素化高分子化合物を用いたレジスト材料
は、側鎖をアセタール基で保護したポリマーにおける耐
熱性が低いという欠点、tert−ブトキシカルボニル
基で保護したポリマーにおけるT−トップ形状を形成し
易いという欠点を解消するものである。
【0031】一方、本発明の部分水素化高分子化合物の
効果として、本発明の部分水素化高分子化合物は酸に不
安定であるC−O−C基を有する架橋基によって架橋さ
れ、酸不安定基によって保護されているため、レジスト
膜の未露光部における重量平均分子量及びアルカリ現像
液に対する溶解性が変化することはないが、レジスト膜
の露光部の重量平均分子量は、発生した酸による分解を
経て、更には酸不安定基の脱離を伴って架橋基及び酸不
安定基によって保護する前のアルカリ可溶性ベース樹脂
の重量平均分子量に戻るため、アルカリ溶解速度が未露
光部に比べて大きく増大することから溶解コントラスト
を高めることができる。この際、架橋基が脱離した後に
ジオール化合物を副成するため脱離副生物のベース樹脂
への再結合が抑制され、その結果、露光部と未露光部の
溶解速度差の低下、即ちコントラストの低下を招くこと
なく、且つスカムの発生を防ぐことも可能となる。
【0032】更に部分的に水素添加された高分子化合物
をベース樹脂として用いることによってレジスト膜の遠
紫外光に対する透明性が向上し、これにより膜厚方向で
の保護基の脱離反応が均一に進行し、加えて脱離副生物
のジオール化合物の現像液に対する親水性によって露光
部への現像液の浸透性が良好となることで、膜厚方向で
の溶解性が均一となるため、レジストパターン形状が改
善され、結果として高解像度化が達成できるものであ
る。また、アセタール或いはケタール基及び架橋基をそ
れぞれ異なる試薬でベース樹脂に導入することにより、
任意の保護基の組み合わせでより耐熱性のある高分子化
合物を提供することができる。
【0033】以下、本発明につき更に詳細に説明する
と、本発明の新規高分子化合物は、下記一般式(1)で
示される繰り返し単位を有する部分水素化高分子化合物
のフェノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の
一部の水素原子が1種又は2種以上の酸不安定基により
部分置換され、かつ残りのフェノール性水酸基及び/又
はアルコール性水酸基の一部とアルケニルエーテル化合
物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応
により得られる分子内及び/又は分子間でC−O−C基
を有する架橋基により架橋されている高分子化合物であ
る。
【0034】
【化15】
【0035】ここで、R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜8、好ましくは1〜5、更に好ま
しくは1〜3の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示
し、直鎖状、分岐状又は環状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、シクロヘキ
シル基、シクロペンチル基等を例示できる。xは0又は
正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5を満足する
ものであるが、yは1〜5、特に1〜3であることが望
ましい。
【0036】上記式(1)において、pは正数、qは正
数であり、p+q=1を満足する数である。即ち、p、
qは本発明の化合物のスチレン単位とヒドロキシスチレ
ン単位との比率を示すものであるが、0<q/(p+
q)≦0.5、特に、0.1≦q/(p+q)≦0.3
であることが好ましい。この場合、q/(p+q)が
0.5を超えると水素添加樹脂部分がアルカリ不溶性に
なるので、レジスト用のベース樹脂としては不適当であ
る。また、q/(p+q)が低すぎると水素添加による
性能向上効果が小さくなる。なお、p、qはその値を上
記範囲内で適宜選定することによりパターンの寸法制
御、パターンの形状コントロールを任意に行うことがで
きる。
【0037】本発明の高分子化合物は、具体的には、下
記一般式(2)で示される繰り返し単位を有する部分水
素化高分子化合物のRで示されるフェノール性水酸基及
び/又はアルコール性水酸基の一部とアルケニルエーテ
ル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物と
の反応により得られる分子内及び/又は分子間でC−O
−C基を有する架橋基により架橋されている高分子化合
物とすることができる。
【0038】
【化16】 (式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1個
は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基、R2は炭
素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基、R3
は酸不安定基を示す。xは0又は正の整数、yは正の整
数であり、x+y≦5を満足する数である。k1、m
1、n1は0又は正の整数であり、k1+m1+n1≦
5満足する数である。k2、m2、n2は0又は正の整
数であり、k2+m2+n2≦5を満足する数である。
但し、n1とn2は同時に0とはならない。p1は0又
は正数、p2は0又は正数、q1は0又は正数、q2は
0又は正数であり、0≦p1/(p1+p2+q1+q
2)≦0.8、0≦q1/(p1+p2+q1+q2)
≦0.5、0.5≦(p1+p2)/(p1+p2+q
1+q2)<1、0<(q1+q2)/(p1+p2+
q1+q2)≦0.5、p1+p2+q1+q2=1を
満足する数である。但し、p1とq1は同時に0とはな
らず、p2とq2は同時に0とはならない。また、p1
+p2=p、q1+q2=qであり、p、qは上記の通
りである。)
【0039】ここで、R1、R2の具体例、yの好適範囲
は上述したとおりであり、n1は1〜3、m1は0〜
2、n2は1〜3、m2は0〜2であることが好まし
い。
【0040】上記フェノール性水酸基及び/又はアルコ
ール性水酸基の水素原子と置換される酸不安定基或いは
3の酸不安定基としては、種々選定されるが、特に下
記一般式(5)で示される基、下記一般式(6)で示さ
れる基、炭素数4〜20の3級アルキル基、各アルキル
基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基又は炭素数
4〜20のオキソアルキル基等であることが好ましい。
【0041】
【化17】 (R7、R8は水素原子又は炭素数1〜8、好ましくは1
〜6、より好ましくは1〜5の直鎖状、分岐状もしくは
環状のアルキル基を示し、R9は炭素数1〜18、好ま
しくは1〜10、より好ましくは1〜8の酸素原子等の
ヘテロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R
7とR8、R7とR9又はR8とR9とは環を形成していても
よく、環を形成する場合、R7、R8、R9はそれぞれ炭
素数1〜18、好ましくは1〜10、より好ましくは1
〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R10
炭素数4〜20、好ましくは4〜15、より好ましくは
4〜10の3級アルキル基、各アルキル基の炭素数が1
〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20、好まし
くは4〜15、より好ましくは4〜10のオキソアルキ
ル基又は上記一般式(5)で示される基を示す。aは0
〜6の整数である。)
【0042】R7、R8の炭素数1〜8の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基としては、R2で説明したも
のと同様の基が挙げられる。
【0043】R9としては、直鎖状、分岐状又は環状の
アルキル基、フェニル基、p−メチルフェニル基、p−
エチルフェニル基、p−メトキシフェニル基等のアルコ
キシ置換フェニル基等の非置換又は置換アリール基、ベ
ンジル基、フェネチル基等のアラルキル基等や、これら
の基に酸素原子が介在した或いは炭素原子に結合する水
素原子が水酸基に置換されたり、2個の水素原子が酸素
原子で置換されてカルボニル基を形成する下記式で示さ
れるようなアルキル基等の基を挙げることができる。
【0044】
【化18】
【0045】また、R10の炭素数4〜20の3級アルキ
ル基としては、tert−ブチル基、1−メチルシクロ
ヘキシル基、2−(2−メチル)アダマンチル基、te
rt−アミル基等を挙げることができる。
【0046】R10の各アルキル基の炭素数が1〜6のト
リアルキルシリル基としては、トリメチルシリル基、ト
リエチルシリル基、ジメチル−tert−ブチル基等が
挙げられ、R10の炭素数4〜20のオキソアルキル基と
しては、3−オキソシクロヘキシル基、下記式で示され
る基等が挙げられる。
【0047】
【化19】
【0048】このような上記式(5)で示される酸不安
定基として、具体的には、例えば1−メトキシエチル
基、1−エトキシエチル基、1−n−プロポキシエチル
基、1−イソプロポキシエチル基、1−n−ブトキシエ
チル基、1−イソブトキシエチル基、1−sec−ブト
キシエチル基、1−tert−ブトキシエチル基、1−
tert−アミロキシエチル基、1−エトキシ−n−プ
ロピル基、1−シクロヘキシロキシエチル基、メトキシ
プロピル基、エトキシプロピル基、1−メトキシ−1−
メチル−エチル基、1−エトキシ−1−メチル−エチル
基等の直鎖状もしくは分岐状アセタール基、テトラヒド
ロフラニル基、テトラヒドロピラニル基等の環状アセタ
ール基等が挙げられ、好ましくはエトキシエチル基、ブ
トキシエチル基、エトキシプロピル基が挙げられる。一
方、上記式(6)の酸不安定基として、例えばtert
−ブトキシカルボニル基、tert−ブトキシカルボニ
ルメチル基、tert−アミロキシカルボニル基、te
rt−アミロキシカルボニルメチル基、1−エトキシエ
トキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロピラニル
オキシカルボニルメチル基、2−テトラヒドロフラニル
オキシカルボニルメチル基等が挙げられる。
【0049】更に、上記C−O−C基を有する架橋基と
しては、下記一般式(4a)又は(4b)で示される基
を挙げることができる。
【0050】
【化20】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。A
は、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和
炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基(好まし
くは炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のアルキレン
基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル基、又は
炭素数6〜30のアリーレン基)を示し、これらの基は
ヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子に
結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、ア
シル基又はフッ素原子によって置換されていてもよい。
Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHCON
H−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の整数であ
る。)
【0051】ここで、炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基としては上述したものと同様のもの
を例示することができる。なお、Aの具体例は後述す
る。この架橋基(4a)、(4b)は、後述するアルケ
ニルエーテル化合物、ハロゲン化アルキルエーテル化合
物に由来する。
【0052】架橋基は、上記式(4a)、(4b)の
c’の値から明らかなように、2価に限られず、3価〜
8価の基でもよい。例えば、2価の架橋基としては、下
記式(4a’)、(4b’)、3価の架橋基としては、
下記式(4a’’)、(4b’’)で示されるものが挙
げられる。
【0053】
【化21】 なお、好ましい架橋基は下記一般式(4a’’’)又は
(4b’’’)である。
【0054】
【化22】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’
は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル
基、炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基
はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子
に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、
アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよ
い。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHC
ONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の
整数である。)
【0055】本発明に係る部分水素化高分子化合物とし
ては、具体的な例として、下記一般式(3)で示される
繰り返し単位を有する高分子化合物のRで示されるフェ
ノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の一部の
水素原子がとれてその酸素原子が上記一般式(4a)又
は(4b)で示されるC−O−C基を有する架橋基によ
り分子内及び/又は分子間で架橋されている部分水素化
高分子化合物を挙げることができる。
【0056】
【化23】 [(式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1
個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
し、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アル
キル基を示し、R3は下記一般式(5)で示される基、
下記一般式(6)で示される基、炭素数4〜20の3級
アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアル
キルシリル基又は炭素数4〜20のオキソアルキル基を
示す。p11、p12、p2、q11、q12、q2は
0又は正数であり、0≦p11/(p11+p12+p
2+q11+q12+q2)≦0.8、0≦p2/(p
11+p12+p2+q11+q12+q2)≦0.
8、0≦q11/(p11+p12+p2+q11+q
12+q2)≦0.5、0≦q2/(p11+p12+
p2+q11+q12+q2)≦0.5、0.5≦(p
11+p12+p2)/(p11+p12+p2+q1
1+q12+q2)<1、0<(q11+q12+q
2)/(p11+p12+p2+q11+q12+q
2)≦0.5、p11+p12+p2+q11+q12
+q2=1を満足する数である。但し、p11とq11
は同時に0とはならない。p2とq2は同時に0とはな
らない。x、y、k1、m1、n1、k2、m2、n2
はそれぞれ上記と同様の意味を示す。)
【0057】
【化24】 (R7、R8は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分
岐状のアルキル基を示し、R9は炭素数1〜18のヘテ
ロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R7
8、R7とR9又はR8とR9とは環を形成していてもよ
く、環を形成する場合、R7、R8、R9はそれぞれ炭素
数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R
10は炭素数1〜12の3級アルキル基、各アルキル基の
炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜2
0のオキソアルキル基又は上記一般式(5)で示される
基を示す。aは0〜6の整数である。)]
【0058】ここで、R、R1〜R10、b、x、y、k
1、m1、n1、k2、m2、n2、aの具体例、好適
範囲は上記の通りである。また、p11、p12、p
2、q11、q12、q2は上記の通りである。
【0059】上記式(3)において、より好ましくは、
p11、p12、p2、q11、q12、q2の値は下
記の通りである。
【0060】
【数1】
【0061】この高分子化合物の例としては、下記式
(3’−1)〜(3’−4)で示されるものを挙げるこ
とができる。
【0062】
【化25】
【0063】
【化26】
【0064】
【化27】
【0065】
【化28】
【0066】上記式中、R1、R2、R7〜R10、p1
1、p12、q11、q12、x、y、k1、m1、n
1、k2、m2、n2はそれぞれ上記と同様の意味を示
す。p21、p22、q21、q22はそれぞれ0又は
正数であり、p21+p22=p2、q21+q22=
q2である。この場合、(p21+q21)/(p21
+p22+q21+q22)は0〜1、好ましくは0.
5〜1、更に好ましくは0.7〜1である。
【0067】なお、式(3’−1)、(3’−2)は分
子間結合、式(3’−3)、(3’−4)は分子内結合
をしている状態を示し、これらはそれぞれ単独で又は混
在していてもよい。
【0068】但し、QはC−O−C基を有する架橋基、
典型的には上記式(4a)又は(4b)で示される架橋
基、特に式(4a’)、(4b’)や(4a’’)、
(4b’’)、好ましくは(4a’’’)、(4
b’’’)で示される架橋基である。この場合、架橋基
が3価以上の場合、上記式(3)において、下記の単位
の3個以上にQが結合したものとなる。
【0069】
【化29】
【0070】この場合、C−O−C基を有する架橋基の
合計は式(1)におけるフェノール性水酸基及びアルコ
ール性水酸基の水素原子全体に対し平均0モル%を超
え、80モル%以下、特に0.2〜20モル%の割合で
置換されていることが好ましい。0モル%となると、ア
ルカリ溶解速度のコントラストが小さくなり、架橋基の
長所を引き出すことができなくなり、解像度が悪くな
る。一方、80モル%を超えると、架橋しすぎてゲル化
し、アルカリに対して溶解性がなくなったり、アルカリ
現像の際に膜厚変化や膜内応力又は気泡の発生を引き起
こしたり、親水基が少なくなるために基板との密着性に
劣る場合がある。
【0071】酸不安定基の合計は、式(1)におけるフ
ェノール性水酸基及びアルコール性水酸基の水素原子全
体に対し平均0モル%を超え、80モル%以下、特に1
0〜50モル%の割合で置換されていることが好まし
い。0モル%になるとアルカリ溶解速度のコントラスト
が小さくなり、解像度が悪くなる。一方、80モル%を
超えるとアルカリに対する溶解性がなくなったり、アル
カリ現像の際に現像液との親和性が低くなり、解像性が
劣る場合がある。
【0072】なお、C−O−C基を有する架橋基及び酸
不安定基はその値を上記範囲内で適宜選定することによ
りパターンの寸法制御、パターンの形状コントロールを
任意に行うことができる。本発明の高分子化合物におい
て、C−O−C基を有する架橋基及び酸不安定基の含有
量は、レジスト膜の溶解速度のコントラストに影響し、
パターン寸法制御、パターン形状等のレジスト材料の特
性にかかわるものである。
【0073】本発明の高分子化合物は、それぞれ重量平
均分子量(測定法は後述の通りである)が、1,000
〜500,000、好ましくは3,000〜30,00
0である必要がある。重量平均分子量が1,000に満
たないとレジスト材料が耐熱性に劣るものとなり、50
0,000を超えるとアルカリ溶解性が低下し、解像性
が劣化してしまうからである。
【0074】更に、本発明の高分子化合物において、架
橋される前のベース樹脂の分子量分布(Mw/Mn)が
広い場合は低分子量や高分子量のポリマーが存在するた
めに架橋数の設計がしづらく、同じ性能を持ったレジス
ト材料を製造するのが困難となる場合がある。それ故、
パターンルールが微細化するに従ってこのような分子
量、分子量分布の影響が大きくなり易いことから、微細
なパターン寸法に好適に用いられるレジスト材料を得る
には、分子量分布が1.0〜1.5、特に1.0〜1.
3と狭分散であることが好ましい。ただし、これらに限
定されるものではなく、分子量分布が1.5より大きい
ものを使用することも勿論可能である。
【0075】本発明の部分水素化高分子化合物の製造方
法につき説明する。まず、上記一般式(1)で示される
部分水素化高分子化合物は、フェノール樹脂を水素添加
反応により調製することも可能であるし、ビニルフェノ
ールモノマーと水素添加されたビニルフェノールモノマ
ーとの共重合反応によっても調製可能である。フェノー
ル樹脂の水素添加反応は、公知の方法によって実施する
ことが可能であって、フェノール樹脂あるいはフェノー
ルモノマーを有機溶剤に溶解し、均一系又は不均一系の
水素添加触媒の存在下、水素を導入することで達成され
る。水素添加反応におけるフェノール樹脂あるいはフェ
ノールモノマー溶液の濃度は、1〜70重量%、好まし
くは1〜40重量%である。溶媒としては、水素添加触
媒に悪影響を与えないでフェノール樹脂又はフェノール
モノマーを溶解させるものであれば特に制限はない。水
素添加触媒は、水素添加反応の活性を有する金属あるい
は非金属触媒であれば特に限定はない。具体例として
は、Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Ir、O
s、Pt、Cr、Te、Mn、Ti、V、Zr、Mo、
W系触媒が挙げられる。これらの触媒は単独あるいは併
用することができる。
【0076】水素添加反応の反応温度は、通常0〜30
0℃、好ましくは20〜150℃である。300℃以上
でも可能であるが、副反応が起こりやすいので好ましく
ない。水素圧は、大気圧〜400kg/cm2 、好まし
くは5〜200kg/cm2 である。水素添加反応後、
再沈精製、沈降法、遠心分離法、ろ過法などにより水素
添加反応液から触媒を除去することが可能である。これ
らの部分水素化高分子化合物は、単独でも用いられる
が、2種以上を混合して用いてもよい。
【0077】次に、本発明の高分子化合物を製造する方
法としては、例えば一般式(1)で示される繰り返し単
位を有する高分子化合物のフェノール性水酸基及び/又
はアルコール性水酸基の一部に一般式(5)で示される
酸不安定基を導入し、単離後、アルケニルエーテル化合
物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反応
により分子内及び/又は分子間でC−O−C基を有する
架橋基により架橋させる方法、或いはアルケニルエーテ
ル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物と
の反応により分子内及び/又は分子間でC−O−Cで示
される基により架橋させ、単離後、一般式(5)で示さ
れる酸不安定基を導入する方法、或いはアルケニルエー
テル化合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物
との反応と一般式(5)で示される酸不安定基の導入を
一括に行う方法が挙げられるが、アルケニルエーテル化
合物もしくはハロゲン化アルキルエーテル化合物との反
応と一般式(5)で示される酸不安定基の導入を一括に
行う方法が好ましい。また、これによって得られた高分
子化合物に、必要に応じて一般式(6)で示される酸不
安定基、3級アルキル基、トリアルキルシリル基、オキ
ソアルキル基等の導入を行うことも可能である。
【0078】具体的には、第1方法として、式(1’)
で示される繰り返し単位を有する高分子化合物と、下記
一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテ
ル化合物と、下記一般式(5a)で示される化合物を用
いる方法、第2方法として、式(1’)で示される繰り
返し単位を有する高分子化合物と、下記一般式(VI)
又は(VII)で示されるハロゲン化アルキルエーテル
化合物と、下記一般式(5b)で示される化合物を用い
る方法が挙げられる。
【0079】
【化30】
【0080】ここで、R1、R2、R6、R8、R9、x、
y及びp11、p12、p21、p22、q11、q1
2、q21、q22は上記と同様の意味を示し、p11
+p12+p21+p22+q11+q12+q21+
q22=1である。また、R4a、R7aは水素原子又は炭
素数1〜7の直鎖状又は環状のアルキル基を示す。
【0081】更に、式(I)又は(II)で示されるビ
ニルエーテル化合物において、Aはc価(cは2〜8を
示す)の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和炭
化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、B
は−CO−O−、−NHCOO−又は−NHCONH−
を示し、R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のア
ルキレン基を示し、dは0又は1〜10の整数を示す。
【0082】具体的には、Aのc価の脂肪族もしくは脂
環式飽和炭化水素基、芳香族炭化水素基としては、好ま
しくは炭素数1〜50、特に1〜40のO、NH、N
(CH3)、S、SO2等のヘテロ原子が介在してもよい
非置換又は水酸基、カルボキシル基、アシル基又はフッ
素原子置換のアルキレン基、好ましくは炭素数6〜5
0、特に6〜40のアリーレン基、これらアルキレン基
とアリーレン基とが結合した基、上記各基の炭素原子に
結合した水素原子が脱離したc’’価(c’’は3〜8
の整数)の基が挙げられ、更にc価のヘテロ環基、この
ヘテロ環基と上記炭化水素基とが結合した基などが挙げ
られる。
【0083】具体的に例示すると、Aとして下記のもの
が挙げられる。
【0084】
【化31】
【0085】
【化32】
【0086】
【化33】
【0087】
【化34】
【0088】一般式(I)で示される化合物は、例え
ば、Stephen.C.Lapin,Polymer
s Paint Colour Journal.17
9(4237)、321(1988)に記載されている
方法、即ち多価アルコールもしくは多価フェノールとア
セチレンとの反応、又は多価アルコールもしくは多価フ
ェノールとハロゲン化アルキルビニルエーテルとの反応
により合成することができる。
【0089】式(I)の化合物の具体例として、エチレ
ングリコールジビニルエーテル、トリエチレングリコー
ルジビニルエーテル、1,2−プロパンジオールジビニ
ルエーテル、1,3−プロパンジオールジビニルエーテ
ル、1,3−ブタンジオールジビニルエーテル、1,4
−ブタンジオールジビニルエーテル、テトラメチレング
リコールジビニルエーテル、ネオペンチルグリコールジ
ビニルエーテル、トリメチロールプロパントリビニルエ
ーテル、トリメチロールエタントリビニルエーテル、ヘ
キサンジオールジビニルエーテル、1,4−シクロヘキ
サンジオールジビニルエーテル、テトラエチレングリコ
ールジビニルエーテル、ペンタエリスリトールジビニル
エーテル、ペンタエリスリトールトリビニルエーテル、
ペンタエリスリトールテトラビニルエーテル、ソルビト
ールテトラビニルエーテル、ソルビトールペンタビニル
エーテル、エチレングリコールジエチレンビニルエーテ
ル、トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテ
ル、エチレングリコールジプロピレンビニルエーテル、
トリエチレングリコールジエチレンビニルエーテル、ト
リメチロールプロパントリエチレンビニルエーテル、ト
リメチロールプロパンジエチレンビニルエーテル、ペン
タエリスリトールジエチレンビニルエーテル、ペンタエ
リスリトールトリエチレンビニルエーテル、ペンタエリ
スリトールテトラエチレンビニルエーテル並びに以下の
式(I−1)〜(I−31)で示される化合物を挙げる
ことができるが、これらに限定されるものではない。
【0090】
【化35】
【0091】
【化36】
【0092】
【化37】
【0093】
【化38】
【0094】
【化39】
【0095】一方、Bが−CO−O−の場合の上記一般
式(II)で示される化合物は、多価カルボン酸とハロ
ゲン化アルキルビニルエーテルとの反応により製造する
ことができる。Bが−CO−O−の場合の式(II)で
示される化合物の具体例としては、テレフタル酸ジエチ
レンビニルエーテル、フタル酸ジエチレンビニルエーテ
ル、イソフタル酸ジエチレンビニルエーテル、フタル酸
ジプロピレンビニルエーテル、テレフタル酸ジプロピレ
ンビニルエーテル、イソフタル酸ジプロピレンビニルエ
ーテル、マレイン酸ジエチレンビニルエーテル、フマル
酸ジエチレンビニルエーテル、イタコン酸ジエチレンビ
ニルエーテル等を挙げることができるが、これらに限定
されるものではない。
【0096】更に、本発明において好適に用いられるア
ルケニルエーテル基含有化合物としては、下記一般式
(III)、(IV)又は(V)等で示される活性水素
を有するアルケニルエーテル化合物とイソシアナート基
を有する化合物との反応により合成されるアルケニルエ
ーテル基含有化合物を挙げることができる。
【0097】
【化40】 (R4a、R5、R6は上記と同様の意味を示す。)
【0098】Bが−NHCOO−又は−NHCONH−
の場合の上記一般式(II)で示されるイソシアナート
基を有する化合物としては、例えば架橋剤ハンドブック
(大成社刊、1981年発行)に記載の化合物を用いる
ことができる。具体的には、トリフェニルメタントリイ
ソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、ト
リレンジイソシアナート、2,4−トリレンジイソシア
ナートの二量体、ナフタレン−1,5−ジイソシアナー
ト、o−トリレンジイソシアナート、ポリメチレンポリ
フェニルイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナ
ート等のポリイソシアナート型、トリレンジイソシアナ
ートとトリメチロールプロパンの付加体、ヘキサメチレ
ンジイソシアナートと水との付加体、キシレンジイソシ
アナートとトリメチロールプロパンとの付加体等のポリ
イソシアナートアダクト型等を挙げることができる。上
記イソシアナート基含有化合物と活性水素含有アルケニ
ルエーテル化合物とを反応させることにより末端にアル
ケニルエーテル基を持つ種々の化合物ができる。このよ
うな化合物として以下の式(II−1)〜(II−1
1)で示されるものを挙げることができるが、これらに
限定されるものではない。
【0099】
【化41】
【0100】
【化42】
【0101】上記第1方法においては、重量平均分子量
が1,000〜500,000であり、好ましくは分子
量分布が1.0〜1.5の一般式(1’)で示される高
分子化合物のフェノール性水酸基及びアルコール性水酸
基の全水酸基の1モルに対してp11+q11モルの一
般式(I)、(II)で示されるアルケニルエーテル化
合物及びp21+p22+q21+q22モルの一般式
(5a)で示される化合物を反応させて、例えば下記一
般式(3a’−1)〜(3a’−4)で示される高分子
化合物を得ることができる。
【0102】
【化43】
【0103】
【化44】
【0104】
【化45】
【0105】
【化46】
【0106】上記式において、x、y、k1、m1、n
1、k2、m2、n2、p11、p21、p22、p1
2、q11、q21、q22、q12、R1、R2、R7
〜R9、Qはそれぞれ上記と同様の意味を示す。
【0107】第1方法において、反応溶媒としては、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、テトラヒ
ドロフラン、酢酸エチル等の非プロトン性極性溶媒が好
ましく、単独でも2種以上混合して使用してもかまわな
い。
【0108】触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフル
オロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホ
ン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は反応す
る一般式(1’)で示される高分子化合物のフェノール
性水酸基及びアルコール性水酸基の全水酸基の1モルに
対して0.1〜50モル%であることが好ましい。
【0109】反応温度としては−20〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜1
00時間、好ましくは0.5〜20時間である。
【0110】上記反応を単離せずに一括して行う場合、
一般式(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテ
ル化合物と一般式(5a)で示される化合物の添加する
順序は特に限定しないが、初めに一般式(5a)で示さ
れる化合物を添加し、反応が十分進行した後に一般式
(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合
物を添加するのが好ましい。例えば一般式(I)又は
(II)で示されるアルケニルエーテル化合物と一般式
(5a)で示される化合物を同時に添加したり、一般式
(I)又は(II)で示されるアルケニルエーテル化合
物を先に添加した場合には、一般式(I)又は(II)
で示されるアルケニルエーテル化合物の反応点の一部が
反応系中の水分により加水分解され、生成した高分子化
合物の構造が複雑化し、物性の制御が困難となる場合が
ある。
【0111】
【化47】 (式中、R1、R2、R4〜R6、R8、R9、R7a、x、
y、p11、p12、p21、p22、q11、q1
2、q21、q22、A、B、c、dはそれぞれ上記と
同様の意味を示し、Zはハロゲン原子(Cl、Br又は
I)である。)
【0112】なお、上記式(VI)、(VII)の化合
物や式(5b)の化合物は、上記式(I)、(II)の
化合物や式(5a)の化合物に塩化水素、臭化水素又は
ヨウ化水素を反応させることにより得ることができる。
【0113】上記第2方法は、重量平均分子量が1,0
00〜500,000であり、好ましくは分子量分布が
1.0〜1.5の一般式(1’)で示される繰り返し単
位を有する高分子化合物のフェノール性水酸基及びアル
コール性水酸基の全水酸基の1モルに対してp11+q
11モルの一般式(VI)又は(VII)で示されるハ
ロゲン化アルキルエーテル化合物及びp21+p22+
q21+q22モルの一般式(5b)で示される化合物
を反応させて、例えば上記式(3a’−1)〜(3a’
−4)で示される高分子化合物を得ることができる。
【0114】上記製造方法は、溶媒中において塩基の存
在下で行うことが好ましい。
【0115】反応溶媒としては、アセトニトリル、アセ
トン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロ
トン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して
使用してもかまわない。
【0116】塩基としては、トリエチルアミン、ピリジ
ン、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウム等が好まし
く、その使用量は反応する一般式(1’)で示される高
分子化合物のフェノール性水酸基及びアルコール性水酸
基の全水酸基の1モルに対して(p1+q1)モル%以
上であることが好ましい。
【0117】反応温度としては−50〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.5〜1
00時間、好ましくは1〜20時間である。
【0118】なお、上述したように、式(1’)で示さ
れる繰り返し単位を有する高分子化合物に式(5a)又
は(5b)の化合物を反応させて、下記式(7)で示さ
れる化合物を得た後、これを単離し、次いで式(I)、
(II)或いは(VI)、(VII)で示される化合物
を用いて架橋を行うようにしてもよい。
【0119】
【化48】
【0120】上記第1又は第2方法により得られた例え
ば式(3a’−1)〜(3a’−4)で示されるような
高分子化合物に、必要に応じて元の一般式(1’)で示
される高分子化合物のフフェノール性水酸基及びアルコ
ール性水酸基の1モルに対して(p22+q22)モル
%の二炭酸ジアルキル化合物、アルコキシカルボニルア
ルキルハライド等を反応させて一般式(6)で示される
酸不安定基を導入したり、3級アルキルハライド、トリ
アルキルシリルハライド、オキソアルキル化合物等を反
応させて、例えば一般式(3b’−1)〜(3b’−
4)で示される高分子化合物を得ることができる。
【0121】
【化49】
【0122】
【化50】
【0123】
【化51】
【0124】
【化52】
【0125】上記式中、x、y、k1、m1、n1、k
2、m2、n2、p11、p21、p22、p12、q
11、q21、q22、q12、R1、R2、R7
10、Qはそれぞれ上記と同様の意味を示す。
【0126】上記式(6)の酸不安定基の導入方法は、
溶媒中において塩基の存在下で行うことが好ましい。
【0127】反応溶媒としては、アセトニトリル、アセ
トン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、
テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド等の非プロ
トン性極性溶媒が好ましく、単独でも2種以上混合して
使用してもかまわない。
【0128】塩基としては、トリエチルアミン、ピリジ
ン、イミダゾール、ジイソプロピルアミン、炭酸カリウ
ム等が好ましく、その使用量は元の一般式(1’)で示
される高分子化合物のフェノール性水酸基及びアルコー
ル性水酸基の1モルに対して0.1〜50モル%である
ことが好ましい。
【0129】反応温度としては0〜100℃、好ましく
は0〜60℃である。反応時間としては0.2〜100
時間、好ましくは1〜10時間である。
【0130】二炭酸ジアルキル化合物としては二炭酸ジ
−tert−ブチル、二炭酸ジ−tert−アミル等が
挙げられ、アルコキシカルボニルアルキルハライドとし
てはtert−ブトキシカルボニルメチルクロライド、
tert−アミロキシカルボニルメチルクロライド、t
ert−ブトキシカルボニルメチルブロマイド、ter
t−ブトキシカルボニルエチルクロライド、エトキシエ
トキシカルボニルメチルクロライド、エトキシエトキシ
カルボニルメチルブロライド、テトラヒドロピラニルオ
キシカルボニルメチルクロライド、テトラヒドロピラニ
ルオキシカルボニルメチルブロライド、テトラヒドロフ
ラニルオキシカルボニルメチルクロライド、テトラヒド
ロフラニルオキシカルボニルメチルブロライド等が挙げ
られ、トリアルキルシリルハライドとしてはトリメチル
シリルクロライド、トリエチルシリルクロライド、ジメ
チル−tert−ブチルシリルクロライド等が挙げられ
る。
【0131】また、上記第1又は第2の方法により得ら
れた一般式(3a’−1)〜(3a’−4)で示される
高分子化合物に、必要に応じて元の一般式(1’)で示
される高分子化合物のフェノール性水酸基及びアルコー
ル性水酸基の1モルに対して(p22+q22)モル%
の3級アルキル化剤、オキソアルキル化合物を反応させ
て3級アルキル化又はオキソアルキル化することができ
る。
【0132】上記方法は、溶媒中において酸の存在下で
行うことが好ましい。
【0133】反応溶媒としては、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、テトラヒドロフラン、酢酸
エチル等の非プロトン性極性溶媒が好ましく、単独でも
2種以上混合して使用してもかまわない。
【0134】触媒の酸としては、塩酸、硫酸、トリフル
オロメタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、メタ
ンスルホン酸、トリフルオロ酢酸、p−トルエンスルホ
ン酸ピリジニウム塩等が好ましく、その使用量は元の一
般式(1’)で示される高分子合物のフェノール性水酸
基及びアルコール性水酸基の1モルに対して0.1〜5
0モル%であることが好ましい。
【0135】反応温度としては−20〜100℃、好ま
しくは0〜60℃であり、反応時間としては0.2〜1
00時間、好ましくは0.5〜20時間である。
【0136】3級アルキル化剤としてはイソブテン、2
−メチル−1−ブテン、2−メチル−2−ブテン等が挙
げられ、オキソアルキル化合物としてはα−アンジェリ
カラクトン、2−シクロヘキセン−1−オン、5,6−
ジヒドロ−2H−ピラン−2−オン等が挙げられる。
【0137】なお、一般式(3a’−1)〜(3a’−
4)で示される高分子化合物を経由せずに直接下記一般
式(3c’−1)〜(3c’−4)で示される繰り返し
単位を有する高分子化合物に一般式(6)で示される酸
不安定基、3級アルキル基、トリアルキルシリル基、オ
キソアルキル基等を導入後、必要に応じて一般式(5)
で示される酸不安定基を導入することもできる。
【0138】
【化53】
【0139】
【化54】
【0140】
【化55】
【0141】
【化56】 (式中、R1、R2、Q、p11、p12、p21、p2
2、q11、q12、q21、q22、x、yは上記と
同様の意味を示す。)
【0142】本発明の高分子化合物において、R3の酸
不安定基としては1種に限られず、2種以上を導入する
ことができる。この場合、式(1’)の高分子化合物の
全水酸基1モルに対してp21+q21モルの酸不安定
基を上記のようにして導入した後、これと異なる酸不安
定基を上記と同様の方法でp22+q22モル導入する
ことによって、かかる酸不安定基を2種又は適宜かかる
操作を繰り返してそれ以上導入した高分子化合物を得る
ことができる。
【0143】本発明の高分子化合物は、化学増幅ポジ型
レジスト材料のベースポリマーとして有効であり、本発
明は、この高分子化合物をベースポリマーとする下記化
学増幅ポジ型レジスト材料を提供する。 [I] (A):有機溶剤 (B):ベース樹脂として(1)、(2)又は(3)の
部分水素化高分子化合物 (C):酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
ト材料。
【0144】[II]更に、(D):(B)成分とは別
のベース樹脂として下記一般式(1)で示される繰り返
し単位を有する部分水素化高分子化合物のフェノール性
水酸基及び/又はアルコール性水酸基の水素原子を酸不
安定基により全体として平均0モル%以上80モル%以
下の割合で部分置換した重量平均分子量3,000〜3
00,000の高分子化合物を配合したことを特徴とす
る化学増幅ポジ型レジスト材料。
【0145】
【化57】 (式中、R1、R2、p、q、x、yは上記と同様の意味
を示す。)
【0146】[III]更に、(E):溶解制御剤を配
合したことを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。 [IV]更に、(F):添加剤として塩基性化合物を配
合したことを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。 [V]更に、(G):添加剤として分子内に≡C−CO
OHで示される基を有する芳香族化合物を配合したこと
を特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。 [VI]更に、(H):アセチレンアルコール誘導体を
配合したことを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材
料。
【0147】ここで、本発明で使用される(A)成分の
有機溶剤としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解制御剤
等が溶解可能な有機溶媒であれば何れでも良い。このよ
うな有機溶剤としては、例えばシクロヘキサノン、メチ
ル−2−n−アミルケトン等のケトン類、3−メトキシ
ブタノール、3−メチル−3−メトキシブタノール、1
−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プ
ロパノール等のアルコール類、プロピレングリコールモ
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、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコ
ールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチル
エーテル等のエーテル類、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、乳酸エチル、ピルビン酸エチ
ル、酢酸ブチル、3−メトキシプロピオン酸メチル、3
−エトキシプロピオン酸エチル、酢酸tert−ブチ
ル、プロピオン酸tert−ブチル、プロピレングリコ
ール−モノ−tert−ブチルエーテルアセテート等の
エステル類が挙げられ、これらの1種を単独で又は2種
以上を混合して使用することができるが、これらに限定
されるものではない。本発明では、これらの有機溶剤の
中でもレジスト成分中の酸発生剤の溶解性が最も優れて
いるジエチレングリコールジメチルエーテルや1−エト
キシ−2−プロパノールの他、安全溶剤であるプロピレ
ングリコールモノメチルエーテルアセテート及びその混
合溶剤が好ましく使用される。
【0148】有機溶剤の使用量は、ベース樹脂(上記
(B)成分と(D)成分との合計量、以下同様)100
部(重量部、以下同様)に対して200〜1,000
部、特に400〜800部が好適である。
【0149】(C)成分の酸発生剤としては、下記一般
式(8)のオニウム塩、式(9)のジアゾメタン誘導
体、式(10)のグリオキシム誘導体、β−ケトスルホ
ン誘導体、ジスルホン誘導体、ニトロベンジルスルホネ
ート誘導体、スルホン酸エステル誘導体、イミド−イル
スルホネート誘導体等が挙げられる。
【0150】 (R60b+- (8) (但し、R60は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状又は環
状のアルキル基、炭素数6〜12のアリール基又は炭素
数7〜12のアラルキル基を表し、M+はヨードニウ
ム、スルホニウムを表し、K-は非求核性対向イオンを
表し、bは2又は3である。)
【0151】R60のアルキル基としてはメチル基、エチ
ル基、プロピル基、ブチル基、シクロヘキシル基、2−
オキソシクロヘキシル基、ノルボルニル基、アダマンチ
ル基等が挙げられる。アリール基としてはフェニル基、
p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェニル基、o
−メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、p−te
rt−ブトキシフェニル基、m−tert−ブトキシフ
ェニル基等のアルコキシフェニル基、2−メチルフェニ
ル基、3−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、
エチルフェニル基、4−tert−ブチルフェニル基、
4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル基等のアルキ
ルフェニル基が挙げられる。アラルキル基としてはベン
ジル基、フェネチル基等が挙げられる。K-の非求核性
対向イオンとしては塩化物イオン、臭化物イオン等のハ
ライドイオン、トリフレート、1,1,1−トリフルオ
ロエタンスルホネート、ノナフルオロブタンスルホネー
ト等のフルオロアルキルスルホネート、トシレート、ベ
ンゼンスルホネート、4−フルオロベンゼンスルホネー
ト、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼンスル
ホネート等のアリールスルホネート、メシレート、ブタ
ンスルホネート等のアルキルスルホネートが挙げられ
る。
【0152】
【化58】 (但し、R61、R62は炭素数1〜12の直鎖状、分岐状
又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル基、炭素
数6〜12のアリール基又はハロゲン化アリール基又は
炭素数7〜12のアラルキル基を表す。)
【0153】R61、R62のアルキル基としてはメチル
基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基、ノルボルニル基、ア
ダマンチル基等が挙げられる。ハロゲン化アルキル基と
してはトリフルオロメチル基、1,1,1−トリフルオ
ロエチル基、1,1,1−トリクロロエチル基、ノナフ
ルオロブチル基等が挙げられる。アリール基としてはフ
ェニル基、p−メトキシフェニル基、m−メトキシフェ
ニル基、o−メトキシフェニル基、エトキシフェニル
基、p−tert−ブトキシフェニル基、m−tert
−ブトキシフェニル基等のアルコキシフェニル基、2−
メチルフェニル基、3−メチルフェニル基、4−メチル
フェニル基、エチルフェニル基、4−tert−ブチル
フェニル基、4−ブチルフェニル基、ジメチルフェニル
基等のアルキルフェニル基が挙げられる。ハロゲン化ア
リール基としてはフルオロベンゼン基、クロロベンゼン
基、1,2,3,4,5−ペンタフルオロベンゼン基等
が挙げられる。アラルキル基としてはベンジル基、フェ
ネチル基等が挙げられる。
【0154】
【化59】 (但し、R63、R64、R65は炭素数1〜12の直鎖状、
分岐状又は環状のアルキル基又はハロゲン化アルキル
基、炭素数6〜12のアリール基又はハロゲン化アリー
ル基又は炭素数7〜12のアラルキル基を表す。また、
64、R65は互いに結合して環状構造を形成してもよ
く、環状構造を形成する場合、R64、R65はそれぞれ炭
素数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を表
す。)
【0155】R63、R64、R65のアルキル基、ハロゲン
化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基、ア
ラルキル基としては、R61、R62で説明したものと同様
の基が挙げられる。なお、R64、R65のアルキレン基と
してはメチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレ
ン基、ヘキシレン基等が挙げられる。
【0156】具体的には、例えばトリフルオロメタンス
ルホン酸ジフェニルヨードニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)フェニ
ルヨードニウム、p−トルエンスルホン酸ジフェニルヨ
ードニウム、p−トルエンスルホン酸(p−tert−
ブトキシフェニル)フェニルヨードニウム、トリフルオ
ロメタンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフ
ルオロメタンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェ
ニル)ジフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェ
ニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリ
ス(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、
p−トルエンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p
−トルエンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニ
ル)ジフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸
ビス(p−tert−ブトキシフェニル)フェニルスル
ホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス(p−ter
t−ブトキシフェニル)スルホニウム、ノナフルオロブ
タンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、ブタンスル
ホン酸トリフェニルスルホニウム、トリフルオロメタン
スルホン酸トリメチルスルホニウム、p−トルエンスル
ホン酸トリメチルスルホニウム、トリフルオロメタンス
ルホン酸シクロヘキシルメチル(2−オキソシクロヘキ
シル)スルホニウム、p−トルエンスルホン酸シクロヘ
キシルメチル(2−オキソシクロヘキシル)スルホニウ
ム、トリフルオロメタンスルホン酸ジメチルフェニルス
ルホニウム、p−トルエンスルホン酸ジメチルフェニル
スルホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸ジシクロ
ヘキシルフェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン
酸ジシクロヘキシルフェニルスルホニウム等のオニウム
塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタン、ビス
(p−トルエンスルホニル)ジアゾメタン、ビス(キシ
レンスルホニル)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(シクロペンチルスル
ホニル)ジアゾメタン、ビス(n−ブチルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(イソブチルスルホニル)ジアゾメ
タン、ビス(sec−ブチルスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(n−プロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビ
ス(イソプロピルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(t
ert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−
アミルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソアミルス
ルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−アミルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(tert−アミルスルホニ
ル)ジアゾメタン、1−シクロヘキシルスルホニル−1
−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、1−
シクロヘキシルスルホニル−1−(tert−アミルス
ルホニル)ジアゾメタン、1−tert−アミルスルホ
ニル−1−(tert−ブチルスルホニル)ジアゾメタ
ン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−トルエン
スルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−
(p−トルエンスルホニル)−α−ジフェニルグリオキ
シム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−α−ジ
シクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−(p−トルエ
ンスルホニル)−2,3−ペンタンジオングリオキシ
ム、ビス−o−(p−トルエンスルホニル)−2−メチ
ル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス−o−
(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジフェ
ニルグリオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニ
ル)−α−ジシクロヘキシルグリオキシム、ビス−o−
(n−ブタンスルホニル)−2,3−ペンタンジオング
リオキシム、ビス−o−(n−ブタンスルホニル)−2
−メチル−3,4−ペンタンジオングリオキシム、ビス
−o−(メタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシ
ム、ビス−o−(トリフルオロメタンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(1,1,1−ト
リフルオロエタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキ
シム、ビス−o−(tert−ブタンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(パーフルオロオ
クタンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス
−o−(シクロヘキサンスルホニル)−α−ジメチルグ
リオキシム、ビス−o−(ベンゼンスルホニル)−α−
ジメチルグリオキシム、ビス−o−(p−フルオロベン
ゼンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−
o−(p−tert−ブチルベンゼンスルホニル)−α
−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(キシレンスルホ
ニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビス−o−(カン
ファースルホニル)−α−ジメチルグリオキシム等のグ
リオキシム誘導体、2−シクロヘキシルカルボニル−2
−(p−トルエンスルホニル)プロパン、2−イソプロ
ピルカルボニル−2−(p−トルエンスルホニル)プロ
パン等のβ−ケトスルホン誘導体、ジフェニルジスルホ
ン、ジシクロヘキシルジスルホン等のジスルホン誘導
体、p−トルエンスルホン酸2,6−ジニトロベンジ
ル、p−トルエンスルホン酸2,4−ジニトロベンジル
等のニトロベンジルスルホネート誘導体、1,2,3−
トリス(メタンスルホニルオキシ)ベンゼン、1,2,
3−トリス(トリフルオロメタンスルホニルオキシ)ベ
ンゼン、1,2,3−トリス(p−トルエンスルホニル
オキシ)ベンゼン等のスルホン酸エステル誘導体、フタ
ルイミド−イル−トリフレート、フタルイミド−イル−
トシレート、5−ノルボルネン−2,3−ジカルボキシ
イミド−イル−トリフレート、5−ノルボルネン−2,
3−ジカルボキシイミド−イル−トシレート、5−ノル
ボルネン−2,3−ジカルボキシイミド−イル−n−ブ
チルスルホネート等のイミド−イル−スルホネート誘導
体等が挙げられるが、トリフルオロメタンスルホン酸ト
リフェニルスルホニウム、トリフルオロメタンスルホン
酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフェニルスル
ホニウム、トリフルオロメタンスルホン酸トリス(p−
tert−ブトキシフェニル)スルホニウム、p−トル
エンスルホン酸トリフェニルスルホニウム、p−トルエ
ンスルホン酸(p−tert−ブトキシフェニル)ジフ
ェニルスルホニウム、p−トルエンスルホン酸トリス
(p−tert−ブトキシフェニル)スルホニウム等の
オニウム塩、ビス(ベンゼンスルホニル)ジアゾメタ
ン、ビス(p−トルエンスルホニル)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
(n−ブチルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(イソブ
チルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(sec−ブチル
スルホニル)ジアゾメタン、ビス(n−プロピルスルホ
ニル)ジアゾメタン、ビス(イソプロピルスルホニル)
ジアゾメタン、ビス(tert−ブチルスルホニル)ジ
アゾメタン等のジアゾメタン誘導体、ビス−o−(p−
トルエンスルホニル)−α−ジメチルグリオキシム、ビ
ス−o−(n−ブタンスルホニル)−α−ジメチルグリ
オキシム等のグリオキシム誘導体が好ましく用いられ
る。なお、上記酸発生剤は1種を単独で又は2種以上を
組み合わせて用いることができる。オニウム塩は矩形性
向上効果に優れ、ジアゾメタン誘導体及びグリオキシム
誘導体は定在波低減効果に優れるが、両者を組み合わせ
ることにより、プロファイルの微調整を行うことが可能
である。
【0157】酸発生剤の添加量は、ベース樹脂100部
に対して好ましくは0.5〜15部、より好ましくは1
〜8部である。0.5部より少ないと感度が悪い場合が
あり、15部より多いとアルカリ溶解速度が低下するこ
とによってレジスト材料の解像性が低下する場合があ
り、またモノマー成分が過剰となるために耐熱性が低下
する場合がある。
【0158】次に、(D)成分の上記(B)成分に係る
架橋されている高分子化合物とは別のベース樹脂として
は、特に下記一般式(11)で示される重量平均分子量
が3,000〜300,000の高分子化合物が好適に
使用される。
【0159】
【化60】
【0160】上記式において、R1、R2、R7〜R9は上
記と同様の意味を示し、R11は上記式(5)とは異なる
酸不安定基であり、例えば上記式(6)で示される基、
炭素数4〜20の3級アルキル基、各アルキル基の炭素
数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20の
オキソアルキル基等である。
【0161】e1、f1、e2、f2はそれぞれ0又は
正数であり、e1、f1、e2、f2が同時に0となる
ことがあり、g1、g2は正数であり、e1+e2+f
1+f2+g1+g2=1である。これらの組成比は、
好適には、0≦(e1+e2)/(e1+f1+g1+
e2+f2+g2)≦0.5、好ましくは0.1≦(e
1+e2)/(e1+f1+g1+e2+f2+g2)
≦0.4、0≦(f1+f2)/(e1+f1+g1+
e2+f2+g2)≦0.5、好ましくは0≦(f1+
f2)/(e1+f1+g1+e2+f2+g2)≦
0.2、0.4≦(g1+g2)/(e1+f1+g1
+e2+f2+g2)≦0.9、好ましくは0.6≦
(g1+g2)/(e1+f1+g1+e2+f2+g
2)≦0.8である。e1+e2の全体(e1+f1+
g1+e2+f2+g2、以下同様)に対する割合が
0.5を超え、f1+f2の全体に対する割合が0.5
を超え、g1+g2の全体に対する割合が0.9を超え
るか、或いはg1+g2の全体に対する割合が0.4に
満たないと、アルカリ溶解速度のコントラストが小さく
なり、解像度が悪くなる場合がある。e2+f2+g2
の全体に対する割合が0.5を超えると水素添加樹脂が
アルカリ不溶性になるので、レジスト用のベース樹脂と
しては不適当である。またe2+f2+g2が低すぎる
と水素添加による性能向上効果が小さくなる。e1、f
1、g1、e2、f2、g2はその値を上記範囲内で適
宜選定することによりパターンの寸法制御、パターンの
形状コントロールを任意に行うことができる。
【0162】このような高分子化合物は、重量平均分子
量が3,000〜300,000、好ましくは5,00
0〜30,000である必要がある。重量平均分子量が
3,000に満たないとレジスト材料が耐熱性に劣るも
のとなり、300,000を超えるとアルカリ溶解性が
低下し、解像性が悪くなる。
【0163】更に、この(D)成分のベース樹脂おいて
も、分子量分布(Mw/Mn)が広い場合は低分子量や
高分子量のポリマーが存在し、低分子量のポリマーが多
く存在すると耐熱性が低下する場合があり、高分子量の
ポリマーが多く存在するとアルカリに対して溶解し難い
ものを含み、パターン形成後の裾引きの原因となる場合
がある。それ故、パターンルールが微細化するに従って
このような分子量、分子量分布の影響が大きくなり易い
ことから、微細なパターン寸法に好適に用いられるレジ
スト材料を得るには、ベース樹脂の分子量分布は1.0
〜2.5、特に1.0〜1.5の狭分散であることが好
ましい。
【0164】なお、(D)成分のベース樹脂の配合量と
(B)成分のベース樹脂(架橋されている高分子化合
物)との配合割合は、0:100〜90:10の重量比
が好ましく、特に0:100〜50:50が好適であ
る。上記(D)成分のベース樹脂の配合量が上記重量比
より多いと、(B)成分のベース樹脂(架橋されている
高分子化合物)による所望の効果が得られない場合があ
る。
【0165】本発明のレジスト材料には、更に(E)成
分として溶解制御剤を添加することができる。溶解制御
剤としては、平均分子量が100〜1,000、好まし
くは150〜800で、かつ分子内にフェノール性水酸
基を2つ以上有する化合物の該フェノール性水酸基の水
素原子を酸不安定基により全体として平均0〜100モ
ル%の割合で置換した化合物を配合する。
【0166】なお、フェノール性水酸基の水素原子の酸
不安定基による置換率は、平均でフェノール性水酸基全
体の0モル%以上、好ましくは30モル%以上であり、
また、その上限は100モル%、より好ましくは80モ
ル%である。
【0167】この場合、かかるフェノール性水酸基を2
つ以上有する化合物としては、下記式(i)〜(xi)
で示されるものが好ましい。
【0168】
【化61】
【0169】
【化62】
【0170】
【化63】 (但し、式中R14、R15はそれぞれ水素原子又は炭素数
1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル
基であり、R16は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又
は分岐状のアルキル基又はアルケニル基、あるいは−
(R20h−COOHであり、R17は−(CH2i
(i=2〜10)、炭素数6〜10のアリーレン基、カ
ルボニル基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R
18は炭素数1〜10のアルキレン基、炭素数6〜10の
アリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子
又は硫黄原子、R19は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状又は分岐状のアルキル基、アルケニル基、それぞれ水
酸基で置換されたフェニル基又はナフチル基であり、R
20は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基
である。また、jは0〜5の整数であり、u、hは0又
は1である。s、t、s’、t’、s’’、t’’はそ
れぞれs+t=8、s’+t’=5、s’’+t’’=
4を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくとも1つの
水酸基を有するような数である。αは式(viii)、
(ix)の化合物の分子量を100〜1,000とする
数である。)
【0171】上記式中R14、R15としては、例えば水素
原子、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エ
チニル基、シクロヘキシル基、R16としては、例えばR
14、R15と同様なもの、あるいは−COOH、−CH2
COOH、R17としては、例えばエチレン基、フェニレ
ン基、カルボニル基、スルホニル基、酸素原子、硫黄原
子等、R18としては、例えばメチレン基、あるいはR17
と同様なもの、R19としては例えば水素原子、メチル
基、エチル基、ブチル基、プロピル基、エチニル基、シ
クロヘキシル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニル
基、ナフチル基等が挙げられる。
【0172】ここで、溶解制御剤の酸不安定基として
は、上記一般式(5)で示される基、一般式(6)で示
される基、炭素数4〜20の3級アルキル基、各アルキ
ル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数
4〜20のオキソアルキル基等が挙げられる。
【0173】上記フェノール性水酸基を酸不安定基で部
分置換した化合物(溶解制御剤)の配合量は、ベース樹
脂100部に対し、0〜50部、好ましくは5〜50
部、より好ましくは10〜30部であり、単独又は2種
以上を混合して使用できる。配合量が5部に満たないと
解像性の向上がない場合があり、50部を超えるとパタ
ーンの膜減りが生じ、解像度が低下する場合がある。
【0174】なお、上記のような溶解制御剤はフェノー
ル性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に酸不安
定基を化学反応させることにより合成することができ
る。
【0175】本発明のレジスト材料は、上記溶解制御剤
の代わりに又はこれに加えて別の溶解制御剤として重量
平均分子量が1,000を超え3,000以下で、かつ
分子内にフェノール性水酸基を有する化合物の該フェノ
ール性水酸基の水素原子を酸不安定基により全体として
平均0%以上60%以下の割合で部分置換した化合物を
配合することができる。
【0176】この場合、かかる酸不安定基でフェノール
性水酸基の水素原子が部分置換された化合物としては、
下記一般式(12)で示される繰り返し単位を有し、重
量平均分子量が1,000を超え3,000以下である
化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物が好まし
い。
【0177】
【化64】 (但し、式中R3は酸不安定基を示し、v、wはそれぞ
れ0≦v/(v+w)≦0.6を満足する数である。)
【0178】ここで、上記溶解制御剤の酸不安定基とし
ては、上記一般式(5)で示される基、上記一般式
(6)で示される基、炭素数4〜20の3級アルキル
基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアルキルシリ
ル基、炭素数4〜20のオキソアルキル基等が挙げられ
る。
【0179】上記別の溶解制御剤の配合量は、上記溶解
制御剤と合計した溶解制御剤全体としてベース樹脂10
0部に対し0〜50部、特に0〜30部、好ましくは1
部以上用いるような範囲であることが好ましい。
【0180】なお、上記のような別の溶解制御剤は、フ
ェノール性水酸基を有する化合物にベース樹脂と同様に
酸不安定基を化学反応させることにより合成することが
できる。
【0181】更に、本発明のレジスト材料には、(F)
成分として塩基性化合物を配合することができる。
【0182】この(F)添加剤として配合される塩基性
化合物は、酸発生剤より発生する酸がレジスト膜中に拡
散する際の拡散速度を抑制することができる化合物が適
しており、このような塩基性化合物の配合により、レジ
スト膜中での酸の拡散速度が抑制されて解像度が向上
し、露光後の感度変化を抑制したり、基板や環境依存性
を少なくし、露光余裕度やパターンプロファイル等を向
上することができる。
【0183】このような塩基性化合物としては、第1
級、第2級、第3級の脂肪族アミン類、混成アミン類、
芳香族アミン類、複素環アミン類、カルボキシ基を有す
る含窒素化合物、スルホニル基を有する含窒素化合物、
ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキシフェニ
ル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒素化合
物、アミド誘導体、イミド誘導体等が挙げられる。
【0184】具体的には、第1級の脂肪族アミン類とし
て、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プ
ロピルアミン、イソプロピルアミン、n−ブチルアミ
ン、イソブチルアミン、sec−ブチルアミン、ter
t−ブチルアミン、ペンチルアミン、tert−アミル
アミン、シクロペンチルアミン、ヘキシルアミン、シク
ロヘキシルアミン、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、ドデシルアミン、セチル
アミン、メチレンジアミン、エチレンジアミン、テトラ
エチレンペンタミン等が例示され、第2級の脂肪族アミ
ン類として、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジ−n
−プロピルアミン、ジイソプロピルアミン、ジ−n−ブ
チルアミン、ジイソブチルアミン、ジ−sec−ブチル
アミン、ジペンチルアミン、ジシクロペンチルアミン、
ジヘキシルアミン、ジシクロヘキシルアミン、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、ジドデシルアミン、ジセチルアミン、N,N
−ジメチルメチレンジアミン、N,N−ジメチルエチレ
ンジアミン、N,N−ジメチルテトラエチレンペンタミ
ン等が例示され、第3級の脂肪族アミン類として、トリ
メチルアミン、トリエチルアミン、トリ−n−プロピル
アミン、トリイソプロピルアミン、トリ−n−ブチルア
ミン、トリイソブチルアミン、トリ−sec−ブチルア
ミン、トリペンチルアミン、トリシクロペンチルアミ
ン、トリヘキシルアミン、トリシクロヘキシルアミン、
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、トリドデシルアミン、トリ
セチルアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルメチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルエチ
レンジアミン、N,N,N’,N’−テトラメチルテト
ラエチレンペンタミン等が例示される。
【0185】また、混成アミン類としては、例えばジメ
チルエチルアミン、メチルエチルプロピルアミン、ベン
ジルアミン、フェネチルアミン、ベンジルジメチルアミ
ン等が例示される。芳香族アミン類及び複素環アミン類
の具体例としては、アニリン誘導体(例えばアニリン、
N−メチルアニリン、N−エチルアニリン、N−プロピ
ルアニリン、N,N−ジメチルアニリン、2−メチルア
ニリン、3−メチルアニリン、4−メチルアニリン、エ
チルアニリン、プロピルアニリン、トリメチルアニリ
ン、2−ニトロアニリン、3−ニトロアニリン、4−ニ
トロアニリン、2,4−ジニトロアニリン、2,6−ジ
ニトロアニリン、3,5−ジニトロアニリン、N,N−
ジメチルトルイジン等)、ジフェニル(p−トリル)ア
ミン、メチルジフェニルアミン、トリフェニルアミン、
フェニレンジアミン、ナフチルアミン、ジアミノナフタ
レン、ピロール誘導体(例えばピロール、2H−ピロー
ル、1−メチルピロール、2,4−ジメチルピロール、
2,5−ジメチルピロール、N−メチルピロール等)、
オキサゾール誘導体(例えばオキサゾール、イソオキサ
ゾール等)、チアゾール誘導体(例えばチアゾール、イ
ソチアゾール等)、イミダゾール誘導体(例えばイミダ
ゾール、4−メチルイミダゾール、4−メチル−2−フ
ェニルイミダゾール等)、ピラゾール誘導体、フラザン
誘導体、ピロリン誘導体(例えばピロリン、2−メチル
−1−ピロリン等)、ピロリジン誘導体(例えばピロリ
ジン、N−メチルピロリジン、ピロリジノン、N−メチ
ルピロリドン等)、イミダゾリン誘導体、イミダゾリジ
ン誘導体、ピリジン誘導体(例えばピリジン、メチルピ
リジン、エチルピリジン、プロピルピリジン、ブチルピ
リジン、4−(1−ブチルペンチル)ピリジン、ジメチ
ルピリジン、トリメチルピリジン、トリエチルピリジ
ン、フェニルピリジン、3−メチル−2−フェニルピリ
ジン、4−tert−ブチルピリジン、ジフェニルピリ
ジン、ベンジルピリジン、メトキシピリジン、ブトキシ
ピリジン、ジメトキシピリジン、1−メチル−2−ピリ
ドン、4−ピロリジノピリジン、1−メチル−4−フェ
ニルピリジン、2−(1−エチルプロピル)ピリジン、
アミノピリジン、ジメチルアミノピリジン等)、ピリダ
ジン誘導体、ピリミジン誘導体、ピラジン誘導体、ピラ
ゾリン誘導体、ピラゾリジン誘導体、ピペリジン誘導
体、ピペラジン誘導体、モルホリン誘導体、インドール
誘導体、イソインドール誘導体、1H−インダゾール誘
導体、インドリン誘導体、キノリン誘導体(例えばキノ
リン、3−キノリンカルボニトリル等)、イソキノリン
誘導体、シンノリン誘導体、キナゾリン誘導体、キノキ
サリン誘導体、フタラジン誘導体、プリン誘導体、プテ
リジン誘導体、カルバゾール誘導体、フェナントリジン
誘導体、アクリジン誘導体、フェナジン誘導体、1,1
0−フェナントロリン誘導体、アデニン誘導体、アデノ
シン誘導体、グアニン誘導体、グアノシン誘導体、ウラ
シル誘導体、ウリジン誘導体等が例示される。
【0186】更に、カルボキシ基を有する含窒素化合物
としては、例えばアミノ安息香酸、インドールカルボン
酸、アミノ酸誘導体(例えばニコチン酸、アラニン、ア
ルギニン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グリシン、
ヒスチジン、イソロイシン、グリシルロイシン、ロイシ
ン、メチオニン、フェニルアラニン、スレオニン、リジ
ン、3−アミノピラジン−2−カルボン酸、メトキシア
ラニン)等が例示され、スルホニル基を有する含窒素化
合物として3−ピリジンスルホン酸、p−トルエンスル
ホン酸ピリジニウム等が例示され、ヒドロキシ基を有す
る含窒素化合物、ヒドロキシフェニル基を有する含窒素
化合物、アルコール性含窒素化合物としては、2−ヒド
ロキシピリジン、アミノクレゾール、2,4−キノリン
ジオール、3−インドールメタノールヒドレート、モノ
エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノー
ルアミン、N−エチルジエタノールアミン、N,N−ジ
エチルエタノールアミン、トリイソプロパノールアミ
ン、2,2’−イミノジエタノール、2−アミノエタノ
−ル、3−アミノ−1−プロパノール、4−アミノ−1
−ブタノール、4−(2−ヒドロキシエチル)モルホリ
ン、2−(2−ヒドロキシエチル)ピリジン、1−(2
−ヒドロキシエチル)ピペラジン、1−[2−(2−ヒ
ドロキシエトキシ)エチル]ピペラジン、ピペリジンエ
タノール、1−(2−ヒドロキシエチル)ピロリジン、
1−(2−ヒドロキシエチル)−2−ピロリジノン、3
−ピペリジノ−1,2−プロパンジオール、3−ピロリ
ジノ−1,2−プロパンジオール、8−ヒドロキシユロ
リジン、3−クイヌクリジノール、3−トロパノール、
1−メチル−2−ピロリジンエタノール、1−アジリジ
ンエタノール、N−(2−ヒドロキシエチル)フタルイ
ミド、N−(2−ヒドロキシエチル)イソニコチンアミ
ド等が例示される。アミド誘導体としては、ホルムアミ
ド、N−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルム
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、プロピオンアミド、ベンズ
アミド等が例示される。イミド誘導体としては、フタル
イミド、サクシンイミド、マレイミド等が例示される。
【0187】更に、下記一般式(13)及び(14)で
示される塩基性化合物を配合することもできる。
【0188】
【化65】 (式中、R41、R42、R43、R47、R48はそれぞれ独立
して直鎖状、分岐鎖状又は環状の炭素数1〜20のアル
キレン基、R44、R45、R46、R49、R50は水素原子、
炭素数1〜20のアルキル基又はアミノ基を示し、R44
とR45、R45とR46、R44とR46、R44とR45とR46
49とR50はそれぞれ結合して環を形成してもよい。
S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数を示す。但し、
S、T、U=0のとき、R44、R45、R46、R49、R50
は水素原子を含まない。)
【0189】ここで、R41、R42、R43、R47、R48
アルキレン基としては、炭素数1〜20、好ましくは1
〜10、更に好ましくは1〜8のものであり、具体的に
は、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソ
プロピレン基、n−ブチレン基、イソブチレン基、n−
ペンチレン基、イソペンチレン基、ヘキシレン基、ノニ
レン基、デシレン基、シクロペンチレン基、シクロへキ
シレン基等が挙げられる。
【0190】また、R44、R45、R46、R49、R50のア
ルキル基としては、炭素数1〜20、好ましくは1〜
8、更に好ましくは1〜6のものであり、これらは直鎖
状、分岐状、環状のいずれであってもよい。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、イソブチル基、tert−ブチル
基、n−ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ノ
ニル基、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、シクロ
ペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
【0191】更に、R44とR45、R45とR46、R44とR
46、R44とR45とR46、R49とR50が環を形成する場
合、その環の炭素数は1〜20、より好ましくは1〜
8、更に好ましくは1〜6であり、またこれらの環は炭
素数1〜6、特に1〜4のアルキル基が分岐していても
よい。
【0192】S、T、Uはそれぞれ0〜20の整数であ
り、より好ましくは1〜10、更に好ましくは1〜8の
整数である。
【0193】上記(13)、(14)の化合物として具
体的には、トリス{2−(メトキシメトキシ)エチル}
アミン、トリス{2−(メトキシエトキシ)エチル}ア
ミン、トリス[2−{(2−メトキシエトキシ)メトキ
シ}エチル]アミン、トリス{2−(2−メトキシエト
キシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−メトキシエ
トキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキシ
エトキシ)エチル}アミン、トリス{2−(1−エトキ
シプロポキシ)エチル}アミン、トリス[2−{(2−
ヒドロキシエトキシ)エトキシ}エチル]アミン、4,
7,13,16,21,24−ヘキサオキサ−1,10
−ジアザビシクロ[8.8.8]ヘキサコサン、4,
7,13,18−テトラオキサ−1,10−ジアザビシ
クロ[8.5.5]エイコサン、1,4,10,13−
テトラオキサ−7,16−ジアザビシクロオクタデカ
ン、1−アザ−12−クラウン−4、1−アザ−15−
クラウン−5、1−アザ−18−クラウン−6等が挙げ
られる。特に第3級アミン、アニリン誘導体、ピロリジ
ン誘導体、ピリジン誘導体、キノリン誘導体、アミノ酸
誘導体、ヒドロキシ基を有する含窒素化合物、ヒドロキ
シフェニル基を有する含窒素化合物、アルコール性含窒
素化合物、アミド誘導体、イミド誘導体、トリス{2−
(メトキシメトキシ)エチル}アミン、トリス{(2−
(2−メトキシエトキシ)エチル}アミン、トリス[2
−{(2−メトキシエトキシ)メチル}エチル]アミ
ン、1−アザ−15−クラウン−5等が好ましい。
【0194】なお、上記塩基性化合物は1種を単独で又
は2種以上を組み合わせて用いることができ、その配合
量はベース樹脂100部に対して0〜2部、特に0.0
1〜1部を混合したものが好適である。配合量が2部を
超えると感度が低下しすぎる場合がある。
【0195】更に、本発明のレジスト材料には、(G)
成分として分子内に≡C−COOHで示される基を有す
る芳香族化合物を配合することができる。
【0196】この(G)成分として配合される分子内に
≡C−COOHで示される基を有する芳香族化合物は、
例えば下記I群及びII群から選ばれる1種又は2種以
上の化合物を使用することができるが、これらに限定さ
れるものではない。 [I群]下記一般式(15)〜(24)で示される化合
物のフェノール性水酸基の水素原子の一部又は全部を−
21 −COOH(R21は炭素数1〜10の直鎖状又は分
岐状のアルキレン基)により置換してなり、かつ分子中
のフェノール性水酸基(C)と≡C−COOHで示され
る基(D)とのモル比率がC/(C+D)=0.1〜
1.0である化合物。 [II群]下記一般式(25)、(26)で示される化
合物。
【0197】
【化66】
【0198】
【化67】 (但し、式中R1は水素原子又はメチル基であり、
22、R23はそれぞれ水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル基であり、R
24は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のア
ルキル基又はアルケニル基、或いは−(R29h−CO
OR’基(R’は水素原子又は−R29 −COOH)であ
り、R25は−(CH2i−(i=2〜10)、炭素数6
〜10のアリーレン基、カルボニル基、スルホニル基、
酸素原子又は硫黄原子、R26は炭素数1〜10のアルキ
レン基、炭素数6〜10のアリーレン基、カルボニル
基、スルホニル基、酸素原子又は硫黄原子、R27は水素
原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル
基、アルケニル基、それぞれ水酸基で置換されたフェニ
ル基又はナフチル基であり、R28は水素原子又は炭素数
1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキル基又はアルケニル
基又は−R29−COOH基である。R29は炭素数1〜1
0の直鎖状又は分岐状のアルキレン基である。jは0〜
5の整数であり、u、hは0又は1である。s1、t
1、s2、t2、s3、t3、s4、t4はそれぞれs
1+t1=8、s2+t2=5、s3+t3=4、s4
+t4=6を満足し、かつ各フェニル骨格中に少なくと
も1つの水酸基を有するような数である。βは式(2
0)の化合物を重量平均分子量1,000〜5,000
とする数、γは式(21)の化合物を重量平均分子量
1,000〜10,000とする数である。)
【0199】
【化68】 (R22、R23、R29は上記と同様の意味を示す。s5、
t5は、s5≧0、t5≧0で、s5+t5=5を満足
する数である。)
【0200】上記(G)成分として、具体的には下記一
般式VIII−1〜14及びIX−1〜6で示される化
合物を挙げることができるが、これらに限定されるもの
ではない。
【0201】
【化69】
【0202】
【化70】
【0203】
【化71】 (但し、R”は水素原子又はCH2COOH基を示し、
各化合物においてR”の10〜100モル%はCH2
OOH基である。α、βは上記と同様の意味を示す。)
【0204】
【化72】
【0205】なお、上記分子内に≡C−COOHで示さ
れる基を有する芳香族化合物は、1種を単独で又は2種
以上を組み合わせて用いることができる。
【0206】上記分子内に≡C−COOHで示される基
を有する芳香族化合物の添加量は、ベース樹脂100部
に対して0〜5部、好ましくは0.1〜5部、より好ま
しくは1〜3部である。5部より多いとレジスト材料の
解像性が低下する場合がある。
【0207】更に、本発明のレジスト材料には、(H)
成分としてアセチレンアルコール誘導体を配合すること
ができ、これにより保存安定性を向上させることができ
る。
【0208】アセチレンアルコール誘導体としては、下
記一般式(27)、(28)で示されるものを好適に使
用することができる。
【0209】
【化73】 (式中、R71、R72、R73、R74、R75はそれぞれ水素
原子、又は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基であり、X、Yは0又は正数を示し、下記値を
満足する。0≦X≦30、0≦Y≦30、0≦X+Y≦
40である。)
【0210】アセチレンアルコール誘導体として好まし
くは、サーフィノール61、サーフィノール82、サー
フィノール104、サーフィノール104E、サーフィ
ノール104H、サーフィノール104A、サーフィノ
ールTG、サーフィノールPC、サーフィノール44
0、サーフィノール465、サーフィノール485(A
ir Products and Chemicals
Inc.製)、サーフィノールE1004(日信化学
工業(株)製)等が挙げられる。
【0211】上記アセチレンアルコール誘導体の添加量
は、レジスト組成物100重量%中0.01〜2重量
%、より好ましくは0.02〜1重量%である。0.0
1重量%より少ないと塗布性及び保存安定性の改善効果
が十分に得られない場合があり、2重量%より多いとレ
ジスト材料の解像性が低下する場合がある。
【0212】更に、本発明のレジスト材料には、(I)
成分の紫外線吸収剤として波長248nmでのモル吸光
率が10,000以下の化合物を配合することができ
る。
【0213】具体的には、ペンタレン、インデン、ナフ
タレン、アズレン、ペプタレン、ビフェニレン、インダ
セン、フルオレン、フェナレン、フェナントレン、アン
トラセン、フルオランテン、アセフェナントリレン、ア
セアントリレン、トリフェニレン、ピレン、クリセン、
ナフタレン、プレイアデン、ピセン、ペリレン、ペンタ
フェン、ペンタセン、ベンゾフェナントレン、アントラ
キノン、アントロンベンズアントロン、2,7−ジメト
キシナフタレン、2−エチル−9,10−ジメトキシア
ントセラン、9,10−ジメチルアントラセン、9−エ
トキシアントラセン、1,2−ナフトキノン、9−フル
オレン、下記一般式(29)、(30)等の縮合多環炭
化水素誘導体、チオキサンテン−9−オン、チアントレ
ン、ジベンゾチオフェン等の縮合複素環誘導体、2,
3,4−トリビトロキシベンゾフェノン、2,3,4,
4’−テトラヒドロキシベンゾフェノン、2,4−ジヒ
ドロキシベンゾフェノン、3,5−ジヒドロキシベンゾ
フェノン、4,4’−ジヒドロキシベンゾフェノン、
4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン等の
ベンゾフェノン誘導体、スクエアル酸、ジメチルスクエ
アレート等のスクエアル酸誘導体等が挙げられる。
【0214】
【化74】 (式中、R30〜R32はそれぞれ独立に水素原子、直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の
アルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基である。R33は酸素原子を含んでいてもよい置換
もしくは非置換の2価の脂肪族炭化水素基、酸素原子を
含んでいてもよい置換もしくは非置換の2価の脂環式炭
化水素基、酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは非
置換の2価の芳香族炭化水素基又は酸素原子であり、R
34は酸不安定基である。Jは0又は1である。E、F、
Gはそれぞれ0又は1〜9の整数、Hは1〜10の正の
整数で、かつE+F+G+H≦10を満足する。)
【0215】更に詳しくは、上記式(29)、(30)
において、R30〜R32はそれぞれ独立に水素原子、直鎖
状もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状
のアルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシア
ルキル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はア
リール基であり、直鎖状又は分岐状のアルキル基として
は、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソ
プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、ter
t−ブチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、アダマ
ンチル基等の炭素数1〜10のものが好適であり、中で
もメチル基、エチル基、イソプロピル基、tert−ブ
チル基がより好ましく用いられる。直鎖状又は分岐状の
アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ
基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ
基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ヘキ
シロキシ基、シクロヘキシロキシ基等の炭素数1〜8の
ものが好適であり、中でもメトキシ基、エトキシ基、イ
ソプロポキシ基、tert−ブトキシ基がより好ましく
用いられる。直鎖状又は分岐状のアルコキシアルキル基
としては、例えばメトキシメチル基、1−エトキシエチ
ル基、1−エトキシプロピル基、1−プロポキシエチル
基、1−tert−ブトキシエチル基等の炭素数2〜1
0のものが好適であり、中でもメトキシメチル基、1−
エトキシエチル基、1−エトキシプロピル基、1−プロ
ポキシエチル基等が好ましい。直鎖状又は分岐状のアル
ケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、アリル
基、ブテニル基のような炭素数2〜4のものが好適であ
る。アリール基としては、フェニル基、キシリル基、ト
ルイル基、クメニル基のような炭素数6〜14のものが
好適である。
【0216】R33は酸素原子を含んでいてもよい置換も
しくは非置換の2価の脂肪族炭化水素基、酸素原子を含
んでいてもよい置換もしくは非置換の2価の脂環式炭化
水素基、酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは非置
換の2価の芳香族炭化水素基又は酸素原子である。な
お、式中のJは0又は1であり、Jが0の場合は−R33
−結合部は単結合となる。
【0217】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の脂肪族炭化水素基としては、例えばメチ
レン基、エチレン基、n−プロピレン基、イソプロピレ
ン基、n−ブチレン基、sec−ブチレン基、−CH2
O−基、−CH2CH2O−基、−CH2OCH2−基のよ
うな炭素数1〜10のものが好適であり、中でもメチレ
ン基、エチレン基、−CH2O−基、−CH2CH2O−
基がより好ましく用いられる。
【0218】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の脂環式炭化水素基としては、例えば1,
4−シクロヘキシレン基、2−オキサシクロヘキサン−
1,4−イレン基、2−チアシクロヘキサン−1,4−
イレン基のような炭素数5〜10のものが挙げられる。
【0219】酸素原子を含んでいてもよい置換もしくは
非置換の2価の芳香族炭化水素基としては、例えばo−
フェニレン基、p−フェニレン基、1,2−キシレン−
3,6−イレン基、トルエン−2,5−イレン基、1−
クメン−2,5−イレン基のような炭素数6〜14のも
の、あるいは−CH2Ph−基、−CH2PhCH2
基、−OCH2Ph−基、−OCH2PhCH2O−基
(Phはフェニレン基)等の炭素数6〜14のアリルア
ルキレン基が挙げられる。
【0220】また、R34は酸不安定基であるが、ここで
いう酸不安定基とはカルボキシル基を酸の存在下で分解
し得る1種以上の官能基で置換したものを意味し、酸の
存在下に分解してアルカリ可溶性を示す官能基を遊離す
るものである限り特に限定されるものではないが、特に
下記一般式(31a)、(31b)、(31c)で示さ
れる基が好ましい。
【0221】
【化75】 (式中、R35〜R38はそれぞれ独立に水素原子、直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状の
アルコキシ基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基であり、かつ、これらの基は鎖中にカルボニル基
を含んでいてもよいが、R35〜R38の全てが水素原子で
あってはならない。また、R35とR36は互いに結合して
環を形成していてもよい。R38は直鎖状もしくは分岐状
のアルキル基、直鎖状もしくは分岐状のアルコキシアル
キル基、直鎖状もしくは分岐状のアルケニル基又はアリ
ール基であり、かつ、これらの基は鎖中にカルボニル基
を含んでいてもよい。また、R38はR35と結合して環を
形成していてもよい。)
【0222】この場合、上記直鎖状又は分岐状のアルキ
ル基、直鎖状又は分岐状のアルコキシ基、直鎖状又は分
岐状のアルコキシアルキル基、直鎖状又は分岐状のアル
ケニル基、アリール基としては、上記R30〜R32と同様
のものを例示することができる。
【0223】また、式(31a)においてR35とR36
互いに結合して形成される環としては、例えばシクロヘ
キシリデン基、シクロペンチリデン基、3−オキソシク
ロヘキシリデン基、3−オキソ−4−オキサシクロヘキ
シリデン基、4−メチルシクロヘキシリデン基等の炭素
数4〜10のものが挙げられる。
【0224】また、式(31b)においてR35とR36
互いに結合して形成される環としては、例えば1−シラ
シクロヘキシリデン基、1−シラシクロペンチリデン
基、3−オキソ−1−シラシクロペンチリデン基、4−
メチル−1−シラシクロペンチリデン基等の炭素数3〜
9のものが挙げられる。
【0225】更に、式(31c)においてR38とR35
互いに結合して形成される環としては、例えば2−オキ
サシクロヘキシリデン基、2−オキサシクロペンチリデ
ン基、2−オキサ−4−メチルシクロヘキシリデン基等
の炭素数4〜10のものが挙げられる。
【0226】ここで、上記式(31a)で表わされる基
としては、例えばtert−アミル基、1,1−ジメチ
ルエチル基、1,1−ジメチルブチル基、1−エチル−
1−メチルプロピル基、1,1−ジエチルプロピル基等
の炭素数4〜10の3級アルキル基のほか、1,1−ジ
メチル−3−オキソブチル基、3−オキソシクロヘキシ
ル基、1−メチル−3−オキソ−4−オキサシクロヘキ
シル基などの3−オキソアルキル基が好適である。
【0227】上記式(31b)で表わされる基として
は、例えばトリメチルシリル基、エチルジメチルシリル
基、ジメチルプロピルシリル基、ジエチルメチルシリル
基、トリエチルシリル基等の炭素数3〜10のトリアル
キルシリル基が好適である。
【0228】上記式(31c)で表わされる基として
は、例えば1−メトキシメチル基、1−メトキシエチル
基、1−エトキシエチル基、1−エトキシプロピル基、
1−エトキシイソブチル基、1−n−プロポキシエチル
基、1−tert−ブトキシエチル基、1−n−ブトキ
シエチル基、1−イソブトキシエチル基、1−tert
−ペントキシエチル基、1−シクロヘキシルオキシエチ
ル基、1−(2−n−ブトキシエトキシ)エチル基、1
−(2−エチルヘキシル)オキシエチル基、1−{(4
−(アセトキシメチル)シクロヘキシルメチルオキシ}
エチル基、1−{4−(tert−ブトキシカルボニル
オキシメチル)シクロヘキシルメチルオキシ}エチル
基、1−メトキシ−1−メチルエチル基、1−エトキシ
プロピル基、ジメトキシメチル基、ジエトキシメチル
基、2−テトラヒドロフラニル基、2−テトラヒドロピ
ラニル基等の炭素数2〜8のものが好適である。
【0229】なお、上記式(29)、(30)におい
て、E、F、Gはそれぞれ0又は1〜9の正の整数、H
は1〜10の正の整数で、E+F+G+H≦10を満足
する。
【0230】上記式(29)、(30)の化合物の好ま
しい具体例としては、下記(32a)〜(32j)で示
される化合物等が挙げられる。
【0231】
【化76】 (式中、R39はR3と同様の酸不安定基である。)
【0232】また、紫外線吸収剤としては、ビス(4−
ヒドロキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−ter
t−ブトキシフェニル)スルホキシド、ビス(4−te
rt−ブトキシカルボニルオキシフェニル)スルホキシ
ド、ビス[4−(1−エトキシエトキシ)フェニル]ス
ルホキシド等のジアリールスルホキシド誘導体、ビス
(4−ヒドロキシフェニル)スルホン、ビス(4−te
rt−ブトキシフェニル)スルホン、ビス(4−ter
t−ブトキシカルボニルオキシフェニル)スルホン、ビ
ス[4−(1−エトキシエトキシ)フェニル]スルホ
ン、ビス[4−(1−エトキシプロポキシ)フェニル]
スルホン等のジアリールスルホン誘導体、ベンゾキノン
ジアジド、ナフトキノンジアジド、アントラキノンジア
ジド、ジアゾフルオレン、ジアゾテトラロン、ジアゾフ
ェナントロン等のジアゾ化合物、ナフトキノン−1,2
−ジアジド−5−スルホン酸クロリドと2,3,4−ト
リヒドロキシベンゾフェノンとの完全もしくは部分エス
テル化合物、ナフトキノン−1,2−ジアジド−4−ス
ルホン酸クロリドと2,4,4’−トリヒドロキシベン
ゾフェノンとの完全もしくは部分エステル化合物等のキ
ノンジアジド基含有化合物等を用いることもできる。
【0233】紫外線吸収剤として好ましくは、9−アン
トラセンカルボン酸tert−ブチル、9−アントラセ
ンカルボン酸tert−アミル、9−アントラセンカル
ボン酸tert−メトキシメチル、9−アントラセンカ
ルボン酸tert−エトキシエチル、9−アントラセン
カルボン酸tert−テトラヒドロピラニル、9−アン
トラセンカルボン酸tert−テトラヒドロフラニル、
ナフトキノン−1,2−ジアジド−5−スルホン酸クロ
リドと2,3,4−トリヒドロキシベンゾフェノンとの
部分エステル化合物等を挙げることができる。
【0234】上記(I)成分の紫外線吸収剤の配合量
は、ベース樹脂100部に対して0〜10部、より好ま
しくは0.5〜10部、更に好ましくは1〜5部である
ことが好ましい。
【0235】本発明のレジスト材料には、上記成分以外
に任意成分として塗布性を向上させるために慣用されて
いる界面活性剤を添加することができる。なお、任意成
分の添加量は、本発明の効果を妨げない範囲で通常量と
することができる。
【0236】ここで、界面活性剤としては非イオン性の
ものが好ましく、パーフルオロアルキルポリオキシエチ
レンエタノール、フッ素化アルキルエステル、パーフル
オロアルキルアミンオキサイド、含フッ素オルガノシロ
キサン系化合物などが挙げられる。例えばフロラード
「FC−430」、「FC−431」(いずれも住友ス
リーエム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S
−145」(いずれも旭硝子(株)製)、ユニダイン
「DS−401」、「DS−403」、「DS−45
1」(いずれもダイキン工業(株)製)、メガファック
「F−8151」(大日本インキ工業(株)製)、「X
−70−092」、「X−70−093」(いずれも信
越化学工業(株)製)等を挙げることができる。好まし
くは、フロラード「FC−430」(住友スリーエム
(株)製)、「X−70−093」(信越化学工業
(株)製)が挙げられる。
【0237】本発明の化学増幅ポジ型レジスト材料を使
用してパターンを形成するには、公知のリソグラフィー
技術を採用して行うことができ、例えばシリコンウェハ
ー等の基板上にスピンコーティング等の手法で膜厚が
0.5〜2.0μmとなるように塗布し、これをホット
プレート上で60〜150℃、1〜10分間、好ましく
は80〜120℃、1〜5分間プリベークする。次いで
目的のパターンを形成するためのマスクを上記のレジス
ト膜上にかざし、波長300nm以下の遠紫外線、エキ
シマレーザー、X線等の高エネルギー線もしくは電子線
を露光量1〜200mJ/cm2程度、好ましくは10
〜100mJ/cm2程度となるように照射した後、ホ
ットプレート上で60〜150℃、1〜5分間、好まし
くは80〜120℃、1〜3分間ポストエクスポージャ
ベーク(PEB)する。更に、0.1〜5%、好ましく
は2〜3%テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド(TMAH)等のアルカリ水溶液の現像液を用い、
0.1〜3分間、好ましくは0.5〜2分間、浸漬(d
ip)法、パドル(puddle)法、スプレー(sp
ray)法等の常法により現像することにより基板上に
目的のパターンが形成される。なお、本発明材料は、特
に高エネルギー線の中でも254〜193nmの遠紫外
線又はエキシマレーザー、X線及び電子線による微細パ
ターンニングに最適である。また、上記範囲を上限及び
下限から外れる場合は、目的のパターンを得ることがで
きない場合がある。
【0238】
【発明の効果】本発明の高分子化合物をベース樹脂とし
て使用した化学増幅ポジ型レジスト材料は、高エネルギ
ー線に感応し、感度、解像性、プラズマエッチング耐性
に優れ、しかもレジストパターンの耐熱性にも優れてい
る。また、パターンがオーバーハング状になりにくく、
寸法制御性に優れている。従って、本発明の化学増幅ポ
ジ型レジスト材料は、これらの特性より、特にKrFエ
キシマレーザーの露光波長での吸収が小さいレジスト材
料となり得るもので、微細でしかも基板に対して垂直な
パターンを容易に形成でき、このため超LSI製造用の
微細パターン形成材料として好適である。
【0239】
【実施例】以下、合成例、実施例及び比較例を示して本
発明を具体的に説明するが、本発明は下記例に制限され
るものではない。
【0240】[合成例1]部分水素添加高分子化合物の
合成 ポリヒドロキシスチレン500gとエタノール4,50
0gをオートクレーブに仕込み、重量平均分子量11,
000、分子量分布の指標であるMw/Mn=1.4の
ポリヒドロキシスチレンを溶解させた。次いで、ラネー
Ni触媒を40g添加し、系内を窒素置換した後、水素
圧を50kg/cm2かけ、その後40℃、5時間水素
添加反応を行った。反応後の溶液から触媒を濾別し、反
応溶液を水50Lに投入して白色固体を析出させた。こ
れを濾別し、アセトン2,000gに溶解させ、水50
Lに投入して白色固体を析出させた。これを濾別し、真
空乾燥させた。収率は95%であった。得られたポリマ
ーのNMR測定を行ったところ、水素添加率は15%で
あった。
【0241】[合成例2]合成例1と同様な方法により
水素添加率28%の部分水素化ポリヒドロキシスチレン
を得た。
【0242】[合成例3]合成例1において、ポリヒド
ロキシスチレンをポリ−3,4−ジヒドロキシスチレン
に変えた以外は合成例1と同様な方法により水素添加率
19%の部分水素化ポリヒドロキシスチレンを得た。
【0243】[合成例4]2Lのフラスコに合成例1で
得られた部分水素化高分子化合物100gをジメチルホ
ルムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量のp−ト
ルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながら
エチルビニルエーテル30g、トリエチレングリコール
ジビニルエーテル2gを添加した。1時間反応させた
後、濃アンモニア水により中和し、水10Lに中和反応
液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾過
後、アセトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下
し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、NM
Rから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の
21%、アルコール性水酸基の水素原子の6%がエトキ
シエチル化され、フェノール性水酸基の水素原子の2
%、アルコール性水酸基の水素原子の1%が架橋された
ことが確認された(Polym.1)。得られた高分子
化合物のTgは140℃であった。この高分子化合物の
膜厚1μmでの波長248nmの光の透過率を、高分子
化合物のエトキシプロパノール溶液を石英ウエハー上に
スピンコートし、100℃、1分間溶媒を乾燥したサン
プルについて、紫外分光器を用いて透過法により測定し
たところ、65%であった。
【0244】[合成例5]2Lのフラスコに合成例1で
得られた部分水素化高分子化合物100gをジメチルホ
ルムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量のp−ト
ルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながら
エチルビニルエーテル30g、シクロヘキサンジメタノ
ールジビニルエーテル2gを添加した。1時間反応させ
た後、濃アンモニア水により中和し、水10Lに中和反
応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これを濾
過後、アセトン500mlに溶解させ、水10Lに滴下
し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、NM
Rから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の
21%、アルコール性水酸基の水素原子の6%がエトキ
シエチル化され、フェノール性水酸基の水素原子の2
%、アルコール性水酸基の水素原子の1%が架橋された
ことが確認された。
【0245】更に、得られた部分架橋化された高分子化
合物50gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で
撹拌しながら二炭酸ジ−tert−ブチル7gを添加し
た。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン5
00mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾
燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示
性式(Polym.2)で示される構造を有し、NMR
から高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の2
1%、アルコール性水酸基の水素原子の6%がエトキシ
エチル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架橋率
は2%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は1
%、フェノール性水酸基の水素原子のtert−ブトキ
シカルボニル化率は4%、アルコール性水酸基の水素原
子のtert−ブトキシカルボニル化率は4%であっ
た。
【0246】[合成例6]2Lのフラスコに合成例1で
得られた部分水素化高分子化合物50gをジメチルホル
ムアミド500mlに溶解させ、触媒量のp−トルエン
スルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しながらエチル
ビニルエーテル27g、化合物(II−5)6.8gを
添加した。1時間反応させた後、濃アンモニア水により
中和し、水10Lに中和反応液を滴下したところ、白色
固体が得られた。これを濾過後、アセトン250mlに
溶解させ、水5Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得
られたポリマーは、下記示性式(Polym.3)で示
される構造を有し、NMRから高分子化合物のフェノー
ル性水酸基の水素原子の19%、アルコール性水酸基の
水素原子の5%がエトキシエチル化され、フェノール性
水酸基の水素原子の8%、アルコール性水酸基の水素原
子の2%が架橋されたことが確認された。
【0247】[合成例7〜10]ベース樹脂を合成例2
で得られた高分子化合物に変えた以外は合成例4〜6と
同様な方法により下記示性式(Polym.4〜7)で
示されるポリマーを得た。
【0248】[合成例11]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをテトラヒ
ドロフラン900gに溶解させ、触媒量のメタンスルホ
ン酸を添加した後、30℃で撹拌しながらエチル−1−
プロペニルエーテル28.2gを添加し、3時間反応さ
せた後、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル3.
8gを添加した。0.5時間反応させた後、濃アンモニ
ア水により中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交
換し、純水と少量のアセトンを使用し6回分液精製した
後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水に滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、純水で2回
洗浄、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下
記示性式(Polym.8)で示される構造を有し、N
MRから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子
の21%、アルコール性水酸基の水素原子の5%がエト
キシプロピル化され、フェノール性水酸基の水素原子の
架橋率は4.5%、アルコール性水酸基の水素原子の架
橋率は1%であることが確認された。
【0249】[合成例12]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをテトラヒ
ドロフラン900gに溶解させ、触媒量のメタンスルホ
ン酸を添加した後、30℃で撹拌しながらエチル−1−
プロペニルエーテル28.2gを添加し、3時間反応さ
せた後、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル2.
5gを添加した。0.5時間反応させた後、濃アンモニ
ア水により中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交
換し、純水と少量のアセトンを使用し6回分液精製した
後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水に滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、純水で2回
洗浄、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下
記示性式(Polym.8)で示される構造を有し、N
MRから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子
の21%、アルコール性水酸基の水素原子の5%がエト
キシプロピル化され、フェノール性水酸基の水素原子の
架橋率は4.5%、アルコール性水酸基の水素原子の架
橋率は0%であることが確認された。
【0250】更に、得られた部分架橋化された高分子化
合物50gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で
撹拌しながら二炭酸ジ−tert−ブチル7gを添加し
た。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン5
0mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥
させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性
式(Polym.9)で示される構造を有し、NMRか
ら高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の21
%、アルコール性水酸基の水素原子の5%がエトキシプ
ロピル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架橋率
は2%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は0
%、フェノール性水酸基の水素原子のtert−ブトキ
シカルボニル化率は4%、アルコール性水酸基の水素原
子のtert−ブトキシカルボニル化率は4%であっ
た。
【0251】[合成例13]合成例8で得られたポリマ
ー50gをピリジン300gに溶解させ、40℃で撹拌
しながら二炭酸ジ−tert−ブチル4.5gを添加し
た。1時間反応させた後、水10Lに反応液を滴下した
ところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン
200mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空
乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記
示性式(Polym.10)で示される構造を有し、N
MRから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子
の16%、アルコール性水酸基の水素原子の5%がエト
キシプロピル化され、フェノール性水酸基の水素原子の
架橋率は4%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率
は1.5%、フェノール性水酸基の水素原子のtert
−ブトキシカルボニル化率は3%、アルコール性水酸基
の水素原子のtert−ブトキシカルボニル化率は4%
であることが確認された。
【0252】[合成例14]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをテトラヒ
ドロフラン900gに溶解させ、触媒量のメタンンスル
ホン酸を添加した後、30℃で撹拌しながらエチルビニ
ルエーテル24.0gを添加し、1時間反応させた後、
1,4−ブタンジオールジビニルエーテル3.8gを添
加した。0.5時間反応させた後、濃アンモニア水によ
り中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交換し、純
水と少量のアセトンを使用し6回分液精製した後、アセ
トンに溶媒交換し、20Lの純水に滴下したところ、白
色固体が得られた。これを濾過後、純水で2回洗浄、濾
過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、下記示性式
(Polym.11)で示される構造を有し、NMRか
ら高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の24
%、アルコール性水酸基の水素原子の7%がエトキシエ
チル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架橋率は
4%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は1.5
%であることが確認された。
【0253】[合成例15]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをテトラヒ
ドロフラン900gに溶解させ、触媒量のp−トルエン
スルホン酸を添加した後、30℃で撹拌しながらエチル
ビニルエーテル16.4gを添加し、1時間反応させた
後、1,4−ブタンジオールジビニルエーテル3.8g
を添加した。0.5時間反応させた後、濃アンモニア水
により中和した。この反応液を酢酸エチルに溶媒交換
し、純水と少量のアセトンを使用し6回分液精製した
後、アセトンに溶媒交換し、20Lの純水に滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、純水で2回
洗浄、濾過後、真空乾燥した。
【0254】更に、得られた部分架橋化された高分子化
合物50gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で
撹拌しながら二炭酸ジ−tert−ブチル4.5gを添
加した。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下し
たところ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセト
ン50mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空
乾燥させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記
示性式(Polym.12)で示される構造を有し、N
MRから高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子
の15%、アルコール性水酸基の水素原子の3%がエト
キシエチル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架
橋率は4%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は
1.5%、フェノール性水酸基の水素原子のtert−
ブトキシカルボニル化率は3%、アルコール性水酸基の
水素原子のtert−ブトキシカルボニル化率は2%で
あった。
【0255】[合成例16]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをジメチル
ホルムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量のp−
トルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しなが
らシクロヘキサンジメタノールジビニルエーテル2gを
添加した。1時間反応させた後、濃アンモニア水により
中和し、水10Lに中和反応液を滴下したところ、白色
固体が得られた。これを濾過後、アセトン500mlに
溶解させ、水10Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。
得られたポリマーは、NMRから高分子化合物のフェノ
ール性水酸基の水素原子の架橋率は2%、アルコール性
水酸基の水素原子の架橋率は1%であった。
【0256】更に、得られた部分架橋化された高分子化
合物50gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で
撹拌しながら二炭酸ジ−tert−ブチル7gを添加し
た。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン5
0mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥
させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性
式(Polym.13)で示される構造を有し、NMR
から高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の架
橋率は2%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は
1%、フェノール性水酸基の水素原子のtert−ブト
キシカルボニル化率は4%、アルコール性水酸基の水素
原子のtert−ブトキシカルボニル化率は4%であっ
た。
【0257】[合成例17]2Lのフラスコに合成例1
で得られた部分水素化高分子化合物100gをジメチル
ホルムアミド1,000mlに溶解させ、触媒量のp−
トルエンスルホン酸を添加した後、20℃で撹拌しなが
らエチルビニルエーテル18g、示性式(I−22)で
示されるトリビニルエーテル化合物4gを添加した。1
時間反応させた後、濃アンモニア水により中和し、水1
0Lに中和反応液を滴下したところ、白色固体が得られ
た。これを濾過後、アセトン500mlに溶解させ、水
10Lに滴下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリ
マーは、NMRから高分子化合物のフェノール性水酸基
の水素原子の14%、アルコール性水酸基の水素原子の
6%がエトキシエチル化され、フェノール性水酸基の水
素原子の3%、アルコール性水酸基の水素原子の1%が
架橋されたことが確認された。
【0258】更に、得られた部分架橋化された高分子化
合物50gをピリジン500mlに溶解させ、45℃で
撹拌しながら二炭酸ジ−tert−ブチル7gを添加し
た。1時間反応させた後、水3Lに反応液を滴下したと
ころ、白色固体が得られた。これを濾過後、アセトン5
0mlに溶解させ、水2Lに滴下し、濾過後、真空乾燥
させ、ポリマーを得た。得られたポリマーは、下記示性
式(Polym.14)で示される構造を有し、NMR
から高分子化合物のフェノール性水酸基の水素原子の1
4%、アルコール性水酸基の水素原子の6%がエトキシ
エチル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架橋率
は3%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は1
%、フェノール性水酸基の水素原子のtert−ブトキ
シカルボニル化率は2%、アルコール性水酸基の水素原
子のtert−ブトキシカルボニル化率は2%であっ
た。
【0259】[比較合成例1]合成例4の部分水素化ポ
リヒドロキシスチレンをポリヒドロキシスチレンに変え
た以外は合成例4と同様に行い、ポリヒドロキシスチレ
ンの水酸基の水素原子の27%がエトキシエチル化さ
れ、3%が架橋されたポリヒドロキシスチレン誘導体を
得た(Polym.15)。この高分子化合物の膜厚1
μmでの波長248nmの光の透過率を、ポリヒドロキ
シスチレン誘導体のエトキシプロパノール溶液を石英ウ
エハー上にスピンコートし、100℃、1分間溶媒を乾
燥させたサンプルについて、紫外分光器を用いて透過法
により測定したところ、35%であった。
【0260】[比較合成例2]2Lのフラスコに部分水
素化ポリヒドロキシスチレン(Maruka Lync
ur(登録商標)PHM−C、Mw=4,500、Mw
/Mn=2、水素添加率約10%)48gをテトラヒド
ロフラン460mlに溶解させ、触媒量のp−トルエン
スルホン酸を添加した後、10℃で撹拌しながらテトラ
ヒドロフラン80ml中tert−ブチルビニルエーテ
ル20gをゆっくり1滴づつ添加した。その後、室温で
5時間反応させた後、水/エタノール混合液10Lに中
和反応液を滴下したところ、白色固体が得られた。これ
を濾過後、アセトン250mlに溶解させ、水5Lに滴
下し、濾過後、真空乾燥した。得られたポリマーは、N
MRから下記示性式(Polym.16)で示される構
造を有し、高分子化合物のフェノール性水酸基の32
%、アルコール性水酸基の水素原子の5%がエトキシエ
チル化され、フェノール性水酸基の水素原子の架橋率は
1%、アルコール性水酸基の水素原子の架橋率は2%で
あった。得られた高分子化合物のTgは113℃であっ
た。
【0261】
【化77】 なお、下記示性式において、Polym.15〜20は
比較のために挙げたものである。
【0262】
【化78】
【0263】
【化79】
【0264】
【化80】
【0265】
【化81】
【0266】
【化82】
【0267】
【化83】
【0268】
【化84】
【0269】
【化85】
【0270】
【化86】
【0271】
【化87】
【0272】
【化88】
【0273】
【化89】
【0274】
【化90】
【0275】
【化91】
【0276】
【化92】
【0277】
【化93】
【0278】
【化94】
【0279】
【化95】
【0280】
【化96】
【0281】
【化97】
【0282】
【化98】
【0283】
【表1】
【0284】[実施例、比較例]上記合成例で得られた
高分子化合物(Polym.1〜14)をベース樹脂、
下記式(PAG.1〜15)で示される酸発生剤、下記
式(DRR.1〜4)で示される溶解制御剤、塩基性化
合物、下記式(ACC.1、2)で示される分子内に≡
C−COOHで示される基を有する芳香族化合物、下記
式(DYE.1、2)で示される紫外線吸収剤から選ば
れるレジスト材料用成分を溶剤に溶解し、表2、3に示
す組成でレジスト液を調合した。必要に応じて、界面活
性剤フロラード「FC−430(住友3M(株)製)」
0.1部を加え、成膜性を改善した。
【0285】また、比較のため上記示性式(Poly
m.15〜20)で示される高分子化合物をベース樹脂
として上記と同様にレジスト液を表4に示す組成で調合
した。
【0286】これら各組成物を0.1μmのテフロン製
フィルターで濾過することによりレジスト液を調製し
た。これをシリコンウエハー上へスピンコーティング
し、0.7μmに塗布した。次いで、このシリコンウエ
ハーを100℃のホットプレートで90秒間ベークし
た。
【0287】そして、エキシマレーザーステッパー(ニ
コン社製、NSR−2005EXNA=0.5)を用い
て露光し、110℃で90秒間ベークを施し、2.38
%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシドの水溶液で
現像を行うと、ポジ型のパターンを得ることができた。
【0288】得られたレジストパターンを次のように評
価した。
【0289】まず、感度(Eth)を求めた。次に0.
24μmのラインアンドスペースのトップとボトムを
1:1で解像する露光量を最適露光量(感度:Eop)
として、この露光量における分離しているラインアンド
スペースの最小線幅を評価レジストの解像度とした。同
一露光量での露光から加熱処理までの時間経過(PE
D)を2時間とした際の解像度も観察した。また、解像
したレジストパターンの形状は、走査型電子顕微鏡を用
いて観察し、耐熱性試験として、このレジストパターン
を130℃で10分間ホットプレート上にて加熱し、加
熱前後でのパターン形状の変化を観察した。
【0290】レジスト組成を表2〜4、実施例の評価結
果を表5並びに比較例の評価結果を表6に示す。
【0291】
【化99】
【0292】
【化100】
【0293】
【化101】
【0294】
【化102】
【0295】
【化103】
【0296】
【化104】
【0297】
【表2】
【0298】
【表3】
【0299】
【表4】 DGLM:ジエチレングリコールジメチルエーテル EIPA:1−エトキシ−2−プロパノール EL/BA:乳酸エチル(85重量%)と酢酸ブチル
(15重量%)の混合溶液 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 PGMEA/EP:プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート(90重量%)とピルビン酸エチル
(10重量%)の混合溶液 PGMEA/CH:プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート(90重量%)とシクロヘキサノン
(10重量%)の混合溶液 PGMEA/EL:プロピレングリコールモノメチルエ
ーテルアセテート(70重量%)と乳酸エチル(30重
量%)の混合溶液 PGME:プロピレングリコールモノメチルエーテル TMEEA:トリス{2−(2−メトキシエトキシ)エ
チル}アミン TMMEA:トリス{(2−メトキシメトキシ)エチ
ル}アミン TMEMEA:トリス[2−{(2−メトキシエトキ
シ)メトキシ}エチル]アミン
【0300】
【表5】
【0301】
【表6】
【0302】次に、上記実施例14、16、18、20
のレジスト組成物に、アセチレンアルコール誘導体とし
て下記構造式のサーフィノールE1004(日信化学工
業(株)製)を全体の0.05重量%となるように添加
したレジスト組成物につき、パーティクル(異物)の増
加に関する保存安定性を観察した。結果を下記表7に示
す。この際、液中パーティクルカウンターとしてKL−
20A(リオン(株)製)を使用し、40℃保存による
加速試験での0.3μm以上のパーティクルサイズにつ
いてモニターした。
【0303】
【化105】
【0304】
【表7】
フロントページの続き (72)発明者 名倉 茂広 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内 (72)発明者 石原 俊信 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28−1 信越化学工業株式会社合成技術研究所内

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)で示される繰り返し単
    位を有する部分水素化高分子化合物のフェノール性水酸
    基及び/又はアルコール性水酸基の一部の水素原子が1
    種又は2種以上の酸不安定基により部分置換され、かつ
    残りのフェノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸
    基の一部とアルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン
    化アルキルエーテル化合物との反応により得られる分子
    内及び/又は分子間でC−O−C基を有する架橋基によ
    り架橋されており、上記酸不安定基と架橋基との合計量
    が式(1)におけるフェノール性水酸基及びアルコール
    性水酸基の水素原子全体の平均0モル%を超え、80モ
    ル%以下の割合で置換された重量平均分子量1,000
    〜500,000の部分水素化高分子化合物。 【化1】 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素
    数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示す。
    xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5
    を満足する数である。pは正数、qは正数であり、0<
    q/(p+q)≦0.5、p+q=1を満足する数であ
    る。)
  2. 【請求項2】 下記一般式(2)で示される繰り返し単
    位を有する部分水素化高分子化合物のRで示されるフェ
    ノール性水酸基及び/又はアルコール性水酸基の一部と
    アルケニルエーテル化合物もしくはハロゲン化アルキル
    エーテル化合物との反応により得られる分子内及び/又
    は分子間でC−O−C基を有する架橋基により架橋され
    ており、酸不安定基と架橋基との合計量が式(1)にお
    けるフェノール性水酸基及びアルコール性水酸基の水素
    原子全体の平均0モル%を超え、80モル%以下の割合
    で置換された重量平均分子量1,000〜500,00
    0の請求項1記載の部分水素化高分子化合物。 【化2】 (式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1個
    は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基、R2は炭
    素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基、R3
    は酸不安定基を示す。xは0又は正の整数、yは正の整
    数であり、x+y≦5を満足する数である。k1、m
    1、n1は0又は正の整数であり、k1+m1+n1≦
    5満足する数である。k2、m2、n2は0又は正の整
    数であり、k2+m2+n2≦5を満足する数である。
    但し、n1とn2は同時に0とはならない。p1は0又
    は正数、p2は0又は正数、q1は0又は正数、q2は
    0又は正数であり、0≦p1/(p1+p2+q1+q
    2)≦0.8、0≦q1/(p1+p2+q1+q2)
    ≦0.5、0.5≦(p1+p2)/(p1+p2+q
    1+q2)<1、0<(q1+q2)/(p1+p2+
    q1+q2)≦0.5、p1+p2+q1+q2=1を
    満足する数である。但し、p1とq1は同時に0とはな
    らず、p2とq2は同時に0とはならない。)
  3. 【請求項3】 下記一般式(3)で示される繰り返し単
    位を有する高分子化合物のRで示されるフェノール性水
    酸基及び/又はアルコール性水酸基の一部の水素原子が
    とれてその酸素原子が下記一般式(4a)又は(4b)
    で示されるC−O−C基を有する架橋基により分子内及
    び/又は分子間で架橋されており、上記酸不安定基と架
    橋基との合計量が式(1)におけるフェノール性水酸基
    及びアルコール性水酸基の水素原子全体の平均0モル%
    を超え、80モル%以下の割合で置換された重量平均分
    子量1,000〜500,000の請求項2記載の部分
    水素化高分子化合物。 【化3】 [(式中、Rは水酸基又はOR3を示し、少なくとも1
    個は水酸基である。R1は水素原子又はメチル基を示
    し、R2は炭素数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アル
    キル基を示し、R3は下記一般式(5)で示される基、
    下記一般式(6)で示される基、炭素数4〜20の3級
    アルキル基、各アルキル基の炭素数が1〜6のトリアル
    キルシリル基又は炭素数4〜20のオキソアルキル基を
    示す。p11、p12、p2、q11、q12、q2は
    0又は正数であり、0≦p11/(p11+p12+p
    2+q11+q12+q2)≦0.8、0≦p2/(p
    11+p12+p2+q11+q12+q2)≦0.
    8、0≦q11/(p11+p12+p2+q11+q
    12+q2)≦0.5、0≦q2/(p11+p12+
    p2+q11+q12+q2)≦0.5、0.5≦(p
    11+p12+p2)/(p11+p12+p2+q1
    1+q12+q2)<1、0<(q11+q12+q
    2)/(p11+p12+p2+q11+q12+q
    2)≦0.5、p11+p12+p2+q11+q12
    +q2=1を満足する数である。但し、p11とq11
    は同時に0とはならない。p2とq2は同時に0とはな
    らない。x、y、k1、m1、n1、k2、m2、n2
    はそれぞれ上記と同様の意味を示す。) 【化4】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
    5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
    4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
    ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
    のアルキレン基、dは0又は1〜10の整数である。A
    は、c価の炭素数1〜50の脂肪族もしくは脂環式飽和
    炭化水素基、芳香族炭化水素基又はヘテロ環基を示し、
    これらの基はヘテロ原子を介在していてもよく、またそ
    の炭素原子に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボ
    キシル基、アシル基又はフッ素原子によって置換されて
    いてもよい。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は
    −NHCONH−を示す。cは2〜8、c’は1〜7の
    整数である。) 【化5】 (R7、R8は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖状又は分
    岐状のアルキル基を示し、R9は炭素数1〜18のヘテ
    ロ原子を有してもよい1価の炭化水素基を示し、R7
    8、R7とR9又はR8とR9とは環を形成していてもよ
    く、環を形成する場合、R7、R8、R9はそれぞれ炭素
    数1〜6の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。R
    10は炭素数1〜12の3級アルキル基、各アルキル基の
    炭素数が1〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜2
    0のオキソアルキル基又は上記一般式(5)で示される
    基を示す。aは0〜6の整数である。)]
  4. 【請求項4】 一般式(4a)又は(4b)で示される
    C−O−C基を有する架橋基が、下記一般式(4
    a’’’)又は(4b’’’)で示される請求項3記載
    の部分水素化高分子化合物。 【化6】 (式中、R4、R5は水素原子又は炭素数1〜8の直鎖
    状、分岐状又は環状のアルキル基を示す。又は、R4
    5とは環を形成してもよく、環を形成する場合には
    4、R5は炭素数1〜8の直鎖状又は分岐状のアルキレ
    ン基を示す。R6は炭素数1〜10の直鎖状又は分岐状
    のアルキレン基、dは0又は1〜5の整数である。A’
    は、c’’価の炭素数1〜20の直鎖状又は分岐状のア
    ルキレン基、アルキルトリイル基、アルキルテトライル
    基、炭素数6〜30のアリーレン基を示し、これらの基
    はヘテロ原子を介在していてもよく、またその炭素原子
    に結合する水素原子の一部が水酸基、カルボキシル基、
    アシル基又はフッ素原子によって置換されていてもよ
    い。Bは−CO−O−、−NHCO−O−又は−NHC
    ONH−を示す。c’’は2〜4、c’’’は1〜3の
    整数である。)
  5. 【請求項5】 (A):有機溶剤 (B):ベース樹脂として請求項1、2、3又は4記載
    の部分水素化高分子化合物 (C):酸発生剤 を含有してなることを特徴とする化学増幅ポジ型レジス
    ト材料。
  6. 【請求項6】 更に、(D):(B)成分とは別のベー
    ス樹脂として下記一般式(1)で示される繰り返し単位
    を有する部分水素化高分子化合物のフェノール性水酸基
    及び/又はアルコール性水酸基の水素原子を1種又は2
    種以上の酸不安定基により全体として平均0モル%以上
    80モル%以下の割合で部分置換した重量平均分子量
    3,000〜300,000の高分子化合物を配合した
    ことを特徴とする請求項5記載の化学増幅ポジ型レジス
    ト材料。 【化7】 (式中、R1は水素原子又はメチル基を示し、R2は炭素
    数1〜8の直鎖状、分岐状又は環状アルキル基を示す。
    xは0又は正の整数、yは正の整数であり、x+y≦5
    を満足する数である。pは正数、qは正数であり、0<
    q/(p+q)≦0.5、p+q=1を満足する数であ
    る。)
  7. 【請求項7】 更に、(E):溶解制御剤を配合したこ
    とを特徴とする請求項5又は6記載の化学増幅ポジ型レ
    ジスト材料。
  8. 【請求項8】 更に、(F):添加剤として塩基性化合
    物を配合したことを特徴とする請求項5、6又は7記載
    の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  9. 【請求項9】 更に、(G):添加剤として分子内に≡
    C−COOHで示される基を有する芳香族化合物を配合
    したことを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項記
    載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
  10. 【請求項10】 更に、(H):アセチレンアルコール
    誘導体を配合したことを特徴とする請求項5乃至9のい
    ずれか1項記載の化学増幅ポジ型レジスト材料。
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000292927A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Hitachi Ltd パタン形成材料およびそれを用いたパタン形成方法
EP1126321A1 (en) * 2000-02-10 2001-08-22 Shipley Company LLC Positive photoresists containing crosslinked polymers
EP1137675A1 (en) * 1998-11-06 2001-10-04 Arch Specialty Chemicals, Inc. Preparation of partially cross-linked polymers and their use in pattern formation
JP2001356481A (ja) * 2000-04-03 2001-12-26 Shipley Co Llc ポジ型フォトレジスト組成物
WO2004097526A1 (ja) * 2003-04-30 2004-11-11 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US7192687B2 (en) 2003-09-05 2007-03-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern using same
US7329478B2 (en) 2003-05-22 2008-02-12 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Chemical amplified positive photo resist composition and method for forming resist pattern
US7358028B2 (en) 2003-05-20 2008-04-15 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Chemically amplified positive photo resist composition and method for forming resist pattern
US8715918B2 (en) 2007-09-25 2014-05-06 Az Electronic Materials Usa Corp. Thick film resists
US11385543B2 (en) 2016-08-09 2022-07-12 Merck Patent Gmbh Enviromentally stable, thick film, chemically amplified resist

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1137675A1 (en) * 1998-11-06 2001-10-04 Arch Specialty Chemicals, Inc. Preparation of partially cross-linked polymers and their use in pattern formation
EP1137675A4 (en) * 1998-11-06 2002-10-28 Arch Spec Chem Inc PRODUCTION OF PARTLY CROSSLINKED POLYMERS AND THEIR USE IN THE FORMATION OF PATTERNS
JP2000292927A (ja) * 1999-04-12 2000-10-20 Hitachi Ltd パタン形成材料およびそれを用いたパタン形成方法
EP1126321A1 (en) * 2000-02-10 2001-08-22 Shipley Company LLC Positive photoresists containing crosslinked polymers
JP2001356481A (ja) * 2000-04-03 2001-12-26 Shipley Co Llc ポジ型フォトレジスト組成物
JP4695282B2 (ja) * 2000-04-03 2011-06-08 ローム・アンド・ハース・エレクトロニック・マテリアルズ,エル.エル.シー. ポジ型フォトレジスト組成物
US7449276B2 (en) 2003-04-30 2008-11-11 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive photoresist composition and method for forming resist pattern
WO2004097526A1 (ja) * 2003-04-30 2004-11-11 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. ポジ型ホトレジスト組成物およびレジストパターン形成方法
US7358028B2 (en) 2003-05-20 2008-04-15 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Chemically amplified positive photo resist composition and method for forming resist pattern
US7329478B2 (en) 2003-05-22 2008-02-12 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Chemical amplified positive photo resist composition and method for forming resist pattern
US7192687B2 (en) 2003-09-05 2007-03-20 Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd. Positive resist composition and method of forming resist pattern using same
US8715918B2 (en) 2007-09-25 2014-05-06 Az Electronic Materials Usa Corp. Thick film resists
US11385543B2 (en) 2016-08-09 2022-07-12 Merck Patent Gmbh Enviromentally stable, thick film, chemically amplified resist

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