JP2001066777A - ポジ型感放射線性組成物 - Google Patents
ポジ型感放射線性組成物Info
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Abstract
な解像度を持ち、高感度なポジ型感放射線性組成物を得
る。 【解決手段】下記一般式(1)で示される構造単位を含
む重合体および放射線の照射によって酸を発生する酸発
生剤を含有することを特徴とするポジ型感放射線性組成
物。 【化1】 (ここでXはハロゲン元素またはシアノ基、Zは酸素原
子またはイミノ基、R1は単結合またはZに結合してい
る炭素が1級または2級で炭素数1から10のアルキレ
ン基、Aは炭素数6から18のアリーレン基、R2は単
結合またはAに結合している炭素が1級または2級で炭
素数1から10のアルキレン基、R3は酸の作用で分解
し、脱離して水素と置き換わる基を表す。)
Description
ソグラフィー用マスクなどの製造に用いられるポジ型感
放射線性組成物に関するものである。
スクの製造などの分野では、集積度の向上に伴って、パ
ターンの微細化が進んでいる。これを実現するためにレ
ジスト材料としてさらに高解像度のものが要求されるよ
うになってきており、0.25μm以下のサブクォータ
ーミクロンのパターンが高感度で加工できることが必要
となってきた。さらに、従来のような比較的長波長の光
源を用いるリソグラフィーでは、このような微細な加工
を行うことは困難であり、さらに波長の短い遠紫外線、
X線や電子線を用いたリソグラフィーが検討されてお
り、このような光源に対応したレジストが求められてい
る。
感度、高解像度の特性を持つ公知のレジスト材料とし
て、化学増幅型のレジストが盛んに検討されている。化
学増幅型のレジストは光酸発生剤の作用によって露光部
に酸が発生し、この酸の触媒作用によって露光部の溶解
性が変化する機構を持つレジストである。従来、このよ
うな化学増幅型レジストのうち比較的良好なレジスト性
能を示すものに、樹脂成分として、t−ブチルエステル
基やt−ブトキシカルボニル基でアルカリ可溶性樹脂中
のアルカリ親和性基を保護した樹脂、シリル基で同様に
保護した樹脂、ケタール基で同様に保護した樹脂、アセ
タール基で同様に保護した樹脂、(メタ)アクリル酸成
分を含有する樹脂等を使用したレジストが知られてい
る。
アクリル酸誘導体の3級アルキルエステルを用いた、化
学増幅型レジストが示されている。
と感度は相反する関係にあり、サブクォーターミクロン
のパターン加工を行うための解像度を得るには、感度が
十分ではないなどの欠点があった。
一般式(1)で示される構造単位を含む重合体および放
射線の照射によって酸を発生する酸発生剤を含有するこ
とを特徴とするポジ型感放射線性組成物である。
子またはイミノ基、R1は単結合または、Zに結合して
いる炭素が1級または2級で炭素数1から10のアルキ
レン基、Aは炭素数6から18のアリーレン基、R2は
単結合または、Aに結合している炭素が1級または2級
で炭素数1から10のアルキレン基、R3は酸の作用で
分解し、脱離して水素と置き換わる基を表す。)
明する。
れるレジスト用ポリマーを検討した結果、特定のアクリ
ル酸エステル系モノマー単位を含有するポリマーを用い
ることによって、高解像度、高感度が実現できることを
見出した。このような重合体に放射線によって酸を発生
する酸発生剤を添加することで、効率的なポリマーの主
鎖切断に加え、化学増幅機構によるパターン形成が可能
となり、高感度で、高解像度のパターンを得ることがで
きる。
式(1)で示される構造単位を含む重合体を含有する。
一般式(1)のXで示されるハロゲン元素としてはヨウ
素、臭素、塩素、フッ素などが挙げられる。より好まし
くは臭素、塩素が挙げられる。Zは酸素原子、またはイ
ミノ基であり、酸素原子がより好ましく用いられる。R
1、R2は単結合またはZに結合している炭素が1級また
は2級で炭素数1から10のアルキレン基を表してお
り、その具体的な例としてはそれぞれ、単結合、メチレ
ン、エチレン、トリメチレン、テトラメチレン、α−プ
ロピレン、β−プロピレン、フェニルメチレン、フェニ
ルエチレン、ジメチルエチレンなどが挙げられ、R1と
R2は同一であっても異なっても良い。またR2は単結合
が好ましく用いられる。
ン基であって、具体的な例としては1,4−フェニレ
ン、1,3−フェニレン、1,2−フェニレン、4−ブ
ロモ−1,2−フェニレン、2−クロロ−1,4−フェ
ニレン、3−クロロ−1,4−フェニレン、4−クロロ
−1,2−フェニレン、3−メチル−1,2−フェニレ
ン、4−メチル−1,2−フェニレン、5−メチル−
1,2−フェニレン、3,5−ジブロモ−1,4−フェ
ニレン、3,5−ジブロモ−1,2−フェニレン、3,
5−ジ−t−ブチル−1,2−フェニレン、3,5−ジ
−t−ブチル−1,4−フェニレン、3,5−ジクロロ
−1,2−フェニレン、3,5−ジクロロ−1,4−フ
ェニレン、3,5−ジヨード−1,2−フェニレン、
3,5−ジメトキシ−1,4−フェニレン、3,5−ジ
ニトロ−1,2−フェニレン、モノメトキシジフェノー
ル酸、4,4’−ビフェニレン、3,5−ジメチル−
1,4−フェニレン、3,5−ジメチル−1,2−フェ
ニレン、3−メトキシ−1,2−フェニレン、5−メト
キシ−1,2−フェニレン、4−メトキシ−1,3−フ
ェニレン、3−メトキシ−1,4−フェニレン、5−メ
トキシ−1,4−フェニレン、4−メトキシ−1,2−
フェニレン、3−メチル−1,2−フェニレン、4−メ
チル−1,2−フェニレン、5−メチル−1,2−フェ
ニレン、6−メチル−1,2−フェニレン、2−メチル
−1,3−フェニレン、4−メチル−1,3−フェニレ
ン、1,4−トリレン、1,2−ナフチレン、2,3−
ナフチレン、1,6−ナフチレン、2,6−ナフチレ
ン、4−ニトロ−1,3−フェニレン、3−ニトロ−
1,4−フェニレン、3,4,6−トリクロロフェニレ
ンなどが挙げられるが、これらに限定されない。
用で分解、脱離し、水素原子と置き換わる基で、具体的
にはカルボン酸の水素原子を酸の作用によって脱離しや
すい基で保護した構造を例として上げることができる。
な例としては1,1−ジフェニルエチル基、1,2−ジ
フェニルエチル基、1,1,2−トリフェニルエチル
基、1−シクロプロピルエチル基、1−シクロブチルエ
チル基、1−シクロペンチルエチル基、1−シクロヘキ
シルエチル基、1−フェニルエチル基、1−メチルチオ
エチル基、1−エチルチオエチル基、1−クロロエチル
基、2−クロロエチル基、1−ブロモエチル基、2−ブ
ロモエチル基、1,1−ジクロロエチル基、1,2−ジ
クロロエチル基、2,2−ジクロロエチル基、1,1,
2−トリクロロエチル基、1,2,2−トリクロロエチ
ル基、1,1,2,2−テトラクロロエチル基、イソプ
ロピル基、1−メトキシ−2−プロピル基、1−エトキ
シ−2−プロピル基、2−メトキシ−2−プロピル基、
2−エトキシ−2−プロピル基、1−プロポキシ−2−
プロピル基、1−イソプロポキシ−2−プロピル基、2
−イソプロポキシ−2−プロピル基、1−ブトキシ−2
−プロピル基、1−クロロ−2−プロピル基、2−クロ
ロ−2−プロピル基、1−ブロモ−2−プロピル基、2
−ブロモ−2−プロピル基、1,1−ジクロロ−2−プ
ロピル基、1,2−ジクロロ−2−プロピル基、1,2
−ジブロモ−2−プロピル基、1,3−ジクロロ−2−
プロピル基、1,3−ジブロモ−2−プロピル基、1−
クロロ−3−ブロモ−2−プロピル基、1−ブロモ−2
−クロロ−2−プロピル基、1,1,2−トリクロロ−
2−プロピル基、1,1,3−トリクロロ−2−プロピ
ル基、1,1,1−トリクロロ−2−プロピル基、1−
フェニル−2−プロピル基、2−フェニル−2−プロピ
ル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、sec−アミ
ル基、sec−イソアミル基、t−アミル基、sec−
ヘキシル基、2−メチル−ペンチル基、2−メチル−2
−ペンチル基、2−メチル−3−ペンチル基、3−メチ
ル−1−ペンチル基、4−メチル−1−ペンチル基、4
−メチル−2−ペンチル基、1,1−ジメチルブチル
基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチ
ル基、シクロヘキシル基、メトキシカルボニル−2−プ
ロピル、エトキシカルボニル−2−プロピル、フェネチ
ジノ−3−ブチリル基、2,2−ジフェニルエチル基、
2−ニトロエチル基、3−フェニルブチル基、2−メチ
ルカルボニルエチル基、メチル−2−ブチリル基、メチ
ル−2−イソブチリル基、メチル−3−ブチリル基、メ
チル−3−イソブチリル基、エチル−2−ブチリル基、
エチル−2−イソブチリル基、フェニルカルボニルシク
ロヘキシル基、5−ブチルカルボニル−sec−アミル
基、3−エチルカルボニル−iso−プロピル基、メト
キシカルボニルイソプロピル、フェネチル基、クロロフ
ェネチル基、ブロモフェネチル基、メトキシフェネチル
基、メチルチオフェネチル基、α−メチルフェネチル
基、β−メチルフェネチル基、4−メトキシシクロヘキ
シル基、テトラヒドロピラニル基、テトラヒドロフラニ
ル基、テトラヒドロチオピラニル基、テトラヒドロチオ
フラニル基、3−ブロモテトラヒドロピラニル基、4−
メトキシテトラヒドロピラニル基、4−メトキシテトラ
ヒドロチオピラニル基、シクロプロピルメチル基、1−
メトキシエチル基、1,1−ジメトキシエチル基、1−
エトキシエチル基、1,1−ジエトキシエチル基、1−
フェノキシエチル基、1−フェニルチオエチル基、1,
1−ジフェノキシエチル基、1−ベンジルオキシエチル
基、1−ベンジルチオエチル基、1−メトキシカルボニ
ルエチル基、1−エトキシカルボニルエチル基、1−n
−プロポキシカルボニルエチル基、1−イソプロポキシ
カルボニルエチル基、1−n−ブトキシカルボニルエチ
ル基、1−t−ブトキシカルボニルエチル基、1,1−
ジメチルブチル基、トリメチルシリル基、エチルジメチ
ルシリル基、メチルジエチルシリル基、トリエチルシリ
ル基、イソプロピルジメチルシリル基、メチルジイソプ
ロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、t−ブチ
ルジメチルシリル基、メチルジ−t−ブチルシリル基、
フェニルジメチルシリル基、メチルジフェニルシリル基
等が挙げられるが、これらに限定されない。
で表される構造単位のみを含む重合体であっても良い
が、化学増幅型レジストとしての特性を損なわない限
り、他のモノマー単位を含む共重合体であっても良い。
他のモノマー構造としてはアクリル酸、メチルアクリレ
ート、エチルアクリレート、ヒドロキシエチルアクリレ
ート、イソプロピルアクリレート、n−ブチルアクリレ
ート、t−ブチルアクリレート、メタクリル酸、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、ヒドロキシエ
チルアクリレート、トリフルオロエチルメタクリレー
ト、イソプロピルメタクリレート、n−ブチルメタクリ
レート、t−ブチルメタクリレート、メチル−α−クロ
ロアクリレート、エチル−α−クロロアクリレート、ヒ
ドロキシエチル−α−クロロアクリレート、トリフルオ
ロエチル−α−クロロアクリレート、イソプロピル−α
−クロロアクリレート、n−ブチル−α−クロロアクリ
レート、t−ブチル−α−クロロアクリレート、メチル
−α−シアノアクリレート、エチル−α−シアノアクリ
レート、ヒドロキシエチル−α−シアノアクリレート、
イソプロピル−α−シアノアクリレート、n−ブチル−
α−シアノアクリレート、スチレン、p−ヒドロキシス
チレン、α−メチルスチレン、α−メチル−p−ヒドロ
キシスチレン、マレイン酸、無水マレイン酸、クロトン
酸、フマル酸、メサコン酸、シトラコン酸、イタコン
酸、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトン
ニトリル、マレインニトリル、フマロニトリル、メタコ
ンニトリル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル、
アクリルアミド、メタクリルアミド、クロトンアミド、
マレインアミド、フマルアミド、メサコンアミド、シト
ラコンアミド、イタコンアミド、ビニルアニリン、ビニ
ルピロリドン、ビニルイミダゾールなどを挙げることが
できる。他のモノマー構造が酸性官能基を有する場合に
は該酸性官能基の水素原子を前述の酸脱離基で置換した
構造のモノマー単位を含むこともできる。
る構造単位を含む重合体の重量平均分子量はGPCで測
定されるポリスチレン換算で5000〜150000
0、より好ましくは10000〜1000000であ
る。
射線の照射によって酸を発生する酸発生剤が含まれる。
ここで用いられる酸発生剤は、発生する酸によって一般
式(1)の酸の作用で分解する基を分解することができ
るようなものであればどのようなものであっても良い。
オニウム塩、ハロゲン含有化合物、ジアゾケトン化合
物、ジアゾメタン化合物、スルホン化合物、スルホン酸
エステル化合物、スルホンイミド化合物などを例として
挙げることができる。
ニウム塩、アンモニウム塩、ヨードニウム塩、スルホニ
ウム塩、ホスホニウム塩、オキソニウム塩などを挙げる
ことができる。好ましいオニウム塩としてはジフェニル
ヨードニウムトリフレート、ジフェニルヨードニウムピ
レンスルホネート、ジフェニルヨードニウムドデシルベ
ンゼンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフ
レート、トリフェニルスルホニウムヘキサフルオロアン
チモネート、トリフェニルスルホニウムナフタレンスル
ホネート、(ヒドロキシフェニル)ベンジルメチルスル
ホニウムトルエンスルホネートなどが挙げられる。
は、ハロアルキル基含有炭化水素化合物、ハロアルキル
基含有ヘテロ環状化合物などが挙げられる。好ましいハ
ロゲン含有化合物としては1,1−ビス(4−クロロフ
ェニル)−2,2,2−トリクロロエタン、2−フェニ
ル−4,6−ビス(トリクロロメチル)−s−トリアジ
ン、2−ナフチル−4,6−ビス(トリクロロメチル)
−s−トリアジンなどを挙げることができる。
は、1,3−ジケト−2−ジアゾ化合物、ジアゾベンゾ
キノン化合物、ジアゾナフトキノン化合物などが挙げら
れる。好ましいジアゾケトン化合物は1,2−ナフトキ
ノンジアジド−4−スルホン酸と2,2,3,4,4’
−テトラヒドロキシベンゾフェノンとのエステル、1,
2−ナフトキノンジアジド−4−スルホン酸と1,1,
1−トリス(4−ヒドロキシフェニル)エタンとのエス
テルなどを挙げることができる。
は、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)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(フェニルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−
トリルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(2,4−キシ
リルスルホニル)ジアゾメタン、ビス(p−クロロフェ
ニルスルホニル)ジアゾメタン、メチルスルホニル−p
−トルエンスルホニルジアゾメタン、シクロヘキシルス
ルホニル(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジアゾ
メタン、ビス(1,1−ジメチルエチルスルホニル)ジ
アゾメタン、フェニルスルホニル(ベンゾイル)ジアゾ
メタン等を挙げることができる。
−ケトスルホン化合物、β−スルホニルスルホン化合物
などが挙げられる。好ましい化合物としては、4−トリ
スフェナシルスルホン、メシチルフェナシルスルホン、
ビス(フェニルスルホニル)メタンなどが挙げられる。
アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸
エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホ
ネートなどが挙げられる。スルホン酸化合物の具体的な
例としてはベンゾイントシレート、ピロガロールトリメ
シレート、ニトロベンジル−9,10−ジエトキシアン
トラセン−2−スルホネートなどを挙げることができ
る。
はN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシ
ンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキ
シ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニ
ルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロ
メチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサ
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジ
カルボキシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホ
ニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6
−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリ
フルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキ
シルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)ス
クシンイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)
フタルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)
ジフェニルマレイミド、N−(カンファニルスルホニル
オキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファニルス
ルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]
ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N
−(カンファニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.
2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボ
キシルイミド、N−(カンファニルスルホニルオキシ)
ナフチルジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェ
ニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(4−メ
チルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−
(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマ
レイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3
−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルス
ルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.2.1]
ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N
−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ
[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジ
カルボキシルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホ
ニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−(2
−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)スク
シンイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルス
ルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2−トリフルオ
ロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフェニルマレイ
ミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニ
ルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオ
ロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシ
クロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカル
ボキシルイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニ
ルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン
−5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシミド、N−
(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)
ナフチルジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフ
ェニルスルホニルオキシ)スクシンイミド、N−(2−
フルオロフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N
−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ジフェニ
ルマレイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニル
オキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフ
ェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ[2.
2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイ
ミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)
ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフ
ェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミ
ド等を挙げることができる。
を混合して用いることができる。酸発生剤の添加量は通
例ポリマーに対して0.01〜50重量%であり、より
好ましくは0.1〜10重量%である。0.01重量%
より少ないとパターン形成が不可能となり、50重量%
より多いと現像液との親和性が低下し、現像不良などが
発生する。
抑止剤を添加することができる。溶解抑止剤は酸の作用
によって分解し、アルカリ可溶性となる基を有し、組成
物に添加されることによって、組成物のアルカリ溶解速
度を低下させる効果を持ち、酸の作用でアルカリ可溶性
となる基が分解することによって、組成物のアルカリ溶
解速度が増大する作用を持つ化合物である。溶解抑止剤
としてはたとえばフェノール性水酸基、カルボキシル
基、スルホキシ基などの酸性官能基を含有する化合物
で、該酸性官能基の水素原子を酸脱離基で置換した化合
物を用いることができる。ここで用いられる酸性官能基
を有する化合物としてはヒドロキノン、カテコール、ビ
スフェノールA、ヒドロキシフェニル酢酸、4−ヒドロ
キシベンゼンスルホン酸などを例として挙げることがで
きる。酸脱離基は前述の酸脱離基を挙げることができ
る。
子化合物を用いることもできる。高分子の溶解抑止剤と
しては、ヒドロキシ基あるいはカルボキシル基を有する
重合体のヒドロキシ基、カルボキシル基の水素原子を前
述の酸脱離基によって置換したものが用いられる。ヒド
ロキシル基あるいはカルボキシル基を有する重合体の具
体的な例としてはヒドロキシスチレン、α−メチルヒド
ロキシスチレン、α−クロロヒドロキシスチレン、ビニ
ル安息香酸、カルボキシメチルスチレン、カルボキシメ
トキシスチレン、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン
酸、マレイン酸、イタコン酸、ケイ皮酸などの重合性二
重結合を持つ単量体の少なくとも1種の重合体や、ノボ
ラック樹脂に代表される縮合系重合体などが挙げられ
る。酸脱離基の具体的な例としては、前述の酸脱離基を
挙げることができる。
単位を含む重合体100重量部に対して0〜150重量
部、好ましくは5〜100重量部、より好ましくは5〜
50重量部である。
に応じて、界面活性剤、増感剤、安定剤、消泡剤、酸拡
散抑制剤などの添加剤を加えることもできる。
成分を溶媒に溶解することにより得られる。溶媒の使用
量としては特に限定されないが、固形分が5〜35重量
%となるように調整される。好ましく用いられる溶媒と
しては酢酸エチル、酢酸ブチル、酢酸アミル、プロピオ
ン酸エチル、酪酸メチル、安息香酸メチル、乳酸メチ
ル、乳酸エチル、ピルビン酸エチル、β−イソブチル酸
メチル、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、γ−ブチロラクトン等のエステ
ル類、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセ
ロソルブ等のセロソルブ類、メチルセロソルブアセテー
ト、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブア
セテート等のセロソルブエステル類、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等のプロピレングリ
コールエステル類、1,2−ジメトキシエタン、1,2
−ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、アニソール
などのエーテル類、メチルエチルケトン、メチルイソブ
チルケトン、メチル−n−アミルケトン、シクロヘキサ
ノン、イソホロンなどのケトン類、ジメチルホルムアミ
ド、ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジ
メチルスルホキシド、スルホランなどの非プロトン性極
性溶媒から選ばれる溶媒、またはこれらの複合溶媒が挙
げられる。
基板上に塗布、乾燥され、通例、0.2μm〜2μmの
膜厚の薄膜にして使用される。この薄膜に、紫外線、遠
紫外線、電子線、X線等の放射線を用いてパターン露光
し、現像を行うことによって微細パターンを得ることが
できる。特に電子線、X線を用いたパターン露光の場合
に効果が大きく、さらに電子線を用いた場合がより効果
が顕著となる。
の現像液を用いて行うことができる。例としては、アル
カリ金属の水酸化物、炭酸塩、リン酸塩、ケイ酸塩、ホ
ウ酸塩などの無機アルカリ、2−ジエチルアミノエタノ
ール、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン等の
アミン類、水酸化テトラメチルアンモニウム、コリン等
の4級アンモニウムを1種あるいは2種以上含む水溶液
が挙げられる。
的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されな
い。
を付け、2,3−ジクロロプロピオン酸1.47モルと
塩化チオニル3.35モルを仕込み、窒素気流下に、か
き混ぜて均一溶液とし、室温で一夜放置した後、油浴で
加熱し、80℃で1時間リフラックスした。還流冷却管
を蒸留装置に置き換え、減圧蒸留し、2,3−ジクロロ
プロピオン酸クロリドを得た。
フェニル−α−クロロアクリレートの合成 1lの三つ口フラスコに、かきまぜ機、滴下ロートおよ
び還流冷却管を付け、サリチル酸シクロヘキシル0.2
0モル、およびトルエン600mlを仕込み、40℃以
下に保ちながら弱い減圧下で、攪拌しながら2,3−ジ
クロロプロピオン酸クロリド0.20モルとトルエン1
00mlの溶液を約1時間かけて滴下した。滴下後徐々
に昇温し50℃で1時間反応を続けた。その後フラスコ
を氷水浴で冷却し常圧に戻し、苛性ソーダ0.20モル
と水200mlの溶液を、フラスコ内容物を激しくかき
混ぜながら、約30分で滴下した。滴下後、冷却下に3
0分間攪拌を続けた。反応混合物を分液し、得られたト
ルエン溶液を水で洗浄した後、塩化カルシウムで乾燥
し、トルエンを減圧留去し、2−シクロヘキシロキシカ
ルボニルフェニル−α−クロロアクリレート0.11モ
ルを得た。
ボニルフェニル−α−クロロアクリレート)の合成 アゾビスイソブチロニトリルを開始剤として、得られた
2−シクロヘキシロキシカルボニルフェニル−α−クロ
ロアクリレート10.0gをジオキサン60ccに溶解
し、60℃で20時間静置し、溶液重合した。得られた
ポリマー溶液を水500ccとメタノール500ccの
溶液を攪拌下に注ぎ、沈殿したポリマーを濾取し、真空
乾燥してポリ(2−シクロヘキシロキシカルボニルフェ
ニル−α−クロロアクリレート)を得た。
750gの溶液を仕込みかきまぜ機と滴下ロート2個を
付け、一方の滴下ロートAに2,3−ジクロロプロピオ
ン酸メチル3.00モルを、他方の滴下ロートBに苛性
ソーダ3.16モルと水250gの溶液をとった。つい
でこのフラスコを氷水浴で冷却しながら攪拌下に、滴下
ロートAから2,3−ジクロロプロピオン酸メチル45
0gを30分かけて滴下した。ついで、滴下ロートBか
ら苛性ソーダ3.00モルと水250gの溶液を1時間
かけて滴下した。室温で1時間攪拌を続けた。35%の
塩酸3.15モルと氷水1.5lの混合物をかき混ぜな
がら、反応内容物を注ぎ、クロロホルムで抽出した。ク
ロロホルム溶液を塩化カルシウムで乾燥した後、クロロ
ホルムをエバポレートして除き、α−クロロアクリル酸
2.56モルを得た。
成 1lの丸底フラスコにα−クロロアクリル酸1.00モ
ルとベンゼン80gをとり、溶解し、10〜15℃で攪
拌下に五塩化リン1.00モルを少しづつ加えた。つい
で室温で2時間攪拌を続けた後、減圧蒸留を行い、α−
クロロアクリル酸クロリド0.83モルを得た。
ル−α−クロロアクリルアミドの合成 4−アミノ安息香酸t−ブチル0.10モルとトルエン
150ccの溶液と、酢酸ナトリウム0.10モルと水
50ccの溶液を攪拌下に懸濁液とし、氷水浴で冷却し
ながらα−クロロアクリル酸クロリド0.10モルを滴
下した。生成した固体を濾取し、エタノール−クロロホ
ルムから再結晶精製し、α−クロロアクリル酸−4−t
−ブトキシカルボニルフェニルアミドを得た。
フェニル−α−クロロアクリルアミド)の合成 合成例1の(3)の方法と同様の方法で、アゾビスイソ
ブチロニトリルを開始剤として、α−クロロアクリル酸
−4−t−ブトキシカルボニルフェニルアミドをジオキ
サンに溶解し、60℃で溶液重合し、ポリ(4−t−ブ
トキシカルボニルフェニル−α−クロロアクリルアミ
ド)を得た。
α−ブロモアクリレートの合成 100ccのテトラヒドロフラン中でα−ブロモアクリ
ル酸0.12モルに塩化チオニル0.30モルを作用さ
せ、減圧蒸留によりα−ブロモアクリル酸クロライド
0.08モルを得た。2−ヒドロキシナフトエ酸イソプ
ロピル0.07モルとα−ブロモアクリル酸クロライド
0.07モルをトリエチルアミン0.07モルの存在
下、テトラヒドロフラン150cc中で反応させ、1−
イソプロポキシカルボニル−2−ナフチル−α−ブロモ
アクリレートを得た。
ル−2−ナフチル−α−ブロモアクリレート)の合成 合成例1の(3)の方法と同様の方法で、アゾビスイソ
ブチロニトリルを開始剤として、得られたα−ブロモア
クリル酸−1−イソプロポキシカルボニル−2−ナフチ
ルをジオキサン中、60℃で重合し、ポリ(1−イソプ
ロポキシカルボニル−2−ナフチル−α−ブロモアクリ
レート)を得た。
アセテートの合成 五塩化リン0.20モルをエーテル150ccに分散
し、氷水浴で冷却下にかき混ぜながら、滴下ロートから
シアノ酢酸0.20モルのエーテル50ccの溶液を滴
下した。滴下終了後直ちにエバポレートして、エーテル
とオキシ塩化リンを除き、残物にテトラヒドロフラン6
0ccを加え、50℃で攪拌しながら、4−ヒドロキシ
メチル安息香酸イソプロピル0.21モルとテトラヒド
ロフラン100ccの溶液を滴下した。滴下後、1.5
時間反応を続けた後、蒸留操作により4−イソプロポキ
シカルボニルベンジル−シアノアセテート0.16モル
を得た。
ルベンジル−α−シアノアクリレート)の合成 ベンゼン110ccと4−イソプロポキシカルボニルベ
ンジル−シアノアセテート0.14モルとパラホルムア
ルデヒド0.14モルとピペリジン塩酸塩1gと氷酢酸
1gの分散液を加熱し、還流しながら水を除去し、水が
出なくなった後、ベンゼンを留去した。残物を冷却後ア
セトンに溶かし、水に再沈殿させた。樹脂状物を、傾寫
して集めアセトンに再溶解し、アセトン留去後減圧下に
加熱分解蒸留し、4−イソプロポキシカルボニルベンジ
ル−α−シアノアクリレート0.07モルを得た。この
モノマーを、水分の混入を避けながら、乾燥したテトラ
ヒドロフラン中でアゾビスイソブチロニトリルを開始剤
として封管中で、50℃でラジカル溶液重合し、ポリ
(4−イソプロポキシカルボニルベンジル−α−シアノ
アクリレート)を得た。
ロアクリレートの合成 α−クロロアクリル酸ナトリウム0.20モルと水75
ccの溶液を、p−t−ブトキシカルボニルベンジルブ
ロマイド0.20モルをトルエン250ccに溶かした
溶液を15℃に冷却して激しく攪拌しながら、滴下し
た。滴下後1.5時間攪拌を続けた。内容物を分液し水
層をトルエンで洗浄し、分液した有機層と混合した。こ
の液を希塩酸で洗浄し、ついで炭酸ナトリウム水溶液、
水で洗浄し、硫酸ナトリウムで乾燥後トルエンを留去し
てp−t−ブトキシカルボニルベンジル−α−クロロア
クリレート0.11モルを得た。
ベンジル−α−クロロアクリレート)の合成 合成例1の3.の方法と同様の方法で、アゾビスイソブ
チロニトリルを開始剤として、得られたα−クロロアク
リル酸−p−t−ブトキシカルボニルベンジルエステル
をジオキサン中、60℃で重合し、ポリ(p−t−ブト
キシカルボニルベンジル−α−クロロアクリレート)を
得た。
ブロマイドの代わりに、4−クロロメチルフェニル酢酸
−sec−ブチルを用いる以外は合成例5と同様の操作
を行い、α−クロロアクリル酸−p−sec−ブトキシ
カルボニルメチルベンジル0.12モルを得、同様に重
合して、ポリ(p−sec−ブトキシカルボニルメチル
ベンジル−α−クロロアクリレート)を得た。
ートの合成 p−ヒドロキシ安息香酸t−ブチル0.20モル、トリ
エチルアミン0.20モルをベンゼン200ccに溶解
し、35℃に保ちながら、攪拌下にメタクリル酸クロリ
ド0.20モルを1.5時間かけて滴下した。ついで4
0℃で30分かきまぜを続けた後室温に戻し、吸引濾過
をして塩を除き、ベンゼン溶液を水で洗浄し、乾燥した
後、蒸留操作によりベンゼンを留去し、p−エトキシカ
ルボニルフェニルメタクリレート0.10モルを得た。
ニルメタクリレート)の合成 得られたp−エトキシカルボニルフェニルメタクリレー
トを、合成例1の(3)の方法と同様の方法で、アゾビ
スイソブチロニトリルを開始剤として、ジオキサン中、
60℃で重合し、ポリ(p−エトキシカルボニルフェニ
ルメタクリレート)を得た。
メタン600ml、メタンスルホン酸10mlを加え、
これに液化したイソブチレン300mlを−5℃で加
え、室温で30時間撹拌した。反応溶液を飽和炭酸水素
ナトリウム水溶液に注ぎ、有機層を分離し、乾燥した
後、溶媒を留去してα−クロロアクリル酸t−ブチル
0.14モルを得た。アゾビスイソブチロニトリルを開
始剤として、得られたα−クロロアクリル酸t−ブチル
をトルエン中、70℃で重合し、ポリ(t−ブチル−α
−クロロアクリレート)を得た。
ボニルフェニル−α−クロロアクリレート)3g、トリ
フェニルスルホニウムトリフレート150mgをプロピ
レングリコールモノメチルエーテルアセテートに溶解
し、0.1μmのフィルターで濾過し、レジスト組成物
を得た。得られたレジスト組成物をシリコンウエハ上に
スピンコートした後、90℃で2分間加熱し、膜厚0.
5μmのレジスト膜を得た。このレジスト膜に電子線露
光装置を用いて、加速電圧20kVでパターンを電子線
で描画露光した。パターンは同一の寸法(太さ)の6本
のラインと7本のスペースを交互に描くいわゆるライン
アンドスペースとした。太さ0.1μmのラインアンド
スペースを最小にして、太さを0.05μmずつ大きく
して、最大の太さ0.5μmまでの9組のラインアンド
スペースを1群とした。露光量は1μC/cm2を最小
の1群とし、公比1.23とする等比数列的に露光量を
増大し、最大の露光量9.8μC/cm2までの12群
を描画露光した。ついで90℃、3分加熱した後、テト
ラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液で現像を行っ
た。
像できた最小の露光量(Q0.25)は3.5μC/cm
2で、解像できた最小のラインアンドスペースは0.1
5μmであった。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例2で得られたポリ(4−t−ブトキシカルボニル
フェニル−α−クロロアクリルアミド)を用いる以外は
実施例1と同様にレジスト膜を得、電子線で描画露光し
て、現像を行った。(Q0.25)は4.3μC/cm2で、
解像できた最小のラインアンドスペースは0.20μm
が得られた。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例3で得られたポリ(1−イソプロポキシカルボニ
ル−2−ナフチル−α−ブロモアクリレート)を用いる
以外は実施例1と同様にレジスト膜を得、電子線で描画
露光して、現像を行った。(Q0.25)は3.5μC/c
m2で、解像できた最小のラインアンドスペースは0.
20μmが得られた。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例4で得られたポリ(4−イソプロポキシカルボニ
ルベンジル−α−シアノアクリレート)を用いる以外は
実施例1と同様にレジスト膜を得、電子線で描画露光し
て、現像を行った。(Q0.25)は2.8μC/cm2で、
解像できた最小のラインアンドスペースは0.20μm
が得られた。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例5で得られたポリ(p−t−ブトキシカルボニル
ベンジル−α−クロロアクリレート)を用いる以外は実
施例1と同様にレジスト膜を得、電子線で描画露光し
て、現像を行った。(Q0.25)は2.8μC/cm2で、
解像できた最小のラインアンドスペースは0.15μm
が得られた。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例6で得られたポリ(p−sec−ブトキシカルボ
ニルメチルベンジル−α−クロロアクリレート)を用い
る以外は実施例1と同様に、レジスト膜を得、電子線で
描画露光して、現像を行った。(Q0.25)は3.5μC
/cm2で、解像できた最小のラインアンドスペースは
0.25μmが得られた。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例7で得られたポリ(p−エトキシカルボニルフェ
ニルメタクリレート)を用いる以外は実施例1と同様に
レジスト膜を得、電子線で描画露光して、現像を行っ
た。(Q0.25)は8.0μC/cm2で、解像できた最小
のラインアンドスペースは0.30μmが得られ、感
度、解像度の点で、十分な特性ではなかった。
ニルフェニル−α−クロロアクリレート)の代わりに、
合成例8で得られたポリ(t-ブチル-α-クロロアクリレ
ート)を用いる以外は実施例1と同様にレジスト膜を
得、電子線で描画露光して、現像を行った。(Q0.25)
は6.5μC/cm2で、解像できた最小のラインアン
ドスペースは0.35μmが得られ、感度、解像度の点
で、十分な特性ではなかった。
述のように特定のアクリル酸エステル系モノマー単位を
含有する重合体と、放射線の照射によって酸を発生する
酸発生剤を含有するポジ型感放射線性組成物を用いるこ
とによって、高解像度でかつ高感度の組成物を得ること
が可能となった。
3)
スクの製造などの分野では、集積度の向上に伴って、パ
ターンの微細化が進んでいる。これを実現するためにレ
ジスト材料としてさらに高解像度のものが要求されるよ
うになってきており、0.25μm以下のサブクォータ
ーミクロンのパターンが高感度で加工できることが必要
となってきた。さらに、従来のような比較的長波長の光
源を用いるリソグラフィーでは、このような微細な加工
を行うことは困難であり、より波長の短い遠紫外線、真
空紫外線、X線や電子線を用いたリソグラフィーが検討
されており、このような光源に対応したレジストが用い
られている。
量はGPCで測定されるポリスチレン換算で5000〜
1500000が好ましく、より好ましくは10000
〜100000である。
はN−(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)スクシ
ンイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニルオキ
シ)フタルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホニ
ルオキシ)ジフェニルマレイミド、N−(トリフルオロ
メチルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(トリフルオロメチルスルホニルオキシ)−7−オキサ
ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジ
カルボキシルイミド、N−(トリフルオロメチルスルホ
ニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6
−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(トリ
フルオロメチルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキ
シルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)スクシ
ンイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)フタルイ
ミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ジフェニルマ
レイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)ビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シルイミド、N−(カンファスルホニルオキシ)−7−
オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,
3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファスルホニル
オキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オ
キシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(カンファ
スルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N
−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)スクシンイ
ミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキシ)フ
タルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ジフェニルマレイミド、N−(4−メチルフェニル
スルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5
−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メ
チルフェニルスルホニルオキシ)−7−オキサビシクロ
[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボキ
シルイミド、N−(4−メチルフェニルスルホニルオキ
シ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−5,6−オキシ
−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(4−メチルフ
ェニルスルホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミ
ド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスルホニル
オキシ)スクシンイミド、N−(2−トリフルオロメチ
ルフェニルスルホニルオキシ)フタルイミド、N−(2
−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)ジフ
ェニルマレイミド、N−(2−トリフルオロメチルフェ
ニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプト
−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2
−トリフルオロメチルフェニルスルホニルオキシ)−7
−オキサビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−
2,3−ジカルボキシルイミド、N−(2−トリフルオ
ロメチルフェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.
2.1]ヘプタン−5,6−オキシ−2,3−ジカルボ
キシミド、N−(2−トリフルオロメチルフェニルスル
ホニルオキシ)ナフチルジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)スクシンイ
ミド、N−(2−フルオロフェニルスルホニルオキシ)
フタルイミド、N−(4−フルオロフェニルスルホニル
オキシ)ジフェニルマレイミド、N−(4−フルオロフ
ェニルスルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプ
ト−5−エン−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)−7−オキ
サビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−
ジカルボキシルイミド、N−(4−フルオロフェニルス
ルホニルオキシ)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−
5,6−オキシ−2,3−ジカルボキシルイミド、N−
(4−フルオロフェニルスルホニルオキシ)ナフチルジ
カルボキシルイミド等を挙げることができる。
基板上に塗布、乾燥され、通例、0.2μm〜2μmの
膜厚の薄膜にして使用される。この薄膜に、紫外線、遠
紫外線、真空紫外線、電子線、X線等の放射線を用いて
パターン露光し、現像を行うことによって微細パターン
を得ることができる。特に電子線、X線を用いたパター
ン露光の場合に効果が大きく、さらに電子線を用いた場
合がより効果が顕著となる。
Claims (3)
- 【請求項1】下記一般式(1)で示される構造単位を含
む重合体、および放射線の照射によって酸を発生する酸
発生剤を含有することを特徴とするポジ型感放射線性組
成物。 【化1】 (ここでXはハロゲン元素またはシアノ基、Zは酸素原
子またはイミノ基、R1は単結合またはZに結合してい
る炭素が1級または2級で炭素数1から10のアルキレ
ン基、Aは炭素数6から18のアリーレン基、R2は単
結合またはAに結合している炭素が1級または2級で炭
素数1から10のアルキレン基、R3は酸の作用で分解
し、脱離して水素と置き換わる基を表す。) - 【請求項2】前記一般式(1)のZが酸素原子であるこ
とを特徴とする請求項1記載のポジ型感放射線性組成
物。 - 【請求項3】前記一般式(1)のR2が単結合であるこ
とを特徴とする請求項1または請求項2記載のポジ型感
放射線性組成物。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP24189999A JP2001066777A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | ポジ型感放射線性組成物 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24189999A JP2001066777A (ja) | 1999-08-27 | 1999-08-27 | ポジ型感放射線性組成物 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|
JP (1) | JP2001066777A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3564206A1 (de) | 2018-05-04 | 2019-11-06 | Align Technology, Inc. | Neue polymerisierbare monomere und deren verwendung als reaktivverdünner in härtbaren zusammensetzungen |
JP2021009247A (ja) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 王子ホールディングス株式会社 | レジスト材料及びパターン形成方法 |
-
1999
- 1999-08-27 JP JP24189999A patent/JP2001066777A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3564206A1 (de) | 2018-05-04 | 2019-11-06 | Align Technology, Inc. | Neue polymerisierbare monomere und deren verwendung als reaktivverdünner in härtbaren zusammensetzungen |
EP3800176A1 (de) | 2018-05-04 | 2021-04-07 | Align Technology, Inc. | Neue polymerisierbare monomere und deren verwendung als reaktivverdünner in härtbaren zusammensetzungen |
JP2021009247A (ja) * | 2019-07-02 | 2021-01-28 | 王子ホールディングス株式会社 | レジスト材料及びパターン形成方法 |
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