JP2001302735A - 高分子化合物、レジスト材料及びパターン形成方法 - Google Patents
高分子化合物、レジスト材料及びパターン形成方法Info
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Abstract
はマレイミドを繰り返し単位として含むことを特徴とす
る高分子化合物。 【効果】 本発明のレジスト材料は、高エネルギー線に
感応し、200nm以下、特には170nm以下の波長
における感度、解像性、プラズマエッチング耐性に優れ
ている。従って、本発明のレジスト材料は、これらの特
性より、特にF2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。
Description
したレジスト材料、特に化学増幅レジスト材料のベース
ポリマーとして有用な高分子化合物並びにレジスト材料
及びこれを用いたパターン形成方法に関する。
の高集積化と高速度化に伴い、パターンルールの微細化
が急速に進んでいる。微細化が急速に進歩した背景に
は、投影レンズの高NA化、レジスト材料の性能向上、
短波長化が挙げられる。特にi線(365nm)からK
rF(248nm)への短波長化は大きな変革をもたら
し、0.18ミクロンルールのデバイスの量産も可能と
なってきている。レジスト材料の高解像度化、高感度化
に対して、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、特開昭63−27829号
公報等に記載)は、優れた特徴を有するもので、遠紫外
線リソグラフィーに特に主流なレジスト材料となった。
は、一般的に0.3ミクロンプロセスに使われ始め、
0.25ミクロンルールを経て、現在0.18ミクロン
ルールの量産化への適用、更に0.15ミクロンルール
の検討も始まっており、微細化の勢いはますます加速さ
れている。KrFからArF(193nm)への波長の
短波長化は、デザインルールの微細化を0.13μm以
下にすることが期待されるが、従来用いられてきたノボ
ラックやポリビニルフェノール系の樹脂が193nm付
近に非常に強い吸収を持つため、レジスト用のベース樹
脂として用いることができない。かかる点から、透明性
と、必要なドライエッチング耐性の確保のため、アクリ
ル系やシクロオレフィン系の脂環族系の樹脂が検討され
た(特開平9−73173号、特開平10−10739
号、特開平9−230595号、WO97/33198
号公報)が、更に0.10μm以下の微細化が期待でき
るF2(157nm)に関しては、透明性の確保がます
ます困難になり、アクリル系では全く光を透過せず、シ
クロオレフィン系においてもカルボニル結合を持つもの
は強い吸収を持つことがわかった。
300nm以下、特にF2(157nm)、Kr2(1
46nm)、KrAr(134nm)、Ar2(126
nm)などの真空紫外光における透過率に優れ、更にネ
ガ化防止効果とドライエッチング耐性に優れたレジスト
材料、特に化学増幅レジスト材料のベースポリマーとし
て有用な新規高分子化合物並びにこれを含むレジスト材
料及びこのレジスト材料を用いたパターン形成方法を提
供することを目的とする。
発明者は、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結
果、フッ素化された無水マレイン酸及び/又はマレイミ
ドを繰り返し単位として含むポリマー、好ましくはフッ
素化された無水マレイン酸及び/又はマレイミドとノル
ボルネンなどとの交互共重合シクロオレフィン樹脂をレ
ジスト用ベースポリマーとして用いることによって、透
明性とネガ化防止性を確保したレジスト材料が得られる
ことを知見した。
ルフェノールにおいては160nm付近の透過率が若干
向上するが、実用レベルにはほど遠く、カルボニル、炭
素炭素間の2重結合を低減することが透過率確保のため
の必要条件であることが判明した。
結合は、ドライエッチング耐性の向上に大きく寄与して
おり、ベンゼン環を排除して、エッチング耐性を向上す
るために脂環構造を導入したArF用のポリマーはカル
ボン酸で溶解性を出しているために、透明性の確保が難
しい。そこで、本発明者は、更に検討を進めた結果、透
明性を向上させる手段として、フッ素で置換されたポリ
マーを用いることが効果的であり、特に主鎖がフッ素置
換されたアクリル誘導体を用いることが有効であること
を知見した。
チングの選択比で議論されることが殆どであった。例え
ば、J.Photopolymer Sci. and
Technol.Vol.5 No.3(1992)
p439,J.Electrochem.Soc.:S
olid−State Sci. and Techn
ol.Vol.130,No.1 January(1
983)p143,SPIE Vol.2724 p3
65(1996)など、多くの論文中において、単層レ
ジストのドライエッチング選択を数々のパラメータで表
すことが試みられた。例えば、大西パラメータ、リング
パラメータなどがその代表例である。しかしながら、最
近ドライエッチング後、レジスト表面に微細なラフネス
が発生し、基板加工してレジスト除去した後にレジスト
のラフネスが転写されるという問題が生じている点が指
摘された(SPIE Vol.3678 p1209
(1999))。本発明者が種々検討した結果、エッチ
ング後のラフネスが発生するのは、CF4、CHF3、
C2F6、C3F8、C4F10などのフロン系ガスを
用いてSiO2をドライエッチングするときに発生し、
更にRFパワーを高くして高選択のエッチング、即ち酸
化膜が早くエッチングされる高スループットを狙った条
件でラフネスが増大することを見出した。更に、ArF
単層レジストに用いられるポリマーの種類でラフネスが
大きく異なることがわかり、アクリル系のポリマーにお
いては非常に大きなラフネスが発生した。それに比べ
て、ノルボルネンと無水マレイン酸やマレイミドとの交
互共重合ポリマー、ノルボルネンのホモポリマー系など
のシクロオレフィン系ではラフネスが小さくなり、特
に、ノルボルネンホモポリマーにおいては、KrF用の
ポリヒドロキシスチレンに比べても小さい値を得ること
がわかった。この場合、アダマンタンをペンダントした
アクリルポリマーは、エッチングのスピード、即ち選択
比において良好な値を示し、シクロオレフィン系ポリマ
ーに比べても何ら遜色なかったが、酸化膜とレジストの
エッチング速度比が3以上の高選択エッチングにおい
て、エッチング後の表面をAFMで測定した表面粗さR
msがアクリル系で15nm以上、シクロオレフィン系
で3nm以下という結果となり、エッチングの選択比が
必ずしもエッチング後のラフネスと一致しないことがわ
かった。
のは透明性の低下だけでなく、ポジ型レジスト材料の場
合、露光量を上げていったときに露光部が溶解しなくな
るネガ化現象が起きることであるという指摘がある。ネ
ガ化した部分はアルカリ現像液だけでなくアセトンなど
の有機溶剤にも不溶となるので、分子間同士が架橋して
ゲル化が起きていると考えられる。架橋の原因の一つと
して、ラジカルの発生が考えられる。短波長化により、
露光エネルギーが増大し、F2(157nm)露光にお
いては、C−C結合やC−H結合までもが励起されるだ
けのエネルギーが照射され、励起によってラジカルが発
生し、分子同士が結合する可能性がある。ArF露光用
に用いられる脂環式構造を持つポリマー、例えば、ポリ
ノルボルネンなどでは、特に顕著なネガ化現象が観察さ
れた。脂環基は橋頭部に多くのC−H結合を持つため、
架橋が進行し易い構造と考えられる。一方、架橋を防止
するために、αメチルスチレン又はこの誘導体が効果的
であることはよく知られている。しかしながら、αメチ
ルスチレンによってネガ化を緩和することはできても、
完全に防止することはできなかった。VUV領域におい
ては酸素の吸収が大きいため、窒素やArなどの不活性
ガスによってパージされ、1ppm以下の濃度にまで酸
素濃度を落とした状態で露光される。酸素は有効なラジ
カルトラップ剤であるので、発生したラジカルの寿命が
長く、架橋が進行し易くなっていると考えられる。そこ
で更に検討を進めた結果、レジストポリマーの種類で
は、特にポリヒドロキシスチレン系をベースポリマーと
したレジストにおいて、顕著なネガ化現象が観察され
た。それに比べて、アクリレートをベースとしたレジス
トにおいてはネガ化現象があまり見られず、更にノルボ
ルネンと無水マレイン酸やマレイミドとの交互共重合ポ
リマーをベースとしたレジスト材料においてもネガ化が
起きにくいことを見出し、本発明をなすに至ったもので
ある。
スト材料及びパターン形成方法を提供する。 請求項1:フッ素化された無水マレイン酸及び/又はマ
レイミドを繰り返し単位として含むことを特徴とする高
分子化合物。 請求項2:請求項1に示す高分子化合物が、下記一般式
(1)で示される繰り返し単位を有することを特徴とす
る高分子化合物。
環状炭化水素単位を示し、Rpは酸不安定基又は親水性
基を含む置換基であり、nは0〜3の整数である。繰り
返し単位bはフッ素化されたマレイン酸又はマレイミド
単位を示し、Xは酸素原子又は−NRq−である。Rq
は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは
環状のアルキル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又
は酸不安定基を含む置換基であり、R1、R2は水素原
子、フッ素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基又はフッ素化されたアルキル
基であり、R1、R2の内少なくとも1個はフッ素原子
を含む。) 請求項3:請求項2記載の繰り返し単位a、bに加え
て、下記一般式(1)−2で示される繰り返し単位cを
含むことを特徴とする高分子化合物。
原子、炭素数1〜10の直鎖状、環状もしくは分岐状の
アルキル基又はフッ素化されたアルキル基、又はシアノ
基である。R0は酸不安定基である。) 請求項4:請求項1、2又は3記載の高分子化合物を含
むことを特徴とするレジスト材料。 請求項5:(A)請求項1、2又は3記載の高分子化合
物、(B)有機溶剤、(C)酸発生剤を含有することを
特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。 請求項6:更に、塩基性化合物を含有する請求項5記載
のレジスト材料。 請求項7:更に、溶解阻止剤を含有する請求項5又は6
記載のレジスト材料。 請求項8:(1)請求項4乃至7のいずれか1項に記載
のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、(2)次い
で加熱処理後、フォトマスクを介して波長300nm以
下の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程と、
(3)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用いて現
像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方
法。
本発明の高分子化合物は、フッ素化された無水マレイン
酸及び/又はマレイミドを繰り返し単位として含むもの
で、この繰り返し単位は、下記の式で示すことができ
る。
り、Xが酸素原子の場合は下記無水マレイン酸繰り返し
単位であり、Xが−NRq−の場合は下記マレイミド繰
り返し単位である。
子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状
のアルキル基又はフッ素化されたアルキル基であり、R
1、R2の内少なくとも1個はフッ素原子を含む。
状もしくは環状の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、s
ec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロペンチル
基、シクロヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オ
クチル基等を例示でき、特に炭素数1〜12、とりわけ
炭素数1〜10のものが好ましい。なお、フッ素化され
たアルキル基は、上記アルキル基の水素原子の一部又は
全部がフッ素原子で置換されたものであり、トリフルオ
ロメチル基、2,2,2−トリフルオロエチル基、3,
3,3−トリフルオロプロピル基、1,1,2,2,
3,3,3−ヘプタフルオロプロピル基などが挙げられ
る。
は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは
環状のアルキル基、ヒドロキシル基又はカルボキシル基
である。
ものを例示することができる。
のものを例示することができる。
返し単位を含むことが好ましい。
環状炭化水素単位であり、Rpは酸不安定基又は親水性
基を含む置換基を示す。また、nは0〜3、好ましくは
1〜3の整数である。
とができる。
酸素原子、硫黄原子、NH基、NCH3基などである。
般式(1)で示される繰り返し単位を有することが好ま
しい。
a単位とb単位が交互で重合が進行すると考えられ、a
/(a+b)はほぼ0.5である。nは上述したように
n=0〜3、好ましくは1〜3の整数であり、a単位1
に対する酸不安定基又は親水性基を含む置換基Rの割合
は1又はそれ以上でもよく、a単位1に対して複数のR
を導入することができる。
記のものを例示することができる。
子又は炭素数1〜10の直鎖状のアルキル基、R5a、
R5bは水素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜10の
アルキル基又はフッ素化されたアルキル基であるが、R
5a、R5bの一方又は双方が少なくとも1個のフッ素
原子を含み、R5は水素原子、メチル基、ヒドロキシ基
又はメトキシ基である。なお、Rqの酸不安定基を含む
置換基も上記と同様である。
種々選定されるが、特に下記式(2)、(3)で示され
る基、下記式(4)で示される炭素数4〜40の三級ア
ルキル基、炭素数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ことが好まし
い。
5の三級アルキル基、各アルキル基がそれぞれ炭素数1
〜6のトリアルキルシリル基、炭素数4〜20のオキソ
アルキル基又は上記一般式(4)で示される基を示し、
三級アルキル基として具体的には、tert−ブチル
基、tert−アミル基、1,1−ジエチルプロピル
基、1−エチルシクロペンチル基、1−ブチルシクロペ
ンチル基、1−エチルシクロヘキシル基、1−ブチルシ
クロヘキシル基、1−エチル−2−シクロペンテニル
基、1−エチル−2−シクロヘキセニル基、2−メチル
−2−アダマンチル基等が挙げられ、トリアルキルシリ
ル基として具体的には、トリメチルシリル基、トリエチ
ルシリル基、ジメチル−tert−ブチルシリル基等が
挙げられ、オキソアルキル基として具体的には、3−オ
キソシクロヘキシル基、4−メチル−2−オキソオキサ
ン−4−イル基、5−メチル−5−オキソオキソラン−
4−イル基等が挙げられる。aは0〜6の整数である。
8、好ましくは1〜10の直鎖状、分岐状又は環状のア
ルキル基を示し、具体的にはメチル基、エチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、tert−ブチル基、シクロペンチル基、シクロ
ヘキシル基、2−エチルヘキシル基、n−オクチル基等
を例示できる。R9は炭素数1〜18、好ましくは1〜
10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、直鎖状、分岐状、環状のアルキル基、
これらの水素原子の一部が水酸基、アルコキシ基、オキ
ソ基、アミノ基、アルキルアミノ基等に置換されたもの
を挙げることができ、具体的には下記の置換アルキル基
等が例示できる。
環を形成してもよく、環を形成する場合にはR7、
R8、R9はそれぞれ炭素数1〜18、好ましくは1〜
10の直鎖状又は分岐状のアルキレン基を示す。
的には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、tert−アミロキシカルボニルメチル基、
1,1−ジエチルプロピルオキシカルボニル基、1,1
−ジエチルプロピルオキシカルボニルメチル基、1−エ
チルシクロペンチルオキシカルボニル基、1−エチルシ
クロペンチルオキシカルボニルメチル基、1−エチル−
2−シクロペンテニルオキシカルボニル基、1−エチル
−2−シクロペンテニルオ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例示でき
る。
直鎖状又は分岐状のものとしては、具体的には下記の基
が例示できる。
環状のものとしては、具体的にはテトラヒドロフラン−
2−イル基、2−メチルテトラヒドロフラン−2−イル
基、テトラヒドロピラン−2−イル基、2−メチルテト
ラヒドロピラン−2−イル基等が例示できる。式(3)
としては、エトキシエチル基、ブトキシエチル基、エト
キシプロピル基が好ましい。
R12は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状もしくは環状
のアルキル基等の1価炭化水素基であり、酸素、硫黄、
窒素、フッ素などのヘテロ原子を含んでもよく、R10
とR11、R10とR12、R11とR12とは互いに
結合して環を形成してもよい。
は、tert−ブチル基、トリエチルカルビル基、1−
エチルノルボニル基、1−メチルシクロヘキシル基、1
−エチルシクロペンチル基、2−(2−メチル)アダマ
ンチル基、2−(2−エチル)アダマンチル基、ter
t−アミル基等を挙げることができる。
す式(4−1)〜(4−16)を具体的に挙げることも
できる。
分岐状又は環状のアルキル基を示し、具体的にはメチル
基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチ
ル基、sec−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシ
ル基、シクロプロピル基、シクロプロピルメチル基等を
例示できる。R14は炭素数2〜6の直鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基を示し、具体的にはエチル基、プロ
ピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、sec−ブチ
ル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、シクロプロピ
ル基、シクロプロピルメチル基、シクロブチル基、シク
ロペンチル基、シクロヘキシル基等を例示できる。R
15は水素原子、炭素数1〜6のヘテロ原子を含んでも
よい1価炭化水素基、又は炭素数1〜6のヘテロ原子を
介してもよいアルキル基等の1価炭化水素基を示す。ヘ
テロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子を挙
げることができ、−OH,−OR(Rは炭素数1〜2
0、特に1〜16のアルキル基、以下同じ),−O−,
−S−,−S(=O)−,−NH2,−NHR,−NR
2,−NH−,−NR−として含有又は介在することが
できる。
〜20、特に1〜16のアルキル基、ヒドロキシアルキ
ル基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルコ
キシアルキル基などを挙げることができ、これらは直鎖
状、分岐状、環状のいずれでもよい。具体的には、メチ
ル基、ヒドロキシメチル基、エチル基、ヒドロキシエチ
ル基、プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、s
ec−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、メ
トキシ基、メトキシメトキシ基、エトキシ基、tert
−ブトキシ基等を例示できる。
各アルキル基がそれぞれ炭素数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、tert−ブチルジメチルシリル基等が挙げられ
る。
は、3−オキソシクロヘキシル基、下記式で示される基
が挙げられる。
場合、繰り返し単位aとして下記のものを例示すること
ができる。
位a、bに加えて、下記一般式(1)−2で示される繰
り返し単位cを含むことができる。
子、フッ素原子、炭素数1〜10の直鎖状、環状もしく
は分岐状のアルキル基又はフッ素化されたアルキル基、
又はシアノ基である。R0は酸不安定基である。なお、
R0の酸不安定基の具体例は上記と同様である。
は、上述したように、a/(a+b)はほぼ0.5であ
るが、上記単位cの割合はc/(a+b+c)が0〜
0.8、好ましくは0〜0.6の範囲であるが、単位c
を含む場合は、その効果を有効に発揮させる点からc/
(a+b+c)が0.2、特に0.3以上であることが
好ましい。
安定基を有する単位aと単位bとの組み合わせ、酸不安
定基を有する単位aと単位bと酸不安定基を有する単位
cとの組み合わせ、親水性基を有する単位aと単位bと
酸不安定基を有する単位cとの組み合わせ等とすること
ができる。
モノマー、好ましくは式(i)と式(ii)のモノマ
ー、更に必要により下記式(iii)のモノマーを用い
て製造することができる。
03、R0は上記と同じであり、(ii)はエチレン性
不飽和結合を有する単環、複素環又は有橋環式の環状炭
化水素である。)
マレイン酸とシクロオレフィンとの共重合ポリマーは、
密着性を向上させるための置換基を含むモノマー、ドラ
イエッチング耐性を向上させるためのモノマー、シクロ
オレフィン以外の酸脱離性基を有するモノマー、特には
(メタ)アクリレートモノマーを更に加えて重合させる
ことができる。密着性向上のためのモノマーとは、フェ
ノール、酸無水物、エステル(ラクトン)、カーボネー
ト、アルコール、カルボン酸、カルボン酸アミド、スル
ホン酸アミド、ケトンなどの親水性置換基を含むもので
あり、本発明の高分子化合物は、例えば下記式(5−
1)〜(5−39)のような単位を含んでいてもよい。
なお、これらの単位dの割合は、モル比でd/(a+b
+c+d)を0〜0.5、特に0〜0.3とすることが
できる。
素原子、フッ素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分
岐状もしくは環状のアルキル基又はフッ素化されたアル
キル基であり、アルキル基の具体例は上述した通りであ
る。
には上記モノマー類と溶媒を混合し、触媒を添加して、
場合によっては加熱あるいは冷却しながら重合反応を行
う。重合反応は開始剤(あるいは触媒)の種類、開始の
方法(光、熱、放射線、プラズマなど)、重合条件(温
度、圧力、濃度、溶媒、添加物)などによっても支配さ
れる。本発明の高分子化合物の重合においては、AIB
Nなどのラジカルによって重合が開始されるラジカル共
重合、アルキルリチウムなどの触媒を用いたイオン重合
(アニオン重合)などが一般的である。これらの重合
は、その常法に従って行うことができる。
は1,000〜1,000,000、特に2,000〜
100,000とすることが好ましい。
特に化学増幅型のポジ型レジスト材料として使用するこ
とができる。
物(ベース樹脂)、(B)有機溶剤、(C)酸発生剤を
含有することを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料
を提供する。
(D)塩基性化合物、(E)溶解阻止剤を配合してもよ
い。
有機溶剤としては、酸発生剤、ベース樹脂、溶解阻止剤
等が溶解可能な有機溶剤であればいずれでもよい。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、フッ素原子を含む溶媒としては
2−フルオロアニソール、3−フルオロアニソール、4
−フルオロアニソール、2,3−ジフルオロアニソー
ル、2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオ
ロアニソール、5,8−ジフルオロ−1,4−ベンゾジ
オキサン、2,3−ジフルオロベンジルアルコール、
1,3−ジフルオロ−2−プロパノール、2’,4’−
ジフルオロプロピオフェノン、2,4−ジフルオロトル
エン、トリフルオロアセトアルデヒドエチルヘミアセタ
ール、トリフルオロアセトアミド、トリフルオロエタノ
ール、2,2,2−トリフルオロエチルブチレート、エ
チルヘプタフルオロブチレート、エチルヘプタフルオロ
ブチルアセテート、エチルヘキサフルオログルタリルメ
チル、エチル−3−ヒドロキシ−4,4,4−トリフル
オロブチレート、エチル−2−メチル−4,4,4−ト
リフルオロアセトアセテート、エチルペンタフルオロベ
ンゾエート、エチルペンタフルオロプロピオネート、エ
チルペンタフルオロプロピニルアセテート、エチルパー
フルオロオクタノエート、エチル−4,4,4−トリフ
ルオロアセトアセテート、エチル−4,4,4−トリフ
ルオロブチレート、エチル−4,4,4−トリフルオロ
クロトネート、エチルトリフルオロスルホネート、エチ
ル−3−(トリフルオロメチル)ブチレート、エチルト
リフルオロピルベート、S−エチルトリフルオロアセテ
ート、フルオロシクロヘキサン、2,2,3,3,4,
4,4−ヘプタフルオロ−1−ブタノール、1,1,
1,2,2,3,3−ヘプタフルオロ−7,7−ジメチ
ル−4,6−オクタンジオン、1,1,1,3,5,
5,5−ヘプタフルオロペンタン−2,4−ジオン、
3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフルオロ−2−ペ
ンタノール、3,3,4,4,5,5,5−ヘプタフル
オロ−2−ペンタノン、イソプロピル−4,4,4−ト
リフルオロアセトアセテート、メチルパーフルオロデナ
ノエート、メチルパーフルオロ(2−メチル−3−オキ
サヘキサノエート)、メチルパーフルオロノナノエー
ト、メチルパーフルオロオクタノエート、メチル−2,
3,3,3−テトラフルオロプロピオネート、メチルト
リフルオロアセトアセテート、メチルトリフルオロアセ
トアセテート、1,1,1,2,2,6,6,6−オク
タフルオロ−2,4−ヘキサンジオン、2,2,3,
3,4,4,5,5−オクタフルオロ−1−ペンタノー
ル、1H,1H,2H,2H−パーフルオロ−1−デカ
ノール、パーフルオロ(2,5−ジメチル−3,6−ジ
オキサンアニオニック)酸メチルエステル、2H−パー
フルオロ−5−メチル−3,6−ジオキサノナン、1
H,1H,2H,3H,3H−パーフルオロノナン−
1,2−ジオール、1H,1H,9H−パーフルオロ−
1−ノナノール、1H,1H−パーフルオロオクタノー
ル、1H,1H,2H,2H−パーフルオロオクタノー
ル、2H−パーフルオロ−5,8,11,14−テトラ
メチル−3,6,9,12,15−ペンタオキサオクタ
デカン、パーフルオロトリブチルアミン、パーフルオロ
トリヘキシルアミン、パーフルオロ−2,5,8−トリ
メチル−3,6,9−トリオキサドデカン酸メチルエス
テル、パーフルオロトリペンチルアミン、パーフルオロ
トリプロピルアミン、1H,1H,2H,3H,3H−
パーフルオロウンデカン−1,2−ジオール、トリフル
オロブタノール−1,1,1−トリフルオロ−5−メチ
ル−2,4−ヘキサンジオン、1,1,1−トリフルオ
ロ−2−プロパノール、3,3,3−トリフルオロ−1
−プロパノール、1,1,1−トリフルオロ−2−プロ
ピルアセテート、パーフルオロブチルテトラヒドロフラ
ン、パーフルオロ(ブチルテトラヒドロフラン)、パー
フルオロデカリン、パーフルオロ(1,2−ジメチルシ
クロヘキサン)、パーフルオロ(1,3−ジメチルシク
ロヘキサン)、プロピレングリコールトリフルオロメチ
ルエーテルアセテート、プロピレングリコールメチルエ
ーテルトリフルオロメチルアセテート、トリフルオロメ
チル酢酸ブチル、3−トリフルオロメトキシプロピオン
酸メチル、パーフルオロシクロヘキサノン、プロピレン
グリコールトリフルオロメチルエーテル、トリフルオロ
酢酸ブチル、1,1,1−トリフルオロ−5,5−ジメ
チル−2,4−ヘキサンジオンこれらの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。
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、乳酸エチルの他、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。
00重量部に対して200〜5,000重量部、特に4
00〜3,000重量部である。
式(6)のオニウム塩、式(7)のジアゾメタン誘導
体、式(8)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。
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。)
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
−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。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。
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。)
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。
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、R34、R3 5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、R3 4、R35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。)
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、R31、R32で説明した
ものと同様の基が挙げられる。なお、R34、R35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。
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。
量部に対して0.2〜15重量部、特に0.5〜8重量
部とすることが好ましく、0.2重量部に満たないと露
光時の酸発生量が少なく、感度及び解像力が劣る場合が
あり、15重量部を超えるとレジストの透過率が低下
し、解像力が劣る場合がある。
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(特
開平5−232706号、同5−249683号、同5
−158239号、同5−249662号、同5−25
7282号、同5−289322号、同5−28934
0号公報等記載)。
級、第二級、第三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が、特
に脂肪族アミンが好適に用いられる。
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、第二級の脂肪族アミ
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、第三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。
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。
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。
される塩基性化合物を配合することもできる。
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R
46、R44とR46、R44とR45とR46、R
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、R
49、R50は水素原子を含まない。)
R47、R48のアルキレン基としては、炭素数1〜2
0、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。
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。
R44とR46、R44とR45とR46、R49とR
50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。
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。
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。特に第三級アミン、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。
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重量部に対して0.01〜2重量
部、特に0.01〜1重量部が好適である。配合量が
0.01重量部より少ないと配合効果がなく、2重量部
を超えると感度が低下しすぎる場合がある。
酸の作用によりアルカリ現像液への溶解性が変化する分
子量3,000以下の化合物、特に2,500以下の低
分子量のフェノールあるいはカルボン酸誘導体の一部あ
るいは全部を酸に不安定な置換基で置換した化合物を挙
げることができる。
はカルボン酸誘導体としては、4,4’−(1−メチル
エチリデン)ビスフェノール、[1,1’−ビフェニル
−4,4’−ジオール]2,2’−メチレンビス[4−
メチルフェノール]、4,4−ビス(4’−ヒドロキシ
フェニル)吉草酸、トリス(4−ヒドロキシフェニル)
メタン、1,1,1−トリス(4’−ヒドロキシフェニ
ル)エタン、1,1,2−トリス(4’−ヒドロキシフ
ェニル)エタン、フェノールフタレイン、チモールフタ
レイン、3,3’−ジフルオロ[(1,1’−ビフェニ
ル)−4,4’−ジオール]、3,3’,5,5’−テ
トラフルオロ[(1,1’−ビフェニル)−4,4’−
ジオール]、4,4’−[2,2,2−トリフルオロ−
1−(トリフルオロメチル)エチリデン]ビスフェノー
ル、4,4’−メチレンビス[2−フルオロフェノー
ル]、2,2’−メチレンビス[4−フルオロフェノー
ル]、4,4’−イソプロピリデンビス[2−フルオロ
フェノール]、シクロヘキシリデンビス[2−フルオロ
フェノール]、4,4’−[(4−フルオロフェニル)
メチレン]ビス[2−フルオロフェノール]、4,4’
−メチレンビス[2,6−ジフルオロフェノール]、
4,4’−(4−フルオロフェニル)メチレンビス
[2,6−ジフルオロフェノール]、2,6−ビス
[(2−ヒドロキシ−5−フルオロフェニル)メチル]
−4−フルオロフェノール、2,6−ビス[(4−ヒド
ロキシ−3−フルオロフェニル)メチル]−4−フルオ
ロフェノール、2,4−ビス[(3−ヒドロキシ−4−
ヒドロキシフェニル)メチル]−6−メチルフェノール
等が挙げられ、酸に不安定な置換基としては、R0と同
様のものが挙げられる。
は、3,3’,5,5’−テトラフルオロ[(1,1’
−ビフェニル)−4,4’−ジ−t−ブトキシカルボニ
ル]、4,4’−[2,2,2−トリフルオロ−1−
(トリフルオロメチル)エチリデン]ビスフェノール−
4,4’−ジ−t−ブトキシカルボニル、ビス(4−
(2’−テトラヒドロピラニルオキシ)フェニル)メタ
ン、ビス(4−(2’−テトラヒドロフラニルオキシ)
フェニル)メタン、ビス(4−tert−ブトキシフェ
ニル)メタン、ビス(4−tert−ブトキシカルボニ
ルオキシフェニル)メタン、ビス(4−tert−ブト
キシカルボニルメチルオキシフェニル)メタン、ビス
(4−(1’−エトキシエトキシ)フェニル)メタン、
ビス(4−(1’−エトキシプロピルオキシ)フェニ
ル)メタン、2,2−ビス(4’−(2’’−テトラヒ
ドロピラニルオキシ))プロパン、2,2−ビス(4’
−(2’’−テトラヒドロフラニルオキシ)フェニル)
プロパン、2,2−ビス(4’−tert−ブトキシフ
ェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−tert−ブ
トキシカルボニルオキシフェニル)プロパン、2,2−
ビス(4−tert−ブトキシカルボニルメチルオキシ
フェニル)プロパン、2,2−ビス(4’−(1’’−
エトキシエトキシ)フェニル)プロパン、2,2−ビス
(4’−(1’’−エトキシプロピルオキシ)フェニ
ル)プロパン、4,4−ビス(4’−(2’’−テトラ
ヒドロピラニルオキシ)フェニル)吉草酸tert−ブ
チル、4,4−ビス(4’−(2’’−テトラヒドロフ
ラニルオキシ)フェニル)吉草酸tert−ブチル、
4,4−ビス(4’−tert−ブトキシフェニル)吉
草酸tert−ブチル、4,4−ビス(4−tert−
ブトキシカルボニルオキシフェニル)吉草酸tert−
ブチル、4,4−ビス(4’−tert−ブトキシカル
ボニルメチルオキシフェニル)吉草酸tert−ブチ
ル、4,4−ビス(4’−(1’’−エトキシエトキ
シ)フェニル)吉草酸tert−ブチル、4,4−ビス
(4’−(1’’−エトキシプロピルオキシ)フェニ
ル)吉草酸tert−ブチル、トリス(4−(2’−テ
トラヒドロピラニルオキシ)フェニル)メタン、トリス
(4−(2’−テトラヒドロフラニルオキシ)フェニ
ル)メタン、トリス(4−tert−ブトキシフェニ
ル)メタン、トリス(4−tert−ブトキシカルボニ
ルオキシフェニル)メタン、トリス(4−tert−ブ
トキシカルボニルオキシメチルフェニル)メタン、トリ
ス(4−(1’−エトキシエトキシ)フェニル)メタ
ン、トリス(4−(1’−エトキシプロピルオキシ)フ
ェニル)メタン、1,1,2−トリス(4’−(2’’
−テトラヒドロピラニルオキシ)フェニル)エタン、
1,1,2−トリス(4’−(2’’−テトラヒドロフ
ラニルオキシ)フェニル)エタン、1,1,2−トリス
(4’−tert−ブトキシフェニル)エタン、1,
1,2−トリス(4’−tert−ブトキシカルボニル
オキシフェニル)エタン、1,1,2−トリス(4’−
tert−ブトキシカルボニルメチルオキシフェニル)
エタン、1,1,2−トリス(4’−(1’−エトキシ
エトキシ)フェニル)エタン、1,1,2−トリス
(4’−(1’−エトキシプロピルオキシ)フェニル)
エタン、2−トリフルオロメチルベンゼンカルボン酸−
1,1−t−ブチルエステル、2−トリフルオロメチル
シクロヘキサンカルボン酸−t−ブチルエステル、デカ
ヒドロナフタレン−2,6−ジカルボン酸−t−ブチル
エステル、コール酸−t−ブチルエステル、デオキシコ
ール酸−t−ブチルエステル、アダマンタンカルボン酸
−t−ブチルエステル、アダマンタン酢酸−t−ブチル
エステル、[1,1’−ビシクロヘキシル−3,3’,
4,4’−テトラカルボン酸テトラ−t−ブチルエステ
ル]等が挙げられる。
剤の添加量としては、レジスト材料中の固形分100重
量部に対して20重量部以下、好ましくは15重量部以
下である。20重量部より多いとモノマー成分が増える
ためレジスト材料の耐熱性が低下する。
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。
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
キサン系化合物等が挙げられる。例えばフロラード「F
C−430」、「FC−431」(いずれも住友スリー
エム(株)製)、サーフロン「S−141」、「S−1
45」、「S−381」、「S−383」(いずれも旭
硝子(株)製)、ユニダイン「DS−401」、「DS
−403」、「DS−451」(いずれもダイキン工業
(株)製)、メガファック「F−8151」、「F−1
71」、「F−172」、「F−173」、「F−17
7」(いずれも大日本インキ工業(株)製)、「X−7
0−092」、「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。
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、例えばシリコンウエハー等の基板上に
スピンコーティング等の手法で膜厚が0.1〜1.0μ
mとなるように塗布し、これをホットプレート上で60
〜200℃、10秒〜10分間、好ましくは80〜15
0℃、30秒〜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10〜100
mJ/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℃、10秒〜5分間、好ましくは
80〜130℃、30秒〜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、1
0秒〜3分間、好ましくは30秒〜2分間、浸漬(di
p)法、パドル(puddle)法、スプレー(spr
ay)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254〜120nmの遠紫外線
又はエキシマレーザー、特に193nmのArF、15
7nmのF2、146nmのKr2、134nmのKr
Ar、126nmのAr2などのエキシマレーザー、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。
線に感応し、200nm以下、特には170nm以下の
波長における感度、解像性、プラズマエッチング耐性に
優れている。従って、本発明のレジスト材料は、これら
の特性より、特にF2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。
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。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−ジフルオロ無水
マレイン酸50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、ジフルオロ無水マレイ
ン酸20gをトルエン120mlに溶解させ、十分に系
中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕
込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−ジフルオロ無水マレイン酸)
25gの白色重合体は、光散乱法により重量平均分子量
が6,000g/molであり、GPC溶出曲線、1H
−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が1.8
5、共重合組成比=50:50の重合体であることが確
認できた。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−モノフルオロ無
水マレイン酸50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、モノフルオロ無水マレ
イン酸20gをトルエン120mlに溶解させ、十分に
系中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを
仕込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行っ
た。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−モノフルオロ無水マレイン
酸)25gの白色重合体は、光散乱法により重量平均分
子量5,600g/molであり、GPC溶出曲線、1
H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が1.6
6、共重合組成比=50:50の重合体であることが確
認できた。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−トリフルオロメ
チル無水マレイン酸50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、トリフルオロメチル無
水マレイン酸22gをトルエン120mlに溶解させ、
十分に系中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.6
6gを仕込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を
行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−トリフルオロメチル無水マレ
イン酸)27gの白色重合体は、光散乱法により重量平
均分子量4,000g/molであり、GPC溶出曲
線、1H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が
1.93、共重合組成比=50:50の重合体であるこ
とが確認できた。
エトキシ)−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル
−2−ノルボルネン−co−ジフルオロ無水マレイン酸
50:50)の合成 500mlのフラスコ中で5−{2−(エトキシエトキ
シ)−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−
ノルボルネン32g、ジフルオロ無水マレイン酸22g
をトルエン120mlに溶解させ、十分に系中の酸素を
除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕込み、60
℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(5−{2−(エトキシエトキシ)−
2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボ
ルネン−co−ジフルオロ無水マレイン酸50:50)
35gの白色重合体は、光散乱法により重量平均分子量
5,400g/molであり、GPC溶出曲線、1H−
NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が1.86、
共重合組成比=50:50の重合体であることが確認で
きた。
−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノル
ボルネン−co−ジフルオロ無水マレイン酸−co−2
−トリフルオロメチルアクリル酸−1−エチルシクロペ
ンチル30:30:40)の合成 500mlのフラスコ中で5−{2−ヒドロキシ−2,
2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボルネ
ン20g、ジフルオロ無水マレイン酸14g、2−トリ
フルオロメチルアクリル酸−1−エチルシクロペンチル
24gをトルエン120mlに溶解させ、十分に系中の
酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕込
み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(5−{2−ヒドロキシ−2,2−ビ
ストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボルネン−c
o−ジフルオロ無水マレイン酸−co−2−トリフルオ
ロメチルアクリル酸−1−エチルシクロペンチル30:
30:40)46gの白色重合体は、光散乱法により重
量平均分子量9,400g/molであり、GPC溶出
曲線、1H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)
が1.79、共重合組成比=30:30:40の重合体
であることが確認できた。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−ジフルオロ−N
−メチルマレイミド50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、ジフルオロ−N−メチ
ルマレイミド20gをトルエン120mlに溶解させ、
十分に系中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.6
6gを仕込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を
行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−ジフルオロ−N−メチルマレ
イミド)25gの白色重合体は、光散乱法により重量平
均分子量が6,200g/molであり、GPC溶出曲
線、1H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が
1.80、共重合組成比=50:50の重合体であるこ
とが確認できた。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−トリフルオロメ
チル−N−メチルマレイミド50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、トリフルオロメチル−
N−メチルマレイミド22gをトルエン120mlに溶
解させ、十分に系中の酸素を除去した後、開始剤AIB
N0.66gを仕込み、60℃まで昇温して24時間重
合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−トリフルオロメチル−N−メ
チルマレイミド)27gの白色重合体は、光散乱法によ
り重量平均分子量4,000g/molであり、GPC
溶出曲線、1H−NMR測定により分散度(=Mw/M
n)が1.93、共重合組成比=50:50の重合体で
あることが確認できた。
ルボン酸エチルシクロペンチル−co−ジフルオロ−N
−エチルシクロペンチルカルボニルマレイミド50:5
0)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、ジフルオロ−N−エチ
ルシクロペンチルカルボニルマレイミド20gをトルエ
ン120mlに溶解させ、十分に系中の酸素を除去した
後、開始剤AIBN0.66gを仕込み、60℃まで昇
温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−ジフルオロ−N−エチルシク
ロペンチルカルボニルマレイミド)25gの白色重合体
は、光散乱法により重量平均分子量が6,500g/m
olであり、GPC溶出曲線、1H−NMR測定により
分散度(=Mw/Mn)が1.76、共重合組成比=5
0:50の重合体であることが確認できた。
エトキシ)−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル
−2−ノルボルネン−co−ジフルオロ−N−メチルマ
レイミド50:50)の合成 500mlのフラスコ中で5−{2−(エトキシエトキ
シ)−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−
ノルボルネン32g、ジフルオロ−N−メチルマレイミ
ド25gをトルエン120mlに溶解させ、十分に系中
の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕込
み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(5−{2−(エトキシエトキシ)−
2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボ
ルネン−co−ジフルオロ−N−メチルマレイミド5
0:50)38gの白色重合体は、光散乱法により重量
平均分子量5,800g/molであり、GPC溶出曲
線、1H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が
1.81、共重合組成比=50:50の重合体であるこ
とが確認できた。
シ−2,2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノ
ルボルネン−co−ジフルオロ−N−メチルマレイミド
−co−2−トリフルオロメチルアクリル酸−1−エチ
ルシクロペンチル30:30:40)の合成 500mlのフラスコ中で5−{2−ヒドロキシ−2,
2−ビストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボルネ
ン20g、ジフルオロ−N−メチルマレイミド16g、
2−トリフルオロメチルアクリル酸−1−エチルシクロ
ペンチル24gをトルエン120mlに溶解させ、十分
に系中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66g
を仕込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行っ
た。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(5−{2−ヒドロキシ−2,2−ビ
ストリフルオロメチル}エチル−2−ノルボルネン−c
o−ジフルオロ−N−メチルマレイミド−co−2−ト
リフルオロメチルアクリル酸−1−エチルシクロペンチ
ル30:30:40)50gの白色重合体は、光散乱法
により重量平均分子量9,800g/molであり、G
PC溶出曲線、1H−NMR測定により分散度(=Mw
/Mn)が1.75、共重合組成比=30:30:40
の重合体であることが確認できた。
−カルボン酸エチルシクロペンチル−co−無水マレイ
ン酸50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、無水マレイン酸22g
をトルエン120mlに溶解させ、十分に系中の酸素を
除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕込み、60
℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−無水マレイン酸)27gの白
色重合体は、光散乱法により重量平均分子量6,000
g/molであり、GPC溶出曲線、1H−NMR測定
により分散度(=Mw/Mn)が1.73、共重合組成
比=50:50の重合体であった。
ンメタクリル酸エステル−co−γブチロラクトンメタ
クリル酸エステル50:50)の合成 500mlのフラスコ中でエチルアダマンタンメタクリ
ル酸エステル20g、γブチロラクトンメタクリル酸エ
ステル16gをトルエン120mlに溶解させ、十分に
系中の酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを
仕込み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行っ
た。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(エチルアダマンタンメタクリル酸エ
ステル−co−γブチロラクトンメタクリル酸エステ
ル)20gの白色重合体は、光散乱法により重量平均分
子量9,000g/molであり、GPC溶出曲線、1
H−NMR測定により分散度(=Mw/Mn)が1.8
3、共重合組成比=50:50の重合体であった。
−カルボン酸エチルシクロペンチル−co−N−メチル
マレイミド50:50)の合成 500mlのフラスコ中でノルボルネン−5−カルボン
酸エチルシクロペンチル25g、N−メチルマレイミド
22gをトルエン120mlに溶解させ、十分に系中の
酸素を除去した後、開始剤AIBN0.66gを仕込
み、60℃まで昇温して24時間重合反応を行った。
混合物をメタノールに注ぎ、得られた重合体を沈殿させ
た。更に得られたポリマーをアセトンに溶かし、メタノ
ール5L中に注いでポリマーを沈殿させる操作を二回繰
り返した後、重合体を分離し、乾燥させた。このように
して得られたポリ(ノルボルネン−5−カルボン酸エチ
ルシクロペンチル−co−N−メチルマレイミド)27
gの白色重合体は、光散乱法により重量平均分子量6,
800g/molであり、GPC溶出曲線、1H−NM
R測定により分散度(=Mw/Mn)が1.82、共重
合組成比=50:50の重合体であった。
価した。 ポリマー透過率測定:上で得られたポリマー1g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(PG
MEA)10gに十分に溶解させ、0.2μmのフィル
ターで濾過して、ポリマー溶液を調製した。一方、分子
量10,000、分散度(=Mw/Mn)1.10の単
分散ポリヒドロキシスチレンの30%をテトラヒドロピ
ラニル基で置換したポリマーを合成し、比較例4ポリマ
ーとした。また、分子量15,000、分散度1.7の
ポリメチルメタクリレートを比較例5ポリマー、メタ/
パラ比40/60で分子量9,000、分散度2.5の
ノボラックポリマーを比較例6ポリマーとした。得られ
たポリマー1g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10gに十分に溶解させ、0.2μmの
フィルターで濾過して、ポリマー溶液を調製した。
ピンコーティング、ホットプレートを用いて100℃で
90秒間ベークし、厚さ300nmのポリマー層をMg
F2基板上に作成した。真空紫外光度計(日本分光製、
VUV200S)を用いて248nm、193nm、1
57nmにおける透過率を測定した。結果を表1に示
す。
ンコーティングし、ホットプレートを用いて100℃で
90秒間ベークして膜厚300nmのポリマー膜を作成
した。ポリマー膜を作成したウエハーを下記の方法で評
価した。結果を表2、表3に示す。 (1)CHF3/CF4系ガスでのエッチング試験 東京エレクトロン株式会社製ドライエッチング装置TE
−8500Pを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜
厚差を求めた。また、エッチング後の表面のラフネスを
AFMで測定した。エッチング条件は下記に示す通りで
ある。 チャンバー圧力 40.0Pa RFパワー 1,300W ギャップ 9mm CHF3ガス流量 30ml/min CF4ガス流量 30ml/min Arガス流量 100ml/min 時間 60sec (2)Cl2/BCl3系ガスでのエッチング試験 日電アネルバ株式会社製ドライエッチング装置L−50
7D−Lを用い、エッチング前後のポリマー膜の膜厚差
を求めた。エッチング条件は下記に示す通りである。 チャンバー圧力 40.0Pa RFパワー 300W ギャップ 9mm Cl2ガス流量 30ml/min BCl3ガス流量 30ml/min CHF3ガス流量 100ml/min O2ガス流量 2ml/min 時間 360sec
に示す成分を表4,5に示す量で用いて常法によりレジ
スト液を調製した。
エハーにDUV−30(日産化学製)を55nmの膜厚
で製膜して、KrF光(248nm)で反射率を1%以
下に抑えた基板上にスピンコーティングし、ホットプレ
ートを用いて100℃で90秒間ベークし、レジストの
厚みを300nmの厚さにした。
ン社、NSR−S202A,NA−0.6、σ0.7
5、2/3輪帯照明)を用いてCrマスクでラインアン
ドスペースパターンを露光し、露光後直ちに110℃で
90秒間ベークし、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60秒間現像を行って、ポ
ジ型のパターンを得た。
価した。結果を表4,5に示す。 評価方法:0.20μmのラインアンドスペースを1:
1で解像する露光量を最適露光量(Eop)を感度(m
J/cm2)として、この露光量において分離している
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。
物を用いたレジスト材料は、F2エキシマレーザー(1
57nm)付近の波長における十分な透明性と、解像力
と感度を満たし、エッチング後の膜厚差が小さく、エッ
チング後の表面ラフネスも良好なことより、優れた耐ド
ライエッチング性を有していることがわかった。
Claims (8)
- 【請求項1】 フッ素化された無水マレイン酸及び/又
はマレイミドを繰り返し単位として含むことを特徴とす
る高分子化合物。 - 【請求項2】 請求項1に示す高分子化合物が、下記一
般式(1)で示される繰り返し単位を有することを特徴
とする高分子化合物。 【化1】 (式中、繰り返し単位aは単環、複素環又は有橋環式の
環状炭化水素単位を示し、Rpは酸不安定基又は親水性
基を含む置換基であり、nは0〜3の整数である。繰り
返し単位bはフッ素化されたマレイン酸又はマレイミド
単位を示し、Xは酸素原子又は−NRq−である。Rq
は水素原子、炭素数1〜10の直鎖状、分岐状もしくは
環状のアルキル基、ヒドロキシル基、カルボキシル基又
は酸不安定基を含む置換基であり、R1、R2は水素原
子、フッ素原子、又は炭素数1〜20の直鎖状、分岐状
もしくは環状のアルキル基又はフッ素化されたアルキル
基であり、R1、R2の内少なくとも1個はフッ素原子
を含む。) - 【請求項3】 請求項2記載の繰り返し単位a、bに加
えて、下記一般式(1)−2で示される繰り返し単位c
を含むことを特徴とする高分子化合物。 【化2】 (式中、R01、R02、R03は、水素原子、フッ素
原子、炭素数1〜10の直鎖状、環状もしくは分岐状の
アルキル基又はフッ素化されたアルキル基、又はシアノ
基である。R0は酸不安定基である。) - 【請求項4】 請求項1、2又は3記載の高分子化合物
を含むことを特徴とするレジスト材料。 - 【請求項5】 (A)請求項1、2又は3記載の高分子
化合物、(B)有機溶剤、(C)酸発生剤を含有するこ
とを特徴とする化学増幅ポジ型レジスト材料。 - 【請求項6】 更に、塩基性化合物を含有する請求項5
記載のレジスト材料。 - 【請求項7】 更に、溶解阻止剤を含有する請求項5又
は6記載のレジスト材料。 - 【請求項8】 (1)請求項4乃至7のいずれか1項に
記載のレジスト材料を基板上に塗布する工程と、(2)
次いで加熱処理後、フォトマスクを介して波長300n
m以下の高エネルギー線もしくは電子線で露光する工程
と、(3)必要に応じて加熱処理した後、現像液を用い
て現像する工程とを含むことを特徴とするパターン形成
方法。
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