JP2001188346A - 感放射線性樹脂組成物 - Google Patents

感放射線性樹脂組成物

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JP2001188346A JP2000089903A JP2000089903A JP2001188346A JP 2001188346 A JP2001188346 A JP 2001188346A JP 2000089903 A JP2000089903 A JP 2000089903A JP 2000089903 A JP2000089903 A JP 2000089903A JP 2001188346 A JP2001188346 A JP 2001188346A
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Tsutomu Shimokawa
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 化学増幅型レジストとして、放射線に対する
透明性が高く、しかもドライエッチング耐性、感度、解
像度、パターン形状等のレジストとしての基本物性に優
れるとともに、微細加工時の現像欠陥を生じることがな
く、半導体素子を高い歩留りで製造しうる感放射線性樹
脂組成物を提供する。 【解決手段】 感放射線性樹脂組成物は、(A)下記構
造式(1)で表される骨格を、好ましくは下記構造式
(2-1)または構造式(2-2)で表される基として、有
するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基
含有樹脂であって、該酸解離性基が解離したときアルカ
リ可溶性となる樹脂、並びに(B)感放射線性酸発生剤
を含有する。(A)成分は、下記式(3)に示す各繰返
し単位からなる共重合体等に代表される。 【化1】 【化2】 【化3】

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感放射線性樹脂組
成物に関わり、さらに詳しくは、KrFエキシマレーザ
ーあるいはArFエキシマレーザー等の遠紫外線、シン
クロトロン放射線等のX線、電子線等の荷電粒子線の如
き各種の放射線を使用する微細加工に有用な化学増幅型
レジストとして好適に使用することができる感放射線性
樹脂組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】集積回路素子の製造に代表される微細加
工の分野においては、より高い集積度を得るために、最
近では0.20μm以下のレベルでの微細加工が可能な
リソグラフィー技術が必要とされている。しかし、従来
のリソグラフィープロセスでは、一般に放射線としてi
線等の近紫外線が用いられているが、この近紫外線で
は、サブクオーターミクロンレベルの微細加工が極めて
困難であると言われている。そこで、0.20μm以下
のレベルでの微細加工を可能とするために、より波長の
短い放射線の利用が検討されている。このような短波長
の放射線としては、例えば、水銀灯の輝線スペクトル、
エキシマレーザーに代表される遠紫外線、X線、電子線
等を挙げることができるが、これらのうち、特にKrF
エキシマレーザー(波長248nm)あるいはArFエ
キシマレーザー(波長193nm)が注目されている。
このようなエキシマレーザーによる照射に適した感放射
線性樹脂組成物として、酸解離性官能基を有する成分と
放射線の照射(以下、「露光」という。)により酸を発
生する成分(以下、「酸発生剤」という。)とによる化
学増幅効果を利用した組成物(以下、「化学増幅型感放
射線性組成物」という。)が数多く提案されている。化
学増幅型感放射線性組成物としては、例えば、特公平2
−27660号公報には、カルボン酸のt−ブチルエス
テル基またはフェノールのt−ブチルカーボナート基を
有する重合体と酸発生剤とを含有する組成物が提案され
ている。この組成物は、露光により発生した酸の作用に
より、重合体中に存在するt−ブチルエステル基あるい
はt−ブチルカーボナート基が解離して、該重合体がカ
ルボキシル基あるいはフェノール性水酸基からなる酸性
基を有するようになり、その結果、レジスト被膜の露光
領域がアルカリ現像液に易溶性となる現象を利用したも
のである。
【0003】ところで、従来の化学増幅型感放射線性組
成物の多くは、フェノール系樹脂をベースにするもので
あるが、このような樹脂の場合、放射線として遠紫外線
を使用すると、樹脂中の芳香族環に起因して遠紫外線が
吸収されるため、露光された遠紫外線がレジスト被膜の
下層部まで十分に到達できないという欠点があり、その
ため露光量がレジスト被膜の上層部では多く、下層部で
は少なくなり、現像後のレジストパターンが上部が細く
下部にいくほど太い台形状になってしまい、十分な解像
度が得られないなどの問題があった。その上、現像後の
レジストパターンが台形状となった場合、次の工程、即
ちエッチングやイオンの打ち込みなどを行う際に、所望
の寸法精度が達成できず、問題となっていた。しかも、
レジストパターン上部の形状が矩形でないと、ドライエ
ッチングによるレジストの消失速度が速くなってしま
い、エッチング条件の制御が困難になる問題もあった。
一方、レジストパターンの形状は、レジスト被膜の放射
線透過率を高めることにより改善することができる。例
えば、ポリメチルメタクリレートに代表される(メタ)
アクリレート系樹脂は、遠紫外線に対しても透明性が高
く、放射線透過率の観点から非常に好ましい樹脂であ
り、例えば特開平4−226461号公報には、メタク
リレート系樹脂を使用した化学増幅型感放射線性樹脂組
成物が提案されている。しかしながら、この組成物は、
微細加工性能の点では優れているものの、芳香族環をも
たないため、ドライエッチング耐性が低いという欠点が
あり、この場合も高精度のエッチング加工を行うことが
困難であり、放射線に対する透明性とドライエッチング
耐性とを兼ね備えたものとは言えない。
【0004】また、化学増幅型感放射線性樹脂組成物か
らなるレジストについて、放射線に対する透明性を損な
わないで、ドライエッチング耐性を改善する方策の一つ
として、組成物中の樹脂成分に、芳香族環に代えて脂環
族環を導入する方法が知られており、例えば特開平7−
234511号公報には、脂環族環を有する(メタ)ア
クリレート系樹脂を使用した化学増幅型感放射線性樹脂
組成物が提案されている。しかしながら、この組成物で
は、樹脂成分が有する酸解離性官能基として、従来の酸
により比較的解離し易い基(例えば、テトラヒドロピラ
ニル基等のアセタール系官能基)や酸により比較的解離
し難い基(例えば、t−ブチルエステル基、t−ブチル
カーボネート基等のt−ブチル系官能基)が用いられて
おり、前者の酸解離性官能基を有する樹脂成分の場合、
レジストの基本物性、特に感度やパターン形状は良好で
あるが、組成物としての保存安定性に難点があり、また
前者の酸解離性官能基を有する樹脂成分では、逆に保存
安定性は良好であるが、レジストの基本物性、特に感度
やパターン形状が損なわれるという欠点がある。さら
に、この組成物中の樹脂成分には脂環族環が導入されて
いるため、樹脂自体の疎水性が非常に高くなり、基板に
対する接着性の面でも問題があった。しかも、従来の化
学増幅型感放射線性組成物では、微細加工の進展ととも
に、得られる半導体素子の歩留りを悪化させるという理
由から、レジストパターン加工時の現像欠陥が大きな問
題となってきている。そこで、遠紫外線に代表される放
射線に対する透明性が高く、しかもドライエッチング耐
性、感度、解像度、パターン形状等に優れるのみなら
ず、微細加工時に現像欠陥を生じることがなく、半導体
素子を高い歩留りで製造しうる化学増幅型感放射線性樹
脂組成物の開発が求められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、活性
放射線、例えばKrFエキシマレーザーあるいはArF
エキシマレーザーに代表される遠紫外線、に感応する化
学増幅型レジストとして、放射線に対する透明性が高
く、しかもドライエッチング耐性、感度、解像度、パタ
ーン形状等のレジストとしての基本物性に優れるととも
に、微細加工時の現像欠陥を生じることがなく、半導体
素子を高い歩留りで製造しうる感放射線性樹脂組成物を
提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によると、前記課
題は、(A)下記構造式(1)で表される骨格を有する
アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基含有
樹脂であって、該酸解離性基が解離したときアルカリ可
溶性となる樹脂、並びに(B)感放射線性酸発生剤を含
有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物、
【0007】
【化10】 によって達成される。
【0008】本発明の感放射線性樹脂組成物は、好まし
くは、(A)下記構造式(2-1)または下記構造式(2
-2)で表される基の群から選ばれる少なくとも1種を有
するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基
含有樹脂であって、該酸解離性基が解離したときアルカ
リ可溶性となる樹脂、並びに(B)感放射線性酸発生剤
を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成物、
【0009】
【化11】 からなる。
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。(A)成分 本発明における(A)成分は、前記構造式(1)で表さ
れる骨格(以下、「多環ラクトン骨格(1)」とい
う。)を、好ましくは前記構造式(2-1)または構造式
(2-2)で表される基(以下、これらの基をまとめて
「エステル基(2)」という。)として、有するアルカ
リ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基含有樹脂で
あって、該酸解離性基が解離したときアルカリ可溶性と
なる樹脂(以下、「樹脂(A)」という。)からなる。
本発明においては、樹脂(A)が多環ラクトン骨格
(1)を有することにより、レジストとして、特に、微
細加工時の現像欠陥を生じることがなく、半導体素子を
高い歩留りで製造しうる感放射線性樹脂組成物を得るこ
とができる。
【0011】樹脂(A)において、多環ラクトン骨格
(1)は、構造式(1)中のカルボニル基を形成してい
る炭素原子以外の任意の炭素原子の位置で結合すること
ができるが、好ましい結合位置は、エステル基(2)に
示されている位置である。また、多環ラクトン骨格
(1)は、該骨格中の1個の炭素原子の位置で結合して
も、2個以上の炭素原子の位置で結合してもよい。ま
た、多環ラクトン骨格(1)は、樹脂(A)の主鎖およ
び/または側鎖に直接結合しても、2価の結合手を介し
て樹脂(A)の主鎖および/または側鎖に結合してもよ
い。前記2価の結合手としては、例えば、炭素数1〜4
の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基、炭素数1〜4
の直鎖状もしくは分岐状の(ポリ)オキシアルキレン
基、−O−、−CO−、−COO−、−R−OCO−
(但し、Rは置換もしくは非置換の炭素数1〜4の直鎖
状もしくは分岐状のアルキレン基である。以下同
様。)、−R−COO−、−OCO−R−COO−、−
COO−R−OCO−等を挙げることができる。本発明
において、多環ラクトン骨格(1)は、エステル基
(2)として、直接あるいは置換もしくは非置換の炭素
数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキレン基を介し
て、樹脂(A)の主鎖および/または側鎖に、特に側鎖
に結合することが好ましい。
【0012】樹脂(A)における酸解離性基としては、
例えば、酸の存在下で解離して酸性官能基、好ましくは
カルボキシル基を生じる炭素数20以下の酸解離性有機
基(以下、単に「酸解離性有機基」という。)を挙げる
ことができる。本発明における酸解離性有機基として
は、例えば、下記一般式(10)で表される基(以下、
「酸解離性有機基(I)」という。)、下記一般式(1
1)で表される基(以下、「酸解離性有機基(II)」と
いう。)等が好ましい。
【0013】
【化12】
【0014】〔一般式(10)において、各R6 は相互
に独立に炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキ
ル基または炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基も
しくはその誘導体を示すか、あるいは何れか2つのR6
が相互に結合して、それぞれが結合している炭素原子と
共に炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基もしくは
その誘導体を形成し、残りのR6 が炭素数1〜4の直鎖
状もしくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の
1価の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体である。〕
【0015】
【化13】 〔一般式(11)において、R8 は炭素数1〜4の直鎖
状もしくは分岐状のアルキレン基または炭素数3〜15
の2価の脂環式炭化水素基を示す。〕
【0016】酸解離性有機基(I)においては、そのカ
ルボニルオキシ基と−C(R6)3 との間が酸の存在下で
解離し、また酸解離性有機基(II)においては、そのt
−ブトキシカルボニル基中のt−ブチル基とオキシカル
ボニル基との間が酸の存在下で解離する。
【0017】酸解離性有機基(I)において、R6 の炭
素数1〜4の直鎖状もしく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、i
−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、
1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げることが
できる。これらのアルキル基のうち、特に、メチル基、
エチル基等が好ましい。
【0018】また、R6 の炭素数4〜20の1価の脂環
式炭化水素基、および何れか2つのR6 が相互に結合し
て形成した炭素数4〜20の2価の脂環式炭化水素基と
しては、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テ
トラシクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、
シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シ
クロオクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族
環からなる基;これらの脂環族環からなる基を、例え
ば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピ
ル基、n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチ
ルプロピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基の1種以上あるいは1個以
上で置換した基等を挙げることができる。これらの1価
または2価の脂環式炭化水素基のうち、特に、ノルボル
ナン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカンまたは
アダマンタンに由来する脂環族環からなる基や、これら
の脂環族環からなる基を前記アルキル基で置換した基等
が好ましい。
【0019】また、前記1価または2価の脂環式炭化水
素基の誘導体としては、例えば、ヒドロキシル基;カル
ボキシル基;ヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチ
ル基、2−ヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピ
ル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロ
ピル基、1−ヒドロキシブチル基、2−ヒドロキシブチ
ル基、3−ヒドロキシブチル基、4−ヒドロキシブチル
基等の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のヒドロキ
シアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキ
シ基、i−プロポキシ基、n−ブトキシ基、2−メチル
プロポキシ基、1−メチルプロポキシ基、t−ブトキシ
基等の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルコキ
シル基;シアノ基;シアノメチル基、2−シアノエチル
基、3−シアノプロピル基、4−シアノブチル基等の炭
素数2〜5の直鎖状もしくは分岐状のシアノアルキル基
等の置換基を1種以上あるいは1個以上有する基を挙げ
ることができる。これらの置換基のうち、特に、ヒドロ
キシル基、カルボキシル基、ヒドロキシメチル基、シア
ノ基、シアノメチル基等が好ましい。
【0020】次に、酸解離性有機基(II)において、R
8 の炭素数3〜15の2価の脂環式炭化水素基として
は、例えば、ノルボルナン、トリシクロデカン、テトラ
シクロドデカン、アダマンタンや、シクロブタン、シク
ロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロ
オクタン等のシクロアルカン類等に由来する脂環族環か
らなる基;これらの脂環族環からなる基を、例えば、メ
チル基、エチル基、n−プロピル基、i−プロピル基、
n−ブチル基、2−メチルプロピル基、1−メチルプロ
ピル基、t−ブチル基等の炭素数1〜4の直鎖状もしく
は分岐状のアルキル基の1種以上あるいは1個以上で置
換した基等を挙げることができる。これらの脂環式炭化
水素基のうち、特に、ノルボルナン、トリシクロデカ
ン、テトラシクロドデカンまたはアダマンタンに由来す
る脂環族環からなる基や、これらの脂環族環からなる基
を前記アルキル基で置換した基等が好ましい。
【0021】酸解離性有機基(I)の好ましい具体例と
しては、t−ブトキシカルボニル基や、下記式(I-1)
〜(I-45)で表される基等を挙げることができる。
【0022】
【化14】
【0023】
【化15】
【0024】
【化16】
【0025】
【化17】
【0026】
【化18】
【0027】
【化19】
【0028】
【化20】
【0029】
【化21】
【0030】
【化22】
【0031】
【化23】
【0032】
【化24】
【0033】
【化25】
【0034】
【化26】
【0035】
【化27】
【0036】
【化28】
【0037】これらの酸解離性有機基(I)のうち、t
−ブトキシカルボニル基や、式(I-1) 、式(I-2) 、
式(I-10)、式(I-11)、式(I-13)、式(I-14)、式
(I-16)、式(I-17)、式(I-34)、式(I-35)、式
(I-40)または式(I-41)で表される基等が好ましい。
【0038】また、酸解離性有機基(I)および酸解離
性有機基(II)以外の好ましい酸解離性有機基(以下、
「酸解離性有機基(III)」という。)としては、例え
ば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、n
−プロポキシカルボニル基、i−プロポキシカルボニル
基、n−ブトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシ
カルボニル基、1−メチルプロポキシカルボニル基、n
−ペンチルオキシカルボニル基、n−ヘキシルオキシカ
ルボニル基、n−ヘプチルオキシカルボニル基、n−オ
クチルオキシカルボニル基、n−デシルオキシカルボニ
ル基、シクロペンチルオキシカルボニル基、シクロヘキ
シルオキシカルボニル基、4−t−ブチルシクロヘキシ
ルオキシカルボニル基、シクロヘプチルオキシカルボニ
ル基、シクロオクチルオキシカルボニル基等の(シク
ロ)アルコキシカルボニル基;フェノキシカルボニル
基、4−t−ブチルフェノキシカルボニル基、1−ナフ
チルオキシカルボニル基等のアリーロキシカルボニル
基;ベンジルオキシカルボニル基、4−t−ブチルベン
ジルオキシカルボニル基、フェネチルオキシカルボニル
基、4−t−ブチルフェネチルオキシカルボニル基等の
アラルキルオキシカルボニル基;
【0039】1−メトキシエトキシカルボニル基、1−
エトキシエトキシカルボニル基、1−n−プロポキシエ
トキシカルボニル基、1−i−プロポキシエトキシカル
ボニル基、1−n−ブトキシエトキシカルボニル基、1
−(2’−メチルプロポキシ)エトキシカルボニル基、
1−(1’−メチルプロポキシ)エトキシカルボニル
基、1−t−ブトキシエトキシカルボニル基、1−シク
ロヘキシルオキシエトキシカルボニル基、1−(4’−
t−ブチルシクロヘキシルオキシ)エトキシカルボニル
基等の1−(シクロ)アルキルオキシエトキシカルボニ
ル基;1−フェノキシエトキシカルボニル基、1−
(4’−t−ブチルフェノキシ)エトキシカルボニル
基、1−(1’−ナフチルオキシ)エトキシカルボニル
基等の1−アリーロキシエトキシカルボニル基;1−ベ
ンジルオキシエトキシカルボニル基、1−(4’−t−
ブチルベンジルオキシ)エトキシカルボニル基、1−フ
ェネチルオキシエトキシカルボニル基、1−(4’−t
−ブチルフェネチルオキシ)エトキシカルボニル基等の
1−アラルキルオキシエトキシカルボニル基;
【0040】メトキシカルボニルメトキシカルボニル
基、エトキシカルボニルメトキシカルボニル基、n−プ
ロポキシカルボニルメトキシカルボニル基、i−プロポ
キシカルボニルメトキシカルボニル基、n−ブトキシカ
ルボニルメトキシカルボニル基、2−メチルプロポキシ
カルボニルメトキシカルボニル基、1−メチルプロポキ
シカルボニルメトキシカルボニル基、シクロヘキシルオ
キシカルボニルメトキシカルボニル基、4−t−ブチル
シクロヘキシルオキシカルボニルメトキシカルボニル基
等の(シクロ)アルコキシカルボニルメトキシカルボニ
ル基;メトキシカルボニルメチル基、エトキシカルボニ
ルメチル基、n−プロポキシカルボニルメチル基、i−
プロポキシカルボニルメチル基、n−ブトキシカルボニ
ルメチル基、2−メチルプロポキシカルボニルメチル
基、1−メチルプロポキシカルボニルメチル基、t−ブ
トキシカルボニルメチル基、シクロヘキシルオキシカル
ボニルメチル基、4−t−ブチルシクロヘキシルオキシ
カルボニルメチル基等の(シクロ)アルコキシカルボニ
ルメチル基;フェノキシカルボニルメチル基、4−t−
ブチルフェノキシカルボニルメチル基、1−ナフチルオ
キシカルボニルメチル基等のアリーロキシカルボニルメ
チル基;ベンジルオキシカルボニルメチル基、4−t−
ブチルベンジルオキシカルボニルメチル基、フェネチル
オキシカルボニルメチル基、4−t−ブチルフェネチル
オキシカルボニルメチル基等のアラルキルオキシカルボ
ニルメチル基;
【0041】2−メトキシカルボニルエチル基、2−エ
トキシカルボニルエチル基、2−n−プロポキシカルボ
ニルエチル基、2−i−プロポキシカルボニルエチル
基、2−n−ブトキシカルボニルエチル基、2−(2’
−メチルプロポキシ)カルボニルエチル基、2−(1’
−メチルプロポキシ)カルボニルエチル基、2−t−ブ
トキシカルボニルエチル基、2−シクロヘキシルオキシ
カルボニルエチル基、2−(4’−t−ブチルシクロヘ
キシルオキシカルボニル)エチル基等の2−(シクロ)
アルコキシカルボニルエチル基;2−フェノキシカルボ
ニルエチル基、2−(4’−t−ブチルフェノキシカル
ボニル)エチル基、2−(1’−ナフチルオキシカルボ
ニル)エチル基等の2−アリーロキシカルボニルエチル
基;2−ベンジルオキシカルボニルエチル基、2−
(4’−t−ブチルベンジルオキシカルボニル)エチル
基、2−フェネチルオキシカルボニルエチル基、2−
(4’−t−ブチルフェネチルオキシカルボニル)エチ
ル基等の2−アラルキルオキシカルボニルエチル基や、
テトラヒドロフラニルオキシカルボニル基、テトラヒド
ロピラニルオキシカルボニル基等を挙げることができ
る。
【0042】これらの酸解離性有機基(III) のうち、基
−COOR’〔但し、R’は炭素数1〜19の(シク
ロ)アルキル基を示す。〕または基−COOCH2 CO
OR''〔但し、R''は炭素数1〜17の(シクロ)アル
キル基を示す。〕に相当するものが好ましい。
【0043】樹脂(A)は、多環ラクトン骨格(1)
と、酸解離性有機基(I)、酸解離性有機基(II) 、酸
解離性有機基(III) 等の酸解離性基とを有するアルカリ
不溶性またはアルカリ難溶性の樹脂であり、該酸解離性
基が解離したときアルカリ可溶性となるものである限り
は特に限定されるものではなく、付加重合系樹脂、重付
加系樹脂あるいは重縮合系樹脂の何れでもよいが、好ま
しくは付加重合系樹脂である。本発明における樹脂
(A)としては、放射線に対する透明性等の観点から、
芳香族環をもたないか、あるいは芳香族環の含量が可及
的に少ない樹脂が好ましい。本発明における好ましい樹
脂(A)としては、例えば、下記一般式(3-1)で表さ
れる繰返し単位(以下、「繰返し単位(3-1)」とい
う。)、下記一般式(3-2)で表される繰返し単位(以
下、「繰返し単位(3-2)」という。)、下記一般式
(4-1)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単位
(4-1)」という。)および下記一般式(4-2)で表さ
れる繰返し単位(以下、「繰返し単位(4-2)」とい
う。)の群から選ばれる少なくとも1種の単位を有する
アルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離性基含有
樹脂であって、該酸解離性基が解離したときアルカリ可
溶性となる樹脂(以下、「樹脂(A1)」という。)を
挙げることができる。
【0044】
【化29】 〔一般式(3-1)および一般式(3-2)において、nは
0〜2の整数であり、R1 は単結合または置換もしくは
非置換の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキ
レン基を示す。但し、一般式(3-1)におけるnと一般
式(3-2)におけるn、および一般式(3-1)における
1 と一般式(3-2)におけるR1 は、それぞれ同一で
も異なってもよい。〕
【0045】
【化30】 〔一般式(4-1)および一般式(4-2)において、R2
は水素原子またはメチル基を示し、R3 は置換もしくは
非置換の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキ
レン基を示す。但し、一般式(4-1)におけるR2 と一
般式(4-2)におけるR2 、および一般式(4-1)にお
けるR3 と一般式(4-2)におけるR3 は、それぞれ同
一でも異なってもよい。〕
【0046】一般式(3-1)、一般式(3-2)、一般式
(4-1)および一般式(4-2)において、R1 およびR
3 の置換もしくは非置換の炭素数1〜4の直鎖状もしく
は分岐状のアルキレン基としては、例えば、メチレン
基、1−メチル−1,1−エチレン基、エチレン基、プ
ロピレン基、1,1−ジメチルエチレン基、トリメチレ
ン基、テトラメチレン基、ヒドロキシメチレン基、1−
ヒドロキシ−1,1−エチレン基、1−ヒドロキシ−
1,2−エチレン基、2−ヒドロキシ−1,2−エチレ
ン基、1−ヒドロキシトリメチレン基、2−ヒドロキシ
トリメチレン基、3−ヒドロキシトリメチレン基等を挙
げることができる。これらのアルキレン基のうち、特
に、メチレン基、エチレン基、2−ヒドロキシトリメチ
レン基等が好ましい。また、繰返し単位(3)における
nとしては、0または1が好ましい。樹脂(A1)にお
いて、繰返し単位(3-1)、繰返し単位(3-2)、繰返
し単位(4-1)および繰返し単位(4-2)は、それぞれ
単独でまたは2種以上が存在することができる。
【0047】繰返し単位(3-1)を与える重合性不飽和
単量体としては、例えば、下記一般式(12-1)で表さ
れる化合物(以下、「ノルボルネン誘導体(α-1) 」と
いう。)を挙げることができ、また繰返し単位(3-2)
を与える重合性不飽和単量体としては、例えば、下記一
般式(12-2)で表される化合物(以下、「ノルボルネ
ン誘導体(α-2) 」という。)を挙げることができる。
【0048】
【化31】 〔一般式(12-1)において、nおよびR1 は一般式
(3-1)のそれぞれnおよびR1 と同義であり、一般式
(12-2)において、nおよびR1 は一般式(3-2)の
それぞれnおよびR1 と同義である。〕
【0049】ノルボルネン誘導体(α-1) の好ましい具
体例としては、下記式(12-1-1)〜(12-1-8)に示す化
合物等を挙げることができる。
【0050】
【化32】
【0051】
【化33】
【0052】また、ノルボルネン誘導体(α-2) の好ま
しい具体例としては、下記式(12-2-1)〜(12-2-8)に
示す化合物等を挙げることができる。
【0053】
【化34】
【0054】
【化35】
【0055】これらのノルボルネン誘導体(α-1) およ
びノルボルネン誘導体(α-2) のうち、特に、式(12-1
-1)、式(12-1-3) 、式(12-2-1)または式(12-2-3)
で表される化合物等が好ましい。ノルボルネン誘導体
(α-1) およびノルボルネン誘導体(α-2) は、例え
ば、ヒドロキシアルキルノルボルネン化合物と多環ラク
トン骨格(1)にカルボキシル基を付加させた化合物と
を反応させる方法、カルボキシル基含有ノルボルネン化
合物と多環ラクトン骨格(1)にヒドロキシル基を付加
させた化合物とを反応させる方法、グリシジル基含有ノ
ルボルネン化合物と多環ラクトン骨格(1)にカルボキ
シル基を付加させた化合物とを反応させる方法等により
合成することができる。
【0056】また、繰返し単位(4-1)を与える重合性
不飽和単量体は、下記一般式(13-1)で表される化合
物(以下、「(メタ)アクリル酸誘導体(β-1) 」とい
う。)からなり、また繰返し単位(4-2)を与える重合
性不飽和単量体は、下記一般式(13-2)で表される化
合物(以下、「(メタ)アクリル酸誘導体(β-2) 」と
いう。)からなる。
【0057】
【化36】 〔一般式(13-1)において、R2 およびR3 は一般式
(4-1)のそれぞれR2およびR3 と同義であり、一般
式(13-2)において、R2 およびR3 は一般式(4-
2)のそれぞれR2 およびR3 と同義である。〕
【0058】(メタ)アクリル酸誘導体(β-1) の好ま
しい具体例としては、下記式(13-1-1)〜(13-1-8) に
示す化合物等を挙げることができる。
【0059】
【化37】
【0060】
【化38】
【0061】また、(メタ)アクリル酸誘導体(β-2)
の好ましい具体例としては、下記式(13-2-1)〜(13-2
-8) に示す化合物等を挙げることができる。
【0062】
【化39】
【0063】
【化40】
【0064】これらの(メタ)アクリル酸誘導体(β-
1) および(メタ)アクリル酸誘導体(β-2) のうち、
特に、式(13-1-1)、式(13-1-2) 、式(13-2-1)また
は式(13-2-2) で表される化合物等が好ましい。(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) および(メタ)アクリル
酸誘導体(β-2)は、例えば、ヒドロキシアルキル(メ
タ)アクリレートと多環ラクトン骨格(1)にカルボキ
シル基を付加させた化合物とを反応させる方法、カルボ
キシアルキル(メタ)アクリレートと多環ラクトン骨格
(1)にヒドロキシル基を付加させた化合物とを反応さ
せる方法、グリシジル(メタ)アクリレートと多環ラク
トン骨格(1)にカルボキシル基を付加させた化合物と
を反応させる方法等により合成することができる。
【0065】樹脂(A1)は、通常、繰返し単位(3-
1)、繰返し単位(3-2)、繰返し単位(4-1)あるい
は繰返し単位(4-2)に加えて、さらに他の繰返し単位
を有する。このような他の繰返し単位を有する好ましい
樹脂(A1)としては、例えば、繰返し単位(3-1)、
繰返し単位(3-2)、繰返し単位(4-1)および繰返し
単位(4-2)の群から選ばれる少なくとも1種の単位
と、下記一般式(5)で表される繰返し単位(以下、
「繰返し単位(5)」という。)、下記一般式(6)で
表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(6)」とい
う。)および下記一般式(8)で表される繰返し単位
(以下、「繰返し単位(8)」という。)の群から選ば
れる少なくとも1種の単位を有する樹脂(以下、「樹脂
(A1-1)」という。)、繰返し単位(3-1)、繰返し
単位(3-2)、繰返し単位(4-1)および繰返し単位
(4-2)の群から選ばれる少なくとも1種の単位と、繰
返し単位(5)、繰返し単位(6)および繰返し単位
(8)の群から選ばれる少なくとも1種の単位と、下記
一般式(9)で表される繰返し単位(以下、「繰返し単
位(9)」という。)とを有する樹脂(以下、「樹脂
(A1-2) 」という。)等を挙げることができる。
【0066】
【化41】 〔一般式(5)において、AおよびBは相互に独立に水
素原子または酸の存在下で解離して酸性官能基を生じる
炭素数20以下の酸解離性基を示し、かつAおよびBの
少なくとも1つが該酸解離性基であり、XおよびYは相
互に独立に水素原子または炭素数1〜4の1価の直鎖状
もしくは分岐状のアルキル基を示し、mは0〜2の整数
である。〕
【0067】
【化42】
【0068】〔一般式(6)において、R4 は水素原子
またはメチル基を示し、R5 は下記一般式(7)
【0069】
【化43】
【0070】(式中、R6 は一般式(10)におけるR
6 と同義である。)で表される基を示す。〕
【0071】
【化44】
【0072】〔一般式(8)において、R7 は水素原子
またはメチル基を示し、R8 は一般式(11)における
8 と同義である。〕
【0073】
【化45】
【0074】繰返し単位(5)において、AおよびBの
酸解離性基としては、t−ブトキシカルボニル基、t−
ブトキシカルボニルメトキシカルボニル基や、酸解離性
有機基(III) のうち、基−COOR’〔但し、R’は炭
素数1〜19の(シクロ)アルキル基を示す。〕または
基−COOCH2 COOR''〔但し、R''は炭素数1〜
17の(シクロ)アルキル基を示す。〕に相当するもの
が好ましく、特に、t−ブトキシカルボニル基、t−ブ
トキシカルボニルメトキシカルボニル基、1−メチルプ
ロポキシカルボニル基等が好ましい。また、XおよびY
の炭素数1〜4の直鎖状もしく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、i−プロピル基、n−ブチル基、2−メチルプロピ
ル基、1−メチルプロピル基、t−ブチル基等を挙げる
ことができる。これらのアルキル基のうち、特に、メチ
ル基、エチル基等が好ましい。また、繰返し単位(5)
におけるmとしては、0または1が好ましい。樹脂(A
1-1)において、繰返し単位(5)は、単独でまたは2
種以上が存在することができる。
【0075】繰返し単位(5)を与える重合性不飽和単
量体としては、例えば、下記一般式(14)で表される
化合物(以下、「ノルボルネン誘導体(α-3) 」とい
う。)を挙げることができる。
【0076】
【化46】 〔一般式(14)において、A、B、X、Yおよびmは
一般式(5)のそれぞれA、B、X、Yおよびmと同義
である。〕
【0077】ノルボルネン誘導体(α-3) のうち、mが
0の化合物の具体例としては、5−メトキシカルボニル
ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−エトキ
シカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−n−プロポキシカルボニルビシクロ[ 2.2.
1 ]ヘプト−2−エン、5−i−プロポキシカルボニル
ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−n−ブ
トキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−
エン、5−(2’−メチルプロポキシ)カルボニルビシ
クロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−(1’−メ
チルプロポキシ)カルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−2−エン、5−t−ブトキシカルボニルビシクロ
[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−シクロヘキシル
オキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−
エン、5−(4’−t−ブチルシクロヘキシルオキシ)
カルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
5−フェノキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプ
ト−2−エン、5−(1’−エトキシエトキシ)カルボ
ニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−
(1’−シクロヘキシルオキシエトキシ)カルボニルビ
シクロ[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、5−t−ブト
キシカルボニルメトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.
1 ]ヘプト−2−エン、5−テトラヒドロフラニルオキ
シカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−テトラヒドロピラニルオキシカルボニルビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
【0078】5−メチル−5−メトキシカルボニルビシ
クロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5
−エトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−
2−エン、5−メチル−5−n−プロポキシカルボニル
ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル
−5−i−プロポキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1
]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−n−ブトキシカ
ルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5
−メチル−5−(2’−メチルプロポキシ)カルボニル
ビシクロ[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、5−メチル
−5−(1’−メチルプロポキシ)カルボニルビシクロ
[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、5−メチル−5−t
−ブトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−
2−エン、5−メチル−5−シクロヘキシルオキシカル
ボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−
メチル−5−(4’−t−ブチルシクロヘキシルオキ
シ)カルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−メチル−5−フェノキシカルボニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−
(1’−エトキシエトキシ)カルボニルビシクロ[ 2.
2.1] ヘプト−2−エン、5−メチル−5−(1’−
シクロヘキシルオキシエトキシ)カルボニルビシクロ[
2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−t−
ブトキシカルボニルメトキシカルボニルビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5−メチル−5−テトラヒ
ドロフラニルオキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1]
ヘプト−2−エン、5−メチル−5−テトラヒドロピラ
ニルオキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1] ヘプト−
2−エン、
【0079】5,6−ジ(メトキシカルボニル)ビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(エト
キシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−
エン、5,6−ジ(n−プロポキシカルボニル)ビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(i−
プロポキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5,6−ジ(n−ブトキシカルボニル)ビ
シクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
(2’−メチルプロポキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(1’−メチル
プロポキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト
−2−エン、5,6−ジ(t−ブトキシカルボニル)ビ
シクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
(シクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(4’−t−ブ
チルシクロヘキシルオキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(フェノキシカ
ルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、
5,6−ジ(1’−エトキシエトキシカルボニル)ビシ
クロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
(1’−シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル)ビ
シクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ
(t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニル)ビシク
ロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(テト
ラヒドロフラニルオキシカルボニル)ビシクロ[ 2.
2.1 ]ヘプト−2−エン、5,6−ジ(テトラヒドロ
ピラニルオキシカルボニル)ビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−2−エン等を挙げることができる。
【0080】また、ノルボルネン誘導体(α-3) のう
ち、mが1の化合物の具体例としては、8−メトキシカ
ルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]
ドデカ−3−エン、8−エトキシカルボニルテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−n−プロポキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.
0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−i−プロ
ポキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−n−ブトキシカルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−(2’−メチルプロポキシ)カルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−(1’−メチルプロポキシ)カルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ
[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−シクロヘキシルオキシカルボニルテトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
(4’−t−ブチルシクロヘキシルオキシ)カルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−フェノキシカルボニルテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
(1’−エトキシエトキシ)カルボニルテトラシクロ[
4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
(1’−シクロヘキシルオキシエトキシ)カルボニルテ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−テトラヒドロフラニルオキシカルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−テトラヒドロピラニルオキシカルボニ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ
−3−エン、
【0081】8−メチル−8−メトキシカルボニルテト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8−メチル−8−エトキシカルボニルテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−メチル−8−n−プロポキシカルボニルテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−メチル−8−i−プロポキシカルボニルテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−メチル−8−n−ブトキシカルボニルテトラシクロ
[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−メチル−8−(2’−メチルプロポキシ)カルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−メチル−8−(1’−メチルプロポキ
シ)カルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−t−ブトキ
シカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−シクロヘキ
シルオキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−
(4’−t−ブチルシクロヘキシルオキシ)カルボニル
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8−メチル−8−フェノキシカルボニルテト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8−メチル−8−(1’−エトキシエトキシ)カ
ルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]
ドデカ−3−エン、8−メチル−8−(1’−シクロヘ
キシルオキシエトキシ)カルボニルテトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチ
ル−8−t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルテ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8−メチル−8−テトラヒドロフラニルオキシ
カルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−テトラヒドロピ
ラニルオキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
【0082】8,9−ジ(メトキシカルボニル)テトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10]ドデカ−3−エ
ン、8,9−ジ(エトキシカルボニル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10]ドデカ−3−エン、8,
9−ジ(n−プロポキシカルボニル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,
9−ジ(i−プロポキシカルボニル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,
9−ジ(n−ブトキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.
4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−
ジ(2’−メチルプロポキシカルボニル)テトラシクロ
[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8,9−ジ(1’−メチルプロポキシカルボニル)テト
ラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−
エン、8,9−ジ(t−ブトキシカルボニル)テトラシ
クロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8,9−ジ(シクロヘキシルオキシカルボニル)テ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8,9−ジ(4’−t−ブチルシクロヘキシル
オキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(フェノ
キシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5
7,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(1’−エトキ
シエトキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(1’−
シクロヘキシルオキシエトキシカルボニル)テトラシク
ロ[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8,9−ジ(t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニ
ル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エン、8,9−ジ(テトラヒドロフラニルオキ
シカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジ(テトラヒドロピ
ラニルオキシカルボニル)テトラシクロ[ 4.4.0.
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン等を挙げることがで
きる。
【0083】これらのノルボルネン誘導体(α-3) のう
ち、5−t−ブトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.
1] ヘプト−2−エン、5,6−ジ(t−ブトキシカル
ボニル)ビシクロ[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、
5,6−ジ(t−ブトキシカルボニルメトキシカルボニ
ル)ビシクロ[ 2.2.1] ヘプト−2−エン、8−t
−ブトキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−t
−ブトキシカルボニルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−t
−ブトキシカルボニルメトキシカルボニルテトラシクロ
[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン等が
好ましい。
【0084】樹脂(A1-1)において、繰返し単位
(6)は、単独でまたは2種以上が存在することができ
る。繰返し単位(6)を与える重合性不飽和単量体は、
(メタ)アクリル酸のカルボキシル基を酸解離性有機基
(I)に変換した化合物(以下、「(メタ)アクリル酸
誘導体(β-3) 」という。)からなる。
【0085】樹脂(A1-1)において、繰返し単位
(8)は、単独でまたは2種以上が存在することができ
る。繰返し単位(8)を与える重合性不飽和単量体は、
(メタ)アクリル酸のカルボキシル基を酸解離性有機基
(II)に変換した化合物(以下、「(メタ)アクリル酸
誘導体(β-4) 」という。)からなる。
【0086】また、繰返し単位(9) は、無水マレイン
酸に由来する単位である。無水マレイン酸は、ノルボル
ネン誘導体(α-1) 、ノルボルネン誘導体(α-2) 、ノ
ルボルネン誘導体(α-3) 、後述するノルボルネンや他
のノルボルネン誘導体との共重合性が良好であり、これ
らのノルボルネン(誘導体)と共重合することにより、
得られる樹脂(A1)の分子量を所望の値にまで大きく
することができる。
【0087】ここで、樹脂(A1-1) および樹脂(A1
-2) の例をより具体的に示すと、繰返し単位(3-1)お
よび/または繰返し単位(3-2)と繰返し単位(5)と
を有する樹脂、繰返し単位(4-1)および/または繰返
し単位(4-2)と繰返し単位(6)とを有する樹脂、繰
返し単位(4-1)および/または繰返し単位(4-2)と
繰返し単位(8)とを有する樹脂、繰返し単位(3-1)
および/または繰返し単位(3-2)と繰返し単位(5)
と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(4-
1)および/または繰返し単位(4-2)と繰返し単位
(5)と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位
(3-1)および/または繰返し単位(3-2)と繰返し単
位(6)と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単
位(3-1)および/または繰返し単位(3-2)と繰返し
単位(8)と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し
単位(3-1)および/または繰返し単位(3-2)と繰返
し単位(5)と繰返し単位(6)と繰返し単位(9)と
を有する樹脂、繰返し単位(3-1)および/または繰返
し単位(3-2)と繰返し単位(5)と繰返し単位(8)
と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(4-
1)および/または繰返し単位(4-2)と繰返し単位
(5)と繰返し単位(6)と繰返し単位(9)とを有す
る樹脂、繰返し単位(4-1)および/または繰返し単位
(4-2)と繰返し単位(5)と繰返し単位(8)と繰返
し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(3-1)およ
び/または繰返し単位(3-2)と下記一般式(15)で
表される繰返し単位(以下、「繰返し単位(5-1) 」と
いう。)と繰返し単位(6)と繰返し単位(9)とを有
する樹脂、
【0088】
【化47】 〔一般式(15)において、A’およびB’は相互に独
立に水素原子、炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状の
アルキル基または酸の存在下で解離して酸性官能基を生
じる炭素数20以下の酸解離性基を示し、かつA’およ
びB’の少なくとも1つが該酸解離性基であり、mは0
〜2の整数である。〕
【0089】繰返し単位(3-1)および/または繰返し
単位(3-2)と繰返し単位(5-1)と繰返し単位(8)
と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(4-
1)および/または繰返し単位(4-2)と繰返し単位
(5-1)と繰返し単位(6)と繰返し単位(9)とを有
する樹脂、繰返し単位(4-1)および/または繰返し単
位(4-2)と繰返し単位(5-1)と繰返し単位(8)と
繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(3-1)
および/または繰返し単位(3-2)と繰返し単位(5-
1)と繰返し単位(6)(但し、R5 がt−ブチル基)
と繰返し単位(9)とを有する樹脂、繰返し単位(3-
1)および/または繰返し単位(3-2)と繰返し単位
(5-1)と繰返し単位(8)と繰返し単位(9)とを有
する樹脂、繰返し単位(4-1)および/または繰返し単
位(4-2)と繰返し単位(5-1)と繰返し単位(6)
(但し、R5 がt−ブチル基)と繰返し単位(9)とを
有する樹脂、繰返し単位(4-1)および/または繰返し
単位(4-2)と繰返し単位(5-1)と繰返し単位(8)
と繰返し単位(9)とを有する樹脂等を挙げることがで
きる。
【0090】さらに、樹脂(A1)は、前記以外の繰返
し単位(以下、「他の繰返し単位」という。)を1種以
上有することもできる。他の繰返し単位としては、例え
ば、ノルボルネン(即ち、ビシクロ[ 2.2.1] ヘプ
ト−2−エン)、酸解離性基をもたないノルボルネン誘
導体(以下、「他のノルボルネン誘導体」という。)
や、これら以外の重合性不飽和単量体(以下、単に「他
の単量体」という。)の重合性不飽和結合が開裂して得
られる繰返し単位を挙げることができる。
【0091】他のノルボルネン誘導体としては、例え
ば、5−メチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−エチルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2−エ
ン、5−ヒドロキシビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2
−エン、5−ヒドロキシメチルビシクロ[ 2.2.1 ]
ヘプト−2−エン、テトラシクロ [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチルテトラシ
クロ [4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8−エチルテトラシクロ [4.4.0.12,5 .1
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−ヒドロキシテトラシクロ
[4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8
−ヒドロキシメチルテトラシクロ [4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−フルオロテトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8−フルオロメチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−ジフルオロメチ
ルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ
−3−エン、8−トリフルオロメチルテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−
ペンタフルオロエチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8−ジフルオロ
テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−
3−エン、8,9−ジフルオロテトラシクロ[ 4.4.
0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,8−ビス
(トリフルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ビス(トリ
フルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5
7,10 ]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−トリフル
オロメチルテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8,8,9−トリフルオロテトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8,8,9−トリス(トリフルオロメチル)テトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5.17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、
【0092】8,8,9,9−テトラフルオロテトラシ
クロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8,8,9,9−テトラキス(トリフルオロメチ
ル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エン、8,8−ジフルオロ−9,9−ビス(ト
リフルオロメチル)テトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,9−ジフルオロ
−8,9−ビス(トリフルオロメチル)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,
8,9−トリフルオロ−9−トリフルオロメチルテトラ
シクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エ
ン、8,8,9−トリフルオロ−9−トリフルオロメト
キシテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデ
カ−3−エン、8,8,9−トリフルオロ−9−ペンタ
フルオロプロポキシテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8−フルオロ−8−
ペンタフルオロエチル−9,9−ビス(トリフルオロメ
チル)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ド
デカ−3−エン、8,9−ジフルオロ−8−ヘプタフル
オロイソプロピル−9−トリフルオロメチルテトラシク
ロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
8−クロロ−8,9,9−トリフルオロテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、8,
9−ジクロロ−8,9−ビス(トリフルオロメチル)テ
トラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3
−エン、8−(2’,2’,2’−トリフルオロカルボ
エトキシ)テトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,10
]ドデカ−3−エン、8−メチル−8−(2’,2’,
2’−トリフルオロカルボエトキシ)テトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン、
【0093】ジシクロペンタジエン、トリシクロ[ 5.
2.1.02,6 ] デカ−8−エン、トリシクロ[ 5.
2.1.02,6 ] デカ−3−エン、トリシクロ[ 4.
4.0.12,5 ] ウンデカ−3−エン、トリシクロ[
6.2.1.01,8 ] ウンデカ−9−エン、トリシクロ
[ 6.2.1.01,8 ] ウンデカ−4−エン、テトラシ
クロ[ 4.4.0.12,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−
3−エン、8−メチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−3−エン、8−エチリ
デンテトラシクロ[ 4.4.0.12,5 .17,12 ]ドデ
カ−3−エン、8−エチリデンテトラシクロ[ 4.4.
0.12,5 .17,10.01,6 ] ドデカ−3−エン、ペン
タシクロ[ 6.5.1.13,6 .02,7 .09,13 ]ペン
タデカ−4−エン、ペンタシクロ[ 7.4.0.1
2,5 .19,12.08,13 ]ペンタデカ−3−エン等を挙げ
ることができる。
【0094】さらに、他の単量体としては、例えば、
(メタ)アクリル酸ノルボルニル、(メタ)アクリル酸
イソボルニル、(メタ)アクリル酸トリシクロデカニ
ル、(メタ)アクリル酸テトラシクロデカニル、(メ
タ)アクリル酸ジシクロペンテニル、(メタ)アクリル
酸アダマンチル、(メタ)アクリル酸アダマンチルメチ
ル、(メタ)アクリル酸1−メチルアダマンチル、(メ
タ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、
(メタ)アクリル酸n−プロピル、(メタ)アクリル酸
n−ブチル、(メタ)アクリル酸2−メチルプロピル、
(メタ)アクリル酸2−ヒドロキシエチル、(メタ)ア
クリル酸2−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸
3−ヒドロキシプロピル、(メタ)アクリル酸シクロプ
ロピル、(メタ)アクリル酸シクロペンチル、(メタ)
アクリル酸シクロヘキシル、(メタ)アクリル酸シクロ
ヘキセニル、(メタ)アクリル酸4−メトキシシクロヘ
キシル、(メタ)アクリル酸2−シクロプロピルオキシ
カルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−シクロペン
チルオキシカルボニルエチル、(メタ)アクリル酸2−
シクロヘキシルオキシカルボニルエチル、(メタ)アク
リル酸2−シクロヘキセニルオキシカルボニルエチル、
(メタ)アクリル酸2−(4’−メトキシシクロヘキシ
ル)オキシカルボニルエチル等の(メタ)アクリル酸エ
ステル類;
【0095】α−ヒドロキシメチルアクリル酸メチル、
α−ヒドロキシメチルアクリル酸エチル、α−ヒドロキ
シメチルアクリル酸n−プロピル、α−ヒドロキシメチ
ルアクリル酸n−ブチル等のα−ヒドロキシメチルアク
リル酸エステル類;酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、
酪酸ビニル等のビニルエステル類;(メタ)アクリロニ
トリル、α−クロロアクリロニトリル、クロトンニトリ
ル、マレインニトリル、フマロニトリル、メサコンニト
リル、シトラコンニトリル、イタコンニトリル等の不飽
和ニトリル化合物;(メタ)アクリルアミド、N,N−
ジメチル(メタ)アクリルアミド、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、イタコンアミド等の不飽和アミド化合物;
N−ビニル−ε−カプロラクタム、N−ビニルピロリド
ン、ビニルピリジン、ビニルイミダゾール等の他の含窒
素ビニル化合物;(メタ)アクリル酸、クロトン酸、マ
レイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサ
コン酸等の不飽和カルボン酸類;(メタ)アクリル酸2
−カルボキシエチル、(メタ)アクリル酸2−カルボキ
シプロピル、(メタ)アクリル酸3−カルボキシプロピ
ル、(メタ)アクリル酸4−カルボキシブチル、(メ
タ)アクリル酸4−カルボキシシクロヘキシル、(メ
タ)アクリル酸カルボキシトリシクロデカニル、(メ
タ)アクリル酸カルボキシテトラシクロデカニル等の不
飽和カルボン酸のカルボキシル基含有エステル類;前記
不飽和カルボン酸類あるいは前記不飽和カルボン酸のカ
ルボキシル基含有エステル類のカルボキシル基を、下記
する酸解離性有機基(以下、「酸解離性有機基(IV) 」
という。)に変換した化合物等の単官能性単量体や、
【0096】メチレングリコールジ(メタ)アクリレー
ト、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、プロ
ピレングリコールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘ
キサンジオールジ(メタ)アクリレート、2,5−ジメ
チル−2,5−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、1,8−オクタンジオールジ(メタ)アクリレー
ト、1,9−ノナンジオールジ(メタ)アクリレート、
1,4−ビス(2−ヒドロキシプロピル)ベンゼンジ
(メタ)アクリレート、1,3−ビス(2−ヒドロキシ
プロピル)ベンゼンジ(メタ)アクリレート、1,2−
アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,3
−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,
4−アダマンタンジオールジ(メタ)アクリレート、ト
リシクロデカニルジメチロールジ(メタ)アクリレート
等の多官能性単量体等を挙げることができる。
【0097】酸解離性有機基(IV) としては、例えば、
カルボキシル基の水素原子を、置換メチル基、1−置換
エチル基、1−分岐アルキル基、シリル基、ゲルミル
基、アルコキシカルボニル基、アシル基、環式酸解離性
基等で置換した基を挙げることができる。但し、酸解離
性有機基(IV) は、(メタ)アクリル酸中のカルボキシ
ル基を酸解離性有機基(IV) に変換した化合物が(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) 〜(β-4) に相当する場
合を含まない。前記置換メチル基としては、例えば、メ
トキシメチル基、メチルチオメチル基、エトキシメチル
基、エチルチオメチル基、メトキシエトキシメチル基、
ベンジルオキシメチル基、ベンジルチオメチル基、フェ
ナシル基、ブロモフェナシル基、メトキシフェナシル
基、メチルチオフェナシル基、α−メチルフェナシル
基、シクロプロピルメチル基、ベンジル基、ジフェニル
メチル基、トリフェニルメチル基、ブロモベンジル基、
ニトロベンジル基、メトキシベンジル基、メチルチオベ
ンジル基、エトキシベンジル基、エチルチオベンジル
基、ピペロニル基、メトキシカルボニルメチル基、エト
キシカルボニルメチル基、n−プロポキシカルボニルメ
チル基、イソプロポキシカルボニルメチル基、n−ブト
キシカルボニルメチル基、t−ブトキシカルボニルメチ
ル基等を挙げることができる。また、前記1−置換エチ
ル基としては、例えば、1−メトキシエチル基、1−メ
チルチオエチル基、1,1−ジメトキシエチル基、1−
エトキシエチル基、1−エチルチオエチル基、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−シクロプロピルエチル基、1−フェニルエチル
基、1,1−ジフェニルエチル基、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等を挙げ
ることができる。
【0098】また、前記1−分岐アルキル基としては、
例えば、i−プロピル基、1−メチルプロピル基、t−
ブチル基、1,1−ジメチルプロピル基、1−メチルブ
チル基、1,1−ジメチルブチル基等を挙げることがで
きる。また、前記シリル基としては、例えば、トリメチ
ルシリル基、エチルジメチルシリル基、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、トリ−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、トリフェニルシリル基等を挙げることができる。ま
た、前記ゲルミル基としては、例えば、トリメチルゲル
ミル基、エチルジメチルゲルミル基、メチルジエチルゲ
ルミル基、トリエチルゲルミル基、イソプロピルジメチ
ルゲルミル基、メチルジイソプロピルゲルミル基、トリ
イソプロピルゲルミル基、t−ブチルジメチルゲルミル
基、メチルジ−t−ブチルゲルミル基、トリ−t−ブチ
ルゲルミル基、フェニルジメチルゲルミル基、メチルジ
フェニルゲルミル基、トリフェニルゲルミル基等を挙げ
ることができる。また、前記アルコキシカルボニル基と
しては、例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカル
ボニル基、イソプロポキシカルボニル基、t−ブトキシ
カルボニル基等を挙げることができる。
【0099】また、前記アシル基としては、例えば、ア
セチル基、プロピオニル基、ブチリル基、ヘプタノイル
基、ヘキサノイル基、バレリル基、ピバロイル基、イソ
バレリル基、ラウリロイル基、ミリストイル基、パルミ
トイル基、ステアロイル基、オキサリル基、マロニル
基、スクシニル基、グルタリル基、アジポイル基、ピペ
ロイル基、スベロイル基、アゼラオイル基、セバコイル
基、アクリロイル基、プロピオロイル基、メタクリロイ
ル基、クロトノイル基、オレオイル基、マレオイル基、
フマロイル基、メサコノイル基、カンホロイル基、ベン
ゾイル基、フタロイル基、イソフタロイル基、テレフタ
ロイル基、ナフトイル基、トルオイル基、ヒドロアトロ
ポイル基、アトロポイル基、シンナモイル基、フロイル
基、テノイル基、ニコチノイル基、イソニコチノイル
基、p−トルエンスルホニル基、メシル基等を挙げるこ
とができる。さらに、前記環式酸解離性基としては、例
えば、3−オキソシクロヘキシル基、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、2−オキソ−4−メチル−4−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、
3−テトラヒドロチオフェン−1,1−ジオキシド基等
を挙げることができる。
【0100】樹脂(A1)において、繰返し単位(3-
1)、繰返し単位(3-2)、繰返し単位(4-1)および
繰返し単位(4-2)の合計含有率は、全繰返し単位に対
して、通常、5〜80モル%、好ましくは5〜70モル
%、さらに好ましくは10〜60モル%である。この場
合、該合計含有率が5モル%未満では、特に現像欠陥の
抑制効果が低下する傾向があり、一方80モル%を超え
ると、得られる樹脂の親水性が高くなりすぎて、膨潤し
やすくなる傾向がある。また、繰返し単位(5)、繰返
し単位(6)、繰返し単位(8)および繰返し単位
(9)の合計含有率は、全繰返し単位に対して、通常、
20〜95モル%、好ましくは30〜95モル%、さら
に好ましくは40〜90モル%である。この場合、該合
計含有率が20モル%未満では、レジストとしての解像
度が低下する傾向があり、一方95モル%を超えると、
レジストとして現像欠陥が生じやすくなる傾向がある。
さらに、他の繰返し単位の含有率は、全繰返し単位に対
して、通常、10モル%以下、好ましくは5モル%以下
である。
【0101】共重合体(A1)は、例えば、ノルボルネ
ン誘導体(α-1) 、ノルボルネン誘導体(α-2) 、(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) および(メタ)アクリル
酸誘導体(β-2) の群から選ばれる少なくとも1種を、
好ましくはノルボルネン誘導体(α-3) 、(メタ)アク
リル酸誘導体(β-3) および(メタ)アクリル酸誘導体
(β-4) の群から選ばれる少なくとも1種と共に、ある
いはさらに無水マレイン酸と一緒に、場合によりさらに
他の繰返し単位を与える重合性不飽和単量体と共に、ヒ
ドロパーオキシド類、ジアルキルパーオキシド類、ジア
シルパーオキシド類、アゾ化合物等のラジカル重合開始
剤を使用し、適当な溶媒中で重合することにより製造す
ることができる。前記重合に使用される溶媒としては、
例えば、n−ペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン、
n−オクタン、n−ノナン、n−デカン等のアルカン
類;シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタ
ン、デカリン、ノルボルナン等のシクロアルカン類;ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、クメン
等の芳香族炭化水素類;クロロブタン類、ブロモヘキサ
ン類、ジクロロエタン類、ヘキサメチレンジブロミド、
クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素類;酢酸エチ
ル、酢酸n−ブチル、酢酸i−ブチル、プロピオン酸メ
チル等の飽和カルボン酸エステル類;テトラヒドロフラ
ン、ジメトキシエタン類、ジエトキシエタン類等のエー
エル類等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独
でまたは2種以上を混合して使用することができる。ま
た、前記重合における反応温度は、通常、40〜120
℃、好ましくは50〜90℃であり、反応時間は、通
常、1〜48時間、好ましくは1〜24時間である。
【0102】樹脂(A)のゲルパーミエーションクロマ
トグラフィー(GPC)によるポリスチレン換算重量平
均分子量(以下、「Mw」という。)は、通常、3,0
00〜300,000、好ましくは4,000〜20
0,000、さらに好ましくは5,000〜100,0
00である。この場合、樹脂(A)のMwが3,000
未満では、レジストとしての耐熱性が低下する傾向があ
り、一方300,000を超えると、レジストとしての
現像性が低下する傾向がある。また、樹脂(A)のMw
とゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)
によるポリスチレン換算数平均分子量(以下、「Mn」
という。)との比(Mw/Mn)は、通常、1〜5、好
ましくは1〜3である。なお、樹脂(A)は、ハロゲ
ン、金属等の不純物が少ないほど好ましく、それによ
り、レジストとしての感度、解像度、プロセス安定性、
パターン形状等をさらに改善することができる。樹脂
(A)の精製法としては、例えば、水洗、液々抽出等の
化学的精製法や、これらの化学的精製法と限外ろ過、遠
心分離等の物理的精製法との組み合わせ等を挙げること
ができる。本発明において、樹脂(A)は、単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。
【0103】(B)成分 次に、本発明における(B)成分は、露光により酸を発
生する感放射線性酸発生剤(以下、「酸発生剤(B)」
という。)からなる。酸発生剤(B)は、露光により発
生した酸の作用によって、樹脂(A)中に存在する酸解
離性基を解離させ、その結果レジスト被膜の露光部がア
ルカリ現像液に易溶性となり、ポジ型のレジストパター
ンを形成する作用を有するものである。このような酸発
生剤(B)としては、例えば、オニウム塩、ハロゲン含
有化合物、ジアゾケトン化合物、スルホン化合物、スル
ホン酸化合物等を挙げることができる。これらの酸発生
剤(B)の例としては、下記のものを挙げることができ
る。
【0104】オニウム塩:オニウム塩としては、例え
ば、ヨードニウム塩、スルホニウム塩(テトラヒドロチ
オフェニウム塩を含む。)、ホスホニウム塩、ジアゾニ
ウム塩、ピリジニウム塩等を挙げることができる。好ま
しいオニウム塩の具体例としては、ジフェニルヨードニ
ウムトリフルオロメタンスルホネート、ジフェニルヨー
ドニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、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 n−ドデシルベンゼンスルホネート、ジフ
ェニルヨードニウムヘキサフルオロアンチモネート、ビ
ス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムトリフルオ
ロメタンスルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニ
ル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブタンスルホネー
ト、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム n
−ドデシルベンゼンスルホネート、ビス(4−t−ブチ
ルフェニル)ヨードニウムヘキサフルオロアンチモネー
ト、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウムナフ
タレンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフ
ルオロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウム
ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート、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、トリフェニ
ルスルホニウム 10−カンファースルホネート、4−
ヒドロキシフェニル・フェニル・メチルスルホニウム
p−トルエンスルホネート、シクロヘキシル・2−オキ
ソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリフルオロメ
タンスルホネート、ジシクロヘキシル・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ネー
ト、2−オキソシクロヘキシルジメチルスルホニウムト
リフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロキシフェニ
ル・ベンジル・メチルスルホニウム p−トルエンスル
ホネート、1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフル
オロメタンスルホネート、1−ナフチルジエチルスルホ
ニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−シアノ−
1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタン
スルホネート、4−ニトロ−1−ナフチルジメチルスル
ホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−メチル
−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロメタ
ンスルホネート、4−シアノ−1−ナフチルジエチルス
ルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ニト
ロ−1−ナフチルジエチルスルホニウムトリフルオロメ
タンスルホネート、4−メチル−1−ナフチルジエチル
スルホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒ
ドロキシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフル
オロメタンスルホネート、
【0105】4−ヒドロキシ−1−ナフチルテトラヒド
ロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4
−メトキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウム
トリフルオロメタンスルホネート、4−エトキシ−1−
ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタ
ンスルホネート、4−n−ブトキシ−1−ナフチルテト
ラヒドロチオフェニウムノナフルオロ−n−ブタンスル
ホネート、4−メトキシメトキシ−1−ナフチルテトラ
ヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネー
ト、4−エトキシメトキシ−1−ナフチルテトラヒドロ
チオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−
(1’−メトキシエトキシ)−1−ナフチルテトラヒド
ロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4
−(2’−メトキシエトキシ)−1−ナフチルテトラヒ
ドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
4−メトキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒ
ドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
4−エトキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテトラヒ
ドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、
4−n−プロポキシカルボニルオキシ−1−ナフチルテ
トラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネ
ート、4−i−プロポキシカルボニルオキシ−1−ナフ
チルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンス
ルホネート、4−n−ブトキシカルボニルオキシ−1−
ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタ
ンスルホネート、4−t−ブトキシカルボニルオキシ−
1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウムトリフルオロ
メタンスルホネート、4−(2’−テトラヒドロフラニ
ルオキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウム
トリフルオロメタンスルホネート、4−(2’−テトラ
ヒドロピラニルオキシ)−1−ナフチルテトラヒドロチ
オフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ベ
ンジルオキシ−1−ナフチルテトラヒドロチオフェニウ
ムトリフルオロメタンスルホネート、1−(1’−ナフ
チルアセトメチル)テトラヒドロチオフェニウムトリフ
ルオロメタンスルホネート等を挙げることができる。
【0106】ハロゲン含有化合物:ハロゲン含有化合物
としては、例えば、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複素環式化合物等を挙げること
ができる。好ましいハロゲン含有化合物の具体例として
は、フェニルビス(トリクロロメチル)−s−トリアジ
ン、4−メトキシフェニルビス(トリクロロメチル)−
s−トリアジン、1−ナフチルビス(トリクロロメチ
ル)−s−トリアジン等の(トリクロロメチル)−s−
トリアジン誘導体や、1,1−ビス(4’−クロロフェ
ニル)−2,2,2−トリクロロエタン等を挙げること
ができる。ジアゾケトン化合物:ジアゾケトン化合物と
しては、例えば、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
等を挙げることができる。好ましいジアゾケトンの具体
例としては、1,2−ナフトキノンジアジド−4−スル
ホニルクロリド、1,2−ナフトキノンジアジド−5−
スルホニルクロリド、2,3,4,4’−テトラヒドロ
キシベンゾフェノンの1,2−ナフトキノンジアジド−
4−スルホン酸エステルまたは1,2−ナフトキノンジ
アジド−5−スルホン酸エステル、1,1,1−トリス
(4’−ヒドロキシフェニル)エタンの1,2−ナフト
キノンジアジド−4−スルホン酸エステルまたは1,2
−ナフトキノンジアジド−5−スルホン酸エステル等を
挙げることができる。
【0107】スルホン化合物:スルホン化合物として
は、例えば、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホ
ンや、これらの化合物のα−ジアゾ化合物等を挙げるこ
とができる。好ましいスルホン化合物の具体例として
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)メタン等を挙
げることができる。 スルホン酸化合物:スルホン酸化合物としては、例え
ば、アルキルスルホン酸エステル、アルキルスルホン酸
イミド、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等を挙げること
ができる。好ましいスルホン酸化合物の具体例として
は、ベンゾイントシレート、ピロガロールのトリス(ト
リフルオロメタンスルホネート)、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、トリフルオロメタンスルホニルビシクロ[ 2.2.
1 ]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N
−ヒドロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホネ
ート、1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフル
オロメタンスルホネート等を挙げることができる。
【0108】これらの酸発生剤(B)のうち、特に、ジ
フェニルヨードニウムトリフルオロメタンスルホネー
ト、ジフェニルヨードニウムノナフルオロ−n−ブタン
スルホネート、ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨード
ニウムトリフルオロメタンスルホネート、ビス(4−t
−ブチルフェニル)ヨードニウムノナフルオロ−n−ブ
タンスルホネート、トリフェニルスルホニウムトリフル
オロメタンスルホネート、トリフェニルスルホニウムノ
ナフルオロ−n−ブタンスルホネート、シクロヘキシル
・2−オキソシクロヘキシル・メチルスルホニウムトリ
フルオロメタンスルホネート、ジシクロヘキシル・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
スルホネート、2−オキソシクロヘキシルジメチルスル
ホニウムトリフルオロメタンスルホネート、4−ヒドロ
キシ−1−ナフチルジメチルスルホニウムトリフルオロ
メタンスルホネート、4−ヒドロキシ−1−ナフチルテ
トラヒドロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネ
ート、1−(1’−ナフチルアセトメチル)テトラヒド
ロチオフェニウムトリフルオロメタンスルホネート、ト
リフルオロメタンスルホニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘ
プト−5−エン−2,3−ジカルボジイミド、N−ヒド
ロキシスクシイミドトリフルオロメタンスルホネート、
1,8−ナフタレンジカルボン酸イミドトリフルオロメ
タンスルホネート等が好ましい。
【0109】本発明において、酸発生剤(B)は、単独
でまたは2種以上を混合して使用することができる。酸
発生剤(B)の使用量は、レジストとしての感度および
現像性を確保する観点から、樹脂(A)100重量部に
対して、通常、0.1〜10重量部、好ましくは0.5
〜7重量部である。この場合、酸発生剤(B)の使用量
が0.1重量部未満では、感度および現像性が低下する
傾向があり、一方10重量部を超えると、放射線に対す
る透明性が低下して、矩形のレジストパターンを得られ
難くなる傾向がある。
【0110】各種添加剤 本発明の感放射線性樹脂組成物には、露光により酸発生
剤(B)から生じる酸のレジスト被膜中における拡散現
象を制御し、非露光領域における好ましくない化学反応
を抑制する作用を有する酸拡散制御剤を配合することが
好ましい。このような酸拡散制御剤を配合することによ
り、得られる感放射線性樹脂組成物の貯蔵安定性がさら
に向上し、またレジストとしての解像度がさらに向上す
るとともに、露光から現像処理までの引き置き時間(P
ED)の変動によるレジストパターンの線幅変化を抑え
ることができ、プロセス安定性に極めて優れた組成物が
得られる。酸拡散制御剤としては、レジストパターンの
形成工程中の露光や加熱処理により塩基性が変化しない
含窒素有機化合物が好ましい。このような含窒素有機化
合物としては、例えば、下記一般式(16)
【0111】
【化48】 〔一般式(16)において、R10、R11およびR12は相
互に独立に水素原子、置換もしくは非置換のアルキル
基、置換もしくは非置換のアリール基または置換もしく
は非置換のアラルキル基を示す。〕
【0112】で表される化合物(以下、「含窒素化合物
(イ)」という。)、同一分子内に窒素原子を2個有す
る化合物(以下、「含窒素化合物(ロ)」という。)、
窒素原子を3個以上有する重合体(以下、「含窒素化合
物(ハ)」という。)、アミド基含有化合物、ウレア化
合物、含窒素複素環化合物等を挙げることができる。
【0113】含窒素化合物(イ)としては、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−ノニルアミン、n−デシルアミン、シクロ
ヘキシルアミン等のモノ(シクロ)アルキルアミン類;
ジ−n−ブチルアミン、ジ−n−ペンチルアミン、ジ−
n−ヘキシルアミン、ジ−n−ヘプチルアミン、ジ−n
−オクチルアミン、ジ−n−ノニルアミン、ジ−n−デ
シルアミン、シクロヘキシルメチルアミン、ジシクロヘ
キシルアミン等のジ(シクロ)アルキルアミン類;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、トリ−n−ペンチルアミン、トリ−n−
ヘキシルアミン、トリ−n−ヘプチルアミン、トリ−n
−オクチルアミン、トリ−n−ノニルアミン、トリ−n
−デシルアミン、シクロヘキシルジメチルアミン、ジシ
クロヘキシルメチルアミン、トリシクロヘキシルアミン
等のトリ(シクロ)アルキルアミン類;アニリン、N−
メチルアニリン、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、4−ニトロアニリン、ジフェニルアミン、トリフェ
ニルアミン、ナフチルアミン等の芳香族アミン類を挙げ
ることができる。
【0114】含窒素化合物(ロ)としては、例えば、エ
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、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレ
ンジアミン、4,4’−ジアミノジフェニルメタン、
4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジ
アミノベンゾフェノン、4,4’−ジアミノジフェニル
アミン、2,2−ビス(4’−アミノフェニル)プロパ
ン、2−(3’−アミノフェニル)−2−(4’−アミ
ノフェニル)プロパン、2−(4’−アミノフェニル)
−2−(3’−ヒドロキシフェニル)プロパン、2−
(4’−アミノフェニル)−2−(4’−ヒドロキシフ
ェニル)プロパン、1,4−ビス [1’−(4''−アミ
ノフェニル)−1’−メチルエチル] ベンゼン、1,3
−ビス [1’−(4''−アミノフェニル)−1’−メチ
ルエチル] ベンゼン、ビス(2−ジメチルアミノエチ
ル)エーテル、ビス(2−ジエチルアミノエチル)エー
テル等を挙げることができる。
【0115】含窒素化合物(ハ)としては、例えば、ポ
リエチレンイミン、ポリアリルアミン、2−ジメチルア
ミノエチルアクリルアミドの重合体等を挙げることがで
きる。前記アミド基含有化合物としては、例えば、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、ピロリドン、N−メチルピロリドン
等を挙げることができる。前記ウレア化合物としては、
例えば、尿素、メチルウレア、1,1−ジメチルウレ
ア、1,3−ジメチルウレア、1,1,3,3−テトラ
メチルウレア、1,3−ジフェニルウレア、トリ−n−
ブチルチオウレア等を挙げることができる。前記含窒素
複素環化合物としては、例えば、イミダゾール、ベンズ
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のイミダゾール類;ピリジ
ン、2−メチルピリジン、4−メチルピリジン、2−エ
チルピリジン、4−エチルピリジン、2−フェニルピリ
ジン、4−フェニルピリジン、2−メチル−4−フェニ
ルピリジン、ニコチン、ニコチン酸、ニコチン酸アミ
ド、キノリン、4−ヒドロキシキノリン、8−オキシキ
ノリン、アクリジン等のピリジン類;ピペラジン、1−
(2’−ヒドロキシエチル)ピペラジン等のピペラジン
類のほか、ピラジン、ピラゾール、ピリダジン、キノザ
リン、プリン、ピロリジン、ピペリジン、モルホリン、
4−メチルモルホリン、1,4−ジメチルピペラジン、
1,4−ジアザビシクロ [2.2.2] オクタン等を挙
げることができる。
【0116】これらの含窒素有機化合物のうち、含窒素
化合物(イ)、含窒素化合物(ロ)、含窒素複素環化合
物が好ましい。前記酸拡散制御剤は、単独でまたは2種
以上を混合して使用することができる。酸拡散制御剤の
配合量は、樹脂(A)100重量部に対して、通常、1
5重量部以下、好ましくは10重量部以下、さらに好ま
しくは5重量部以下である。この場合、酸拡散制御剤の
配合量が15重量部を超えると、レジストとしての感度
や露光部の現像性が低下する傾向がある。なお、酸拡散
制御剤の配合量が0.001重量部未満であると、プロ
セス条件によっては、レジストとしてのパターン形状や
寸法忠実度が低下するおそれがある。
【0117】また、本発明の感放射線性樹脂組成物に
は、ドライエッチング耐性、パターン形状、基板との接
着性等をさらに改善する作用を示す、酸解離性有機基を
有する脂環族添加剤を配合することができる。このよう
な脂環族添加剤としては、例えば、1−アダマンタンカ
ルボン酸t−ブチル、3−アダマンタンカルボン酸t−
ブチル、1,3−アダマンタンジカルボン酸ジ−t−ブ
チル、1−アダマンタン酢酸t−ブチル、3−アダマン
タン酢酸t−ブチル、1,3−アダマンタンジ酢酸ジ−
t−ブチル等のアダマンタン誘導体類;デオキシコール
酸t−ブチル、デオキシコール酸t−ブトキシカルボニ
ルメチル、デオキシコール酸2−エトキシエチル、デオ
キシコール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、デオキ
シコール酸3−オキソシクロヘキシル、デオキシコール
酸テトラヒドロピラニル、デオキシコール酸メバロノラ
クトンエステル等のデオキシコール酸エステル類;リト
コール酸t−ブチル、リトコール酸t−ブトキシカルボ
ニルメチル、リトコール酸2−エトキシエチル、リトコ
ール酸2−シクロヘキシルオキシエチル、リトコール酸
3−オキソシクロヘキシル、リトコール酸テトラヒドロ
ピラニル、リトコール酸メバロノラクトンエステル等の
リトコール酸エステル類等を挙げることができる。これ
らの脂環族添加剤は、単独でまたは2種以上を混合して
使用することができる。脂環族添加剤の配合量は、樹脂
(A)100重量部に対して、通常、50重量部以下、
好ましくは30重量部以下である。この場合、脂環族添
加剤の配合量が50重量部を超えると、レジストとして
の耐熱性が低下する傾向がある。
【0118】また、本発明の感放射線性樹脂組成物に
は、塗布性、現像性等を改良する作用を示す界面活性剤
を配合することができる。前記界面活性剤としては、例
えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキ
シエチレンステアリルエーテル、ポリオキシエチレンオ
レイルエーテル、ポリオキシエチレンn−オクチルフェ
ニルエーテル、ポリオキシエチレンn−ノニルフェニル
エーテル、ポリエチレングリコールジラウレート、ポリ
エチレングリコールジステアレート等のノニオン系界面
活性剤のほか、以下商品名で、KP341(信越化学工
業(株)製)、ポリフローNo.75,同No.95
(共栄社化学(株)製)、エフトップEF301,同E
F303,同EF352(トーケムプロダクツ(株)
製)、メガファックスF171,同F173(大日本イ
ンキ化学工業(株)製)、フロラードFC430,同F
C431(住友スリーエム(株)製)、アサヒガードA
G710,サーフロンS−382,同SC−101,同
SC−102,同SC−103,同SC−104,同S
C−105,同SC−106(旭硝子(株)製)等を挙
げることができる。これらの界面活性剤は、単独でまた
は2種以上を混合して使用することができる。界面活性
剤の配合量は、樹脂(A)と酸発生剤(B)との合計1
00重量部に対して、通常、2重量部以下である。ま
た、前記以外の添加剤としては、ハレーション防止剤、
接着助剤、保存安定化剤、消泡剤等を挙げることができ
る。
【0119】組成物溶液の調製 本発明の感放射線性樹脂組成物は、普通、その使用に際
して、全固形分濃度が、通常、5〜50重量%、好まし
くは10〜25重量%となるように、溶剤に溶解したの
ち、例えば孔径0.2μm程度のフィルターでろ過する
ことによって、組成物溶液として調製される。前記組成
物溶液の調製に使用される溶剤としては、例えば、2−
ブタノン、2−ペンタノン、3−メチル−2−ブタノ
ン、2−ヘキサノン、4−メチル−2−ペンタノン、3
−メチル−2−ペンタノン、3,3−ジメチル−2−ブ
タノン、2−ヘプタノン、2−オクタノン等の直鎖状も
しくは分岐状のケトン類;シクロペンタノン、3−メチ
ルシクロペンタノン、シクロヘキサノン、2−メチルシ
クロヘキサノン、2,6−ジメチルシクロヘキサノン、
イソホロン等の環状のケトン類;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、プロピレングリコール
モノ−n−プロピルエーテルアセテート、プロピレング
リコールモノ−i−プロピルエーテルアセテート、プロ
ピレングリコールモノ−n−ブチルエーテルアセテー
ト、プロピレングリコールモノ−i−ブチルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノ−sec−ブチル
エーテルアセテート、プロピレングリコールモノ−t−
ブチルエーテルアセテート等のプロピレングリコールモ
ノアルキルエーテルアセテート類;2−ヒドロキシプロ
ピオン酸メチル、2−ヒドロキシプロピオン酸エチル、
2−ヒドロキシプロピオン酸n−プロピル、2−ヒドロ
キシプロピオン酸i−プロピル、2−ヒドロキシプロピ
オン酸n−ブチル、2−ヒドロキシプロピオン酸i−ブ
チル、2−ヒドロキシプロピオン酸sec−ブチル、2
−ヒドロキシプロピオン酸t−ブチル等の2−ヒドロキ
シプロピオン酸アルキル類;3−メトキシプロピオン酸
メチル、3−メトキシプロピオン酸エチル、3−エトキ
シプロピオン酸メチル、3−エトキシプロピオン酸エチ
ル等の3−アルコキシプロピオン酸アルキル類のほか、
【0120】n−プロピルアルコール、i−プロピルア
ルコール、n−ブチルアルコール、t−ブチルアルコー
ル、シクロヘキサノール、エチレングリコールモノメチ
ルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、
エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテル、エチ
レングリコールモノ−n−ブチルエーテル、ジエチレン
グリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジ
エチルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−プロピ
ルエーテル、ジエチレングリコールジ−n−ブチルエー
テル、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテー
ト、エチレングリコールモノ−n−プロピルエーテルア
セテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、
プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレン
グリコールモノ−n−プロピルエーテル、トルエン、キ
シレン、2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸エチ
ル、エトキシ酢酸エチル、ヒドロキシ酢酸エチル、2−
ヒドロキシ−3−メチル酪酸メチル、3−メトキシブチ
ルアセテート、3−メチル−3−メトキシブチルアセテ
ート、3−メチル−3−メトキシブチルプロピオネー
ト、3−メチル−3−メトキシブチルブチレート、酢酸
エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、アセト酢
酸メチル、アセト酢酸エチル、ピルビン酸メチル、ピル
ビン酸エチル、N−メチルピロリドン、N,N−ジメチ
ルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、ベン
ジルエチルエーテル、ジ−n−ヘキシルエーテル、ジエ
チレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリ
コールモノエチルエーテル、カプロン酸、カプリル酸、
1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコー
ル、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、しゅう酸ジエチ
ル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、炭酸エ
チレン、炭酸プロピレン等を挙げることができる。
【0121】これらの溶剤は、単独でまたは2種以上を
混合して使用することができるが、就中、直鎖状もしく
は分岐状のケトン類、環状のケトン類、プロピレングリ
コールモノアルキルエーテルアセテート類、2−ヒドロ
キシプロピオン酸アルキル類、3−アルコキシプロピオ
ン酸アルキル類が好ましい。
【0122】レジストパターンの形成方法 本発明の感放射線性樹脂組成物は、特に化学増幅型ポジ
型レジストとして有用である。前記化学増幅型ポジ型レ
ジストにおいては、露光により酸発生剤(B)から発生
した酸の作用によって、樹脂(A)中の酸解離性基が解
離して、カルボキシル基を生じ、その結果、レジストの
露光部のアルカリ現像液に対する溶解性が高くなり、該
露光部がアルカリ現像液によって溶解、除去され、ポジ
型のレジストパターンが得られる。本発明の感放射線性
樹脂組成物からレジストパターンを形成する際には、組
成物溶液を、回転塗布、流延塗布、ロール塗布等の適宜
の塗布手段によって、例えば、シリコンウエハー、アル
ミニウムで被覆されたウエハー等の基板上に塗布するこ
とにより、レジスト被膜を形成し、場合により予め加熱
処理(以下、「PB」という。)を行ったのち、所定の
レジストパターンを形成するように該レジスト被膜に露
光する。その際に使用される放射線としては、使用され
る酸発生剤の種類に応じて、可視光線、紫外線、遠紫外
線、X線、荷電粒子線等を適宜選定して使用されるが、
ArFエキシマレーザー(波長193nm)あるいはK
rFエキシマレーザー(波長248nm)が好ましい。
本発明においては、露光後に加熱処理(以下、「PE
B」という。)を行うことが好ましい。このPEBによ
り、樹脂(A)中の酸解離性有機基の解離反応が円滑に
進行する。PEBの加熱条件は、感放射線性樹脂組成物
の配合組成によって変わるが、通常、30〜200℃、
好ましくは50〜170℃である。
【0123】本発明においては、感放射線性樹脂組成物
の潜在能力を最大限に引き出すため、例えば特公平6−
12452号公報等に開示されているように、使用され
る基板上に有機系あるいは無機系の反射防止膜を形成し
ておくこともでき、また環境雰囲気中に含まれる塩基性
不純物等の影響を防止するため、例えば特開平5−18
8598号公報等に開示されているように、レジスト被
膜上に保護膜を設けることもでき、あるいはこれらの技
術を併用することもできる。次いで、露光されたレジス
ト被膜を現像することにより、所定のレジストパターン
を形成する。現像に使用される現像液としては、例え
ば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウ
ム、けい酸ナトリウム、メタけい酸ナトリウム、アンモ
ニア水、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチル
アミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、
メチルジエチルアミン、エチルジメチルアミン、トリエ
タノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシ
ド、ピロール、ピペリジン、コリン、1,8−ジアザビ
シクロ−[5.4.0]−7−ウンデセン、1,5−ジ
アザビシクロ−[4.3.0]−5−ノネン等のアルカ
リ性化合物の少なくとも1種を溶解したアルカリ性水溶
液が好ましい。前記アルカリ性水溶液の濃度は、通常、
10重量%以下である。この場合、アルカリ性水溶液の
濃度が10重量%を超えると、非露光部も現像液に溶解
するおそれがあり好ましくない。
【0124】また、前記アルカリ性水溶液からなる現像
液には、例えば有機溶媒を添加することもできる。前記
有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケ
トン、メチルi−ブチルケトン、シクロペンタノン、シ
クロヘキサノン、3−メチルシクロペンタノン、2,6
−ジメチルシクロヘキサノン等のケトン類;メチルアル
コール、エチルアルコール、n−プロピルアルコール、
i−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、t−
ブチルアルコール、シクロペンタノール、シクロヘキサ
ノール、1,4−ヘキサンジオール、1,4−ヘキサン
ジメチロール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、
ジオキサン等のエーテル類;酢酸エチル、酢酸n−ブチ
ル、酢酸i−アミル等のエステル類;トルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素類や、フェノール、アセトニルア
セトン、ジメチルホルムアミド等を挙げることができ
る。これらの有機溶媒は、単独でまたは2種以上を混合
して使用することができる。有機溶媒の使用量は、アル
カリ性水溶液に対して、100容量%以下が好ましい。
この場合、有機溶媒の使用量が100容量%を超える
と、現像性が低下して、露光部の現像残りが多くなるお
それがある。また、アルカリ性水溶液からなる現像液に
は、界面活性剤等を適量添加することもできる。なお、
アルカリ性水溶液からなる現像液で現像したのちは、一
般に、水で洗浄して乾燥する。
【0125】
【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて、本発明の
実施の形態をさらに具体的に説明する。但し、本発明
は、これらの実施例に何ら制約されるものではない。こ
こで、部は、特記しない限り重量基準である。実施例お
よび比較例における各測定・評価は、下記の要領で行っ
た。 Mw:東ソー(株)製GPCカラム(G2000HXL 2
本、G3000HXL 1本、G4000HXL 1本)を用
い、流量1.0ミリリットル/分、溶出溶媒テトラヒド
ロフラン、カラム温度40℃の分析条件で、単分散ポリ
スチレンを標準とするゲルパーミエーションクロマトグ
ラフィー(GPC)により測定した。 放射線透過率:組成物溶液を石英ガラス上にスピンコー
トにより塗布し、90℃に保持したホットプレート上で
60秒間PBを行って形成した膜厚1μmのレジスト被
膜について、波長193nmにおける吸光度から、放射
線透過率を算出して、遠紫外線領域における透明性の尺
度とした。 相対エッチング速度:組成物溶液をシリコーンウエハー
上にスピンコートにより塗布し、乾燥して形成した膜厚
0.5μmのレジスト被膜に対して、PMT社製ドライ
エッチング装置(Pinnacle8000) を用い、エッチングガ
スをCF4 とし、ガス流量75sccm、圧力2.5m
Torr、出力2,500Wの条件でドライエッチング
を行って、エッチング速度を測定し、クレゾールノボラ
ック樹脂からなる被膜のエッチング速度に対する相対値
により、相対エッチング速度を評価した。エッチング速
度が小さいほど、ドライエッチング耐性に優れることを
意味する。
【0126】感度:基板として、表面に膜厚520Åの
DeepUV30(ブルワー・サイエンス(BrewerScience)社
製)膜を形成したシリコーンウエハー(ARC)を用
い、組成物溶液を、各基板上にスピンコートにより塗布
し、ホットプレート上にて、表2に示す条件でPBを行
って形成した膜厚0.4μmのレジスト被膜に、(株)
ニコン製ArFエキシマレーザー露光装置(レンズ開口
数0.55、露光波長193nm)により、マスクパタ
ーンを介して露光した。その後、表2に示す条件でPE
Bを行ったのち、2.38%のテトラメチルアンモニウ
ムヒドロキシド水溶液(実施例1〜2)または2.38
×1/50%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド
水溶液(比較例1)により、25℃で1分間現像し、水
洗し、乾燥して、ポジ型のレジストパターンを形成し
た。このとき、線幅0.18μmのライン・アンド・ス
ペースパターン(1L1S)を1対1の線幅に形成する
露光量を最適露光量とし、この最適露光量を感度とし
た。 解像度:最適露光量で解像される最小のレジストパター
ンの寸法を、解像度とした。 現像欠陥:光学顕微鏡により現像欠陥の有無および程度
を観察し、さらにケー・エル・エー・テンコール(株)
製のKLA欠陥検査装置を用いて、下記手順により評価
した。 KLA欠陥検査装置を用いる評価手順:寸法0.15μ
m以上の欠陥を検出できるように感度を設定したKLA
欠陥検査装置を用い、アレイモードにて観察して、比較
用イメージとピクセル単位の重ね合わせにより生じる差
異から抽出されるクラスターおよびアンクラスターのウ
エハー1枚当たりの欠陥総数を測定した。 パターン形状:線幅0.20μmのライン・アンド・ス
ペースパターン(1L1S)の方形状断面の下辺寸法L
1 と上下辺寸法L2 とを走査型電子顕微鏡により測定
し、0.85≦L2 /L1 ≦1を満足し、かつパターン
形状が裾を引いていない場合を、パターン形状が“良
好”であるとした。
【0127】〈単量体の合成〉 合成例1 8−ヒドロキシメチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン40.0gと下記式
(17)で表される化合物45.9gとを、トルエン4
00ミリリットル中に懸濁させて、p−トルエンスルホ
ン酸1.2gを加え、130℃で48時間加熱して還流
させた。その後、反応溶液を冷却して、炭酸水素ナトリ
ウム1.8gを加え、さらに蒸留水を加えたのち、酢酸
エチルで有機層を抽出した。その後、有機層を蒸留水で
洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を留去
して、粗生成物を得た。次いで、粗生成物をシリカゲル
カラムクロマトグラフィー処理したのち、n−ヘキサ
ン:酢酸エチル=9:1の流分を集め、溶媒を留去し
て、前記式(12-1-3) で表されるノルボルネン誘導体
(α-1) 31.6gを得た。
【0128】
【化49】
【0129】合成例2 2−ヒドロキシエチルアクリレート40.3gと前記式
(17)で表される化合物50.0gとを、トルエン7
00ミリリットル中に懸濁させて、p−メトキシフェノ
ール0.5gおよびp−トルエンスルホン酸2.6gを
加え、130℃で48時間加熱して還流させた。その
後、反応溶液を冷却して、炭酸水素ナトリウム6.9g
を加え、さらに蒸留水を加えたのち、酢酸エチルで有機
層を抽出した。その後、有機層を蒸留水で洗浄し、硫酸
マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を留去して、粗生成
物を得た。次いで、粗生成物をシリカゲルカラムクロマ
トグラフィー処理したのち、n−ヘキサン:酢酸エチル
=4:1の流分を集め、溶媒を留去して、前記式(13-1
-3) で表される(メタ)アクリル酸誘導体(β-1) 2
2.8gを得た。
【0130】合成例3 2−ヒドロキシエチルアクリレートの代わりに、2−ヒ
ドロキシメチルメタクリレート40.5gを用いた以外
は、合成例2と同様にして、前記式(13-1-2)で表され
る(メタ)アクリル酸誘導体(β-1) 9.7gを得た。
【0131】合成例4 8−カルボキシメチルテトラシクロ[ 4.4.0.1
2,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン45.9gと下記式
(18)で表される化合物38.8gとを、トルエン4
00ミリリットル中に懸濁させて、p−トルエンスルホ
ン酸1.2gを加え、130℃で48時間加熱して還流
させた。その後、反応溶液を冷却して、炭酸水素ナトリ
ウム1.8gを加え、さらに蒸留水を加えたのち、酢酸
エチルで有機層を抽出した。その後、有機層を蒸留水で
洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥したのち、溶媒を留去
して、粗生成物を得た。次いで、粗生成物をシリカゲル
カラムクロマトグラフィー処理したのち、n−ヘキサ
ン:酢酸エチル=9:1の流分を集め、溶媒を留去し
て、前記式(12-2-3) で表されるノルボルネン誘導体
(α-2) 33.1gを得た。
【0132】
【化50】
【0133】合成例5 カルボキシメチルアクリレート50.0gと前記式(1
8)で表される化合物42.3gとを、トルエン700
ミリリットル中に懸濁させて、p−メトキシフェノール
0.5gおよびp−トルエンスルホン酸2.6gを加
え、130℃で48時間加熱して還流させた。その後、
反応溶液を冷却して、炭酸水素ナトリウム6.9gを加
え、さらに蒸留水を加えたのち、酢酸エチルで有機層を
抽出した。その後、有機層を蒸留水で洗浄し、硫酸マグ
ネシウムで乾燥したのち、溶媒を留去して、粗生成物を
得た。次いで、粗生成物をシリカゲルカラムクロマトグ
ラフィー処理したのち、n−ヘキサン:酢酸エチル=
4:1の流分を集め、溶媒を留去して、前記式(13-2-
2) で表される(メタ)アクリル酸誘導体(β-2) 2
0.4gを得た。
【0134】合成例6 2−ヒドロキシエチルアクリレートの代わりに、グリシ
ジルメタクリレート49.3gを用いた以外は、合成例
2と同様にして、前記式(13-1-8) で表される(メタ)
アクリル酸誘導体(β-1) 35.8gを得た。
【0135】〈樹脂の合成〉 合成例7 前記式(12-1-3)で表されるノルボルネン誘導体(α-
1) 53.2g、無水マレイン酸49.1g、5−t−
ブトキシカルボニルビシクロ[ 2.2.1 ]ヘプト−2
−エン67.7g、アゾビスイソブチロニトリル15
g、酢酸n−ブチル170gをフラスコに仕込み、窒素
雰囲気下、70℃で6時間重合した。重合終了後、反応
溶液を室温まで冷却して、大量のi−プロピルアルコー
ル/n−ヘキサン混合溶液中に注ぎ、沈殿した樹脂をろ
過して、少量のn−ヘキサンで洗浄したのち、真空乾燥
して、Mwが8,300の白色樹脂を得た。この樹脂
は、下記式(19)に示す(i-1) 、(i-2) および
(i-3) の各繰返し単位の含有率がそれぞれ15モル
%、50モル%および35モル%からなる共重合体であ
った。この樹脂を、樹脂(A-1) とする。
【0136】
【化51】
【0137】合成例8 仕込み原料として、前記式(13-1-3)で表される(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) 140.2g、アクリル
酸t−ブチル64.1g、アゾビスイソブチロニトリル
15g、酢酸n−ブチル204gを用いた以外は、合成
例1と同様にして、Mwが11,100の白色樹脂を得
た。この樹脂は、下記式(20)に示す(ii-1) および
(ii-2) の各繰返し単位の含有率がそれぞれ50モル%
および50モル%からなる共重合体であった。この樹脂
を、樹脂(A-2) とする。
【0138】
【化52】
【0139】合成例9 仕込み原料として、前記式(13-1-2)で表される(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) 168.2g、下記式
(21)で表される(メタ)アクリル酸誘導体(β-3)
93.7g、アゾビスイソブチロニトリル15g、テト
ラヒドロフラン262gを用いた以外は、合成例1と同
様にして、Mwが7,700の白色樹脂を得た。この樹
脂は、下記式(22)に示す(iii-1)および(iii-2)の
各繰返し単位の含有率がそれぞれ60モル%および40
モル%からなる共重合体であった。この樹脂を、樹脂
(A-3) とする。
【0140】
【化53】
【0141】
【化54】
【0142】合成例10 仕込み原料として、前記式(12-2-3)で表されるノルボ
ルネン誘導体(α-2)31.2g、無水マレイン酸4
9.1g、8−t−ブトキシカルボニルテトラシクロ[
4.4.0.12,5 .17,10 ]ドデカ−3−エン13
4.7g、アゾビスイソブチロニトリル15g、酢酸n
−ブチル215gを用いた以外は、合成例1と同様にし
て、Mwが10,600の白色樹脂を得た。この樹脂
は、下記式(23)に示す(iv-1) 、(iv-2) および
(iv-3) の各繰返し単位の含有率がそれぞれ12モル
%、50モル%および38モル%からなる共重合体であ
った。この樹脂を、樹脂(A-4) とする。
【0143】
【化55】
【0144】合成例11 仕込み原料として、前記式(13-2-2)で表される(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-2) 57.7g、アクリル酸
t−ブチル146.5g、アゾビスイソブチロニトリル
15g、酢酸n−ブチル204gを用いた以外は、合成
例1と同様にして、Mwが12,000の白色樹脂を得
た。この樹脂は、下記式(24)に示す(v-1) および
(v-2) の各繰返し単位の含有率がそれぞれ45モル%
および55モル%からなる共重合体であった。この樹脂
を、樹脂(A-5) とする。
【0145】
【化56】
【0146】合成例12 仕込み原料として、前記式(13-1-8)で表される(メ
タ)アクリル酸誘導体(β-1) 135.9g、下記式
(25)で表される(メタ)アクリル酸誘導体(β-3)
136.2g、アゾビスイソブチロニトリル15g、酢
酸n−ブチル272gを用いた以外は、合成例1と同様
にして、Mwが9,200の白色樹脂を得た。この樹脂
は、下記式(26)に示す(vi-1) および(vi-2) の各
繰返し単位の含有率がそれぞれ58モル%および42モ
ル%からなる共重合体であった。この樹脂を、樹脂(A
-6) とする。
【0147】
【化57】
【0148】
【化58】
【0149】
【実施例】実施例1〜6および比較例1 表1に示す成分からなる各組成物溶液について、各種評
価を行った。評価結果を、表3に示す。表1における樹
脂(A-1) 〜(A-6) 以外の成分は、下記のとおりであ
る。他の樹脂 a-1 :メタクリル酸t−ブチル/メタクリル酸メチル
/メタクリル酸共重合体(共重合モル比=40/40/
20、Mw=20,000)酸発生剤(B) B-1 :トリフェニルスルホニウムノナフルオロ−n−
ブタンスルホネート B-2 :ビス(4−t−ブチルフェニル)ヨードニウム
ノナフルオロ−n−ブタンスルホネート酸拡散制御剤 C-1 :トリ−n−オクチルアミン C-2 :ビス(2−ジメチルアミノエチル)エーテル他の添加剤 D-1 :デオキシコール酸t−ブチル溶剤 E-1 :2−ヘプタノン E-2 :3−エトキシプロピオン酸エチル
【0150】
【表1】
【0151】
【表2】
【0152】
【表3】
【0153】
【発明の効果】本発明の感放射線性樹脂組成物は、化学
増幅型レジストとして、放射線に対する透明性が高く、
かつ解像度が優れるとともに、ドライエッチング耐性、
感度、パターン形状等にも優れるのみならず、微細加工
時に現像欠陥を生じることがなく、半導体素子の歩留り
を著しく向上させることができ、今後さらに微細化が進
行すると予想される半導体素子の分野において、極めて
好適に使用することができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 101/06 C08L 101/06 H01L 21/027 H01L 21/30 502R (72)発明者 征矢野 晃雅 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 梶田 徹 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 (72)発明者 下川 努 東京都中央区築地二丁目11番24号 ジェイ エスアール株式会社内 Fターム(参考) 2H025 AA00 AA01 AA02 AA03 AA09 AB16 AC04 AC05 AC06 AC08 AD03 BE00 BG00 CC20 FA03 FA12 FA17 4J002 AA051 BG071 BK001 EN136 EV296 EW176 GP03 GQ05 4J100 AK32R AL01Q AL08P AL08Q AR09P AR09Q AR11P AR11Q BA10P BA15P BA15Q BC53P CA01 CA04 CA05 DA39 JA37 JA38 JA46

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)下記構造式(1)で表される骨格
    を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸解離
    性基含有樹脂であって、該酸解離性基が解離したときア
    ルカリ可溶性となる樹脂、並びに(B)感放射線性酸発
    生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組成
    物。 【化1】
  2. 【請求項2】 (A)下記構造式(2-1)または下記構
    造式(2-2)で表される基の群から選ばれる少なくとも
    1種を有するアルカリ不溶性またはアルカリ難溶性の酸
    解離性基含有樹脂であって、該酸解離性基が解離したと
    きアルカリ可溶性となる樹脂、並びに(B)感放射線性
    酸発生剤を含有することを特徴とする感放射線性樹脂組
    成物。 【化2】
  3. 【請求項3】 (A)成分の酸解離性基含有樹脂が下記
    一般式(3-1)で表される繰返し単位、下記一般式(3
    -2)で表される繰返し単位、下記下記一般式(4-1)で
    表される繰返し単位および下記一般式(4-2)で表され
    る繰返し単位の群から選ばれる少なくとも1種の単位を
    有する樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の感
    放射線性樹脂組成物。 【化3】 〔一般式(3-1)および一般式(3-2)において、nは
    0〜2の整数であり、R1 は単結合または置換もしくは
    非置換の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキ
    レン基を示す。〕 【化4】 〔一般式(4-1)および一般式(4-2)において、R2
    は水素原子またはメチル基を示し、R3 は置換もしくは
    非置換の炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキ
    レン基を示す。〕
  4. 【請求項4】 (A)成分の酸解離性基含有樹脂が請求
    項3に記載の一般式(3-1)で表される繰返し単位、一
    般式(3-2)で表される繰返し単位、一般式(4-1)で
    表される繰返し単位および一般式(4-2)で表される繰
    返し単位の群から選ばれる少なくとも1種の単位と、下
    記一般式(5)で表される繰返し単位、下記一般式
    (6)で表される繰返し単位および下記一般式(8)で
    表される繰返し単位の群から選ばれる少なくとも1種の
    単位とを有する樹脂であることを特徴とする請求項2に
    記載の感放射線性樹脂組成物。 【化5】 〔一般式(5)において、AおよびBは相互に独立に水
    素原子または酸の存在下で解離して酸性官能基を生じる
    炭素数20以下の酸解離性基を示し、かつAおよびBの
    少なくとも1つが該酸解離性基であり、XおよびYは相
    互に独立に水素原子または炭素数1〜4の直鎖状もしく
    は分岐状のアルキル基を示し、mは0〜2の整数であ
    る。〕 【化6】 〔一般式(6)において、R4 は水素原子またはメチル
    基を示し、R5 は下記一般式(7) 【化7】 (式中、各R6 は相互に独立に炭素数1〜4の直鎖状も
    しくは分岐状のアルキル基または炭素数4〜20の1価
    の脂環式炭化水素基もしくはその誘導体を示すか、ある
    いは何れか2つのR6 が相互に結合して、それぞれが結
    合している炭素原子と共に炭素数4〜20の2価の脂環
    式炭化水素基もしくはその誘導体を形成し、残りのR6
    が炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状のアルキル基ま
    たは炭素数4〜20の1価の脂環式炭化水素基もしくは
    その誘導体である。)で表される基を示す。〕 【化8】 〔一般式(8)において、R7 は水素原子またはメチル
    基を示し、R8 は炭素数1〜4の直鎖状もしくは分岐状
    のアルキレン基または炭素数3〜15の2価の脂環式炭
    化水素基を示す。〕
  5. 【請求項5】 (A)成分の酸解離性基含有樹脂が請求
    項3に記載の一般式(3-1)で表される繰返し単位、一
    般式(3-2)で表される繰返し単位、一般式(4-1)で
    表される繰返し単位および一般式(4-2)で表される繰
    返し単位の群から選ばれる少なくとも1種の単位と、請
    求項4に記載の一般式(5)で表される繰返し単位、一
    般式(6)で表される繰返し単位および一般式(8)で
    表される繰返し単位の群から選ばれる少なくとも1種の
    単位と、下記式(9)で表される繰返し単位とを有する
    樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の感放射線
    性樹脂組成物。 【化9】
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